Im Folgenden bieten wir allgemeine Produktinformationen für Aera MFMs und MFCs sowie Basisinformationen zur Fehlersuche, um Ihnen bei der Ermittlung der Ursache einer Störung mit einem dieser Produkte zu helfen.

Produktbeschreibung
Kalibrierreferenz und Massenflusseinheit
Vorsichtsmaßnahmen MFM und MFC
Theorie des Betriebes
Umrechnungsfaktoren für nicht-kalibrierte Gase
Grundsätze der Fehlersuche

Produktbeschreibung

Advanced Energy Aera MFMs (Mass Flow Meters) messen den Massenfluss zahlreicher Gase und nutzen das Prinzip der Wärmeübertragung entlang eines Kapillarröhrchens. Durch Messen dieses Wärmeübergangs sendet das MFM ein lineares Ausgangssignal von 0 V bis 5 V Gleichspannung über den gewählten Massenflussbereich.

Das MFC beinhaltet ein MFM und ein integriertes Gassteuerventil. Dieses Ventil passt den Gasfluss dem Sollwertsignal (von einem Potenziometer oder einer anderen Quelle) an.

Für beide Geräte, MFCs und MFMs, bietet AE das benötigte Zubehör, darunter Netzteile, digitale Schalttafelmessgeräte, Potenziometer, Netzkabel und Gasfilter; Sie können damit auf einfache Weise ein komplettes Gassystem zusammenstellen.

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Kalibrierreferenz und Massenflusseinheit

Als Kalibrierreferenz verwenden Aera MFMs und MFCs eine Standardtemperatur und einen Standarddruck (STP) von einer Atmosphäre bei 0 °C (32 °F). Obgleich diese Referenz dem allgemein akzeptierten Branchenstandard entspricht, können andere Hersteller abweichende STP-Referenzen verwenden. Derartige Produkte haben abweichende Ist-Gasmassenflusswerte als Aera MFMs und MFCs. Diese Unterschiede müssen Sie berücksichtigen, wenn Sie auch Geräte einsetzen, die für unterschiedliche STP-Bedingungen kalibriert sind.

Der Gasmassenfluss für Aera MFMs und MFCs wird in den folgenden Einheiten beschrieben:

• SCCM - Standard Kubikzentimeter pro Minute
• SLM - Standard Liter pro Minute

Andere Kalibriereinheiten, wie Prozent, Gramm pro Minute und Kubikmeter pro Stunde sind auf Anfrage erhältlich.

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Vorsichtsmaßnahmen für MFM und MFC

Beim Umgang, der Installation und bei Arbeiten mit Aera MFMs und MFCs sin folgende Vorsichtsmaßnahmen beachten:

• Die Standardkalibrierposition für Aera MFMs und MFCs ist mit den Anschlüssen horizontal und dem elektrischen Anschluss oben. Aera MFMs und MFCs können aber auch in jeder anderen Einbaulage montiert werden. Allerdings kann es in Nicht-Standardeinbaulagen zu geringfügigen Nullpunktsverschiebungen kommen. Sie können diese Verschiebung durch Justieren des Nullpunkts des Produktes kompensieren.
• Um ein Lockern der elektrischen Anschlüsse des MFM und MFC durch Vibration zu vermeiden, die Stecker mit Schrauben fixieren.
• Wenn die Stromversorgungsleitung einen hohen Störsignalpegel aufweist, installieren Sie einen Störschutzfilter auf der Eingangsseite des Netzteils.
• Vor der Verwendung von reaktiven Gasen (wie SiH4, SiH2Cl2 und HCl) sowie beim Austauschen des Gaszylinders das MFM bzw. MFC gründlich durchspülen.
• Das Verrohren des Spülgases über große Distanzen kann eine Kontamination und in der Folge Korrosion im Gassystem verursachen, wenn Undichtigkeiten in der Rohrleitung den Umgebungsgasen die Reaktion bzw. Kombination mit den Prozessgasen ermöglichen.
• Um eine Kontamination des MFM oder MFC zu verhindern, einen für die Halbleiterfertigung konstruierten Gasfilter unmittelbar vor dem MFM oder MFC montieren.
• Zur Erzielung optimaler Ergebnisse, MFCs im oberen Teil ihres Durchflussbereichs einsetzen.
• Aera MFMs und MFCs sind normalerweise mit Viton O-Ringen ausgestattet. Diese O-Ringe sind ungeeignet für den Einsatz von NH3, SF6, H2S und SO2, etc. Wenn Sie diese Gase verwenden, setzen Sie sich mit dem weltweiten AE Kundensupport in Verbindung.
  

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Theorie des Betriebs

Wenn Gas durch das MFM oder MFC strömt, wird es in zwei Gasströme unterteilt. Ein größerer Strom fließt durch die Bypasseinheit und ein kleinerer fließt, proportional zum größeren Strom, durch den Sensor. Die MFMs und MFCs sind so ausgelegt, dass das Verhältnis zwischen diesen beiden Strömen über den gesamten Messbereich des Instruments konstant bleibt.

Der Sensor besteht aus einem kleinen Edelstahlkapillarrohr mit zwei thermischen Widerständen, die außen um das Kapillarrohr gewickelt sind. Strom fließt durch die Widerstände, wodurch diese auch als Heizung fungieren und das Rohr erwärmen. Strömt Gas, wird Wärme vom vorgeschalteten Widerstand übertragen, und der Grad des Ungleichgewichts ist proportional zum Massenflussanteil des Gases (und unabhängig von Faktoren, wie Temperatur und Druck). Die Widerstände bilden eine Brückenschaltung, die das Temperaturungleichgewicht erfasst. Das erfasste Niveau an Ungleichheit wird anschließend zum Ausgangssignal verstärkt.

In einem MFC misst eine Komparatorschaltung das Ausgangssignal des MFM und vergleicht es mit dem eingestellten Sollwert. Die Komparatorschaltung erzeugt aus diesem Vergleich ein Ausgangssignal, das wiederum das Steuerventil ansteuert und es schließt bzw. öffnet, bis der Sollwert und das MFM-Ausgangssignal gleich sind.

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Umrechnungsfaktoren für nicht-kalibrierte Gase

Alle Aera MFMs und MFCs sind für ein spezifisches Gas bzw. einen spezifischen Massenflussbereich kalibriert; diese sind auf dem Typenschild der Einheit zu finden. Sie können die Einheiten auch mit anderen Gasen einsetzen, solange das Gas kompatibel mit den O-Ringmaterialien ist.

Da die Ansprechempfindlichkeit des MFM je nach verwendetem Gas unterschiedlich ist, müssen Sie einen Korrekturfaktor für den ausgegebenen Messwert hinzurechnen, wenn Sie entschieden haben, ein Gas zu verwenden, für das die Einheit nicht kalibriert ist. Wenn Sie Informationen für spezifische Umrechnungsfaktoren benötigen, setzen Sie sich mit dem weltweiten AE Kundensupport in Verbindung.

HINWEIS: Die Präzision eines MFC ist bei Verwendung eines Umrechnungsfaktors geringer, als ein für das spezifische Gas kalibrierte MFC. Wenn die Umrechnungsfaktoren oder Dichten des kalibrierten und des verwendeten Gases stark voneinander abweichend sind, kann es zu Problemen bei der Einstellung des Steuerventils kommen.

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Grundsätzliches zur Fehlersuche

Die folgende Checkliste soll Ihnen helfen, festzustellen, ob die Störung eine interne mit dem MFC oder eine außerhalb des MFC zu suchende Störung ist. Nutzen Sie diese Checkliste, um externe Ursachen zu prüfen. Wenn Sie die Störung mithilfe der Checkliste beseitigen können, lesen Sie im MFC-Handbuch nach; es enthält Informationen zur Lösung von internen MFC-Problemen; alternativ können Sie sich mit dem Technischen Support unter support-de@aei.com in Verbindung setzen, wenn Sie weitere Hilfe oder Rückgabe/Reparaturinformationen benötigen:

1. Sind die Isolierventile offen, wenn Sie Gas strömen lassen wollen?
   
   • Bei NEIN, die Isolierventile sind nicht offen, Folgendes prüfen:
     
     1. Besteht ein adäquater Ventilbetriebsdruck (von 75 psig bis 90 psig)? (die meisten Pneumatikventile brauchen einen Betriebsdruck in diesem Bereich)
        Ist das korrekte Steuerrohr mit dem korrekten Isolierventil verbunden?
        
     2. Bei JA, die Isolierventile sind nicht offen, weiter mit den folgenden Fragen. 
        
2. Besteht ein adäquater MFC-Eingangsdruck (von 10 psig bis 30 psig)? High-flow MFCs brauchen mindestens 30 psig.
   
3. Liegt am MFC-Stecker +/- 15 V Gleichspannung an? Das MFC kann nur funktionieren, wenn diese Spannungen anliegen.
   
4. Liegt das Sollwertsignal am MFC-Stecker (zwischen 0,1 V und 5 V Gleichspannung) an? Aera MFCs benötigen eine Sollwertspannung von mindestens 0,1 V Gleichspannung.
   
5. Hat das Sollwertsignal die korrekte Spannung?
   
6. Wenn ein benachbartes MFC ordnungsgemäß funktioniert, vertauschen Sie die Kabel des funktionierenden MFC mit dem, an dem Sie die Fehlersuche vornehmen.
   
   • Wenn damit das Problem gelöst wurde, funktioniert mindestens ein Kabel nicht ordnungsgemäß.
     
   • Wenn das Problem weiter besteht, liegt eine interne Störung des MFC vor.
     
7. Weitere Informationen für die Fehlersuche an der speziellen Einheit finden Sie in dem mit der Einheit gelieferten Handbuch; alternativ können Sie sich mit dem Technischen Support (support-de@aei.com) in Verbindung setzen.

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