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2026-07

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真空镀膜精准控气:层流压差式MFC直面严苛工况挑战

真空镀膜这个词乍一听有些距离感,但其实已经广泛渗透我们日常生活,手机屏幕的防指纹涂层、汽车天幕隔热膜、眼镜镜片增透膜、半导体芯片导电电路等,都需要该项技术来实现薄膜沉积与表面改性。

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在镀膜工艺中,对于气体流量精准、稳定控制的要求,远超一般工业应用,而流量调控的效果,直接决定薄膜沉积的均匀性、厚度及成品品质。

真空镀膜有许多技术路线:物理气相沉积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、原子层沉积(ALD)、等离子体喷涂、蒸发镀膜与溅射镀膜等等。

尽管技术路线各异,但都有一个共性需求:均依赖于质量流量控制器(MFC)组成配气系统,实现对工艺气体流量的精密调控。

△ 易度气体质量流量控制器在真空镀膜行业的应用


在众多不同原理的MFC中,层流压差式MFC凭借应对严苛工况极强的适应性,成为真空镀膜、新材料涂层工艺中气体流量控制的理想解决方案。

真空镀膜的严苛工况挑战

真空镀膜工艺中,通常需要多路MFC协同调控反应气体、载气、吹扫气体的流量比例,其控制精度直接决定薄膜生长速率、微观结构,稳定性则保障批次工艺的一致。

▲PVD电弧沉积在反应炉中通入多种气体

MFC在真空镀膜工艺中面临的具体挑战:

  • 精密计量: 反应气体比例、掺杂剂浓度常需精确至ppm级,微小流量偏差即可导致膜层成分、结构、性能的显著偏离。

  • 工艺稳定性: 长时间沉积过程(数小时甚至数天)中流量需保持超高稳定性,避免膜厚不均或性能梯度。

  • 复杂气体环境:涉及腐蚀性气体(如WF6、NH3、Cl2、HF)、易燃易爆气体(如SiH4)、毒性气体(如AsH3、PH3)、高纯稀有气体及反应副产物,对流量设备性能要求高。

  • 宽动态范围: 同一工艺流程可能覆盖从极微小流量(如ALD的脉冲气体)到较大流量的精确控制。

  • 快速响应:对于脉冲式工艺(如ALD)或工艺切换场景下,MFC需具备毫秒级响应能力。

  • 严苛物理环境:可能面临真空接口、设备震动、温度波动及电磁干扰等挑战。

此外,真空镀膜车间多为密闭负压环境,常规流量设备在这种工况下容易出现漂移、响应滞后等问题,这种微小的流量偏差,可能造成镀膜工件出现瑕疵,影响交付进度。

层流压差式MFC的应对方案

层流压差式MFC的核心工作原理,是基于流体力学中的哈根-泊肃叶定律:

当气体在层流原件流道内处于层流状态时,体积流量与流过层流件两端的压差成正比。通过精确测量压差,结合对气体温度、压力的补偿,可计算出气体的质量流量。

针对真空镀膜的各种典型工况,易度自主研发的层流压差式质量流量计与控制器,为客户提供了切实有效的解决方案:

  • 精确配气场景

易度MFC完全满足高精度要求,读数精度可达±0.5%S.P.,满量程精度可达±0.1%F.S.,全量程线性度良好,反应气体精确配误差可控。

内置70余种气体类型数据库,量程不受气体种类变化影响,支持自定义混合工质,还可通过上位机软件集中设置参数,提升设备自动化水平。

▲易度MFC内置70多种气体类型

  • 复杂工况要求

易度MFC产品核心元件纯机械机构,无加热元件,不易老化,性能稳定,受温度、压力波动影响小;支持任意角度安装,抗震/抗干扰能力较强。

宽环境温度与介质温度范围、宽压力范围等特性,适应镀膜工艺中复杂多变的压力与温度条件,有利于保障各批次膜层质量一致性。

▲薄膜沉积的均匀度与MFC性能息息相关

  • 宽流量范围

易度MFC标准量程范围:0.5 SCCM~5000 SLPM,且支持非标定制。微小流量控制可达 0.1 SCCM,适配ALD及超低浓度掺杂工艺;单阀大流量可扩展至 6000 SLPM 以上,满足大面积镀膜与高流量吹扫需求。


  • 快速响应

易度产品无需预热,开机即用,基于层流压差原理,无热惯性延迟,达到毫秒级响应速度,流量测量最快 ≤2ms,快速响应型流量控制响应时间 ≤300ms(T98),满足ALD快速脉冲工艺及动态配气变化要求,避免流量滞后导致膜层不均匀的现象。


  • 通讯多样

易度产品支持多种数字通讯协议:RS485/ModbusRTU、PROFIBUS、EtherCAT、PROFINET、DeviceNet,以及模拟通讯(0-5V/4-20mA),适配产线主机各种通讯架构,便于MFC集成到设备中,实现远程、自动化操作。

  • 可定制化

面对更苛刻的工况条件,易度产品支持定制低压损型、耐腐蚀型、抗吸附型等规格,适配负压、真空密闭环境,抵抗腐蚀性气体侵蚀,降低污染物和颗粒物吸附对气体纯度的影响。

  • 自主可控

工信部权威认证,易度产品126项核心电子元器件均实现100%国产化。自主研发,供应链可控,交付周期短,售后服务便捷,设备升级维护不会导致产线长期停摆。

目前,易度层流压差式MFC已经批量应用于真空镀膜行业客户产线。实际运行数据验证,产品应对真空镀膜严苛工况条件,保持了良好的稳定性与一致性,维护率与故障率大幅降低,得到客户广泛认可。

在真空镀膜工艺精细化、标准化发展趋势下,气体流量精准控制已经成为把控产品品质的关键。易度将围绕层流压差测量技术,持续完善产品在高标准场景下的适配能力,为合作伙伴提供更优的解决方案。

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