Подписка на новости

Опрос

Какие лампы Вы используете для домашнего освещения?

Реклама

2011 №4

Светлое начало. О новом заводе компании «Светлана-ЛЕД»

Комов Алексей


В апреле нынешнего года компания «Светлана-ЛЕД» ввела в эксплуатацию первую очередь нового завода по выпуску сверхъярких светодиодов под брендом SVETLED. Он расположился в Санкт-Петербурге в собственном здании на территории одного из крупнейших отечественных производственных комплексов – ОАО «Светлана». Перед ОАО «Светлана-ЛЕД» стоит задача увеличить долю российских светодиодных источников света на российском и мировом рынке, а также сделать светодиодные светильники и лампы еще более экономически привлекательными. Корреспонденту нашего журнала «Полупроводниковая светотехника» удалось побывать на территории нового предприятия и воочию убедиться в серьезности этих намерений.

Серьезность и тщательность подхода ОАО «Светлана-ЛЕД» к организации производственного процесса наблюдается буквально «с вешалки» — помещения, где сотрудники цехов ежедневно переодеваются в специальную рабочую антистатическую одежду, головной убор и обувь, исключающие вредное воздействие статического электричества на светодиодную продукцию и производственную аппаратуру. При этом спецодежда обладает не только защитными, но и идентификационными свойствами: цвет определяет принадлежность сотрудника к тому или иному подразделению, а на халате вышиты имя и фамилия. Благодаря такому функциональному дизайну сотрудники с первого взгляда друг на друга понимают, с кем имеют дело, что положительно сказывается на их производительности.

Чистое дело

Раздевалка является первым оплотом чистоты: она тщательно изолирует дальнейшие производственные помещения от попадания мусора, уличной грязи и пыли. Для выпуска такой компактной и высокоточной электронной продукции, как светодиоды, это крайне важно, поскольку любая, даже самая незначительная пылинка может привести к нежелательному браку. По той же причине и все переходы между производственными помещениями выполнены в виде небольших коридоров с герметичными дверьми, оснащенными системой авторизованного доступа и специальными напольными ковриками со сменной липкой пленкой, на которой остаются мелкие частицы пыли и грязи с рабочей обуви. Такую пленку меняют раз в смену. Кроме того, в коридорах поддерживается особое давление таким образом, чтобы при открытии дверей в рабочие помещения частицы пыли выдувались оттуда, а не наоборот.

Система переходов между помещениями и конструкция дверных замков предотвращают проникновение посторонних в закрытые зоны, при этом на случай пожара или других форс-мажорных обстоятельств персонал может оперативно покинуть здание, не переходя из помещения в помещение, а сразу попав на улицу через резервный выход. На входе в производственный цех персонал при помощи специального оборудования проверяет одежду на отсутствие статического электричества.

Безопасность и дисциплина на предприятии продуманы не в ущерб благоустройству. Для удобства персонала мужская и женская раздевалки оборудованы туалетом и душем, а также персональными шкафчиками для одежды и личных вещей. На территории завода есть бесплатная столовая для персонала и даже небольшая кухня с холодильником для тех, кто предпочитает питаться собственными продуктами.

Кристаллы на вырост

Производство светодиодов начинается с эпитаксиального роста полупроводникового кристалла на поверхности сапфировой подложки, который осуществляется в специальных автоматизированных камерах методом нанесения наногетерослоев из газов и металлоорганики. Для обеспечения однородности структур толщина выращиваемых слоев кристаллов тщательно контролируется машиной. При этом на одной подложке выращивается слой кристаллов сразу для группы полупроводников, чтобы обеспечить оптимальную производительность конвейера. В зависимости от заказа и составленной технологами программы для его выполнения используются подложки различных размеров, а также машины с разной рабочей площадью и производительностью. Машины с малой рабочей зоной, способные работать в составе конвейерной линии в полностью автоматическом режиме, применяются для производства больших партий продукции, тогда как машины с большой рабочей зоной требуют ручной загрузки и используются лишь для выпуска небольших партий изделий.

Одна из задач, которая стояла при создании предприятия, — минимизировать количество персонала и тем самым не только оптимизировать издержки, но и максимально снизить влияние человеческого фактора на производственный процесс. Большинство машин, установленных в цехах ОАО «Светлана-ЛЕД», способны работать полностью в автоматическом режиме. Такие машины оснащены маячком в виде светофора с набором цветовых индикаторов, которые видны из любого конца цеха. Зеленый цвет означает, что машина работает (у автоматов американских производителей в этом случае загорается синий индикатор), желтый — находится в режиме ожидания, а красный — произошла авария. Чтобы оценить текущее состояние машин, специалисту достаточно войти в цех и осмотреться по сторонам, что заметно экономит время по сравнению с индивидуальным осмотром каждой машины.

Планарная обработка

Следующий за созданием кристаллов этап производства светодиодов — так называемая планарная обработка, которая подразумевает создание на базе полученной гетероструктуры специальной светоизлучающей единицы. Выращенные на одной подложке кристаллы путем резки и травления разделяются на чипы, на которых размещаются технологичные площадки и контактные группы для последующего монтажа. Для одноваттного светодиода площадь такого чипа не превышает 1 кв. мм.

Специфика данного этапа в том, что для создания контактов используется тонкая золотая проволока, приобретаемая у отечественных и зарубежных производителей. После закупки она тщательно тестируется на прочность спайки при помощи специальных машин, установленных в производственном цехе ОАО «Светлана-ЛЕД», чтобы избежать создания бракованных контактов. Ввиду высокой стоимости этот материал требует стопроцентного учета. Для этого на предприятии создано специальное бюро, ведущее учет полученной и отработанной золотой проволоки, а также всех производственных отходов, вес которых, как правило, составляет несколько микрограмм. Эти отходы собираются в специальные контейнеры, взвешиваются, упаковываются и сдаются государству на утилизацию, так как из-за сверхмалой толщины такая проволока не подлежит переплавке.

Корпусирование

Полученные в ходе планарной обработки чипы отправляются на сборку готовых светодиодов. На данном этапе каждый чип помещается в корпус, монтируются выводы, при необходимости наносится люминофор и монтируется линза.

Поскольку чип сам по себе прозрачный и излучает синий цвет, для получения белого света надо нанести на него желтый люминофор. Количество люминофора, а также технология его нанесения и смешения определяют эффективность светодиода и множество других параметров генерируемого им света, поэтому данная процедура также максимально автоматизирована.

ОАО «Светлана-ЛЕД» располагает самыми современными машинами, осуществляющими заливку люминофора: для управления каждой из них достаточно одного оператора, который параллельно может готовить смесь люминофора в автоматизированном миксере. Эти машины согласно специальной программе осуществляют дозированную подачу смеси через специальные технологические шприцы.


 

Помимо цветовых характеристик, определяемых люминофором, важной составляющей любого светодиода является его оптическая система. Для обеспечения необходимой направленности светового потока светодиоды снабжаются линзами, изготавливаемыми из силикона или пластика. Поэтому производственный цех ОАО «Светлана-ЛЕД» оснащен машиной для установки различных линз, отличающихся максимальной прозрачностью, высоким сроком службы, устойчивостью к перепадам температур и стойкостью к химическому воздействию люминофора. Для хранения комплектующих и материалов, используемых в производственном процессе, применяются специальные шкафы, в которых поддерживается определенная температура и влажность, что предотвращает окисление и другие разрушающие процессы. Кроме того, производственные помещения убираются с определенной периодичностью таким образом, чтобы не превышать допустимое содержание пыли — не более 35 частиц на литр воздуха. После заливки люминофора и установки линз светодиоды поступают в печи, обеспечивающие необходимый температурный и влажностный режим для закрепления всех компонентов.

Сортировка

После завершения производственных процессов светодиоды поступают на специальные автоматы для проверки оптических, механических и электрических характеристик с целью выявления брака, а также сортировки по заданным параметрам. Процесс сортировки, или, как его называют, бинирования (биновки), крайне важен, поскольку, несмотря на четкий контроль на всех производственных этапах, добиться абсолютной идентичности характеристик светодиодов очень сложно. Поэтому светодиоды сортируют на группы, или бины, в которых какие-либо характеристики (например, напряжение или световой поток) варьируются в строго определенных пределах.

Отсортированные светодиоды автоматически упаковываются по 100 шт. в специальную тару для хранения или транспортировки заказчику. Возможные варианты упаковки — антистатические пакеты или технологические антистатические тубы, которые также используются для перемещения светодиодной продукции между различными машинами, не подключенными к автоматическому конвейеру. При этом любая тара снабжается специальной, автоматически генерируемой этикеткой со штрих-кодом, которая содержит детальную информацию о модели и свойствах светодиодов. Это необходимо для автоматизации складского учета готовой продукции.


 

Тотальный контроль

Для обеспечения высокого качества продукции используется несколько уровней проверки. В частности, на предприятии организована система взаимного контроля сотрудников, минимизирующая ошибки в результате пресловутого человеческого фактора: например, технологи, отрабатывающие производственные процессы и создающие производственные программы, предоставляют их наладчикам, которые могут принять или отказаться принимать эти программы в работу. А после технического обслуживания машины наладчиками ее приемку осуществляют операторы, которым предстоит с ней работать. Тем самым гарантируется ответственность каждого сотрудника за выполняемые им задачи.

Уникальным свойством установленного в цехе ОАО «Светлана-ЛЕД» производственного оборудования является способность в автоматическом режиме осуществлять контроль качества продукции на каждом производственном этапе. Например, после корпусирования каждый светодиод проверяется оптической системой машины, а также тестируется при помощи специальных программ и методик на отрыв, сдвиг, разрыв и другие механические воздействия. Таким образом, продукция прямо в процессе производства проходит полную проверку и в случае выявления брака может быть тут же утилизирована или исправлена. Для этого в цехе предусмотрено ремонтное оборудование — например, станки для осуществления ремонтной сварки. Дополнительно производственная линия оборудована специальными столами, за которыми операторы при необходимости могут осуществить доскональную проверку продукции на всех стадиях производства. Решение о ее проведении принимается специалистами предприятия в случае обнаружения брака при выполнении той или иной операции для выявления причины и ее устранения.

Несмотря на жесткий контроль продукции на каждом производственном этапе, перед ее отправкой заказчику или на склад отдел технического контроля (ОТК) осуществляет обязательную выходную проверку. ОТК является независимым подразделением со специально разработанными методиками тестирования качества изделий, и его участие в завершающей стадии выпуска продукции исключает возможность брака.

В ходе демонстрации производственного цеха ОАО «Светлана-ЛЕД» генеральный директор предприятия Валерий Молодцов ответил на вопросы нашего корреспондента и рассказал о том, как возник данный проект и какие цели он преследует.

— Раньше и светодиоды под маркой SVETLED, и светильники на их базе производились одной компанией — ЗАО «Светлана-Оптоэлектроника». В связи с чем было принято решение о диверсификации бизнеса и разделении задач по производству светодиодов и светильников между двумя предприятиями?

— Весной 2010 г. произошла смена менеджмента компании ЗАО «Светлана-Оптоэлектроника». Перед новым руководством была поставлена задача оптимизации производственных затрат, то есть увеличения объемов и повышения качества производства без роста сопутствующих издержек на зарплаты и обслуживание оборудования. Анализ бизнес-процессов компании привел к пониманию экономической целесообразности выделения светодиодного производства в отдельное предприятие — ОАО «Светлана-ЛЕД».

— Когда стартовал проект создания новой производственной линии под эгидой ОАО «Светлана-ЛЕД»?

— Работы по оснащению производственных помещений в новом выкупленном здании ОАО «Светлана-ЛЕД» на территории ОАО «Светлана» начались в июле 2010 г., первая пробная партия светодиодов под брендом SVETLED сошла с конвейера предприятия в начале апреля 2011 г., а официально мы объявили о запуске первой очереди завода в эксплуатацию в июне. Развертывание полноценного современного производства в такие сжатые сроки стоило руководству компании очень больших усилий.

— Какова инвестиционная смета данного проекта?

— Общая сумма инвестиций в развертывание производства ОАО «Светлана-ЛЕД» составила 800 млн руб., при этом плановый срок окупаемости — не более четырех лет. На базе продукции нового завода планируется значительно увеличить объемы выпуска энергосберегающих светодиодных светильников и ламп производства ЗАО «Светлана-Оптоэлектроника».

— Производственные цеха ОАО «Светлана-ЛЕД» создавались с нуля или для этого использовались ресурсы ЗАО «Светлана-Оптоэлектроника»?

— Перед нами была поставлена задача создать производство светодиодов, отвечающее всем международным стандартам, поэтому мы закупили для него самое современное оборудование ведущих зарубежных производителей. Однако его поставки — это длительный процесс, связанный с особенностями международной логистики. Поэтому на начальном этапе, чтобы не затягивать запуск производства в эксплуатацию, мы использовали часть оборудования ЗАО «Светлана-Оптоэлектроника». Но по мере поступления новых машин старые демонтируются, поскольку, несмотря на качество работы, они не отвечают нашим высоким требованиям к производительности. Что же касается персонала, то из-за более низкой производительности оборудования ЗАО «Светлана-Оптоэлектроника» этому предприятию требовалось больше сотрудников, чем нам. Поэтому мы отобрали наиболее высококлассных специалистов, готовых работать на новейшем оборудовании и выразивших желание перейти на работу в ОАО «Светлана-ЛЕД». Остальные сотрудники остались в штате ЗАО «Светлана-Оптоэлектроника» и были переключены на задачи, связанные с производством светодиодных ламп и светильников, то есть никакого сокращения при этом не производилось.

— Как вы оцениваете производительность нового предприятия?

— Проектные мощности производства ОАО «Светлана-ЛЕД» составляют 3–3,5 млн одноваттных светодиодов в месяц. Выпускаемые нами светодиоды SVETLED характеризуются самыми современными техническими показателями, сравнимыми с лучшими мировыми серийными аналогами. Они имеют высокую световую эффективность, и при этом стóят существенно дешевле европейских, американских и японских аналогов, лучше отводят тепло и производятся в широкой номенклатуре корпусов для различного типа монтажа, с различными типами первичной оптики, показателей тока и напряжения.

Скачать статью в формате pdf  Скачать статью в формате pdf


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке