Промышленное оборудование

«Гибкое производство» — залог успешной работы и перспективный результат

28 января 2020 г. в 16:19

Введение

Несмотря на неспокойную финансово-экономическую атмосферу последних лет, силовая полупроводниковая электроника является сегодня одной из наиболее динамично развивающихся отраслей мировой промышленности. Это неудивительно — ведь именно силовая электроника позволяет решить ряд ключевых вопросов по проблеме радикального повышения эффективности использования энергии, а эту проблему человеческая цивилизация обязана решить уже в ближайшие десятилетия.

Силовые полупроводниковые приборы являются одним из наиболее важных элементов всей силовой электроники — именно тип силовых приборов, совокупность их характеристик, надежностных показателей определяют сегодня ее облик. Вследствие этого, к современному производству силовых полупроводниковых приборов предъявляется ряд жестких и специфических требований.

Требования и производство

Производство силовых полупроводниковых приборов носит, как правило, значительно менее массовый характер, чем производство изделий микроэлектроники, однако номенклатура выпускаемых приборов весьма велика. Значительное количество изделий выпускается мелкой серией по специальным требованиям заказчика.

Требования к качеству и надежности выпускаемых приборов, как правило, весьма жесткие, так как цена отказа в силовой электронике может быть очень высокой. Вдобавок, условия современной глобальной рыночной экономики диктуют жесткие требования, как к цене, так и к срокам поставки. Успешно удовлетворить этим жестким и противоречивым требованиям позволяет развитие систем «гибкого производства», т. е. производства, адаптированного к быстрому выполнению специальных заказов и выпуску приборов, как большой, так и мелкой серией, обеспечивая при этом современные требования к качеству и надежности выпускаемых приборов и разумную цену.

Особенности «гибкого производства» «Протон-Электротекс»

Основные черты такого производства можно рассмотреть на примере предприятия «Протон-Электротекс». Общая площадь производственных площадей компании составляет 8000 м2. «Протон-Электротекс» располагает развитой инфраструктурой производства, современными технологическими линиями и измерительным оборудованием, позволяющим обеспечить полный цикл изготовления продукции.

«Протон-Электротекс» располагает развитой инфраструктурой производства

В целях создания единого информационного пространства между всеми подразделениями, на предприятии внедрена ERP-система, что способствует более эффективному учету, планированию и распределению ресурсов.

Условно, весь производственный цикл проходит четыре основных стадии, выделенных на предприятии в отдельные подразделения:

  • изготовление полупроводниковых элементов, что включает в себя следующие технологии: шлифовка кремниевых пластин, диффузионные процессы формирования слоев полупроводниковых приборов; фотолитография — формирование топологии полупроводниковых приборов.
  • изготовление полупроводниковых элементов с термокомпенсатором, что включает в себя следующие технологии: соединение кремниевых элементов с молибденовыми термокомпенсаторами, напыление контактной металлизации и формирование топологии контактных металлизированных областей, формирование периферийных областей полупроводниковых элементов: формирование профиля краевой фаски, струйное травление фаски, защита поверхности фаски.
  • измерение полупроводниковых элементов — включает в себя измерительные комплексы для определения статических и динамических параметров во всем диапазоне рабочих температур приборов.
  • сборка таблеточных, модульных и штыревых приборов, а также силовых сборок с охладителями на их основе, включающих в себя чистые операции сборки и герметизации полупроводниковых приборов и приемосдаточные испытания.

ERP-система

Таким образом, производство достаточно сложное и имеет большое количество технологических переходов. Для оптимизации сроков изготовления партий продукции и загрузки производственных участков используется ERP-система. Ее внедрение на полупроводниковом производстве оказалось непростым делом, т. к. специфика такого производства не поддерживается ни одной современной ERP-системой. Поэтому возникла необходимость разрабатывать собственную логику, которая максимально использует стандартные механизмы ERP, а специфические задачи передает на обработку программе, которую специалисты «Протон-Электротекс» создали самостоятельно.

Сегодня основные блоки системы уже работают. Благодаря этому повысилась «прозрачность» производственных процессов, оптимизировано взаимодействие с поставщиками комплектующих, что, в конечном итоге, позволяет прогнозировать дату отгрузки заказанных приборов с высокой степенью точности. «Прозрачная» схема производства позволяет своевременно оптимизировать пропускную способность всех участков — это повышает ритмичность производства, и, как следствие, также способствует сокращению сроков выполнения заказов.

Нестандартный подход

Процесс изготовления приборов адаптирован на производство продукции по дополнительным требованиям потребителя. Могут быть изготовлены партии приборов с нестандартным комплексом основных электрических параметров и характеристик, есть также возможность прецизионной группировки приборов по параметрам и, например, изготовление специализированных проводных соединений.

Безусловно, производство под заказ — это современная и востребованная тенденция, однако это не означает, что  закупка материалов и производство начинается только тогда, когда получен заказ. Это бы привело к существенному увеличению сроков производства: ведь его полный цикл (от закупки материалов до отгрузки продукции клиенту) занимает более 5 месяцев. Поставка и предварительная обработка кремния занимает минимум 3 месяца, средняя продолжительность производственного цикла равна 1.5–2 месяца. Для оптимизации сроков изготовления проводится предварительное изучение спроса приборов в разрезе наиболее востребованных марок кремния, проводится унификация применяемых марок кремния, организовывается работа с клиентами для составления прогнозов продаж, работа с поставщиками в части прогнозирования спроса. Такой подход позволяет всегда иметь самые востребованные материалы на складе (или в качестве полуфабрикатов на производстве) и выполнять заказ в максимально короткие сроки.

Производство под заказ подразумевает, что компания производит продукцию не на склад виртуальному клиенту, а весьма гибко адаптирует её к требованиям конкретного заказчика (так называемым спецтребованиям). Конкретным примером может служить производство партий тиристоров для последовательного и/или параллельного соединения с малым разбросом таких электрических характеристик, как падение напряжения во включенном состоянии, время и заряд обратного восстановления.

Нюансы

Для получения малого разброса указанных характеристик необходимо обеспечить при производстве высокую воспроизводимость как профилей легирования полупроводниковых слоев, так и распределения времени жизни носителей заряда в слоях полупроводниковых элементов.

Идентичность распределения легирующих примесей обеспечивается высоким уровнем технологии производства полупроводниковых элементов, прецизионный контроль времени жизни носителей заряда осуществляется с помощью специальных технологий электронного и/или протонного облучения.

Значительную роль в обеспечении быстрого и качественного изготовления партий полупроводниковых приборов играет автоматизация производственных процессов. Для производства партий приборов с параметрами «под заказ» чрезвычайно важной является возможность быстро произвести измерения его электрических характеристик, что достигается применением автоматизированных измерительных комплексов.

«АКИМ»

Для измерения характеристик производимых модулей «Протон-Электротекс» использует автоматизированный комплекс «АКИМ» собственной разработки.

Автоматизированный комплекс «АКИМ»

Комплекс предназначен для измерения следующих параметров:

  • высоковольтного пробоя изоляции,
  • блокирующего напряжения,
  • характеристик затвора,
  • Utm при комнатной температуре и при максимальной температуре перехода (Tjmax).

Возможно измерение всего модельного ряда производимых приборов (модулей), как с различной внутренней коммутацией, так и в различных корпусах.

В комплексе действует система считывания маркировки, которая может распознавать как одномерный штрих-код, так и двумерный. С помощью этой системы комплекс связывает результаты измерения с конкретным прибором. Обеспечено также автоматическое нанесение этикеток на приборы. Для реализации данной задачи используется принтер-аппликатор: этикетка печатается непосредственно перед нанесением. Перемещение приборов между подсистемами комплекса осуществляется роботом-манипулятором, который является эксклюзивной разработкой специалистов ЗАО «Протон-Электротекс». Робот представляет собой трехстепенный линейный манипулятор, с рабочей зоной 3600×1000×400 мм и грузоподъемностью до 7,5 кг.

Заключение

Гибкое производство силовых полупроводниковых приборов с возможностью быстрого изготовления по специальным требованиям — это современная и востребованная тенденция. Реализация такого производства с применением автоматизированных систем планирования и учета, прогрессивных технологических процессов, роботизированного многоцелевого оборудования позволяет достойно ответить вызовам современной силовой электроники.

Авторы: Александр Ставцев, технический директор и Алексей Сурма, начальник научно-технического центра АО «Протон-Электротекс».

Источник: Компания «Протон-Электротекс»

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Информация о компании

АО «Протон-Электротекс» — прогрессивное российское предприятие, которое выполняет полный цикл производства силовых полупроводниковых приборов — от разработки и создания опытных образцов до серийного изготовления. Производственная специализация предприятия «Протон-Электротекс» — это таблеточные и штыревые тиристоры, резисторы, лавинные и быстродействующие диоды, IGBT модули, тиристорные и диодные модули, охладители и мн. др.
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Диоды лавинные в штыревом исполнении Протон-Электротекс

ПРОТОН-ЭЛЕКТРОТЕКС — это один из российских лидеров разработки и производства силовых полупроводниковых диодов, тиристоров, модулей, охладителей, IGBT (БТИЗов), а также силовых блоков для применения в различных преобразователях электрической энергии. Наша главная цель — обеспечить покупателей современной и надежной продукцией. Мы считаем, что для этого нужно работать по четырем направлениям: — Развитие персонала: мы делаем всё, чтобы привлечь талантливых разработчиков и помочь им себя проявить. Наши специалисты посещают крупнейшие мировые выставки в отрасли силовой электроники, проходят дополнительное обучение и размещают свои научные статьи в промышленных журналах; — Оптимизация организационной структуры: эффективное управление и планирование производства и отлаженное внутреннее взаимодействие позволяют нам быстро принимать и выполнять заказы; — Использование только высококачественных сырья и материалов: мы сотрудничаем с ведущими мировыми поставщиками компонентов полупроводниковых приборов; — Современное производственное и испытательное оборудование: автоматизированное производство и контроль качества — это отдельная гордость нашей компании.
Полостюк Михаил · Протон-Электротекс · 26 марта · Россия · Орловская обл
Диоды лавинные в штыревом исполнении Протон-Электротекс

ПРОДАМ: Электромагнитный расходомер "ЭМИС-МАГ 270"

Электромагнитный счетчик используется в коммерческом и технологическом учете энергоносителей. Данный вид расходомеров широко применяется в коммунальном хозяйстве, химической и пищевой промышленности. Основные преимуществ счетчиков: — стабильность работы и надежность, обусловленная отсутствием в конструкции подвижных деталей; — применимы на трубопроводах большого диаметра (до Ду 1000 мм); — низкий коэффициент сопротивления потоку и, следовательно, незначительные потери давления на измерительном участке; — работа в широком динамическом диапазоне (1:100); — минимальная длина требуемых измерительных участков. Расходомеры сточных вод Электромагнитные счетчики разрешены для учета вязких и загрязненных жидкостей. Приборы практически безынерционные, что позволяет использовать их при условии быстро меняющегося расхода, турбулентного потока жидкости и наличия в среде взвешенных частиц, пузырьков газа. Особенно эффективны электромагнитные расходомеры ЭМИС для канализационных трубопроводов. Измерение загрязненной электропроводящей жидкости происходит с высокой точностью. Метод измерения, применяемый в данных расходомерах, основывается на законе электромагнитной индукции (закон Фарадея), соответственно данный вид счетчиков предназначен для электропроводящих сред и используется для учета воды, агрессивных жидкостей, щелочей и различных кислот.
Отдел Продаж · ЭМИС · 27 марта · Россия · Челябинская обл
Электромагнитный расходомер "ЭМИС-МАГ 270"

ПРОДАМ: ОБОРУДОВАНИЕ RICHARDSON ELECTRONICS

Richardson Electronics объединяет ведущих производителей электронных ламп и компонентов Amperex, CPI, Draloric, Eimac, General Electric, Hitachi, Jennings, L-3, National, NJRC, Thales и Toshiba, используемых в промышленных энергетических установках. Продукты и решения Richardson Electronics находят применение в таких отраслях, как: Альтернативная энергетика Связь и телекоммуникации Промышленное Оборудование Морское навигационное оборудование и Авионика Медицина, здравоохранение Производство полупроводников Перечень продукции включает: Конденсаторы - Вакуумные конденсаторы - Керамические радиочастотные силовые конденсаторы - Синтетические конденсаторы Электромеханические компоненты - Прерыватели - Вакуумные реле - Датчики управления температурой Электронные лампы и вакуумные устройства - Индуктивные выходные трубки (IOTs) - Игнитроны - Электронные пушки - Клистроны - Магнетроны - Магнетронно-импульсные пентоды - Плоские триоды - Выпрямители и диодные трубки - Тетроды - Газовые вентили - Тиратроны большой мощности - Триоды - ТВТ - Электронные трубки с холодным Катодом - Реле задержки - Диакроды - Электронные трубки Гейгера-Мюллера - Трубки ионизационного датчика - Приемные трубки - Оборудование для тестирования СВЧ систем Электрооптика Продукты с Высокой Передачей Энергии - Игнитроны - Тиратроны большой мощности - Генераторы искрового разрядника (Richardson Electronics поставляет полную линейку искровых разрядников, включая разрядники перенапряжения (Стеклянные и керамические) и разрядники срабатывания (Вакуумные и газонаполненные). Индукторы Расходные материалы и детали для лазеров - RF Трубки - Лазерные фильтры - Лазерные линзы - Лазерные сильфоны - Зеркала для лазеров - Лазерные насадки и аксессуары - Наборы для водоподготовки и очистки Компоненты линейного ускорителя - Постоянные магниты - Электромагниты Источники СВЧ-Энергии - Микроволновые генераторы - Источники питания СВЧ - Магнетронные головки СВЧ Магнетроны - Магнетроны CW - Импульсные...
Бурцев Тимур · НОВА-ТЕХ · 26 марта · Россия · г Санкт-Петербург
ОБОРУДОВАНИЕ RICHARDSON ELECTRONICS

ПРОДАМ: ИСТОЧНИКИ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ IMD, GE, Delta, Mwell, Riello, Eaton

Компания НПАО "ПФ "СОЗВЕЗДИЕ" предлагает Вам современные решения в сочетании с передовыми технологиями от мировых лидеров в производстве систем бесперебойного и гарантированного электропитания. Мы предлагаем источники бесперебойного питания (ИБП) следующих производителей: IMD, GE, Delta, Mwell, Riello, Eaton, которые обеспечивают надежную защиту качественной электроэнергией практически любой объект или оборудование. Сотрудничество с НПАО "ПФ "СОЗВЕЗДИЕ" – это надежные партнерские отношения, полный перечень услуг по поставке, проведению пуско-наладочных и монтажных работ, сервисному, гарантийному и послегарантийному обслуживанию всего спектра поставляемого оборудования. Источники бесперебойного питания представляют собой устройства, которые используют энергию заряда аккумуляторных батарей для питания нагрузки в «аварийном» режиме работы. ИБП используются в целях защиты различного высокочувствительного электрооборудования, такого как рабочие станции ,системы телекоммуникаций, системы управления технологическими процессами, торговые терминалы, компьютеры, измерительные приборы. Источники бесперебойного питания решают проблемы при некачественном питании сети или полной потери питания. Например, это случается при отсутствии напряжения питания, низким или высоким напряжением, пульсацией амплитуды, колебанием частоты, дифференциальным и синфазным шумом, переходными процессами, и т.п. - все эти проблемы решаются источниками бесперебойного питания. Благодаря ИБП стабилизируется напряжение и обеспечивается гальваническая развязка выхода на критическую нагрузку. Все это позволяет решать проблемы в сети питания критической системы, которые могут вызывать повреждение программного обеспечения стать причиной неустойчивой работы оборудования. Существуют три класса источников бесперебойного питания (три типа защиты электропитания): — Off-line: обеспечивает питание в случае отсутствия напряжения, но сохраняют все помехи сети; — Line-interactive: защищают...
Панарина Людмила · ПФ СОЗВЕЗДИЕ · Вчера · Россия · г Санкт-Петербург
ИСТОЧНИКИ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ IMD, GE, Delta, Mwell, Riello, Eaton

ПРОДАМ: Реле для проводок

В промышленном электрооборудовании существует разделение цепей на слаботочные и силовые. Последние предназначены для подачи питания к конкретным потребителям. Слаботочные цепи используются для питания ламп индикации, блоков управления и прочего оборудования, которое потребляет электрическую энергию на уровне не более 0,1 - 0,5 кВт. Такое разделение выполнено для того, что бы снизить износ, габаритные размеры и электропотребление оборудования управления. Для взаимодействия между цепями управления и силовыми линиями применяют реле различной конфигурации и назначения. Реле для проводок представляют собой корпус с определенным числом выведенных клемм для подключения. Как правило, на корпусе реле обычно указана его марка, допустимая нагрузка и изображена принципиальная схема работы. По механизму работы существует два основных типа реле: механические и электронные. Механические реле представляют собой подвижный переключатель с электромагнитной катушкой и контактные группы. При подаче питания на катушку происходит замыкание контактов, и реле приводится в действие. Электронные устройства по сравнению с механическими не имеют в своей компоновке подвижных механических деталей, применяются в основном для управления уровнем подачи питания (например, для поддержания заданной скорости вращения электродвигателя). Наша компания с 2005 года профессионально решает задачи на электротехническом рынке в области поставок низковольтного оборудования партнерам по всей России. Сегодня "Элснаб" является крупнейшим дистрибьютором и сервис-партнером чешского завода OEZ (Siemens AG) в России. Наши технические специалисты проводят обучающие семинары и презентации по всему оборудованию, осуществляют полную техническую поддержку и сервисное обслуживание. Электротехническое оборудование "Элснаб" приобретают крупнейшие предприятия и организации страны, работающие в различных отраслях хозяйства: электроэнергетике, атомной, лесной и химической промышленности, агропромышленном комплексе,...
Отдел продаж · Элснаб · 26 марта · Россия · г Москва
Элснаб, ООО
Российский производитель и бренд низковольтной аппаратуры: электрооборудования для ввода, распределения и учета электричества, локальной автоматизации технологических процессов, а также комплексных энергоэффективных решений для любой отрасли индустрии.