Betrieb einer schlanken und sauberen Leiterplattenfertigungsmaschine

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Panels, die über 10 Meter lang sind, die auf Wunsch leuchten oder sich mühelos biegen lassen – das Group Competence Center Printed Circuit Boards von Thales produziert Leiterplatten in allen Formen und Größen. Tobi Oude Breuil erklärt, wie sein Team die hohen Standards von Kunden wie Airbus und ASML erfüllt.

„Wir sind eine der wenigen Produktionsstätten für Leiterplatten in den Niederlanden“, sagt Tobi Oude Breuil, Geschäftsführer des Group Competence Center Printed Circuit Boards (GCC-PCB) von Thales. „Vor zwanzig Jahren gab es mehr als ein Dutzend, aber aus offensichtlichen Kostengründen ist diese Fähigkeit fast in den Fernen Osten verlagert worden. Wir sind immer noch hier, dank unseres Fokus auf 100-prozentige Qualität und unserer Industrialisierungsfähigkeit.“ Beides kommt in Märkten wie Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und Hightech sehr gut an, bei Kunden wie Airbus, ASML und Thales selbst.“

GCC-PCB ist auf kleine Stückzahlen und hohe Komplexität spezialisiert und produziert maßgeschneiderte Leiterplattendesigns in allen Formen und Größen. Sie bestehen aus einem Substrat mit Metallfolien, Leiterbahnen und Mustern. Auf diesen unbestückten Platinen platzieren externe Montagepartner dann die elektronischen Komponenten. Die resultierenden PCBAs, sogenannte Leiterplattenbaugruppen, gehen zurück zum Kunden, wo sie weiter integriert werden, um das Rückgrat einiger der fortschrittlichsten Systeme der Welt zu bilden.

Oude Breuil kam vor zwei Jahren als General Manager zur GCC-PCB und kam aus der IT-Abteilung von Thales. „Damals leistete das Zentrum nicht viel Arbeit für die Thales Group“, erinnert er sich. „Wir haben es geschafft, das zu ändern und mehr und mehr Aufträge von unseren internationalen Schwesterorganisationen anzuziehen, insbesondere von den Verteidigungs- und Raumfahrtabteilungen in Frankreich, Großbritannien und auch Belgien. Wir sind auf dem besten Weg, ein ausgewogeneres Portfolio zu entwickeln, bei dem wir zwei Drittel übernehmen.“ für Thales in den Niederlanden und ein Drittel für die Gruppe und externe Kunden.“

„Für Thales in den Niederlanden produzieren wir die Leiterplatten für die Radarpanels“, erläutert Oude Breuil weiter. „Nicht nur die Kleinen für die einzelnen Transceiver, sondern auch die Großen, auf denen die Antennenelemente integriert sind. Wir sind in der Lage, Platinen mit einer Länge von 10 Metern herzustellen. Mit den neuen Maschinen, die wir dieses Jahr gekauft haben, können wir sogar solche machen.“ so lange wir wollen – theoretisch gibt es keine Obergrenze mehr für die Länge.“

„Gemeinsam mit einem nahe gelegenen Startup, Xcite Solutions mit Sitz in Hengelo, haben wir die elektrolumineszierende PCB-Technologie entwickelt“, nennt Oude Breuil ein weiteres Beispiel. „Die Platinen erhalten eine Beschichtung, die aufleuchtet, wenn sie mit elektrischem Strom in Berührung kommt. Diese Entwicklung befindet sich noch in der Pilotphase, aber Xcite hat bereits einige interessante Anwendungen im Sinn, darunter Straßenmarkierungen.“

Das Zentrum stellt auch einen angemessenen Anteil an flexiblen Leiterplatten her. Diese können zum Ersetzen der Verkabelung verwendet werden. „Wir bieten flexible Leiterplatten an, um beispielsweise die faltbaren Solarmodule der Weltraumsatelliten von Airbus zu verbinden. Leiterplatten sind viel leichter als Kabel und Drähte, nehmen viel weniger Platz ein und können langlebiger sein. In den Waferscannern von ASML stecken unsere flexiblen Leiterplatten werden im Roboterarm eingesetzt, um ihn in Bewegung zu setzen und ihn viel länger biegen zu lassen, bevor Teile ausgetauscht werden müssen.“

Zur Erstellung der Platinendesigns gibt es eine umfassende Zusammenarbeit zwischen dem GCC-PCB und seinen Kunden. „Unsere Platinenspezialisten arbeiten eng mit den Ingenieuren unserer Kunden zusammen, um ein Design so zu optimieren, dass es industrietauglich ist“, führt Oude Breuil aus. „In diesem Prozess bringen wir ihre Wünsche mit dem in Einklang, von dem wir wissen, dass es technisch möglich ist. Manchmal wollen sie mehr, dann tauchen wir gemeinsam ein, um zu sehen, wie weit wir die Grenzen verschieben können. Das alles ist immer noch Modellieren, unter Verwendung elektronischer Designdaten und.“ CAD-Zeichnungen.“

Sobald der Entwurf die Zustimmung aller Parteien gefunden hat, wird er in die Fertigung übertragen. „Wir haben eine Prototypenlinie und eine Produktionslinie“, erklärt Oude Breuil. „Wir beginnen mit der Herstellung eines Prototyps, der vom Kunden ausgiebig getestet wird. Dies führt normalerweise zu weiteren Designoptimierungen und weiteren Prototypen. Wenn alle zufrieden sind, beginnen wir mit der Serienproduktion – kleine Serien, typischerweise ein paar hundert Leiterplatten pro Jahr.“ ."

Beide Fertigungslinien bestehen aus vier Arbeitszellen. „In der ersten Zelle wird ein lichtempfindlicher Film auf ein Kupferlaminat aufgetragen. Anschließend werden mittels Direktbelichtung Teile des lichtempfindlichen Films auf der Platine belichtet. Nach der Entwicklung werden die unbelichteten Teile weggeätzt, wodurch das gewünschte Muster aus Kupferspuren zurückbleibt und Pads. Diese Schritte werden wiederholt, um bis zu ein Dutzend Innenschichten zu erzeugen, die zusammengepresst werden. In der zweiten Zelle werden die gepressten Innenschichten durch Bohren von Löchern und deren Plattierung mit Kupfer miteinander verbunden. In der dritten Zelle ist das äußere Muster Überzogen mit einer grünen Schicht, der Lötstoppmaske, um die Lötpaste bei der Bauteilmontage auf den Lötpads zu halten. Die Pads auf der Oberfläche bleiben zugänglich. In der vierten Zelle werden die fertigen Platinen einer Endkontrolle unterzogen.“

„Jede Leiterplatte wird gründlich geprüft, nicht nur am Ende der Produktionslinie, sondern auch unterwegs“, betont Oude Breuil. „Jede Schicht wird automatisch optisch überprüft, um zu sehen, ob die Muster mit dem CAD-Design übereinstimmen. Ohne 100-Prozent-Qualitätssiegel geht nichts aus der Tür. Das ist einer der Gründe, warum unsere Kunden die Zusammenarbeit mit uns schätzen.“

Neben diesem Fokus auf Qualität ist die Sauberkeit des Centers ein weiteres wichtiges Verkaufsargument. „In vielen PCB-Fabriken herrscht große Unordnung. Bei uns herrscht ein sehr straffes und ordentliches Geschäft“, bemerkt Oude Breuil lächelnd. „Wir arbeiten nach dem 5S-Modell: Sortieren, Richten, Glänzen, Standardisieren, Erhalten. Jeden Freitagnachmittag veranstalten wir eine Wartungssitzung, um unsere Maschinen auf dem neuesten Stand zu halten. Das zahlt sich wirklich aus. Es hilft, unsere Liefertermine einzuhalten.“ Und wir halten unseren Ertrag hoch – ungeplante Ausfallzeiten sind teurer als diese paar Stunden zusätzlicher Wartung – und es hilft, Kunden zu gewinnen. Wenn die Leute uns besuchen, sind sie erstaunt, wie sauber unsere Anlage ist.“

Auch Oude Breuil strebt danach, ein grünes Schiff zu führen. „Wir haben viele Maschinen, von denen die meisten von sechs Uhr morgens bis Mitternacht in Betrieb sind. Wir haben viele chemische Bäder, die beheizt werden müssen. Wir haben fünf Reinräume, die optimal konditioniert werden müssen. Bei Thales Niederlande sind wir das.“ wahrscheinlich einer der größten Energieverbraucher. Wir arbeiten hart daran, unseren CO2-Fußabdruck zu reduzieren. Wir wollen komplett vom Gas abschalten und auf Wärmepumpen umsteigen. Das sieht sehr vielversprechend aus. Und beim Kauf neuer Maschinen achten wir genau auf deren Energie Verbrauch."

Das GCC-PCB verfügt noch über eine ganze Reihe von Altgeräten, die (gelegentlich) im Einsatz sind. „Wir haben Tausende von Designs in unserem Portfolio, von denen einige Jahrzehnte alt sind. Beispielsweise können Marineschiffe vierzig Jahre oder sogar länger im Dienst bleiben. Gelegentlich werden wir gebeten, einen Ersatz für eines der frühen Boards zu liefern. So Ältere Designs erfordern ebenso alte Produktionstechniken, wie die konventionelle Belichtung zur Übertragung der Leiterplattenmuster auf das Kupfer. Kunden schätzen es sehr, dass sie sich mit diesen Sonderwünschen immer noch an uns wenden können.“

In Hengelo steht Ihnen ein fast siebzigköpfiges Team zur Verfügung, um sich um alle Ihre Bedürfnisse zu kümmern. „Fünfzig von ihnen arbeiten in der Produktion und etwa ein Dutzend in der Verfahrens- und Produkttechnik. Unsere Verfahrensingenieure verfolgen aufmerksam die neuesten Entwicklungen auf diesem Gebiet und nutzen dieses Wissen, um unsere Fertigungslinien weiter zu optimieren. Unsere Produktingenieure arbeiten eng mit unseren Kunden zusammen, um ihre zu optimieren.“ Designs. Wie die Boards, die wir produzieren, ist das Team eine Mischung aus allen Formen und Größen, jung und alt, männlich und weiblich, theoretisch und praktisch – da ich von einem Schreibtischjob in einer Büroumgebung komme, ist das wirklich erfrischend für mich.“

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