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電磁フローバルブ (EM) とガスマスフローコントローラー (MFC): どのように選択するのでしょうか?

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。

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