1 引言
1976年美国犹他大学的V．Vali和R．W．Shonllill成功地制作出了第一个干涉型光纤陀螺(FoG)，至今，光纤陀螺已经发展了三十多年，而且发展相当迅速。其基本原理是利用Sagnac效应来检测相对于惯性空间的旋转。作为自主式导航的新一代产品，其从一问世就立刻受到了各国军方的高度重视，其主要关键技术一般都严格保密。目前国外光纤陀螺研制已经进入实用化阶段，且精度不断在提高，目前0.01°／h的光纤陀螺已大量应用。国内中低精度光纤陀螺仪已经开始了工程应用，但是高精度光纤陀螺仪还有许多关键技术需要克服，且仍然处于实验室研究阶段。
通过改变光纤长度和环圈直径，可以制成各种精度的光纤陀螺仪，以适应不同领域的需求。光纤陀螺的灵活结构，使之能够广泛地应用于汽车导航、石油钻井、飞机的姿态控制、中短程导弹。高精度光纤陀螺仪更是被期望能够替代造价昂贵的静电陀螺仪，使之在精密航天器、战略核潜艇具有不可替代的作用。
光纤陀螺仪从初期的理论分析研究已经进入到必须掌握核心技术突破关键技术瓶颈的阶段，对其开展研究具有重要的军事价值和社会经济效益。
1．1 光纤陀螺仪发展概况
1.1.1 国外光纤陀螺仪发展
国外光纤陀螺研制的正式起点是1976年美国犹他大学V．Vali和R．W．Shorthill 在应用光学杂志发表的题为光纤环形干涉仪的论文。在1978年激光惯性旋转敏感器SPIE会议之前，几乎没有关于光纤陀螺的任何出版物。在1978年的这次会议上发表的论文来看，涉及到光纤和波导，半导体激光器以及光纤陀螺系统。1979-1980年问提出了在分光器附近用简单的相位调制器实现非可逆相位调制以检测Sagnae 相移的概念[1]。大约从1984年开始，大量的研究工作集中在研制集成光学相位调制器上，1985年期间保偏耦合器得到实用，中低精度光纤陀螺仪开始实用化。总的说来国外光纤陀螺仪研究主要分为三个阶段，第一阶段为七十年代中后期至八十年代早期，主要致力于光纤陀螺仪噪声机理，相关光学元器件的研制，以研究中低精度的光纤陀螺仪为主，光纤环圈采用单模光纤环，调制技术主要以模拟开环为主；
第二阶段为八十年代中期至九十年代中期，开始大力发展数字闭环光纤陀螺仪，采用保偏光纤环，陀螺精度取得了明显提高，实验室精度达到0.01°／h，并开始工程化研究；第三阶段为九十年代中期至今，开始研制更高精度的光纤陀螺仪，最高精度已经达到0．000010／h，并结合导航系统的研制，在工程应用方面取得了突破性进展。
1.1.2 内光纤陀螺仪研制现状
国内光纤陀螺仪研制由北京航空航天大学于上世纪八十年代中期首先开始研制，目前部分研制单位其中低精度光纤陀螺仪已经丌始批量生产，但存在成品率低，环境适应性差，可靠性不高等问题。国内高精度光纤陀螺正P处于研究初期，部分关键技术具备技术基础，如掺饵光纤光源技术、商性能保偏耦合器等，但是基于数字调制解调技术的降噪技术、商性能光纤环圈绕制及其固化、磁屏蔽技术、光纡陀螺工程化应用等部没有开展研究。截止“十五”末国内报道的，实验室条件下突破0.01°/h的光纤陀螺分别为航天时代研制的0. 005°／h原理样机、33所为某型号研制的0.01°／h三轴光纤陀螺实验室样机(据称每轴实测精度在0.004—0.006°／h之间)、北京航空航天大学研制的0 004°／h高精度光纤陀螺原型机。上述三家研制的高精度陀螺原理样机或原型机代表了困内最高水平。
北京航空航天大学(简称北航)足国内虽早从事光纤陀螺研制的单位之一，上世纪八十年代，北航张惟叙教授开始跟踪、研究光纤陀螺的发艟，随着国内外光纤通讯和光纤传感技术的发展，光纤陀螺成为了二十一世纪最有竞争力的惯性导航元件，北航光纤陀螺的发展得到了国家的大力支持，其光纤陀螺技术的研宄逐渐确它了国内的领先地位。
北航依托国家的支持和高校的特有知识人才优势，对光纤陀螺的各级元件和相关技术进行全面研究，目前它们已经基本掌握了光纤陀螺核心关键元件光源、Y波导(即集成光学芯¨)和耦台器的研制技术，并正在大力开展对光纤敏感环圈绕制技术的研究。
从高精度光纤陀螺的发展特点来看，北航的高精度光纤陀螺延续了中精度光纤陀螺的发展方案．它同样是采用全数字闭环干涉型保偏光纤陀螺方案，但其光源采用了大功率、宽光谱1550nm的掺铒光纤光源(即ASE光源)，同时光纤的长度也增加到2000～3000米。另外，北航专门组建了一个团队在从事光纤敏感环圈绕制及
其固化技术的研究，。它既可以提高光纤敏感环圈的性能稳定精度也可以提高陀螺的温度稳定性和抗冲击振动等性能。
航天时代电子公司(简称航天时代)是由原航天十院第十三研究所、上海八0三所光纤部等单位合并组建而成的，该公司整合航天十院多家研究所的人才、技术和硬件资源对光纤陀螺进行大力研究，并且受到国家的重点支持。航天时代在多年的基础技术研究基础上，再结合其丰富的工程实践经验，目前已经在中低精度光纤陀螺应用领域推出其相关的型号产品，成为国内第一家推出实用光纤陀螺的研制单位。
为满足航空、航天等惯性导航的更高需求，航天时代已经开始高精度光纤陀螺的研制。航天时代在原有中低精度光纤陀螺研制的基础上，结合国内外高精度光纤陀螺的发展趋势，也采用了全数字闭环保偏干涉型光纤陀螺方案，该方案也是目前国际上发展高精度光纤陀螺首选的方案。
航天时代发展的高精度光纤陀螺也是采用了1550nm波长的宽带掺铒光纤光源，并结合公司对核心关键元器件Y波导、耦合器等长期的研究进行自主研发，尤其是对Y波导的研发和生产具有相当的规模和实力[2]。另外，航天时代公司对光纤敏感环圈的绕制技术投入大量的人力和物力进行研制，因为光纤敏感环圈作为光纤陀螺的核心敏感体对光纤陀螺的性能精度具有决定性的影响作用。
1．2 纤陀螺仪的优点
陀螺是惯性技术的关键器件之一，陀螺的性能对惯性测量系统有很大影响。液浮陀螺、动力调谐陀螺和静电陀螺是目前应用最广，技术比较成熟的三种自旋质量陀螺。这三种陀螺都有的一个共同点是他们都采用高速转子。由于高速转子易产生质量不平衡问题，容易受到加速度的影响，需一定的预热时间才能达到稳定，这使得它们在应用上受到某些限制。特别是他们有转子和机械结构，使它们在抗冲击方面的性能不好。
应用于捷联系统的陀螺，由于直接固连在载体上，没有框架系统对外界扰动的隔离作用，所以陀螺受到的振动冲击、加速度冲击比较大。这时无转子陀螺表现出其巨大的优势，因此，研究无转子式的陀螺成为人们深为关切的研究课题。从另一方面考虑，随着导航技术的发展，惯性导航系统和平台稳定系统对惯性测量装置提出了更高的要求，即要求减小系统的体积、质量、功耗、降低采购费用和维修费用，
增加可靠性。军用惯导系统及平台稳定系统对此有更高的要求。基于以上要求，人们研究出无转子式陀螺，其中激光陀螺和光纤陀螺是两种比较成熟的产品。激光陀螺和光纤陀螺都属于光学陀螺，它们的原理相同都是基于光学上的Sagnac效应。目前激光陀螺在高精度领域得到了成功的应用。但是激光陀螺的光学腔和反射镜加工工艺要求很严，存在结构上的复杂性问题，批量生产有一定困难。特别重要的是激光陀螺存在死区，在应用时需要加抖动等措施避开死区，这就限制了激光陀螺的更广泛应用。而光纤陀螺在理论上不存在死区，完全实现了全固态、静态测量的完美统一[3]。光纤陀螺的突出优点包括：
◆无转动部件，结构简单，全固态化，可靠性高，抗冲击能力强；
◆动态范围大，由于闭环方案的采用，使其在动态范围为几百度／秒内具有
良好的性能；
◆功耗小、体积小、质量轻；
◆寿命长，可达十万小时以上；
◆使用方便，安装不需要专用平台，可直接数字输出，便于计算机处理；
◆在设计上比较灵活，合理设计陀螺的大小和相应参数，选用相应的器件，
就能在不同的应用场合下达到最优设计；
◆具有很高的性价比，这是光纤陀螺极具吸引力的地方；
由上可见，光纤陀螺的确是性能优良的有发展前景的新一代陀螺。目前，惯导级高精度光纤陀螺也进入了产品研制和生产阶段，并在高精度应用领域中同激光陀螺展开竞争。在高精度光纤陀螺的研制开发上也取得了很大成绩。实验室样机的指标已远超过惯导级产品所要求的指标，也不断有关于高精度的光纤陀螺在实践中成功应用的报道。由于光纤陀螺比激光陀螺具有更大的优越性，无论在军用还是民用领域都有极强的竞争能力和广阔的市场，因此受到世界各国的普遍重视。可以预言，下一代惯性测量装置必定使用光纤陀螺，而不是激光陀螺。
2 光纤环圈绕制方法介绍
光纤环是光纤陀螺中的一个重要元件，可以通过调整光纤环结构参数，如光纤环面积、光纤长度，来提高光纤陀螺的精度；光纤敏感环圈在具体应用中受到由机
械张力、振动、冲击和温度梯度等因素引起的环境干扰，当环境干对光纤敏感环圈中两束反向传输光波的影响不一致时，会产生附加的相位漂移。这种附加相移叠加在光学输出信号中降低了光纤陀螺对真实角速率的敏感度，因而精度越高的光纤陀螺对光纤敏感环圈的要求越高。因此，探讨光纤环性能，以及光纤环在绕制过程中出现的各种缺陷因素对光纤陀螺精度的影响是一项很有意义的工作。作为光纤陀螺的关键技术，光纤环圈绕制技术是限制提高光纤陀螺精度和实现光纤陀螺工程化应用的技术瓶颈，国内外凡是开展光纤陀螺研制的单位都竞相把光纤环圈绕制技术作为自己的关键技术，并对外严格保密，可见开展光纤环圈绕制技术研究的重要性。
2．1 直接缠绕法
直接缠绕法既是从光纤的一端开始，直接将光纤沿线轴纵向逐层缠绕，直到光纤全部绕完，如图2．1所示。
直接缠绕法的特点是绕制方法简单，光纤通过每层后的方向相同，轴向和径向的温度变化对光纤的影响不能相互抵消，而是全部累加作用在整个光纤环圈上，所以光纤陀螺输出相位受温度梯度的干扰很大。
图 2. 1 直接缠绕法
2．2 双极对称缠绕法
如图4．2所示，一根光纤从中点处分为相等的两部分，分别绕到两供线轴上，从光纤中点处开始，贴近骨架边缘开始绕制，先用一端绕制第一层，接着用光纤的另一端绕制第二层，交替用不同的端绕制不同的层，直到光纤绕完为止。
图 2. 2 双极对称缠绕法
双极对称绕法的特点是光纤线圈的奇数层由光纤的一端构成，偶数层由光纤的另一端构成。
2．3 四极对称缠绕法
如图2．3所示，一根光纤从中点处分为相等的两部分，分别绕到两个供纤轴上。从光纤第一端距中点等于骨架上第一层光纤总长一半处，贴近骨架边缘处开始纵向绕，第一个供纤轮顺时针方向在骨架上绕成第一层[4]。接着第二个供纤轮以反时针方向在供纤轮上绕第二层，然后第二个供纤轮回绕形成第三层，接着第一个供纤轮回绕形成第四层。
图 2. 3 四极对称缠绕法
对比可以看出，双极对称绕制方法都是奇数层减偶数层，即一端光纤处的温度梯度减去另一端光纤处的温度梯度，总的结果是这些和的累加。而四极对称绕制方法是奇数层和偶数层交叉相减，总的效果并不是和的简单累加，而是抵消了部分热至非互易误差。所以四极对称比双极对称法绕制的光纤环圈能更加有效地减小热至
非互易误差。
2．4 八极对称缠绕法
八极对称绕法由四极对称绕法和反四极对称绕法组成，四极对称绕法由上述的四极绕法构成，反四极绕法由上述四极绕法的反向绕序组成(如图2．4所示)。根据绕法可以看出，八极绕法中光通过每八层光纤的方向互不相同，八极对称绕法充分地消除了由径向温度梯度引起的相关误差。
图 2.4 八极对称缠绕法
2．5 十六极对称缠绕法
如图2．5所示，十六极绕法由八极绕法和反八极绕法组成，八极绕法按上述八极绕法，反八极绕法用八极绕法的反向绕序绕成。由于十六极绕法太过复杂，层与层之间的交叉太多，增加了许多应力点，反而削弱了它减小热至非互易性的优势，所以在陀螺上一般不采用十六极绕法。
图 2.5 十六极对称缠绕法
3 纤环圈绕制过程中的张力分析
在光纤环的绕制过程中，如何控制光纤上的张力是个难点，但又是非常重要的事情[5]。目前还不能实现零张力情况下绕制光纤环，由于光纤及光纤坏的特性及绕制过程中作用于光纤上外力不宜过大，张力一般应控制在适当的范围内。
绕坏过程中将张力控制在适当的范围内，这是光纤本身和光纤环自身的性能
要求，并经过大量试验绕环所得结论。就光纤本身而言，特别是保偏光纤，在
拉制过程中就已经将应力加了进去，因此，再对光纤进行附加操作如绕制光纤
环时，须力求不再对其增加额外应力或破坏已有应力状态，这样就要求小张力
控制绕环。
3．1 光纤环国应力分布测试
受激布里渊散射是一种能在光纤中发生的非线性过程，它在光纤中的作用可以经典地描述为泵浦波、斯托可斯波和声波之问的参量互作用。泵浦波通过电
致伸缩产生声波，然后引起折射率的周期性调制。泵浦引起的折射率光栅通过
布拉格衍射散射泵浦光，由于多普勒位移与以声速v移动的光栅有关，散射光产生了频率下移。
AQ8603是同本ANDO公司生产的光纤应力分析仪。它结合了布里渊散射技术和OTDR技术，实现了光纤的应力分布测量[6]。其系统框图如图3．1所示。分布
反馈激光器发出的光经调制和放大后形成大功率脉冲光源，注入被测光纤中，产生后向布里渊散射光，散射光的频移由光纤中各点的应变确定，经过分光镜Bl~B2的作用，输入光与散射光相拍，再经探测器、频率转换器变成可处理的电信号，经过处理得到光纤中的应力分布。
图3.1 AQ8603
在光纤的中点处存在较大的应力奇点，同时应力奇点分布明显关于中点对称。这些应力奇点与绕制过程中的两组换向点相对应，但是产生奇点处的换向点处的应力大小也不相同。分析这些应力的产生主要是在换向点光纤有微弯产生，如果对微弯处理不好，则会产生较大的应力奇点[7]。光纤中间处较大的应力峰主要是因为光纤中点处一段光纤与环圈骨架直接接触，骨架对光纤的应力要比光纤之间的应力大很多。并且，一般情况下骨架材料的膨胀系数与光纤材料的膨胀系数不一致，当环境温度变化时，光纤中间部分所受应力也会随温度变化。所以选择合适的骨架材料对减小光纤环圈的应力奇点，特别是光纤中点处的应力奇点有一定意义，同时对提高光纤陀螺的精度也有积极的意义。
3．2 纤环应力不均匀对光纤陀螺精度的影响
在光纤环绕制过撑中，造成光纤环应力分布不均匀的土要原因是光纤的横向压力，弯曲，扭转．拉伸等非本征因素[8]。它们对光纤保偏性能的影响可以用所造成的双折射的大小，对于热致应力双折射保偏光纤来说，这里假设横向应力、弯曲、扭转、拉伸等造成的双折射是对原有强双折射的微扰。图3.2和3.3是光纤环圈中某一根光纤在轴向张力作用下绕环时所受的横向压力示意图。
图3.2 横向压力
图3.3 横向应力
3．2 光纤扭转引起的双折射对光纤陀螺精度的影响
光纤的扭转有的是在拉制生产光纤的过程中引入的，有的是在光纤环圈绕制的过程引起的扭转，有的扭转还非常严重，严重影响了光纤环圈的质量，目前主要采用绕环前先对光纤进行退扭处理，但是对于在绕制过程中产生的扭转，目前还没有有效的办法消除。虽然采用全保偏光纤环能比较有效的克服扭转产生的双折射，但是扭转双折射在保偏光纤中仍然存在且不能忽略[9]。光法拉第效应部分的分析，光纤的扭转将使得保偏光纤内传播的不再是线偏振光，而是椭圆偏振光，因此对磁场的敏感度大大增加了，所以光纤扭转将影响光纤陀螺的输出精度。
光纤本身的扭转，是在光纤拉制中形成的。主要来自:光纤涂覆不均匀;拉丝机中各导轮槽平面不平行和偏离同一平面;收丝时光纤的横向滚动。
在光纤环的绕制中，也会遇到以上类似的情形，而造成光纤环中光纤的扭转。
3．3 绕制过程中的影响因素
光纤环的消光比，不仅与所用光纤有关，而且与光纤环的绕制工艺有关。只有当选用的光纤消光比高，同时绕制工艺又好，才能得到高消光比的光纤环。
消光比的大小，与正交模的藕合有关。用藕合系数h 表示韧合的强弱，h 的 大小，不单取决于光纤自身(本征因素)，还受外界(非本征)因素的影响。表1列出了使光纤偏振特性(消光比)下降的因素[10]。在光纤环的绕制中，造成光纤环消光比下降的主要原因是表1中的非本征因素，特别是其中的机械干扰。它们对保偏性能的影响，可用所造成相应双折射B 的大小表示。
表格 1 影响因素 种类
因素
原因
本征因素 结构缺陷 芯畸变，应力施加部分畸变 波 长
V
值，光的相干
非线性效应 克尔效应
非本征因素 温度起伏 B 不稳定，热滞后
机械干扰 扭转，横向压力，弯曲，拉伸
电磁效应
法拉第效应，克尔效应 (1) 扭转产生的双折射
式中G=EC/(1-υ)， E （杨代模量）≈7.8×109kg/m 2， C （光弹系数）≈3.4×10-11m 2/kg, υ（泊松比）≈0.18，φτ为扭转率。
(2) 弯曲产生的双折射
式中b 为光纤半径，R 为弯曲半径。
(3) 绕线轮上拉伸产生的双折射
(4) 横向压力产生的双折射
为了便于数值比较，设2b=125μm，R= 12cm，λ=2.3 μm，φτ=4 /m，
F=12g/m。代入以上公式得：
式中表明，几种机械千扰中，扭转的影响最大。
此外，扭转还造成正交模间的藕合，使模振幅沿传播方向发生变化。
它表明，线偏振因扭转而产生圆偏振，使保偏性能下降。两正交模间因扭转而产生的藕合系数
而φτ可以以很大，曾实测到10π/m，因而使藕合系数因扭转而迅速增大，消光比显著下降。
除扭转外，还有其它多种原因(见表1)造成正交模间的耦合，当因扭转等原因使藕合系数增大时，消光比就减小。这就是光纤环绕制中，造成消光比下降的主要原因[11]。
较理想的光纤环绕制工艺，至少包括:
(a)选择的光纤的消光比要高，涂覆层同心度较好，并释放光纤中的扭转。
(b)选择的材料，应使绕制中引进的机械千扰尽可能小。
(c)对绕线机的要求包括:绕制中引入的机械干扰最小，有利于提高光纤环的互易性。比如，为减小光纤的扭转，要特别注意消除光纤的横向滚动;要求光纤在骨架上绕一周时，放线头的横向位移量，准确等于光纤的徐覆层外径;光纤受到一定拉力，但要小;光纤由前一层转向后一层时，要避免微弯和扭折;有利于从光纤中点向两头对称地绕在光纤环的骨架上。
(d)真空浸涂粘固剂
4 光纤环四级绕法的实现技术
光纤环作为光纤陀螺的重要组成部分,对光纤陀螺的精度具有很大的影响。光纤环的绕制方法对抑制光纤陀螺的相位漂移有直接的关系,这些在国内外已有相关研究。在国外有很多关于光纤环绕制方法的专利文献,如二极、四极、双绕绕法等,而国内在这方面的研究比较少。光纤陀螺的应用对光纤环的绕制提出了更高的要求,为满足工程化的需求,本节就光纤环四级绕法的实现技术和方法进行了研究。
4．1 绕法原理
4.1.1 绕制要求
①光纤张力小于 20g，绕纤速度大于 200m／s，光纤直径为 150～250μm，光纤长为 50～1000m。
②光纤环按四极绕法绕成，绕纤过程衡、整齐、紧密，并能方便地拆装。
③光纤环在绕制过程中应有涂胶、固化功能。
4. 1. 2 实现功能
如图4. 1所示，一根光纤从中点处分为两等分，每一半分别绕到两个供纤轴上。从光纤第端距中点等于纤轴上第一层光纤总长一半处，贴近纤轴凸缘开始纵向绕，第一个供纤轴以顺时针方向，由纤轴第一端绕向纤轴第二端，绕成第一层，接着第二个供纤轴以反时针方向，由纤轴第二端绕向纤轴第一端，绕成第二层，随后第二个供纤轴以顺时针方向，由纤轴第一端绕向纤轴第二端，绕成第三层，然后第一个供纤轴以反时针方向，由纤轴第二端绕向纤轴第一端，绕成第四层。重复上述绕法直到绕完光纤[12]。
图 4. 1 四级环绕
4. 1. 3 工作原理
此光纤绕纤机为左右对称结构，其左半部工作原理示意图如图4.2所示。主要机构有：电机M1、M2、M3，导纤轮1、2、3、4，胶体涂敷器5，离合器6，供纤轮7，绕纤轮8，主轴系9，胶体固体机构10。主要动作为：两个光纤供纤轮安装好后，离合器闭合，左绕纤臂与主轴同步旋转，左绕纤臂匀速右移。绕满一层后，触发右侧行程开关，使左绕纤臂停在右侧，离合器打开，主轴与绕纤轴停止转动，右绕纤臂转动的同时右移，触发右侧行程开关，使右绕纤臂绕纤的同时左移，再绕满一层；随后，触发左侧行程开关，右绕纤臂停在左侧，离合器再次闭合，主轴与右绕纤臂再次同步旋转，同时左绕纤臂从右向左移动[13]。绕满一层后，再触发左侧行程开关，左绕纤臂从左到右移动，完成第四层绕纤后，触发右侧行程开关，左绕纤臂停在右侧。不断重复这一过程，直到绕纤结束。
图 4. 2 工作原理
主动供纤系统由光纤张紧机构、送纤控制开关、送纤机构等组成。开始绕纤时，供纤轮不动，随着光纤缠绕，光纤张紧机构被光纤拉动右移，到达预定位置时，触发送纤控制开关，送纤机构带动纤轮供纤。由于供纤速度大于绕纤速度，光纤张紧机构受弹力的作用左移，到达预定位置时，再次触发送纤控制开关，使送纤停止。这样，主动供纤系统就有效地降低了绕纤过程中光纤张力与绕纤速度的矛盾。当出
现光纤缠绕意外断开和卡纤时，继续绕纤会导致光纤被拉断。解决的方法是在张紧机构中设立极限位置检测位，当出现断纤时，由于光纤不再受供纤机构的约束，在弹力的作用下，张紧杆左移到极限位置，触发停车开关，实现工作停车[14]；当出现卡纤时，光纤被拉紧，张紧杆被压缩到停车位置，触发停车开关，实现故障停车。采用光栅轮实时检测绕纤速度及绕纤长度，使控制更加精确。
4．2 电路控制部分
控制硬件由单片机系统、外围电路及附带的显示键盘等组成。其原理方框图如图4.3所示。
外围系统任务：1．负责计算绕纤参数并传送命令给单片机；2．负责网络通讯；3．建立数据库。单片机系统任务：1．可以独立进行绕纤参数的设置和对绕纤机的控制；2．可接收上位机的参数和命令对绕纤机进行控制。单片机系统总体设计为：功能键采用INT0中断方式，断丝检测采用INT1中断方式，总脉冲信号采用定时器方式1的中断方式，旋转方向控制选择用单片机的P1接口，左右选择控制和旋转分离控制采用单片机外围电路。
图 4. 3 电路控制
4．3 软件设计
(1)绕纤方式子程序：“绕纤方式”主要用来判别调整绕法、光纤起始位置和结束位置。
(2)工作方式选择子程序：
A．手动调试：手动方式下，按键单独调试各动作。
B．自动绕纤；
①设定系统位于绕纤点，等待安装供纤轮、绕纤轮和光纤；
②按设定的绕纤方式绕纤，直到光纤终点。
自动绕纤时结合功能键完成。
(3)脉冲、加速、匀速和减速子程序：驱动各步进电机工作，保证张力低于正常值时能及时提速达到恒定值，张力高于正常值时及时减速稳定在正常范围内[15]。
(4)中断服务子程序：用脉冲输出端，通过接口电路引起中断。用中断方式驱动步进电机工作，并在子程序中完成控制算法，以判断动作的转换和停止。
绕纤过程主流程图如图4.4所示。
图 4. 4 软件流程图
在实现光纤环绕制过程中，本系统具有如下优点：
(1)系统简洁、经济、实用；
(2)微机与单片机均可控制绕纤机，微机与单片机系统只通过三条线连接，硬件连接简单，避免了不必要的软件交互，分工清楚，容易设计，调试方便；
(3)所有绕纤参数均可设计为柔性的，可根据需要设置，设置值存储并可作为默认值，能减少和避免不必要的重复设置与操作；
(4)便于并行工作，以缩短工期，提高效率；
(5)系统的可靠性可通过硬件和软件，采取屏蔽、隔离、退藕等措施予以保证。
5 光纤绕线机张力控制系统的研究
光纤环是光纤陀螺的传感核心,一个长期稳定并且比较小的张力值是评价光纤环品质高低的最基本的因素。在众多影响光纤陀螺性能的因素中,光纤环的绕制品质的高低是最重要的因素之一。光纤环性能的好坏直接影响到光纤陀螺的精度和稳定。环上光纤的应力大小对光纤环品质的影响非常重要。通过光纤绕线机在绕纤过程中对光纤上的张力进行控制的方法,可以获得期望的张力值,使得光纤环的性能有了比较好的改善。
5．1 光纤环上光纤的张力分析
光纤环所处的环境因素,如温度、应力引起的非互易性相位噪声,直接影响着光纤陀螺的精度和性能,因此怎样降低或者消除环境因素带给光纤环的非互易性相位噪声是光纤陀螺向高精度、实用化发展过程中急需解决的问题。
外界应力对光纤参数(例如折射率)产生影响,当两束相向传输光波在光纤中传输时,在光纤环的某一局部位置处,在不同的时间里,经受了同一应力效应的影响,这时两束光波间将产生非互易性相位,该相位作为误差对因旋转Sagnac相位产生影响[17],光纤环因应力产生的非互易性相位ΔΦs可以用下式来表示:
式中,Cs为光纤压缩系数; 为光纤折射率应力变化率;S(1,t)为光纤环应力分布函数;I为光纤环上的光纤长度。
所以根据上式可以得出,如果想保证应力造成的非互易性相位值非常小的话,必须要使得光纤环应力分布函数变化幅度不大,最好可以保证一个恒定的值。
光纤环上的光纤在绕制过程中,由于外部环境和绕制方式的影响会造成多种不同因素的应力的产生[18]。例如外界应力、缠绕的压应力、弯曲应力和扭曲应力等。外界应力可以通过保持光纤绕线过程中外部环境来消除。因此,环上的光纤所受的张力最主要是来源于缠绕过程中的绕制应力和预备光纤环上本身自带的应力。
由此可见,对绕纤过程中的光纤进行张力控制,是保证光纤环的光纤应力稳定最关键的方法。光纤的张力控制也就成为光纤绕线机研制过程中一个重要因素。也是文中所要探讨的关键[19]。
5．2 光纤绕线机的张力控制系统的设计
现讨论的光纤的张力控制系统是光纤绕线机系统的关键组成部分。需要说明的是,张力控制系统并不是脱离光纤绕线机系统而单独存在的,现只是将该子系统单独进行阐述。
5.2.1 控制系统的实现方法
图 5. 1 控制流程
进行绕纤时,光纤从预备环支架导出,经过舞蹈轮、张力传感器、滑轮,最后根据引导滑轮的位置来精确绕制到光纤环架上[21]。当光纤上的张力值恒定时,舞蹈轮主要受本身的重力、与绕纤方向相同的主轴电机的拉力、与绕纤方向相反的张力控制电机的拉力和光纤上自身的张力这几个力的作用,而始终保持在水平方向的位置。如果光纤上的张力值变化时,舞蹈轮上的平衡被破坏,而不能保持在水平位置。此时,张力传感器检测到张力的变化,并将其转换为电压变化值,该值经过AD 采样电路转化为数字信号,传送到主控制电路并通过PID 算法,计算获取到一个相应的用于施加到张力控制电机的电压值,来调整张力控制电机的旋转速度以间接地改变电机的输出力矩,并最终使得舞蹈轮上的平衡恢复,舞蹈轮返回到水平位置,光纤上的张力值被控制在一个稳定的范围内。
5.2.2 控制系统的结构设计
光纤绕线机的张力控制系统的结构图如图5.2所示。
舞蹈轮 张力传感器 A/D 采样与放大电路 单片机
张力控制电机
由图5.2所示,光纤绕线机的张力控制系统由以下几部分组成:张力传感器及放大电路、张力控制电机、舞蹈轮、预备环支架、引导滑轮和A/D采样及反馈控制电路。
张力传感器的实质就是一个单臂电桥。它与一个定滑轮相连接,然后放置在舞蹈轮与引导滑轮之间。光纤绕制时经过该定滑轮,因此可以视为光纤上的张力直接作用在传感器上。光纤上的张力变化会造成电桥两端的不平衡,而导致张力传感器的输出端会产生一个毫伏级的电压信号。
张力控制用的电机采用的是直流伺服电机。该电机的特点是控制方式简单、性能稳定、反应速度快[22]。使用脉宽调制(PWM)控制方式,通过调整电压脉冲的占空比来改变直流电机的电枢电压,以达到改变电机速度的目的。通过电机与预备环之间的摩擦力来间接的改变于绕纤方向相反位置上的拉力。
舞蹈轮用于向绕环光纤上施加一定的张力值,使得光纤环上的光纤张力能保持一个平稳值。预备环支架则用于放置预备光纤环。供出纤时使用。
引导滑轮用于引导光纤绕制到光纤环上。因为光纤环上的光纤必须要每层排列紧密,之间不能有空隙和重叠,否则会导致环上每一层光纤的应力不同,所以绕纤过程中,当每层光纤绕制完毕后,引导滑轮也必须相应的移过1根光纤宽度的距离,以此来保证不同层的光纤之间排列整齐。
采样及反馈控制电路。用于采集张力传感器的输出值,并进行反馈来控制张力电机的运行。来实现控制张力系统。
触控面板制造工艺之黄光工艺流程全解 发布时间：2014-8-22 作为目前电容式触摸屏最为主流的制造工艺，黄光制程一直备受关注。技术发展到今天，已经拥有非常完善的工艺。本文将从黄光制程的步骤入手，全面介绍制程中每个步骤及所需注意的事项。 1. PR前清洗 A.清洗： 指清除吸附在玻璃表面的各种有害杂质或油污。清洗方法是利用各种化学浓剂（KOH）和有机浓剂与吸附在玻璃表面上的杂质及油污发 生化学反应和浓解作用，或以磨刷喷洗等物理措施，使杂质从玻璃表面脱落，然后用大量的去离子水（DI水）冲洗，从而获得洁净的玻 璃表面。（风切是关键） B.干燥： 因经过清洗后的玻璃，表面沾有水或有机浓剂等清洗液。这样会对后续工序造成不良影响，特别是对后续光刻工艺会产生浮胶、钻蚀、图形不清晰等不良现象。因此，清洗后的玻璃必须经过干燥处理。目 前常采用的方法是烘干法，而是利用高温烘烤，使玻璃表面的水分气化变为水蒸气而除去的过程，此方法省时又省力。但是如果水的纯度不变，空气净化等不多或干燥机温度不够，玻璃表面残存的水分虽 经气化为蒸气，但在玻璃表面还会留下水珠，这种水珠将直接影响后
续工序的产品质量。 word 编辑版． 清洗机制程参数设定十槽清洗机PRC. ℃，浸泡时间为5，温度为60±1---3槽KOH溶液为0.4~0.7N温 1.0N~1.6N,n. KOH溶度为／槽纯水溢流量为0.5±0.2㎡／2~3min磨 刷传动速度为3.0~4.5m/min,喷洗压为0.2~1.0kgf/c㎡,5度为40±℃,℃，干燥5±0.2~1.0kg/c㎡，纯水温度为40转速为85~95rpm,压力为℃。110℃±10机1.2.3段温度为溶KOH注：玻璃清洗洁净度不够之改改善对策，适当加入少许，溶液，经常擦拭风切口，喷洗等处，亦可调态清洗KOH液，改变速度，将传速度减慢。机传动2.PR涂佈 光刻是一种图像复印和化学腐蚀相结合的，综合性的精密表面加工技术。 光刻的目的就是按照产品的设计要求，在导电玻璃上覆盖感光胶。A.光刻胶的配制 光刻胶的性能与光刻胶的配比有关。配比的选择原则是即要光刻胶是有良好的抗蚀能力，又要有较高的分辨率。但两者往往是相互矛盾的，不能同时达到。因此，必须根据不同的光刻对象和要求，选取不同的配比。光刻胶的配制应在暗室（洁净度较高的房间）中进行。用量 筒按配方比例将原胶及溶剂分别量好，再将溶剂倒入原胶，用玻璃棒充分搅拌使之均匀混合，通常刚配制好的光刻胶中必然还存在少word 编辑版． 为把这部分未能溶解的固态物质微粒量因态物质微粒未能完全溶解，滤除，我们一般采用自然沉淀法进行过滤。 B.涂层清洗后的玻璃
抽样检验——制程检验程序(doc 6页)
中山桑芭丝服装有限公 司 程序文件制程检验程序 编号：S-QP- 版本/修改状态：A/0 生效日期：2002年月 日 页码：第1页，共4 页 拟制：审核：批准：
1.目的 明确制程检验作业程序，对产品进行首件检验，首三件检验以及巡回检验，以确保生产过程中产品质量得到严格监控。 2.适用范围 适用于首件、首三件以及巡回检验各过程。 3.职责 3.1工厂部：负责制程定点检验区域的检验和记录，以及品质不良 的改善与纠正措施的执行。 3.2质检科：负责产品制程中首件、首三件、巡回检验的执行和记 录。 4.工作程序 4.1制程检验流程图（附表） 4.2首件检验 4.2.1车缝、大烫、手工组长按样衣及“车缝工艺单”制作首 件样版。 4.2.2首件生产完成后，车缝组长自检后，本组组检员依：“车 缝工艺单”、“后整工艺单”、《服装检验手册》及样衣对 首件进行全面检查、测量，将检验结果详细记录在“首 件检验记录表”上，然后由组检将首件样衣及“首件检 验记录表”送交后整QA进行复检，复检意见记录在“首 件检验记录表”相应栏内，并依顺序转交车缝主管、车 缝QA、业务员、质检主管进行复查及批示。 4.2.3首件查核后，由工艺员组织相关车缝组长、专检组长、组 检员、跟单QA开产前生产会，由工艺员主持讲解工艺要 求，质检科将检验中发现的质量问题予以提出，共商改善 对策。只有首件审核完成后，车缝组才可正式生产大货。
编号：S-QP- 版/修：A/0 页码：第2页，共4页
编号：S-QP- 版/修：A/0 页码：第3页，共4页
产品质量检验流程图 1. 产品质量检验流程与风险控制图 产品质量检验流程与风险控制 不相容责任部门/责任人的职责分工与审批权限划分阶业务风险 总经理技术总监质量管理部各生产单位段如果没有规范的产品开始 质量检验标准和操作 审批规范，企业生产的产 品质量就得不到有效 保障 如果对产品质量检验 的每个环节把关不 严，产品质量就会受 到影响，企业形象和 消费者利益也会受到 损害 如果不对产品存在的 审批质量缺陷和问题进行 反思总结，产品的质量 就得不到有效改善， 最终将不利于企业的 长远发展 1 审核制定质量检验标准 2 制定《质量检验 操作规范》 执行质量检验标准 3 原材料检验 4 在制品检验 5 产成品检验 6 编写《年度质检 审核 总结报告》 修订质量检验标准 及操作规范 结束 D1 进行生产 配合工作 D2
D3 2. 产品质量检验流程控制表 产品质量检验流程控制 控制事项详细描述及说明
1. 质量管理部会同相关部门及专业人员参考国家标准、行业标准、国外标准、客户需求 及本身制造能力等，严格制定产品质量检验标准，并报技术总监审核、总经理审批D1 2. 质量管理部应制定《质量检验操作规范》，对原材料、在制品、产成品的检查项目、质 量标准、检验频率、检验方法及使用仪器设备等进行详细说明 3. 原材料购入时，仓库管理部门应依据相关规定办理收料，并通知质量管理部人员进行 阶 检验，质量管理部检验人员应依照原材料质量标准及检验规范的规定完成检验，对不段 符合质检要求的原材料进行相应的退换货处理 控 D2 4．质量管理部检验人员对制造过程的在制品均应依照在制品质量标准及检验规范实施质制 量检验，以提早发现问题并迅速处理，确保在制品质量 5．质量管理部检验人员应依照产成品质量标准及检验规范实施质量检验，以提早发现问 题并迅速处理，以确保产成品质量 6．质量管理部应每年提交《年度质检总结报告》，对本年度产品质量检验的标准、规范及D3 执行情况进行总结，并提出产品质量检验标准及检验规范的修订意见相应建《产品质量管理制度》 关规范《产品质量检验操作规范》 规参照《企业内部控制应用指引》 范规范《中华人民共和国产品质量法》 《产品质量操作规范》 文件资料 《年度质检总结报告》 责任部门及责任人质量管理部、相关部门 总经理、技术总监、质量管理部经理
李经理: 请查看附件.环评要求你们的工艺流程及说明也要像附件中我们的芯片流程这样描述详细.(流程右边的代号是表示废水或废气,你可以用文字表述. 另外你们的原材料中有一种含氰的化学品,请你们说明其无害特点.如确实有害,则要说明处理方案. 上面的事很急,请你帮忙这两天就给出来. 芯片工艺流程图及说明 工艺流程图 红黄光芯片生产工艺流程及产污环节点见图4-2、
W 废水产出点 注：G 废气产出点 S 固废产出点 氢氟酸、S2-9、S2-7 、G 2-9 硫酸红、黄光外延片 金钛铝图4－2 红黄光芯片生产工艺流程及产污环节点
工艺流程说明 （1）外延片检测：用荧光测试仪快速测量外延片的光电参数。 （2）清洗：将外延生长好的外延片依次放入硫酸与双氧水的混合溶液、氨水与双氧水的混合溶液、异丙醇中对外延片表面进行清洗，每次清洗后使用纯水进行冲洗。此过程在通风柜里密闭进行，冲洗使用通风柜内的专用清洗槽，使用纯水进行漂洗直至槽中纯水达到工艺要求的较低离子浓度。 （3）蒸镀：清洗后的外延片放入密封蒸镀设备中，根据产品品种要求，蒸发上钛金或钛铝电极薄膜。 （4）光刻：将镀好金属的外延片在涂胶机上涂上光刻胶后，在曝光机上曝光，将光刻版上的图形转移到光刻胶上，再放入显影液中，溶解去曝过光的光刻胶，未经曝光的光刻胶保留下来，得到所需的电极图形。 （5）腐蚀：将光刻后的外延片依次采用磷酸、氢氟酸与硝酸的混合液来腐蚀钛、金和铝等金属，腐蚀后用纯水冲洗外延片携带的酸液、再用去胶液去除光刻胶，得到所需的金属电极。用纯水冲去外延片携带的去胶液。 （6）高温合金：腐蚀后的外延片放在合金炉中进行热处理，使金属层与外延层形成良好的欧姆接触，减低芯片正向电压。 （7）研磨：通过蜡将外延片粘接在研磨盘上，放入研磨机内，采用三氧化二铝研磨粉，通过机械研磨的方式，减薄衬底，使外延片易于切割，并降低芯片的热阻，提高器件的可靠性。 （8）研磨后清洗：研磨后的外延片先用去蜡液、丙酮和异丙醇去除蜡，再依次放入硫酸与双氧水的混合溶液、氨水与双氧水的混合溶液进行清洗、去蜡以及每次清洗后使用纯水进行冲洗。 （9）清洗干净后的外延片，放入密闭的蒸镀机内，根据产品需要蒸发上金、镍。 （10）高温合金：蒸镀后的外延片放在合金炉中再次进行热处理，使金属层与衬底形成良好的欧姆接触，减低芯片正向电压。 （11）半切：用切割机将制作好电极的外延片切至衬底，但不把整个衬底切穿。 （12）点测：将半切好的外延片放在芯片测试机上，测试每个芯片的光电参数，并对不符合要求的芯片点墨水做出标记。 （13）切穿：用切割机将测试过的外延片切穿，切成一个个芯片。 （14）目检：在显微镜下用真空吸笔将外观不合格和点墨水的芯片剔除掉。废芯片统一保存并交由固体废物处置公司处置。 （15）包装入库：将目检过的芯片用包装膜包装后，计数并贴上有光电参数、产品规格等的标签，再交由生管成品库入库。
制程检验作业流程
流程图 1．0目的 为保证产品在生产制程中得到有效检验作业,控制制程品质,降低制程返工、报废,提升产品合格率,提高不良出来的时效性，特制定本作业流程。2．0 范围 适用于（备料车间、白身车间、油漆车间、包装车间）生产过程中的检验与控制及不良品处理。 3．0 职责 3.1 PMC部：计划课负责生产指令的下达,参与生产异常处理；仓务课负责完成 不良品的回仓分类保管、标识确认及不良品退料的督促工作。 3.2 各生产车间：负责制程产品材料确认,首件产品品质确认及生产过程中的自 检、互检工作。反馈、参与生产异常处理； 3.3品管部：首件产品确认及生产过程中的巡检、完工后检验,反馈、主导或参 与品质异常处理工作，并对数据记录保存、统计、分析、改善，持续改善； 3.4 相关部门：主导或参与品质异常处理及异常分析工作。 4．0 作业程序 4.1 PMC部下发《生产日计划》给各生产车间主管，各生产车间主管根据《生产日 计划》，组织安排操作工做好生产前的准备工作； 4.2 各车间组长、技术员准备工装夹具、测量量具、签样等，按样品或
产品工程作业标准书等准备物料进行生产。 备料、白身、总装车间：工装夹具、测量量具、签样、作业指导书、图纸、模具等。 油漆车间：色板、签样、作业指导书、图纸等。 包装车间: 签样、作业指导书、图纸、产品包装示意图、模具等。 4.3组长、技术员对首件先自检，合格报制程检验员对首件进行检验，详细参考 《首件检验控制卡》。 4.4制程检验员全检或按规定频次(正常情况下每天不少于6次)及工艺图纸等要 求巡检各工序制程品质状况，巡检要有相关侧重点，填写巡检记录，若不符 图纸和工艺要求，则知会操作员异常状况；当生产操作工自检发现不良现象 时及时隔离和标识；当产生不良品超标时，发现人即时通知本组组长 到现场确认，组长到现场确认后，按《生产异常提报控制卡》进行操 作，必要时组长填写《品质异常报告和处理单》交责任单位处理（来 料引起的不良交品管部处理；制程引起的不良交本部车间主管处 理）。现场品质组长监督执行情况和跟进结果。 4.5操作工确认品质没有异常的，通知制程检验员进行全检或抽检.制程检验员 按照图纸上要求及抽样标准进行全检或抽检，检验合格正常转入下一工序,并贴上合格标贴同时在交接单上签名承认.若不符规格要求，则要求生产操作者返工，暂停转序，即时通知本组组长到现场确认，组长到现场确认后，按《生产异常提报控制卡》进行操作，必要时组长填写《品质异常报告和处理单》交责任单位处理（来料引起的不良交品管部处理；制程引起的不良交本部车间主管处理）。现场品质组长监督执行情况和跟进结果。 4.6相关人员收到异常提报的通知后10分钟内赶到现场处理，收到现场组长或 品管填写的《品质异常报告和处理单》后需在规定时间内完成（来料引起的不良交品管部处理；制程引起的不良交本部车间主管处理）。现场品质组长和生产主管监督执行情况并结果跟进。
制程检验作业流程 流程图
1．0目的 为保证产品在生产制程中得到有效检验作业,控制制程品质,降低制程返工、报废,提升产品合格率,提高不良出来的时效性，特制定本作业流程。2．0 范围 适用于（备料车间、白身车间、油漆车间、包装车间）生产过程中的检验与控制及不良品处理。 3．0职责 3.1 PMC部：计划课负责生产指令的下达,参与生产异常处理；仓务课负责完成 不良品的回仓分类保管、标识确认及不良品退料的督促工作。 3.2 各生产车间：负责制程产品材料确认,首件产品品质确认及生产过程中的自 检、互检工作。反馈、参与生产异常处理； 3.3品管部：首件产品确认及生产过程中的巡检、完工后检验,反馈、主导或参 与品质异常处理工作，并对数据记录保存、统计、分析、改善，持续改善； 3.4 相关部门：主导或参与品质异常处理及异常分析工作。 4．0作业程序 4.1 PMC部下发《生产日计划》给各生产车间主管，各生产车间主管根据《生产 日计划》，组织安排操作工做好生产前的准备工作； 4.2 各车间组长、技术员准备工装夹具、测量量具、签样等，按样品或 产品工程作业标准书等准备物料进行生产。 备料、白身、总装车间：工装夹具、测量量具、签样、作业指导书、图纸、模具等。 油漆车间：色板、签样、作业指导书、图纸等。 包装车间: 签样、作业指导书、图纸、产品包装示意图、模具等。 4.3组长、技术员对首件先自检，合格报制程检验员对首件进行检验，详细参考 《首件检验控制卡》。 4.4制程检验员全检或按规定频次(正常情况下每天不少于6次)及工艺图纸等要 求巡检各工序制程品质状况，巡检要有相关侧重点，填写巡检记录，若不符 图纸和工艺要求，则知会操作员异常状况；当生产操作工自检发现不良现象
黄光PHOTO制程问答 2009-11-27 17:11 PHOTO 流程? 答：上光阻→曝光→显影→显影后检查→CD量测→Overlay量测 何为光阻？其功能为何？其分为哪两种？ 答：Photoresist(光阻).是一种感光的物质，其作用是将Pattern从光罩(Reticle)上传递到Wafer上的一种介质。其分为正光阻和负光阻。 何为正光阻? 答：正光阻，是光阻的一种，这种光阻的特性是将其曝光之后，感光部分的性质会改变，并在之后的显影过程中被曝光的部分被去除。 何为负光阻? 答：负光阻也是光阻的一种类型，将其曝光之后，感光部分的性质被改变，但是这种光阻的特性与正光阻的特性刚好相反，其感光部分在将来的显影过程中会被留下，而没有被感光的部分则被显影过程去除。 什幺是曝光？什幺是显影？ 答：曝光就是通过光照射光阻，使其感光；显影就是将曝光完成后的图形处理，以将图形清晰的显现出来的过程。 何谓 Photo? 答：Photo=Photolithgraphy,光刻，将图形从光罩上成象到光阻上的过程。Photo主要流程为何? 答：Photo的流程分为前处理，上光阻，Soft Bake, 曝光，PEB，显影，Hard Bake 等。 何谓PHOTO区之前处理? 答：在Wafer上涂布光阻之前，需要先对Wafer表面进行一系列的处理工作，以使光阻能在后面的涂布过程中能够被更可靠的涂布。前处理主要包括Bake，HDMS 等过程。其中通过Bake将Wafer表面吸收的水分去除，然后进行HDMS工作，以使Wafer表面更容易与光阻结合。 何谓上光阻? 答：上光阻是为了在Wafer表面得到厚度均匀的光阻薄膜。光阻通过喷嘴（Nozzle）被喷涂在高速旋转的Wafer表面，并在离心力的作用下被均匀的涂布在Wafer的表面。 何谓Soft Bake? 答：上完光阻之后，要进行Soft Bake，其主要目的是通过Soft Bake将光阻中的溶剂蒸发，并控制光阻的敏感度和将来的线宽，同时也将光阻中的残余内应力释放。 何谓曝光? 答：曝光是将涂布在Wafer表面的光阻感光的过程，同时将光罩上的图形传递到Wafer上的过程。 何谓PEB(Post Exposure Bake)? 答：PEB是在曝光结束后对光阻进行控制精密的Bake的过程。其目的在于使被曝光的光阻进行充分的化学反应，以使被曝光的图形均匀化。 何谓显影? 答：显影类似于洗照片，是将曝光完成的Wafer进行成象的过程，通过这个过程，成象在光阻上的图形被显现出来。
XXX有限公司 黄光制程废水处理工程 技 术 方 案 招标人：XXX有限公司 投标人：深圳市*****水处理技术有限公司二〇一三年三月十二日
XXX有限公司 黄光废水处理工程方案 审定：何琼 审核：邹峰 设计负责人：邹峰 参加编制人：邹峰、彭件华 资质证书号 深圳市环境保护工程技术资格证书：
目录 一、项目概况 (4) 二、设计依据及设计原则 (4) 2.1、设计依据 (4) 2.2、设计原则 (5) 三、废水的水质、水量 (5) 四、废水的排放标准 (6) 五、废水处理工艺 (6) 5.1、废水处理工艺流程选择 (13) 5.2、废水处理流程图及平面布置图 (13) 5.3、工艺流程说明 (13) 六、废水处理系统主要构筑物及设备 (14) 6.1、主要构筑物 (20) 6.2、主要设备 (21) 七、工程布局 (24) 八、处理系统水、电及总装机容量 (24) 九、管路设计 (24) 十、电气控制系统设计 (25) 十一、劳动定员 (25) 十二、运行费用估算(仅供参考) (25) 十三、工程工期 (26) 附图：工艺流程图 平面布置图
*****有限公司黄光废水处理工程方案 一、项目概况 *****有限公司，是一家新型的高科技企业。该企业在生产过程中每天需排放一定量的污染废水。针对生产产生废水情况的预计，并考虑到生产废水如不达标处理而直接排入水体给环境带来的严重危害，*****有限公司准备新建一套日废水排放总量为500吨的黄光废水处理系统。 由于该项目为新建项目，为保护好环境，按照国家环保法规，必须实行“三同时”制度，落实好环保措施，针对此情况，*****有限公司委托深圳市*****水处理技术有限公司对该工程进行整体规划与设计。 二、设计依据及设计原则 2.1、设计依据 1．生产厂家的生产工艺废水种类、数量及浓度范围等资料； 2．废水设计处理能力为：500m3/d，设计每小时处理25m3； 3．废水中需要处理的污染物为：PH、COD、酸碱、重金属以及悬浮物等； 4．废水经处理后达到《污水综合排放标准》（GB8978-1996）一级标准； 5．给水排水工程建设有关规范； 6．根据我们所完成的同类型废水工程实际参数和经验； 7．《给排水设计手册》；
精选文档 工 艺 文 件 编制：制剂研发部日期：批准：日期： .
. 生产工艺流程： 生产任务单 开具生产配方单 系统检查 转入包装岗位 报检 质量控制点 25克/升高效氯氟氰菊酯乳油质量控制点操作控制程序及操作步骤 溶剂 助溶剂 乳化剂 抽入配制釜 打开人孔盖投固体原料 搅拌混合 静置分离 质检 冲洗管道 合格包装 操作步骤：1、按产品配方比例将定量的溶剂、助溶剂、乳化剂通过计量，用真空泵抽入配置釜中。 2、打开人孔盖投合格的固体原料。 2、将剩余量的溶剂通过计量，抽入配制釜中，以冲洗管道。 3、开启搅拌器，进行搅拌混合，至混合均匀。
5、进行排底分离。。 6、取样报检，若所测控制指标合格，转入包装程序。 250克/升氟磺胺草醚水剂质量控制点操作控制程序及操作步骤： 氟磺胺草醚原粉 配制釜搅拌混合静置分离排底 剩余水质检 合格包装 操作步骤：1、按产品配方比例将定量的水、助剂、氢氧化钠通过计量，用真空泵抽入配置釜中。 2、将剩余量的水通过计量，抽入配制釜中，以冲洗管道。 3、将定量的乙烯利原粉投入配制釜中。 4、开启搅拌器，进行搅拌混合，至混合均匀。 .
. 6、进行排底。将排底的物料用真空泵再次抽入配制釜中。 7、取样报检，若所测控制指标合格，转入包装程序。 15%噻吩磺隆可湿性粉剂质量控制点操作控制程序及操作步骤： 噻吩磺隆原粉 计量 分散剂载体 预混合 气流粉碎 磨细 填料 润湿剂 后混合 质检 合格包装 操作步骤：1、按产品配方比例将定量噻吩磺隆原粉、载体、填料通过计量，投入混合器中进行预混合。 2、将分散剂、润湿剂投入混合器中进行再混合。
对生产过程中影响产品质量的各个因素进行控制，确保产品质量满足规定要求，特制订
本流程。 2.0适用范围 本流程适用于生产过程中对产品质量有影响的各因素的控制。 3.0职责 3.1生产部负责产品生产过程中各环节的全面质量控制及设备、工装的总体控制，品质异常责 任部门负责在一个工作日内处理完毕，否则部门负责人承担同等质量损失责任。 3.2销售部负责客户对质量要求的沟通并及时将客户对质量的要求书面通知生产部、品质部。 3.3技术部负责生产所需的各类工艺技术文件（产品规格书、作业指导书等）和资料的编制及 提供； 3.4品质部负责生产过程中各环节产品质量的检验、试验和检验标准（包装检验标准、注塑检验标 准等）的编制。 3.5相关采购人员负责生产所需的各类物资的采购质量。 3.6副总经理负责生产过程中各项质量活动的组织、计划、协调和管理。 3.7总经理负责生产过程中影响生产质量的各项资源的配置。 3.8各车间、仓库负责各项生产过程中质量控制活动的具体实施。 4.0制程检验流程 4.1制程检验流程图
4.2.1生产计划的制订 4.2.1.1销售部应根据已接受的合同或订单中的各项内容和要求，及时编制《生产任务单》， 在明确产品名称、规格、数量、交付时间的同时，应将顾客对产品特性、质量、工艺 等方面的要求及时通知技术开发部、品质部会审，报生产副总经理审批后，发放给 PMC部。 4.2.1.2PMC部根据《生产任务单》中的要求并确认客户要求和产品库存情况，以及各车间的 实际生产状况，及时编制《车间周生产计划》，在明确各车间所应生产的产品名称、规格、数量、完成时间的同时，各车间应着重注意产品特性、质量、工艺等方面的要求。 4.2.1.4《车间周生产计划》经审批后，应及时发放到各车间、技术部、品质部、PMC部、采 购部。 4.2.1.5出现下列情况时，可对产品生产计划进行相应调整： 4.2.1. 5.1由于原材料或设备等原因，确属无法按生产计划进行生产的； 4.2.1. 5.2合同或订单的更改； 4.2.1. 5.3其它特殊情况。
1、PR前清洗ITOGLASS清洗指用物理的方法（磨刷喷洗）和化学的方法（去离子水DI 水和KOH）将玻璃表面的脏污和油污、杂质除去并干燥的过程 2、PR涂佈指在玻璃的导电层表面均匀涂上一层光刻胶 3. 前烘指在一定温度下将涂有光刻胶的玻璃烘一段时间、使光刻胶的溶剂挥发，形行成固体的PR层 4. 曝光指用紫外线通过预先设置好的菲林垂直照射光刻胶表面，使被照射部分的光刻胶发生反应 5、显影指用弱KOH溶液去离玻璃表面将径光照射部分的光刻胶除去，保留未照射部分的光刻胶 6、坚膜指将玻璃在径一次高温处理，使光刻胶膜更加坚固。 7、蚀刻指用适当的酸液将无光刻胶覆盖的ITO层除去，这样就得到了我们所需要的ITO 电极图形。 8、脱膜指用较强的KOH剥膜液将残留光刻胶除去，将玻璃表面清洗干燥 1. PR前清洗 A.清洗： 指清除吸附在玻璃表面的各种有害杂质或油污。清洗方法是利用各种化学浓剂（KOH）和有机浓剂与吸附在玻璃表面上的杂质及油污发生化学反应和浓解作用，或以磨刷喷洗等物理措施，使杂质从玻璃表面脱落，然后用大量的去离子水（DI水）冲洗，从而获得洁净的玻璃表面。（风切是关键） B.干燥： 因经过清洗后的玻璃，表面沾有水或有机浓剂等清洗液。这样会对后续工序造成不良影响，特别是对后续光刻工艺会产生浮胶、钻蚀、图形不清晰等不良现象。因此，清洗后的玻璃必须经过干燥处理。目前常采用的方法是烘干法，而是利用高温烘烤，使玻璃表面的水分气化变为水蒸气而除去的过程，此方法省时又省力。但是如果水的纯度不变，空气净化等不多或干燥机温度不够，玻璃表面残存的水分虽经气化为蒸气，但在玻璃表面还会留下水珠，这种水珠将直接影响后续工序的产品质量 C. 十槽清洗机PR清洗机制程参数设定 1---3槽KOH溶液为0.4~0.7N，温度为60±5℃，浸泡时间为2~3min／槽纯水溢流量为0.5±0.2㎡／n. KOH溶度为1.0N~1.6N,温度为40±5℃,喷洗压为0.2~1.0kgf/c㎡,传动速度为3.0~4.5m/min,磨刷转速为85~95rpm,压力为0.2~1.0kg/c㎡，纯水温度为40±5℃，干燥机1.2.3段温度为110℃±10℃。注：玻璃清洗洁净度不够之改改善对策，适当加入少许KOH溶液，改变KOH，溶液，经常擦拭风切口，喷洗等处，亦可调态清洗机传动速度，将传速度减慢 2.PR涂佈 光刻是一种图像复印和化学腐蚀相结合的，综合性的精密表面加工技术。 光刻的目的就是按照产品的设计要求，在导电玻璃上覆盖感光胶。 A.光刻胶的配制 光刻胶的性能与光刻胶的配比有关。配比的选择原则是即要光刻胶是有良好的抗蚀能力，又要有较高的分辨率。但两者往往是相互矛盾的，不能同时达到。因此，必须根据不同的光刻对象和要求，选取不同的配比。光刻胶的配制应在暗室（洁净度较高的房间）中进行。用量筒按配方比例将原胶及溶剂分别量好，再将溶剂倒入原胶，用玻璃棒充分搅拌使之均匀混合，通常刚配制好的光刻胶中必然还存在少量因态物质微粒未能完全溶解，为把这部分未能
黄光PHOTO制程问答 PHOTO 流程? 答：上光阻→曝光→顯影→顯影後檢查→CD量測→Overlay量測 何为光阻？其功能为何？其分为哪两种？ 答：Photoresist(光阻).是一种感光的物质，其作用是将Pattern从光罩(Reticle)上传递到Wafer上的一种介质。其分为正光阻和负光阻。 何为正光阻? 答：正光阻，是光阻的一种，这种光阻的特性是将其曝光之后，感光部分的性质会改变，并在之后的显影过程中被曝光的部分被去除。 何为负光阻? 答：负光阻也是光阻的一种类型，将其曝光之后，感光部分的性质被改变，但是这种光阻的特性与正光阻的特性刚好相反，其感光部分在将来的显影过程中会被留下，而没有被感光的部分则被显影过程去除。 什幺是曝光？什幺是显影？ 答：曝光就是通过光照射光阻，使其感光；显影就是将曝光完成后的图形处理，以将图形清晰的显现出来的过程。 何谓 Photo? 答：Photo=Photolithgraphy,光刻，将图形从光罩上成象到光阻上的过程。Photo主要流程为何? 答：Photo的流程分为前处理，上光阻，Soft Bake, 曝光，PEB，显影，Hard Bake 等。 何谓PHOTO区之前处理? 答：在Wafer上涂布光阻之前，需要先对Wafer表面进行一系列的处理工作，以使光阻能在后面的涂布过程中能够被更可靠的涂布。前处理主要包括Bake，HDMS 等过程。其中通过Bake将Wafer表面吸收的水分去除，然后进行HDMS工作，以使Wafer表面更容易与光阻结合。 何谓上光阻? 答：上光阻是为了在Wafer表面得到厚度均匀的光阻薄膜。光阻通过喷嘴（Nozzle）被喷涂在高速旋转的Wafer表面，并在离心力的作用下被均匀的涂布在Wafer的表面。 何谓Soft Bake? 答：上完光阻之后，要进行Soft Bake，其主要目的是通过Soft Bake将光阻中的溶剂蒸发，并控制光阻的敏感度和将来的线宽，同时也将光阻中的残余内应力释放。 何谓曝光? 答：曝光是将涂布在Wafer表面的光阻感光的过程，同时将光罩上的图形传递到Wafer上的过程。 何谓PEB(Post Exposure Bake)? 答：PEB是在曝光结束后对光阻进行控制精密的Bake的过程。其目的在于使被曝光的光阻进行充分的化学反应，以使被曝光的图形均匀化。 何谓显影? 答：显影类似于洗照片，是将曝光完成的Wafer进行成象的过程，通过这个过程，
1.0 对生产过程中影响产品质量的各个因素进行控制，确保产品质量满足规定要求，特制
订本流程。 2.0适用范围 本流程适用于生产过程中对产品质量有影响的各因素的控制。 3.0职责 3.1生产部负责产品生产过程中各环节的全面质量控制及设备、工装的总体控制，品质异常责任部门负责在 一个工作日内处理完毕，否则部门负责人承担同等质量损失责任。 3.2销售部负责客户对质量要求的沟通并及时将客户对质量的要求书面通知生产部、品质部 3.3技术部负责生产所需的各类工艺技术文件（产品规格书、作业指导书等）和资料的编制 及提供； 3.4品质部负责生产过程中各环节产品质量的检验、试验和检验标准（包装检验标准、注塑检验标准等）的 编制。 3.5相关采购人员负责生产所需的各类物资的采购质量。 3.6副总经理负责生产过程中各项质量活动的组织、计划、协调和管理。 3.7总经理负责生产过程中影响生产质量的各项资源的配置。 3.8各车间、仓库负责各项生产过程中质量控制活动的具体实施。 4.0制程检验流程 4.1制程检验流程图
4.2 4.2.1生产计划的制订 4.2.1.1销售部应根据已接受的合同或订单中的各项内容和要求，及时编制《生产任务单》，在明确产品名 称、规格、数量、交付时间的同时，应将顾客对产品特性、质量、工艺等方面的要求及时通知技 术开发部、品质部会审，报生产副总经理审批后，发放给PMC?。 4.2.1.2PMC部根据《生产任务单》中的要求并确认客户要求和产品库存情况，以及各车间的实际生产状况， 及时编制《车间周生产计划》，在明确各车间所应生产的产品名称、规格、数量、完成时间的同 时，各车间应着重注意产品特性、质量、工艺等方面的要求。 4.2.1.4《车间周生产计划》经审批后，应及时发放到各车间、技术部、品质部、PM（部、采 购部 4.2.1.5出现下列情况时，可对产品生产计划进行相应调整： 4.2.1. 5.1由于原材料或设备等原因，确属无法按生产计划进行生产的; 4.2.1. 5.2合同或订单的更改；
工艺流程图绘制方法——PID图 (2) 管道和仪表流程图又称为P&ID (8) 工艺流程表示标准 (22)
工艺流程图绘制方法——PID图 PID图图纸规格 采用1号图纸规格（594 mm×841 mm），并用多张1号图分开表示。每张图纸的有关部分均应相互衔接，完善地表示出整个生产过程。少数物流和控制关系来往密切且内容较多，表示在一张1号图中太挤的情况下，可按图纸延长的标准加长1/4或1/2。 PID图的内容 应根据工艺流程图和公用工程流程图的要求，详细地表示装置的全部设备、仪表、管道和其他公用工程设施，具体内容如下： a) 全部设备； b) 全部仪表（包括控制、测量及计算机联结）； c) 所有管道、阀门（低高点放空除外）、安全阀、大小头及部分法兰； d) 公用工程设施、取样点、吹扫接头； e) 工艺、仪表、安装等特殊要求。 PID图中设备画法 编号例如E-1由三台换热器并联操作，其编号分别为E-1A，E-1B，E-1C（或E-1A/B/C）；如P-1为两台泵（一台操作，一台备用），其编号为P-1A，P-1B（或P-1A/B）。 用细实线画出装置全部操作和备用的设备，在设备的邻近位置（上下左右均可）注明编号（下画一粗实线）、名称及主体尺寸或主要特性。编号及名称应与工艺流程图相一致，编号方法与“工艺流程图”2.4.2规定相同。但同一作用的设备由多台组成（或备用）时，可在编号数字后加A，B，C。
设备的主体尺寸或特性的标注方法按不同外型或特性规定如下： a) 立式圆筒型：内径ID×切线至切线高T/T，mm， b) 卧式圆筒型：内径ID×切线至切线长T/T，mm， c) 长方型：长×宽×高，mm， d) 加热及冷换设备：标注编号、名称及其特性（热负荷、及传热面积） e) 机泵， 设备大小可不按比例画，但应尽量有相对大小的概念，有位差要求的设备，应表示其相对高度位置，例如热旁路控制流程中的冷凝器和回流罐。 设备内部构件的画法与PFD图规定要求相同。相同作用的多台设备应全部予以表示，并按生产过程的要求表示其并联或串联的操作方式。对某些需要满足泵的汽蚀余量或介质自流要求的设备应标注其离地面的高度，一般塔类和某些容器均有此要求。对于落地的立式容器，该尺寸要求也可直接表示在相关数据表设备简图中。 PID图中管道画法 装置内所有操作、开停工及事故处理等管道及其阀门均应予表示，并用箭头表示管内物料的流向。主要操作管道用粗实线表示，备用管道、开停工及事故处理管道、其他辅助管道均用细实线表示。 装置内的扫线、污油排放及放空管道只需画出其主要的管道及阀门，并表示其与设备或工艺管道连接的位置。 装置内公用工程（水、蒸汽、燃料、密封油、冲洗油、空气、化学药剂等）可分不同系统按上述要求绘制公用工程的“管道及仪表流程图”。各种物料一般在使用地点用短实线示意，并标注物料的名称，但对其所采用的仪表和阀门不得重复表示（一般只表示在公用工程PID中）。 管道的编号及标注方法：应根据装置的部分号和管内物料的属性分别按流程顺序编号，即每一种介质应分别顺序编号。允许中间有预留号，如：工艺管道（代号P）中不同属性物料管道之间可以留有空号。同一物料流经多台不同功能的设备时，每经一台或一组设备后新编一个管号。