基于測(cè)熱式原理的集成微流體流量傳感器的設(shè)計(jì)、制作及信號(hào)處理.pdf

1、流量測(cè)量是人們了解和控制流體的一種重要手段，在工業(yè)生產(chǎn)和過程控制中占有重要地位。隨著微電子工藝和MEMS技術(shù)的日趨成熟，醫(yī)學(xué)、制造、分析儀器和分子生物學(xué)等領(lǐng)域在微全分析系統(tǒng)中應(yīng)用的快速發(fā)展，人們對(duì)于流體流量的測(cè)量和控制要求越來越高。使用MEMS微加工工藝制作的微流量傳感器具有功耗低、成本低、結(jié)構(gòu)簡單、檢測(cè)靈敏度高的特點(diǎn)，得到廣泛關(guān)注。
　　本文研究了基于測(cè)熱式（Calorimetric）原理的微流量傳感器（熱溫差式）的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、加

2、工及封裝，具體的工作包括：
　　1.利用COMSOL多物理場模擬仿真軟件，對(duì)基于熱溫差式原理的微流量傳感器原理進(jìn)行仿真包括電場和熱場的耦合仿真，了解加熱電阻在熱源激勵(lì)下的散熱情況；流場和熱場的耦合仿真，了解溫敏元件在熱源激勵(lì)下，流體通過時(shí)對(duì)其溫度分布的影響；最后是電場、熱場和流場的耦合仿真，了解其關(guān)鍵性參數(shù)對(duì)包括流高度、流體速度和加熱器電壓對(duì)其靈敏性的影響，并模擬了溫敏元件是否覆蓋絕緣層對(duì)傳感器的影響；
　　2.分別基于玻璃

3、基底和聚酰亞胺基底，運(yùn)用剝離工藝（lift off）制作了微流量傳感器的電極；同時(shí)又基于硅基底，運(yùn)用離子銑工藝（Ion Beam Milling）制作了微流量傳感器的電極，對(duì)比了二種加工方法的優(yōu)缺點(diǎn)；然后基于二種方法制作了測(cè)熱式微流量傳感器，探討了微流量傳感器與微流道集成過程中的封裝問題；
　　3.基于硅襯底設(shè)計(jì)了一種集成在微流體管道內(nèi)的測(cè)熱式微流量傳感器，其特點(diǎn)是以離子銑方法制作金微電極，SU-8負(fù)光刻膠直接制作流道，并通過負(fù)光