Perfekte Luftfeuchte für die Fertigung
elektronischer Bauteile
Liebe Leserinnen,
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Elektronik-Bauteile werden immer kleiner und damit empfindlicher. Der Elektronikdienstleister KATEK installiert eine adiabatische Luftbefeuchtungsanlage, um Schäden durch elektrostatische Entladungen zu verhindern.
Sitz des Elektronikdienstleisters KATEK ist die Allgäuer Stadt Memmingen. Seit über 40 Jahren werden hier Elektronik-Bauteile zu hochwertigen Elektroniklösungen verbaut. Im Laufe der Jahrzehnte sind diese Bauteile immer kleiner geworden, von 6,3 x 3,2 mm verkleinerten sich die Gehäusegrößen auf das winzige Format von 0,6 x 0,34 mm - nicht mehr als ein ‚Mückenschiss‘. Parallel zum Schrumpfen der Bauteile wurde die Qualität und Sicherheit von Produkt und Prozess, also der Bereich Betriebstechnik, immer wichtiger, da die Risiken die filigranen Bauteile im Laufe des Fertigungsprozesses zu beschädigen stark gestiegen sind. Die Empfindlichkeit der Bauteile ist hoch und unbemerkte elektrostatische Entladungen können die feinen Strukturen beschädigen oder gar zerstören, wobei Beschädigungen das schlimmere Übel sind, denn ein beschädigtes Produkt führt womöglich erst im eingebauten Zustand beim Endkunden zu Problemen.
KATEK ist EMS-Partner großer OEMs aus ganz Europa, hat aber mit der Produktlinie Steca auch eine eigene Marke. Die Qualitätsanforderungen der KATEK-Kunden sind hoch, eine Zero-Defects-Strategie unabdingbar. Um eine gleichbleibend hohe Qualität aller Produkte zu gewährleisten, werden die Bauteile im Wareneingang, vor dem Bestücken und am Ende des Fertigungsprozesses umfangreichen Kontrollen und Tests unterzogen. Außerdem tragen alle Mitarbeiter des Unternehmens Schutzmäntel, ESD-Armbänder und ESD-Schuhe. Jeder, der die Fertigung betritt, erdet sich erst einmal an einer ESD-Zutrittsanlage. Doch die wichtigste Maßnahme, um die Sicherheit der Bauteile zu gewährleisten, ist eine Luftbefeuchtungsanlage von Condair. Die geregelte Luftfeuchte ist nötig, denn Feuchtigkeit ist einer der größten Einflussfaktoren auf die gefürchteten Spannungsdurchschläge bei Kunststoffen. Die Gefahr steigt exponentiell mit der Trockenheit der Luft. Daher muss die Luftbefeuchtungsanlage im Winter durchgängig, im Sommer eher selten laufen. Die Luftfeuchte beträgt das ganze Jahr über 30 bis 38 Prozent.
Bevor das Wasser der Belüftungsanlage zugeführt wird, durchläuft es eine Umkehrosmose in der Wasseraufbereitungsanlage in Halle E. Im sogenannten ‚Waschraum‘ wird das Wasser für die Befeuchtungsanlage entkalkt und entmineralisiert, um anschließend hygienisch rein zu sein. Denn nur in entmineralisiertem Wasser halten sich weder Keimen, Bakterien noch Mikroorganismen. Eine Anzeige an der Wasseraufbereitungsanlage visualisiert den Zustand von Filter und Membran. Die Anlage läuft stabil. Einmal im Jahr muss die Membran der Umkehrosmose ausgetauscht werden, mehr ist nicht zu tun. Zurück in der Halle, dort steht die eigentliche Befeuchtungsanlage unauffällig zwischen Stahlregalen mit Boxen fertiger Aufträge. Es handelt sich um einen adiabatischen Befeuchter mit besonders energieeffizienten Niederdruck-Zerstäuberdüsen.
Der Befeuchter und die Umkehrosmoseanlage von Condair wurden 2017 in die vorhandene Belüftungsanlage von AL-KO integriert. Bevor man sich für den Anbieter Condair entschied, überprüften der Betriebstechnikleiter Markus Haug und dessen Kollegen aus der Abteilung Industrialisierung verschiedene Verfahren, die Luftfeuchte regulieren. Ziel war, eine konstante Luftfeuchte von mindestens 30% zu erreichen. Neben adiabatischen Systemen gibt es sogenannte Tröpfchen-Zerstäuber. Die sind günstig, kamen aber nicht in Frage, da die Tröpfchen dieser Anlage so groß sind, dass sie den Staub aus der Luft aufnehmen, der beim Niederschlag auf den Platinen lästige Rückstände hinterlässt - ein No-go in der Elektronik-Fertigung. Eine weitere Technologie nutzt Wasserstoffperoxid zur Entkeimung. Der Leiter Betriebstechnik und seine Kollegen entschieden sich dagegen - zuviel Chemie. Das KATEK-Team war sich schnell einig, es sollte eine adiabatische Luftbefeuchtungsanlage von Condair sein, da sie hygienischer ist - zusätzlich zur Umkehrosmose sorgt eine Silberionisierung für dauerhaft keimfreies Wasser. Außerdem ist die Anlage energieeffizient - Condair kombiniert die Befeuchtungsarten Zerstäubung mit Verdunstung, die findet auf Keramikplatten statt und benötigt keinen Strom. Zusätzlich arbeiten die adiabatischen Befeuchter von Condair mit Niederdruck-Düsen, das bedeutet, die sonst anfallende energieintensive Verdichtungsarbeit einer Pumpe entfällt.
In der Fertigung in Halle E verarbeiten drei SMD-Produktionslinien mehrere Millionen Bauteile pro Woche. An der Hallendecke verläuft zwischen vielen weiteren Versorgungsleitungen ein grauer breiter Schlauch. Es handelt sich um einen Luftsack. Durch die feinen Perforierungen strömt permanent Luft aus. Auf dem Hallenboden darunter brummen die Bestückungsautomaten. Die Luft in der Halle bleibt angenehm frisch. Die SMD-Maschinen sind mit 24 Bestückköpfen üppig ausgestattet und setzen die elektronischen Bauelemente in kaum vorstellbarem Tempo auf die Platinen. 1000 aktive Produkte werden hier mit unzähligen Bauteilen bestückt, gelötet, getestet und verschickt.
Das Memminger Werk bestand ursprünglich aus nur einer flachgeschossigen Halle. Später kam erst ein 4-stöckiges Gebäude, dann ein weiteres hinzu, schließlich noch ein Hochregallager und ein Casino. Die KATEK- Unternehmensgruppe ist inzwischen zweitgrößtes Elektronikunternehmen Deutschlands. An der Kopfseite der Halle durchlaufen die bestückten Platinen erneut eine Qualitätskontrolle. Die Platine wird in einem AOI-System (Automatische Optische Inspektion) mit einer Aufnahme einer Referenz-Platine verglichen. Verdrehte oder fehlende Bauteile werden so entdeckt. Das Lüftungssystem verläuft durch alle vier Stockwerke des Gebäudes. Im östlichen Teil des Gebäudes befindet sich der Wareneingang, dort findet die erste Kontrolle statt. Mehrere KATEK-Mitarbeitende in dunkelblauen Poloshirts mit Firmenlogo packen die angelieferte Ware aus und sichten sie. Komplette Bauteil-Rollen durchlaufen eine Röntgen-Anlage. Hier lässt sich erkennen, ob einzelne Bauteile in den Rollen fehlen.
An der Hallenaußenwand ist die Lufttechnik-Anlage von AL-KO installiert. Sie nimmt einen Großteil der Wand ein. 27.300 Kubikmeter Luft werden hier stündlich angesaugt, gereinigt und in die Halle geleitet. Damit nicht nur frische, sondern auch gleichbleibend feuchte Luft in alle vier Stockwerke fließt, musste an dieser Stelle Steuerungstechnik von Condair in die Anlage integriert werden. Die Planung dafür führten AL-KO-, KATEK- und Condair-Planer gemeinsam durch. Da die Condair-Anlage nur Wasser verwendet, passte das gut zu der AL-KO-Anlage.
intensiven Vorbereitungsgesprächen konnten die baulichen Maßnahmen in wenigen Monaten über die Bühne gehen und die Anlage pünktlich in Betrieb genommen werden.
Ein erfolgreiches und notwendiges Projekt: Das Gesamtpaket an Kontroll- und Schutzmaßnahmen hat das Risiko von ESD-Schäden stark reduziert. Es ist heute viel unwahrscheinlicher, dass schadhafte Produkte das Werk verlassen. Vor Jahren kam es hin und wieder zu Beanstandungen. Damals wurde die Ursache jedes einzelnen Fehlers akribisch verfolgt. Betroffene Bauteile mussten im Labor in Epoxydharz vergossen und anschließend Schicht für Schicht abgeschliffen werden, um ESD-Schäden im Inneren zu finden. Das ist heute nicht mehr notwendig.
Mit freundlichen Grüßen
Andrej Arnold
Condair GmbH
