Tak zaczyna się walka o jakość elektroniki, z której korzystamy na co dzień

O tym, do czego służą zasilacze do komór plazmowych które produkuje wspomniana firma, dowiedzieliście się już wcześniej w relacji z wizyty w wytwórni takich zasilaczy. Choć chińska konkurencja mocno naciska, to na przykład w branży paneli fotowoltaicznych TRUMPF HUETTINGER wciąż może pochwalić się zdecydowaną pozycją lidera i największym udziałem w rynku . Podczas prelekcji w trakcie otwarcia zakładu w Zielonce, prezes polskiego oddziału TRUMPF Huettinger dr Paweł Ozimek zwrócił uwagę na fakt, że istnieje ogromne prawdopodobieństwo, że dysk, z którego korzystamy, smartfon, ekrany telewizorów, czy inna elektronika lub elementy konstrukcyjne powstały z pomocą procesów, które wykorzystują wyprodukowane w Polsce zasilacze plazmowe.

Ciekawostka: wiedzieliście, że w nowoczesnym samochodzie jest kilka tysięcy układów półprzewodnikowych.

Prezes pionu elektroniki TRUMPF / dr Rafał Bugyi wskazał na technologie, które mają ogromną przyszłość - to te związane z półprzewodnikami. Choć są już wykorzystywane od dekad w przemyśle i elektronice użytkowej, dzięki kolejnej rewolucji w branży jaką jest wprowadzenie AI, produkcja wykorzystujących je urządzeń dostaje kolejnego - największego w historii - przyśpieszenia.

Kontrola jakości - bez niej otoczeni bylibyśmy wyłącznie bublami

Elektronika, którą dziś używamy, czy to będzie komputer, smartfon, albo jakikolwiek podzespół swoją niezawodność zawdzięcza precyzyjnemu jej projektowaniu już na wstępnym etapie, a także dokładnej kontroli jakości podczas produkcji.

Zwykle myślimy o tym jak o kontroli w zakładzie, który wytwarza dany produkt lub komponent. O zasadach obowiązujących pracowników, parametrach użytkowych gotowego urządzenia, wytrzymałości na czynniki wpływające na jego zużycie i zniszczenie. Jednak prawdziwa walka o jakość finalnego urządzenia zaczyna się dużo wcześniej, bo w miejscach, gdzie powstaje automatyka wspomagająca procesy na liniach produkcyjnych.

Tak wyglądają zasilacze - gotowe do ostatecznych testów, od których niezawodności zależą kolejne etapy produkcji urządzeń.

Pewnie znacie historię teleskopu Hubble’a i jego zwierciadła - wyszlifowano je źle, bo urządzenie do kalibracji procesu szlifowania nie spełniało odpowiednich norm i samo było źle ustawione. Oczywiście wiadomo, że kwestia jakości produktu to często nie lada wyzwanie . Powody, które prowadzą do nadszarpnięcia reputacji różnych marek, są przede wszystkim konsekwencją ich wewnętrznej polityki i dążenia do maksymalizacji zysków, mówiąc inaczej osiągania odpowiednich wartości w tabelach Excela. Jednak w przypadku takiej firmy jak TRUMPF Huettinger nie opłaca się oszczędzać na jakości. Tu niedociągnięcia mają krótkie nogi.

Dlaczego? Błędy, nie tylko w życiu, ale i na etapie produkcji elektroniki, lubią się multiplikować. Jeśli coś będzie obarczone błędem na początku fabrykacji, to na kolejnych etapach mogą one tworzyć kolejne słabe ogniwa. Co gorsza, nie zawsze słabe ogniwa muszą być wykryte podczas produkcji masowej o czym przekonujemy się dzięki różnym aferom w branży elektronicznej. Niezawodność aparatury produkcyjnej, oprócz doboru dobrej jakości materiałów, nawet w obliczu innych oszczędności danego producenta, minimalizuje ryzyko, że słabe ogniwa w ogóle się pojawią.

Prototypowa komora plazmowa, w której widać zapłon łuku plazmowego. TRUMPF Huettinger nie produkuje takich komór, ale wykorzystuje je do testowania własnych rozwiązań.

A ponieważ zasilacze plazmowe, które sprzedaje na całym świecie (głównie w USA i w Azji) TRUMPF Huettinger, znajdują się w pewnym sensie na początku drabiny produkcyjnej, zapewnienie ich jak najlepszych parametrów roboczych, które wykraczają znacznie poza zakres wymagany przez klienta, jest kluczowe i bardzo odpowiedzialne.

Uroczysta chwila, moment przecięcia wstęgi inaugurujący centrum badawczo-rozwojowe. Na zdjęciu kolejno o lewej: dr Paweł Ozimek, burmistrz Zielonki - Kamil Iwandowski , wiceprezes Centrum Innowacji Tokyo Electron Miyagi Limited - dr Kazuya Nagaseki, szefowa centrum w Zielonce - Agata Dul, oraz dr Rafał Bugyi.

Wymaga to inwestycji w takie zakłady jak nowo otwarty trzeci budynek centrum R&D w Zielonce, ale odwdzięcza się nie tylko spokojem ducha - co złego to nie my, ale też zaufaniem klienta, którym są najwięksi producenci z branży elektronicznej na świecie. W dobie walki z inwazją chińskich produktów - pomyślcie sobie o samochodach elektrycznych - takie zaufanie jest bardzo istotne. Polskie Centrum może się pochwalić współpracą m.in. z Tokyo Electron Miyagi Limited, która odpowiada z kolei za tworzenie systemów do produkcji elementów półprzewodnikowych - w tym pamięci i procesorów.

Praca działu badawczo-rozwojowego i co to ma wspólnego z kontrolą jakości

Otwarcie centrum w Zielonce to, jak podkreśla dr Paweł Ozimek - dowód na to, że polska myśl technologiczna ma się bardzo dobrze i przyszłość stoi przed nią otworem. Podczas zwiedzania zakładu mogliśmy przekonać się, co w tym przypadku - ma on na myśli.

Pomieszczenia zakładu badawczo-rozjowowego TRUMPF Huettinger w Zielonce.

W Zielonce testowane są i rozwijane, konstrukcje zasilaczy do zastosowań plazmowych. Okazuje się, że praktycznie każde zlecenie jest indywidualne i nawet jeśli dostępne są w firmie odpowiednie komponenty do budowy danego zasilacza, trzeba wszystko zawsze ponownie przetestować, zanim wytworzy się go w większej liczbie egzemplarzy.

Dążenie do coraz precyzyjniejszego procesu nakładania nanowarstw materiałowych, schodzenie do coraz bardziej precyzyjnych procesów, zmusza TRUMPF Huettinger do konstruowania zasilaczy pracujących przy wyższych częstotliwościach, wyższych napięciach roboczych - nawet rzędu 20 kV. Rosnące wymogi to też dobra okazja, by szukać jeszcze efektywniejszych rozwiązań na przykład w dziedzinie chłodzenia. TRUMPF Huettinger w swoich zasilaczach stosuje chłodzenie poprzez zanurzenie całej elektroniki w dielektrycznej cieczy. Każde stanowisko w centrum jest wyposażone także w odpowiednie przyłącza do chłodzenia wodnego.

Zasilacz plazmowy służy do zapewnienia odpowiednich warunków w komorze plazmowej, do której wprowadzany jest wcześniej przygotowany gaz roboczy. Ten gaz po jonizacji sprawia, że powierzchnie obrabiane wewnątrz komory uzyskują odpowiednie właściwości, np. zwiększoną wytrzymałość na tarcie czy zwiększoną przyczepność różnych materiałów. Mogą to być powłoki nanoszone na szkło lub inny materiał podkładowy, warstwy estetyzujące obudowę, wzmacniające wytrzymałość, czy budujące ścieżki w układach elektronicznych.

Kolejne sale centrum służą konstruowaniu najpierw elementów składowych, potem testowaniu ich niezależnie, a następnie w postaci gotowej konstrukcji. Jednocześnie rozwijane jest tu oprogramowanie, a gdy zasilacz jest już prawie w finalnej wersji, sprawdzana jest jego efektywność podczas pracy. W tym celu stosowane są testowe komory plazmowe, które wymuszają na zasilaczach parametry pracy bardziej wyśrubowane niż kiedykolwiek podczas rzeczywistego użytkowania. To samo dotyczy testu w komorze klimatycznej, gdzie na przestrzeni minut gwałtownie może być zmieniana temperatura.

Testy przyśpieszonego zużycia produktu. Bo nawet najlepszy zasilacz nie jest nieśmiertelny.

Komora klimatyczna. Jesli zasilacz zniesie jej tortury to będzie dobrze.

Na koniec zawsze musi być znaczek certyfikatu jakości dla danego kraju/regionu

Jednak nie wystarczy poleganie tylko na normach, które narzuca sobie sam TRUMPF Huettinger. Odpowiedzialność jaka wynika z używania jego zasilaczy do masowej produkcji na całym świecie, wymusza nabycie odmiennych certyfikatów. Nie jest to prosta ścieżka, bo gdy taki zasilacz będzie gotowy do pracy na terenie UE, musi przejść oddzielne testy dla USA, Kanady, czy krajów Dalekiego Wschodu. Tu kluczowe jest, by testy realizowane były w obecności przedstawiciela danego zakładu certyfikacyjnego. Może on odwiedzić Polskę, ale może też być konieczne dostarczenie zasilaczy i dokumentacji do innego kraju. Niezależnie od sposobu certyfikacji, dopiero uzyskanie odpowiedniego „znaczka” pozwala na sprzedaż zasilaczy do danego kraju.

Za niedotrzymanie obowiązku certyfikacyjnego i zgodności ze standardami prawo przewiduje wysokie kary.

Podobnie dzieje się przy produkcji innych urządzeń. Nie ma więc co się dziwić, że na pudełkach czy tabliczkach znamionowych pojawia się tyle różnych oznaczeń. To, czy ich umieszczenie zostało poparte rzetelnymi testami jakościowymi, to już inna kwestia. Życie uczy nas, że zwykle nie jest tak różowo.

TRUMPF Huettinger podczas otwarcia centrum w Zielonce przekonywał nas, że w jego przypadku jakość jest bardzo istotnym elementem, którego początek ma miejsce z zakładzie badawczo rozwojowym. Sprawdzić tę jakość końcowemu użytkownikowi byłoby trudno, bo nie testuje on procesów produkcyjnych, w których wspomniane zasilacze są istotne, a gotowy produkt. A zanim on powstanie wiele może się wydarzyć.