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电磁流量阀(Em) VS 气体质量流量控制器(MFC):如何选择?
来源: | 作者:VPI_LXJ | 发布时间: 2025-02-11 | 125 次浏览 | 分享到:
在高真空溅射镀膜设备中,控制气体流量对工艺稳定性至关重要,常见气体流量控制设备有电磁流量阀和气体质量流量控制器。电磁流量阀基于电磁铁控制阀门开关,可通过PWM简单调节流量但精度低,其结构简单、成本低、适用于快速开关控制、维护方便且寿命长,但不能精确调节流量、稳定性差、受环境影响大,适用于简单开/关控制的气路系统、预抽真空粗略控制气体进入等对流量精度要求不高的场景。气体质量流量控制器通过热式流量传感器或压差测量技术结合电子反馈控制实现对气体质量流量精准调节,不受温度压力变化影响,精度高、能稳定控制流量、适用于多种工艺气体、受环境影响小,但成本高、需定期校准,适用于高真空溅射镀膜、半导体制造、气体分析仪器等对气体流量要求严格的场景。选择时,若只需简单开/关控制、预算有限且对流量精度要求不高,可选择电磁流量阀;若需精确控制气体流量、适用于高真空镀膜工艺,则应选气体质量流量控制器,在高真空溅射镀膜设备中,气体质量流量控制器有时必不可少,选购或升级镀膜设备可咨询VPI技术工程师获取合适方案

在高真空溅射镀膜设备(VPI 650MH系列溅射镀膜仪)中,控制气体流量对于溅射镀膜的工艺稳定性至关重要。常见的气体流量控制设备有电磁流量阀(Electromagnetic Flow Valve)气体质量流量控制器(Mass Flow Controller, MFC)。它们各自具有不同的工作原理和应用场景,那么该如何选择呢?



电磁流量阀:结构相对简单,适用于开关控制

工作原理

电磁流量阀是一种基于电磁铁控制阀门开关的装置,其工作方式类似于电磁继电器:

  • 当电磁线圈通电时,电磁铁产生磁场,驱动阀芯开启,使气体流动。

  • 当电磁线圈断电时,磁场消失,弹簧或气压推动阀芯关闭,阻断气流。

  • 也可通过 PWM(脉冲宽度调制)方式进行简单的流量调节,但控制精度较低。


优点

✅ 结构简单,成本较低 ✅ 适用于快速开关控制 ✅ 维护方便,使用寿命长

缺点

❌ 不能精确调节气体流量,仅适用于开/关控制 ❌ 流量稳定性较差,受环境温度、气压变化影响较大

适用场景

  • 需要简单开/关控制的气路系统

  • 预抽真空过程中,用于粗略控制气体进入真空腔体

  • 适用于对流量精度要求不高的应用,如普通气体输送



气体质量流量控制器(MFC):高精度流量控制

工作原理

MFC 通过热式流量传感器压差测量技术,结合电子反馈控制,实现对气体质量流量(而非体积流量)的精准调节:

  • 传感器实时检测气体流量,将数据传输给控制系统。

  • 控制系统对比设定值,并通过比例阀调整流量,使其稳定。

  • 由于采用质量流量测量,不受温度、压力变化的影响。


优点

✅ 精度高(通常可达 ±1% 设定值或更优) ✅ 可实现稳定的气体流量控制 ✅ 适用于多种工艺气体,调节灵活 ✅ 受环境变化影响小,可长期保持稳定流量

缺点

❌ 成本较高 ❌ 需要定期校准以保证精度

适用场景

  • 高真空溅射镀膜工艺,精确控制工艺气体流量(如氩气、氧气、氮气等)

  • 半导体制造,用于气相沉积(PVD)

  • 气体分析仪器,对气体流量要求严格的实验或工业应用

  • 化工和生物工程,精确控制反应气体流量



所以该 如何选择?

需求选择电磁流量阀选择气体质量流量控制器(MFC)
需要简单的开/关控制✅ 适用❌ 不适用
需要精确控制气体流量❌ 不适用✅ 适用
受温度、压力变化影响✅ 影响较大❌ 影响较小
适用于高真空镀膜工艺❌ 不适用✅ 适用
预算有限✅ 低成本❌ 成本较高


简述如下:

  • 如果只需要控制气体通断,例如真空腔体的抽气控制或粗略进气调节,可以选择 电磁流量阀量阀(Em)


  • 如果需要精确调节气体流量,确保镀膜过程的均匀性和稳定性,则必须使用 气体质量流量控制器(MFC)