什么是熱式MFC/MFM
熱式MFC/MFM，也就是熱式質(zhì)量流量控制器，是一種用于通過測量流體的質(zhì)量流量來控制流量的設備。當氣體流經(jīng)加熱表面時，氣體分子產(chǎn)生熱傳遞，與加熱表面產(chǎn)生接觸的氣體分子越多，熱傳遞現(xiàn)象越明顯。通過對加熱表面熱量變化的測量，即可以反應出某種氣體的質(zhì)量流量變化。這種測量方法不受氣壓與環(huán)境溫度的影響，因為它所測量的本質(zhì)是氣體分子的數(shù)量。
一般的熱式MFC常在氣流旁路的外部纏繞加熱器與溫度傳感器（Figure 1）。當沒有氣流時，旁路的兩側氣壓相同，因此旁路中也沒有氣體流動。這時由旁路加熱器產(chǎn)生的熱量均勻且對稱地向周圍擴散，加熱器兩側的溫度傳感器具有相同的溫度輸出，也就是溫度測量的偏移量ΔT = 0℃。當氣體流動時，旁路上下游的傳感器感知到溫度的偏移，通過該偏移量測算當下的流速。此時溫度與質(zhì)量流量成正比，與氣體的熱容量成反比。
Figure 1 旁路繞線式MFC
由于核心傳感元件的限制，傳統(tǒng)MFC需要相對復雜的結構設計與制造標定流程來滿足測量要求，并且由于被測氣體與傳感部分無法直接接觸的原因，系統(tǒng)的響應速度與測量精度均會受到制約。
IST流量傳感器在MFC中的應用
IST-AG通過特殊的薄膜工藝，將高精度加熱器，溫度傳感器或電堆封裝在單一芯片內(nèi)，構成流量測量的核心傳感單元（Figure 2）。
Figure 2 通過薄膜工藝構造傳感器芯片
IST-AG傳感器的流量傳感器分為三種類型：熱阻式（Thermo-resistive），量熱熱電式（Calorimetric thermo-electric），與量熱熱阻式（Calorimetric thermo-resistive），以響應絕大多數(shù)流量測量場景， 薄膜技術的應用使得IST AG流量傳感器具有無與倫比的結構與性能優(yōu)勢。
IST-AG FS7流量傳感器（參數(shù)見Figure 3），寬廣的測量范圍允許將傳感器直接置于被測氣路當中（見Figure 4），免去復雜的旁路設計。傳感器具有陶瓷基底與鈍化玻璃層進行保護，具有極佳的長期穩(wěn)定性。
Figure 3 FS7流量傳感器參數(shù)
Figure 4 FS7 直接置于被測氣路中
在終端應用中，質(zhì)量流量控制器的可靠性是許多半導體工藝的基礎。MFC 的失準或制造缺陷會導致晶圓產(chǎn)量下降，甚至會損壞整個晶圓。采用IST流量傳感器可以為MFC產(chǎn)品帶來如下優(yōu)勢。
1. 足夠寬的測量范圍使得在許多場景中不必使用旁路，而進行直接測量，提高測量的準確性。
2. 薄膜技術帶來極高的響應靈敏度，在一般測量狀態(tài)就可以瞬間響應壓力浪涌。
3. 小巧的體積與簡單的安裝方式，給氣路結構優(yōu)化創(chuàng)造更大的空間。
4. 易于校準，簡化生產(chǎn)過程。
Ref:
[1] Figure 1, Mass Flow Controller??C.F｜FCON CO., LTD. (fcon-inc.jp)
