首页 › 仪器仪表 › MF4700系列气体质量流量计在真空镀膜行业气体流量控制中的应用

MF4700系列气体质量流量计在真空镀膜行业气体流量控制中的应用

真空镀膜

什么是真空镀膜?

真空镀膜就是在高真空的气氛下加热金属或非金属使其蒸发并成膜,沉积在镀膜(金属、半导体或绝缘体)的基片上而形成的薄膜,如真空镀铝、真空镀铬等。

镀膜中需要用到很多电子特气,主要有:Ar(氩气)、O₂(氧气)、N₂(氮气)、乙炔、He(氦气)、CH₄(甲烷)等。这些气体在PVD镀膜中起到惰性气体保护、调节气氛、增加反应物质量的作用等。

在镀膜工艺中,氩气Ar 是一类常用的电子特气。Ar 具有惰性、稳定,不容易和其它物质反应的特点,在镀膜过程中提供惰性气体保护,防止氧化、污染等问题。氧气O2 可以用于氧化反应,镀氧化物膜。氮气N2可以用于氮化反应,制备氮化物薄膜。乙炔、甲烷CH4 等有机物质可用于制备碳化物膜。

在镀膜工艺中,气体的流量和配比,直接影响膜层的成分、结构和性能。因此,在真空镀膜过程中,需要气体质量流量计精确控制反应气体的流量,确保镀膜质量和生产效率

一、气体质量流量计在物理气相沉积(PVD)中的应用

蒸发镀膜

在蒸发镀膜中,通过电阻加热、电子束加热等方法使蒸发镀膜材料蒸发,沉积在基底表面上。气体质量流量计MF4700精确控制真空腔中工艺气体的流量。例如,镀铝膜中,氩气Ar作为镀膜保护气、辅助气,被引入真空腔内。MF4700精准控制氩气流量,使得蒸发的铝原子在飞行过程中避免被氧化,确保铝膜的质量和纯度。

MF4700能提供非常精确的流量控制,因此可以获得更加均匀的薄膜。蒸发制备多层薄膜,比如在镀光学薄膜中的高反射膜系(例如TiO₂、Al₂、O₃多层结构)时, 精确控制每一层的沉积过程中流量的稳定性,可以使每一层膜生长环境稳定,从而保证薄膜具有比较一致的光学特性,如反射率、透过率等一致。

溅射镀膜

在溅射镀膜中,用离子源产生的离子轰击靶材使其溅射出来并在基片上沉积,MF4700用来控制溅射气体(溅射气体通常是氩气Ar)流量。如在磁控溅射镀金属膜(金属膜如镀铜膜用来打电子元件的导电层)时,氩气流量准确的控制了溅射速率和靶原子的离化程度。合适的氩气流量可以得到稳定的等离子体,保证稳定的、持续的溅射过程。

MF4700可以针对不同靶材、镀膜的不同要求进行气体流量的调节。进行制作合金薄膜或者化合物薄膜时(如利用共溅射制备 Ti- Al-N 硬质薄膜)情况下,MF4700可以分别针对不同的靶材控制溅射气体的流量,控制不同元素的溅射速率,得到各种成分准确、性质好的薄膜,这样的薄膜在刀具涂层、机械部件耐磨涂层等方面应用广泛。

二、气体质量流量计在化学气相沉积(CVD)中的应用

在 CVD 过程中,通过气态的前驱体在高温及催化剂等条件下发生化学反应,在基底表面沉积薄膜。MF4700 在 CVD 中起着的重要作用,精密地控制反应气体的流量。比如,用 MOCVD 方法在氮化镓(GaN)薄膜上制备 LED 时,MF4700 控制三甲基镓(TMG)、氨气(NH₃)的流量,控制它们按着恰当的比例进入反应腔,这样的反应就能得到高的质量、具有良好光电性能的 GaN 薄膜。

MF4700能够实时调整气体流量,以适应 CVD 过程中的反应动态变化。在制备复杂的化合物薄膜,如制备碳化硅(SiC)薄膜用于高温、高功率电子器件时,反应过程可能会受到温度、压力等因素的影响。MFC4700可以根据反应的进程和监测到的参数变化,快速调整反应气体(如硅烷和乙炔)的流量,保证薄膜的生长质量和性能,提高薄膜的结晶度、纯度等关键性能指标。

三、气体质量流量计在真空系统的维护与过程控制中的应用

真空度控制

在真空镀膜过程中,除了控制工艺气体流量,MF4700还可以辅助控制真空系统的真空度。通过精确控制进气和排气流量,使真空腔室内的压力保持在合适的范围内。例如,在一些需要高真空环境的镀膜工艺(如制备高质量的光学薄膜)中,MF4700与真空泵等设备协同工作,调节微量的泄漏气体或补充气体的流量,维持真空度的稳定。

MF4700可以和真空系统的真空压力传感器等设备集成,实现自动化的真空度控制。在长时间的镀膜过程中,如在连续镀制大面积太阳能电池板用的透明导电薄膜时,稳定的真空度可以确保薄膜的质量均匀性,减少因真空度波动引起的薄膜缺陷,如针孔、厚度不均等问题。

MF4700流量传感器

MF4700系列气体质量流量计是采用Siargo自主研发的微机电系统(MEMS)流量传感芯片来制作,适用于各类清洁、干燥气体。MF4700具有清晰直观的LED显示屏,可显示实时流量与累积总量。MF/FS4700直接输出质量流量,不需要温度压力补偿。MF/FS4700具备按键功能,允许用户在现场调整或查询流量计的参数,并具有RS485网络通讯接口以便于用户远程操控及系统集成。机械尺寸和流量范围可根据客户需求进行定制。

美国Siargo 气体质量流量计MF4700系列 产品特点:

传感芯片采用热质量流量计量,无需温度压力补偿,保证了流量计的高精度计量
在单个芯片上实现了多传感器集成,使其量程比达到了50:1甚至更高
输出方式灵活,既可通过通讯接口主动上传数据或由上位机查询输出数据,也可通过模拟接口输出线性的模拟电压
LED显示瞬时流量和累积总量,允许现场用按键配置流量计参数
可记录自上电以来瞬时流量的大值和小值,具有超量程指示功能
配有RS485通讯模块,便于集中控制和远程传输
与传统转子流量计相同的气路接口
机械尺寸与流量范围可根据客户需求定制量

 

转载请注明出处:传感器应用_仪表仪器应用_电子元器件产品 – 工采资讯 http://news.isweek.cn/47357.html

上一篇:

下一篇:

×
用户注册

 

登录 忘记密码?
×
用户登录

 

注册 忘记密码?