Die Sonderreinigungslösung auf Basis der Uniclean
Der Prozess der Reinigung hat in der schnell wachsenden Elektronikindustrie zentrale Bedeutung. Er bestimmt wesentlich die Lebensdauer von Produkten und erhöht deren Ausfallsicherheit. Aktuelle Trends wie Miniaturisierung und Erhöhung der Packungsdichte sind Triebfedern in Bezug auf den Anspruch an höchste Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Baugruppen. Das macht einwandfrei gereinigte Elektronikbaugruppen unverzichtbar. Auch Micro-Hybrid in Hermsdorf ist sich dieser Bedeutung im Klaren und hat unlängst in eine Reinigungsanlage von PBT investiert.
Die Sonderreinigungslösung auf Basis der Uniclean
Elektronikdienstleister erweitert seine Reinigungskapazitäten

Prozess flexibel, Durchsatz hoch

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Der Prozess der Reinigung hat in der schnell wachsenden Elektronikindustrie zentrale Bedeutung. Er bestimmt wesentlich die Lebensdauer von Produkten und erhöht deren Ausfallsicherheit. Aktuelle Trends wie Miniaturisierung und Erhöhung der Packungsdichte sind Triebfedern in Bezug auf den Anspruch an höchste Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit der Baugruppen. Das macht einwandfrei gereinigte Elektronikbaugruppen unverzichtbar. Auch Micro-Hybrid in Hermsdorf ist sich dieser Bedeutung im Klaren und hat unlängst in eine Reinigungsanlage von PBT investiert.

Die Micro-Hybrid Electronic GmbH entwickelt und produziert modernste elektronische und sensorische Komponenten. Die Fertigung komplexer Systeme unter dem Dach des Unternehmens bietet dem Kunden eine All-in-One-Lösung, alle sein Projekt betreffenden Aufgaben werden gelenkt und bearbeitet. Zusätzlich bietet das direkte Feedback aus der Produktion neue innovative Ansätze für die Weiterentwicklung von Prozessen und Produkten.

Konsequentes Wachstum

Das Unternehmen wurde im Jahr 1992 gegründet und kann nach 18 Jahren eine konstante Steigerung für sich verbuchen. Neben dem Hauptsitz in Hermsdorf, Thüringen, unterhält man seit 2007 noch ein zweites Werk in Ilmenau, in unmittelbarer Nachbarschaft zur Technischen Universität. Auf insgesamt ca. 5.000 m² sind heute mehr als 100 Mitarbeiter tätig. Die Unternehmensgründung an diesem Standort in Thüringen erfolgte aufgrund der 100jährigen Tradition in der Herstellung von technischer Keramik und elektrischen Modulen dort. Bereits in den 30er Jahren wurden unter anderem erste Versuche zum Aufbau von gedruckten Schaltungen auf keramischem Trägermaterial durchgeführt. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts entwickelte sich zunehmend die Dick- und Dünnschichttechnologie, welche weitere Miniaturisierung ermöglichte und in Applikationen der Medizintechnik und des wissenschaftlichen Gerätebaus eingesetzt wurde. Mit der Wiedervereinigung Deutschlands entwickelten sich mehrere Elektronikdienstleister am Standort Hermsdorf, einer davon ist die Micro-Hybrid Electronic GmbH, die sich heute als One-Stop-Shop bzw. Multitechnologiepartner versteht. Das Leitbild Custom Electronic and Sensor Solutions steht für den Anspruch, kundenspezifische Produkte und Dienstleistungen für nationale und internationale Kunden zu entwickeln und zu produzieren. Von der Entwicklung über das Design bis hin zum After Sales Service werden global sämtliche Wertschöpfungsstufen angeboten. Technologisch breit aufgestellt werden auch Spezialtechnologien mit Fokus auf die Mikrosystemtechnik/EMS, Infrarot-Komponenten sowie die Lichttechnik, realisiert. Innerhalb dieser drei Geschäftsbereiche stehen insbesondere keramikbasierte Elektroniktechnologien wie LTCC und ISS zur Verfügung. Entwicklung und Fertigung erfolgen im Haus. Neben der klassischen SMD-Fertigung betreibt das Unternehmen drei Reinräume mit einer Gesamtfläche von 400 m², wo mittels Mikromontage ungehäuste elektronische und optische Bauteile mikrometergenau gesetzt werden. So entstehen sowohl miniaturisierte Sensorbaugruppen und IC-Packages, als auch optoelektronische Bauelemente wie LED-Module. Die Produktion erfolgt mit modernem Equipment, das die zunehmend von der Medizintechnik und Automobilindustrie geforderten Maschinen- und Prozessfähigkeiten besitzt. Weitreichende Traceabilityanforderungen können umgesetzt werden, das komplette Unternehmen ist nach ISO 9001:2008 und ISO/TS 16949:2009 zertifiziert.

Baugruppenreinigung

Die Reinigung von Leiterplatten und vor allem der Lötstellen darauf, ist ein wichtiger, oft unterschätzter Bereich der Elektronikherstellung. Sie erhöht die Zuverlässigkeit und ermöglicht eine sinnvolle Beschichtung oder Passivierung von elektronischen Baugruppen. Diese Anforderungen werden von Micro-Hybrid schon seit vielen Jahren durch entsprechende Reinigungsverfahren erfüllt. Mit steigenden Auftragszahlen wurde dieser Standardprozess jedoch mehr und mehr zum Engpass der Prozesskette. Im Rahmen eines umfangreichen Investitionsprojektes wurde eine Lösung für dieses Problem erarbeitet und auf die unternehmensspezifischen Bedürfnisse zugeschnitten. Neben der Forderung zur Durchsatzsteigerung sollten individuelle Programmabläufe, Prozessverriegelung, automatische Programmwahl über Barcode sowie Prozessdatenerfassung in einer neuen Reinigungsanlage integriert werden. Der Import der Prozessdaten musste in die Traceabilitysysteme implementiert, und die Abmessungen der Anlage genau den Räumlichkeiten angepasst sein. Mit der Einführung eines modernen Umweltmanagementsystems und Forderungen zur deutlichen Reduzierung der Betriebskosten mussten umweltfreundliche Reinigungsmedien, Energieversorgung, Personal, Service, Betriebszuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Flexibilität der Waschprozesse bewertet, und Entscheidungen getroffen werden.

Maßgeschneiderte Anlage

Die Integration aller Kundenwünsche in einem kompakten System konnte nur als Sonderanlage realisiert werden. Dieser Herausforderung stellte sich der Hersteller PBT. Dabei machten die vorgegebene kleine Stellfläche, eine kurze Lieferzeit und das streng einzuhaltende Budget diese Aufgabe nicht leicht. Doch trotz des aufwändigen Sonderbaus konnte eine Lieferzeit von knapp 5 Monaten zugesagt und auf den Tag genau eingehalten werden. Zur Abstimmung der Spezifikationen und deren Kontrolle im Produktionsprozess wurde die Durchführung von technischen Zwischenmeetings und eine Vorabnahme vor Anlagenlieferung vereinbart. In den Zwischenbesprechungen ermöglichten 3D-Animationen und Softwaresimulationen die Begutachtung und Bewertung der Funktionalität des Endprodukts bereits während der Entwicklungsphase. Die Planung basierte auf der Standardanlage Uniclean, welche mit 5 Kammern, einem intelligenten Roboterarm sowie dem Zuführ- und Abführband ausgerüstet werden sollte. Die Größe der einzelnen Kammern wurde auf 95,7 l vergrößert. Somit können auch große Baugruppen (500 mm x 300 mm) gereinigt werden. Zur Erhöhung des Durchsatzes wurden zwei parallel arbeitende Trockenkammern vorgesehen. Zur Sicherung einer langjährigen Nutzung wurde die gesamte Anlage inklusive der Wannen komplett aus Edelstahl gefertigt. Verschweißte PP-Rohre sowie an das verwendete Reinigungsmittel angepasste Dichtungen komplettieren das Anlagenkonzept. Transport-Gliederbänder aus robustem Kunststoff am Ein- und Auslauf bieten Puffer für bis zu drei Waschkörbe. Mehrere Sensoren überwachen den Transportablauf und verhindern Kollisionen oder Fehlbedienung. Die Transporthalterungen für die zu reinigenden Objekte bestehen ebenfalls komplett aus Edelstahl und sind dahingehend optimiert, dass Reinigungsflüssigkeit leicht abtropfen kann. Verstellbare Streben lassen sich schnell und einfach auf individuelle Leiterplattengrößen anpassen. Auch feinmaschige Körbe und kundeneigene Substrathalter können in den mit einem Barcode versehenen Transporthalterungen einfach und sicher befestigt werden. Nach dem Befüllen der Transporthalterungen weist der Bediener mittels Barcode-Handscanner dem Transportkorb die typspezifischen Reinigungsvorgaben zu. An der Ladeposition zur ersten Prozesskammer liest ein fest installierter Barcodescanner die anstehende Korbnummer ein und lädt automatisch das zugehörige Reinigungsprogramm. Für jedes Produkt können individuell und on-the-fly Prozessparameter wie Reinigungsverfahren, Ultraschallleistung, Reinigungsdauer, maximaler Leitwert, Trockentemperatur, etc. angepasst werden.

Neben der Programmierung der Standardparameter erlaubt die spezielle Anlagensoftware den Durchlauf der einzelnen Kammern nicht nur in fest vorgegebener Reihenfolge, sondern gestattet frei programmierbare Sequenzen und ermöglicht so auch Mehrfachschleifen.

Die Steuerung der gesamten Anlage erfolgt mittels PC (WinXP). Hier wird über nur eine Bedienoberfläche die gesamte Anlage mit allen relevanten Prozessparametern und Systemzuständen intuitiv und klar visualisiert. Passwortgeschützte Bedienerebenen erlauben den Zugriff zur Programmierung und den Servicefunktionen. Auch die Wartungs- und Servicefreundlichkeit ist gegeben, da alle Maschinenteile schnell und einfach zugänglich sind. Zur Sicherung der Traceability werden kontinuierlich alle Anlagenparameter in eine Datenbank geschrieben. Die Einführung der neuen Reinigungsanlage wurde mit der Umstellung des Reinigungsmediums verbunden. Im Ergebnis umfangreicher, gemeinsam mit der Firma Zestron durchgeführter Voruntersuchungen, wurde Vigon A250 als neues Reinigungsmedium definiert. Im Gegensatz zu dem bisher eingesetzten Zestron FA+ ist Vigon A250 wasserbasierend. In der praktischen Anwendung bildet ein deutlich geringerer Dampfdruck und damit die reduzierte Verdunstungsneigung des Reinigungsmediums den größten Vorteil und reduziert neben der Umwelt- und Geruchsbelastung auch direkt die Betriebskosten. Das Reinigungsmittel ist eine Mikroemulsion, in der die gelösten Schmutzpartikel ausgeflockt werden. Die separierten Partikel werden in Absetzbecken und Feinfiltern zur Entlastung nachfolgender Prozesse gesammelt.

Anforderungen erfüllt

Die für Bond- und Passivierungsprozesse auf elektronischen Baugruppen notwendigen Reinheitsanforderungen werden mit der neuen Reinigungsanlage in gewohnt hoher Qualität erreicht bzw. übertroffen. Prozesszeiten und -kosten konnten dabei deutlich reduziert werden.

PBT und Factronix als Partner boten im Rahmen der Anforderungen ein sehr gutes Preis-Leistungsverhältnis. Auf Änderungsanfragen wurde schnell reagiert und umgesetzt. Die für die Vorbereitung der Installation notwendigen Angaben, Dokumentationen etc. wurden pünktlich und in hoher Qualität zur Verfügung gestellt. Installation und Inbetriebnahme konnten termingerecht und problemlos realisiert werden. Die Gesamtgröße der Anlage erforderte eine Anlieferung in 5 Einzelelementen. Basissystem, Transportsystem mit Roboterarm, Schaltschrank mit PC und Peripherie sowie die beiden Transportbänder konnten innerhalb von 8 Stunden komplett installiert und in Betrieb genommen werden. Zurück blieb ein zufriedener Kunde, der sich für den richtigen Anlagenlieferant und Systempartner entschieden hatte. (dj)

www.factronix.com

Factronix, Alling

06.09.2010


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