Minder storingsgevoeligheid door deeltjesvrijheid: Spuitgietexpert reageert op toenemende eisen in de printplaatindustrie

Om functiestoornissen bij elektrische componenten te voorkomen, worden steeds strengere reinheidsnormen gesteld aan fabrikanten, maar ook aan toeleveranciers. De spuitgietexpert Hans Geiger Spritzgießtechnik GmbH, wiens producten onder andere in printplaten worden verwerkt, reageert hierop nu met een zelfontwikkelde, ingekapselde productielijn die efficiënt is en op een klein oppervlak aan alle criteria van een cleanroom voldoet. (Bron: Hans Geiger Spritzgießtechnik GmbH)

Deeltjesverontreinigingen vormen vooral bij elektronische modules een verhoogd risico: De Centrale Vereniging voor Elektrotechnische en Elektronische Industrie (ZVEI) noemt in haar leidraad "Technische Reinigheid in de Elektrotechniek" negen mogelijke storingen zoals kortsluitingen of elektrische isolaties die kunnen leiden tot functieverlies. (Bron: Tomizak/pixelio.de)

Deeltjesverontreinigingen vormen vooral bij elektronische modules een verhoogd risico: De Centrale Vereniging voor Elektrotechnische en Elektronische Industrie e.V. (ZVEI) noemt in haar leidraad "Technische Reinigheid in de Elektrotechniek" negen mogelijke storingen zoals kortsluitingen of elektrische isolaties die kunnen leiden tot niet-functioneren. (Bron: Thomas Wolter/pixabay.com)

Schmutzdeeltjes vormen vooral bij elektronische assemblages een verhoogd risico: De Centrale Vereniging Elektrotechnische en Elektronica-industrie e.V. (ZVEI) benoemt in haar leidraad „Technische Reinigheid in de Elektrotechniek“ negen mogelijke storingen zoals kortsluitingen of elektrische isolaties die kunnen leiden tot functieverlies. De oorzaken zijn gemakkelijk over het hoofd te zien alledaagse verschijnselen die zich bijvoorbeeld op elektrische contacten afzetten – haar, huidschilfers, pollen. Om dit te voorkomen, worden steeds hogere reinheidsnormen gesteld aan fabrikanten, maar ook aan toeleveranciers zoals de spuitgietspecialist Hans Geiger Spritzgießtechnik GmbH. De producten hiervan worden onder andere verwerkt in printplaten die aan de hoogste kwaliteitsnormen moeten voldoen. Hierop reageert het bedrijf nu met een zelfontwikkelde, ingekapselde productielijn die efficiënt is en op een kleine oppervlakte alle criteria van een cleanroom voldoet. Hierdoor is een schone productie volgens individuele specificaties mogelijk, zonder dat voor klanten extra kosten of tijdsverhoging ontstaat door een aanvullende onderdelenreiniging.

„Partikelfreiheid is in veel sectoren al lange tijd gebruikelijk. Ook in de elektrotechniek is dit geen nieuw criterium, maar de eisen aan componenten die met printplaten worden ingebouwd, zijn de afgelopen jaren steeds strenger geworden“, legt Eva Söhnlein, management van Hans Geiger Spritzgießtechnik GmbH, uit. „Omdat er nu steeds meer printplaat-connectoren worden ingezet, geldt de eis van partikelfreiheid ook voor onze onderdelen. Want alleen door het verwerken van bijna partikelfrije componenten kan een kwalitatief hoogwaardig eindproduct worden geproduceerd.“ De belangrijkste oorzaak van verontreinigingen in het spuitgietproces is de omgevingslucht. Afhankelijk van de omgeving bevinden zich hier verschillende deeltjes en vezels, zoals stof, haar, pollen of huidschilfers. Een andere mogelijke bron van vreemde voorwerpen is de gereedschap zelf, omdat zich bijvoorbeeld door slijtage metalen spaanders kunnen vormen. Als deze deeltjes zich op de onderdelen afzetten, kan dit leiden tot aanzienlijke functiestoornissen zoals veranderde wrijving en verkorting van de lucht- en kruipafstand. Om dit te voorkomen en spuitgietdelen in cleanroomkwaliteit te produceren, heeft Hans Geiger Spritzgießtechnik GmbH sinds oktober 2017 haar productie uitgebreid met een schone productielijn.

Schone productie zonder verhoogde tijdsinvestering

Het idee hiervoor ontstond al in 2016: „Aan het begin heeft ons verkoopteam samen met de afdeling procesengineering de toename van het gebruik van technisch schone onderdelen binnen de afgelopen jaren geanalyseerd. In dat kader konden veel potentiële toepassingsgebieden voor dit soort productie worden geïdentificeerd. Daarom was het de volgende logische stap om in deze technologie te investeren“, merkt Söhnlein op. In principe waren meerdere mogelijkheden voor de productie van technisch schone producten denkbaar: vaak worden bijvoorbeeld hele gebouwonderdelen omgebouwd tot een schone of cleanroom. Ook een industriële onderdelenreiniging die aan de productie is gekoppeld, behoort tot de voorkeursvarianten. In tegenstelling hiermee koos Geiger voor het inkapselen van een productielijn in plexiglas: „De gebruikelijke benaderingen hebben wij afgewezen, omdat het inrichten van een heel gebouw zeer arbeidsintensief zou zijn en het wassen een extra processtap vormt, die onze klanten uiteindelijk tijd zou kosten“, legt Söhnlein uit.

Door twee laminaire flow-boxen, die op de rondom gesloten inktkapsel zijn aangebracht, wordt met behulp van een constante overdruk en gelijkmatige luchtstroom voorkomen dat deeltjes zich in het schone gebied afzetten. „Omdat de installatie gesloten is en over eigen filtersystemen beschikt, hoeven er tijdens de lopende productie geen speciale voorschriften te worden nageleefd“, verduidelijkt Söhnlein. Alleen bij de start van de productie en het wisselen van gereedschap is een uitgebreide reiniging van de installatie noodzakelijk. Om verder te voorkomen dat tijdens de processen zelf storende deeltjes – bijvoorbeeld door slijtage – ontstaan, zijn alle glij- en bewegingsonderdelen van de gereedschappen speciaal gecoat en volledig smeermiddelvrij.

Implementatie van individuele klantwensen mogelijk

De installatie omvat een complete, compacte productielijn: een spuitgietmachine, een afhaalrobot en een verpakkingsstation. Op deze manier kunnen binnen de inkapseling de spuitgietonderdelen worden vervaardigd, door de robot zonder risico op besmetting worden verwijderd en op de koelbaan worden gelegd. Vervolgens worden de eindproducten automatisch geteld en verpakt, zodat wordt gegarandeerd dat ze schoon bij de klant aankomen. „Het productieproces op de bestaande installatie is beheersbaar, reproduceerbaar en auditveilig“, stelt het management tevreden vast.

In totaal kan een reinheid worden bereikt die ongeveer overeenkomt met klasse 7 van de cleanroomnormen. Geiger heeft echter afgezien van een gestandaardiseerde classificatie, omdat veel grote klanten eigen eisen stellen aan de technische reinheid. „De individuele criteria van onze klanten beoordelen wij bij elke aanvraag zorgvuldig en evalueren wij op basis van de uitvoerbaarheid in ons huis“, beschrijft Söhnlein de aanpak. Bij contractondertekening en productie wordt elke productiebatch vervolgens door een extern testlaboratorium gecontroleerd op naleving van de gevraagde waarden, voordat de onderdelen aan de klant worden geleverd.

Sinds de ingebruikname vorig jaar heeft de installatie zich al vele malen bewezen: „We zijn blij dat we na het ongeveer 18 maanden durende ontwikkelingsproces nu een resultaat kunnen presenteren waar we trots op zijn“, sluit Söhnlein af.