Čím menší, tím jemnější, tím čistší

Čistá místnost s žlutým světlem pro finální fotosenzitivní proces.

Pohled skrz materiálový uzávěr do vícesložkové výroby.

Plně skleněný ISO5-čistící prostor CleanCell4.0® pro novou sputterovací zařízení.

Flexibilní plošný spoj pro použití v sluchadlech.

Švýcarský GS Swiss PCB vyrábí desky plošných spojů pro medicínskou techniku a elektroniku, které jsou vyrobeny z velmi tenkých základních materiálů o tloušťce pouhých 12 μm. Aby bylo možné v budoucnu vyrábět ještě menší a přesnější jemné struktury, investovala společnost do tří čistých prostor CleanCell4.0®. Nové zařízení pro čisté prostory bylo nainstalováno bez demontáže stávajících výrobních linek, takže výroba mohla pokračovat i během rekonstrukce.

Nejmenší součástky, které jsou téměř neviditelné pouhým okem, vedly v posledních letech k rychlému pokroku v elektronice a umožnily výrobu stále výkonnějších zařízení. Desky plošných spojů zajišťují funkčnost mobilních telefonů, počítačů, automobilů a letadel. I v medicínské technice, například u sluchadel, umožňují tyto miniaturní součástky vysokou funkčnost techniky na velmi malém prostoru.

GS Swiss PCB je specializovaná na výrobu miniaturizovaných desek plošných spojů a na tomto tvrdě konkurenčním trhu se 170 zaměstnanci úspěšně drží proti silné asijské konkurenci. To se švýcarské high-tech společnosti daří díky zajištění velmi vysoké spolehlivosti citlivých produktů a díky individuálně přizpůsobené výrobě s krátkými dodacími lhůtami.

Tři nové čisté prostory pro kontrolované procesy

Pro umožnění vývoje citlivých součástek do ještě menších struktur investovala GS Swiss PCB do tří nových čistých prostor pro různé výrobní kroky. Edgar Camenzind je zástupcem vedoucího výroby a vysvětluje význam čistých prostorů pro kvalitu výroby: „Kritické procesy při výrobě našich vysoce integrovaných desek plošných spojů probíhají v čistých prostorách. Každý prachový zrnek je náš nepřítel a vede ke zmetkům ve výrobě. Musíme vyrábět zcela kontrolovaně a bez jakéhokoliv znečištění. To je možné pouze s technologií čistých prostor. V budoucnu chceme ještě zlepšit naše jemné struktury, a proto jsme zřídili rovnou tři nové čisté prostory pro různé výrobní kroky.“

Nová zařízení v GS Swiss PCB byla navržena, vyrobena a nainstalována jejich dlouholetým partnerem SCHILLING ENGINEERING. Velkou výzvou byly úzké prostorové podmínky, které vyžadovaly přesně přizpůsobená řešení. Aby se minimalizovalo přerušení výroby, část instalace zařízení pro čisté prostory byla provedena bez demontáže stávajících výrobních linek.

Sputtering na omezeném prostoru

Vývojové kroky ve výrobě desek plošných spojů jsou velmi specializované a rozdělené do různých oblastí. Novinkou v GS Swiss PCB je vlastní zařízení pro sputtering, ve kterém se nanáší nosná fólie. Tato fólie slouží jako základní materiál pro všechny další výrobní kroky. Pro proces sputterování bylo nainstalováno 40 m² čistého prostoru podle norem ISO třídy 5 a 6. Materiály jsou do čistého prostoru vkládány přes materiálovou šachtu širokou 1,50 m, s dvojitými dveřmi pro manipulátory. Na přání švýcarské firmy byly stěny, dveře a průchody do čistého prostoru plně prosklené, aby bylo možné mít nepřetržitý přehled zvenčí do pracovního prostoru. Výjimečně úzké prostorové podmínky pro stropní systém čistého prostoru vyžadovaly pečlivé plánování. Filtrační jednotky a větrání byly přesně umístěny inženýry ze Schilling Engineering mezi stěnami, aby byl prostor co nejefektivněji využit.

Výroba multilayerů během výstavby čistého prostoru

V dalším výrobním kroku vznikají vícevrstvé pevné, pevněflexibilní a flexibilní desky plošných spojů. Tenké nosné fólie jsou spojovány v několika vrstvách a lisovány. Nově zřízený čistý prostor o rozloze 130 m² splňuje normy ISO třídy 7 a 8.

Výroba multilayerů nebyla během výstavby čistého prostoru přerušena, ale přesunuta na noční směny, aby se minimalizovaly výrobní výpadky. Instalace zařízení pro čisté prostory proběhla bez odstranění stávajících strojů, dopravníků a připojení výrobní linky. Stěny čistého prostoru byly postaveny před stěny a okna stávající budovy.

Výroba multilayerů je v kompetenci Edgara Camenzinda. Zástupce vedoucího výroby vzpomíná na náročné období stavebních prací: „Výstavba čistých prostor byla skutečnou výzvou. Pro nás i pro tým Schilling Engineering. Během rekonstrukce jsme stále vyráběli na plný výkon. Při výrobě multilayerů a následném fotosenzitivním procesu byly zařízení pro čisté prostory vlastně postavena kolem výrobní linky. Vyžadovalo to velkou flexibilitu a organizaci od nás všech.“

Žluté světlo pro fotosenzitivní výrobu

V posledním výrobním kroku se nanáší lak na desky plošných spojů a multilayery. I zde nesmí být výroba znečištěna částicemi kvůli velmi přesným tolerancím v mikrometrové přesnosti zpracování. Dalších 95 m² čistého prostoru zajišťuje bezpečnost při finální úpravě. Pod podmínkami normy ISO třídy 5 jsou materiály tištěny, exponovány, vyvíjeny a baleny. Některé části jsou odděleny pomocí záclon z čistého prostoru. 25 vysoce výkonných filtrů, instalovaných přímo nad procesy, a vysoká výměnná rychlost vzduchu přes 95 výměn za hodinu zajišťují bezkontaminovanou výrobu jemných struktur.

Protože během lakování nesmí na citlivé materiály dopadat UV světlo, byla nainstalována speciální žlutá osvětlení a okna a skleněné dveře čistého prostoru jsou pokryty žlutou fólií. Další zvláštností jsou stěnové moduly z nerezové oceli, které usnadňují splnění zvýšených požadavků na čištění fotosenzitivní výroby.

Dobrá koordinace a krátké vzdálenosti

Po několika měsících plánování a výstavby v různých etapách jsou všechny tři čisté prostory společnosti GS Swiss PCB uvedeny do provozu. Bylo nainstalováno 277 m² stropních modulů s LED osvětlením a 58 filtrů-ventilačních jednotek. Modulární konstrukce systému čistých prostorů CleanCell4.0 předpokládá jejich rozšíření. Čisté prostory byly vybaveny inteligentním řídicím a kontrolním systémem CRControl® včetně monitoringu. Také zařízení pro personální přechody do čistého prostoru a konečná kvalifikace byly zajištěny firmou Schilling Engineering. Edgar Camenzind je rád, že se nyní může plně soustředit na náročnou výrobu multilayerů: „Projekt čistých prostor byl opravdu velmi úspěšný. Ve skutečnosti šlo o několik projektů s různými požadavky. Dobrá koordinace s firmou pro čisté prostory byla nesmírně důležitá. Měli jsme vždy přímý přístup k Ute Schilling, která koordinovala celý projekt. Krátké vzdálenosti, vždy dostupná, to je velká výhoda.“

Zástupce vedoucího výroby oceňuje hladký průběh práce v čistých prostorách a především to, že bezpečná výroba zákaznických desek plošných spojů zajišťuje funkčnost moderních sluchadel a tím i vyšší kvalitu života.