Des composants minuscules, à peine visibles à l’œil nu, ont permis des progrès fulgurants dans le domaine de l’électronique ces dernières années et ont rendu possibles des appareils toujours plus performants. Les circuits imprimés assurent le fonctionnement des téléphones portables, des ordinateurs, des voitures et des avions. Dans la technique médicale également, comme par exemple dans les appareils auditifs, les minuscules composants permettent à la technique de fonctionner à un niveau élevé dans un espace très réduit. GS Swiss PCB AG, Küssnacht, s’est spécialisée dans la fabrication de circuits imprimés miniaturisés et s’affirme sur ce marché avec 170 collaborateurs face à la forte concurrence asiatique. L’entreprise suisse de haute technologie y parvient en garantissant une grande fiabilité des produits sensibles et en proposant une fabrication personnalisée avec des délais de livraison courts. Pour permettre le développement des composants sensibles dans des structures encore plus petites, GS Swiss PCB a investi dans trois nouvelles salles blanches pour différentes étapes du processus.
Edgar Camenzind est directeur adjoint de la production chez GS Swiss PCB et explique l’importance que revêt la technologie des salles blanches pour la qualité de la fabrication : « Les processus critiques de la fabrication de nos circuits imprimés à haute intégration ont lieu dans des salles blanches. Chaque grain de poussière est notre adversaire et entraîne des rebuts dans la production ». Selon lui, la production doit être entièrement contrôlée et exempte de toute contamination. Cela n’est possible qu’avec la technologie des salles blanches. « À l’avenir, nous voulons encore améliorer nos structures ultrafines et c’est pourquoi nous avons construit pas moins de trois nouvelles salles blanches pour différentes étapes du processus ».
Trois nouvelles salles blanches pour des processus contrôlés
Les trois nouvelles installations de GS Swiss PCB ont été planifiées, fabriquées et installées par Schilling Engineering GmbH, un partenaire de longue date pour les salles blanches, basé à Wutöschingen et Trasadingen en Suisse. L’étroitesse de l’espace a constitué un défi majeur, nécessitant des solutions adaptées avec précision. De plus, afin de limiter au maximum les pertes de production, une partie de l’installation des salles blanches a été réalisée sans démonter les lignes de production existantes. Les étapes de développement dans la production de cartes de circuits imprimés sont très spécialisées et divisées en différents domaines.
GS Swiss dispose depuis peu de sa propre installation de pulvérisation cathodique, dans laquelle le film support est cuivré. Le film sert de matériau de base pour toutes les autres étapes de traitement. Pour le processus de pulvérisation, un système de salle blanche de 40 m2 répondant aux classes de salle blanche ISO 5 et 6 a été installé. Les matériaux sont introduits dans le Salle blanche via un sas pour matériaux de 1,50 m de large avec une double porte pivotante pour les chariots élévateurs. À la demande du fabricant de circuits imprimés, les murs de la salle blanche, les portes et les passe-plats ont été entièrement vitrés afin de permettre une vue illimitée de l’extérieur dans l’espace de travail. Une planification particulière a été nécessaire en raison de l’espace extrêmement réduit disponible pour le plénum du plafond de la salle blanche. Les ingénieurs de Schilling Engineering ont placé les unités de filtration et les conduits de ventilation exactement entre les tuyauteries fournies par le client afin d’utiliser au mieux l’espace restreint. L’étape suivante du processus consiste à créer des circuits imprimés multicouches rigides, flex-rigides et flexibles. Les films de support ultrafins sont assemblés et pressés en plusieurs couches. La nouvelle salle blanche de 130 m2 installée à cet effet surSalle blanche remplit les conditions des classes de salles blanches ISO 7 et 8. La fabrication des multicouches n’a pas été suspendue pendant la construction de la salle blanche, mais reportée à la nuit afin de ne pas avoir à supporter des pertes de production trop importantes à ce niveau. L’installation du système de salle blanche a été réalisée sans retirer de la salle les machines, les convoyeurs et les raccords existants de la ligne de production. Les murs de la salle blanche ont été placés devant les murs et les fenêtres du bâtiment existant.
salles blanches construites autour des lignes de production
La production multicouche est le domaine de responsabilité d’Edgar Camenzind. Le directeur adjoint de la production se souvient de la période difficile de la construction : « La mise en place des salles blanches était déjà un défi en soi. Pour nous, mais aussi pour l’équipe de Schilling Engineering. Nous avons produit à plein régime pendant les travaux ». Lors de la fabrication des multicouches et du processus photosensible final, les installations de salles blanches ont été construites pour ainsi dire autour de la ligne de production. « Cela a déjà demandé beaucoup de flexibilité et d’organisation de notre part à tous ». La dernière étape du processus consiste à appliquer du vernis sur les circuits imprimés et les multicouches. Ici aussi, la production ne doit pas être contaminée par des particules en raison des faibles tolérances dans le traitement au micromètre près. 95 m2 supplémentaires Salle blanche assurent la sécurité lors du traitement final.
Les matériaux sont imprimés, exposés, développés et emballés dans des conditions ISO de classe 5. Les zones individuelles sont séparées par des rideaux de salle blanche. 25 filtres haute performance installés directement au-dessus des processus et offrant un taux de renouvellement d’air élevé, supérieur à 95 fois par heure, garantissent une production sans contamination des structures ultrafines. Comme la lumière UV ne doit pas atteindre les matériaux sensibles pendant la peinture, un éclairage spécial à lumière jaune a été installé et les fenêtres et portes vitrées de la salle blanche ont été recouvertes d’un film jaune. Une autre particularité est la présence de modules muraux en acier inoxydable, qui permettent de répondre plus facilement aux exigences de nettoyage accrues de la production photosensible. Après quelques mois de planification et de construction en plusieurs étapes, les trois salles blanches de GS Swiss PCB ont été mises en service.
277 m2 de modules de plafond avec des bandes lumineuses à LED et 58 unités de ventilation à filtre ont été installés. La conception modulaire du système de salle blanche CleanCell 4.0 prévoit une extension des installations de salles blanches. Les salles blanches ont été équipées du système de commande et de contrôle intelligent CR Control, y compris le monitoring. Schilling Engineering s’est également chargé de l’aménagement des sas pour le personnel en fonction des salles blanches et de la qualification finale. Edgar Camenzind est heureux de pouvoir à nouveau se concentrer entièrement sur la fabrication exigeante des multicouches : « Le projet de salle blanche s’est vraiment très bien déroulé. En fait, il s’agissait de plusieurs projets avec des exigences différentes. Une bonne coordination avec la société de salle blanche était extrêmement importante. Nous avons toujours eu un accès direct à Ute Schilling, qui a coordonné l’ensemble du projet. Des voies courtes, toujours disponibles, un avantage certain ». Le directeur adjoint de la production se réjouit de l’installation sans problème des salles blanches et surtout du fait que la production sécurisée des circuits imprimés personnalisés assure la fonctionnalité des appareils auditifs modernes et donc une meilleure qualité de vie.
Cet article a été publié : Médecine & Technique 3 / 2021
