Analyse-und Werkstofftechnik bei Zollner »Was wir produzieren, müssen wir auch analysieren können«

Sauberraumproduktion und Analytik im Einklang

Die technische Sauberkeit, mitunter die höchste Anforderung an Produkte und Systeme jenseits der Halbleiterfertigung, wird mittels geführter Abreinigung und anschließender Filterauswertung auf einem optischen Scanning-Mikroskop und dem Rasterelektronen-Mikroskop quantifiziert.

»Hier spielt eine Vielzahl von Faktoren wie Partikelgröße und Partikelherkunft eine entscheidende Rolle in der Etablierung und Sicherung, wiederum unter dem Schlagwort Prävention, bei Entwicklung und Produktion von Geräten und Systemen unter Sauber- und Reinraumbedingungen«, erläutert Penzenstadler.

Ausschlaggebend ist wiederum die Anlieferqualität, respektive oft auch die Verpackung, mit dem Ziel, bereits bei der Produktion des Teils beim Lieferanten die benötigten Qualitäten zu erreichen, also ressourcenschonend umweltbelastende Reinigungsprozesse bereits in der Planung von vornherein auszuschließen. Eine Kategorisierung von Partikel in „leitend, nicht leitend, metallisch und nichtmetallisch“ mit typischen Grenzen <50 µm sind hier die üblichen Kennwerte der Analyse.

Counterfeit-Analyse –
wenn nicht drin ist, was draufsteht

»Der Markt elektronischer Bauelemente und Schaltungsträger - Leiterplatte, Flex, Keramik, Substrate usw. – unterliegt einem stetigen Wandel. So trägt der permanente Preisdruck auf EMS, Distribution und Komponentenhersteller zwangsläufig dazu bei, dass etablierte Produktionslinien verlagert werden. Jede Veränderung eingeschwungener Prozesse aber birgt wiederum Risiken im kleinsten Kettenglied, den Bausteinen einer elektronische Baugruppe und eines Systems. Sich hierbei einzig und allein auf die PCNs des Herstellers zu verlassen, ist hoch risikobehaftet«, gibt Penzenstadler zu bedenken.

Bereits bei der Beschaffung von Bauelementen sind alle Möglichkeiten eines Counterfeit-Produktes auszuschließen. Besondere kritische Aufmerksamkeit ist nach den Worten von Penzenstadler im Fall von Beistellungen, preisgünstigen Last-Time-Buy Angeboten und hohen Lagerbeständen obsoleter Bauelemente angezeigt: Unerkannte Counterfeit-Bausteine sind zweifelsohne das Pulverfass in Produkten der IPC-Produktkategorien 1 (fehlerfreie Funktion erwünscht), 2 (fehlerfreie Funktion erwartet) und 3 (fehlerfreie Funktion unabdingbar).

Aus diesem Grund gehört die Counterfeit-Analyse, also die Prüfung auf „Echtheit“, zum Standardprozess der Analyse- und Werkstofftechnik. Die Prozessschritte „Optische Kontrolle der Beschriftung / Merkmale“, „Elektrische Charakterisierung des Bausteins im Vergleich zu Datenblatt und dem so genannten Golden Sample“, „Röntgenanalyse mit CT-Unterstützung“, „Nasschemisches Öffnen“, „Analyse auf Chipebene mittels REM (Raster-Elektronen-Mikroskop)“ sowie der Plausibilitätscheck aller gesammelten Ergebnisse erlauben dem erfahrenen Analysetechniker sehr schnell einen Überblick, ob der Baustein den Spezifikationen entspricht oder der Verdacht auf Counterfeit vorliegt. Diese Analytik-Prozesse werden in zahlreichen Kombinationen auch im laufenden Produktlebenszyklus zur Qualifizierung, Qualitäts- und Produktbegleitung angewendet.

»Ziel ist es, nachhaltig die zuvor erwähnte Anlieferqualität dauerhaft sicherzustellen, aber auch im Zuge einer professionellen Langzeitlagerung bei Zollner permanent zu überwachen«, so Penzenstadler.

Chemische Analyse – damit Oberflächen aggressiven Stoffen trotzen

Die enge Verzahnung zwischen Werkstoff- und Analysetechnik zeigt sich auch in der chemischen Analytik: Wenn man wie Zollner bestrebt ist, seine Kunden vom Einzelteil bis hin zum kompletten System vollumfänglich zu beraten, wirft ein Neuprojekt Fragen auf wie: Ist die Geräteoberfläche über die erwartete Lebensdauer resistent gegen Alkohole, Desinfektionsmittel, aggressiven Stoffe etc. oder auch ganz übliche Stoffe wie Handcreme und Sonnenöl? Fragen, die bereits bei der Werkstoffauswahl an Zollner gestellt werden, treten in Lasten und Pflichtenheft verankert den Nachweis der richtigen Auswahl an.
So erlaubt die analytische Ausstattung von Zollner eine eigenständige und lückenlose Qualifizierung des Anforderungsspektrums der chemischen Beständigkeit.

Eigener Fachbereich
„Produktkonformität“

Abgerundet werden die Methoden durch einen breiten Instrumentenpark der mechanischen und elektrischen Messtechnik, dem firmeneigenen Kalibrierlabor zur Verifizierung und Justage einer Vielzahl physikalischer Größen und dem dritten Feld der Analyse- und Werkstofftechnik, der Produktkonformität: Bei Analyseaufgaben, in der Prüfmittelüberwachung bei Analysen und Messungen an Produkten und Systemen, bildet die Unabhängigkeit des Labors das Fundament der EN17025, ein zentrales Thema. »Auch hier differenziert sich Zollner als eines der wenigen europäischen Unternehmen mit einem eigenen Fachbereich der Produktkonformität, dem dritten Standbein der Analyse und Werkstofftechnik«, erklärt Penzenstadler.

Das Aufgabenfeld umfasst Patent- und Normenrecherche und das Eruieren ländertypischer Prüf-, Sicherheits- und Zulassungsmerkmalen im Rahmen von CE-Konformitätsverfahren oder gesetzlich verankerten Zulassungsverfahren für Behörden, zum Beispiel FDA oder durch deren autorisierte Unternehmen.

Schlussendlich wird das komplexe Feld der Produktkonformität durch die Organisation und Durchführung von Produktaudits und Fertigungsstättenüberwachungen abgerundet. »Sie bilden das Regulativ für unsere Zielsetzung innovative, hochwertige, sichere Geräte und Systeme aus einer Hand für unsere Kunden zu produzieren«, fasst Stefan Penzenstadler zusammen.