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1、MFC 原結構明原結構明MFC 原結構明原結構明 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 總合研究所總合研究所 (JISC) 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 NEW JEIN CorpNEW JEIN Corp. . MFC 簡介簡介 質控制器（質控制器（Mass Flow Controller）簡稱）簡稱 MFC。簡。簡 的詮釋的詮釋 MFC 是一種與控制閥組的密組機 電組合，其測方式與一般計最大的差別， 是一種與控制閥組的密組機 電組合，其測方式與一般計最大的差別， 是在於它是用熱感溫差是在於它是用熱感溫差非接觸方式測氣體非接觸方式測氣體是在於它是用熱感溫差是在於它是用熱感溫差、非接觸方式測氣
2、體非接觸方式測氣體 之質速。之質速。 MFC 應用於應用於I C 工業、真空工業、食品工業、化工業、真空工業、食品工業、化 學工業以及醫儀器等業，需要求高確、 高穩定及高品質等氣體控制，如：蝕刻、 學工業以及醫儀器等業，需要求高確、 高穩定及高品質等氣體控制，如：蝕刻、 物物化學氣相沉積化學氣相沉積高穩定達成高穩定達成其應用其應用物物、化學氣相沉積化學氣相沉積、高穩定達成高穩定達成，其應用其應用 之層面乃遍佈高科技產業。之層面乃遍佈高科技產業。 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 NEW JEIN CorpNEW JEIN Corp. . MFC 主要結構主要結構 Connector Zero
3、switch PCB Control valve Mass flow sensor Control valve Intel Outlet BypassBlock 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 NEW JEIN CorpNEW JEIN Corp. . MFC 本體本體 (Block) 製程製程氣體中許多是有腐蝕性或容液氣體中許多是有腐蝕性或容液製程製程氣體中許多是有腐蝕性或容液氣體中許多是有腐蝕性或容液 化的氣體化的氣體，其與氣體接觸的部份均是其與氣體接觸的部份均是化的氣體化的氣體其與氣體接觸的部份均是其與氣體接觸的部份均是 以抗腐蝕性強的以抗腐蝕性強的 SUS316L 做為材質，做為材質
4、， 整顆鑄造而成整顆鑄造而成。整顆鑄造而成整顆鑄造而成。 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 NEW JEIN CorpNEW JEIN Corp. . MFC 分器分器 (Bypass) 分器位於本體主要道中間，當氣體進入分器位於本體主要道中間，當氣體進入 MFC 內，大內，大 約約有有 96% 以上以上氣體經分器後匯集到控制閥入口氣體經分器後匯集到控制閥入口，而而約約有有 96% 以上以上氣體經分器後匯集到控制閥入口氣體經分器後匯集到控制閥入口，而而 其餘小部分則入計的感測器管內。其餘小部分則入計的感測器管內。 Disk bypassLinear flow bypassMesh bypass
5、Disk bypassLinear flow bypassMesh bypass 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 NEW JEIN CorpNEW JEIN Corp. . MFC 感測器感測器 (Sensor) MFC準確要求頗高，所以感測器元件的準確性非常重要，準確要求頗高，所以感測器元件的準確性非常重要， 可是可是MFC的心臟的心臟可是可是MFC的心臟的心臟。 Voltage outputp RuRdRuRd 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 NEW JEIN CorpNEW JEIN Corp. . MFC 感測器感測器 (Sensor) 惠斯登電橋惠斯登電橋 V1=V3 R1R2
6、I1 V1=V3 V R1 V1= A B R1R2 G V1 V R1+R2 V1 R3 V3=V A B R3 R4 G V3 R3+R4 V3=V R1R3+R1R4=R1R3+R2R3 V I2 R1R4=R2R3 V R1/R2=R3/R4 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 NEW JEIN CorpNEW JEIN Corp. . MFC 感測器感測器 (Sensor) Zero switch R1R2Rp R3R4R3R4 (R1+Rp)/R2=R3/R4(R1+Rp)/R2=R3/R4 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 NEW JEIN CorpNEW JEIN Corp. .
7、 MFC 控制閥組控制閥組 (Control valve) 控制閥必須反應敏，關閉性好。方式有三種控制閥必須反應敏，關閉性好。方式有三種- Thermal ValveThermal Valve 用熱脹縮原驅動，反應速慢，用熱脹縮原驅動，反應速慢， 但穩定。但穩定。 Rti6 10Response time = 6 10 sec 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 NEW JEIN CorpNEW JEIN Corp. . MFC 控制閥組控制閥組 (Control valve) Solenoid Valve 用電磁線圈驅動用電磁線圈驅動valve控制控制, 反應速快，但耐壓程較差。反應速快，但耐
8、壓程較差。 Response time = 13 sec 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 NEW JEIN CorpNEW JEIN Corp. . MFC 控制閥組控制閥組 (Control valve) Piezo Valve 用屬薄膜擴張效應做為控制用屬薄膜擴張效應做為控制 Response time = 1 sec 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 NEW JEIN CorpNEW JEIN Corp. . MFC 閉迴控制電板閉迴控制電板 (PCB) Digital tll Rs-232 controller Signal amplification circuit Flow co
9、mmand input CPU Temp. Sensor Sensor Ciit Piezo actuator A/DD/A Circuit Valve Sensor Circuit Valve Driver Gas Gas SensorPiezo Bypass Sensor GasGas 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 NEW JEIN CorpNEW JEIN Corp. . MFC 熱虹吸效應熱虹吸效應 (Thermal siphoning) 氣體因加熱位置與地心引的相對應關係而產生熱對現象氣體因加熱位置與地心引的相對應關係而產生熱對現象 加熱 上表面加熱使氣體呈現下重上輕現象上表面加
10、熱使氣體呈現下重上輕現象 Lower density high density 因地心引因地心引影響影響下下 熱空氣往上跑熱空氣往上跑 造成自由造成自由 Gas flow 因地心引因地心引影響影響下下,熱空氣往上跑熱空氣往上跑,造成自由造成自由 對對,產生點飄移產生點飄移,稱為熱虹吸效應稱為熱虹吸效應 Gas flow 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 NEW JEIN CorpNEW JEIN Corp. . MFC熱虹吸效應熱虹吸效應(Thermal siphoning) 為為防止安裝時防止安裝時(水平水平/垂直垂直)所造成之熱虹吸所造成之熱虹吸為為防止安裝時防止安裝時(水平水平/垂直垂直
11、)所造成之熱虹吸所造成之熱虹吸 效應之對應解決方式效應之對應解決方式- 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 NEW JEIN CorpNEW JEIN Corp. . MFC 配置配置 控制製程氣體的基本配置。控制製程氣體的基本配置。 製 程 製 程 氣氣 至至 氣氣 MFC 氣氣 體體 入入 體 使 體 使 用用 F 入入 口口 用用 點點 N2 Inlet 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 NEW JEIN CorpNEW JEIN Corp. . MFC 接頭接頭 (Connection) Gas connection : 為有效預防為有效預防Gas leakage一般使用以下之一般使用以
12、下之 接方式接方式接方式接方式 Swegelok fittings適適 用於惰性氣體用於惰性氣體用於惰性氣體用於惰性氣體 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 NEW JEIN CorpNEW JEIN Corp. . MFC 接頭接頭 (Connection) VCR fittingsg 適用於腐蝕性氣体適用於腐蝕性氣体 VCO fittings 適用於惰性氣體適用於惰性氣體 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 NEW JEIN CorpNEW JEIN Corp. . MFC 氣体氣体 CF 值值 (Conversion factor) 定義定義：定義定義： 氣體相較於氮氣帶走熱能的比值。氣體相
13、較於氮氣帶走熱能的比值。 校正校正 MFC 之氣體一般使用之氣體一般使用 N2, 但同之氣體其但同之氣體其 濃及其他特性並相同濃及其他特性並相同 所以會有等比的轉所以會有等比的轉濃及其他特性並相同濃及其他特性並相同,所以會有等比的轉所以會有等比的轉 換因素。換因素。 Cl2的的 CF 值為值為 0.86，則，則 Cl2100 sccm 之之 MFC，用，用 N2去校正需調整至去校正需調整至 100/0.86=116.28 sccm。(N2 CF=1) 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 NEW JEIN CorpNEW JEIN Corp. . MFC 校正校正 (Calibration) 值值
14、比較值比較值值值調整調整0%,50%,100%之之 N2 STD MFMTEST MFC N2 199 8 sccm 200 sccm 199.8 sccm 100% 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 NEW JEIN CorpNEW JEIN Corp. . MFC 編號明編號明 FC980 C 4V N2 200SCCM Model NumberN/O、N/CGas FittingFull Scale Range Fitting / ”/ ”4V=1/4” VCR 4S=1/4” SWAGELOG 6V=3/8” VCR 6S=3/8” SWAGELOG / 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 NEW JEIN CorpNEW JEIN Corp. . 2V=1/8” VCR Thank Yo !Thank You ! 捷 胤 工 業 有 限 公 司 NEW JEIN INDUSTRIAL CO LTDNEW JEIN INDUSTRIAL CO., LTD. 台南市興南街295號 TEL:(886)62962008 FAX (886)6 2625200FAX:(886)62625200 Email: nixon_shen .tw .tw 捷胤工業有限公司捷胤工業有限公司 NEW JEIN CorpNEW JEIN Corp. .
