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Donnerstag, 20 Oktober 2022 17:00

IPC-1402: Schwieriger Weg zu mehr umweltgerechten Verfahren

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Geschätzte Lesezeit: 5 - 10 Minuten
Abb. 1: Die Elektronikfertigung ist nicht so umweltfreundlich, wie man glauben könnte Abb. 1: Die Elektronikfertigung ist nicht so umweltfreundlich, wie man glauben könnte

Der US-amerikanische Branchenverband IPC hat sich in den vergangenen Jahrzehnten sehr aktiv und erfolgreich bemüht, neue, international gültige Standards für Design und Fertigung von Elektronik zu erarbeiten und voranzubringen. Doch standen fast ausschließlich Entwicklungs- als auch Test- und Abnahmeverfahren im Mittelpunkt. Mit der IPC-1402 stellt der Verband erstmals die Umweltproblematik beim Einsatz von Chemikalien konzentriert in einem solchen Dokument in den Vordergrund.

Im Januar 2021 teilte der IPC mit, dass er sich verpflichtet habe, einen neuen konsensbasierten Industriestandard ‚IPC-1402: Standard for Green Cleaners Used in Electronics Manufacturing' zu entwickeln [1]. Dieses Dokument soll die Familie der damals über 300 IPC-Standards für die Elektronikfertigung um sicherere, umweltfreundlichere Praktiken erweitern. Im Mittelpunkt stehen chemische Reinigungsmittel, die bei der Herstellung von elektronischen Baugruppen, Komponenten und Materialien verwendet werden, einschließlich der direkten Verwendung von Chemikalien auf diesen Baugruppen oder für die Reinigung von Fertigungsmaschinen während des Betriebs und der Wartung. Der Standard wird, so die Pressemitteilung, einen wissenschaftlich vertretbaren Satz von Anforderungen für umweltfreundliche Chemie für Reinigungsmittel festlegen, die in der Elektronikfertigung verwendet werden. Er wird damit Unternehmen der Elektronikfertigung eine weitere Möglichkeit bieten, ihr Engagement für den Schutz der Umwelt und der Gesundheit und Sicherheit am Arbeitsplatz zu demonstrieren (Abb. 1). Ziel sollte sein, zunehmend mehr ,grüne Elektronik' zu fertigen. Die für die Erarbeitung gebildete ‚Green Cleaners in Manufacturing Task Group' rief alle Interessierten auf, sich an der Entwicklung dieses wichtigen Standards zu beteiligen.

Zu optimistischer Termin Februar 2022

In einer Pressemitteilung Ende September 2021 gab der Verband einen Zwischenbericht [2]. Er konstatierte erste Fortschritte in der Tätigkeit der Arbeitsgruppe. Matt Kelly, Chief Technologist des IPC, hob die zunehmende Dringlichkeit des Vorhabens hervor: „Dies ist ein wichtiger Schritt nach vorn beim Aufbau eines nachhaltigen Ökosystems für die Elektronikfertigung“. Dem entsprechend wurde als voraussichtlicher Bereitstellungstermin von IPC-1402 Februar 2022 genannt. Kelly stellte die Messlatte dafür, was er von dieser neuen Richtlinie und damit von der Arbeit der Task Force erwartet, sehr hoch ein: „IPC-1402 wird Ingenieuren dabei helfen, fundierte Entscheidungen zu treffen und Reiniger auszuwählen, die sowohl für die Fertigungsmitarbeiter als auch für die Umwelt sicherer sind. Die Norm wird die strengen Kriterien für bevorzugte Reiniger dokumentieren und die Anforderungen an die Industriehygiene einbeziehen. Die Anwendung von IPC-1402 wird es ermöglichen, wichtige Gesundheits- und Sicherheitsanforderungen zu Konstruktionszeichnungen hinzuzufügen, die für die Produktmontage benötigt werden.“

„Dies ist ein wichtiger Schritt nach vorn beim Aufbau eines nachhaltigen Ökosystems für die Elektronikfertigung“

An der Arbeit der Task Force, deren Leitung Xu Lu (Apple Shanghai) und Terry Price (Zestron Americas Inc.) übernommen hatten, beteiligten sich damals bereits Branchenexperten von mehr als 20 internationalen Unternehmen und Regierungsbehörden. Doch wer zufällig oder bewusst in den letzten Jahren hin und wieder in den IPC-Blog hineingeschaut hat, wird sicherlich mitbekommen haben, dass sowohl die U.S. Environmental Protection Agency (EPA, US-Umweltschutzbehörde) als auch die EU-Organe für ständige Bewegung und neue Forderungen bezüglich des Einsatzes bestimmter Chemikalien gesorgt haben. Das erschwerte deutlich die Anstrengungen der Task Force, den gestellten Fertigstellungstermin zu halten [3].

„IPC-1402 wird Ingenieuren dabei helfen, fundierte Entscheidungen zu treffen und Reiniger auszuwählen, die sowohl für die Fertigungsmitarbeiter als auch für die Umwelt sicherer sind..."

Arbeitsentwurf bis Mitte Juli 2022 fertig

Am 22. Juni 2022 gab der IPC erneut eine Pressemitteilung heraus, in der er berichten konnte, dass die internationale Arbeitsgruppe trotz aller dynamischen Widrigkeiten so weit vorangekommen ist, dass IPC-1402 als Entwurf (Working Draft) ab sofort zur öffentlichen Überprüfung bzw. Einsichtnahme freigegeben werden konnte. Wenn man bedenkt, dass im Normungsprozess geringfügige oder größere Verzögerungen in den Zeitplänen für die Entwicklung von Entwürfen gerade wegen der Konsensbildung durchaus üblich sind, ist das eine beachtenswerte Leistung der Task Force. Man darf nicht vergessen, dass deren Mitglieder in sehr unterschiedlichen Teilen der Welt wie Asien, Europa und Nordamerika tätig sind und der Stand der Umweltgesetzgebung dieser Regionen beachtet werden muss. Teresa Rowe, IPC Senior Director Assembly and Standards Technology, rief die Industrie auf, den Entwurf des Standards zu überprüfen und Einwände bzw. Vorschläge zur Vervollkommnung an sie zu übermitteln [4].

Neuer Zieltermin Dezember 2022

Ziel des neuen Standards soll es sein, einen möglichst weltweiten Grundkonsens bei Reinigungsmitteln für die Elektronikindustrie zu erreichen. Der IPC ermutigt deshalb Unternehmensmitarbeiter, deren Unternehmen chemische Reinigungsmittel

  • auf elektronischen Produkten oder Komponenten
  • in Maschinen und Werkzeugen während des Betriebs und der Wartung

anwenden, den Normentwurf zu überprüfen und Kommentare an die genannte Arbeitsgruppe weiterzugeben. Der Entwurf des Dokumentes ist frei verfügbar und Gutachter können sich an dem Prozess beteiligen. Zwar wurde vom IPC im Juni ein recht kurzfristiger Übergabetermin für Kommentare zu diesem Industriestandard-Entwurf vorgegeben, nämlich Mitte Juli, doch sollten auch nach dieser Frist noch Möglichkeiten zu Vorschlägen bestehen. Denn bevor es zur Veröffentlichung der fertigen Richtlinie (Published Standard) mit dem Zieltermin Dezember 2022 kommt, sind noch zwei weitere Zwischenetappen zu bewältigen [5]:

  • Final Draft for Industry Review
  • Proposed Standard for Ballot

Rezensenten können per E-Mail an Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein! eine Kopie des Entwurfsdokumentes und Anweisungen zum Einreichen von Kommentaren anfordern. Am Ende dieses öffentlichen Überprüfungszeitraums werden die Kommentare konsolidiert und das Standardentwicklungsteam wird an der Lösung der Kommentare arbeiten. Anschließend folgt die Weiterleitung des endgültigen Dokumentes zur Konsensabstimmung in die oben genannte nächste Etappe Final Draft for Industry Review.

Wie weiter mit ,grüner Elektronik'?

Abb. 2: Diese altbekannte Situation hat sich noch nicht grundlegend verändertAbb. 2: Diese altbekannte Situation hat sich noch nicht grundlegend verändert

Wer sich in [5] den IPC Status of Standardization aller gegenwärtig in Neuerarbeitung bzw. Überarbeitung befindlicher Richtlinien anschaut, kann feststellen, dass IPC-1402 tatsächlich das erste Dokument dieser Art des Branchenverbandes ist, welches sich grundlegend mit Umweltfragen zu einem bestimmten Themenkomplex auseinandersetzt.

Die durch den Ukraine-Konflikt weiter (künstlich) angeheizte drohende Energieknappheit für Wirtschaft und private Verbraucher rückt das Thema Energieeffizienz bzw. Energieeinsparung sowohl bei Elektronikprodukten als auch Fertigungsprozessen so stark wie (wahrscheinlich) noch nie vorher in den Vordergrund. Dr. Jan Kostelnik (Tebco) äußerte sich in seinem Beitrag ,Energiewende und Klima – brauchen wir neue AVT-Strategien?' in Plus-Ausgabe 5/2022 daher: „Aktuelles Thema mit der höchsten Brisanz ist jedoch die Frage nach Energieverbrauch und -einsparung ...“ [6]. Er stellt sogar die energieaufwendigere Bleifrei-Technologie zur Diskussion. Deshalb ist zu überlegen, ob unter der Schirmherrschaft des IPC neue Denkansätze zu diesem Thema erarbeitet werden könnten, die in entsprechende Richtlinien bzw. Best Practice-Empfehlungen für Design energieeffizienter Elektronik als auch energieeffiziente Fertigungsverfahren münden. Das gleiche gilt für weitere umweltrelevante Themen wie Reparatur-, Reuse- bzw. Recycling-gerechtes Design (Abb. 2). Auch bei diesen Themen schweigt der IPC bisher buchstäblich. Er hat sich nie deutlich zu den in japanischen Elektronikkonzernen Ende der 90er Jahre eingeführten 3R-Methoden (Reduce, Reuse, Recycling) geäußert und sich bis heute nicht zu diesem Thema bekannt. Dabei müssen die 3R, wie es die gegenwärtige Situation zeigt, dringend immer mehr zu einem entscheidenden Grundsatz vernünftiger und effektiver Arbeitsweise von Unternehmen werden. Die gegenwärtige Umwelt- und Lieferketten-Situation unterstreicht mit aller gebotenen Deutlichkeit, dass auch die international tätigen Branchenverbände wie der IPC mehr Führungsstärke in dieser Richtung zeigen müssen. Vielleicht ist mit IPC-1402 ein Anfang gemacht in die richtige Richtung.

Kann IPC Europe das leisten?

Am 25. Mai 2022 gab das Headquarter des IPC bekannt, dass es am 4. Mai 2022 die IPC Electronics Europe GmbH offiziell in Deutschland beim zuständigen Amtsgericht als Tochtergesellschaft des US-Branchenverbandes ins Handelsregister eintragen ließ. Der Hauptsitz der neuen Gesellschaft befindet sich im Zentrum von München [7]. Sie soll die Interessen der europäischen Mitglieder besser unterstützen.

John W. Mitchell, President und CEO von IPC, kommentierte das so: „Obwohl wir seit mehr als 30 Jahren aktiv und erfolgreich in Europa tätig sind, verbessert die Tatsache, dass wir hier jetzt eine juristische Person sind, unsere Fähigkeit, der regionalen Elektronikindustrie zu dienen, und unsere Mitgliedschaft mit noch größerer Kraft und mutigeren Aktivitäten zu unterstützen.“ Na dann mal los, könnte man ironisch aber hoffnungsvoll hinzufügen.

Sanjay Huprikar, President of IPC in Europe and South Asia, ergänzte dazu: „Wir freuen uns sehr über die Aussichten, aktiv an bedeutenden Konsortien und Arbeitsgruppen in der EU teilzunehmen, um mitzuhelfen, neue Standards, Bildung und Interessenvertretungslösungen voranzutreiben, die für die Umgestaltung der Fabriken der Zukunft des Kontinents von entscheidender Bedeutung sein werden“. Doch die Fabrik der Zukunft ist alles nichts ohne umweltgerechte Fertigung und umweltgerechte Produkte.

Der IPC plant, zusätzlich zu Francisco Fourcade, der im April als Manager für Elektronikstandards zum IPC kam, das Personal in Europa aufzustocken. So soll die wachsende Anzahl neuer Komitees in Europa zur Normenentwicklung gemanaged werden. Der Verband wird in den nächsten 18 Monaten weitere Talente in die Zertifizierungs-, Marketing- und Industry Intelligence-Teams aufnehmen. Gelingt dieses, sollte der IPC sein Augenmerk stärker als bisher auf die vorn genannten Umwelt-Problemkreise legen (Abb. 3).

Abb. 3: Bücher über Design and Manufacturing of Green Electronics gibt es schon seit einigen Jahren – wo bleibt die praktische Umsetzung?Abb. 3: Bücher über Design and Manufacturing of Green Electronics gibt es schon seit einigen Jahren – wo bleibt die praktische Umsetzung?

Gute Grundlagen für mehr grüne Elektronik sind vorhanden

Es gibt in Deutschland bereits eine gute Basis für den IPC, stärker im Sektor Umweltgerechte Elektronik tätig zu werden. Die Mitarbeiter von IPC Europe müssten sich dazu zunächst eine Übersicht verschaffen und dann den entsprechenden Beschluss fassen. Ein Beispiel: Fraunhofer IZM befasst sich seit fast 25 Jahren mit der 3R-Problematik. Der Autor dieses Beitrags besuchte Ende der 90er und Anfang der 2000er ebenso wie IZM-Vertreter in Tokio Konferenzen und Messen zu Green Electronics. Ziel war es, die japanische 3R-Bewegung auch in Deutschland bekannt zu machen (Abb. 4).

Abb. 4: Bücher über Design and Manufacturing of Green ElectronicsAbb. 4: Bücher über Design and Manufacturing of Green Electronics

Das Fraunhofer IZM führte seitdem zahlreiche Projekte zu umweltgerechter Elektronik durch. Im jüngsten Projekt sustainablySMART untersuchte ein Forschungsteam, welche nachhaltigen Alternativen es gibt und wie Ansätze der Kreislaufwirtschaft am besten Eingang in den Consumer-Bereich finden. Mit ihrem umfassenden Konzept gewannen sie 2021 den Ralf-Dahrendorf-Preis des BMBF für herausragende Forschungszusammenarbeit auf europäischer Ebene und die dazugehörige Wissenschaftskommunikation [8].

Mit dem europäischen Projekt sustainablySMART leistete das Forschungsteam einen beachtlichen Beitrag zum Verständnis von Kreislaufwirtschaft. Untersucht wurden dabei vor allem mobile Produkte, wie Smartphones und Tablets, die schon seit Langem im Alltag angekommen sind und doch einen erheblichen ökologischen Fußabdruck hinterlassen. Mit Hilfe von verlängerten Lebenszyklen durch innovative Produktdesigns, verbesserten Recycling- und Wiederaufbereitungskonzepten und einer gesteigerten Ressourceneffizienz wendete das Team Ideen der Kreislaufwirtschaft auf IKT-Geräte an. Das alles sind Themen, die der Industrie generell zunehmend ,unter den Nägeln brennen'.

An dem ausgezeichneten Projekt waren Partner aus acht europäischen Ländern beteiligt, unter anderem der High End-Leiterplattenfertiger AT&S, die Reparaturexperten von iFixit, der ReUse e. V., die Technische Universität Wien, Speech Processing Solutions aus dem Bereich Sprachrekorder und Blancco als Experten für Datenlöschung.

Die Erkenntnisse zur Umsetzung der Circular Economy Policy in mobilen Endgeräten sind geeignet, grüne Technologien sowie technologische Souveränität in Europa weiter nach vorn zu bringen. Die Forschenden streben an, dass die Erkenntnisse auch in die kommenden Richtlinien der Europäischen Kommission Eingang finden [8]. Diese Erfahrungen müssten doch wenigstens teilweise auch auf kommerzielle Elektronik übertragbar sein und dem IPC helfen, kollektiv zügig entsprechende Standards zu erarbeiten.

Nur scheinbar am Rande stellt sich da folgende abschließende Frage: Wie steht es eigentlich um die einschlägige Ausbildung von Studenten an deutschen Hochschulen bezüglich 3R? Eine kurze Recherche bringt leider kaum Erhellendes zu Tage – während die heutigen Studenten und Absolventen die aus aktueller Sicht insgesamt recht verfahrene Situation bezüglich umweltgerechte Elektronik/Elektronigfertigung in ihrem zukünftigen Berufsleben werden meistern müssen.

Referenzen und Anmerkungen:

[1] www.ipc.org/de/node/310
[2] www.ipc.org/news-release/ipc-and-apple-develop-new-standard-green-cleaners-be-used-electronics-manufacturing
[3] www.ipc.org/blog?category=37
[4] Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!
[5] www.ipc.org/de/Status
[6] Plus 5/2022, S. 699-701
[7] www.ipc.org/news-release/ipc-establishes-european-subsidiary
[8] www.izm.fraunhofer.de/de/news_events/tech_news/fraunhofer-forschende-gewinnen-ralf-dahrendorf-preis.html

Weitere Informationen

  • Ausgabe: 10
  • Jahr: 2022
  • Autoren: Dr. Hartmut Poschmann

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