Operar una máquina de fabricación de PCB eficiente y limpia

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Paneles de más de 10 metros de largo, que se encienden a pedido o que se doblan sin esfuerzo: las placas de circuito impreso del centro de competencia del grupo de Thales producen PCB en todas las formas y tamaños. Tobi Oude Breuil explica cómo su equipo cumple con los altos estándares de clientes como Airbus y ASML.

"Somos una de las pocas instalaciones de producción de placas de circuitos impresos que quedan en los Países Bajos", dice Tobi Oude Breuil, gerente general de Placas de circuitos impresos del Centro de competencia del grupo de Thales (GCC-PCB). "Hace veinte años, había más de una docena, pero por las consideraciones obvias de bajo costo, esta capacidad casi se ha trasladado al Lejano Oriente. Todavía estamos aquí gracias a nuestro enfoque en la calidad al 100 por ciento y nuestra capacidad de industrialización, ambos están resonando muy bien en mercados como el aeroespacial, de defensa y de alta tecnología, con clientes como Airbus, ASML y la propia Thales".

Especializada en bajo volumen y alta complejidad, la GCC-PCB produce diseños de placa personalizados en todas las formas y tamaños. Consisten en un sustrato con láminas de metal, caminos y patrones conductores. En estas placas desnudas, los socios de montaje externos colocan los componentes electrónicos. Los PCBA resultantes, conjuntos de placas de circuito impreso, como se les llama, regresan al cliente, donde se integran aún más para formar la columna vertebral de algunos de los sistemas más avanzados del mundo.

Oude Breuil se unió a GCC-PCB como gerente general hace dos años, proveniente del departamento de TI de Thales. "En ese momento, el centro no estaba haciendo mucho trabajo para Thales Group", recuerda. "Hemos logrado cambiar eso y atraer más y más negocios de nuestras organizaciones hermanas internacionales, especialmente las divisiones de defensa y espacio en Francia, el Reino Unido y también Bélgica. Estamos bien encaminados hacia una cartera más equilibrada de hacer dos tercios para Thales en los Países Bajos y un tercio para el Grupo y clientes externos".

"Para Thales en los Países Bajos, producimos las PCB para los paneles de radar", continúa ilustrando Oude Breuil. "No solo los pequeños para los transceptores individuales, sino también los grandes en los que se integran los elementos de la antena. Podemos fabricar placas de 10 metros de largo. Con las nuevas máquinas que compramos este año, incluso podemos ir como todo el tiempo que queramos; en teoría, ya no hay un límite superior en la longitud".

"Junto con una empresa emergente cercana, Xcite Solutions, con sede en Hengelo, hemos creado tecnología de PCB electroluminiscente", ofrece Oude Breuil otro ejemplo. "Las placas tienen un revestimiento que se ilumina cuando se encuentran con una corriente eléctrica. Este desarrollo aún se encuentra en una fase piloto, pero Xcite ya tiene un par de aplicaciones interesantes en mente, una de ellas es la señalización vial".

El centro también fabrica su parte justa de PCB flexibles. Estos se pueden utilizar para reemplazar el cableado. "Proporcionamos placas de circuitos flexibles para conectar los paneles solares plegables en los satélites espaciales de Airbus, por ejemplo. Las PCB son mucho más livianas que los cables y alambres, ocupan mucho menos espacio y pueden ser más duraderas. Dentro de los escáneres de obleas de ASML, nuestras placas flexibles se están utilizando en el brazo del robot para que se mueva y permita que se doble durante mucho más tiempo antes de que sea necesario reemplazar alguna pieza".

Para crear los diseños de las placas, existe una amplia colaboración entre GCC-PCB y sus clientes. "Nuestros especialistas en tableros trabajan en estrecha colaboración con los ingenieros de nuestros clientes para modificar un diseño para que pueda industrializarse", explica Oude Breuil. "En este proceso, alineamos sus deseos con lo que sabemos que es técnicamente posible. A veces quieren más, en cuyo caso nos sumergimos juntos para ver hasta dónde podemos empujar el límite. Todo esto sigue siendo modelado, utilizando datos de diseño electrónico y dibujos CAD".

Una vez que el diseño cuenta con la aprobación de todas las partes, se transfiere a la planta de fabricación. "Tenemos una línea de prototipos y una línea de producción", explica Oude Breuil. "Comenzamos haciendo un prototipo, que el cliente prueba exhaustivamente. Esto generalmente lleva a algunos ajustes de diseño más y algunos prototipos más. Cuando todos están contentos, comenzamos la producción en serie: series pequeñas, generalmente un par de cientos de PCB al año. ."

Ambas líneas de fabricación constan de cuatro celdas de trabajo. "En la primera celda, se aplica una película fotosensible a un laminado de cobre. Luego, utilizando imágenes directas, se exponen partes de la película fotosensible en el tablero. Después del revelado, las partes no expuestas se graban, dejando el patrón deseado de rastros de cobre. y almohadillas. Estos pasos se repiten para crear hasta una docena de capas internas, que se presionan juntas. En la segunda celda, las capas internas prensadas se interconectan perforando agujeros y recubriéndolos con cobre. En la tercera celda, el patrón exterior es cubierto con una capa verde, la máscara de soldadura, para confinar la pasta de soldar a las almohadillas de soldadura durante el ensamblaje de los componentes. Las almohadillas en la superficie permanecen accesibles. En la cuarta celda, las placas terminadas se someten a una inspección final".

"Cada PCB se inspecciona minuciosamente, no solo al final de la línea sino también a lo largo del camino", señala Oude Breuil. "Cada capa se verifica ópticamente de forma automática para ver si los patrones coinciden con el diseño CAD. Nada sale por la puerta sin un sello de calidad del 100 por ciento. Esta es una de las razones por las que nuestros clientes valoran trabajar con nosotros".

Junto a este enfoque en la calidad, otro punto clave de venta es la limpieza del centro. "Muchas fábricas de PCB son muy desordenadas. Manejamos un barco muy estricto y ordenado", señala Oude Breuil, sonriendo. "Trabajamos según el modelo 5S: ordenar, enderezar, pulir, estandarizar, sostener. Todos los viernes por la tarde organizamos una sesión de mantenimiento para mantener nuestra maquinaria impecable. Esto realmente vale la pena. Ayuda a cumplir con nuestras fechas de entrega. y mantener nuestro rendimiento alto (el tiempo de inactividad no planificado es más costoso que estas pocas horas de mantenimiento adicional) y ayuda a captar clientes. Cuando la gente nos visita, se sorprenden de lo limpias que están nuestras instalaciones".

Oude Breuil también se esfuerza por dirigir un barco ecológico. "Tenemos muchas máquinas, la mayoría de las cuales están operativas desde las seis de la mañana hasta la medianoche. Tenemos muchos baños químicos que requieren calefacción. Tenemos cinco salas limpias que deben acondicionarse de manera óptima. Dentro de Thales Holanda, estamos probablemente uno de los mayores consumidores de energía. Estamos trabajando arduamente para reducir nuestra huella de carbono. Queremos apagar completamente el gas y cambiar a bombas de calor. Eso parece muy prometedor. Y cuando compramos máquinas nuevas, miramos de cerca su energía consumo."

El GCC-PCB todavía tiene una gran cantidad de equipos heredados en uso (ocasional). "Tenemos miles de diseños en nuestra cartera, algunos con décadas de antigüedad. Los buques de la Armada, por ejemplo, pueden permanecer en servicio durante cuarenta años o incluso más. En ocasiones, se nos pide que proporcionemos un reemplazo para una de las primeras placas. los diseños más antiguos requieren técnicas de producción igualmente antiguas, como la exposición convencional para transferir los patrones de PCB al cobre. Los clientes realmente aprecian que aún puedan recurrir a nosotros con estas solicitudes especiales".

En Hengelo, un equipo de casi setenta personas está listo para atender todas sus necesidades. "Cincuenta de ellos trabajan en producción y alrededor de una docena en ingeniería de procesos y productos. Nuestros ingenieros de procesos siguen de cerca los últimos desarrollos en el campo y aplican ese conocimiento para optimizar aún más nuestras líneas de fabricación. Nuestros ingenieros de productos trabajan en estrecha colaboración con nuestros clientes para optimizar sus diseños. Al igual que los tableros que producimos, el equipo es una mezcla de todas las formas y tamaños, jóvenes y viejos, hombres y mujeres, teóricos y prácticos, viniendo de un trabajo de escritorio en un entorno de oficina, eso es realmente refrescante para mí".

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