ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

Модернизация систем управления термодиффузионным оборудованием

Рекомендуемая область пременения

Предприятия по производству полупроводниковых приборов и приборов микроэлектроники.

Назначение, цели и задачи проекта

Модернизация существующего оборудования, импортозамещение.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

За годы перестройки многие предприятия электронной промышленности пришли в упадок, засилье импортной техники привело к остановке производства на этих отечественных предприятиях. Прошедшие десять лет сделали современное по тем временам производственное оборудование морально устаревшим.

Курс Правительства на восстановление былой мощи и развитие электроники в России требует оснащения производства современным оборудованием. Приобретение нового, а тем более, импортного оборудования не всегда экономически целесообразно. Имеющееся на предприятиях оборудование, при условии определенной модернизации, по своим техническим характеристикам будет вполне соответствовать требованиям сегодняшнего дня.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Повышение проводимости полупроводниковых материалов, например, кремния, достигается легированием их различными химическими элементами (фосфор, мышьяк, сурьма и др.). Процессы легирования (диффузия, окисление) осуществляются в термодиффузионном оборудовании типа СДОМ. Проектом предлагается модернизация систем управления трехканальных СДОМов по следующим направлениям:

- замена блоков управления температурой с установкой программного управления;

- программное управление клапанами и загрузчиками с заданием и контролем расходов газов.

Состав системы управления:

- контур контроля температуры;

- контур контроля состава газа;

- контур управления температурным режимом.

Имеется полный набор сервисных функций: контроль обрыва датчиков, таймер, функция защиты холодного нагревателя (плавное нарастание мощности при включении), ограничение максимальной мощности.

Компьютерная программа позволяет накапливать результаты измерений, наблюдать и распечатывать графики температуры.

Контуры контроля температуры и контроля состава газа обеспечивают измерение точки росы газа-носителя и остаточной концентрации в нем кислорода, контур управления температурным режимом – автоматическое поддержание требуемой температуры.

Во время проведения технологического процесса текущие данные по точке росы, содержанию кислорода и температуре выводятся на экран монитора РС, отображаются в нём графически и, при необходимости, могут архивироваться  на жёстком диске компьютера.

С целью обеспечения автоматического управления температурным режимом печи по задаваемым оператором температурно-временным программам система содержит три многоканальных регулятора температуры, которые управляют каждый своим каналом электропечи соответственно. Диапазон измерения температуры от минус 200°С до 2500°С определяется датчиком. Температурное разрешение по выбору 1°С или 0,1°С.

Исходя из заданной программы, РС формирует изменяющиеся во времени значения температуры, которые передаются на соответствующие каналы регуляторов температуры, которые, в свою очередь, обеспечивают стабилизацию полученной вставки температуры по PID закону, а также передачу измеренной на нагревателе температуры на экран монитора РС в рабочем окне программного обеспечения системы. Измеренная температура отображается в нём графически и, при необходимости, может архивироваться  на жёстком диске компьютера.

К одному компьютеру может быть подключено большое количество приборов. В приборах с архивом измеренная температура записывается в энергонезависимую память с привязкой к реальному времени и календарю. Период записи от 2 сек до 1 часа. Архив не может быть удален оператором. Объём архива 1 Мбайт обеспечивает до 250 тысяч записей на канал для двухканального прибора, 170 тысяч для трехканального и 125 тысяч записей для четырехканального прибора. Для четырехканального прибора это означает непрерывную запись температуры в течение 3 месяцев с интервалом записи 1 минута или в течение 3 суток с интервалом записи 1 секунда. Приборы имеют две строки по четыре светодиодных цифровых индикатора и один дополнительный индикатор для номера канала. Корпус предназначен для щитового монтажа. Диапазон рабочих температур от - 30 до 50°С. Питание ~220 В.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Повышение выхода годных на 5-7 %.

Обеспечение стабильности и наглядности процессов окисления и диффузии пластин.

В зависимости от глубины модернизации системы управления затраты составят от 25,0 до 45,0 тыс. руб. на канал, что многократно ниже затрат на приобретение оборудования.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

Использование современной компонентной базы позволяет снизить энергоемкость и трудоемкость изготовления систем управления на 25 %.

Оснащение существующего оборудования модернизированной системой управления позволяет обеспечить высокую точность поддержания температуры в рабочих зонах печи.

Новые потребительские свойства продукции

Компактность системы управления.
Наглядное отображение хода технологического процесса на мониторе.
Функциональность и удобство управления.
Независимость качества процесса от уровня профессионализма оператора термодиффузионного оборудования.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Материалы должны соответствовать требованиям государственных стан-дартов.

Стадия и уровень разработки

Имеется полный комплект технической документации. Освоены технология производства, методика испытаний. Изготовлена, испытана и в настоящее время находится в опытно-промышленной эксплуатации на одном из предпри-ятий модернизированная система управления СДОМ 3/100.

Предлагаемые инвестиции

3 млн. руб.
Инвестиции необходимы на приобретение современных программных средств и измерительной техники, создание опытной лаборатории.

Рынки сбыта

Осуществление проекта возможно на отечественных предприятиях, оснащенных термодиффузионным оборудованием типа СДОМ. Ориентировочный объем сбыта – 15-20 шт./год.

Возможность и эффективность импортозамещения

Импортное оборудование дорогостоящее, модернизация систем управле-ния имеющегося на предприятиях оборудования позволит довести его уровень до импортных аналогов.

Возможность выхода на мировой рынок

Предприятия электронной промышленности стран СНГ и ближнего зарубежья.

Срок окупаемости (в месяцах)

24

Дата поступления материала

30.11.2006