Устройство управления газонатекателями при магнетронном распылении (стр. 1 из 18)

Содержание

Введение

1. Литературный обзор

1.1 Классификация и предъявляемые требования

1.2 Известные конструкции исполнительных механизмов и их устройств управления

2. Анализ технического задания

2.1 Назначение и общая характеристика устройства управления газонатекателями

2.2 Требования к конструкции устройства управления газонатекателями

3. Выбор и обоснование компоновочной схемы, метода и принципа конструирования

4. Выбор и обоснование конструктивных материалов и комплектующих изделий

5. Конструкторские расчеты

5.1 Компоновочный расчет устройства

5.2 Расчет показателей надежности устройства

5.3 Расчет теплового режима устройства

5.4 Расчет конструкторско-технологических параметров печатной платы. Выбор и обоснование метода ее изготовления

5.5 Расчет параметров печатного монтажа.

5.6 Расчет конструкции на виброзащищенность

5.7Проектирование и расчет катушки газонатекателя

6. Технологическая часть

6.1 Расчет комплексного показателя технологичности печатных плат

6.2 Выбор технологического оборудования, разработка и оптимизация маршрутной технологии, проектирование процесса сборки печатных плат

6.3 Разработка технологической схемы сборки печатной платы

7. Технико–экономическое обоснование конструкции

7.1 Расчет себестоимости и отпускной цены единицы продукции

7.2 Расчёт единовременных затрат

8. Охрана труда, техника безопасности охрана окружающей среды

8.1 Понятие охраны труда и ее социально-экономическое значение

8.2 Организация безопасности эксплуатации проектируемого устройства

8.3 Режим рабочего времени и времени отдыха обслуживающего персонала

Заключение

Введение

Целью данного проекта является разработка конструкции функционально законченного устройства управления газонатекателями при магнетронном распылении. Разработка данного устройства вызвана необходимостью повысить производительность труда на этапе регулировки расхода газа в вакуумном оборудовании, предназначенного для нанесения пленочных покрытий на электронные и оптические изделия. В данной конструкции, по сравнению с аналогичными приборами, устранен ряд недостатков:

· упрощен процесс регулирования расхода газа, конструкция газонатекателя и электрическая схема электронного блока;

· повышена точность, скорость регулировки расхода газа поступающего в вакуумный объем защищенность от климатических и механических факторов;

В ходе дипломного проектирования решаются следующие задачи:

1) проводится анализ технического задания;

2) анализируется схема электрическая принципиальная;

3) обосновывается элементная база и материалы проектируемого изделия;

4) разрабатывается внутренняя компоновка устройства;

5) проводятся расчеты, подтверждающие работоспособность устройства (некоторые с помощью ЭВМ);

6) выбирается метод монтажа РЭА;

7) на этапе разработки конструкции печатной платы выполняются расчеты;

8) производится выбор и обоснование допусков на несущие конструкции;

9) оценивается технологичность изделия и определяется технологический процесс сборки;

10) экономически обосновывается целесообразность изготовления устройства;

11) с точки зрения охраны труда и экологической безопасности оцениваются эстетические и эргономические показатели разработанного устройства.

Решив все приведенные выше задачи необходимо проанализировать полученные по всем пунктам результаты и сделать окончательный вывод необходимости внедрения проектируемого устройства.

1. Литературный обзор

1.1 Классификация и предъявляемые требования

Регуляторы расхода газа представляет собой комплекс функциональных средств вакуумных систем, предназначенных для регулирования газовых потоков, создания дозированных потоков газа, стабилизации давления газов в вакуумных системах и камерах, аварийной защиты вакуумных систем при разгерметизации, коммутации системы многопозиционной последовательной откачки и т. д.

Для регулирования газовых потоков используют вакуумные натекатели, классифицированные по ряду признаков конструктивного и эксплуатационного характера. В конструктивном отношении натекатели подразделяют на угловые и проходные, по типу привода — на электромеханические, электромагнитные и электропневматические. В угловых натекателях газовый поток меняет направление, встречая препятствие в виде уплотнительного клапана и стенок корпуса, в проходных — направление потока не меняется. В проходных клапанах отверстия полностью освобождены от уплотнительного диска.

Газовый поток Q_å, выделяющийся из основных элементов натекателей, можно представить в виде суммы потоков:

Q_å=Q_H+Q_Г+Q_П+Q_М,

где Q_H — поток, натекающий через механический вакуумный ввод, разъемные и неразъемные вакуумные соединения; Q_Г — поток, формирующийся газопроницаемостыо через стенки и уплотнения натекателя; Q_П— поток, создаваемый газовыделением с поверхностей натекателя, обращенных в вакуум; Q_М—молекулярный газовый поток из диффузионно-щелевых каналов, образующихся при сборке натекателя.

Для уменьшения суммарного газового потока следует применять соответствующие конструктивные средства, снижающие потоки Q_П и Q_М. а также выбирать наиболее целесообразные конструкционные материалы для каждого из двух указанных диапазонов давлений в целях снижения потоков Q_Г и Q_П. В качестве конструкционных материалов натекателя используют алюминиевые сплавы Амг 6, дюралюминий, сталь 20 с антикоррозионными металлическими покрытиями. В качестве уплотнительных элементов в этом случае чаще всего применяют вакуумную резину 9024.

Основными требования предъявляемые к газонатекателям, являются:

· степень герметичности, определяемая потоком натекания газа через уплотнительную пару, которая в зависимости от эксплуатационных требований лежит в пределах 10^-7 — 10^-11 Па*м³/с;

· проводимость в открытом положении, определяемая отношением потока газа Q, проходящего через полость вакуумного клапана, к разности давлении р₁- p₂ на его входном и выходном отверстиях;

· быстродействие, определяемое временем герметичного перекрытия;

· ресурс работы, определяемый числом циклов перекрытия уплотнительной пары с обеспечением заданной степени герметичности;

Последнее требование может быть удовлетворено при наличии системы, следящей за постоянством контактного давления, зависящего от неизбежно возникающих в процессе нагрева термических деформации. Стабилизация рабочего усилия в заданных пределах может быть достигнута механическими, пневматическими или гидравлическими компенсирующими устройствами.

Важным требованием, предъявляемым к современным газонатекателям, является быстродействие перерегулирования расхода газа, наличие автоматического привода с дистанционным управлением и сигнализацией открытого и закрытого положений натекателя.

1.2 Известные конструкции исполнительных механизмов и их устройств управления

РЕГУЛЯТОР РАСХОДА ГАЗА (РРГ-1). Представляет собой систему автоматического регулирования расхода газа, имеющий аналоговый выходной сигнал, пропорциональный расходу газа. В основе работы измерительной части регулятора лежит принцип теплового измерения массового расхода газа. Работа регулирующей части основана на принципе изменения площади проходного сечения газового канала. Регулятор состоит из блока газового и блока электронного соединенных электрическим кабелем. Структурная схема регулятора приведена на рисунке 1.1.

В блоке газовом находится измерительная часть регулятора, состоящая из термоэлемента и системы давления газового потока, и регулирующая часть, состоящая из элемента с переменным проходным сечением с электромеханическим приводом.

Термоэлемент преобразует расход газа в пропорциональный сигнал постоянного тока. При отсутствии потока газа нагреваются проходящим через них током до одной и той же температуры. При появлении расхода газа первый по ходу газа терморезистор охлаждается газом и, следовательно, подогревает газ, поэтому второй охлаждается в меньшей степени, чем первый.

Структурная схема регулятора расхода газа

Аналогвый