04. Februar 2014

Fraunhofer IPA realisiert in nur 10 Monaten LED-Produktion

Innerhalb von nur zehn Monaten realisierte das Fraunhofer IPA in Rumänien eine schlüsselfertige LED-Produktion der höchsten Luftreinheitsklasse 1 nach ISO 14644-1. In der Folge erarbeiteten die Stuttgarter Forscher auch eine Strategie für den Aufbau eines paneuropäischen Qualitäts- und Reinheitskompetenzzentrums. Die Eröffnungsfeier in Bukarest findet am 18. März 2014 statt.

Das Fraunhofer IPA realisierte in Rumänien eine schlüsselfertige LED-Produktion. (Foto: Fraunhofer IPA)

Lässt sich in nur zehn Monaten eine Hightech-Produktionsstätte für LEDs aufbauen und dies auch noch unter erschwerten Bedingungen wie etwa feuchte Kellergewölbe? Die Forscher des Fraunhofer IPA, Abteilung „Reinst- und Mikroproduktion“ (Gesamtleitung Dr.-Ing. Markus Rochowicz) nahmen diese Herausforderung an und realisierten das ambitionierte Vorhaben des Auftraggebers Microelectronica S.A. von der Konzeption bis hin zum Produktionsanlauf.

Aufbau der LED-Produktion in kurzer Zeit

Vor rund zwei Jahren begann die Zusammenarbeit mit dem rumänischen Projektpartner Microelectronica S. A. Das Ziel: Bereits Ende 2012 sollte eine schlüsselfertige LED-Produktion übergeben werden. Kein leichtes Unterfangen, denn die Fertigung von LEDs allein bietet bereits einige Herausforderungen in Hinblick auf reinste Fertigungsumgebung. Immerhin bergen sowohl Partikeleinträge als auch elektrostatische Einflüsse und molekulare Kontaminationen die Gefahr negativer Einflüsse auf Fertigungsprozesse. Mit weitreichenden Konsequenzen: Produktionsausfälle, ein hoher Materialausschuss und Qualitätseinbußen bei den Endprodukten führen oftmals zu hohen Folgekosten und Imageschäden.

Die Herausforderungen zur Realisierung des Projekts waren groß. (Foto: Fraunhofer IPA)

Vielfältige Herausforderungen perfekt realisiert

Um derart schwerwiegenden Konsequenzen aus dem Weg zu gehen, sind innovative Lösungsstrategien gefragt. In Hinblick auf die Realisierung dieses Projekts vor Ort in Bukarest sahen sich die Forscher des Fraunhofer IPA mit vielfältigen Herausforderungen konfrontiert. Hierzu zählten vor allem auch die Räumlichkeiten, in denen das Unternehmen die künftige LED-Produktion vorsah. Diese befanden sich im Kellergeschoss eines stillgelegten Halbleiterfertigungswerks und boten problematische Bedingungen wie etwa der naturgemäß begrenzte Platz in Kombination mit der vorherrschenden Feuchtigkeit.

FLyer Projektvorstellung LED-Produktion in Rumänien
(mit anschaulichem Fotomaterial vom Aufbau und der
Sanierung der Kellergewölbe bis hin zur kompletten LED-Produktion)

Metrotom in den neuen Räumen der LED Produktion in Rumänien. (Foto: Fraunhofer IPA)

Forschungslinie für das Projekt LED-Produktion

Um hier LED-Spezifikationen hinsichtlich Temperatur und Feuchte erfüllen zu können, mussten die durch Feuchtigkeit belasteten Gebäudeteile im Untergeschoss unter hohem Aufwand geplant und ausgestaltet werden. Die hierzu erforderlichen Strategien für den Aufbau einer Forschungslinie meisterte das Team der Gruppe „Reinst- und Mikroproduktion“ unter der Leitung von Dr.-Ing. Dipl.-Phys. Udo Gommel perfekt und im angestrebten Zeitrahmen. Unter der Leitung dieser Arbeitsgruppe wurde in der Folge auch eine Strategie für den Aufbau eines paneuropäischen Qualitäts- und Reinheitskompetenzzentrums erarbeitet. Hier konnte eine einzigartige Prüfumgebung mit einer Reihe an Prüfequipments rund um das Thema Qualität und Reinheit verknüpft werden.

(Von li. nach re.: Dr. Ing. Markus Rochwicz (Leitung „Reinheitstechnik“), Dr.-Ing. Dipl.-Phys. Udo Gommel (Abteilungsleiter/Leiter des Gesamtprojekts), Dipl.-Ing. Guido Kreck (Projektleiter), Yvonne Holzapfel (Laborleiterin Technische Sauberkeit). (Alle Fotos: Fraunhofer IPA)

Das neue Qualitäts- und Reinheitskompetenzzentrum

O-Inspect in der neuen LED-Produktion (Foto: Faunhofer IPA)

Mit dem neuen Qualitäts- und Reinheitskompetenzzentrum wurde eine rund 120 m² große Reinraumfläche mit der höchsten, technisch realisierbaren Luftreinheitsklasse 1 nach ISO 14644-1 realisiert. Damit wird nunmehr eine Prüfumgebung gewährleistet, die Kontaminationseinflüsse aus der Umgebung ausschließt.

In dieser Prüfumgebung werden künftig Dienstleistungen zur Überprüfung der Maßhaltigkeit und Reinheit, unterschiedliche Inspektionsmöglichkeiten sowie Reinigungen mittels CO2-Schnee angeboten. Entsprechend den Anwendungsszenarien wurde im Rahmen des Projekts auch neuste Analysetechnik beschafft. Hierzu zählen u.a.:

Koordinatenmessmaschine
Rasterelektronenmikroskop
Computertomographie
Kontaminationsmesstechnik
Optische Partikelzähler u.m.

Sauberräume auf
rund 100 Quadratmetern Fläche

In einem weiteren Bereich wurden Sauberräume auf einer Gesamtfläche von etwa 100 m² realisiert, die kontrollierte Bedingungen zur Prüfung der Technischen Sauberkeit bieten. Speziell für Rumänien und die angrenzenden osteuropäischen Staaten erhält dies durch die hier zahlreichen, ansässigen Automobilzulieferer eine immer größere Bedeutung. Entsprechend wurden diese Räume mit Extraktionsequipment und Analyseequipment zur automatisierten Partikelanalyse ausgestattet.

Gesamtübersicht Projekt LED-Produktion in Rumänien (Foto: Fraunhofer IPA)

Eröffnung des Qualitätszentrums im März

Nach nur zwei Jahren Realisierungszeit wird das neue Zentrum nunmehr am 18. März 2014 eröffnet. Mehr als 40 geladene Vertreter aus Industrie, Politik und Wissenschaft haben sich bereits zur Eröffnungsfeier als Referenten wie auch als Teilnehmer angemeldet.

Fraunhoder IPA, Reinst- und Mikroproduktion: