En los últimos años, unos componentes diminutos, apenas reconocibles a simple vista, han hecho progresar rápidamente la electrónica y han permitido fabricar aparatos cada vez más potentes. Las placas de circuitos impresos hacen funcionar teléfonos móviles, ordenadores, coches y aviones. Incluso en la tecnología médica, como los audífonos, los minúsculos componentes permiten la alta funcionalidad de la tecnología en los espacios más reducidos. GS Swiss PCB AG, de Küssnacht, se ha especializado en la fabricación de placas de circuito impreso miniaturizadas y se mantiene en este mercado con 170 empleados frente a una fuerte competencia asiática. La empresa suiza de alta tecnología lo consigue garantizando la alta fiabilidad de sus delicados productos y mediante una producción personalizada con plazos de entrega cortos. GS Swiss PCB ha invertido en tres nuevas salas blancas para diversos pasos del proceso, a fin de permitir el desarrollo de componentes sensibles en estructuras aún más pequeñas.
Edgar Camenzind es Director Adjunto de Producción de GS Swiss PCB y explica la importancia de la tecnología de salas blancas para la calidad de la producción: «Los procesos críticos en la producción de nuestras placas de circuito impreso altamente integradas tienen lugar en salas blancas. Cualquier mota de polvo es nuestro enemigo y provoca rechazos en la producción». La producción debe estar completamente controlada y sin ningún tipo de contaminación. Esto sólo es posible con la tecnología de salas blancas. «En el futuro, queremos mejorar aún más nuestras estructuras ultrafinas, por lo que hemos construido tres nuevas salas blancas para distintas fases del proceso».
Tres nuevas salas blancas para procesos controlados
Los tres nuevos sistemas de GS Swiss PCB fueron planificados, fabricados e instalados por Schilling Engineering GmbH, socio de salas blancas desde hace muchos años, con sede en Wutöschingen y Trasadingen (Suiza). Uno de los principales retos eran las condiciones de espacio reducido, que requerían soluciones a medida. Para minimizar el tiempo de inactividad de la producción, parte de la instalación de los sistemas de sala blanca se llevó a cabo sin desmontar las líneas de producción existentes. Las fases de desarrollo de la producción de placas de circuito impreso son muy especializadas y se dividen en distintas áreas.
Una novedad de GS Swiss es su propio sistema de pulverización catódica, en el que se copia la película portadora. La película sirve como material base para todos los pasos de procesamiento posteriores. Para el proceso de sputtering se instaló un sistema de sala blanca de 40 m2 con clases de sala blanca ISO 5 y 6. Los materiales se introducen en el sala limpia a través de una esclusa de material de 1,50 m de ancho con una puerta giratoria doble para transpaletas. A petición del fabricante de placas de circuito impreso, las paredes, puertas y pasillos de la sala blanca se acristalaron completamente para permitir una visión sin restricciones de la zona de trabajo desde el exterior. Las condiciones de espacio extremadamente reducidas del plénum del techo de la sala blanca exigieron una planificación especial. Los ingenieros de Schilling Engineering dispusieron las unidades de filtrado y los conductos de ventilación con precisión entre las tuberías del lugar, de modo que el espacio reducido pudiera utilizarse con la mayor eficacia posible. En otro paso del proceso se fabrican placas de circuito impreso multicapa rígidas, rígido-flexibles y flexibles. Las delgadas láminas portantes se unen y prensan en varias capas. La recién instaladasala limpia, de 130 m2, cumple los requisitos de las clases 7 y 8 de las salas blancas ISO. La producción de las multicapas no se suspendió durante la instalación de la sala blanca, sino que se pospuso hasta la noche para evitar excesivos tiempos de inactividad en la producción. El sistema de sala blanca se instaló sin retirar de la sala las máquinas, cintas transportadoras y conexiones de la línea de producción existentes. Las paredes de la sala blanca se colocaron delante de las paredes y ventanas del edificio existente.
Instalaciones de salas blancas construidas alrededor de las líneas de producción
La producción multicapa es el área de responsabilidad de Edgar Camenzind. El subdirector de producción recuerda los difíciles momentos de las obras: «Construir las salas blancas fue todo un reto. Para nosotros y también para el equipo de ingeniería de Schilling. Estábamos en plena producción durante la conversión». Durante la producción de la multicapa y en el proceso fotosensible final, los sistemas de salas blancas se construyeron alrededor de la línea de producción, por así decirlo. «Eso nos exigió a todos mucha flexibilidad y organización». En un último paso del proceso, se aplica laca a las placas de circuito impreso y las multicapas. También aquí, la producción no debe contaminarse con partículas debido a las bajas tolerancias en el procesamiento de precisión micrométrica. Otros 95 m2 sala limpia garantizan la seguridad en la fase final del proceso.
Los materiales se imprimen, exponen, revelan y envasan en condiciones ISO clase 5. Las zonas individuales están separadas entre sí con cortinas de sala blanca. 25 filtros de alto rendimiento, instalados directamente encima de los procesos y que ofrecen un alto índice de intercambio de aire de más de 95 veces por hora, garantizan una producción sin contaminación de las estructuras ultrafinas. Como no se permite que la luz ultravioleta llegue a los materiales sensibles durante el proceso de pintura, se instaló una iluminación especial de luz amarilla y las ventanas y puertas de cristal de la sala blanca se recubrieron con una película amarilla. Otra característica especial son los módulos de pared de acero inoxidable, que facilitan el cumplimiento de los mayores requisitos de limpieza de la producción fotosensible. Tras varios meses de planificación y construcción en varias fases, se han puesto en funcionamiento las tres salas limpias de PCB de GS Swiss.
Se instaló un total de 277 m2 de módulos de techo con tiras de iluminación LED y 58 unidades de ventilador con filtro. El diseño modular del sistema de sala blanca CleanCell 4.0 prevé una ampliación de las instalaciones de salas blancas. Las salas blancas se equiparon con el sistema inteligente de control y supervisión CR Control. Schilling Engineering también se encargó de la instalación compatible con la sala blanca de las esclusas de personal y de la cualificación final. Edgar Camenzind se alegra de poder volver a concentrarse plenamente en la exigente producción de multicapas: «El proyecto de la sala blanca fue realmente bien. En realidad, había varios proyectos con requisitos diferentes. La buena coordinación con la empresa de salas blancas fue inmensamente importante. Siempre tuvimos acceso directo a Ute Schilling, que coordinó todo el proyecto. Distancias cortas, siempre accesible, una clara ventaja». El subdirector de producción está encantado con la instalación sin problemas de las salas blancas y, sobre todo, con el hecho de que la producción segura de placas de circuitos personalizadas garantice la funcionalidad de los audífonos modernos y, por tanto, una mejor calidad de vida.
Este artículo fue publicado: Medicina y Tecnología 3 / 2021
