28

ЭЛЕКТРОННАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

ВНЕДРЕНИЯ И РАЗРАБОТКИ

4/ 2004

Д

ля отжига в вакууме изделий из

карбида кремния на предприя

тии "АНАМА", г. Светловодск,

была спроектирована и изготовлена

вакуумная камера термического от

жига" (ВКТО). Процесс отжига изде

лий из карбида кремния происходит в

несколько этапов. В открытую камеру

загружаются кассеты с изделиями, ка

мера опускается и герметизируется,

включается форвакуумный насос и

начинается ее вакуумирование. Идет

непрерывный контроль уровня ваку

ума. При достижении заданного по

рога включается диффузионный на

сос, управление которым осуществля

ется путем контроля температуры мас

ла внутри насоса и включением вык

лючением нагревателя насоса. А да

лее включается контактор, подающий

напряжение на силовой блок и начи

нается нагрев камеры по заданной

температурной программе.

Регулирование температуры

осуществляется по ПИД закону. По

окончанию отжига нагрев выключает

ся и начинается процесс охлаждения

камеры. Затем выключаются насосы и

выполняется разгерметизация уста

новки.

Установка прототип имела толь

ко ручное управление и не обеспечи

вала надежное и точное проведение

технологического процесса, не позво

ляла реагировать на аварийные ситу

ации и ошибки оператора. Поэтому

было решено оснастить камеру отжи

га автоматизированной системой уп

равления (АСУТП ВКТО), которая бы

обеспечила:

.

диапазон регулирования темпера

туры 200..1800 °С;

.

диапазон регулирования расхода

аргона 0,5..20 л/мин;

.

диапазон измерения температуры

охлаждающей воды 0..100 °С;

.

диапазон измерения вакуума в

камере 0,001..0,1 , мм рт. ст.;

.

продолжительность технологичес

кого процесса 10..600 мин.

Для комплексной автоматизации

только одной такой камеры, а в

условиях реального производ

ства их может потребоваться нес

колько, необходимо обеспечить

прием следующих сигналов:

.

температура от восьми термо

метров сопротивления типа ТСМ 50;

.

температура от трех термопар

типа С;

.

напряжение на нагревателе;

.

ток нагревателя;

.

сигнал с датчика вакуума;

.

расход аргона;

.

восемь дискретных сигналов с

датчиков наличия охлаждающей

воды;

.

дискретный сигнал контроля

закрытия камеры.

Также необходимо формирова

ние управлящих сигналов:

.

напряжение на нагревателе;

.

скорость расхода аргона;

.

включение форвакуумного

насоса;

.

включение диффузионного

насоса;

.

включение контактора;

.

включение малого вакуумного

клапана;

.

включение большого вакуум

ного клапана;

.

включение клапана "воздух";

.

включение аварийной сигна

лизации.

Если к перечисленному до

бавить необходимость гальвани

ческой развязки (как минимум

групповой) аналоговых и диск

ретных сигналов, высокий уровень

электромагнитных помех, "жесткие"

условия эксплуатации, инерцион

ность технологического процесса, а

также распределенный в простран

стве характер системы сбора данных и

управления, то получим требования к

выбору технических средств. Следо

вало бы, конечно, упомянуть и поже

лания создать систему с минимальны

ми затратами и в кратчайшие сроки.

Заказчиком являлась израильская

фирма "Silbid Ltd". Уже имея неболь

Соловьев Ю.C., СП "АНАМА", г. Светловодск

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ ОТЖИГА ИЗДЕЛИЙ

из КАРБИДА КРЕМНИЯ

вакуумная камера термического отжига