FCM系列作為CKD喜開理核心小型流量控制器,憑借“多氣體適配、高精度控制、快速響應、寬工況兼容”的核心優(yōu)勢,廣泛應用于半導體制造、新能源、醫(yī)療設備、實驗室分析、食品包裝等領域。其覆蓋0.5~100L/min(空氣/氮氣等)及0~20L/min(氫氣/氦氣)流量范圍,支持±3%F.S.以內控制精度、0.5sec快速響應,搭配樹脂/不銹鋼閥體、多信號輸出方式,可精準匹配不同場景的氣體流量控制需求。以下為各行業(yè)詳細應用案例:
一、半導體制造:薄膜沉積工藝的高精度氣體控制
1. 應用場景
在半導體芯片的化學氣相沉積(CVD)工藝中,需向反應腔室精準輸送氬氣(載氣)、氮氣(吹掃氣)等氣體,流量穩(wěn)定性直接影響薄膜的厚度均勻性、純度及附著力。工藝要求氣體流量控制精度≤±3%,響應速度快(避免腔室壓力波動),且需滿足潔凈無油、低泄漏需求(防止污染晶圓)。
2. 核心需求
- 適配高純度氬氣(AR)、氮氣(AI),無油污染(符合半導體潔凈標準);
- 流量范圍0~10L/min,控制精度±3%F.S.以內,確保薄膜沉積一致性;
- 響應速度快(≤0.5sec),搭配模擬輸出(4-20mA),實時反饋流量數據至PLC系統(tǒng);
- 閥體材質耐腐蝕、易清潔,避免氣體殘留污染。
3. FCM系列選型與實施
選型型號:FCM-0010AR-8A2AP(氬氣適配、不銹鋼閥體Rc1/4接口、4-20mA輸入/1-5V模擬輸出、PNP錯誤輸出)
實施細節(jié):
- 采用不銹鋼閥體(8A規(guī)格)搭配氟橡膠密封件,符合半導體潔凈無油要求,避免樹脂材質可能產生的微粒污染;
- 流量設定通過PLC輸出4-20mA信號傳輸至FCM控制器,實時流量通過1-5V模擬信號反饋,實現閉環(huán)控制;
- 前端搭配CKD M系列精密過濾器(油份濃度≤0.1mg/m3),確保進入FCM的氣體潔凈度,延長設備使用壽命;
- 利用FCM±0.2%F.S./℃的溫度特性,抵消腔室周邊溫度波動對流量控制的影響。
4. 應用效果
- 薄膜厚度偏差從±8%縮小至±2.5%,晶圓合格率提升12%;
- 響應速度快,腔室壓力波動控制在±5kPa以內,減少工藝中斷風險;
- 設備穩(wěn)定運行時間超8000小時,維護頻率降低60%(相較于傳統(tǒng)流量控制器)。
二、新能源:燃料電池氫氣/氦氣測試系統(tǒng)
1. 應用場景
在燃料電池電堆性能測試中,需精準控制氫氣(燃料氣)、氦氣(檢漏氣)的流量,模擬不同工況下的電堆輸出特性。測試要求氫氣流量控制精度高(避免燃料浪費及測試數據偏差),氦氣泄漏率低(確保檢漏準確性),且需兼容高壓工況(最高使用壓力≤150kPa)。
2. 核心需求
- 適配氫氣(H2)、氦氣(HE),氫氣流量范圍0~2L/min,氦氣流量范圍0~5L/min;
- 氦氣泄漏率≤1×10^-6 Pa·m3/s,氫氣控制精度±3%F.S.以內;
- 支持并行10bit輸入信號,實現多工況流量快速切換;
- 耐高壓(耐壓980kPa),符合燃料電池測試的安全規(guī)范。
3. FCM系列選型與實施
選型型號:氫氣控制用FCM-0002H2-4S2P(0~2L/min、1/4″雙卡套接頭、4-20mA輸入、并行10bit輸出);氦氣檢漏用FCM-0005HE-UF2AP(0~5L/min、9/16-18UNF接口、模擬輸出)
實施細節(jié):
- 采用專用氫氣/氦氣適配機型,氣體接觸部選用不銹鋼+氟橡膠材質,耐氣體腐蝕,避免氫脆風險;
- 氫氣回路搭配殘壓排出閥,測試結束后快速排出管路殘留氫氣,提升操作安全;
- 并行10bit輸入信號支持1024級流量設定,可快速切換怠速、額定功率等不同測試工況;
- 氦氣回路利用FCM低泄漏特性,配合真空檢漏儀,實現電堆微小泄漏精準檢測。
4. 應用效果
- 氫氣流量控制誤差≤±2%,測試數據重復性提升15%,降低測試成本;
- 氦氣泄漏檢測精度達10^-7 Pa·m3/s級別,可識別0.1mm以下微小泄漏;
- 多工況切換響應時間≤0.5sec,測試效率提升30%,滿足批量電堆測試需求。
三、實驗室分析:氣相色譜儀載氣精準控制
1. 應用場景
氣相色譜儀(GC)中,載氣(氮氣/氦氣)的流量穩(wěn)定性直接影響色譜峰的分離度、保留時間重復性及檢測靈敏度。實驗室需求載氣流量范圍0~0.5L/min,控制精度±3%F.S.以內,且需適配不同檢測器(如FID、TCD)的流量需求,支持手動與自動控制切換。
2. 核心需求
- 適配氮氣(AI)、氦氣(HE),小流量精準控制(0~0.5L/min);
- 顯示分辨率0.01L/min,便于手動微調流量;
- 支持0-5VDC模擬輸入,可與色譜儀工作站聯動實現自動控制;
- 環(huán)境適應性強,0~50℃工況下流量穩(wěn)定性不受影響。
3. FCM系列選型與實施
選型型號:FCM-9500AI-UF1AN(0~0.5L/min、9/16-18UNF接口、0-5VDC輸入、1-5V輸出)
實施細節(jié):
- 選用小流量標準型(9500系列),顯示分辨率達0.01L/min,滿足手動微調需求;
- 前端連接CKD F系列空氣過濾器+干燥劑式干燥機,確保載氣露點≤-20℃,避免水分影響檢測結果;
- 通過色譜儀工作站輸出0-5VDC信號控制FCM流量,實時流量通過1-5V信號反饋至工作站,實現數據自動記錄;
- 利用FCM±0.2%F.S./℃的溫度特性,抵消實驗室環(huán)境溫度波動(10~30℃)對流量的影響。
4. 應用效果
- 色譜峰保留時間重復性偏差從±0.05min縮小至±0.01min,檢測精度提升40%;
- 小流量控制穩(wěn)定,最低可控流量0.05L/min,適配TCD檢測器低流量需求;
- 支持自動控制,減少實驗人員手動操作誤差,數據追溯性更強。
四、食品包裝:薯片充氮保鮮惰性氣體控制
1. 應用場景
薯片等膨化食品包裝中,需向包裝袋內填充氮氣(惰性氣體)以排出空氣,延緩氧化變質,同時控制填充流量避免包裝袋過脹或欠充。生產線需求流量范圍0~20L/min,響應速度快(適配高速包裝線,每分鐘60袋),且設備需易清潔、耐腐蝕(適應車間潮濕環(huán)境)。
2. 核心需求
- 適配壓縮空氣干燥后的氮氣,流量范圍0~20L/min;
- 響應速度≤1sec,與包裝機同步啟停,避免氮氣浪費;
- 樹脂閥體(耐潮濕),快插接頭便于安裝維護;
- 具備累計流量功能,便于統(tǒng)計氮氣消耗量。
3. FCM系列選型與實施
選型型號:FCM-0020AI-H81SN(0~20L/min、φ8快插接頭、NPN開關輸出、帶累計功能)
實施細節(jié):
- 采用樹脂閥體(H8規(guī)格),重量輕且耐車間潮濕環(huán)境,快插接頭可快速拆裝清潔;
- 與包裝機PLC聯動,通過NPN開關信號控制FCM啟停,響應速度≤1sec,適配高速生產線節(jié)奏;
- 設定單袋填充流量0.3L,通過累計流量功能統(tǒng)計每日氮氣消耗量,優(yōu)化成本控制;
- 前端安裝CKD冷凍式干燥機+精密過濾器,確保氮氣露點≤10℃,避免水分導致薯片受潮。
4. 應用效果
- 包裝袋充氮量偏差≤±3%,薯片保質期從6個月延長至9個月;
- 氮氣利用率提升25%,日均節(jié)省氮氣消耗120L;
- 設備維護周期達6個月,較傳統(tǒng)流量閥維護頻率降低50%,適配生產線連續(xù)運行需求。