Autoelektronik muss bald -40 bis 150 Grad überstehen

Neue Autos stellen Elektronikbranche vor extreme Herausforderungen

Dass Elektronik im Auto nicht mehr wegzudenken ist, dürfte sich langsam herumgesprochen haben, doch schimpft der Autofahrer nicht selten über die Unzuverlässigkeit der Technik. Weitgehend unbekannt ist jedoch, dass die Anforderungen an die eingesetzten elektronischen Baugruppen im Auto gleich hinter denen im Verkehrsflugzeug rangieren, wie Volker Schanz, Geschäftsführer der Informationstechnische Gesellschaft im VDE (ITG), meint.

Artikel veröffentlicht am 6. März 2006, 8:34 Uhr, Andreas Donath

Ungefähr 70 elektronische Steuergeräte mit rund 13.000 passiven elektronischen Bauelementen verbergen sich mittlerweile in einem Oberklassewagen. Die Funktionen reichen von der Motor- und Getriebesteuerung über die Bremsregelung bis hin zur Unterhaltungselektronik und Klimasteuerung.

Die geforderte Lebensdauer für elektronische Komponenten in Kraftfahrzeugen reicht von 6.000 bis 11.000 Stunden in Pkws je nach Hersteller und Fahrzeugmodell. Dies sind rund 250 bzw. 460 Tage Betriebszeit. Bei einer angenommenen Durchschnittsgeschwindigkeit von 50 Stundenkilometern wären dies 300.000 bzw. sogar 550.000 Kilometer. Bei Nutzfahrzeugen sind es teilweise Lebensdauern von bis zu 20.000 Stunden.

Dabei muss die Elektronik teils aus Platzmangel und teils aus praktischen Überlegungen heraus in rauen Umgebungen eingesetzt werden - beispielsweise in elektronischen Motor- und Getriebesteuerungen bis zu 125 Grad, wobei man noch mit deutlich höheren Temperaturen und stärkeren Beschleunigungen in der Zukunft rechnet. Aber auch Minustemperaturen von -40 Grad müssen überstanden werden.

Die in der Informationstechnischen Gesellschaft im VDE (ITG) für die Zuverlässigkeit aktiver elektronischer Bauelemente zuständige Fachgruppe hat zu diesem Themenkomplex jetzt ein Positionspapier mit dem Titel "Kfz-Anforderungen an Elektronik-Bauelemente" herausgegeben.

Die weltweite Automobilproduktion liegt heute bei etwa 55 Millionen Fahrzeugen pro Jahr, wobei der durchschnittliche Elektronikanteil von 1.000 Euro je Fahrzeug jedes Jahr um rund 15 Prozent weiter wächst.

Forschungsbedarf sieht der VDE bei der Entwicklung von Zuverlässigkeitskenngrößen für neue Package-Typen sowie Aufbautechniken für kompakte Steuergeräte. Darüber hinaus müsse eine robuste Leistungselektronik samt entsprechender Verbindungstechnologie weiterentwickelt und Wechselwirkungen mit bleifreien Lötprozessen ergründet werden. Zudem müssten genauere Lebensdauermodelle sowie Designrichtlinien für das Leiterplattenlayout mit Logik- und Leistungskomponenten entwickelt werden.

Das ITG-Positionspapier "Kfz-Anforderungen an Elektronik-Bauelemente" kann als PDF kostenlos vom VDE heruntergeladen werden.