Horiba 流量计中文说明书

质量流量控制器简介上海堀场贸易有限公司C

2005

HORIBA

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reserved.MFC,英文全称即为MASS

FLOW

CONTROLLER,中文即为质量流量控制器，主要是用来对气体流量进行精密测量和控制的一种仪器。目前它主要使用在半导体制造领域和新兴起的太阳能市场。在半导体制造方面，使用MFC的机台主要有CVD，PVD和ETCH等机台。大家都知道流量一般分为质量流量和体积流量，而质量流量控制器的主要优点就在于它感测的是流过它的气体分子量，而分子量是不会随着外界的温度和压力的改变而变化，所以从MFC流出的气体相对比较稳定，不会受到外界的温度和压力的影响。MFC流出的气体相对比较稳定，不会受到外界的温度和压力的影响。这就是MFC的一个内部结构图，主要由传感器、PCB板和阀三大核心部件构成，当MFC的入口端有气体流入时，一部分经过传感器，而大部分则经过下面的侧流管，然后再合流经过阀，而阀的开合度则是由传感器通过桥回路和增幅回路传递信号

给PCB板，PCB板再通过一个控制比较回路来控制阀的开合度，从而流出设定的气体流量。正负+/-15V电压是MFC的一个工作电压，就好比电视的遥控器，在使用时须安装两节5号电池一样。这样它才能工作。当给MFC一个0-5V的设定电压时，MFC就会反馈一个0-5V的输出电压质量流量控制器主要是由传感器、电路板和驱动阀三大部分组成。是能够对气体流量做精密测量和控制的一种仪器。主要使用在半导体工业和平面显示器制造和太阳能电子方面。质量流量：质量流量控制器感测的是通过的气体的分子量，工作时不受外界的温度和压力的影响。CONTROL

ELECTRONICS(P-

I-

D)SIGNAL

PROCESSING电源:+/-C

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reserved.15VDC设定信号:0

5V输出信号:0

5V进气端出气端

什么是质量流量控制器阀驱动C

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reserved.传感器控制阀侧流管MFC的内部结构图这一章就给大家说说传感器的一个工作原理，传感器的结构是在金属制的毛细管外侧卷有两根自加热电阻丝，通过设定电流给自加热电阻丝加热，当没有气体流过时，传感器两边的温度则是相对应的如下图实线呈抛物线状，但当有气体流经时，上流侧的自加热电阻产生的热量则会被带走，而导致温度降低，相反下流侧则会得到热量，而使温度升高，此时的温度差和流体的质量流量就形成了一定的关系。传感器把热信号转变为电信号再通过电路回路反馈给PCB电路板，便可感测气体流量。传感器的结构热传感器TuC

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reserved.TuTdTd△T.根据传感器的结构，当没有气体流入时传感器两边的温度呈抛物线状均匀分布当有气体流过时，上流端的自加热电阻产生的热量被带走，从而两端形成一定的温度差，使传感器两边的温度曲线分布不再平衡。这里的就主要和大家说一下BYPASS，当气体流经MFC时，大部分的气体是从BYPASS流过的，极少部分通过传感器，BYPASS和SENSOR之间有一定的比例关系，且BYPASS设计成的是一种层流结构，即在BYPASS有很多的毛细管组成，且内部的毛细管又细又长，这样流出的气体就会比较稳定，不会产生回流现象，从而确保传感器在工作时相对稳定状态传感器・侧流管传感器在不同压力下的特征C

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reserved.必须使侧流管设计为层流结构，这样才能流出相对稳定和精准的流量。（実用新案第１４１６２６９号）侧流管在不同压力下的特征这里是MFC的阀驱动装置，称为压电陶瓷阀，我们称之为PIZEO,内部主要有陶瓷晶体且成堆栈结构，通过外界的设定的电压来控制内部的陶瓷晶体的伸长和缩短来控制阀的开合度。在其内部还充有干燥的氮气来防止外界的湿气对陶瓷晶体的影响。陶瓷晶体阀的优点是反应快而且准。压电陶瓷驱动器陶瓷的堆栈结构外壳构造干燥的氮气连接端口C

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reserved.陶瓷驱动器的内部结构MFC的阀结构陶瓷阀的工作效果图_+_+提供高的直流电压压电元件移动方向C

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reserved.压电元件的伸长MFC的阀结构下面这两幅图左边的是设定电压与流量之间的对比关系，右边是零点的漂移对MFC真实流量的影响。当给MFC设定为5V的电压时，则对应的是MFC的全流量，不管全流量是200SCCM还是500SCCM,对应的设定电压都为5V,然后其它的流量再根据等比关系依次设定。这边就是MFC的零点漂移对真实流量的影响，当零点漂为正值时，实际流量将减小，反之，零点为负值时，实际流量将会变大。5V0Flow

Rate(sccm/slm)96100

104零点对实际流量的影响+200mv-200mv200mV

÷5000mV(5V)

＝0.04(4％）→100SCCM×4％＝4SCCM0Flow

Rate(sccm/slm)1005V4V3V2V1V80604020C

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reserved.这边就是MFC经常使用到的流量单位，有SCCM和SLM,分别是在标准状态下立方厘米每分种和升每分钟，而标准状态就是在温度为零摄氏度，一个标准大气压的条件下，而下面的CCM

和LM则是在常温状态下，即温度为25摄氏度，压力为一个标准大气压，所以SCCM

和CCM之间就有一定的比例关系，100SCCM的流量并不等于100CCM,而两者的转化关系为SCCM=(273+25)/273CCM,两者相差大约9.1%。SCCM–标准立方厘米每分钟SLM–标准立方升每分钟1000sccm=1slmSCCM和SLM是指在标准条件下的体积单位。标准条件指温度为零摄氏度，一个标准大气压的条件。在美国，标准条件被广泛接受和认同。.然而，在其它不同的国家通常使用的流量单位除了SCCM和SLM外还有CCM/

LM

(日本)

–

温度为

25 C,

一个标准大气压NCCM/

NLM

(日本)

–

温度为20 C,

一个标准大气压CCM作流量单位和SCCM作流量单位的MFC之间的流量相差大约为9.1%。C

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reserved.什么是SCCM

/SLM及区别这里和大家说说CF值这个概念，CONVERSION

FACTOR,即为转化因子，因为在半导体工厂有许多特殊的气体和有毒的气体，所以我们实验室在校准流量时就会根据实际情况和安全方面考虑，不会用这些真实的气体去做测试，而是用氮气来代替这些气体，这里就会涉及到CF值，QA=QN*CF,且CF值是日本实验室经过大量的实验而得出来的一个平均值，所以在流真实气体时稍微有点误差也是不可避免的。真实流量需要流量QA

=

C.F.A

*

QN2QA

:气体A的流量C.F.A:

气体A到N2的转换因数

QN2:N2的流量·转换因数是一个平均值。但是实际的转换因数可能会因为流量的范围和外界的压力和温度的影响而稍有不同。·转换因数是使用氮气进行转换，如果是用其它气体作为测量气体，那么测出的气体流量值则会偏差很大。N2气体AN2C

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reserved.什么是MFC的转换因数NO和NC的意思是在不给MFC供电的情况下，内部的阀始终处于常开和常闭状态，但是如果提供电压，则两者内部的阀都是处于关闭状态的。如何选择合适的质量流量控制器C

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reserved.SEC-7330型号M

C

UC

Ar

100SCCM*1

*2

*3

*4

*51/4VCR*6*1:选择密封圈的材质M:金