中古ピエゾバルブの在庫・価格

ピエゾバルブは、圧電素子(ピエゾ素子)の変位を弁体の駆動に用いる比例制御弁で、真空装置へのガス導入量やチャンバー圧力を連続的に調整する用途に使われる。電磁弁のような全開・全閉の切り替えではなく、印加電圧に応じた中間開度を保持できる点が基本的な性格である。
仕組みとしては、積層型の圧電アクチュエータに電圧をかけるとわずかに伸縮し、その変位で金属ダイヤフラムを押し引きして弁座とのすき間を変える。変位はマイクロメートルオーダーと小さいが、微小流量の制御にはこの精密なすき間調整が適している。圧電素子は電気的にはコンデンサに近く、開度を保持している間はほとんど電流が流れないため、消費電力と発熱が小さい。素子の駆動には0〜100V程度の電圧を要する例があり、装置側からは0〜5VDCなどの制御信号を駆動回路で増幅して与える構成が一般的である。
圧電素子の変位は電圧に完全には比例せず、ヒステリシスや温度ドリフトをもつ。このためピエゾバルブは単体で流量を決めるより、圧力計や流量センサと組み合わせた閉ループ制御の操作端として使うのが基本となる。マスフローコントローラの内部制御弁として使われるほか、外付けの圧力計とコントローラを組み合わせてチャンバー圧力を一定に保つ圧力制御系にも用いられる。
半導体・真空用途の製品では、接ガス部をステンレス、金属ダイヤフラム、メタルOリングなどで構成した全金属構造とし、清浄性を確保している。外部リークはヘリウムリーク試験で10^-12 Pa·m3/s台を示す例もある。流量レンジは入口大気圧・出口真空の窒素換算でおよそ1 sccmから数十L/minまで段階的に用意され、制御範囲はフルスケールの2〜100%程度が目安である。応答は機構単体でミリ秒オーダーのものもあり、制御系込みでは0.5秒以内程度が一つの目安となる。許容差圧は数百kPa程度、使用温度は0〜50℃前後が標準的で、配管を加熱するプロセス向けに高温仕様もある。
非通電時の状態によりノーマルクローズ形とノーマルオープン形がある。停電や制御異常時にガス供給を確実に止めたい場合はノーマルクローズ、異常時にも流路を確保したい系ではノーマルオープンを選ぶといった使い分けになる。
用途は、スパッタリング、CVD、ドライエッチングなどの成膜・加工装置におけるプロセスガスの流量・圧力制御、研究用超高真空装置へのガスの微量導入、プラズマ実験装置や核融合実験装置、イオン源へのガス供給などが挙げられる。閉止時のリークが小さいものはリークバルブとしても使え、手動の可変リークバルブと比べて遠隔操作や自動制御による再現性の高いガス導入が可能になる。
選定時には、使用ガスでのフルスケール流量(窒素換算値からのコンバージョンファクターの考慮)、一次側と二次側の圧力条件、継手形式(VCRなどのメタルシール継手)、駆動回路や上位コントローラとの信号の整合を確認する。圧電素子は過電圧や結露に弱いため、設置環境と駆動電源の仕様にも注意したい。