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  • 22. April 2014

    Interview mit Dr. Marc Nikolussi: „Die Ergebnisse werden vergleichbar“

    In Teil II unseres Interviews mit dem Leiter „Arbeitskreis Bauteilsauberkeit“ Dr. Marc Nikolussi (Robert Bosch GmbH) zum Thema Leitfaden „Technische Sauberkeit in der Elektrotechnik“ – herausgegeben von der ZVEI-Fachverbände „PCB and Electronic Systems“ und „Electronic Components and Systems (ECS)“ – dreht sich alles um die Bedeutung von Verunreinigungen in der Elektrotechnik. Darüber hinaus sprechen wir Vergleichs- und Bewertungsmöglichkeiten sowie die vielfältigen Vorteile des Leitfadens für Anwender, Lieferanten und Kunden an.

    Zinnpartikel, wie er in einer Elektronik-Produktion zu finden ist!

    Zinnpartikel, wie er in einer Elektronik-Produktion zu finden ist! (Foto: cleancontrolling.de)

    Herr Dr. Nikolussi, welche Bedeutung haben Verunreinigungen bzw. Partikeleinträge denn explizit in der Elektrotechnik?

    Bauteilsauberkeit

    Dr. Marc Nikolussi
    (Foto: Robert Bosch GmbH)

    Die Auswirkungen sind vielfältig, ich will einige Effekte aufzählen. Die Reihenfolge hat durchaus den Charakter einer Wertung.

    • elektrischer Kurzschluss und Verkürzung der Luft- und Kriechstrecken
    • elektrische Isolation bei Kontakten
    • verminderte Benetzbarkeit/Lötbarkeit
    • mechanische Blockade (Stecker, Schalter,..)
    • optische Schwächung oder Unterbrechung (Lichtleiter)

    Die Auswirkungen sind teils sehr unterschiedlich, je nachdem ob es ein leitfähiger oder isolierender Partikel ist, der an die „falsche“ Stelle gerät. Der Schwerpunkt ist sicher bei den leitfähigen Verschmutzungen zu sehen, die zum Beispiel bei Schaltkreisen mit kleinen Pinabständen leicht Kurzschlüsse verursachen können. Moderne Chipbauformen haben Rasterabstände von 0,4 – 0,6 mm, bei Analysen von elektromechanischen Bauteilen im Arbeitskreis wurden metallische Partikel von > 1mm gefunden. Dieses Beispiel zeigt das Spannungsfeld wohl recht deutlich.

    Schließt der Leitfaden – insbesondere im Vergleich zu den Publikationen VDA19 und VDA19.2 – auch eine wesentliche Lücke im Sinne von Vergleichs- und Bewertungsmöglichkeiten?

    Die Teilnehmer im Arbeitskreis haben sich auf eine Methode zur Analyse (Abspülen der Bauteile mit einer vorgegebenen Menge an Lösungsmittel unter definierten Bedingungen) und auf eine Auswertung der Ergebnisse und statische Betrachtung geeinigt. Damit werden die Ergebnisse vergleichbar, und die Abläufe sind definiert. Dies war sicher eine Ergänzung des VDA 19 und verringert die Entscheidungen beim Einführen von Partikelanalysen. Diese Analysen kann man selbst mit etwas Investment und angelernten Mitarbeitern (auch an ausländischen Standorten) aufbauen, man kann aber auch Dienstleiter einschalten, und nur die Bewertung der Ergebnisse durchführen. Nach einigen Analysen die für eine statistische Betrachtung unbedingt gemacht werden sollten, kennt man den Status und kann Zusagen zu Spezifikationen aber auch Bewertungen zu den Auswirkungen von Maßnahmen fundierter treffen.

    Bauteilsauberkeit

    Abgeschabter Partikel (Zinn) in Haarform auf einem verzinnten Draht (Länge 655 µm)
    (Foto: Vacuumschmelze GmbH & Co. KG)

    Welche Vorteile bietet der Leitfaden insbesondere auch für Lieferanten und Kunden?

    Wenn man den „Stand der Technik“ für bestimmte Bauteile/Baugruppen kennt, ist man einfach sicherer im Bewerten von Grenzen und kann auch besser die Aufwendungen für höhere Qualitätsanforderungen abschätzen.

    Ein Fertigungsfachmann, der den Sauberkeitslevel (Partikelmengen in bestimmten Größenklassen) eines Produktes über längere Zeit beobachtet hat, kann für ein neues Produkt leichter eine Aussage zu erreichbaren Werten machen.

    Ein Einkäufer kann sich am Leitfaden orientieren, und die konkurrierenden Verfahren zu einer Festlegung besser bewerten und auch vergleichen.

    Können Anwender mit weiteren Informationen rechnen, beispielsweise auch zu Verunreinigungen während einzelner Fertigungsschritte?

    Den Punkt, welche Fertigungsschritte verschmutzend, neutral oder sogar reinigend wirken, haben wir im Leitfaden exemplarisch für einige Produkte aufgeführt. Diese Informationen sind von einem Fachmann sicher auch auf andere Produkte bzw. Prozesse übertragbar und geben erste Hilfestellungen. Der Arbeitskreis hat sich nach der Veröffentlichung des Leitfadens im Herbst 2013 und der im Q2/2014 geplanten Erscheinung der englischen Version auch noch weitere Ziele gesteckt. Unter anderem soll die Festlegung von Grenzwerten in Relation zur Funktionalität untersucht werden. Ebenso ist die Effektivität von Reinigungstechniken auf der Themenliste. Die Teilnehmer des AK würden gerne auch die Liste der betrachteten Bauteile erweitern, hier wäre die Mitwirkung von anderen Unternehmen wünschenswert.

    Stanzgrat führt zu schädigenden Partikeleinträgen (Foto: Mektec Europe GmbH

    Stanzgrat kann zu schädigenden Partikeleinträgen führen (Foto: Mektec Europe GmbH)

    Bietet der Leitfaden auch Festlegungen von generellen Grenzwerten?

    Im Leitfaden werden keine Grenzen aus Sicht der Anwendung oder auf Basis von technischen Anforderungen genannt. Ein erster Schritt ist die Bestandsaufnahme, indem für verschiedene Produkte eine Ist- Aufnahme erstellt wurde. Man findet also Daten zu Partikelverteilungen (Anzahl von Partikeln bestimmter Größen) die z.B. bei Induktivitäten, Kondensatoren, Steckern, Leiterplatten und Baugruppen gefunden wurden. Diese Daten wurden an Produkten verschiedener Firmen und Bauformen ermittelt.

    Wer hat an der Ausarbeitung dieses umfassenden Leitfadens mitgewirkt und sind  regelmäßige Aktualisierungen geplant?

    Aus dem Arbeitskreis wurde ein Redaktionsteam gebildet, welches aus Mitarbeitern folgender Unternehmen bestand.

    • EPCOS AG
    • Mektec Europe GmbH
    • Robert Bosch GmbH
    • KOSTAL Kontakt Systeme GmbH
    • VACUUMSCHMELZE GmbH & Co.KG
    • PHOENIX CONTACT ELECTRONICS GmbH
    • Tyco Electronics AMP GmbH
    • Zollner Elektronik AG

    Geplant ist ein weiterer Band für 2015/16 mit neuen Themen wie Funktionalität vs. Grenzwerte sowie Art und Effektivität von Reinigungstechniken Eine Aktualisierung bzw. Erweiterung des jetzigen Leitfadens dann, wenn dies notwendig sein sollte.

    Bauteilsauberkeit

    Beteiligte Unternehmen Leitfaden „Technische Sauberkeit in der Elektrotechnik“ (Collage: S&R)

    Das Interview führte Ursula Pidun
    —————-

    • Information
      Der ZVEI Arbeitskreis „Bauteilsauberkeit“ wird den Leitfaden „Bauteilsauberkeit in der Elektrotechnik“ am 8.5.2014 von 12 bis 12.45 Uhr auf der SMT im Rahmen des Messeforums in Halle 9 vorstellen.

      Referenten sind:
      Dr. Marc Nikolussi, Robert Bosch GmbH
      Jürgen Frey, EPCOS AG
      Haraldt Hundt, VACUUMSCHMELZE GmbH & Co.KG

      Link zur SMT:
      Diskussionsforum ZVEI, Forum Halle 9-530 (08. Mai 2014)

     
    Der ZVEI, Fachverband für die Elektroindustrie:

     
    Verweise:
    Restschmutz vermeiden – aber wie?
    Sauberraum trifft Reinraum – Sauberkeitsbreiche gemäß VDA19.2
    Reinraum der Klasse 1 im INA der Uni Kassel – Interview mit Dr. rer. nat. habil. Martin Bartels
    Reinster Reinraum – Interview mit Dipl.-Biol. Markus Keller
    Der reinste Reinraum der Welt
    Reinraumtechnik -Interview mit Dr. Lothar Gail
    Interview mit Dipl.-Ing. Hans Illig, Teil I
    Interview mit Dipl.-Ing. Hans Illig, Teil II



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