ACU20FD金属密封常开阀质量流量控制器

ACU20FD金属密封常开阀质量流量控制器

2026-04-28 16:06:58

导语

在真空应用领域,尤其是半导体制造工艺中,金属密封(Metal sealing )MFC直接决定芯片制程良率与设备运行安全,但受限于高技术壁垒,该类产品长期依赖进口。电磁常开阀(Normally Open Solenoid Valve)作为流体控制领域的关键元件,凭借"断电保通"的特性使其成为安全关键系统中的首选解决方案。ACCU 北京精量科技ACU20FD系列质量流量控制器/流量计,以预热时间短,零漂小,可靠性高等特点,打破进口垄断,完美适配气体控制场景。


行业背景

在半导体制造的核心工艺中,气体流量的精准控制直接决定了芯片良率与可靠性。化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)、刻蚀与清洗等环节,无一不依赖高性能质量流量控制器(MFC)。然而,当面对四氯化硅(SiCl₄)、四氯化锗(GeCl₄)、三氯氧磷(POCl₃)、三氯化硼(BCl₃)等具有腐蚀性或毒性,对控制器的密封性与气体兼容性要求严苛,一旦出现泄漏,不仅会破坏真空环境,还可能引发安全隐患。传统MFC往往暴露出三大痛点:

• 密封失效:腐蚀性气体穿透密封界面,导致剧毒泄漏,威胁人员与环境安全;

• 控制漂移:传感器及流道内壁被腐蚀,精度随运行时间显著下降;

• 低压差失效:在低入口压力或宽压差波动工况下,阀门无法稳定响应,控制失准。

更棘手的是,一旦发生意外断电,普通MFC阀门可能自动关闭,导致保护气体中断、腔室失去吹扫,昂贵的晶圆工件瞬间报废,甚至引发安全事故。如何在腐蚀性介质、宽压差波动和突发断电的多重挑战下,实现“不断气、不漏气、高精度”的控制?


用户需求

真空环境中,气体处于低压力状态,流量往往处于极微小范围,对控制器的测量与控制精度提出了高要求,细微的流量偏差都可能导致工艺器件产生缺陷。真空环境中,气体处于低压力状态,流量往往处于极微小范围,对控制器的测量与控制精度提出了高要求,细微的流量偏差都可能导致工艺器件产生缺陷。
在此背景下,海外某真空行业客户,亟需一批具备极强的耐腐蚀,可处理多种氯化物前驱体,同时必须满足断电工况下气体也不中断供应的高精度质量流量控制器。

客户需求明确如下:

1、耐腐蚀性:适配四氯化硅(SiCl₄),四氯化锗(GeCl₄),三氯氧磷(POCl₃),三氯化硼(BCl₃)等强腐蚀性氯化物,杜绝介质泄漏;
2、多介质精准测控:支持多种气体(如氮气(N₂) 氩气(Ar)氧气(O₂)氢气(H₂)六氟化硫(SF₆)等多类气体,防堵塞、测控精准;
3、断电保通安全防护:断电状态下仍持续供气,避免由于供气中断导致工艺中断;保证异常紧急切断时,仍可确保数据可靠与实验安全。
4、快速响应与自适应稳定:阀门快速响应、无磁滞,具备宽量程比。性能具有自适应性,能够对设定值更改做出快速响应而不会超调。



解决方案


▲ ACU 20FD-MC 质量流量控制器(常开阀)

针对上述工况的需求,依托在精密流体测控领域的深厚技术积淀,ACCU 北京精量科技(简称“ACCU”)为该客户量身定制了ACU20FD系列高精度质量流量控制器(金属密封常开阀和弹性密封常开阀)。该系列基于毛细管传热温差量热法原理,直接测量质量流量,不受介质温度与压力波动影响。方案全系标配常开阀(Normally Open Valve)并定制化金属密封结构,摒弃传统易腐蚀密封件,专为半导体真空应用等制造工艺中的极端需求设计,覆盖实验室研发至量产线全场景。



ACU20FD系列质量流量控制器核心优势:


▲ ACU 20FD-LC 常开阀质量流量控制器

1、断电保通,守护工艺连续性

ACU20FD-LC高精度常开阀质量流量控制器采用常开阀设计。当工厂意外断电或系统故障时,阀门不会机械关闭,而是自动保持全开状态。这意味着气体仍能持续供应到反应腔室,保证工艺设计需求。同时,这一设计也为故障后的数据追溯与安全处置提供了可靠环境——真正实现了“断电不断气,异常不失控”。





▲ ACU 20FD-LC 质量流量控制器(金属密封常开阀)

2、金属密封,杜绝气体泄漏

ACU20FD系列金属密封常开阀质量流量控制器,针对如四氯化硅(SiCl₄),四氯化锗(GeCl₄),三氯氧磷(POCl₃),三氯化硼(BCl₃)等强腐蚀性氯化物,采用了密封性极佳的不锈钢流道与金属密封结构,摒弃易被渗透腐蚀的常规高分子密封件。全金属硬密封设计将氦泄漏率严格控制在1×10-10Pa·m³/sec以下,达到半导体级超高密封标准,有效杜绝气体泄漏,既保障了真空环境的稳定性,又避免了特种气体泄漏带来的安全隐患。这不仅保障了人员与环境安全,也大幅降低了设备维护频率与停机成本。


3、高精度,稳定控制

ACU20FD系列基于毛细管传热温差量热法原理工作,流量测量不受介质温度与压力波动影响。该系列实测精度≤±0.5%FS,重复性≤±0.2%FS,控制比高达50:1。配合管状分流结构设计,实现了对极微小流量的精准把控,并具备不易堵塞、预热时间短、零漂小的特点,不受真空环境压力波动、气体热物理属性的干扰,从根本上保障了真空工况下流量控制的准确性与稳定性。


工况参数:


注:以上参数为本方案的定制化配置,ACCU可根据客户实际生产工况,提供不同量程、接口和通讯协议的解决方案。


应用范围


ACU20FD系列高精度质量流量控制器在以下领域中同样展现出不可替代的安全与性能价值:

  • 半导体制造:在化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、等离子刻蚀(Etch)等工艺中硅烷、氨气等气体的精密配送,要求超高精度(±0.5%读数或更高)、高重复性、毫秒级响应

  • 光伏产业:硅基与薄膜太阳能电池生产中,精确控制硅烷、氨气、氢气的流量,直接影响电池的光电转换效率与生产良率

  • 氢能与燃料电池测试:氢气从mA级小电流到额定电流的流量跨度可达1:100以上,要求MFC具备宽量程比、防爆设计和毫秒级响应

  • 锂电池材料制备:硅碳负极流化床CVD工艺中,硅烷和乙炔的流量控制精度直接影响硅沉积均匀性和产品一致性

  • 生物制药:生物反应器中精确调控氧气、二氧化碳、氮气的混合比例,为细胞生长创造最佳气体环境

  • 科研实验:催化反应评价、新材料合成、痕量污染物分析等场景,对微量气体的精准调控有严格要求


结语

气体质量流量控制器是工业精密制造的“隐形指挥官”,尤其是微小流量测控中,其重要性不言而喻。ACU20FD系列热式质量流量控制器/流量计凭借直接测量质量流量、无需温压补偿、小流量测控能力强等核心优势,结合常开阀“断电保通”与金属密封“零泄漏”的双重保障,为半导体、光伏、氢能、锂电池等高端领域提供了一套经得起极端工况考验的测控方案。