高速发展的锦州圣合超大电流焊接二极管——文/锦州圣合 潘福泉(图)
http://www.weld21.com 2011-07-20 15:08 来源:锦州圣合 潘福泉

  今年埃森展刚结束,就接到了《焊接21世纪》记者的采访提纲:
  1、请介绍焊机用二极管,特别是电阻焊机用二极管的整体市场概况。
  2、锦州圣合在开发超大电流整流二极管在赢得市场和客户方面的举措。
  3、研发能力是贵企业的核心竞争力吗?
  4、“十二五”规划中提出的汽车、轮船、飞机、高速公路、高速铁路、核电站等的大发展,这给锦州圣合带来什么样的发展机遇?
  5、请介绍圣合下一步的发展方向。
  依照提纲,试着做如下答卷,不知能及格否。
一、国内焊接二极管现状
  电焊机应用的功率半导体器件有其特点:低电压、通态功耗小、断态漏电小、过流能力强。为此,有关部门专门制定了电焊机专用KE型晶闸管标准,但却没有专门的焊接二极管标准。我国焊接二极管沿用的是普通ZP型整流二极管的标准,其****电流达到3000A,这对各类弧焊机已足够了。
  而近三十年来,随着汽车、轮船、飞机等行业的大发展,对电阻焊机次级电流提出了超大电流的要求。为此,国际上ABB、Infineon公司率先开发了超高电流密度的低压二极管,不断满足电阻焊机的要求,推动了现代工业的大发展。
  我国研发生产类似ABB、Infineon那样的超大电流电阻焊机用二极管也有十多年历史了,锦州圣合和清华电力电子厂就是这个领域中的佼佼者,其中锦州圣合的焊机专用二极管已销往十几个国家,成为继ABB、EUPEC之后国际上****的电阻焊机二极管的可靠供货商。
  如今的电阻焊机用超大电流二极管正向着更高应用频率、更软快恢复特性、更大电流密度、更宽广的覆盖面、更高的雪崩能力、更方便的使用方式(如组件化、积木化)等快速化、创新化地发展着,我们中华民族的电力半导体工作者能有幸参与到这一大发展行列中,不仅是满足国内外大工业发展的需要,更是振兴中华的光荣历史责任【1】
二、超大电流焊接二极管在锦州圣合的发展
  十几年来,锦州圣合公司时刻跟踪国际上功率半导体器件的领先者——ABB、Infineon(即英飞凌),完整准确地开发了各种电阻焊机用超大电流焊接二极管。
  首先在超薄硅片这一特定的非常难于加工的条件下,从扩散、合金、多层金属化、台面造型等解决最小应力或无应力加工技术,反复对照ABB的焊接二极管的各个电、热参数,使结壳热阻、通台峰值电压、门槛电压、斜率电阻、浪涌电流等所有的电、热参数一定要全面达到ABB、Infineon的水平。
  如同抗日战争一样,这一工作几乎用了八年的时间。锦州圣合7100A~14500A的焊接二极管开始逐步取代ABB、Infineon的产品批量投放市场,并以优异的质量、合理的价位、满意的服务赢得了电阻焊机生产厂家的青睐,成为他们稳定的供应商。
  在给国内外电阻焊机成功配套的基础上,锦州圣合公司不失时机地在国内申报了16000A/200V的焊接二极管、10KHz的10000A/200V的快软恢复FRD二极管两项发明专利——没有自己独立知识产权的创新技术是站不住脚的!
  锦州圣合还申报并成功制定了两项标准:KE型7100A~16000A/200V整流二极管和5000A~12000A/200VFRD型整流二极管标准,填补了这个行业的空白——制定国家或行业标准是国际一流企业实力的体现!并且这两种焊接二极管系列产品还通过了国内行业著名专家的科研生产鉴定。
  在此过程中,我们深刻体会到,要把电阻焊机用二极管真正推向市场,就必须投入和ABB大体相当的财力、物力和人力,必须端正态度、讲究科学,虚心向ABB、Infineon学习,坚决不凑和,差一点也不行,所有几十个电、热参数、曲线都要达到ABB的水平,坚决不让低水平的产品流向市场。另外,研发和投放市场后的磨合反馈时间也都很长,所以要搞好一个世界水平的产品,没有近十年的顽强努力是不行的。过去说三年磨一剑,现在看,不够了,差不多要八年艰苦奋战啊。
三、研发创新能力、产品质量水平是锦州圣合的核心竞争力
  研发创新能力、产品质量水平始终是锦州圣合的核心竞争力。这从圣合焊接二极管产品完全能直接均流应用上看得非常清楚。
  电阻焊机大都在超大电流下工作,其次级输出二极管为并联使用。如四支一组并联,再多组并联,对二极管的门槛电压、斜率电阻、通态特性曲线都有非常高的要求。即使这样,ABB的二极管还要两两配对,给应用带来不便。圣合公司的焊接二极管,不仅同规格器件的门槛电压比ABB的来得低,且将通态峰值电压VTM及其变化都控制在严格范围内,即上下超出0.2V都属于不合格。在采取了许多关键措施后,锦州圣合的焊接二极管做到了完全不用任何配对就可直接均流使用,这是一大特点。
  此外,为了做出高质量高水平的产品,严格的检查是关键,如工序间合格率低于95%不准下交;二是确保各工序的无应力加工,将二极管的内应力降到最低,才能有过硬的通态特性、浪涌能力、反向过Ippm的能力和抗热疲劳能力。
四、抢抓机遇,快速发展
   “十二五”规划中提出的汽车、轮船、飞机、高速公路、高速铁路、核电站等的大发展,给锦州圣合带来千载难逢的发展机遇。
  电阻焊机用二极管的先驱是欧洲的ABB、Infineon,他们都是国际产业的巨无霸。瑞士ABB是国际500强中的237(2010年)位,2007年销售316亿美元,仅在中国就销售280亿元;而Infineon的核心是德国西门子(Siemens),西门子2009年世界500强中排列第30位,2008年销售1036亿美元,在中国销售570亿元。他们都是电器领域的世界主宰者,虚心向他们学习,把他们的自动化技术真正学到手,是我们的目标。
  ABB技术总裁Linder说:“二极管在当今功率半导体中的作用总是被低估,在把直流变成交流的变换电路中其作用是非常重要的。现今功率半导体生产厂商对生产质量优良的二极管投入巨大,这和以往的情况刚好相反。【2】
  ABB、Infineon,他们的主体产品有大型电力电子整机,又有与之配套的电力电子器件;器件中有核心产品IGBT、IGCT、高压FRD……也有电阻焊机配套的专用焊接二极管。
  和国际ABB、Infineon相比,焊接二极管仅是他们大公司的一个小角。而我们是地道的二极管专业生产厂,当然我们的发展一定会更快些。在二极管关键配套件——管壳和钼片,他们用的是我们江苏生产的,我们当然有优势。说到底,他们已过辉煌时期,而我们正如日中天。
  圣合正举全公司之力于电阻焊机用二极管。“青出于蓝而胜于蓝”,我们不仅要迎头赶上,还一定要破除对国外产品的迷信而有所超越。
五、创新发展永远是硬道理
  圣合十年,成绩很大很大,而站在世界的立场,还很微不足道。
  搞企业如同逆水行舟不进则退,不创新发展,就一定落后,就一定被淘汰。为此锦州圣合科技在新的一年里,首先要集中力量建立起省级超大电流二极管工程技术中心和省级超大电流二极管检测中心,充分发挥产、学、研的合作优势,把焊接二极管这块大蛋糕做大、做强、做成世界一流。
  建立省级超大电流二极管工程技术中心,需从几个方面来下功夫:
  (1)质量再提升,不仅和国际******企业完全接轨,而且要迎头赶过去,要使圣合二极管成为免检的可以直接均流的最过硬产品;
  (2)产量再提高,能力再提高,一定要达到国际最多的产出水平;
  (3)容量再提升,把品种做广、做全,单管高达20000A/只;
  (4)应用再人性化,开发直径24、30、38的中小功率电阻焊机用超高电流密度二极管,把电阻焊机从大工业拓展到中小工业甚至是家庭工业;
  (5)频率再提高,从目前的10KHz提高到50KHz及以上,使效率更高,体积更小,更节电更环保;
  (6)雪崩能力再提高,使产品可靠性、保护能力达最完美;
  (7)产品应用更现代化。加速产品组件化,将并联结构、散热器、甚至变压器都做在一个组件里,为客户提供最满意的服务。
  目前,圣合公司又投资1000万元建立省级超大电流二极管检测中心,使焊接二极管的快通态特性检测能力、动态特性检测能力、快软恢复检测能力、雪崩特性检测能力都能达世界最高水平。
  我今年高兴地读了一位学自动化专业的80后学者的经济政策大作,他在阐述了我国国字号大项目大都被ABB、西门子、美国江森自控、法国施耐德所控制后,指明“中国经济增长的关键在什么?——发展自动化是产业振兴的最好手段。”自动化企业是“工业的脊梁”,是“国家强大的基础”,是“国家拥有强大竞争力的保证”【3】我们现在的工作就是自动化事业的基础部分,事关国家大业啊!沿着这条宽广大道,扭住超大电流焊接二极管不放松,像这位80后学者说的,创新就是“做********”,这就是今天圣合科技的坚定不移的大目标。
  锦州圣合在阔步前进,市场在扩大,朋友遍天下。

参考文献:
【1】石建东、夏吉夫、潘福泉:电阻焊机用超大电流FRD二极管的现状和发展(J) 《焊接21世纪•网络快递》 2011第23期:137~141
【2】(瑞士)Stefan Linder著:《功率半导体——器件与应用》(M) 肖曦、李虹译 机械工业出版社 2009.2 59~60
【3】高连奎:《中国大形势》[M] 第七章:中国经济继续维持高增长的动力何在? 电子工业出版社 2011.1 


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