مقياس تدفق كتلي تماثلي عالي الحرارة UFC-9660 من UNIT Instruments، سلسلة 9660

UFC-9660 | وحدة تحكم في التدفق الكتلي ذات سدادة معدنية للدرجات العالية

يُعد UFC-9660 من UNIT Instruments وحدة تحكم تماثلية في التدفق الكتلي للدرجات العالية ضمن سلسلة 9660. وقد صُممت لعمليات أشباه الموصلات التي تتطلب توصيل الغاز المسخّن وتنظيمًا مستقرًا للتدفق.

يدعم تصميمها المسخّن درجات حرارة تشغيل تصل إلى 150 درجة مئوية. ويساعد هذا التصميم على منع التكثف عند التعامل مع غازات العمليات التي قد تتكثف داخل خطوط توصيل الغاز التقليدية.

تجمع وحدة التحكم بين مسار غاز بسدادة معدنية، وصمام ملف لولبي كهرومغناطيسي تناسبي، وبنية إلكترونية عن بُعد. وتستخدم واجهة تحكم ومراقبة تماثلية بجهد 0–5 فولت تيار مستمر.

تشمل التطبيقات النموذجية الترسيب الكيميائي للبخار (CVD)، والترسيب الفوقي، وأنظمة التوصيل المسخّنة لمواد المصدر القابلة للتكثيف.

01 | التحكم الحراري: الحفاظ على غاز العمليات في الحالة المطلوبة

يُعد التحكم في درجة الحرارة اعتبارًا رئيسيًا عند اختيار UFC-9660. إذ يمكن لبعض غازات السلائف الخاصة بأشباه الموصلات أن تتكثف عندما تنخفض درجة حرارتها إلى ما دون ظروف العملية المطلوبة.

• درجة حرارة التشغيل: 0–150 درجة مئوية (32–302 درجة فهرنهايت)، طراز للدرجات العالية.
• التكوين المسخّن: حاوية مسخّنة.
• ملاءمة العملية: توصيل مسخّن للغازات القابلة للتكثيف.
• العمليات النموذجية: الترسيب الكيميائي للبخار (CVD)، والترسيب الفوقي، وتوصيل بخار المصادر السائلة أو الصلبة.

في أنظمة الغاز المسخّن، يجب أن يظل ملف درجة الحرارة ثابتًا عبر المصدر وخط التوصيل والصمام ووحدة التحكم في التدفق. إذ يمكن أن يصبح أي جزء بارد نقطة تكثف حتى لو كانت وحدة التحكم نفسها مسخّنة.

أثناء تصميم النظام، تحقق من درجة الحرارة المطلوبة لغاز العملية المحدد. وأكد أيضًا تكوين التدفئة وحدود درجات الحرارة للإلكترونيات البعيدة المثبتة.

02 | مسار الغاز بسدادة معدنية والمواد الملامسة للغاز

تستخدم سلسلة 9660 تصميمًا بسدادة معدنية لتطبيقات توصيل غازات أشباه الموصلات المتطلبة. ويُحدد تكوين بسدادة W للإصدارات ذات المنفذ السفلي.

• المواد الملامسة للغاز: الفولاذ المقاوم للصدأ 316L، وK-M45، والفولاذ المقاوم للصدأ 304، و7Mo+.
• الختم: سدادة معدنية.
• تكوين المنفذ السفلي: سدادة W.
• تشطيب السطح القياسي: 10 ميكرو بوصة Ra.
• تشطيب السطح الاختياري: 4 ميكرو بوصة Ra.
• سلامة الختم: 1 × 10^-10 ضغط جوي-سم مكعب/ثانية من الهيليوم.

يؤثر تشطيب السطح واختيار المواد الملامسة للغاز على نظافة الغاز والتوافق مع العملية. بالنسبة لتطبيقات السلائف الحساسة، تحقق من مزيج المواد الفعلي وتشطيب السطح قبل الطلب.

يُعد مستوى سلامة الختم المدرج مواصفة تسرب الهيليوم. ولا ينبغي تفسيره على أنه ضمان للتوافق مع كل غاز عملية أو حالة تركيب.

03 | نطاق الضغط وتنظيم التدفق

يجب تقييم قدرة الضغط إلى جانب فرق الضغط المطلوب. يصف الحد الأقصى لضغط المدخل، وضغط الاختبار، وفرق ضغط التشغيل ظروف تشغيل مختلفة.

• الحد الأقصى للضغط: 3,500 كيلو باسكال (500 رطل/بوصة مربعة).
• ضغط الاختبار: 10,500 كيلو باسكال (1,500 رطل/بوصة مربعة).
• فرق الضغط النموذجي: 1.33–350 كيلو باسكال (10 تور–50 رطل/بوصة مربعة فرق ضغط).
• نطاق التحكم: 2–100% من المقياس الكامل.
• معامل الضغط: 0.007% من القراءة لكل رطل/بوصة مربعة (N₂).

لا تستخدم ضغط الاختبار كنقطة ضبط تشغيل عادية. وأكد حدود الضغط لمجموعة توصيل الغاز الكاملة، بما في ذلك الوصلات ومنظمات الضغط والصمامات والمعدات الموجودة في اتجاه التدفق.

04 | التحكم التماثلي والإلكترونيات البعيدة

يستخدم التكوين التماثلي لـ UFC-9660 واجهة بجهد 0–5 فولت تيار مستمر لإشارات نقطة الضبط والمراقبة. ويفصل ترتيب إلكترونياته البعيدة الوحدة الإلكترونية عن جسم التدفق.

• إشارة نقطة الضبط: 0–5 فولت تيار مستمر.
• إشارة المراقبة: 0–5 فولت تيار مستمر.
• التوصيل الكهربائي: موصل بحافة البطاقة.
• عرض الإلكترونيات البعيدة: 1-1/8 بوصة.
• طاقة عائلة التماثلي: ±15 فولت تيار مستمر.

تحقق من تعيين دبابيس الموصل ومرجع الإشارة قبل دمج وحدة التحكم مع أداة العملية. نطاق الإشارة 0–5 فولت تيار مستمر وحده لا يحدد توافق الموصل أو ترتيب الدبابيس.

تستخدم المتغيرات الرقمية 9561 و9565 مواصفات كهربائية مختلفة. ولا ينبغي تطبيق متطلبات الطاقة الخاصة بها وأرقام الأداء الرقمي على هذا الطراز التماثلي.

05 | أداء التدفق والاستجابة الديناميكية

تشمل قيم الأداء التالية مواصفات 9660 التماثلية وبيانات على مستوى العائلة. وأكد نطاق التدفق الدقيق وحدود الأداء وفقًا لتكوين UFC-9660 المورّد.

• نطاق التدفق على مستوى العائلة: 10 سم مكعب/دقيقة–30 لتر/دقيقة، مكافئ N₂.
• دقة 9660 التماثلية: ±1% من المقياس الكامل.
• التكرارية على مستوى العائلة: ±0.15% من المقياس الكامل.
• الخطية على مستوى العائلة: ±0.5% من المقياس الكامل.
• استقرار الصفر على مستوى العائلة: أقل من 0.6% من المقياس الكامل سنويًا.
• نطاق التحكم: 2–100% من المقياس الكامل.
• استجابة التشغيل السريع: أقل من ثانيتين، وفقًا لـ SEMI E17-91.
• معدل التشغيل اللطيف: منحدر خطي بنسبة 20% في الثانية.

تختلف الدقة المعبر عنها كنسبة مئوية من المقياس الكامل عن الدقة المعبر عنها كنسبة مئوية من نقطة الضبط. وهذا التمييز مهم عند تقييم التشغيل منخفض التدفق.

أرقام دقة 9561/9565 الرقمية هي مواصفات منفصلة. ولا يمكن استبدالها بتقييم دقة 9660 التماثلية.

06 | التكوين الميكانيكي والتركيب

يستخدم UFC-9660 تصميمًا لإلكترونيات بعيدة. وتعتمد أبعاد جسم التدفق على التركيب وتكوين المنفذ المختارين.

• أبعاد الإلكترونيات البعيدة: 3.50 × 4.00 × 1.47 بوصة (89 × 102 × 37 مم).
• الطول الإجمالي لجسم التدفق ذي المنفذ السفلي: 105.2 مم.
• الوزن: 1.2 كجم (2.65 رطل).
• تكوينات التركيب: التركيب الأفقي، بما في ذلك تكوينات HOV/HOS.

افحص اتجاه المنفذ وترتيب التركيب مقارنة بأداة العملية الحالية. ينطبق الطول الإجمالي المدرج أعلاه على تكوين C/W ذي المنفذ السفلي، وليس بالضرورة على كل خيار لجسم التدفق.

07 | تطبيقات عمليات أشباه الموصلات

يُقصد بالتصميم عالي الحرارة أنظمة توصيل الغاز التي يكون التحكم في درجة حرارتها جزءًا من موثوقية العملية.

• CVD: توصيل مسخّن لغازات السلائف المتوافقة إلى غرف الترسيب.
• الترسيب الفوقي: تنظيم التدفق في أنظمة غازات العمليات المسخّنة.
• توصيل الغازات القابلة للتكثيف: الحفاظ على درجة حرارة الغاز لتقليل خطر التكثف.
• توصيل بخار المصادر السائلة: دعم أنظمة التوصيل المسخّنة لمواد المصدر المتبخرة.
• توصيل بخار المصادر الصلبة: تنظيم الغازات المتوافقة في ترتيبات توصيل المصادر المسخّنة.

يجب تأكيد توافق الغاز واختيار المواد ودرجة حرارة التشغيل لكل عملية. وينبغي اختيار UFC-9660 وفقًا لتركيب الغاز الفعلي وتكوين الأداة.

08 | المواصفات الفنية

09 | الأسئلة الشائعة للهندسة الميدانية

س1: لماذا يمكن أن تستمر وحدة التحكم في التدفق المسخّنة في مواجهة تدفق غير مستقر رغم أن درجة حرارة مصدر الغاز صحيحة؟

لا تضمن درجة حرارة المصدر الصحيحة درجة حرارة موحدة على طول مسار التوصيل. تحقق من وجود نقاط باردة حول الوصلات والصمامات والمحولات ووصلات الغرفة. راجع مواقع مستشعرات درجة الحرارة والعزل. وأكد أن وحدة التحكم وخطوط التوصيل تصل إلى درجات حرارة التشغيل المطلوبة قبل تقييم استقرار التدفق.

س2: ما الذي ينبغي للمهندسين التحقق منه عندما تظهر غرفة العملية تفاوتًا في الترسيب رغم استقرار إشارة التحكم التماثلية؟

افحص ظروف توصيل الغاز الفعلية بدلًا من الاعتماد فقط على إشارة التحكم. راجع تقلبات الضغط في اتجاه التدفق، والضغط العكسي في اتجاه التدفق، ودرجة حرارة الغاز، وإعدادات غاز المعايرة. وقارن أيضًا إشارة المراقبة بقياس مستقل للعملية إن وجد. لا تثبت إشارة التحكم المستقرة أن التدفق الكتلي الموصّل يظل ثابتًا.

س3: هل يمكن تركيب UFC-9660 بنفس اتجاه وحدة التحكم في التدفق الحالية ذات درجة الحرارة القياسية؟

ليس دون التحقق من التكوين الميكانيكي. وأكد ما إذا كان البديل يستخدم تركيب HOV أو HOS، وتحقق من اتجاه المنفذ وأبعاد جسم التدفق. قد يكون للتكوينات ذات المنفذ السفلي وغيرها متطلبات ميكانيكية مختلفة. افحص رسم المعدات قبل تعديل لوحة الغاز.

س4: ما هو تسلسل التشغيل الذي يساعد على تقليل المشاكل بعد استبدال وحدة تحكم عالية الحرارة؟

أولًا، تحقق من مسار الغاز والتوصيلات الكهربائية. وأجرِ اختبار التسرب المطلوب قبل إدخال غاز العملية. وأوصل المجموعة المسخّنة إلى درجة حرارة التشغيل المحددة، ثم اضبط فرق الضغط المطلوب. وتحقق من الصفر، وتدرج التماثل، وعدة نقاط تدفق مستقرة. واتبع إجراءات بدء التشغيل والتطهير المعتمدة من الشركة المصنعة للمعدات.

س5: ما المعلومات المطلوبة لتحديد تكوين استبدال UFC-9660 الصحيح؟

قدم معلومات لوحة الاسم الكاملة، ونطاق التدفق عند المقياس الكامل، وغاز العملية، واتجاه المنفذ، وترتيب التركيب، وتفاصيل الموصل الكهربائي. وأدرج ظروف درجة الحرارة والضغط المطلوبة للتشغيل. وبالنسبة للغازات القابلة للتكثيف، حدد متطلبات درجة حرارة المصدر والتوصيل. تساعد هذه التفاصيل في منع اختيار بديل مشابه ميكانيكيًا ولكنه غير مناسب وظيفيًا.

10 | التحقق من التكوين قبل الطلب

تتضمن سلسلة 9660 تكوينات مختلفة ونماذج رقمية ذات صلة. وقد تختلف المواصفات حسب نوع الإلكترونيات ونطاق التدفق وترتيب المنفذ وخيار درجة الحرارة.

قبل الطلب، أكد التفاصيل التالية:

• الطراز الدقيق: UFC-9660.
• تكوين الإلكترونيات التماثلية.
• نطاق التدفق المطلوب عند المقياس الكامل المكافئ لـ N₂.
• نوع الغاز ومتطلبات المعايرة.
• درجة حرارة التشغيل المسخّنة.
• السدادة المعدنية وتكوين المنفذ.
• ترتيب التركيب الأفقي، بما في ذلك HOV/HOS عند الاقتضاء.
• موصل بحافة البطاقة والمتطلبات الكهربائية.

لا تستخدم مواصفات 9561/9565 الرقمية أو نطاق تدفق 9500 للإلكترونيات البعيدة كبدائل لبيانات تكوين UFC-9660.

Tags