“С И С Т Е М Ы А В Т О М А Т И Ч Е С К О Г О

У П Р А В Л Е Н И Я О Б О Р У Д О В А Н И Е М”

ТЕМА ПРОЕКТА:

Установка нанесения тонких пленок в вакууме методом

магнетронного распыления

2002 г.

Оглавление.

Оглавление. 4

Введение. 5

Описание установки. 6

Основные технические характеристики. 6

Описание процессной модели. 6

Деление технологии на процессы. 8

Комплексная принципиальная схема. 8

Техническое задание на элементы и узлы машины. 9

Блок усиления сигнала. 9

Блок клапанов. 9

Блок питания РГГ. 10

Расчет блока усиления сигнала. 10

Выбор микросхемы блока нормализации сигнала 10

Описание автоматизированной работы. 14

Список литературы. 20

Введение.

Целью данного курсового проекта является разработка системы автоматизированного управления экспериментальной вакуумной установки Для нанесения титанового покрытия. Необходимо автоматизировать процесс нанесения покрытия на изделия.

Курсовой проект выполнен на четырех листах формата А3 и расчетно-пояснительной записки. На первом листе приведены алгоритмы автоматизированных процессов. На втором и третьем листах – комплексно- принципиальная схема установки: механика, вакуумная система, газовая система, энергообеспечение, системы автоматизированного обеспечения. На четвертом листе - принципиальная электрическая схема блока усиления сигналов с термопарного датчика. В расчетно-пояснительной записке приведены необходимые пояснения и расчеты, отражены принципы построения СУ установки, даны описания листов проекта.

Описание установки.

Установка для нанесения в вакууме покрытия гафния на электроды катодов. Устройство установки позволяет непосредственно перед нанесением покрытия активировать поверхностный слой изделия при помощи Автономного Источника Ионов «РАДИКАЛ». Так же имеется возможность прогрева как вакуумной камеры в процессе откачки, так и изделия в процессе напыления.

Основные технические характеристики.

• Предельный вакуум Р_пред=6.65×10^-5 Па.
• Рабочее давление Р_раб=10^-4–10^-1 Па.
• Допустимое натекание с камеры не более 6.5×10^-9 м³×Па/с.
• Источник питания нагревателей камеры регулирование мощности от 0,1 кВт до 1 кВт при изменении напряжения от 20В до 220В (температура нагрева образцов не более 200°С).
• Число позиций в карусели – 4.
• Габаритные размеры камеры:

Диаметр камеры 600 мм;

Высота камеры 340 мм.

Описание процессной модели.

В данном курсовом проекте разрабатывается процессная модель автоматизированного управления установки нанесения тонких пленок в вакууме методом магнетронного распыления см. лист. “Процессная модель”.

Перед нанесением покрытия образцы закрепляются на держателе и помещаются внутрь камеры установки. Затем производится откачка камеры, ионная очистка с одновременной активацией поверхности образца и дальнейшее распыление мишени. В момент начала распыления одновременно с подачей напряжения на электромагнитную катушку с магнитопроводом проводятся замеры температуры, давления в камере.

Измерения температуры проводятся с помощью термопары (помещенной внутрь камеры), сигнал с которой через двухканальный усилитель поступает на плату PCI-1711 и в последствии обрабатывается. Давление в камере определяется сигналами, преобразованными ВТ-3 и ВМБ-14 с датчиков низкого и высокого вакуума.

После извлечения образца с покрытием из вакуумной камеры измеряется толщина нанесенного слоя, его микроструктура и напряженность магнитного поля, создаваемого катушкой.

Далее результаты этих измерений заносятся в ЭВМ, после чего обрабатываются, систематизируются и представляются в виде, удобном для восприятия оператором (графики, диаграммы и т.д.).

Деление технологии на процессы.

В работе установки можно выделить следующие основные процессы:

1. Включение питания (старт);
2. Загрузка заготовок;
3. Байпасная откачка;
4. Форвакуумная откачка;
5. Высоковакуумная откачка;
6. Напуск газа для ионного травления;