Зажигание разряда осуществляют с помощью высокочастотного трансформатора Тесла, а при достаточно большом термоэлектронном токе разряд возникает сам или требуется лишь небольшое дополнительное повышение анодного напряжения. После возникновения разряда разрядный ток достигает нескольких ампер, а напряжение на аноде падает до 60-40 В, т.е. для разряда характерна падающая вольтамперная характеристика.
Возникающие в разряде положительные ионы с низкой энергией бомбардируют подложку и удаляют с ее поверхности большую часть слабосвязанных загрязнений путем нагрева и «ионного травления». После этого на источник распыляемого материала (мишень) подается отрицательный потенциал. Вытягиваемые из плазмы разряда положительные ионы бомбардируют мишень с энергией, достаточной для распыления атомов материала мишени. При больших энергиях бомбардирующих ионов выбитые из мишени атомы движутся преимущественно в направлении, перпендикулярном ее поверхности, и могут быть сконденсированы на поверхности подложки, находящейся напротив мишени. Подвижный экран позволяет одновременно или последовательно предварительно очищать поверхности подложки и мишени путем распыления поверхностных загрязнений. Качество очистки поверхности мишени и особенно подложки является одним из важнейших факторов в процессе формирования пленки из конденсирующего распыленного материала.
Большим преимуществом ионно-плазменного напыления является его универсальность. С одинаковым успехом могут быть распылены металлы с различными свойствами, например вольфрам и золото. Такие сплавы, как нихром, пермаллой и нержавеющая сталь, распыляются без изменения их состава. Сложные (сплавные) пленки, состоящие из двух или нескольких металлов, можно изготовлять также одновременным распылением нескольких независимых мишеней.
Метод ионно-плазменного напыления является наиболее распространенным в производстве ИМС для получения пленок из материалов с различными свойствами. [3.стр. 127]
1.2. Вакуумные системы и их элементы
Вакуумное оборудование для нанесения тонких пленок так же, как оборудование для откачки ЭВП, может быть разделено на следующие группы: вакуумные установки непрерывного действия; вакуумные установки непрерывного действия и конвейерные линии непрерывного действия.
Установки периодического действия колпакового типа наиболее распространены в промышленности. Однако контактирование довольно сложного подколпачного устройства установки с атмосферным воздухом после подъема колпака, а также невозможность прогрева колпака затрудняют получение давления меньше 1 10^-4 Па. Производительность таких установок также невелика из-за значительного вспомогательного времени, необходимого для получения рабочего давления.
Стремление повысить производительность оборудования, а также обеспечить одинаковые условия для изготовления изделий привело к созданию автоматизированных установок непрерывного действия с шлюзовой загрузкой. Непрерывная подача изделий в рабочую камеру устраняет необходимость в остановке работы вакуумной системы и сообщении рабочей камеры с атмосферным воздухом при переходе от одной партии изделий к другой.
Благодаря этому резко сокращается вспомогательное время, обеспечивается однородность технологического процесса и повышается производительность труда.
Вакуумные системы современных установок для нанесения тонких пленок состоят из следующих основных узлов: вакуумной рабочей камеры, коммутирующих элементов, средств откачки и средств измерения давления.
[3.стр. 132.], [ 2.стр.285 ]
1.2.1. Основные требования, предъявляемые к вакуумным
системам
В зависимости от назначения технологической установки к ее вакуумной системе может быть предъявлен ряд требований, выполнение которых обеспечивает возможность проведения необходимого технологического процесса, осуществляемого в вакууме.
1. Вакуумная система должна обеспечить получение требуемого давления в откачиваемом сосуде. Так, установка, предназначенная для откачки ЭВП, должна иметь вакуумную систему, обеспечивающую получение и поддержание давления в приборе на таком уровне, который исключает отравление катода и загрязнение других элементов прибора при достаточно быстром его обезгаживании прогревом. Для удовлетворения этого требования вакуумная система должна быть герметичной и снабжена соответствующими средствами откачки, измерения давления, коммутирующими и разъемными элементами.
Важным условием выполнения этого требования является подбор материалов, из которых будут изготовлены вакуумная система и ее элементы, а также методы подготовки вакуумной системы к работе.
2. Вакуумная система должна обеспечить возможность получения требуемой быстроты откачки сосуда. Для этого вакуумная система должна иметь определенную проводимость, а примененный вакуумный насос должен обладать необходимой быстротой действия.
3. Вакуумная система должна быть снабжена устройствами для контроля ряда параметров, характеризующих ее состояние.
К таким основным параметрам относятся общее и парциальные давления остаточных газов, скорость собственного газовыделения вакуумной системы, скорость накопления отдельных газов и паров в вакуумной системе и т.д.
Для контроля и измерения этих параметров вакуумную систему снабжают преобразователями давления, масс-спектрометрами, потокомерами и другими измерительными приборами.
4. При применении автоматических систем управления технологическими процессами (АСУТП) вакуумная система должна быть оснащена набором различных датчиков, осуществляющих передачу информации на ЭВМ. Используемые в вакуумной системе коммутирующие элементы должны быть автоматизированными, а средства откачки - высокопроизводительными и долговечными.
Технологический процесс, осуществляемый на вакуумных установках, часто длится многие десятки часов, поэтому вакуумная система должна быть высоконадежной при эксплуатации и иметь длительный межремонтный период. Это требование вызвано также и тем, что необходимо поддерживать вакуумную систему в рабочем состоянии в течение как можно большего времени. Вакуумная система, длительно не соприкасающаяся с атмосферой (особенно это относится к высоковакуумным магистралям), с течением времени обезгаживается, снижается ее собственное газовыделение и повышается эффективность ее работы. [3.стр. 162.], [ 2.стр.264 ]
1.2.2. Вакуумные системы оборудования для нанесения тонких
пленок
 
 Требования, предъявляемые к вакуумным системам оборудования для нанесения тонких пленок, сформулированы в параграфе 1.2.1,  а принципиальное построение вакуумных систем во многом напоминает схемы вакуумных систем индивидуальных откачных постов.
В табл.1 приведены принципиальные схемы вакуумных систем наиболее распространенных установок для нанесения тонких пленок. Вакуумная система, выполненная по схеме 1 табл.1, нашла применение в установках для производства интегральных схем. Рабочая камера 14 предварительно откачивается до давления 5 Па через кран 4 механическим вакуумным насосом 7, который в этой время отсоединен от пароструйного диффузионного насоса 11 краном 8. Затвор 13 закрыт, а насос 11 работает на форвакуумный баллон 9. После достижения давления около 10 Па высоковакуумная откачка рабочей камеры до давления 1 10^-4 - 510^-5 Па осуществляется через азотную ловушку 12 высоковакуумным насосом 11; при этом кран 4 закрыт, а кран 8 открыт. При выключении насоса 7 в него напускают воздух через электромагнитный клапан 6. Краны 4 и 8 и электромагнитный клапан 6 смонтированы в один блок.
Давление в вакуумной системе измеряют манометрическими преобразователями 2 и 10.
Часто внутри рабочей камеры 14 размещают охлаждаемую жидким азотом ловушку 1 (мейснеровская ловушка), назначение которой - улучшить вакуум в камере при значительном газовыделении некоторых материалов при их испарении. С этой же целью в ряде конструкций устанавливают в рабочей камере дополнительные титановые испарительные геттерные насосы или криосорбционные насосы, охлаждаемые жидким гелием. Для напуска воздуха или газа в рабочую камеру предусмотрены электромагнитный натекатель 5 и ручной натекатель 3.
Вакуумная система, изготовленная по схеме 2 табл.1,  используется в установках для производства многослойных тонкопленочных элементов микросхем методом ионного испарения материалов. В качестве основного средства откачки применен бустерный насос 16 с азотной ловушкой 17, который откачивает рабочую камеру 1 до давления 5*10^-3 Па через затвор 19. Затем из смесительного бака 5, который может быть предварительно откачан через кран 8, с помощью игольчатых натекателей 2,3 и 4 газ или смесь газов подается в рабочую камеру, и давление в ней возрастает до 15-5*10^-1 Па.
Уровень рабочего давления в камере стабилизируется и регулируется как изменением потока газа, напускаемого через игольчатые натекатели, так и положением заслонки 20, изменяющей эффективную быстроту откачки рабочей камеры 1. Предварительная откачка рабочей камеры чрез кран 9 и насоса 16 через краны 15 и 11 осуществляется механическим вакуумным насосом 13, снабженным водоохлаждаемым маслоотражателем 10. Электромагнитный клапан 14 служит для напуска воздуха в систему, а клапан 12 - в насос 13. Измерение давления в различных участках системы производится манометрическими преобразователями 7 и 18.
Как уже отмечалось, вакуумные установки колпакового типа с использованием резиновых уплотнителей не позволяют получать высокий вакуум из-за невозможности производить высокотемпературный прогрев с целью обезгаживания рабочей камеры. Применение металлических уплотнителей при частых подъемах и опусканиях колпака значительно затрудняет эксплуатацию оборудования. Поэтому для получения давления меньше 10^-5 Па в лабораторных установках для нанесения тонких пленок оказалось целесообразным использование двухстенных рабочих камер, выполненных по системе «вакуум в вакууме».
Сверхвысоковакуумная система, изготовленная по этому принципу, соответствует схеме 3 табл.1. Наружная водоохлаждаемая толстостенная камера 1 уплотняется с плитой с помощью резинового уплотнителя и через кран 6 с моторным приводом, водоохлаждаемую ловушку 7 и кран 8 предварительно откачивается механическим вакуумным насосом 10 до давления 10^-1 Па. Затем камера 1 через затвор 14 и азотную ловушку 16 откачивается до давления 10^-3 - 10^-4 Па пароструйным диффузионным насосом 15. Внутренняя тонкостенная рабочая камера 2 предварительно откачивается до давления 10^-3 - 10^-4 Па через кран 3 с моторным приводом, установленным в камере 1, одновременно с наружной камерой. Высоковакуумная   откачка  рабочей  камеры  2   до   давления 5*10^-7 Па производится ионно-геттерным насосом 17. Для обезгаживания рабочей камеры 2 прогревом до 700 К через ее тонкие стенки пропускают электрический ток при непрерывной откачке камер 1 и 2.     Уплотнение внутренней камеры осуществлено по притертым поверхностям. Благодаря тому, что вокруг камеры 2 создано достаточно высокое разрежение, перетекание газа из камеры 1 в камеру 2 незначительно. Газ в камеру 1 напускается с помощью натекателя 4, а в механический насос - натекателем 9. При предварительной откачке камер 1 и 2 насосом 10 последний отсоединяется от высоковакуумного насоса 15  краном 12, причем роль форвакуумного баллона в это время выполняет отсоединенный трубопровод, объем которого оказывается достаточным для поддержания необходимого выпускного давления на патрубке насоса 15.  Для измерения давления в системе предусмотрены манометрические преобразователи 5, 11, 13 и 18.
         [3.стр. 185.], [2.стр.286 ]
Таблица 1. Принципиальные схемы вакуумных систем оборудования 
                     для нанесения тонких пленок

№	Техническая характеристика, применение	Рисунок
1	Пароструйный диф.насос с азотной ловушкой, Механический вакуумный насос; Рост = 5•10-5 Па. Установка для производства  тонко-пленочных элементов и интегральных схем.
2	Бустерный насос с азотной ловушкой; механический вакуумный насос, Рост = = 5•10-3 Па. Установка для производства много-слойных тонкопленочных элементов микросхем методом полного испарения металлов.
3	Ионно-геттерный насос. Пароструйный диффузионный насос. Механический вакуумный насос. Рост = 5•10-7 Па. Исследовательская установка для отработки тонкопленочной технологии.

1.2.3. Элементы вакуумных систем
1. Разборные вакуумные соединения
Разборные вакуумные соединения относятся к числу наиболее ответственных узлов любой вакуумной системы. Это связано с тем, что потеря вакуумной плотности вакуумной системы чаще всего вызывается разгерметизацией разборного соединения. При выборе конструкции разборного соединения для работы в конкретной вакуумной системе необходимо руководствоваться следующими характеристиками:
1) натеканием, т.е. количеством газа, протекающего в единицу времени в вакуумный сосуд между поверхностями уплотнителя и элементом соединения, а также за счет проницаемости газа через материал уплотнителя;
2) газовыделением с поверхностей уплотнителя и элементов соединения, соприкасающихся с вакуумным сосудом;
3) механической прочностью соединения;
4) термической стойкостью, т.е. способностью выдерживать многократные нагревы и охлаждения без нарушения герметичности;
5) химической стойкостью;
6) легкостью монтажа и демонтажа соединения и степенью сложности его изготовления;
7) простотой проверки герметичности.
В разборных вакуумных соединениях в зависимости от предъявляемых требований к разрежению в вакуумной системе могут быть использованы как неметаллические, так и металлические уплотнители.[ 3.стр.213. ], [ 2.стр.293 ]
2. Устройства для передачи движения в откачиваемый сосуд
Возможность  использования того или иного устройства для ввода движения в значительной степени определяется конструкцией уплотнительного элемента, передающего движение в откачиваемый сосуд.
Конструкция уплотнительного элемента определяет диапазон рабочих давлений и температур, максимально возможную передаваемую нагрузку,  максимально допустимые скорость и перемещение ведомого звена в вакууме, кинематическую точность, срок службы и другие параметры ввода.
В зависимости от конструкции уплотнительного элемента вводы движения могут быть разбиты на три группы:
1. Вводы движения с контактным уплотнительным элементом.
2. Вводы движения с деформируемым уплотнительным элементом.
3. Вводы движения с неподвижным уплотнительным элементом.
[ 3.стр.238.. ], [ 2.стр.300 ]
1.3. Устройство вакуумной камеры для получения тонких   пленок термическим испарением
На рис.3 схематически показано устройство вакуумной установки, применяемой для получения тонких пленок путем термического испарения в вакууме. Установка состоит из рабочей камеры, вакуумной системы и пульта управления.
Рабочая камера 1 выполнена в виде цилиндрического колпака из нержавеющей стали со смотровыми окнами 16, краном для напуска воздуха - натекателем 6 и манометрами 13 для измерения давления. Этот колпак устанавливается на базовой плите, через которую проходят все провода от колпака. Вакуумно-плотное соединение рабочей камеры с базовой плитой достигается с помощью прокладки 14 из эластомера, обладающего незначительным газовыделением.
Внутри рабочей камеры расположены нагреватели 2 для обезгаживания, испаритель 7 для нагрева напыляемых веществ, трафарет (маска) 5, обеспечивающий заданную конфигурацию тонкопленочного слоя, и подложка 4 с нагревателем 3, на которой конденсируется испаряемое вещество. Между испарителем и маской помещена заслонка 15, позволяющая прекращать процесс напыления, как только толщина напыляемой пленки достигнет требуемого значения.
Вакуумная система представляет собой последовательное соединение паромасляного 11 и вращательного 10 насосов. Откачка рабочего объема производится через отверстие в базовой плите. На входе паромасляного насоса установлены маслоотражатель, ловушка 12 и затвор 9, отделяющий входной патрубок паромасляного насоса от рабочего объема. Первоначальное удаление основной массы воздуха из рабочего объема установки производится вращательным насосом по трубопроводу, соединенному через вентиль 8 с откачиваемым объемом. .[ 3.стр.286. ]
Пульт управления состоит из высоковольтного и низковольтного источников питания, с помощью которых нагревается испаряемое вещество и возникает тлеющий разряд между электродами для ионизации откачиваемого газа. Высоковольтный источник необходим также, если испарение материалов и очистка подложек осуществляются путем электронной бомбардировки. На пульте управления устанавливаются контрольные приборы для ионизационного и термопарного манометров, определения скорости напыления и толщины полученных пленок, температуры подложки и др.

.[ 3.стр.286. ],
            Рисунок 3.  Схематическое устройство вакуумной установки

2.      УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ БЛОКОВ УСТАНОВКИ ВАКУУМНОГО НАПЫЛЕНИЯ
Базовая установка для напыления тонких пленок термическим вакуумным испарением была предусмотрена для реализации последовательного напыления двух различных металлов путем поочередного подключения испарителей к силовому блоку питания, а также была оснащена заслонкой с управлением электромагнитом.
2.1. Конструкция и принцип работы базовой лабораторной установки вакуумного напыления
2.1.1. Блок-схема
Установка состоит из трех основных структурных единиц. Это, собственно, вакуумная камера, в которой производится нанесение тонких пленок, средства создания вакуума - форвакуумный насос и диффузионный паромасляный насос с водной и азотной ловушками. Управление процессами напыления и вакуумной системой осуществляется при помощи приборов, расположенных в стойке управления. Блок-схема установки представлена на рис. 4. Контроль за температурой подложки и измерение вакуума в камере осуществляется при помощи милливольтметра постоянного тока с хромель-алюмелевой температурой и вакуумметра ВИТ-2П, работающего с преобразователями ПМТ и ПМИ в зависимости от требуемого уровня вакуума в камере для напыления.


Рисунок 4. Блок схема установки вакуумного напыления


Рисунок 5.  Принципиальная схема вакуумной установки для
                                        нанесения тонких плёнок
2.1.2. Принципиальная схема вакуумной системы
Принципиальная схема вакуумной системы установки для нанесения тонких пленок представлена на рис. 5. Рабочая вакуумная камера 1предварительно откачивается до давления 5*10^-2 Па при помощи форвакуумного механического насоса через магистраль, включающую кран 7 и форвакуумный объем 2. После этого кран 7 перекрывается и производится откачивание рабочего объема пароструйного диффузионного насоса 5, соединенного с объемами 4 и 3 до такого же остаточного давления, затем включается подогреватель масла диффузионного насоса и открывается заслонка шиберного устройства 3. В режиме открытых крана 6, шибера 3 при закрытом кране 7 и клапанах 8,9 осуществляется откачка вакуумной камеры до остаточного давления 10^-4- 10^-5 Па. В случае, если после проведения процесса напыления необходимо перезагрузить испарители и произвести повторное нанесение тонких пленок диффузионный насос 5 отсекается шибером 3 и при помощи клапана 8 осуществляется разгерметизация вакуумного объема 1 для перезагрузки лодочек-испарителей, либо подложек. После этого перекрывается кран 6 и открывается вакуумный кран 7 и при закрытом клапане 8 осуществляется предварительная откачка камеры 1 до давления 5 10^-2 Па. Затем перекрытием крана 7 и последовательным открыванием крана 6 и шибера 3 вакуумная система возвращается в полный рабочий цикл.
Окончание работы вакуумной системы осуществляется в последовательности:
- выключение напряжения питания подогревателя диф-     
   фузионного насоса;
- закрытие шиберной заслонки 3;
- закрытие вакуумного крана 6;

- выключение форвакуумного насоса 10 с одновременным    
  открытием клапана 9.
      Рисунок 6.      Устройства вакуумной камеры
2.1.3. Устройство вакуумной камеры.
Герметизация вакуумной камеры осуществляется прижатием кварцевого колпака 1 к основанию 4 через прокладку из вакуумной резины 3. Внутри камеры расположены на кронштейнах резистивный нагреватель 8 подложки 7 (кронштейны на рисунке не показаны). Температура подложки контролируется термопарой 2, размещенной с тыльной стороны подложки 7. Заслонка 6 предназначена для предотвращения попадания вещества с испарителей 5 в начальный момент нагрева последних, а в дальнейшем при распылении отводится в сторону при помощи электромагнита, подносимого с внешней стороны колпака. Заслонка 6 свободно вращается на оси, закрепленной к основанию камеры 4.
2.1.4. Структура электрической схемы базовой установки
Установка для нанесения тонких пленок термическим испарением в вакууме подключается к трехфазной сети переменного тока. Условно электрическая схема может быть разделена на три блока по функциональному назначению (рис. 7). Первый блок предназначен для электрообеспечения средств создания вакуума и обеспечивает включение электродвигателя форвакуумного насоса, а также подачу напряжения на электрический воздушный тэн, предназначенный для подогрева масла диффузионного насоса вакуумной установки. С целью обеспечения управления температурой подогрева тэн включен через лабораторный автотрансформатор. Температура масла в диффузионном насосе не измеряется, опосредованный ее контроль обеспечивается возможностью непосредственного контроля напряжения на нагревателе стрелочным вольтметром, расположенным на стойке управления.
Вторая часть электрической схемы установки предназначается для обеспечения процесса нанесения тонких пленок. Силовая часть обеспечивает подачу тока на испарители-лодочки, из которых и происходит распыление металлов. Она состоит из лабораторного автотрансформатора мощностью
2 кВт, в нагрузку к которому подключена первичная обмотка силового трансформатора, питающего от вторичной сильноточной обмотки испарители. При этом испарители при помощи переключателя подключаются ко вторичной обмотке силового трансформатора поочередно. Контроль тока через испарители осуществляется по первичной обмотке силового трансформатора. Для обеспечения подогрева подложки выполнена отдельная электрическая цепь, состоящая из ЛАТРа, амперметра и, собственно, электрической нагревательной спирали из нихрома, расположенной внутри камеры (рис. 6) в непосредственной близости от подложки.
Третий функциональный блок состоит из вольтметра постоянного тока В7-27, предназначенного для измерения температуры подложки и прибора ВИТ-2П, работающего с преобразователями ПМТ и ПМИ (рис. 7), предназначенных для измерения уровня вакуума в системе.

Рисунок 7. Электрическая схема базовой установки
2.2. Модернизация электрической схемы установки вакуумного
напыления
В параграфе 2.1.4 описана электрическая схема базовой установки. Как следует из рис. 7, ее  исполнение не позволяет выполнять одновременное испарение металлов из двух лодочек, кроме того управление по первичной обмотке трансформатора при разогреве лодочек приводит к значительным потерям электрической мощности и не позволяет осуществлять достаточно точную регулировку тока через испарители. Базовая электрическая схема не предусматривала возможность поддержания постоянной температуры подложки. В настоящей работе мы выполним модернизацию блока управления температурой подложки и испарителей с целью обеспечения более высокой точности управления токами через испарители и нагреватель подложки, а также осуществление режима поддержания постоянства температуры подложки.   
Рис.   8   Виды   испарителей:   проволоч­ные   (1—10),  ленточные   (//—14)   тигли (15—19)  и электронно-лучевой  (20)
2.2.1. Расчет силового трансформатора
Для конструктивного расчета силового трансформатора устанавливаем следующие исходные данные:
- напряжение питающей сети - U₁ = 200 В;
- действующее напряжение вторичных обмоток U₂ = U₃ = 40 В, U₄ = 20 В;
- действующие токи вторичных обмоток I₂ = I₃  = 50 A; I₄ = 5 A.
1. Определяем сумму мощностей всех вторичных обмоток при полной нагрузке
P_II = P₂ + P₃ + P₄ = I₂U₂ + I₃U₃ + I₄U₄ = 2 х 40 х 50 + 5 х 20 = 4100 Вт.
Мощность трансформатора определяется формулой P_тр = P_II/  =
= 4100/0,9  4600 Вт. Принимаем величину индукции В = 11 10³ гс, плотность тока = 2,8 А/мм².
2. Определяем необходимую активную площадь сечения сердечника S_c по формуле:

Sc = 700 ,

2.1

где a = 5,0, f = 50 Гц - частота питающей сети:
S_c = 700  = 85,6  см²
Поперечное сечение сердечника с учетом коэффициента заполнения
k₃ = 0,92, S_с = S_c/k₃ = 93 см².
3. Определяем число витков обмоток
                                                     2.2    
                                                                                          2.3              
         С учетом 10% поправки ; .
4. Определяем диаметры проводов обмоток
d₂ = d₃ = 1,13 = 4,8 мм; d₄ = 3,1 мм.                                         2.4
5. Ток в первичной обмотке определяем по формуле
6. I₁ = 1,1  = 1,1 .                                                 2.5                    
6. Определяем число витков в первичной обмотке
                                                                 2.6
при диаметре провода d₁ = 3,25 мм.
2.2.2. Разработка трехканального устройства регулирования  тока
Для обеспечения независимого управления нагревом лодочек-испарителей, а также температурой подложки, на которую осуществляется нанесение тонкой металлической пленки, разработано трехканальное устройство управления током. Устройство предназначается для регулирования температуры мощных низковольтных нагревательных элементов. Оно состоит из трех независимых блоков, подключенных к отдельным понижающим обмоткам силового трансформатора и позволяет осуществлять регулировку тока в каждой из нагрузочных цепей независимо друг от друга. Принципиальная электрическая схема трехканального устройства управления токами нагрузки, чертежи печатной платы и монтажной платы приведены на рис. 9.
Сетевое напряжение (~220 В) понижается силовым трансформатором до расчетных значений напряжений U₂, U_3, U₄ (см.п.2.2.1) и подается на схемы регулирования тока 1,2 и 3, состоящие из мощных силовых симисторов и интегральных драйверов. Интегральный драйвер выполнен на основе интегральной микросхемы КР1182ПМ1, предназначенной для регулирования тока через активную нагрузку мощностью до 150 Вт, либо для управления внешними тиристорами, либо симисторами. На выводах 14 и 15, а также 10 и 11 микросхемы формируются импульсы с частотой питающей электросети, скважность импульсов зависит от сопротивления переменного резистора, которым и осуществляется регулирование тока через активную нагрузку (лодочку-испаритель). Каналы 1 и 2, управляющие мощными симисторами ТС-161-160-2, обеспечивают регулировку тока через испарители. Канал 3 предназначается для управления током через нихромовую спираль, служащую для подогревания подложки, в нем использован симиcтор средней мощности ТС122-25-2, рассчитанных на токи до 10 А. Оптимальная технология изготовления печатной платы трехканального устройства регулирования тока приведены в табл.2

Рис.  9    Принципиальная схема управления тока спиралей
Примечание: Блоки А1; А2; А3 эдентичны, за исключением блока А3 где установлен семистор ТС122-25-2
2.2.3. Обеспечение поддержания постоянной температуры подложки
Поскольку при напылении тонких пленок не требуется сверхпрецизионной точности поддержания температуры (параграф 1.1), то в качестве регулирующего температуру подложки устройства был выбран прибор Ш4541- позволяющий одновременно производить измерение и регулирование температуры в пределах 0-1100 ⁰С при использовании хромель-алюмелевой термопары. Измерительный механизм прибора Ш4541 - магнитоэлектрической системы, с подвижной частью на кернах. Двухпозиционный регулирующий сигнал обеспечивается посредством индуктивного датчика положения стрелки, представляющего собой жестко закрепленный на стрелке экран, взаимодействующий с контурными катушками генератора. При температуре ниже заданной, когда указатель стрелки находится левее указателя задачи регулирующего устройства, экран, закрепленный на стрелке, находится вне зазора контурных катушек и генератор вырабатывает высокочастотные колебания. Транзистор VT2 (рис. 10) при этом открыт и на контактах колодки 5,6 возникает выходной сигнал - напряжение   постоянного   тока   порядка  12V  при   токе  до
100 mА. При достижении температуры подложки заданного значения, когда указатель стрелки совпадает с указателем задачи регулирующего устройства, экран входит в зазор и генерация срывается, что приводит к запиранию транзистора VT2 и к исчезновению выходного сигнала. Схема включения регулирующего устройства приведена на рис. 11.

[ 8.стр.5 ]

Рис 10. Схема электрическая принципиальная Ш4541

ВК - термоэлектрический преобразователь;
Х - разъем  РП10-11
ХТ - колодка.
R - медный резистор
Рис. 11.  Схема включения регулирующего устройства
2.2.4. Структура модернизированной электрической схемы
Структура модернизированной электрической схемы установки представлена на рис. 12. Без изменений остался только функциональный блок, предназначенный для управления вакуумной системой. Охарактеризуем отличительные особенности модернизированной электрической схемы. Прежде всего функциональные блоки измерения и управления температурой фактически стали одним устройством за счет использования вместо измерительного милливольтметра  В7-27 прибора Щ4541, являющегося одновременно и измерительным милливольтметром постоянного тока, и регулирующим устройством температуры, обеспечивающим вместе с блоком 3 трехканального устройства регулировки тока постоянство температуры подложки в процессе напыления пленок. Из рис. 11 видно, что, в отличие от базовой схемы, модернизированная позволяет осуществлять нагрев лодочек-испарителей как по отдельности, путем поочередного замыкания цепи электропитания блоков регулировки тока 2 и 1 выключателями SA2, SA4, либо SA2, SA3, так и реализовывать процесс одновременного напыления из двух лодочек (при этом цепи
замыкаются одновременным включением SA2, SA3, SA4.
Рисунок 12.  Структурная схема усовершенствованной электрической схемы установки
2.3. Разработка механического устройства поворота заслонки
В первоначальном виде в установке была предусмотрена заслонка, которая приводилась в движение путем перемещения мощного электромагнита вдоль наружной поверхности кварцевого колпака вакуумной камеры. Заслонка крепилась при помощи кронштейна с подшипником скольжения на жестко закрепленный к основанию вакуумной камеры стальной стержень. Однако при эксплуатации установки обнаружили, что вследствие достаточно близкого расположения кронштейна с подшипником к лодочкам испарителя в процессе напыления некоторая часть распыляемого материала попадает на поверхности скольжения, что ухудшает его качество и приводит к необходимости периодического демонтажа заслонки для удаления химическим травлением слоев металла. Кроме этого, схема питания электромагнита обусловливает дополнительное потребление электрической энергии.
2.3.1. Выбор устройства для передачи движения в вакуумную камеру
Так как лабораторная установка не требует автоматизации процессом перемещения заслонки, было принято решение о замене конструкции заслонки на простую и надежную, основанную на механическом перемещении. Были рассмотрены различные варианты передачи движения в вакуумную камеру.
Для надежной и долговечной работы вакуумных вводов движения необходимо, чтобы герметизирующий элемент не воспринимал передаваемые устройством усилия. Поскольку нам необходимо передавать вращательное движение, то в результате поиска было выбрано техническое табл. 2. В этом устройстве промежуточное звено 1 совершает
плоскопараллельное движение по цилиндрической поверхности с радиусом, равным эксцентриситету е с центром на общей оси ведущего и ведомого валов 2 и 3. Крутящий момент от сил трения в опорах промежуточного звена 1, смонтированного на ведущем и ведомом валах, воспринимается гибким уплотнительным элементом (металлическим сильфоном или резиновой мембраной), нагружая его касательными напряжениями, величина которых обратно пропорциональна  эксцентриситету. В свою очередь, эксцентриситет  должен быть весьма малым с целью ограничения деформации гибкого уплотнительного элемента. Указанные причины ограничивают область применения ввода вращения подобной конструкции, допуская его использование лишь в случаях относительно малых крутящих моментов сопротивления на ведомом валу 3, однако для поворота заслонки этот вариант ввода вращения является приемлемым ввиду незначительности нагрузки на ведомом валу, обусловленном малым весом 0,15 кг заслонки вместе с кронштейном.
Выбранный тип устройства передачи вращения в вакуумную камеру, эскизно представленный на рис. 12 , содержит мембрану 4 (уплотнитель), которая должна быть выполнена из вакуумной резины. Уплотнители для вакуумных систем изготавливаются из резин марок 7889, 9024, 51-1578, 51-1433 и др. Одной из важнейших характеристик вакуумных резин является их проницаемость (табл. 3). Наибольшей проницаемостью из газов обладает водород, затем в порядке уменьшения следуют гелий, кислород и азот. Кроме перечисленных газов, резины проницаемы для паров многих растворителей, а также для сложных газов. При прогреве резины в вакууме выделяются газообразные, жидкие и твердые продукты, причем скорость выделения этих продуктов увеличивается с возрастанием температуры. При длительном прогреве резины в вакууме и последующем охлаждении до комнатной температуры скорость газовыделения уменьшается и достигает мало изменяющейся величины. Резиновый уплотнитель вырезается из пластин (ТУ 38-105116-70). Однако наилучшие показатели получаются при непосредственном формовании резиновой смеси и последующей вулканизации в пресс-формах.
Исходя из реальных требований к лабораторной установке по остаточному давлению газов, реальных температурных условий эксплуатации, вышеперечисленных требований к вакуумным уплотнителям и экономической целесообразности, нами выбрано два типа резины, подходящих для изготовления мембраны устройства передачи движения в вакуумную систему, физико-механические свойства которых приведены в табл. 4. Однако с учетом требований по химической стойкости окончательный выбор сделан в пользу хотя и более дорогой, но более химически стойкой резины марки 9024.
[ 2.стр.304 ]

Рисунок 13.  Передача вращательного движения заслонки.
2.3.2. Конструкция механизма поворота заслонки
Выбор механизма ввода движения в вакуумную камеру, сделанный в предыдущем параграфе, во многом предопределяет конструкцию всего механизма поворота заслонки. При его разработке использованы стандартные технические решения, что, с учетом отсутствия значительных нагрузок на подвижные (вращающиеся) детали конструкции, позволило отказаться от расчетов прочности валов. Выборы размеров диктовались реальными габаритными данными вакуумной камеры модернизируемого устройства, характер механической обработки деталей - общими машиностроительными требованиями.
Эскиз механизма поворота представлен на рис.14. Процесс изготовления валика  приведен в технологической части 3,  таблице 6.

Таблица 2. Характеристики устройства ввода движения

Наименование ввода движения	Диапазон рабочих давлений,            Па	Максималь-ная темпера-тура прогрева,        К	Вид уплотни-теля	Частота  враще-ния, об/мин	Макси-мальный пере-даваемый момент,               Н.м
Ввод вращения с промежуточным звеном,совершаю-щим лоскопарал-лельное движение	10-3- 10-5	350 -450*	Резино-вая мембра-на	до 100	3

* В зависимости от марки вакуумной резины, из которой изготовлена мембрана.
Таблица 3. Физико-механические свойства вакуумной резины марок   
                     7889 (1) и 9024(2)

	Миним. рабочая темп-ра в вакууме,К	Максим. рабочая темп-ра в вакууме, К	Хими-ческая стой-кость	Удельн. поток газовыдел. при максим. рабочей темп-ре, м3 Па/(м2с)	Характе-ристика продук-тов газовы-деления	Прони-цаемость при давлении 105Па/(м2с) по азоту
1	243	350	Нестой-кая	5,3•10-5	твердые, жидкие, газообраз-ные	2,3•10-7
2	240	360	Масло-стойкая	2,7•10-5	-“-	2,5•10-8

         
Рис. 14     Эскиз поворотного валика
                                      3.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Технология изготовления печатной платы и поворотного валика представлены в таблицах 2 и 3

Рис.  15      Печатная плата управляющего устройств

Таблица  4 Технология изготовления печатной платы

					Режим
№ опера-ции	Наименование операции	Оборудование, инструмент, приспособления	Фото-материал	Концен-трация или количе-ство	темпера-тура,  оС	время, мин
1.	Проверить качество поверхности и прочность сцепления фольгированного диэлектрика в соответ-ствии с требованиями  МРТУ	Инструмент оговаривается МРТУ
2.	Штамповать или нарезать заготовки плат с учетом технологического припуска	Пресс эксентриковый вырубной или ножницы, угольник, линейка
3.	Снять заусениц по периметру заготовки	Установка для снятия заусениц или напильник личной
4.	Сверлить фиксирую-щие отверстия (в слу-чае технологической необходимости)	Сверлильный станок, кондуктор, сверло спиральное
5.	Снять заусеницы в фиксирующих отверстиях	Развертка, надфиль
6.	Очистить поверхность заготовки, предварительно смочив ее водо	Полировальная машина или вруч-ную	Шлифпоро-шок № 5, венская известь
7.	Промыть проточной водой (холодной)	Ванна с душевым устройством			20  5	0,5-1,0
8.	Декапировать	Ванна	Кислоты соляная или серная	50-100 г/л		10-15 сек
9.	Промыть проточной холодной  водой	Ванна с душевым устройством			20± 5	0,5-1,0
10.	На фольгированную поверхность заготовки нанести слой эмульсии	Ванна	Поливини-ловый спирт Аммоний двухромо-вокислый ОП-10 (ОП-7) 5%-ный раствор спирта	70-90 г/л 10-15 г/л 5 мг/л 30-50 мг/л
11.	Сушить светочувст-вительный слой	Центрифуга с подогревом			35-40	До высы-хания
12.	Проверить визуально качество нанесенного светочувствительного слоя
13.	Смонтировать негатив с заготовкой платы
14.	Произвести экспони-рование	Светокопироваль-ная установка				5-15
15.	Проявить и окрасить изображение схемы	Ванна с красите-лем, поролоновая губка	Метилвио-лет, вода	3-5 г/л	35-40	4-5
16.	Промыть холодной проточной водой	Ванна с душем	Вода водопровод-ная		20  5	0,5-1,0
17.	Произвести химиче-ское дубление	Ванна	Хромовый ангидрид	30-50 г/л	20 5	0,5-1,0
18.	Промыть холодной водой	Ванна	Вода водо- проводная		20 5	1,0
19.	Сушить заготовку платы	Вентилятор, стойка, калорифер			20-40	До высы-хания
20.	Обработать поверх-ность платы ватным тампоном, смоченным раствором	Ватный тампон или поролон	Раствор состава; хлористый кальций, кислота мо-лочная спирт, глицерин, раданистый аммоний	100 мл 25 мл 50 мл 500 мл 500 мл
21.	Промыть холодной проточной водой	Ванна с душевым устройством	Вода водо-проводная		20 5	1
22.	Сушить обдувкой воздухом	Калорифер			20 5	До высы-хания
23.	Произвести тепловое дубление	Сушильный шкаф с терморегулятором			150	30-60
24.	Ретушировать рисунок схемы на плате по светочувствительной эмульсии	Штатив, кисть колонковая № 0,1, бинокулярные очки	Асфальтлак № 411, лю-бой нитролак		20 5
25.	Сушить	Стойка			20 5
26.	Контроль 100%-ного качества изображения	Лупа
27.	Обработать раствором	Поролон	Раствор состава: хлористый кальций, кислота молочная, спирт, глицерин, раданистый аммоний	100 мл 25 мл 50 мл 500 мл 500 мл	20 5	0,5-2
28.	Травить	Установка травления	Хлорное железо, технический раствор уд.вес 1,38-1,4		20 5	До 20
29.	Промыть холодной проточной водой	Ванна с душевым устройством	Вода водопровод-ная		20 5	1-2
30.	Сушить обдувкой теплым воздухом	Калорифер			35-40	До высы-хания
31.	Удалить ретушь протиркой (поролон)	Поролон	Скипидар, бензин, ацетон
32.	Удалить задубленный светочувствительный слой	Ванна	Кислота щавелевая Натрий хлористый	150-200 г/л 50-100  г/л	60-80	До 5
33.	Промыть холодной проточной водой	Ванна с душевым устройством	Вода водо-проводная		20 5
34.	Сушить	Калорифер			До 60	До высы-хания
35.	Контроль 100%-ного качества	Лупа, бинокулярные очки
36.	Нанесение технологического покрытия	Кювет	Раствор КПЭЦ или спиртокани-фольный флюсующий раствор
37.	Сушить	Сушильный шкаф			50-60	180
38.	Сверлить отверстия, произвести механиче-скую обработку плат в соответствии с черте-жом	Сверлильный станок, пресс ручной
39.	Контроль 100%-ного качества	Лупа, бинокулярные очки
40.	Маркировка	Трафарет, кисть колонковая	Краска БМ по НО 028000
41.	Контроль готовых  печатных схем	Лупа, бинокулярные очки
42.	Упаковка	Бумага, коробки, пакеты, полиэтиленовые мешки

Таблица 5. Технологический процесс изготовления  валика Э652.2.34.
(рис. 14), вариант сборный.

№№ опера-ций	Наименование операций	Содержание операций	Наименование , шифр оборудования, приспособления, инструмент
5.	Заготовительная (отрезная)	Деталь 1, валик Зажать пачку прутков Æ14 в тиски, отрезать в размер 112+1	Пила механическая.
10.	Токарная	1         переход. Установить в патрон, подрезать торец как чисто, центровать Æ2. 2         переход. Переустановить другим торцом, подрезать в р-р 108 0,2, центровать Æ2.	Токарный станок 16К20. Патрон з-х кулачковый, резец подрезной, сверло центровое.
15.	Токарная	1    переход. Установить в центр с             поводковым хомутиком, точить: 1.1.   Æ6-0,05, =5+0,1; 1.2.   Æ8-0,2, =24, фаски с углом 450 по чертежу; 1.3.   Æ12, =4± 1; 2     переход. Переустановить деталь       обратной стороной, точить: 2.1    Æ8-0,12, =10-0,15 (под резьбу М8), фаски 1х450; 2.2    Æ105-0,05, =82± 0,5 (размер               расчетный).	Токарно-винтовой станок 16К20, центра, хомут поводковый, резцы: проходной, подрезной.
20.	Токарная (резьбонарезная)	1. Установить в патрон, нарезать резьбу М8.	Токарно-винт. станок 16К20, патрон 3-х кулачковый, плашка М8
25.	Фрезерная	Установить в патрон: 1 переход. Фрезеровать одну грань 4-х гранника по чертежу, повторить переход «1» 3 раза, обеспечивая симметричность граней относительно оси детали 0,1 мм.	Станок фрезерный, головка делительна с 3-х кулачк. пат-роном.
30.	Слесарная	Снять заусеницы после фрезерования квадрата.	Верстак, напильник
35.	Шлифовальная	Установить в центры, шлифовать Æ10-0,05 по чертежу	Кругло-шлифовальный-станок
40.	Полировальная	Установить в 3-х кулачк.патрон., полировать Æ10 по чертежу.	Токарный станок 16К20
5.	Заготовительная (отрезная)	Деталь 2, стакан Зажать прутки Æ32 в тиски, отрезать заготовку в размер 20± 1.	Пила механическая
10.	Токарная	Установить в патрон: 1.       Подрезать торец. 2.       Проточить Æ30,5, на длину 8+2мм; точить фаску 2,25х450	ок.-винтовой станок 16К20, патрон 3-х кулачковый, резец проходной
15.	Слесарная-сверлильная	1.          Разметить со стороны фаски центр.отв.Æ6, выдерживая =5 мм по чертежу; 2.          Центровать, сверлить отв.Æ6+0,05 глубина 5+1	Станок сверлильный 2Н118, сверло центровое сверло Æ6.
20.	Токарная	Установить в патрон, 1.       Подрезать торец в размер 17-0,1 2.       Центровать отверстие; 3.       Сверлить отв.Æ10+1 глуб.9-1; 4.       Расточить отв. Æ12+0,05 глуб. 12± ± 0,5.	Станок токарн.16К20, сверло центровое Æ2, сверло Æ10 или Æ11, резец расточной.
25.	Токарная	Установить деталь на оправку по Æ12, поджать центром задней бабки. Точить Æ30-0,2 по чертежу.	Станок токарн. 16К20, резец проходной.
5.	Эл.сварочная	Валик в сборе 1.       Соединить валик стаканом. 2.       Приварить валик к стакану по чертежу с 3.	Эл.-сварочный аппарат

4. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
В экономической части мы выполним расчет затрат (себестоимости) нового варианта модернизированной части электрической схемы установки вакуумного напыления.
4.1. Подготовительный этап
1. Характеристики базовой электрической схемы и ее назначение
Базовая электрическая схема, приведенная на рис.7 характеризуется следующими недостатками:
- невозможность реализации одновременного нагрева двух испарителей;
- отсутствие устройства поддержания температуры подложки;
- низкое значение коэффициента использования полезной мощности вследствие нестационарного режима использования элементов в цепи ЛАТР3-Тр1.
В этой связи установка имеет существенные ограничения как по реализации качественно новых экспериментов, так и по воспроизводимости экспериментальных результатов.
2. Основные направления улучшения изделия
Основными направлениями улучшения электрической схемы установки являются:
- обеспечение возможности независимого управления испарителями за счет использования раздельной регулировки токов при одновременном снижении общих энергозатрат, обеспечиваемом применением современных электронных компонентов;
- обеспечение возможности точного поддержания температуры за счет включения в электрическую схему соответствующего устройства.
4.2. Информационный этап
1. Расчет стоимости покупных деталей и полуфабрикатов
Расчет стоимости полученных деталей и полуфабрикатов производим по данным электрической схемы модернизированной установки (рис.8, 10, 11), сведенным в табл. 5.
Таблица 6
Расчет покупных изделий и полуфабрикатов

Наименование изделия	Тип или модель	К-во штук	Цена за единицу, грн.	Стоимость, грн.
ИМС	КР1182МП1	3	4,50	13,50
Конденсатор	1;0  х 16V	6	0,50	3
Резистор	20К, МЛТ2	3	0,20	0,60
Потенциометр	СП-2,47к	3	0,80	2,40
Симистор	ТС161-160-2	2	15,00	30,00
Симистор	ТС122-25-2	1	5,50	5,50
Прибор измерительный	Щ4541	1	250,00	250,00
Реле	РЭС55А	1	1,50	1,50
ИТОГО:				306,50

2. Расчет стоимости вспомогательных материалов
Определим стоимость вспомогательных материалов методом удельного веса стоимости материалов в общей калькуляционной стоимости. Учитывая производственный опыт промышленности, принимаем удельный вес в прямых затратах покупных материалов равным 0,5 (50%), а стоимость вспомогательных материалов 0,1 (10%).
З_всп.м. =
где З_всп.м - затраты на вспомогательные материалы, грн.;
      З_пок. -   прямые затраты на покупные материалы, грн.;
      А_пок -   удельный вес в прямых затратах покупных материалов, %;
      А_всп.м. - удельный вес в прямых затратах вспомогательных   
                   материалов, %.
3. Затраты на основную заработную плату
Для радиоэлектронной промышленности стоимость изготовления колеблется в зависимости от сложности изготавливаемого устройства и составляется в процентах от стоимости основных материалов. В нашем случае -  это плата невысокой сложности и малой степени интеграции (принимаем 18%).
Технологический процесс изготовления печатной платы можно разделить на несколько стадий, каждая из которых дает свой весовой коэффициент в процентах от основной заработной платы.
Подготовительные операции - операции по шлифовке и очистке. Они выполняются на шлифовальных машинах. Квалификация работ низкая. Специальность - шлифовальщик II разряда. Весовой коэффициент - 3%.
Операция по нанесению рисунка с фотошаблона - трафаретная печать выполняется на специальных автоматах. Квалификация - высокая. Специальность - оператор сеткографического аппарата. Весовой коэффициент - 10%.
Прессовка и термообработка - операции по прессовке слоев печатной платы. Эти операции выполняются автоматически с применением роботов. Квалификация работ по обслуживанию пресс-автомата. Весовой коэффициент - 5%.
В механическую обработку входят операции резания, сверления, фрезерования, обработка отверстий. Все операции выполняются на станках с ЧПУ. Специальность - оператор ЧПУ. Весовой коэффициент - 60%.
Химическая обработка. Эта стадия связана с применением химических реактивов и выделением вредных газов в процессе реакции. Поэтому данная стадия выполняется в закрытых камерах без участия человека, кроме транспортных функций, для которых не требуется высокой квалификации рабочего. Весовой коэффициент - 8%.
Сборка. На этапе сборки осуществляется установка элементов, их пайка. Для установки используются роботы, для пайки - запаечные машины с волновой или каскадной пайкой. Этот этап очень ответственный, так как качество пайки определяет надежность и долговечность устройства. Специальность - расфасовщик. Весовой коэффициент - 8%.
Проверка и тестирование. На этом этапе производится проверка качества полученного устройства и его характеристики. Работы выполняются на испытательном стенде старшим техником. Весовой коэффициент - 4%.
Кроме того, для обслуживания станков, машин, оборудования требуются: слесарь-наладчик III разряда, инженер-робототехник и инженер-электронщик. Весовой коэффициент на оплату их труда составляет 2% от стоимости основных материалов. Определим затраты на основную заработную плату на основании удельного веса заработной платы в прямых затратах, равного 0,2 (20%).
З_пл.осн. =
где: - З_пл.осн. - затраты на основную заработную плату, грн.;
        - З_пок. -    прямые затраты на покупные материалы, грн;
- А_пок -    удельный вес покупных материалов в прямых затратах,  грн.;
- А_пл.осн. - удельный вес основной заработной платы в прямых 
затратах, грн.
Определим затраты на заработную плату на каждом этапе изготовления модернизированной электрической схемы управления и контроля вакуумной установки. Результаты помещены в таблице 6.
Таблица 6
Расчет затрат на заработную плату для различных этапов технологического процесса

№ п/п	Специальность	Разряд	%	Зпл.грн.
1.	Шлифовальщик	II	3	3
2.	Оператор сеткографического аппарата		10	12,26
3.	Оператор прессавтомата		5	6,13
4.	Оператор станков с ЧПУ		60	73,56
5.	Рабочий		8	9,81
6.	Расфасовщик		8	9,81
7.	Старший техник		4	4,90
8.	Слесарь-наладчик Инженер-электронщик Инженер-робототехник		2	2,45
	ИТОГО:		100%	122.60

4. Затраты на дополнительную заработную плату
Среднеотраслевые  доплаты   составляют  20%    от  основной  заработной платы. Отсюда затраты на дополнительную заработную плату равны:
З_пл.доп. =
где:   - З_пл.доп. - затраты на дополнительную заработную плату (в т.ч.     
                           доплаты за вредность выполняющим  стадию        
                           химической  обработки), грн.
5. Отчисления в бюджет
Отчисления в бюджет принимаем равными 39,55 % от затрат на зарплату:
З_{соц.мер.} =
где    З_{соц.мер.} - затраты на отчисления в  фонд  социальных     мероприя-
                         тий, грн.
6. Затраты на подготовку и освоение новых видов изделий
Затраты на подготовку новых видов изделий находим при помощи коэффициента, определяющего, какой части основной заработной платы равняются затраты по этой статье расходов. Отраслевое значение коэффициента К_п.u. принимаем равным 20%.
З_п.u. = З_пл.осн.
где З_п.u. затраты на подготовку и освоение новых видов изделий, грн.
7. Затраты на износ специнструмента и приспособлений
Затраты на износ специнструмента и приспособлений находим при помощи коэффициента, определяющего, какой части основной заработной платы равняются затраты по этой статье расходов. Отраслевое значение коэффициента К_uз приблизительно равен 40-80%.
З_uз = З_пл.осн.
где З_uз - затраты на износ специнструмента и приспособлений, грн.
8. Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования
Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования находим при помощи коэффициента, определяющего, какой части основной заработной платы равняются затраты по этой статье расходов. Отраслевое значение коэффициента К_рсэо = 60-75%.
З_рсэо = З_пл.осн.
где З_рсэо - затраты на содержание и эксплуатацию оборудования, грн.
9. Общепроизводсвенные  расходы.
Цеховые расходы находим при помощи коэффициента К_у, определяющего, какой части основной заработной платы равняются затраты на содержание и эксплуатацию оборудования %
З_у = З_пл.осн.
где З_у - затраты на цеховые расходы, грн.
10. Общезаводские расходы
Общезаводские расходы находим при помощи коэффициента, определяющего, какой части основной заработной платы равняются затраты по этой статье расходов. Отраслевое значение коэффициента К_оз приблизительно равно 70%.
З_оз = З_пл.осн.
где З_оз - общезаводские расходы, грн.
11. Прочие производственные расходы
Прочие производственные расходы находим при помощи коэффициента, определяющего, какой части заработной платы равняются затраты по этой статье расходов. Отраслевое значение коэффициента К_пр приблизительно равно 11%.
З_пр = З_пл.осн.
12. Внепроизводственные расходы
Внепроизводственные расходы находим при помощи коэффициента, определяющего, какой части стоимости производственных затрат равняются затраты по этой статье расходов. Отраслевое значение коэффициента К_впр равно 2%.
                                             З_впр = С_пр                                        (1)
где:   З_впр - внепроизводственные расходы, грн.
         С_пр - сумма всех производственных затрат, грн.
С_{пр. =} З_пок. + З_всп.м. + З_пл.осн. + З_пл.доп. + З_{соц.мер.} + З_п.u. + З_uз + З_рсэо + З_у +
+ З_оз + З_пр = 306,50 + 61,30 + 122,60 + 24,52 + 55,17 + 24,52 + 77,56 +
+ 85,82 + 61,30 + 85,82 + 13,49 = 918,60 грн.
Найденное значение подставляем в формулу (1) и получаем результат:
З_впр = 918,60×0,02 = 18,37 грн.
13. Полная себестоимость рассматриваемого объекта
Полная себестоимость рассматриваемого объекта равняется сумме производственных и непроизводственных затрат
С_пол. = С_пр + З_впр = 918,60 + 18,37 = 936,97 грн.
Где С_пол - полная себестоимость объекта, грн.
14. Прибыль (с учетом рентабельности)
Рентабельность Р для радиоэлектронной промышленности равна 40%.
П_и = С_пол.     
где П_и - прибыль (с учетом рентабельности) грн.
15. Оптовая цена на изделия
Оптовая цена на единицу изделия Ц_опт равна сумме полной себестоимости и прибыли
Ц_опт = С_пол + П_и = 936,97 + 374,79 = 1311,76 грн.
                                                   3.3. Заключение
 Поскольку результатом модернизации не ставилось улучшение экономических показателей, а только придание ему новых функциональных возможностей, провести сравнительный анализ базового и нового варианта электрической схемы не представляется возможным.
В этой связи в настоящем экономическом расчете ограничимся расчетом себестоимости единицы продукции, которая составляет 936,97 грн..

5. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Модернизируемая установка предназначена для осаждения диэлектрических и полупроводниковых слоев в вакууме.
5.1. Анализ условий труда
Установка рассчитана на эксплуатацию в помещении при температуре окружающей среды 20 ± 5 ^оС, относительной влажности воздуха 60 ± 15% при нормальном атмосферном давлении.
Питание автомата осуществляется трехфазным переменным током от четырех проводной линии (с нулевым проводом) частотой 50Гц напряжением 380В. Электрическая мощность, потребляемая автоматом не более 5 кВт.
Для освещения рабочего места предпочтительно использовать естественное освещение, но в зимнее время, а также при пасмурной погоде, необходимо предусмотреть искусственное освещение, которое должно обеспечивать нормальные условия труда.
Для поддержания в помещении, где расположена установка, требуемой температуры необходимо использовать устройства контроля климата.
Выявленные потенциальные производственные опасности вызывают необходимость проведения технических, технологических и организационных мероприятий, которые должны быть разработаны для создания безопасных и безвредных условий труда.

5.2. Освещенность

Свет обеспечивает связь организма с внешней средой, обладает высоким биологическим и тонизирующим действием. Около 90% всей информации в внешнем мире человек получает через органы зрения.
Рациональное производственное освещение улучшает условия зрительной работы, снижает утомление, способствует повышению производительности труда, уменьшению брака, снижает производственный травматизм, уменьшая потенциальную опасность многих производственных факторов, оказывает положительное психологическое воздействие на работающих.
Плохая освещенность приводит к перенапряжению и быстрому утомлению органов зрения, плохо различаются производственные опасности, повышается производственный травматизм, действует угнетающе на организм и психическое состояние человека.
При освещении производственных помещений используют:
-  естественное освещение, создаваемое светом небосвода;
-  искусственное освещение, осуществляемое электрическими источниками света;
-  совмещенное освещение, при котором в светлое время суток недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным.
Естественное освещение по своему спектральному составу является наиболее благоприятным для органов зрения, оказывает оздоравливающее биологическое и тонизирующее воздействие на человека.
По конструктивным особенностям естественное освещение подразделяется на боковое, осуществляемое через окна в наружных стенах; верхнее, осуществляемое через аэрационное и зенитные фонари, проемы в покрытиях, а также через световые проемы в местах перепадов высот смежных пролетов зданий; комбинированное, когда к верхнему освещению добавляется боковое.
5.3. Искусственное освещение
Искусственное освещение применяют в ночное время в любых условиях, а в производственных помещениях без фонарей и сплошных проемов оно является основным.
Одним из методов расчета искусственного освещения являются расчет по световому потоку для определения требуемой мощности (в Вт) лампы F_л  светотехнической установки, обеспечивающей заданную освещенность:

или фактическую освещенность от установленной мощности лампы

где Е_min – нормируемая освещенность (выбирается по СНИП) для данного типа искусственного освещения (от ламп накаливания или от люминесцентных ламп)  s – площадь производственного помещения в м², k - коэффициент запаса, учитывающий старение ламп и загрязнение светильников; n – количество ламп в данной светотехнической установке одинаковой мощности z – коэффициент неравномерности распределения фактической освещенности в данном производственном помещении. Расчет по методу светового потока производят при условии равномерной освещенности горизонтальной плоскости светильниками рассеянного и отраженного света в помещениях с высокими коэффициентами отражения стен и потолка, хорошей оптической прозрачностью воздушной среды и площадью помещения более 10 м². Вашем случае площадь помещения составляет 4,2 х 5,8 = 24,36 м². Характеристика точности работ – точные (размер объектов (0,3-10 мм), разряд работы ІІІ, подразряд б (контакт объекта различения с фоном средний, фон светлый. Выбираем экономичные люминесцентные лампы ЛД 40. Для указанных характеристик работ наименьшая освещенность Е_min, составляет при комбинированном освещении 750 люкс. Коэффициент использования светового потока принимаем равным η=0,53, коэффициент запаса 1,15. Коэффициент неравномерности освещенности 0,08. Воспользовавшись этими данными определяем, что для создания нормального освещения по СНИП необходимо установить в помещении 2 светильника мощностью 2 х 40 Вт с люминесцентными лампами типа ЛД 40
5.4. Электробезопасность
Помещение, в котором будет находиться данная установка, относится к помещению без повышенной опасности, так как это сухое беспыльное помещение с нормальной температурой воздуха и изолированном полом.
К работе с системой допускаются лица, прошедшие инструкцию по технической безопасности при работе на данном оборудовании. А так же прошедшие инструктаж по технике безопасности на рабочем месте, он должен иметь квалификационную группу не ниже 1 при работе на электроустановках до 1000 В. Перед эксплуатацией составные части системы: блоки, емкости, устройство загрузок и выгрузок приборов должны быть каждый в отдельности подключены к шине защитного заземления медной шиной сечением не менее