₀= 100 .

Подставим указанные значения в формулу (5.2) и вычислим значение t:

м

Подставляем найденные значения в формулу (5.1) и получаем результат:

Необходимое количество заземлителей определим, исходя из наибольшего допустимого сопротивления заземляющего устройства. Примем коэффициент использования заземлителей равным 0,63.

; (5.3)

где N_З - необходимое количество заземлителей, шт.;

R_ЗАЗ - наибольшее допустимое сопротивление заземления, Ом;

_З - коэффициент использования заземлителей.

Примем значение R_ЗАЗ = 10 Ом ; _З= 0,63.

Рассчитаем теперь сопротивление растекания тока горизонтальных заземляющих соединительных проводников:

, (5.4)

где R_Г - сопротивление горизонтальных соединительных проводников, Ом;

- удельное сопротивление грунта с учетом f, Омм;

l₁ - длина заземляющего проводника, м;

b - ширина стальной соединительной полосы (горизонтального соединителя);

b = 0,02 м;

t₁ - глубина заземляющего проводника, м.

t₁ = h = 0,6м.

Длина заземляющего проводника рассчитывается по формуле:

, (5.5)

где l' - расстояние между заземлителями, м;

N_З - необходимое количество заземлителей.

Расстояние между заземлителями определим по формуле :

, (5.6)

где l - длина электрода, м.

Найденное значение l' подставляем в формулу (5.5) и находим значение l₁:

.

Подставим найденные значения l₁ и l' в формулу (5.4) и найдем значение сопротивления горизонтальных соединительных проводников:

.

Общее сопротивление группового заземления R_гр рассчитаем по формуле :

, (5.7)

где _Г = 0,77 – коэффициент использования горизонтального полюсового электрода для 4 вертикальных электродов размещенных в ряд (круглая арматура).

.

Поскольку R _ГР< R_ЗАЗ (5,52 < 10), значит заземляющее устройство рассчитано верно.

5.4. Техника безопасности при работе с химическими веществами

При выполнении дипломной работы приходилось работать с различными химическими реактивами.

Во время работы в химической лаборатории необходимо соблюдать следующие мероприятия:

- не пробовать на вкус химические вещества;

- на операциях, где выделяются вредные вещества, работу производить только при включенной вентиляции;

- использовать при работе специальную одежду;

• не хранить, не принимать пищу в рабочих помещениях.

Хранение химических веществ должно производиться с учетом их свойств и правил совместного хранения. Общая вентиляция должна включаться за 15 – 20 минут до начала работы и выключаться за 20 – 30 минут до окончания рабочего дня. Вытяжное устройство рассчитывается так, чтобы скорость всасывания воздуха в сечении открытых дверцах шкафа была в пределах 0,5 – 0,7 м/с, а при работе с особо вредными веществами до 1 – 1,5 м/с.

В работе из кислот используются плавиковая, азотная и фосфорная кислоты. При попадании на кожу они могут вызвать ожог, поэтому операции с использованием этих кислот необходимо проводить в резиновых перчатках. Переливать кислоты из бутылки неосходимо используя качалки, сифоны и другие приспособления, предотвращающие разбрызгивание их. Пролитые на пол кислоты или другие химические растворы следует немедленно нейтрализовать специальным раствором и при уборке использовать опилки.

Безопасная работа с органическими растворителями, кислотами, щелочами включает:

1. При использовании давления оно не должно превышать 0,2 атмосферы.

2. Бутылки с кислотами и щелочами должны находиться в исправных корзинах, устланых соломой или другими материалами (стружка), пропитанных раствором хлористого кальция.

3. Фтористоводородная (плавиковая) кислота разъедает стекло, поэтому должна храниться в парафиновых или эбонитовых сосудах.

Безопасная работа с легко воспламеняющимися жидкостями (ЛВЖ):

1. Все операции с ЛВЖ должны производиться с малым количеством в вытяжных шкафах.

2. Для нагрева ЛВЖ следует применять закрытые электронагревательные приборы.

3. При случайных проливах ЛВЖ необходимо выключать нагревательные приборы, место пролива засыпать песком.

4. В случае воспламенения горючей жидкости необходимо:

а) немедленно выключить вентиляцию и нагревательные приборы;

б) вынести из помещения все сосуды с огнеопасными веществами;

в) применить наиболее эффективные средства тушения, руководствуясь противопожарной инструкцией.

1. Запрещается выливать в канализацию горючие жидкости, не смешивающиеся с водой, так как они легче воды и образуют на поверхности пленку.

5.5. Освещенность рабочего места

Правильно спроектированное и выполненное производственное освещение улучшает условия зрительной работы, снижает утомляемость, способствует безопасности труда, снижает травматизм.

В лаборатории технологии полупроводниковых приборов, где выполняется экспериментальная часть дипломного проекта, имеет место совмещенное освещение, которое состоит из естественного бокового и искуственного (представленного газоразрядными лампами). Искуственное освещение имеет равномерный и локализованный характер.

Исходя из выполняемой работы помещения полупроводникового производства согласно СНиП П-4-49 относятся к помещениям с высокой точностью – объект различения 0,3 – 0,5 мм.

Непостоянство – большой недостаток естественного освещения. Величина естественного освещения зависит от времени года, времени суток и технологических условий. Естественное освещение характеризуется отвлеченной величиной – коэффициентом естественной освещенности (КЕО), равным отношению освещенности точки внутри помещения к одновременной наружной горизонтальной освещенности, создаваемой рассеянным светом полностью открытого небосвода, в процентах:

l=(E_вн/E_нар)∙100 (5.8)

Нормированное значение КЕО для зданий, располагаемых в I, II, IV и V поясах светового климата, в зависимости от характеристик зрительных работ, системы и вида освещения определяется согласно СНиП II-4-79 по формуле [19]:

l_н^I,II,IV,V=l_н^III∙m∙C, (5.9)

где l_н^III - значения КЕО для зданий, располагаемых в I, II, IV и V полосах светового климата; m - коэффициент светового климата; С - коэффициент солнечного климата.

По данным таблиц [20] определяем, что Херсонская область принадлежит к IV поясу светового климата, l_н^III=3 %, m=0,9, C=0,85 (при зрительной работе, относящейся к III категории). Подставляя значения в (5.9) получим:

l_н^IV=3∙0,9∙0,85=2,3 %

При боковом естественном освещении нормируется минимальное значение КЕО l_min. Для III категории зрительных работ l_min=2,0 [20].

Следует отметить, что зрительные работы, которые проводятся в вытяжных шкафах, относятся согласно СНиП П-4-79 к I группе.

5.6. Оздоровление воздушной среды

Одним из необходимых условий здорового и высокопроизводительного труда является обеспечение чистоты воздуха и нормальных метеорологических условий в рабочих помещениях.

Согласно ГОСТ 12.1.005-76.ССБТ. производственные цеха и лаборатории полупроводникового производства относятся к помещениям с незначительным избытком тепла (до 23 Дж/м²) и категории I (легкие физические работы).

Согласно ГОСТ 12.1.005-76.ССБТ. устанослены оптимальные нормы метеоусловий в рабочих зонах:

Таблица 5.1

Нормальные параметры воздушной среды

Для обеспечения нормальных температурных условий труда применяется водяное отопление. Следует заметить, что дополнительный источник тепла может создавать электропечь, работа которой будет повышать температуру воздуха в помещении. В холодное время года температура в лаборатории технологии полупроводниковых приборов ниже значений, приведенных в таблице 5.1. Поэтому необходимо в таком случае использовать электронагревательные приборы для поддержания нормальной рабочей температуры.

Ввиду наличия вредных веществ в воздухе производственного помещения или лаборатории, применяется общеобменная и местная механическая вентиляция, а в местах больших скоплений (на участках химической обработки материалов) применяются вытяжные шкафы.

Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны согласно ГОСТ 12.1.005-76 не должно превышать установленных ПДК. В экспериментальной части дипломного проекта использовались плавиковая (HF), азотная (HNO₃) и ортофосфорная(H₃PO₄) кислоты. ПДК в воздухе в рабочем помещении для HF составляет 1мг/м3, для HNO₃ – 25 мг/м3, для H₃PO₄ ПДК не определен, так как благодаря своим физико-химическим свойствам она имеет ничтожно малое давление паров. Согласно ГОСТ 12.1.005-76.ССБТ. пары HF относятся к 2 классу опасности , пары HNO₃ – к 4 классу опасности.

5.7. Пожарная безопасность

Пожары представляют опасность не только для человека, но и для окружающей среды, ввиду вредных выбросов как продуктов горения, так и вредных веществ, используемых в данном производстве. Пожарная безопасность может быть обеспечена мерами пожарной профилактики и активной пожарной защиты.

Цеха и лаборатории, в которых имеются легковоспламеняющиеся и взрывоопасные вещества относятся к взрывоопасному производству. Согласно СНиП П-90-81 лаборатории и цеха электронной промышленности относятся к категории Б, потому что химические вещества, применяемые в технологическом процессе, а также их модификации, в которых они участвуют в производственном цикле, представляют собой опасность возгорания и взрыва. Согласно СНиП П-2-80 такие цеха и лаборатории также требуют конструкцию зданий, которые относятся к I категории огнестойкости.

При проведении экспериментов из огнеопасных химических веществ используются изопропиловый и изобутиловый спирты. При классификации жидкостей по воспламеняемости, а также при классификации производств, помещений и установок по пожаровзрывоопасности используется такая характеристика, как температура вспышки, которая для различных веществ определена в ГОСТ 12.1.021-80. Также, согласно ГОСТ 12.1.004-76 в зависимости от температуры вспышки горючие вещества подразделяются на легковоспламеняющиеся (ЛВЖ) и горючие (ГЖ). Исходя из вышеприведенных ГОСТов определяем:

- изопропиловый спирт относится к категории ЛВЖ, II разряду, характеристика – постоянно опасный;

- изобутиловый спирт относится к категории ЛВЖ, III разряду, характеристика – опасен при повышенной температуре.

Основной способ прекращения горения в производственном помещении - механический срыв пламени в результате воздействия на него струи воды. Запас воды в емкостях всегда присутствует в помещении лаборатории технологии полупроводниковых приборов. Также в лаборатории присутствует огнетушитель порошковый унифицированный ОПУ-2-03.

Кроме того, пожарная защита обеспечивается максимально возможным применением негорючих веществ и материалов; ограничением количества горючих веществ, изоляцией горючей среды; предотвращением распространения пожара за пределы очага; эвакуацией людей; применением средств индивидуальной и коллективной защиты; применением средств пожарной сигнализации и средств извещения о пожаре.

2. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Основной задачей экономических расчетов является определение себестоимости получаемой продукции (в данной работе создание p-n переходов в солнечном элементе методом диффузии из поверхностного источника). Для этого производится калькуляция затраченных средств на производство данного продукта в расчете на 5000 пластин (пластины диаметром 100 мм).

Данные расчетов сведены в следующих таблицах:

таблица 6.1 – основная таблица,

таблица 6.1,а – налоги,

таблица 6.2 – зарплата,

таблица 6.3 – материалы, полуфабрикаты и комплектующие.

Таблица 6.1.

Основная (сводная) таблица

Общая сумма зарплаты берется из таблицы 6.2. Сумма затрат на материалы, полуфабрикаты берется из таблицы 6.3. Транспортные расходы составляют 5 % от заработной платы. Начисления на фонд заработной платы составляет 37 % от заработной платы. Накладные расходы составляют 100 % от заработной платы. Командировочные и работа сторонних организаций отсутствуют. Себестоимость продукта определяется как сумма всех выше перечисленных затрат. Прибыль составляет 25 % от себестоимости. Цена работы считается как сумма себестоимости и прибыли.