Faire fonctionner une machine de fabrication de PCB légère et propre

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Des panneaux de plus de 10 mètres de long, qui s'allument à la demande ou qui se plient sans effort : le Centre de Compétences du Groupe Thales Circuits Imprimés produit des PCB de toutes formes et de toutes tailles. Tobi Oude Breuil explique comment son équipe répond aux exigences élevées de clients comme Airbus et ASML.

"Nous sommes l'un des rares sites de production de circuits imprimés restant aux Pays-Bas", déclare Tobi Oude Breuil, directeur général du Group Competence Center Printed Circuit Boards (GCC-PCB) de Thales. « Il y a vingt ans, il y en avait plus d'une douzaine, mais pour des considérations évidentes de faible coût, cette capacité s'est pratiquement déplacée vers l'Extrême-Orient. Nous sommes toujours là grâce à notre concentration sur la qualité à 100 % et à notre capacité d'industrialisation, qui résonnent très bien sur des marchés comme l'aérospatiale, la défense et la haute technologie, avec des clients comme Airbus, ASML et Thales lui-même.

Spécialisé dans les petits volumes et la grande complexité, le GCC-PCB produit des conceptions de cartes personnalisées de toutes formes et tailles. Ils se composent d'un substrat avec des feuilles métalliques, des voies conductrices et des motifs. Sur ces cartes nues, des partenaires d'assemblage externes placent ensuite les composants électroniques. Les PCBA résultants, les assemblages de cartes de circuits imprimés, comme on les appelle, retournent chez le client, où ils sont ensuite intégrés pour former l'épine dorsale de certains des systèmes les plus avancés au monde.

Oude Breuil a rejoint le GCC-PCB en tant que directeur général il y a deux ans, en provenance du service informatique de Thales. "A cette époque, le centre ne travaillait pas beaucoup pour le groupe Thales", se souvient-il. "Nous avons réussi à changer cela et à attirer de plus en plus d'entreprises de nos organisations sœurs internationales, en particulier les divisions de la défense et de l'espace en France, au Royaume-Uni et également en Belgique. Nous sommes en bonne voie vers un portefeuille plus équilibré, composé des deux tiers pour Thales aux Pays-Bas et d'un tiers pour le Groupe et des clients externes."

"Pour Thales aux Pays-Bas, nous produisons les PCB pour les panneaux radar", poursuit Oude Breuil. "Pas seulement les petits pour les émetteurs-récepteurs individuels mais aussi les grands sur lesquels les éléments d'antenne sont intégrés. Nous sommes capables de fabriquer des cartes de 10 mètres de long. Avec les nouvelles machines que nous avons achetées cette année, nous pouvons même aller aussi longtemps que nous le voulons - en théorie, il n'y a plus de limite supérieure à la longueur."

"Avec une startup voisine, Xcite Solutions, basée à Hengelo, nous avons créé une technologie PCB électroluminescente", donne Oude Breuil un autre exemple. "Les planches reçoivent un revêtement qui s'allume lorsqu'elles rencontrent un courant électrique. Ce développement est encore en phase pilote, mais Xcite a déjà quelques applications intéressantes en tête, l'une d'entre elles étant le marquage routier."

Le centre fabrique également sa juste part de PCB flexibles. Ceux-ci peuvent être utilisés pour remplacer le câblage. « Nous fournissons des circuits imprimés flexibles pour connecter les panneaux solaires pliables sur les satellites spatiaux d'Airbus, par exemple. Les PCB sont beaucoup plus légers que les câbles et les fils, prennent beaucoup moins de place et peuvent être plus durables.

Pour créer les conceptions de cartes, il existe une collaboration étroite entre le GCC-PCB et ses clients. "Nos spécialistes des cartes travaillent en étroite collaboration avec les ingénieurs de nos clients pour peaufiner une conception afin qu'elle puisse être industrialisée", précise Oude Breuil. "Dans ce processus, nous alignons leurs souhaits sur ce que nous savons être techniquement possible. Parfois, ils en veulent plus, auquel cas nous plongeons ensemble pour voir jusqu'où nous pouvons repousser les limites. Tout cela n'est encore que de la modélisation, en utilisant des données de conception électroniques et des dessins CAO."

Une fois que la conception rencontre l'approbation de toutes les parties, elle est transférée à l'atelier de fabrication. "Nous avons une chaîne de prototypes et une chaîne de production", explique Oude Breuil. "Nous commençons par fabriquer un prototype, qui est largement testé par le client. Cela conduit généralement à d'autres ajustements de conception et à d'autres prototypes. Lorsque tout le monde est satisfait, nous commençons la production en série - de petites séries, généralement quelques centaines de PCB par an."

Les deux lignes de fabrication se composent de quatre cellules de travail. "Dans la première cellule, un film photosensible est appliqué sur un stratifié de cuivre. Ensuite, en utilisant l'imagerie directe, des parties du film photosensible sur la carte sont exposées. Après développement, les parties non exposées sont gravées, laissant le motif souhaité de traces et de pastilles de cuivre. Ces étapes sont répétées pour créer jusqu'à une douzaine de couches internes, qui sont pressées ensemble. Dans la deuxième cellule, les couches internes pressées sont interconnectées en perçant des trous et en les plaquant avec du cuivre. pour confiner la pâte à souder aux plots de soudure lors de l'assemblage des composants. Les plots en surface restent accessibles. Dans la quatrième cellule, les cartes finies subissent une dernière inspection.

"Chaque PCB est minutieusement inspecté, non seulement en fin de ligne mais aussi en cours de route", précise Oude Breuil. "Chaque couche est automatiquement vérifiée optiquement pour voir si les motifs correspondent à la conception CAO. Rien ne sort sans un label de qualité à 100 %. C'est l'une des raisons pour lesquelles nos clients apprécient de travailler avec nous."

Outre cet accent mis sur la qualité, un autre argument de vente clé est la propreté du centre. "De nombreuses usines de PCB sont très désordonnées. Nous gérons un navire très serré et bien rangé", note Oude Breuil en souriant. "Nous travaillons selon le modèle des 5S : trier, redresser, faire briller, uniformiser, pérenniser. Chaque vendredi après-midi, nous organisons une séance d'entretien pour maintenir nos machines en parfait état de marche. C'est vraiment payant. Cela nous aide à respecter nos délais de livraison et à maintenir notre rendement - les arrêts non planifiés coûtent plus cher que ces quelques heures d'entretien supplémentaires - et cela aide à attirer les clients. Lorsque les gens nous visitent, ils sont étonnés de la propreté de nos installations."

Oude Breuil s'efforce également de diriger un navire vert. "Nous avons beaucoup de machines, dont la plupart fonctionnent de six heures du matin à minuit. Nous avons beaucoup de bains chimiques qui nécessitent d'être chauffés. Nous avons cinq salles blanches qui doivent être conditionnées de manière optimale. Au sein de Thales Pays-Bas, nous sommes probablement l'un des plus gros consommateurs d'énergie. Nous travaillons dur pour réduire notre empreinte carbone. Nous voulons couper complètement le gaz et passer aux pompes à chaleur.

Le GCC-PCB a encore beaucoup d'équipements hérités en utilisation (occasionnelle). "Nous avons des milliers de conceptions dans notre portefeuille, certaines datant de plusieurs décennies. Les navires de la marine, par exemple, peuvent rester en service pendant quarante ans, voire plus. À l'occasion, on nous demande de fournir un remplacement pour l'une des premières cartes. Ces conceptions plus anciennes nécessitent des techniques de production tout aussi anciennes, comme l'exposition conventionnelle pour transférer les motifs de PCB sur le cuivre. Les clients apprécient vraiment qu'ils puissent toujours se tourner vers nous avec ces demandes spéciales."

À Hengelo, une équipe de près de soixante-dix personnes est prête à répondre à tous leurs besoins. "Cinquante d'entre eux travaillent dans la production et une douzaine dans l'ingénierie des procédés et des produits. Nos ingénieurs de procédés suivent de près les derniers développements dans le domaine et appliquent ces connaissances pour optimiser davantage nos lignes de fabrication. Nos ingénieurs de produits travaillent en étroite collaboration avec nos clients pour optimiser leurs conceptions. Comme les planches que nous produisons, l'équipe est un mélange de toutes les formes et de toutes les tailles, jeunes et moins jeunes, hommes et femmes, théoriques et pratiques - venant d'un travail de bureau dans un environnement de bureau, c'est vraiment rafraîchissant pour moi."

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