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Fachzeitschrift für Elektronik-Produktion - Fertigungstechnik, Materialien und Qualitätsmanagement

Reinigung Beispiele

Reinigung Beispiele verschiedener Reinigungsstufen Analyse der einzelnen Fertigungsschritte und keine daraus abzuleitenden Maßnahmen, die es ermöglichen, Produkte in einer hinreichend guten Qualität zu produzieren und dabei die Optimierung der Kostenstruktur nicht aus dem Auge zu verlieren. Wenn jemand die Chance genutzt hat, alles falsch zu machen, dann hier. Ein Positivbeispiel (nicht zur Verallgemeinerung) In Fabriken der Halbleiterindustrie, vor allem in Fertigungen, in denen 300-mm-Wafer verarbeitet werden, wird diese Prozesskettenbetrachtung bis zur Perfektion realisiert. Schon bei der Planung der Fabrik werden alle notwendigen Parameter in Betracht gezogen. Dies sind neben politischen Standortfaktoren Fragen der Energiekosten, des qualifizierten Personals, der Umgebungsbedingungen (Belastungen durch Staub und molekularer Verunreinigungen), industrielles Umfeld als Zulieferer und Dienstleister und andere. Hier zu diesem Zeitpunkt, an dem es noch nicht einmal eine Baugenehmigung gibt, werden die Weichen für eine qualitätsgerechte und kostenoptimierte Fertigung gestellt. Doch damit ist nur der erste Schritt getan. Es geht weiter mit der Suche nach Partnern, die dieses Projekt als Lieferanten der kompletten Fab begleiten. Warum gibt es dort nur ganz wenige Unternehmen, die für den Bau einer solchen Fabrik in Frage kommen? Warum geht es dabei nicht ausschließlich um den besten Angebotspreis? Schon während der Planungsphase der Fabrik werden die für die Produktion notwendigen Maschinen und Anlagen entsprechend der zu realisierenden Prozesse festgelegt und qualifiziert. Dabei kommt es nicht allein auf die Beherrschung der Prozesse an. Fragen wie Serviceintervalle, Energieverbrauch, Ressourcenschonung und Reinraum- sowie Reinheitstauglichkeit spielen dabei eine entscheidende Rolle. Die Prozessmaschinen werden bei verschiedensten Herstellern weltweit entwickelt und gebaut. Dort geht es neben der Beherrschung der Prozesse um eine reinheitsgerechte Gestaltung, eine reinheitsgerechte Fertigung sowie die reinheitsgerechte Verpackung und den Transport. Um diese Faktoren beherrschen zu können müssen wiederum die Zulieferer dieser Maschinenbauer den Ansprüchen einer reinen Fertigung genügen. Ist diese Lieferkette definiert und qualifiziert, dann muss die Maschine reinheitsgerecht verpackt und geliefert werden. Z.B. Anlagen für die Belichtung der Siliziumscheiben/ Wafer werden in Spezialcontainern, die eine integrierte Luftaufbereitung für Partikel und klimatische Bedingungen besitzen, zur Halbleiterfabrik transportiert. Für den Lufttransport, auf dem die Versorgung der Container nicht unterbrochen werden darf, sind pro Maschine mehrere Boing 747 Cargo notwendig. In der Halbleiterfabrik angekommen, muss der Reinraum vollständig in Betrieb genommen sein. Doch bevor die jeweilige Maschine ausgepackt werden kann, werden die einzelnen Hüllen in einer ständig von der Qualität her besseren Reinheitszone entfernt. Dazu existieren verschiedene Materialschleusen. Vor dem Entfernen einer jeden Verpackung wird diese selbst von außen abgereinigt, sodass es zu keinen Verschleppungen von Kontaminationen kommen kann. Nach dem vollständigen Entpacken in der letzten Reinigung von Folien für die Verpackung Materialschleuse wird die Maschine selbst wieder gereinigt. Dies geschieht solange, bis die gemessenen Oberflächenkontaminationen sich unter einem vorgegebenen Grenzwert befinden. Erst dann wird die Maschine am Aufstellort in Betrieb genommen. Die Produktionsfreigabe erfolgt nach dem sogenannten Acceptancetest, bei dem unter anderem alle reinheitsrelevanten Parameter überprüft werden. Nachdem dieser Test bestanden wurde, kann die Maschine, aus reinheitsrelevanten Gesichtspunkten, in Betrieb gehen. In regelmäßigen Abständen folgen Überprüfungen der Parameter und Unterhaltsreinigungen. Darüber hinaus kann es zu außerordentlichen Aktivitäten bzgl. Reinigung und Acceptance kommen, falls das Qualitätsmanagementsystem Abweichungen feststellt. Mit all diesen Aufwendungen wird sichergestellt, dass es zu möglichst keinen Produktionsausfällen kommen kann, die auf Lücken in der gesamten Prozesskette zurückzuführen sind. Sicherlich wird hier ein extremes Beispiel beschrieben. Bei den Kosten für eine Halbleiterfabrik von heute ca. 4 bis 6 Mrd. Euro wird es verständlich, weshalb diese Konsequenz an den Tag gelegt wird. Doch es sollte kein Unterschied sein, ob Kosten in dieser Höhe oder „nur“ Kosten im Wenige-hundert-Euro- Bereich zur Debatte stehen. Bei Befolgen einiger weniger grundlegender Betrachtungsweisen gelangt man sehr schnell zu einer qualitätsgerechten und kostenoptimierten Produktion. 30 2/2018

Reinigung gen. Einzig die Standards der Halbleiterindustrie (SEMI) weisen vereinzelt darauf hin, unter welchen Bedingungen einzelne Komponenten zu fertigen sind. Messung der Luftgeschwindigkeit Im Folgenden wird auf einzelne Beispiele in dieser Prozesskette eingegangen. Kompetenz in Fragen der reinheitsgerechten Fertigung Egal welcher Lieferant angefragt wird, jeder wird bestätigen, dass er die Einzelteile, Baugruppen, Maschinen, Rein- oder Sauberräume in der entsprechenden Qualität und Sauberkeit liefern kann. Schaut man näher hin, dann erkennt man sehr schnell, dass vor allem „Billiganbieter“ die Durchgängigkeit der Prozesse nicht verstanden haben oder nicht realisieren. Kostendruck erzeugt Kostenreduzierung, und bei sehr vielen Projekten ist ja auch bisher alles gut gegangen. Deshalb werden Parameter und Prozesse zugesagt, die keinesfalls eingehalten werden. Oft resultiert dies auch aus der eigenen Unwissenheit, wie diese Parameter und Prozesse eingefordert und kontrolliert werden können. Wie man den richtigen Partner findet, hängt sehr von der Aufgabenstellung ab. Sobald in einer Aufgabenstellung oder Ausschreibung die Bewertung der Angebote zu 100% nach dem Preis erfolgt, kann man davon ausgehen, dass die benötigte Lösung oder die benötigten Zulieferungen keinen Anforderungen genügen müssen. D.h., dass vor allem bei Investitionen die Forderung nach einer definierten Reinheit meist eine Alibiforderung ist. Wenn Einzelteile, Baugruppen, Maschinen, Reinraumtechnik usw. mit definierten Reinheitsanforderungen eingekauft werden sollen, haben Sie sich innerhalb dieses Einkaufsprozesses die Mühe gemacht, Ihren potentiellen Lieferanten zu besuchen und seine Prozesse zu qualifizieren und ggf. auch zu validieren? Im Gegenzug stellt sich die Frage, wenn man eine Anfrage oder Ausschreibung bekommt und der Preis ist das ausschließliche Bewertungskriterium, lohnt es sich dann überhaupt, ein Angebot abzugeben? Und so, wie erfolgreiche Halbleiterhersteller ihre Fabriken mit allem Equipment und dem dafür notwendigen Service von erfolgreichen Lieferanten mit Kompetenz und nicht vordergründig mit dem billigsten Preis bauen und einrichten lassen, sollte dies auch eine Vorgehensweise für alle Unternehmen sein, die auf langfristiges Wachstum und auf Erfolg setzen. Alle die erfolgreichen Halbleiterfabriken, die den Aufwand in diese Erstqualifizierung legen, schaffen die Grundlage dafür, über den Prozess des „Copy Exact“ die Prozesse und Auslegungen überall hin auf die Welt erfolgreich zu kopieren. Reinraum- und Reinheitstauglichkeit Laut Richtlinie VDI 2083-9.1 bezieht sich die Reinraum- und Reinheitstauglichkeit vordergründig auf Partikel, die durch eine Maschine, eine Komponente usw. erzeugt werden. In einer anderen Richtlinie wird auch auf molekulare Kontaminationen eingegangen, wie zum Beispiel die Ausgasungen. Dabei kommt ein weiterer wichtiger Punkt viel zu kurz. Unter welchen Bedingungen muss ein Einzelteil, eine Baugruppe und/ oder eine Maschine gefertigt werden, um den Bedingungen der Reinraum- und Reinheitstauglichkeit zu entsprechen? Kontaminationen jeglicher Art, die in einer Maschine verdeckt existent sind, werden früher oder später die Qualität des Produktes, welches auf dieser Maschine hergestellt wird, negativ beeinflussen oder sogar zum Komplettausfall führen. Derzeit gibt es nur interne Unternehmensrichtlinien, die sich mit den Fertigungsbedingungen beschäfti- Reinheitsgerechte Fertigung Unter einer reinheitsgerechten Fertigung versteht man nicht zwingend und auch nicht ausschließlich die Fertigung unter Reinraumbedingungen. Die reinheitsgerechte Fertigung umfasst in sich bereits eine komplette Prozesskette, die zwingend einzuhalten ist. Ein Punkt davon kann natürlich die Frage nach einem Reinraum oder Sauberraum sein. Doch oft kann man sich diese Kostenfaktoren sparen, wenn man die wichtigsten Prozesse der Kette versteht und dann konsequent definierte Abläufe einhält, um das Produkt optimal zu schützen. Hier in der reinheitsgerechten Fertigung kommen dann auch die Punkte der Einzelteil-, Baugruppenund Maschinenreinigung zum Tragen. Diese drei Bereiche sind immer im Zusammenhang zu betrachten. Man wird keine hinreichend saubere Maschine erhalten, wenn die einzelnen Baugruppen nicht den Reinheitsanforderungen entsprechen. Die Baugruppen werden es auch nicht, wenn nicht die Einzelteile dem Genüge tun. Schlußendlich werden die Produkte, die auf einer Maschine gefertigt werden, die den Anforderungen nicht entspricht, nie das Qualitätsniveau erreichen, welches möglich ist. Einzelteil-, Baugruppen- und Maschinenreinigung Aufgrund der großen Beachtung in den letzten Jahren hat sich die Einzelteilreinigung in vielen Bereichen, wie der Automobilindustrie, weitestgehend durchgesetzt. Andere Branchen ziehen bereits nach. Problematisch wird es bei der Reinigung von Baugruppen. Aufgrund der differenzierten Materialstruktur hat sich eine automatisierte Reinigung bisher nur beim Thema „Leiterplatten“ in Anfängen etablieren lassen. Das Thema „Maschinenreinigung“ wird weitestgehend vernachlässigt und externen Dienstleistern oder dem Endkunden überlassen. Zur Gestaltung der Schnittstellen zwischen den einzelnen Prozessen, wozu auch die Verpackung und der Transport gehören, gibt es 2/2018 31

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