その8カテゴリ真・MFC千夜一夜物語(第2期)ezj_deco02Comment(0)もう一つのMFC千夜一夜物語である日本工業出版さんの「計測技術」誌での連載は誌面構成の都合で今月号は休載となってます。次回は「マスフロー千夜一夜物語<質量流量計の基礎>」2017年9月号(8/25発売予定)で連載37回として、マスフローコントローラ(MFC)のトラブルシューティングの解説<後編>となります。液体用マスフローを用いた液体材料気化供給システムにコリオリ式マスフローを投入する事のメリットをご説明しましょう。今までの液体用マスフローのセンサー方式の多くは熱するもの、冷やすものの差はあれ熱式です。何度も見てきましたが、熱式流量計の流量式を再度見てみましょう。流量式に流体の物性である比熱を持つ、熱式流量計は、流体の物性が固定できて初めてマスフロー(質量流量計)となります。それをある特定の流体との流量比で表したのが、いわゆるコンバージョンファクター(CF)というやつですね。ガスマスフローの話でご説明しましたが、CFは1つの流体に1つではありません。流体種により温度・圧力・流量レンジ(=マスフローの分流構造)で複数のCFがあるのが、今や常識となってきました。「そういえば最近CFの話をメーカーから聞かなくなったなぁ・・・」と思っておられるかもしれませんが、最新のマルチガスマルチレンジ、実ガス流量対応マスフローというのは、マルチCFを採用したマスフローの事を言い換えただけです。最近のデジタルMFCは例えばフルスケール10SLMのマスフローの10%程度の低流量域と50%くらいの中流量、フルスケール近辺で異なるCFを持たせることが可能になってきたからです。これはCFデータベースを整備することが前提になります。どれだけマルチCFを入れ込めても、その値が適当では話になりませんから。液体の場合、例えば水やエタノール等の場合はまだ良いのですが、半導体プロセスで使用されるような特殊な最新の液体材料の場合、そもそもこのデータベースが完備されているものは少ないのです。メーカーも努力しているのですが、日進月歩の半導体プロセス材料に追いつけないのと、空気に触れると激しく燃える等、取り扱いが非常に難しい材料であり、重量法などで天秤を用いて測定するのが難しいこともあります。ガロンタンクごとに器差がある場合もあり、これは保管場所の温度環境等にも左右されるナーバスな材料が多いからかもしれません。その為、物性もよくわからないので、マスフローの特長である繰り返し性能重視で使われている事もあります。不安要素を抱えながら、更に気化器で気化を行うことでチャンバーに導入する液体材料気化供給システムの場合、気化器の気化効率というもう一つのファクターが存在することになります。液体マスフローと気化器、この2つのキーパーツにそれぞれ別の不安定要素を抱えていると、どちらの問題かを検証するのはなかなか難しいところがありませんか?ここで液体マスフローをコリオリ式に変えてもらえば、前述の熱式の不安要素は解消します。コリオリ式は流体の物性を問わず、仮に物性が変化したとしても、常に流体の質量流量を測定できる、言わば“流しながら測れる秤”なのですから。これで気化器の気化効率の問題だけにフォーカスすることができますね?これが液体材料気化供給システムにコリオリ式マスフローをお薦めする理由です。コリオリ式は分流構造の無い、SUSの単管を曲げただけの流路構成ですから、異物による分流比の変動が流量測定結果に影響したり、デットボリューム(液溜り)を形成する場所が無い点でも理想的だと言えます。2014年6月開業です。流体制御機器マスフローコントローラーを中心に”流体制御関連の万(よろず)屋”として情報発信しています。”マスフロー千夜一夜物語”の連載中です。