MFC（Mass Flow Controller），即质量流量控制器，是一种高精度的仪表设备，能够精确控制并测量气体的质量流量。以下是对MFC的详细介绍：
一、MFC是什么
MFC是现代工业过程控制中不可或缺的关键设备，它以高精度、高稳定性和广泛的应用领域，在半导体制造、化学工程、生物医药、航空航天以及环境监测等多个行业中发挥着举足轻重的作用。与传统的体积流量控制器不同，MFC直接以气体的质量（而非体积）为控制对象，这在温度变化大或气体种类多样的环境中尤为重要，因为气体的体积会随温度和压力的变化而变化，而质量则保持不变。因此，MFC能够提供更稳定、更准确的流量控制，确保生产过程的稳定性和产品质量的一致性。
二、MFC的原理
MFC的工作原理主要基于热传导原理或压力差原理。其中，热式MFC是最常见的一种类型，其工作原理简述如下：
• 传感器部分：包含一个加热元件（如热丝）和一对温度检测元件（如热敏电阻）。加热元件以恒定功率加热，当气体流过加热元件时，会带走部分热量，导致加热元件周围温度下降。这一温度变化与通过的气体质量流量成正比。
• 控制部分：温度检测元件感知到的温度变化信号被转换为电信号，并与预设的流量设定值进行比较。控制器根据比较结果调整加热元件的加热功率，以保持加热元件周围温度恒定，从而实现对气体质量流量的精确控制。
而压差式MFC则是通过测量气体的体积流量，并结合温度传感器和压力传感器测量出的信号，通过克拉布龙方程换算到标准状况下的气体体积流量，用于表征气体的质量流量。
三、MFC的结构
MFC的关键组成部分包括：
• 传感器单元：包含加热元件和温度检测元件，是MFC的核心部件。
• 控制电路板：负责信号处理、控制算法执行以及与外部设备的通信。
• 流量调节阀：根据控制信号调节气体通道的开度，以实现对气体流量的精确控制。
• 显示屏与按键：用于人机交互，显示流量信息、设置参数等。
• 壳体与密封件：保护内部元件免受外部环境影响，确保MFC的稳定运行。
MFC传感单元的具体工作过程，简单来说就是这样一个流程：
1. 设置目标流量：使用者会先设置希望MFC达到的气体质量流量值。
2. 传感器测量：MFC的传感单元通过内部的测量传感器，也就是热膜或热丝传感器，来检测气体的温度变化。当气体流过传感器时，会产生冷却效应，使传感器温度下降。
3. 控制阀调节：根据传感器测量到的温度变化，MFC内部的控制电路会调整控制阀的开度，以改变气体通过MFC的速率。
4. 流量计算：MFC内部的流量计算器会使用传感器输出的信号以及其他参数（比如温度、压力）来进行计算，确定实际的气体质量流量。
5. 反馈控制：MFC会持续测量和调整控制阀的开度，实时反馈并控制气体流量，确保它与设定的目标流量保持一致。
通过这一系列步骤，MFC传感单元就能实现对气体质量流量的精确测量和有效控制啦。
四、MFC实现的功能
MFC的主要功能是精确测量和控制气体的质量流量。通过高精度的传感器和先进的控制算法，MFC能够实时监测气体的质量流量，并根据预设值进行精确调节。同时，MFC还支持多种通信协议，便于与上位机或PLC等控制系统集成，实现远程监控和自动化控制。
五、MFC在半导体设备中的运用
在半导体制造业中，MFC广泛应用于各种设备中，以确保工艺过程的稳定性和精确性。具体应用如下：
• CVD设备：用于精确控制反应气体的流量，以确保薄膜的均匀性和厚度满足设计要求。
• 蚀刻机：用于控制蚀刻气体的流量，以确保蚀刻的均匀性和深度。
• 离子注入机：用于精确控制注入气体的流量和能量，以确保离子注入的均匀性和深度。
• 清洗设备：用于控制清洗气体的流量，以确保清洗效果的一致性和稳定性。
六、国内外知名MFC品牌
• 国外品牌：包括日本的Horiba、美国的Alicat、Brooks、MKS以及荷兰的Bronkhorst等。这些品牌的产品在性能和稳定性方面具有较高的水平，广泛应用于半导体制造等高端领域。
• 国内品牌：近年来，国内MFC品牌也在不断发展壮大。如青岛芯笙、陕西易度等企业在MEMS质量流量控制器和层流差压式质量流量控制器方面取得了显著成果。同时，七星（现改名华丞）、汇博隆、爱拓利等品牌也在中低端领域占有一定的市场份额。
MFC（质量流量控制器）的制造厂商众多，以下是对一些国内外知名MFC制造厂商的简单介绍：
国外制造厂商
1. HORIBA
• 简介：HORIBA是一家全球领先的分析仪器和测量系统制造商。其MFC产品以高精度和稳定性著称，广泛应用于半导体制造、光刻和其他高精度工业领域。
2. Fujikin
• 简介：Fujikin是一家专业的流体控制设备制造商，MFC作为其产品线的一部分，具有出色的耐腐蚀性和耐久性。Fujikin的MFC产品在各种恶劣的工业环境中都能保持稳定的性能。
3. MKS Instruments
• 简介：MKS Instruments是半导体设备和MFC技术的领先制造商之一。其产品具有高精度和可靠性，广泛应用于半导体制造、光伏、薄膜沉积等领域。MKS Instruments不断创新，推出新一代MFC产品，以满足市场不断变化的需求。
4. Brooks Automation
• 简介：Brooks Automation是一家专注于半导体制造设备的企业。通过收购TEGEMA等MFC制造商，Brooks Automation进一步扩大了其在半导体制造市场的业务。其MFC产品具有先进的流量控制技术，能够满足半导体制造过程中的高精度流量控制需求。
5. Sierra Instruments
• 简介：Sierra Instruments是一家德国半导体设备制造商，以其高精度和稳定性的MFC产品而闻名。其产品广泛应用于半导体制造和其他需要高精度流量控制的工业领域。
国内制造厂商
1. 青岛芯笙科技
• 简介：青岛芯笙科技是一家专注于MFC研发的国内企业。其最新研发的MFC产品不仅标志着中国芯片技术的又一次重要突破，还展现了在智能设备市场中的强大潜力。青岛芯笙的MFC产品集成了高性能处理器、超低功耗设计和强大的计算能力，具有高性价比和优越的竞争力。
2. 陕西易度智能科技有限公司
• 简介：陕西易度智能科技有限公司是一家专业的MFC制造商。其产品已经通过国内CPA认证和国际CE认证，具有卓越的品质和性能。易度智能科技有限公司注重自主研发和创新，为客户提供优质的MFC产品和解决方案。
3. 七星（华丞）
• 简介：七星（现改名为华丞）是一家国内知名的MFC制造商。其MFC产品主要应用在中低端行业，市场推广得不错，市场占有率较高。七星（华丞）注重产品质量和售后服务，为客户提供可靠的产品和服务。
4. 爱拓利
• 简介：爱拓利是一家专注于MFC研发和生产的企业。其MFC产品具有稳定性好、0漂处理理想等特点，广泛应用于各种需要高精度流量控制的工业领域。爱拓利注重自主研发和创新，不断推出符合市场需求的新产品。
请注意，MFC制造厂商的具体情况和产品线可能因市场变化和技术更新而有所变化。在选择MFC制造厂商时，建议综合考虑产品质量、技术实力、售后服务以及价格等因素，以选择最适合自己需求的MFC产品。
