Controlador de flujo másico SEC-Z524 HORIBA STEC | Serie SEC-Z500X DeviceNet

Descripción general del producto | Control de flujo de gas para semiconductores

SEC-Z524 es un controlador de flujo másico compatible con DeviceNet fabricado por HORIBA STEC. Pertenece a la serie SEC-Z500X y admite aplicaciones de suministro de gas de flujo medio a alto.

Este modelo ofrece un rango de flujo a escala completa de 22 a 50 SLM, basado en especificaciones equivalentes al nitrógeno. Su arquitectura de control de flujo másico térmico permite un suministro preciso de gas en equipos de fabricación de semiconductores.

El actuador piezoeléctrico integrado regula el flujo de gas mediante una válvula de control electrónico. La comunicación DeviceNet conecta el controlador a redes de automatización compatibles.

Su configuración multigas y multirango admite diferentes requisitos de gas de proceso. La mayor distancia entre racores de 124 mm también proporciona una referencia mecánica importante para la integración en paneles de gas.

Las aplicaciones típicas incluyen sistemas CVD, equipos de grabado por plasma y paneles de suministro de gas a granel para semiconductores. Los ingenieros pueden seleccionar la configuración adecuada según las propiedades del gas, la presión de funcionamiento, el rango de flujo y los requisitos de conexión.

Identificación del producto y especificaciones de ingeniería

Fabricante	HORIBA STEC
Modelo	SEC-Z524
Serie de productos	SEC-Z500X
Versión de comunicación	DeviceNet
Tipo de producto	Controlador de flujo másico (MFC)
Clasificación del flujo	MFC de flujo medio
Rango de flujo a escala completa	22–50 SLM
Gas de referencia	Equivalente al nitrógeno (N2)
Configuración del rango	MR/MG #6.5–#08
Rango de control	2–100 % de la escala completa
Tecnología de la válvula	Actuador piezoeléctrico
Configuración de la válvula	Normalmente abierta o normalmente cerrada
Configuración de calefacción	Versión estándar sin calefacción
Fuente de alimentación	24 VCC
Consumo de energía	4,0 VA
Conector eléctrico	Microconector
Materiales en contacto con el gas	Acero inoxidable SUS316L
Superficie interna	Acabado pulido estándar
Opciones de sellado	Metal o elastómero
Conexión del racor	VCR de 1/4 de pulgada
Distancia del racor	124 mm
Dimensiones totales	126 × 64 × 29 mm (Al × An × Pr)

01 | Rendimiento de medición y control del flujo

El controlador regula el suministro de gas en un rango de funcionamiento especificado del 2 al 100 % de la escala completa. Sus especificaciones de precisión utilizan diferentes condiciones de referencia por encima y por debajo del 25 % de la escala completa.

Parámetro de rendimiento	Especificación
Flujo a escala completa	22–50 SLM
Rango de control	2–100 % de la escala completa
Precisión por encima del 25 % de la escala completa	±1,0 % del punto de ajuste
Precisión en el 25 % o por debajo de la escala completa	±0,25 % de la escala completa
Repetibilidad	±0,2 % de la escala completa
Linealidad	±0,5 % de la escala completa
Tiempo de respuesta	≤1 segundo (T98, rango completo de flujo)

Interpretación de la medición:

• Precisión: Describe la desviación de la medición del flujo bajo las condiciones de referencia especificadas.
• Repetibilidad: Indica la consistencia en mediciones repetidas.
• Linealidad: Describe la desviación de la respuesta lineal especificada.
• Tiempo de respuesta: T98 representa el tiempo necesario para alcanzar el 98 % de la respuesta final de flujo.
• Rango de control: Define el intervalo de funcionamiento especificado en relación con el flujo a escala completa.

Los ingenieros deben utilizar la ecuación de precisión adecuada para cada región de funcionamiento. No deben considerar el porcentaje del punto de ajuste y el porcentaje de la escala completa como valores intercambiables.

02 | Compatibilidad con múltiples gases y selección de procesos

El SEC-Z524 admite configuraciones multigas para sistemas de suministro de gas para semiconductores. Sus aplicaciones de gas listadas incluyen:

Categoría de gas	Ejemplos de gases especificados
Gases inertes	N2, Ar, He
Gases reactivos	H2
Gases especiales	SF6, HBr, WF6

Pueden estar disponibles otras configuraciones de gas según los requisitos de calibración y de materiales en contacto seleccionados.

Consideraciones para la selección de gases:

• Confirme la composición exacta del gas antes de realizar el pedido.
• Verifique la calibración específica del gas y el rango a escala completa.
• Considere la densidad del gas, las propiedades térmicas y las condiciones de funcionamiento.
• Compruebe la compatibilidad química con el SUS316L y los sellos seleccionados.
• Confirme los requisitos de limpieza del proceso para aplicaciones de semiconductores.

Importante: Las clasificaciones de flujo equivalentes al nitrógeno no representan automáticamente tasas de flujo reales idénticas para otros gases. Utilice la calibración de gas y los datos de conversión correctos para los cálculos del proceso.

03 | Comunicación DeviceNet e integración eléctrica

La configuración SEC-Z500X DeviceNet admite la comunicación con redes de automatización industrial compatibles.

Parámetro de comunicación	Especificación
Protocolo de red	DeviceNet
Conformidad	Conforme a ODVA
Velocidad de transmisión	125 / 250 / 500 kbps
Conector eléctrico	Microconector
Tensión de alimentación	24 VCC
Consumo de energía	4,0 VA

Lista de verificación para la integración de red:

• Confirme que el maestro DeviceNet admita el perfil de dispositivo requerido.
• Ajuste la velocidad de transmisión de la red para que coincida con la configuración existente del bus.
• Configure la dirección de nodo y los parámetros de comunicación correctos.
• Verifique el cable DeviceNet y la asignación de pines del conector.
• Compruebe la alimentación de 24 VCC antes de la puesta en servicio de la red.
• Verifique la comunicación del dispositivo y el intercambio de datos del proceso.

La conformidad con ODVA permite la integración con equipos DeviceNet compatibles. Confirme la configuración del controlador y los archivos de descripción de dispositivo disponibles antes de la puesta en servicio.

04 | Condiciones de presión e integridad del circuito de gas

Unas condiciones de presión estables son esenciales para una regulación de flujo repetible. Los ingenieros deben evaluar la presión diferencial y la presión máxima de funcionamiento por separado.

Parámetro de presión	Especificación
Presión diferencial de funcionamiento	200–300 kPa(d)
Presión máxima de funcionamiento	450 kPa(g)
Resistencia a la presión	1000 kPa(g)
Integridad de estanqueidad al helio	≤5 × 10⁻¹² Pa·m³/s

Notas de ingeniería de procesos:

• Mantenga la presión diferencial de funcionamiento especificada.
• Compruebe la estabilidad de la presión de suministro aguas arriba.
• Evalúe la presión aguas abajo y las condiciones de evacuación.
• Evite fluctuaciones de presión durante la calibración del flujo.
• Verifique la limpieza de la línea de gas antes de la instalación.
• Confirme la estanqueidad después de realizar trabajos de conexión de gas.

La tasa de fuga de helio especificada proporciona una referencia importante para la integridad del circuito de gas. Siga el procedimiento de prueba de fugas aprobado para la instalación completa.

05 | Materiales en contacto con el gas, sellos y conexiones mecánicas

La construcción en contacto con el gas utiliza acero inoxidable SUS316L con una superficie interna pulida como estándar. La selección del sello depende del gas de proceso y de los requisitos de compatibilidad química.

Componente	Construcción
Cuerpo en contacto con el gas	Acero inoxidable SUS316L
Superficie interna	Acabado pulido estándar
Opciones de sellado	Metal o elastómero
Conexión de gas	VCR de 1/4 de pulgada
Distancia del racor	124 mm
Dimensiones totales	126 × 64 × 29 mm

Consideraciones para la instalación mecánica:

• Compruebe la distancia del racor de 124 mm con respecto a la disposición del panel de gas.
• Verifique la especificación de conexión VCR de 1/4 de pulgada.
• Seleccione los sellos según los requisitos de compatibilidad con el gas.
• Evite la contaminación por partículas durante los trabajos de conexión.
• Evite tensiones mecánicas excesivas en las interfaces de los racores.
• Siga el procedimiento aplicable de montaje y apriete de VCR.

La distancia ampliada del racor es una dimensión de selección importante. Confirme la geometría real de la conexión de acoplamiento antes de modificar un panel de gas existente.

06 | Temperatura y entorno de instalación

Parámetro ambiental	Especificación
Temperatura de funcionamiento	5 °C a 50 °C
Temperatura recomendada	15 °C a 45 °C
Configuración de calefacción	Versión estándar sin calefacción

La configuración estándar no incluye una opción de calefacción. Mantenga la temperatura ambiente recomendada cuando la estabilidad del proceso sea importante.

Recomendaciones de instalación:

1. Verifique el lugar de instalación y el espacio de montaje disponible.
2. Confirme la compatibilidad con el gas y el rango de flujo seleccionado.
3. Inspeccione el circuito interno de gas y las superficies de conexión.
4. Instale los racores VCR utilizando procedimientos aprobados.
5. Conecte la alimentación de 24 VCC y la interfaz DeviceNet.
6. Compruebe la configuración de la red antes de habilitar el flujo del proceso.
7. Realice una prueba de fugas antes de introducir gases de proceso.
8. Verifique la respuesta del flujo bajo las condiciones de presión especificadas.

07 | Control de la válvula y configuración funcional

El controlador utiliza un actuador piezoeléctrico para el funcionamiento de la válvula. La configuración especificada permite disposiciones de válvula normalmente abierta o normalmente cerrada.

• Tecnología del actuador: Piezoeléctrica.
• Opciones de válvula: Normalmente abierta o normalmente cerrada.
• Función de control: Regulación electrónica del flujo de gas.
• Calefacción: No incluida en la configuración estándar.

Consejo de selección: Confirme la configuración de válvula requerida antes de realizar el pedido. Las disposiciones normalmente abiertas y normalmente cerradas pueden producir respuestas de proceso diferentes durante una pérdida de alimentación o el apagado del sistema.

No asuma la posición de falla de la válvula sin comprobar la configuración exacta del modelo y la documentación del fabricante.

08 | Puesta en servicio, calibración y mantenimiento

Una puesta en servicio adecuada establece una línea base confiable para el suministro de gas para semiconductores. Verifique las condiciones eléctricas, mecánicas, neumáticas y de comunicación antes de la operación de producción.

Procedimiento de puesta en servicio:

• Confirme el modelo completo y la configuración de calibración del gas.
• Verifique la tensión de suministro y el cableado del conector eléctrico.
• Compruebe la configuración del nodo DeviceNet y la velocidad de transmisión.
• Confirme la presión diferencial de funcionamiento.
• Realice pruebas de fuga de helio cuando sea necesario.
• Compruebe el comportamiento de flujo cero antes de aplicar comandos de flujo.
• Compare el flujo indicado con las condiciones de referencia especificadas.
• Registre la presión de funcionamiento y el rendimiento del flujo.

Recomendaciones de mantenimiento:

• Supervise la estabilidad del flujo cero durante la operación rutinaria.
• Investigue las desviaciones inesperadas de las lecturas de flujo establecidas.
• Inspeccione las conexiones de gas para detectar fugas después del mantenimiento.
• Compruebe la comunicación de red para detectar fallas intermitentes.
• Revise la pureza del gas y las condiciones de filtración aguas arriba.
• Verifique la compatibilidad de los sellos al cambiar los gases de proceso.
• Siga los procedimientos de servicio de HORIBA STEC para el mantenimiento interno.

Los intervalos de calibración deben seguir los requisitos de precisión del proceso y el plan de mantenimiento del equipo. No cambie los parámetros de calibración sin los datos de referencia correctos específicos del gas.

09 | Cumplimiento y aplicaciones industriales

Las especificaciones suministradas identifican las siguientes referencias de cumplimiento e integración:

• RoHS: Conforme a RoHS.
• DeviceNet: Conformidad con ODVA.
• SEMI: Cumplimiento de las normas SEMI según lo especificado.

Aplicaciones industriales típicas:

• Equipos CVD: Suministro controlado de gas para procesos de deposición química de vapor.
• Sistemas de grabado: Regulación del flujo de gas en equipos de grabado de semiconductores.
• Paneles de gas a granel: Suministro y distribución de gas de flujo medio.
• Armarios de gas: Sistemas automatizados de suministro de gases especiales.
• Fabricación de semiconductores: Control de gas de proceso basado en DeviceNet.

Verifique los requisitos exactos aplicables de SEMI y la documentación de cumplimiento para la instalación del equipo previsto.

10 | Compatibilidad y verificación de compra

Antes de seleccionar el SEC-Z524, los ingenieros deben verificar los siguientes detalles de configuración.

Artículo de selección	Requisito de verificación
Modelo	SEC-Z524
Serie	SEC-Z500X DeviceNet
Rango de flujo	22–50 SLM, equivalente al N2
Calibración de gas	Coincidir con el gas de proceso real
Código de rango	Confirmar la configuración MR/MG #6.5–#08
Comunicación	Protocolo DeviceNet
Velocidad de transmisión	125 / 250 / 500 kbps
Presión	Confirmar la presión diferencial de funcionamiento
Material del sello	Metal o elastómero, según la compatibilidad con el gas
Configuración de la válvula	Normalmente abierta o normalmente cerrada
Conexión	VCR de 1/4 de pulgada, distancia del racor de 124 mm

Consideraciones de reemplazo:

• No sustituir basándose únicamente en el rango de flujo.
• Coincidir con la calibración de gas y la configuración de rango reales.
• Verificar la compatibilidad de comunicación DeviceNet.
• Comprobar la configuración de la válvula y los requisitos de alimentación.
• Confirmar las dimensiones de conexión mecánica.
• Revise los materiales en contacto con el gas y la compatibilidad de los sellos.

Dos controladores con rangos de caudal nominal idénticos pueden tener diferentes calibraciones de gas, configuraciones de válvulas e interfaces eléctricas. Verifique la configuración completa de pedido antes de realizar el reemplazo.

11 | Información de embalaje y suministro

Artículo	Descripción
Fabricante	HORIBA STEC
Modelo	SEC-Z524
Serie	SEC-Z500X DeviceNet
Tipo de producto	Controlador de caudal másico
Cantidad suministrada	1 unidad
Accesorios	Confirmar por separado con el proveedor

Confirme la calibración del gas, la configuración de los racores, la disposición de las válvulas y los accesorios suministrados antes de realizar un pedido.

Preguntas frecuentes

P1: ¿Pueden los ingenieros transferir una calibración de gas existente de otro controlador de caudal másico a este controlador?

No automáticamente. La calibración del gas depende de la configuración del controlador y de las condiciones de referencia. Verifique el gas especificado, el código de rango y los datos de calibración. Nunca asuma que las lecturas de caudal serán idénticas en diferentes configuraciones de gas.

P2: ¿Qué puede causar lecturas inestables cuando el suministro de gas se mantiene constante?

Las posibles causas incluyen fluctuaciones de presión aguas arriba, contaminación del gas, variaciones de temperatura, selección incorrecta del gas y condiciones inestables aguas abajo. Compare las mediciones reales de presión con la línea base de puesta en marcha antes de cambiar los ajustes del controlador.

P3: ¿Cómo deben evaluar los ingenieros un controlador instalado en un sistema de gas de alta pureza?

Revise los materiales en contacto con el gas, la compatibilidad de los sellos, el acabado de las superficies internas y la integridad frente a fugas. También evalúe la pureza del gas, la limpieza de las conexiones y los riesgos de contaminación durante la instalación. Siga los procedimientos de la instalación para el manejo de gases semiconductores.

P4: ¿Qué deben comprobar los técnicos cuando la comunicación DeviceNet funciona, pero los comandos de caudal producen resultados inesperados?

Compruebe el rango de gas configurado, las unidades de ingeniería, el mapeo de datos de proceso y la escala de los comandos de caudal. A continuación, verifique el suministro físico de gas y la presión diferencial. La comunicación de red por sí sola no confirma una configuración de proceso correcta.

P5: ¿Cómo deben elegir los compradores entre configuraciones de válvulas normalmente abiertas y normalmente cerradas?

Evalúe la estrategia de aislamiento de gas requerida durante una pérdida de energía, una parada y unas condiciones de emergencia. Revise el diseño de seguridad del sistema y las consecuencias de cada posición de válvula. Confirme la configuración exacta del actuador antes de realizar la compra.

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