
VPI アンドリュー・リー
2025年2月11日
高真空スパッタリングコーティング装置(VPI 650MHシリーズスパッタリングコーター)では、ガスフローの制御がスパッタリングプロセスの安定性にとって重要です。一般的なガスフロー制御装置には、電磁フローバルブ(Em)とマスフローコントローラー(MFC)があります。これらは動作原理とアプリケーションシナリオが異なりますが、どのように選択すればよいでしょうか?
電磁フローバルブ:比較的シンプルな構造で、オン/オフ制御に適しています
動作原理
電磁フローバルブは、電磁石に基づいてバルブの切り替えを制御する装置であり、電磁リレーと同様に動作します。
ソレノイドコイルに通電すると、電磁石が磁場を生成し、バルブコアが開いてガスが流れます。
ソレノイドコイルの電源が切れると、磁場が消え、バネまたは空気圧によってバルブコアが閉じ、ガスの流れが止まります。
PWM(パルス幅変調)を使用して簡単な流量調整を実現することもできますが、制御精度は低くなります。
利点
✅ シンプルな構造、低コスト✅ 高速スイッチング制御に適しています✅ メンテナンスが簡単で、長寿命
デメリット
❌ ガスの流れを正確に制御できず、オン/オフ制御にしか適していません❌ 流れの安定性が低く、環境温度や圧力の変化に大きく影響されます
アプリケーションシナリオ
シンプルなオン/オフ制御を必要とするガス回路システム
予備真空抽出中の真空チャンバーへの粗ガス制御
一般的なガス輸送など、流量精度が重要でない用途
ガスマスフローコントローラ(MFC):高精度の流量制御
動作原理
MFC は、熱質量流量センサーまたは差圧測定技術を電子フィードバック制御と組み合わせて、ガスの質量流量(体積流量ではなく) を正確に制御します。
センサーはガスの流れを継続的に検出し、データを制御システムに送信します。
制御システムは設定値を比較し、比例弁を通る流量を調整して安定させます。
質量流量測定を採用しているため、温度や圧力の変化の影響を受けません。
利点
✅ 高精度 (通常、設定値の ±1% 以上)✅ 安定したガス流量制御が可能✅ 柔軟な調整が可能で、さまざまなプロセスガスに適しています✅ 環境変化の影響を受けにくく、長期にわたって安定した流量を確保
デメリット
❌ コストが高い❌ 精度を確保するために定期的な校正が必要
アプリケーションシナリオ
高真空スパッタリングコーティングプロセス、プロセスガスフロー(アルゴン、酸素、窒素など)の精密制御
半導体製造、蒸着(PVD)に使用
ガス分析機器、厳密なガス流量制御を必要とするアプリケーション
化学およびバイオエンジニアリング、反応ガス流の精密制御
どのように選択するのですか?
要件 | 電磁フローバルブを選択 | ガスマスフローコントローラ(MFC)を選択 |
シンプルなオン/オフ制御が必要 | ✅ 適切 | ❌ 不適切 |
正確なガス流量制御が必要 | ❌ 不適切 | ✅ 適切 |
温度、圧力の変化の影響を受ける | ✅ 非常に影響を受けている | ❌ 影響は最小限 |
高真空コーティングプロセスに適しています | ❌ 不適切 | ✅ 適切 |
限られた予算 | ✅ 低コスト | ❌ 高コスト |
高真空スパッタリングコーティング装置はどのように選択すればよいですか?
真空チャンバーの排気制御やガス吸入量の大まかな調整など、ガスの切り替えのみが必要な場合は、電磁フローバルブ(Em)を選択できます。
コーティングプロセスにおける均一性と安定性を確保するために、正確なガス流量制御が必要な場合は、 MFC (マスフローコントローラー) が不可欠です。
高真空スパッタリングコーティング装置では、正確なガスフロー制御がコーティングの品質と再現性に直接影響するため、 MFC が不可欠な場合があります。コーティング装置を選択またはアップグレードする場合は、VPI の技術エンジニアに相談して、実験に合わせた最適なソリューションをご提案ください。