Des composants minuscules, à peine visibles à l'œil nu, ont permis des progrès fulgurants dans le domaine de l'électronique au cours des 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 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 high-tech suisse y parvient en garantissant une grande fiabilité des produits sensibles et en adaptant la fabrication individuellement 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 technique des salles blanches pour la qualité de la fabrication : "Les processus critiques de la fabrication de nos circuits imprimés hautement intégrés ont lieu dans des salles blanches. Chaque grain de poussière est notre adversaire et entraîne des rebuts dans la production". Il faut produire de manière totalement contrôlée et sans aucune pollution. Cela n'est possible qu'avec la technique des salles blanches. "A 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 de 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 grand défi, qui a nécessité 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 circuits imprimés sont très spécialisées et réparties en différents domaines.

La toute nouvelle installation de GS Swiss est sa propre installation de pulvérisation cathodique, dans laquelle le film support est cuivré. Ce film sert de matériau de base pour toutes les autres étapes de traitement. Un système de salle blanche de 40 m2 répondant aux classes de salle blanche ISO 5 et 6 a été installé pour le processus de pulvérisation. Les matériaux sont introduits dans la salle blanche via un sas pour matériaux de 1,50 m de large, équipé d'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 la salle de travail. L'espace extrêmement réduit disponible pour le plénum du plafond de la salle blanche a nécessité une planification particulière. Les ingénieurs de Schilling Engineering ont placé les unités de filtration et les conduits d'aération exactement entre les tuyauteries fournies par le client afin d'utiliser au mieux l'espace restreint. Dans une autre étape du processus, on obtient des circuits imprimés multicouches rigides, flex-rigides et flexibles. Les films supports ultrafins sont assemblés et pressés en plusieurs couches. La nouvelle salle blanche de 130 m2 installée à cet effet remplit les conditions des classes de salles blanches ISO 7 et 8. La fabrication des multicouches n'a pas été suspendue pendant l'installation de la salle blanche, mais reportée à la nuit, afin de ne pas avoir à supporter ici des pertes de production trop importantes. L'installation du système de salle blanche a été réalisée sans que les machines, les convoyeurs et les raccords existants de la ligne de production ne soient retirés de la salle. Les murs de la salle blanche ont été placés devant les murs et les fenêtres du bâtiment existant.

Des salles blanches construites autour des lignes de production La production multicouche est le domaine de responsabilité d'Edgar Camenzind. Le directeur de production adjoint se souvient de la période exigeante des travaux de 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 de transformation". Lors de la fabrication des multicouches et du processus photosensible final, les installations de salles blanches ont pour ainsi dire été montées 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. Une autre salle blanche de 95 m2 assure la sécurité lors du traitement final.

Les matériaux sont imprimés, exposés, développés et emballés dans des conditions de classe ISO 5. Les différentes zones sont séparées les unes des autres par des rideaux de salle blanche. Vingt-cinq filtres à haute performance, installés directement au-dessus des processus et offrant un taux de renouvellement d'air élevé de plus de 95 fois par heure, garantissent une production sans contamination des structures ultrafines. Comme la lumière UV ne doit pas atteindre les matériaux sensibles pendant le vernissage, un éclairage spécial à lumière jaune a été installé et les fenêtres et les portes vitrées de la salle blanche ont été recouvertes d'un film jaune. Autre particularité : des 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.

Des modules de plafond de 277 m2 avec des bandes lumineuses à LED et 58 unités de ventilation à filtre ont été installés. La construction modulaire du système de salles blanches 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 l'entreprise de salle blanche était extrêmement importante. Nous avons toujours eu un accès direct à Ute Schilling, qui a coordonné l'ensemble du projet. Des trajets courts, toujours disponibles, un avantage certain". Le directeur de production adjoint 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: Medizin & Technik 3 / 2021