Разработка системы управления движением сканирования установки магнетронного вакуумного напыления

• Автор: Нечаев, Михаил Анатольевич
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 135 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ТРЕБОВАНИЯ К ЭЛЕКТРОПРИВОДУ СКАНИРОВАНИЯ МАГНЕТРОННИХ ВАКУУМНЫХ УСТАНОВОК

1.1. Установки магнетронного вакуумного напыления

1.2. Кинематические схемы электроприводов сканирования различных установок магнетронного вакуумного напыления
1.3. Разработка и исследование имитационной модели процесса роста толщины пленки с учетом относительного движения магнетро- 26 на и обрабатываемой поверхности

1.4. Задачи управления движением сканирования

Выводы по главе 1 .

Глава 2. УПРАВЛЕНИЕ КОМПЛЕКСАМИ С ДВИЖЕНИЕМ СКАНИРОВАНИЯ

2.1. Обобщенная схема комплекса для управления технологическим процессом

2.2. Вопросы технической реализации комплексов с движением сканирования
2.3. Формирование траектории движения с учетом особенностей кинематики
2.4. Общие технологические задачи управления комплексом с движением сканирования
Выводы по главе 2

Глава 3. РАЗРАБОТКА И ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ СКАНИРОВАНИЯ 64 УСТАНОВОК МАГНЕТРОННОГО ВАКУУМНОГО НАПЫЛЕНИЯ
3.1. Вопросы обеспечения равномерности вращения
3.2. Обеспечение согласования скоростей нескольких электроприводов
3.3. Моделирование электроприводов движения сканирования с

учетом особенностей кинематики
3.4. Моделирование червячного редуктора
Выводы по главе 3
Глава 4. РАЗРАБОТКА И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ
ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ СКАНИРОВАНИЯ УСТАНОВКИ МАГНЕТРОННОГО
ВАКУУМНОГО НАПЫЛЕНИЯ «ОПАЛ-З-ПРО»
4.1. Установка магнетронного вакуумного напыления «Опал

4.2. Разработка схемы организации системы управления дви- 103 жением
4.3. Разработка функциональной схемы системы управления 106 движением сканирования и аппаратной части
4.4. Программа управления контроллером движения
4.5. Экспериментальные исследования системы управления 116 движением сканирования
Выводы по главе 4
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ Акты внедрения

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Инновационное развитие экономики предполагает непрерывную работу в области создания новых специализированных технологических комплексов в самых разных областях науки и техники. Такие комплексы, могут быть построены обладателями новой технологии как в единичном экземпляре под требования конкретного заказчика или для. собственных исследовательских целей, так и в виде небольших серий. Во многих из них важным элементом, обеспечивающим качество технологического процесса, является электропривод.
Примером таких технологических комплексов являются установки магне-тронного вакуумного (ионно-плазменного) напыления. Расширение области их применения и стремление к повышению конкурентоспособности ставят перед разработчиками новые задачи по обеспечению все более высокого качества работы установок и их составных частей.
Конструкция многих установок такова, что требуется обеспечивать относительное перемещение источника исходного материала (магнетрона) и обрабатываемой детали, особенно при-обработке больших поверхностей, .например, архитектурного стекла. В'связи с этим электропривод сканирования является частью большинства установок магнетронного вакуумного напыления.
Разработка системы управления-движением сканированием при-проекти-ровании очередной установки выявила необходимость предварительного проведения комплекса научных исследований, в частности, влияния электропривода на качество выпускаемой технологическим комплексом продукции.
Ведущими разработчиками установок магнетронного вакуумного напыления являются компании Sun Coating Company (США), Oerlikon Balzers AG, VON ARDENNE Anlagentechnik GmbH (Германия). В России разработкой таких установок занимаются лаборатория 23 НИТПУ, ООО "Прикладная.Электроника" и некоторые другие [11, 12, 33, 61, 64-67, 69].

У0*5!
сРлп»і;
£ і=0;
Тзіга=100;

% Уровень скорости в см/с % Амплитуда ошибки в %
Ь Время расчета % Период колебаний скорости
Йушах=70*бтп/100; % Амплитуда скорости
ореп_зузсеп>{* а2а_'); ореп_зузсеи» (1 Ьа2_б5_‘);
сіеас А;
зі»('а2а
, Тзіго); % Расчет скорое
<ЗЬ=1;
Е-Ііог і=1:1:80 10и1*сШ+50; зіго('Ьа2_65_' /Тзіїи); зз=зіге(оис);
А(і)=оис(зэ (3)); еші;
ріос. (А);
Шап расчета поверхности Расчет поверхности

Рис. 1.18. Модель для исследования процесса напыления: а) модель расчета толщины пленки в точке; б) т-файл МаЙаЬ; в) модель расчета траектории движения