Salle blanche dans la salle blanche – comment SwissOptic a intégré de nouveaux espaces de travail dans la production

La SwissOptic AG a été fondée en 1997 à partir de Leica Geosystem AG et se spécialise dans l'optique de haute précision sur mesure pour des applications industrielles. (Source : item et SwissOptic)

Pour les processus de production sensibles en salle blanche, item offre un environnement de travail idéal avec ses mini-environnements. Ainsi, 16 cellules de montage fonctionnelles de classe ISO 5 ont été créées. (Source : item et SwissOptic)

Les mini-environnements se composent de demi-enclos basés sur les profils en aluminium item avec des systèmes de postes de travail intégrés. (Source : item et SwissOptic)

Dans les plafonds de cellules, quatre unités de filtration par ventilation sont intégrées. Étant donné que l'air à l'intérieur des cellules est dirigé en flux laminaire du plafond au sol, cela permet d'éviter l'accumulation de particules sur les pièces et les surfaces de travail. (Source : item et SwissOptic)

SwissOptic représente des solutions optiques de haute précision et sur mesure. L'entreprise produit des composants optiques de haute précision et des ensembles complexes pour différents secteurs en salle blanche. Pour une nouvelle ligne de production, SwissOptic a agrandi ses salles blanches existantes et porté les zones de travail à un niveau supérieur de classe de salle blanche. L'entreprise mise sur des systèmes et composants de item. Ainsi, des zones de processus isolées et contrôlables ont été créées, répondant aux exigences les plus strictes en matière de salle blanche et pouvant s'adapter de manière flexible à différents flux de travail.

L'AG SwissOptic a été fondée en 1997 à partir de Leica Geosystem AG. L'entreprise est spécialisée dans l'optique de haute précision, sur mesure, pour des applications industrielles, et se considère comme un fournisseur de services complets pour des solutions optiques OEM dans le domaine de la métrologie, de la mesure, de l'industrie des semi-conducteurs et de la technologie médicale. La production optique sur le site de Heerbrugg en Suisse remonte au début du XXe siècle. Les entrepreneurs Heinrich Wild, Jacob Schmidheiny et Roland Helbing ont fondé en 1921 « Heinrich Wild, Werkstätte für Feinmechanik und Optik ». L'entreprise a rapidement grandi grâce à des solutions innovantes pour la géodésie, et a élargi son portefeuille à la photogrammétrie – la collecte de données précises à partir de photos – ainsi qu'à la microscopie. D'autres applications dans la métrologie, l'optoélectronique, la combinaison d'optique et d'électronique des semi-conducteurs ont suivi. Depuis 2021, SwissOptic appartient au groupe Jenoptik. Celui-ci emploie environ 4 500 collaborateurs et est coté en bourse sur le DAX. SwissOptic dispose en plus de son siège principal en Suisse d'une filiale à Wuhan, en Chine, avec environ 120 employés. En tant que fournisseur de services complets pour OEM, l'entreprise ne se limite pas au développement de composants optiques, d'ensembles et de systèmes optomécatroniques, mais assure également la fabrication de produits individuels à partir de dessins clients.

Postes de travail existants obsolètes et peu flexibles

SwissOptic collabore depuis plus de 20 ans avec item Industrietechnik GmbH et utilise donc de nombreuses applications – des systèmes de postes de travail à la technique de ligne en passant par les enceintes de machines. Pour l'aménagement d'une nouvelle salle blanche, l'expert en optique a donc contacté item. « Nous connaissions parfaitement le système modulable basé sur des profils en aluminium et avons donc demandé à item s'ils pouvaient nous aider à aménager de nouveaux postes de travail », explique Mark Rüdisser, responsable Facility Management de SwissOptic AG. « Pour la production de composants pour l'industrie des semi-conducteurs, nous avions besoin de zones de travail flexibles qui répondent aux exigences élevées de la classe de salle blanche ISO 5. » La société WHO Reinraumtechnik a été chargée de la planification générale. Bien que la production ait déjà lieu en salle blanche, les nouvelles zones devaient répondre à une classe de salle blanche encore plus élevée, avec des exigences plus strictes concernant la concentration de particules. Les zones de travail jusqu'ici utilisées ne pouvaient plus satisfaire ces exigences. Les postes de travail étaient obsolètes et ne pouvaient pas être adaptés à différents processus de travail.

Exigences élevées pour la production en salle blanche

« Pour augmenter nos capacités de production, nous avons dû reconfigurer notre salle blanche et créer davantage de zones de travail et de production. Nous voulions limiter au maximum les coûts et les travaux de transformation », explique Dario Fusinato, responsable de l'assemblage en salle blanche chez SwissOptic AG. « Pour les processus de production sensibles en salle blanche, item propose désormais les Mini-Environments, qui offrent un environnement de travail idéal. » Quatorze cellules de montage fonctionnelles de classe ISO 5 ont été créées. Elles se composent de compartiments partiels basés sur des profils en aluminium item avec des systèmes de postes de travail intégrés. Là, sont fabriquées, contrôlées et nettoyées des assemblages optomécaniques complexes pour l'industrie des semi-conducteurs. Des composants optiques et de micro-mécanique, positionnés et ajustés avec une précision micrométrique à l'aide de dispositifs spéciaux, sont utilisés. Les fluctuations de température, les vibrations et les chocs doivent absolument être évités. Par ailleurs, aucune particule de 0,025 mm ou plus grande ne doit être présente dans la zone de travail. C'est pourquoi SwissOptic réalise un contrôle optique des ensembles à l'aide de microscopes spéciaux. La pureté particulaire est une condition préalable pour garantir la qualité et la durabilité des produits.

Structure uniforme des cellules de montage

Les 16 cellules de montage ont une structure identique. Elles sont chacune équipées d'une table réglable en hauteur, d'une étagère roulante avec quatre niveaux de rangement et d'un chariot mobile composé de composants item. Les compartiments partiels mesurent environ 2,70 m de large, 2,40 m de haut et ont une profondeur de 2,40 m. La structure de base est constituée de profils de la série X 8 combinés avec des profils XMS. Des guides de câbles intégrés permettent une gestion sécurisée des câbles, car les câbles sont dissimulés de manière étanche à la poussière dans le cadre profilé. « Les surfaces des cellules sont en verre facile à nettoyer », indique Michael Hasler, directeur commercial d'item Suisse. « Le système de cadre d'item sert à fixer les surfaces et est particulièrement adapté à une utilisation en salle blanche, car il relie de manière optimale le profil de base, le couvercle et le joint. » Cela permet d'obtenir des surfaces faciles à nettoyer. Quatre unités de filtration avec ventilateurs sont intégrées dans le plafond des cellules. Quasi comme une salle blanche dans la salle blanche, ces cellules forment une unité hermétique. Elles peuvent être déplacées de manière flexible si nécessaire dans d'autres zones de la production. L'air à l'intérieur des cellules est dirigé du plafond jusqu'au sol en un flux laminaire, empêchant ainsi l'accumulation de particules sur les pièces et les surfaces de travail.

Tous les matériaux ne conviennent pas à la salle blanche

Les cellules de montage doivent être fabriquées à partir de matériaux compatibles avec la salle blanche. Ils ne doivent pas dégazer. De plus, il faut respecter les exigences concernant les substances organiques volatiles telles que les gaz, huiles et graisses. « Le produit final sera utilisé ultérieurement en ultravide », explique Dario Fusinato. « Nous devons donc garantir qu'aucune contamination moléculaire ne se produit lors de l'assemblage. » En raison de leur petite taille, ces substances peuvent passer à travers les filtres d'air. En plus de la norme ISO 14644-1 relative aux classes de salle blanche en fonction du taux de réduction particulaire, il faut également respecter la directive ISO 14644-8 concernant la classification en fonction de la charge en contaminants moléculaires transportés par l'air (AMC). La norme VDI 2083 feuille 9.1 décrit une procédure standardisée pour la qualification des équipements et composants de traitement de l'air pour les zones de propreté. « Évaluer le comportement de dégazage est une tâche complexe », souligne Dario Fusinato. « Dès le départ, certains matériaux comme les silicones ou certains plastiques spéciaux n'ont pas été autorisés. Étant donné la présence de tables réglables en hauteur, les lubrifiants utilisés ici doivent également répondre à ces exigences. » Toutes les rainures de profil ouverts doivent être fermées avec des profils de couverture appropriés pour éviter l'accumulation de poussière ou la formation d'autres contaminants.

Montage en fonctionnement

Avant le montage final, SwissOptic a testé la fonctionnalité des enceintes item en combinaison avec les FFU dans un modèle numérique. L'installation des compartiments partiels était complexe, car elle s'est faite en fonctionnement. Tout d'abord, item a réalisé un projet pilote et a monté un compartiment partiel avec son équipement dans une autre salle blanche. Après un succès, les enceintes ont été pré-assemblées chez item puis transportées à l'emplacement final. Les employés d'item ont également dû porter des vêtements de protection et respecter les règles de comportement en salle blanche pour éviter toute contamination. « Nous avons travaillé par étapes et coordonné étroitement avec item », explique Mark Rüdisser. « Cela nous a permis de garantir que le fonctionnement en cours n'a jamais été compromis. »

Amélioration des conditions de travail et des processus de production

Le processus, de la livraison à la mise en service à l'automne 2022, n'a duré que quelques mois. « Nous sommes très heureux d'avoir pu mettre en place notre nouvelle production en un temps record. item nous a parfaitement soutenus tout au long du projet et de la réalisation », déclare Mark Rüdisser. « Cela comprenait aussi la mise en œuvre d'un concept Lean pour optimiser les processus de production. » Les points clés étaient la position idéale des outils et la digitalisation du poste de travail. Étant donné que l'équipement de base est identique dans les 16 cellules de montage et ne diffère que par quelques détails selon le processus de travail, les employés s'y repèrent parfaitement. Ils profitent également de l'équipement ergonomique des espaces. Alors que les processus de travail étaient auparavant liés à des postes spécifiques, ils peuvent aujourd'hui se dérouler dans différentes cellules – un avantage considérable en termes de flexibilité. Avec l'installation des Mini-Environments, SwissOptic a finalement pu augmenter sa capacité de production et améliorer les environnements de travail. Avec la salle blanche dans la salle blanche, le spécialiste de l'optique répond aux exigences strictes pour la production d'ensembles sensibles dans une classe de salle blanche élevée, garantissant ainsi la qualité de ses produits à tout moment.