MFC氣體質量流量計在真空鍍膜上的應用

更新時間：2025-07-11

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真空鍍膜法是在真空的條件下，將金屬和非金屬材料加熱，當溫度超過其沸點時，被加熱物以氣態急劇蒸發，以直線向四周噴射;當遇到障礙物時即附著積淀于物體表面，形成一層薄膜，從而改善材料的性能和外觀，這種工藝技術被廣泛應用于多個行業，包括航天航空、半導體、新能源、汽車、手機、新型顯示、電子元器件、光通訊、軌道交通等。

真空鍍膜技術涉及多種工藝，如磁控濺射、離子鍍、熱蒸發等。這些工藝對氣體流量的要求各不相同，有的需要高流量，有的需要低流量，有的則需要精確控制多種氣體的混合比例。MFC氣體質量流量控制器具有廣泛的調節范圍和高精度的控制能力，能夠滿足不同工藝對氣體流量的多樣化需求。

在真空鍍膜過程中，需要由氣體質量流量控制器來控制各種工藝氣體的穩定流量，比如0/NH/SiH，包括一些惰性氣體如Ar、M等。氣體(比如N)從氣瓶中經過調壓閥們，可調節氣體壓力為50~300kPa，經過自動閥門和MFC,可直接通入真空反應腔室中。

鍍膜1.png

液體蒸汽的 MFC 控制過程

MEC有時需要控制一些由液態轉化為氣態的氣體。如在鍍膜時有時需要的原料為液體，如六甲基硅氧烷(HMDS0)，其沸點為 100℃，常溫下為液體。對于此類由液體轉化為氣體的原料，需要解決兩個重要問題:ME℃的系統溫度、工作壓差。

MFC的系統溫度控制。

鍍膜2.png

如上圖所示，在真空鍍膜過程中，一般該系統有兩種工作狀態:

一是加原料液體，首先打開自動閥門1和自動閥門3,關閉自動閥門2和手閥1，將原料罐內抽成一定負壓狀態，然后將自動閥門1和自動閥門3關閉，緩緩打開手閥1,即可通過管路汲取原料進入原料罐內;二是正常氣體供給，關閉手閥1、自動閥3，打開自動閥1和自動閥 2。為保障氣體有一定的恒定蒸汽壓力，則需將原料罐進行升溫，同時將管路以及 MFC等升溫至一定溫度，需要注意的是，為防止氣體結露堵塞MFC，隨著氣路的流動，氣路所經過位置的溫度應逐漸升高，即管路的溫度一般高于原料罐的溫度。另一方面，普通的MFC工作溫度一般低于50℃，那么此時的MEC應選用耐高溫MFC，即MFC-HT型號。需要在工作壓差范圍內工作如上圖所示控制系統中，HMDS0的加熱罐內形成一個密閉空間，在使用前

首先進行抽真空除去了雜質氣體，那么在一定的溫度下，HMDS0 液體與蒸汽會處于相對平衡的狀態下，即形成飽和蒸汽壓，同一物質在不同溫度下有不同的飽和蒸氣壓，并且飽和蒸汽壓會隨著溫度的升高而增大。因為MFC另一端為真空腔室，壓力可忽略，那么MFC此時的前后壓差即頭HMDS0 在此溫度下的飽和蒸汽壓。

因 HMDS0 也為易燃易爆的化學物質，80℃對于原料氣體和 MFC都有不小的安全隱患和質量隱患，原料液的溫度越低，后邊的氣路和 MFC內越不容易結露，而20℃時4kPa的工作壓差對于廠家來說很難達到。所以50~60℃為比較合理的控溫范圍。

由上邊的介紹我們了解到MFC的工作壓差為50~300kPa，而在50℃時，HMDS0的飽和蒸氣壓為17.42kPa,比 50kPa要小，那么就無法滿足 MFC正常工作的條件，需要在訂貨時跟廠家提出要求，將MFC選擇耐腐蝕材料。在采用金屬接觸材質時，MFC適用更大范圍的氣體，包括各種腐蝕性氣體和特種氣體。金屬材質可以應用于特殊場合或者精度、耐腐蝕要求高的場合。而在要求不是很高的一般場合，可以應用橡膠材質，如氟橡膠，可以用于大多數酸性和堿性等腐蝕性氣體。

MEC 在半導體行業中具有廣泛的應用，因為它的優勢在真空鍍膜過程中也有難以替代的作用，MFC本身屬于精密儀器且價格比較昂貴，在使用過程中應注意MFC系統溫度、工作壓差、抗腐蝕性和密封性要求，以便更好的掌握其使用方法。

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