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ACU20FD金屬密封常開閥質(zhì)量流量控制器

2026-04-28 16:06:58

導(dǎo)語

在真空應(yīng)用領(lǐng)域，尤其是半導(dǎo)體制造工藝中，金屬密封（Metal sealing ）MFC直接決定芯片制程良率與設(shè)備運(yùn)行安全，但受限于高技術(shù)壁壘，該類產(chǎn)品長期依賴進(jìn)口。電磁常開閥（Normally Open Solenoid Valve）作為流體控制領(lǐng)域的關(guān)鍵元件，憑借"斷電保通"的特性使其成為安全關(guān)鍵系統(tǒng)中的首選解決方案。ACCU 北京精量科技ACU20FD系列質(zhì)量流量控制器/流量計，以預(yù)熱時間短，零漂小，可靠性高等特點，打破進(jìn)口壟斷，完美適配氣體控制場景。


行業(yè)背景

在半導(dǎo)體制造的核心工藝中，氣體流量的精準(zhǔn)控制直接決定了芯片良率與可靠性?；瘜W(xué)氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）、刻蝕與清洗等環(huán)節(jié)，無一不依賴高性能質(zhì)量流量控制器（MFC）。然而，當(dāng)面對四氯化硅（SiCl?）、四氯化鍺（GeCl?）、三氯氧磷（POCl?）、三氯化硼（BCl?）等具有腐蝕性或毒性，對控制器的密封性與氣體兼容性要求嚴(yán)苛，一旦出現(xiàn)泄漏，不僅會破壞真空環(huán)境，還可能引發(fā)安全隱患。傳統(tǒng)MFC往往暴露出三大痛點：

? 密封失效：腐蝕性氣體穿透密封界面，導(dǎo)致劇毒泄漏，威脅人員與環(huán)境安全；

? 控制漂移：傳感器及流道內(nèi)壁被腐蝕，精度隨運(yùn)行時間顯著下降；

? 低壓差失效：在低入口壓力或?qū)拤翰畈▌庸r下，閥門無法穩(wěn)定響應(yīng)，控制失準(zhǔn)。

更棘手的是，一旦發(fā)生意外斷電，普通MFC閥門可能自動關(guān)閉，導(dǎo)致保護(hù)氣體中斷、腔室失去吹掃，昂貴的晶圓工件瞬間報廢，甚至引發(fā)安全事故。如何在腐蝕性介質(zhì)、寬壓差波動和突發(fā)斷電的多重挑戰(zhàn)下，實現(xiàn)“不斷氣、不漏氣、高精度”的控制？


用戶需求

真空環(huán)境中，氣體處于低壓力狀態(tài)，流量往往處于極微小范圍，對控制器的測量與控制精度提出了高要求，細(xì)微的流量偏差都可能導(dǎo)致工藝器件產(chǎn)生缺陷。真空環(huán)境中，氣體處于低壓力狀態(tài)，流量往往處于極微小范圍，對控制器的測量與控制精度提出了高要求，細(xì)微的流量偏差都可能導(dǎo)致工藝器件產(chǎn)生缺陷。
在此背景下，海外某真空行業(yè)客戶，亟需一批具備極強(qiáng)的耐腐蝕，可處理多種氯化物前驅(qū)體，同時必須滿足斷電工況下氣體也不中斷供應(yīng)的高精度質(zhì)量流量控制器。
客戶需求明確如下：

1、耐腐蝕性：適配四氯化硅（SiCl?），四氯化鍺（GeCl?），三氯氧磷（POCl?），三氯化硼（BCl?）等強(qiáng)腐蝕性氯化物，杜絕介質(zhì)泄漏；
2、多介質(zhì)精準(zhǔn)測控：支持多種氣體(如氮氣（N?） 氬氣（Ar）氧氣（O?）氫氣（H?）六氟化硫（SF?）等多類氣體，防堵塞、測控精準(zhǔn)；
3、斷電保通安全防護(hù)：斷電狀態(tài)下仍持續(xù)供氣，避免由于供氣中斷導(dǎo)致工藝中斷；保證異常緊急切斷時，仍可確保數(shù)據(jù)可靠與實驗安全。
4、快速響應(yīng)與自適應(yīng)穩(wěn)定：閥門快速響應(yīng)、無磁滯，具備寬量程比。性能具有自適應(yīng)性，能夠?qū)υO(shè)定值更改做出快速響應(yīng)而不會超調(diào)。



解決方案


▲ ACU 20FD-MC 質(zhì)量流量控制器（常開閥）

針對上述工況的需求，依托在精密流體測控領(lǐng)域的深厚技術(shù)積淀，ACCU 北京精量科技（簡稱“ACCU”）為該客戶量身定制了ACU20FD系列高精度質(zhì)量流量控制器（金屬密封常開閥和彈性密封常開閥）。該系列基于毛細(xì)管傳熱溫差量熱法原理，直接測量質(zhì)量流量，不受介質(zhì)溫度與壓力波動影響。方案全系標(biāo)配常開閥（Normally Open Valve）并定制化金屬密封結(jié)構(gòu)，摒棄傳統(tǒng)易腐蝕密封件，專為半導(dǎo)體真空應(yīng)用等制造工藝中的極端需求設(shè)計，覆蓋實驗室研發(fā)至量產(chǎn)線全場景。



ACU20FD系列質(zhì)量流量控制器核心優(yōu)勢：


▲ ACU 20FD-LC 常開閥質(zhì)量流量控制器

1、斷電保通，守護(hù)工藝連續(xù)性

ACU20FD-LC高精度常開閥質(zhì)量流量控制器采用常開閥設(shè)計。當(dāng)工廠意外斷電或系統(tǒng)故障時，閥門不會機(jī)械關(guān)閉，而是自動保持全開狀態(tài)。這意味著氣體仍能持續(xù)供應(yīng)到反應(yīng)腔室，保證工藝設(shè)計需求。同時，這一設(shè)計也為故障后的數(shù)據(jù)追溯與安全處置提供了可靠環(huán)境——真正實現(xiàn)了“斷電不斷氣，異常不失控”。





▲ ACU 20FD-LC 質(zhì)量流量控制器（金屬密封常開閥）

2、金屬密封，杜絕氣體泄漏

ACU20FD系列金屬密封常開閥質(zhì)量流量控制器，針對如四氯化硅（SiCl?），四氯化鍺（GeCl?），三氯氧磷（POCl?），三氯化硼（BCl?）等強(qiáng)腐蝕性氯化物，采用了密封性極佳的不銹鋼流道與金屬密封結(jié)構(gòu)，摒棄易被滲透腐蝕的常規(guī)高分子密封件。全金屬硬密封設(shè)計將氦泄漏率嚴(yán)格控制在1×10-10Pa·m3/sec以下，達(dá)到半導(dǎo)體級超高密封標(biāo)準(zhǔn)，有效杜絕氣體泄漏，既保障了真空環(huán)境的穩(wěn)定性，又避免了特種氣體泄漏帶來的安全隱患。這不僅保障了人員與環(huán)境安全，也大幅降低了設(shè)備維護(hù)頻率與停機(jī)成本。


3、高精度，穩(wěn)定控制

ACU20FD系列基于毛細(xì)管傳熱溫差量熱法原理工作，流量測量不受介質(zhì)溫度與壓力波動影響。該系列實測精度≤±0.5%FS，重復(fù)性≤±0.2%FS，控制比高達(dá)50:1。配合管狀分流結(jié)構(gòu)設(shè)計，實現(xiàn)了對極微小流量的精準(zhǔn)把控，并具備不易堵塞、預(yù)熱時間短、零漂小的特點，不受真空環(huán)境壓力波動、氣體熱物理屬性的干擾，從根本上保障了真空工況下流量控制的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。


工況參數(shù)：


注：以上參數(shù)為本方案的定制化配置，ACCU可根據(jù)客戶實際生產(chǎn)工況，提供不同量程、接口和通訊協(xié)議的解決方案。


應(yīng)用范圍


ACU20FD系列高精度質(zhì)量流量控制器在以下領(lǐng)域中同樣展現(xiàn)出不可替代的安全與性能價值：

  • 半導(dǎo)體制造：在化學(xué)氣相沉積（CVD）、原子層沉積（ALD）、等離子刻蝕（Etch）等工藝中硅烷、氨氣等氣體的精密配送，要求超高精度（±0.5%讀數(shù)或更高）、高重復(fù)性、毫秒級響應(yīng)

  • 光伏產(chǎn)業(yè)：硅基與薄膜太陽能電池生產(chǎn)中，精確控制硅烷、氨氣、氫氣的流量，直接影響電池的光電轉(zhuǎn)換效率與生產(chǎn)良率

  • 氫能與燃料電池測試：氫氣從mA級小電流到額定電流的流量跨度可達(dá)1:100以上，要求MFC具備寬量程比、防爆設(shè)計和毫秒級響應(yīng)

  • 鋰電池材料制備：硅碳負(fù)極流化床CVD工藝中，硅烷和乙炔的流量控制精度直接影響硅沉積均勻性和產(chǎn)品一致性

  • 生物制藥：生物反應(yīng)器中精確調(diào)控氧氣、二氧化碳、氮氣的混合比例，為細(xì)胞生長創(chuàng)造最佳氣體環(huán)境

  • 科研實驗：催化反應(yīng)評價、新材料合成、痕量污染物分析等場景，對微量氣體的精準(zhǔn)調(diào)控有嚴(yán)格要求


結(jié)語

氣體質(zhì)量流量控制器是工業(yè)精密制造的“隱形指揮官”，尤其是微小流量測控中，其重要性不言而喻。ACU20FD系列熱式質(zhì)量流量控制器/流量計憑借直接測量質(zhì)量流量、無需溫壓補(bǔ)償、小流量測控能力強(qiáng)等核心優(yōu)勢，結(jié)合常開閥“斷電保通”與金屬密封“零泄漏”的雙重保障，為半導(dǎo)體、光伏、氫能、鋰電池等高端領(lǐng)域提供了一套經(jīng)得起極端工況考驗的測控方案。