SMC speelt met cleanroom in op groeiende vraag naar stofvrije assemblage

Klanten van SMC hebben in toenemende mate de behoefte componenten stofvrij en schoon te laten assembleren, waarbij de verantwoordelijkheid voor deze componenten volledig bij SMC wordt neergelegd. Een nieuwe cleanroom in het Technology Center in Eindhoven helpt SMC aan deze vraag te voldoen. Met de schone en stofvrije ruimte, in maart in gebruik genomen, is het Technology Center volledig operationeel. Onder andere Kulicke & Soffa Liteq, fabricant van lithografische machines voor chipproductie, maakt er gebruik van.

• ‘Schoner en stofvrijer produceren steeds meer een noodzaak.’
• ‘De nieuwe cleanroom waarborgt de kwaliteit van het eindproduct.’
• ‘Volledig schoon proces, tot het labelen van componenten aan toe.’
• ‘Door uitbesteden kan Liteq zich op kernactiviteiten concentreren.’

‘Klanten leggen verantwoordelijkheid voor componenten steeds vaker bij ons neer’

SMC is een van origine Japans bedrijf. Het werd in 1959 opgericht. Het bedrijf, in tachtig landen actief, is gespecialiseerd in industriële automatisering. Het is wereldwijd marktleider in pneumatische componenten en systemen voor de automatisering van machines en productielijnen en bedient onder meer veel klanten in de halfgeleiderindustrie. ‘SMC heeft de afgelopen jaren gezocht naar nieuwe kansen op de markt, waarvoor naast pneumatiek nieuwe productgroepen zijn ontwikkeld en geproduceerd. Denk aan thermo chillers, hoogvacuüm systemen en cleanroomproducten. We hebben ook elektrische actuatoren in ons assortiment voor toepassingen waarbij de pneumatische beweging erom vraagt elektrisch uitgevoerd te worden’, vertelt Bart Tuijnman, directeur van SMC Nederland.

Verantwoordelijkheden verschuiven

‘SMC produceert wereldwijd vanuit productiefaciliteiten in onder meer Japan en China en voor Europa vanuit Tsjechië. Europese klanten worden bediend vanuit een centraal magazijn in Antwerpen. We merken echter dat klanten behoefte hebben aan lokale ondersteuning. Fabrikanten besteden de productie van specifieke componenten uit aan lokale partijen en leggen de verantwoordelijkheid voor deze componenten in zijn geheel bij de leverancier neer. Wie verder wil groeien, moet aan deze behoefte kunnen voldoen. De keuze ons in Eindhoven te vestigen, sluit hierbij aan en komt onder meer voort uit de aanwezigheid van verschillende grote oem’ers in deze regio die wij vanuit het Technology Center bedienen.’

De behoefte verantwoordelijkheden neer te leggen bij fabrikanten komt onder andere voort uit de noodzaak steeds schoner en stofvrijer te produceren. ‘Doordat chips steeds kleiner worden, worden ook de verbindingen tussen bepaalde componenten steeds kleiner. De aanwezigheid van een stofdeeltje kan hierdoor in toenemende mate problemen opleveren, zodat schoon assembleren steeds belangrijker wordt. Een cleanroom voorkomt dat stofdeeltjes op componenten kunnen komen en waarborgt hiermee de kwaliteit van het eindproduct’, licht Silvester Engelen, regiomanager Zuid van SMC, toe.

Cross-flow cleanroom

‘Om aan de eisen te kunnen voldoen is een nauwkeurig geconditioneerde cleanroom-omgeving nodig’, aldus Tuijnman. ‘Voorheen konden we alleen in Japan in een cleanroom assembleren. Een dergelijke omgeving hadden we in Europa niet tot onze beschikking. Om beter aan de vraag van klanten te kunnen voldoen, hadden we behoefte aan een cleanroom-omgeving in Nederland, waarin we lokaal klantspecifieke producten stofvrij en schoon kunnen assembleren. Die hebben we nu in het Technology Center in Eindhoven.’ Engelen: ‘Het betreft een cross-flow cleanroom van 125 vierkante meter, waarbij schone lucht door een filterwand vanaf de achterzijde van de cleanroom naar de voorzijde stroomt. Zwevende stofdeeltjes worden zo uit de ruimte afgevoerd. De overdruk voorkomt dat ‘vuile’ lucht vanuit de rest van ons Technology Center de cleanroom kan binnenstromen. Hoe dichter je bij de achterzijde van de cleanroom en daarmee de toevoer van de schone lucht komt, hoe minder zwevende stofdeeltjes aanwezig zijn. We assembleren producten voor klanten daarom aan de achterzijde van onze cleanroom en verpakken producten hierna direct dubbel, ook wel ‘double bagging’ genoemd’, aldus Engelen. ‘De cleanroom is gespecificeerd volgens stofklasse ISO 6, maar na validatie blijkt deze te voldoen aan de eisen van stofklasse ISO 5. Dat betekent dat iedere kubieke meter lucht 3.520 stofdeeltjes met een diameter van 0,5 µm (micrometer, red.) of groter mag bevatten, wat 10.000 keer schoner is dan de buitenlucht. Bij ISO 6 gaat het om 35.200 stofdeeltjes per kubieke meter lucht, duizend maal schoner dan de buitenlucht.’

Lithografische machines

Een van de klanten die SMC vanuit het nieuwe Technology Center bedient, is Kulicke & Soffa Liteq, fabrikant van lithografische machines voor het produceren van chipbehuizingen. ‘Liteq richt zich op de productie van back-end integrated circuits (ic’s). Waar bij front-end ic’s grote wafers worden gemaakt, worden deze wafers bij back-end ic’s in chips – of ‘dies’ – gezaagd en verpakt’, legt Gerrit van der Beek, ceo van Liteq, uit. ‘Traditioneel worden verbindingen op chips gemaakt met behulp van draadjes die in de chipbehuizing zijn verwerkt. Chips worden echter steeds kleiner, waardoor ook de contactpunten op deze chips – ook wel I/O’s genoemd – steeds verder krimpen. De spoorbreedte van chips zit inmiddels in het bereik van 10 nanometer of nog lager. Door de toenemende dichtheid van I/O’s op een chip wordt het steeds lastiger verbindingen te maken met behulp van draadjes.’

Liteq heeft een lithografische machine – of stepper – ontwikkeld die chipfabrikanten helpt deze uitdaging te overwinnen. ‘De machine maakt het mogelijk een redistributielaag (RDL) aan te brengen, die de I/O’s als het ware naar buiten brengt. Hierdoor ontstaat meer ruimte om verbindingen in de chipbehuizing te creëren’, aldus Gerrit van der Beek. Aan een lithografische machine voor front-end ic-processen zijn overigens heel andere eisen verbonden dan aan machines voor back-end ic’s. ‘Zo heeft het fotogevoelige materiaal dat wij gebruiken om RDL’s te ontwikkelen een dikte van 1 tot 100 micrometer. Machines voor de front-end maken juist gebruik van een materiaal met een dikte van 1 micrometer tot 50 nanometer. Een ander voorbeeld zijn de substraten voor de back-end, die aanzienlijk minder vlak zijn dan die voor front-end processen. Tegelijkertijd is de resolutie voor front-end ic-processen veel hoger dan die voor de back-end processen. Het is dus een andere toepassing waarvoor de specificaties van de machine totaal anders zijn.’

Actief meedenken

‘Een lithografische machine maakt gebruik van pneumatiek, schone droge perslucht en vacuümtechniek. Liteq is echter een klein bedrijf en beschikt niet over expertise op deze gebieden. Wij maken daarom gebruik van de kennis en expertise van leveranciers op het gebied van deze techniek’, zegt Derk Kort, technical director van Liteq. ‘Zo levert SMC het volledige luchtbehandelingsconsole voor onze lithografische machines. Het bedrijf is nauw bij het ontwerp van deze console betrokken geweest en heeft actief meegedacht. Zo heeft SMC ons geadviseerd over de pneumatiek en vacuümtechnieken die het meest geschikt zijn voor toepassing in onze machines. De verantwoordelijkheid voor de productie van het luchtbehandelingsconsole leggen wij volledig bij SMC neer.’

‘Het luchtbehandelingsconsole dat wij voor Liteq produceren, bestaat uit tientallen losse componenten, die vanuit de fabriek cleanroom-verpakt worden aangeleverd. De buitenste verpakkingslaag van deze producten wordt in de grijze ruimte – de ruimte vóór de cleanroom – gereinigd en verwijderd; in de cleanroom zelf wordt de laatste verpakkingslaag verwijderd, zodat een zo schoon mogelijk product de cleanroom betreedt. In deze omgeving worden de verschillende componenten geassembleerd tot het volledige paneel’, aldus Engelen. Mounssif El Hiri, sales engineer bij SMC, voegt toe: ‘Het volledige proces is ‘schoon’, tot het labelen van componenten aan toe. Zo mag de inkt die op de labels wordt gebruikt niet uitgassen, aangezien gassen vervuiling opleveren. Dit geldt ook voor de afdichtingsmaterialen en plasticsoorten die worden gebruikt. Zelfs het gebruikte gereedschap is speciaal voor toepassing in een cleanroom.’

Concentreren op kernactiviteiten

‘Componenten die SMC levert, werden voorheen door Liteq zelf ultrasoon gereinigd en vervolgens geassembleerd. Dit proces kunnen we nu in zijn geheel uitbesteden aan SMC. Dat scheelt veel tijd’, aldus Van der Beek. ‘Liteq kan zich hierdoor concentreren op zijn kernactiviteiten. Wij richten ons op optiek, de markt en de klanten. Andere activiteiten willen we zo veel mogelijk uitbesteden aan leveranciers die gespecialiseerd zijn in hun vakgebied en hierdoor veel beter dan wij in staat zijn complexe componenten te produceren. Ook zijn zij volledig op de hoogte van de laatste ontwikkelingen waardoor zij ons kunnen adviseren.’

Het Technology Center bevat naast een cleanroom ook een magazijn, van waaruit SMC lokale klanten snel producten kan leveren. Binnenkort gaat het bedrijf er ook technische opleidingen en trainingen verzorgen. Met dit initiatief zet SMC niet alleen in op de ontwikkeling van aanstormend talent, maar vergroot het ook zijn naamsbekendheid onder studenten en scholieren.