Ejecución de una máquina de fabricación de PCB limpia y eficiente

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Paneles que miden más de 10 metros de largo, que se iluminan a pedido o que se doblan sin esfuerzo: las placas de circuito impreso del Centro de Competencia del Grupo Thales producen PCB de 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 circuito impreso que quedan en los Países Bajos”, afirma Tobi Oude Breuil, director general del Centro de Competencia de Placas de Circuito Impreso del Grupo Thales (GCC-PCB). “Hace veinte años, había más de una docena, pero por consideraciones obvias de bajo costo, esta capacidad prácticamente se ha trasladado al Lejano Oriente. Seguimos aquí gracias a nuestro enfoque en el 100 por ciento de calidad y nuestra capacidad de industrialización, las cuales 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, GCC-PCB produce diseños de placas personalizados en todas las formas y tamaños. Consisten en un sustrato con láminas metálicas, vías y patrones conductores. Sobre estas placas desnudas, 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 incorporó a GCC-PCB como director general hace dos años, procedente del departamento de TI de Thales. “En aquel momento, el centro no hacía mucho trabajo para el Grupo Thales”, recuerda. “Hemos logrado cambiar eso y atraer cada vez más negocios de nuestras organizaciones hermanas internacionales, especialmente las divisiones de defensa y espacio en Francia, el Reino Unido y también Bélgica. Estamos en camino de lograr una cartera más equilibrada: dos tercios para Thales en los Países Bajos y un tercio para el Grupo y clientes externos”.

"Para Thales, en los Países Bajos, producimos los PCB para los paneles de radar", continúa ilustrando Oude Breuil. “No sólo los pequeños para los transceptores individuales, sino también los grandes en los que están integrados los elementos de antena. Somos capaces de fabricar tableros de 10 metros de largo. Con las nuevas máquinas que compramos este año, podemos llegar tan lejos como queramos; en teoría, ya no hay límite superior para la longitud”.

“Junto con una startup cercana, Xcite Solutions, con sede en Hengelo, hemos creado una tecnología de PCB electroluminiscente”, pone otro ejemplo Oude Breuil. “Las placas reciben una capa 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 una buena cantidad de PCB flexibles. Estos se pueden utilizar para reemplazar el cableado. “Proporcionamos placas de circuitos flexibles para conectar, por ejemplo, los paneles solares plegables de los satélites espaciales de Airbus. Los PCB son mucho más livianos que los cables y alambres, ocupan mucho menos espacio y pueden ser más duraderos. Dentro de los escáneres de obleas de ASML, nuestras placas flexibles se utilizan en el brazo del robot para moverlo y permitir 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 placas trabajan en estrecha colaboración con los ingenieros de nuestros clientes para modificar un diseño y poder industrializarlo", 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 traspasar los límites. Todo esto sigue siendo modelado, utilizando datos de diseño electrónicos y dibujos CAD”.

Una vez que el diseño cuenta con la aprobación de todas las partes, se transfiere al piso 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 conduce a más ajustes de diseño y algunos prototipos más. Cuando todo el mundo está contento, comenzamos la producción en serie: series pequeñas, normalmente un par de cientos de PCB al año”.

Ambas líneas de fabricación constan de cuatro células 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 de la placa. Después del revelado, las partes no expuestas se eliminan, dejando el patrón deseado de rastros y almohadillas de cobre. Estos pasos se repiten para crear hasta una docena de capas internas, que se presionan entre sí. En la segunda celda, las capas interiores prensadas se unen entre sí mediante la perforación de orificios y un revestimiento de cobre. En la tercera celda, el patrón exterior está cubierto con una capa verde, la máscara de soldadura, para confinar la pasta de soldadura a las almohadillas de soldadura durante el ensamblaje de los componentes. Las almohadillas de la superficie permanecen accesibles. En la cuarta celda, las tablas terminadas se someten a una inspección final”.

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

Además de esta atención a la calidad, otro punto de venta clave es la limpieza del centro. “Muchas fábricas de PCB son muy desordenadas. Manejamos un barco muy compacto y ordenado”, señala sonriendo Oude Breuil. “Trabajamos según el modelo 5S: clasificar, enderezar, brillar, estandarizar, sostener. Todos los viernes por la tarde organizamos una sesión de mantenimiento para mantener nuestra maquinaria en perfecto estado. 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 atraer clientes. Cuando la gente nos visita, se sorprenden de lo limpias que están nuestras instalaciones”.

Oude Breuil también se esfuerza por gestionar 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 calentamiento. Contamos con cinco salas blancas que necesitan ser acondicionadas de manera óptima. Dentro de Thales Holanda, probablemente seamos uno de los mayores consumidores de energía. Estamos trabajando duro para reducir nuestra huella de carbono. Queremos cortar completamente el gas y cambiar a bombas de calor. Eso parece muy prometedor. Y cuando compramos máquinas nuevas, nos fijamos detenidamente en su consumo de energía”.

El GCC-PCB todavía tiene bastantes equipos heredados en uso (ocasional). “Tenemos miles de diseños en nuestra cartera, algunos de ellos 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. Estos 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 todavía puedan recurrir a nosotros con estas solicitudes especiales”.

En Hengelo, un equipo de casi setenta personas está dispuesto a atender todas sus necesidades. “Cincuenta de ellos trabajan en producción y 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 estrechamente con nuestros clientes para optimizar sus diseños. Al igual que las placas que producimos, el equipo es una mezcla de todas las formas y tamaños, jóvenes y mayores, hombres y mujeres, teóricos y prácticos; viniendo de un trabajo de escritorio en un ambiente de oficina, eso es realmente refrescante para mí”.

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