2.Описание лабораторной установки

Лабораторная работа может выполняться:

- на физическом макете, имитирующем процесс термовакуумного напыления и стабилизации, на выходе которого выдается значение удельного сопротивления резистивной пленки для выбранного режима, измеряемое цифровым вольтметром, работающим в режиме измерения сопротивления (вариант 1)

- на виртуальном макете, реализованном на основе пакета прикладных программ Lab View (вариант 2).

3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Для варианта 1:

3.1. Отсеивание несущественных факторов

Экспериментальная часть.

1. Получить у преподавателя данные номинального режима напыления (табл.2.2).

2. Включить макет и вольтметр.

3. Измерить удельное сопротивление резистивной пленки, соответствующее номинальному режиму напыления. Для этого ручки регулировок режимных факторов на имитаторе установить в заданное преподавателем положение. Нажать кнопку "пуск", размещенную на передней панели имитатора и произвести регистрацию показаний прибора, соответствующих значению сопротивления резистивной пленки для установленного номинального режима напыления.

4. Приступить к реализации отсеивающего эксперимента в соответствии с матрицей планирования (табл. 2.3).

Установить режим напыления, задаваемый первой строкой матрицы планирования путем поворота ручек регулировок режимных факторов на одно деление относительно их положения, соответствующего номинальному режиму: по часовой стрелке для кодированных значений (+1) и против часовой стрелки для кодированных значений (-1), нажать кнопку "пуск" и далее как в предыдущем пункте. Подобным образом реализуется вся серия опытов отсеивающего эксперимента.

Таблица 2.2

Наименование фактора	Положение ручек регулировки
	1	2	3	4	5	6	7	8
Глубина вакуума, кПа	100	50	10	5	1	0,5	0,01	0,005
Температура подложки, 0С	100	150	200	250	300	350	400	450
Ток подогревателя, А	500	1000	1500	2000	2500	3000	3500	4000
Время напыления, с	2	3	4	5	6	7	8	9
Температура стабилизации, 0С	50	75	100	125	150	175	200	225
Время стабилизации, с	2	4	6	8	10	12	14	16

Таблица 2.3

Номер режима
1	+1	+1	+1	+1	+1	+1
2	-1	+1	+1	-1	+1	-1
3	+1	-1	+1	-1	-1	+1
4	-1	-1	+1	+1	-1	-1
5	+1	+1	-1	+1	-1	-1
6	-1	+1	-1	-1	-1	+1
7	+1	-1	-1	-1	+1	-1
8	-1	-1	-1	+1	+1	+1

Расчетно-графическая часть. По результатам выполненной первой экспериментальной части работы (табл. 2.3) строятся диаграммы рассеивания значений удельного сопротивления по каждому фактору q₁, q₂, q₃, q₄, q₅, q₆. По оси абсцисс на равном расстоянии друг от друга располагаются режимные факторы, по оси ординат - значения удельного сопротивления резистивной пленки (рис. 1). Из точек на оси абсцисс соответствующих факторов восстанавливаем вертикальные линии. Справа от вертикальных линий откладываем значения удельного сопротивления пленки для тех режимов, когда данный фактор находится на верхнем уровне, т.е. когда принимает нормированное значение, равное "+1" , слева – когда данный фактор находится на нижнем уровне, т.е. когда принимает нормированное значение, равное "-1". Таким образом, имеем два ряда значений для каждого из шести факторов: четыре отрицательных – первый ряд (q _{i -}) и четыре положительных - второй ряд (q _i+-) . Затем для каждого ряда вычисляем среднее значение. Из полученных точек каждого ряда строим медианы. Разность между медианами положительных и отрицательных рядов каждого фактора определяет его роль в процессе, т.е. его значимость. Анализируя построенную диаграмму рассеивания, визуально определяем три фактора, для которых разность медиан имеет наибольшее значение. Далее для этих трех факторов проводится ПФЭ с целью построения математической модели данного процесса. 3.2.Построение математической модели процесса термовакуумного напыления резистивных пленок

Экспериментальная часть. В результате проведения первой части работы имеем три доминирующих фактора (q_x , q _y , q _z) , влияющих на сопротивление резистивной пленки. Для проведения ПФЭ для трех доминирующих факторов (q_x , q _y , q _z) производится последовательно четырехкратная реализация факторов (табл. 2.4).

Последовательно устанавливая режимы напыления (N = 1,..., 8), соответствующие матрице планирования, занесите в табл. 2.4 показания q_{вых i}. Повторите эксперимент четыре раза. При этом ручки регулировки факторов, исключенных из pacсмотрения по результатам отсеивающего эксперимента, устанавливаются в положение, соответствующее их номинальным значениям.

Рис.1.

Таблица 2.4

Номер режима (i)
				Реализация (j)
				1	2	3	4
1	+1	+1	+1
2	-1	+1	+1
3	+1	-1	+1
4	-1	-1	+1
5	+1	+1	-1
6	-1	+1	-1
7	+1	-1	-1
8	-1	-1	-1

Для варианта 2:

3.1. Отсеивание несущественных факторов

Экспериментальная часть.

1. Получить у преподавателя данные номинального режима напыления (табл.2.2).

2. Включить компьютер, открыть файл "ЛР2" (двойным щелчком по иконке на рабочем столе). Выбрать в папке "Напыление" файл "start.exe" или "start3.exe" (отличаются лишь видом окна). В появившемся окне (рис.2) установить ручки регулировок режимных факторов в заданное преподавателем положение, соответствующее номинальному режиму напыления.

Рис. 2

3. Нажать кнопку "Пуск" и произвести регистрацию показаний прибора, соответствующих значению сопротивления резистивной пленки для установленного номинального режима напыления.

4. Приступить к реализации отсеивающего эксперимента в соответствии с матрицей планирования (табл. 2.3).

Установить режим напыления, задаваемый первой строкой матрицы планирования путем увеличения (+1) или уменьшения (-1) значений режимных факторов на одно деление относительно их положения, соответствующего номинальному режиму, нажать кнопку "Пуск" и далее как в предыдущем пункте. Подобным образом реализуется вся серия опытов отсеивающего эксперимента.

5. Нажать кнопку "Выход".

Расчетно-графическая часть. По результатам выполненной первой экспериментальной части работы (табл. 2.3) строятся диаграммы рассеивания значений удельного сопротивления по каждому фактору q₁, q₂, q₃, q₄, q₅, q₆. Для этого открыть файл "ЛР2" и в папке "Расчет" запустить " Start2". В открывшемся окне ввести полученные ранее значения q_вых в матрицу планирования (рис.3) и нажать кнопку "Расчет". Программа автоматически построит диаграмму рассеивания исследуемых факторов (рис.4).

Рис.3

Рис.4