Umweltfreundliche Produktentwicklung ist eine Gemeinschaftsaufgabe

Clean Design – eine Philosophie, kein Konzept #####

18. September 2008, 13:56 Uhr | Patrick Le Fèvre
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Fortsetzung des Artikels von Teil 3

Clean Design – eine Philosophie, kein Konzept

Kartonverpackung

Ein wichtiges Thema bei der Verpackung solcher Produkte ist die Abfallmenge, die durch die Verpackung anfällt. Die Verpackung ist erforderlich, um die Module zu schützen und um eine Beschädigung des Keramiksubstrats während des Transports auszuschließen. Würden die Verpackungsmethoden angewendet, die Anfang der 1980er Jahre üblich waren, so wären Unmengen an Plastik und anderen Chemikalien in Gebrauch. Dies steht nicht im Einklang mit Ericssons Zielsetzung, unnötige und nicht recyclebare Abfälle zu vermeiden. Da in skandinavischen Ländern umfangreiche Erfahrungen und Fachwissen in der Papierverarbeitung vorhanden sind, war es für Ericsson Power Modules selbstverständlich, diese Verpackungsart bei der Entwicklung neuer DC/DC-Wandler einzuplanen. Die Ergebnisse waren beeindruckend – und trotz der Reaktion seitens des Marktes zu dieser Zeit, dass die Initiative nur „billig“ sein würde, führte die Optimierung des durch Biegen geformten Kartons zu einer äußerst robusten Verpackung, die Transportschäden vermied und nachwachsende Rohstoffe nutzte.

22 Jahre kontinuierlicher Lernprozess

Ericsson Power Modules rief bereits zu Beginn der 1980er Jahre eine Umweltstrategie ins Leben und verankerte dies als wichtigen Bestandteil im Unternehmen. Es ist daher nicht verwunderlich, dass viele Produkte, die in den letzten 22 Jahren in den Markt eingeführt wurden, Innovationen aufweisen, die Umwelt und Rohstoffe schonen. Ein höherer Wirkungsgrad ist immer ein starker Antrieb für technische Innovationen, um die Energieaufnahme zu senken.

Design for Environment umfasst aber mehr als nur die Verbesserung des Wirkungsgrades. Sich ausschließlich auf die Leistungsfähigkeit eines Produktes zu konzentrieren, ohne dabei den Umwelteinfluss des gesamten Fertigungs- und Betriebsprozesses zu berücksichtigen, ist auf lange Sicht der falsche Ansatz. DfE bedeutet auch, ständig Ausschau nach Verbesserungen zu halten. Die aktuellen Gesetze, Blei aus der Elektronikindutrie zu verbannen, gehen zurück auf die 1990er- Jahre, zu einer Zeit, als Ericsson Power Modules 1993 sein erstes bleifreies Modul vorstellte: Macrodens PKF. Damals war der Bleianteil in Elektroniksystemen der Telekommunikationsbranche noch nicht von Belang. Es war aber klar, dass Schwermetalle, die aus verschiedenen Industriezweigen in die Umwelt gelangen, diese auf Dauer schädigen würden. Vorkommnisse auf der ganzen Welt, vor allem in Japan, gaben Anlass zur Sorge und lenkten die Aufmerksamkeit auf dieses Thema.

Auch hier ist der menschliche Faktor der wichtigste Treiber für DfE. Als Reaktion auf die japanischen Bedenken führte Ericsson Power Modules zu Anfang der 1990er Jahre Zinn-Silber- Lot in der Fertigung für die meisten Produkte ein. Bleifreie DC/DC-Wandler wurden bereits entwickelt, als die europäische RoHSRichtlinie noch in der Diskussion war. Anfang 2001 stellte Ericsson Power Modules seinen ersten voll konformen, bleifreien DC/DCWandler vor, der entwickelt wurde, um der höheren Reflow- Temperatur zu widerstehen, die von Endkunden für die bleifreie Montage auf Leiterplattenebene gefordert wird. Seitdem wird kontinuierlich hart daran gearbeitet, jeglichen Umwelteinfluss der Produkte zu verringern.

Den gesamten Ablauf berücksichtigen

Design for Environment ist ein permanenter Entwicklungsprozess. Auch wenn Maßnahmen, die Ericsson bereits vor 25 Jahren einführte, immer noch gültig und relevant sind – z.B. Kartonverpackung, unvergossene Produkte –, es ist ein fortschreitender Prozess, alle Abläufe zu verbessern und zu optimieren, um die Auswirkungen auf die Umwelt noch weiter zu verringern. Die Berücksichtigung aller Abläufe bedeutet, dass beim Start eines neuen Projekts bedacht werden muss, wie mit dem Endprodukt vom Verlassen der Fertigung bis hin zum Ende seines Lebenszyklusses umgegangen wird.

Ein Beispiel dafür ist die neue „board-to-board“-Technik, die Ericsson in diesem Jahr vorstellte (Bild 3). Diese Technik ergab sich aus einer vollständigen Analyse, um andere Nebeneffekte zu reduzieren, die Auswirkungen auf die Umwelt haben.

Dazu zählt unnötige Masse, welche die Kosten für den Transport (Treibstoffverbrauch) erhöht, Verringern des Energieaufwandes – sowohl bei der Modulfertigung als auch bei der Montage durch den Anwender – und die Optimierung des Produktes für ein einfaches Recycling am Ende der Lebensdauer. Die „board-to-board“-Technik ist das neueste Ergebnis jahrelanger technischer Erfahrung. Aber ohne das Engagement jedes einzelnen, am Projekt mitarbeitenden, Menschen wäre dieser Erfolg nicht möglich gewesen.

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Bild 3. Die „board-to-board“-Technik: einseitig bestückte DC/DC-Wandlermodule mit Lotdepot auf der unbestückten Leiterplattenunterseite für die Oberflächenmontage. Die offene Bauweise ohne Stifte reduziert die Masse, führt zu weniger Energieaufwand i

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  3. Energieeffizienz
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