IST流量传感器在质量流量控制器中的应用

热式MFC/MFM，也就是热式质量流量控制器，是一种用于通过测量流体的质量流量来控制流量的设备。在终端应用中，MFC的失准或制造缺陷会导致晶圆产量下降，甚至会损坏整个晶圆，因此质量流量控制器的可靠性是许多半导体工艺的基础。  

一般的热式MFC常在气流旁路的外部缠绕加热器与温度传感器（Figure 1）。当没有气流时，旁路的两侧气压相同，因此旁路中也没有气体流动。这时由旁路加热器产生的热量均匀且对称地向周围扩散，加热器两侧的温度传感器具有相同的温度输出，也就是温度测量的偏移量ΔT = 0℃。当气体流动时，旁路上下游的传感器感知到温度的偏移，通过该偏移量测算当下的流速。此时温度与质量流量成正比，与气体的热容量成反比。

由于核心传感元件的限制，传统MFC需要相对复杂的结构设计与制造标定流程来满足测量要求，并且由于被测气体与传感部分无法直接接触的原因，系统的响应速度与测量精度均会受到制约。当气体流经加热表面时，气体分子产生热传递，与加热表面产生接触的气体分子越多，热传递现象越明显。通过对加热表面热量变化的测量，即可以反应出某种气体的质量流量变化。这种测量方法不受气压与环境温度的影响，因为它所测量的本质是气体分子的数量。

因而IST-AG通过特殊的薄膜工艺，将高精度加热器，温度传感器或电堆封装在单一芯片内，构成流量测量的核心传感单元（Figure 2）。IST-AG传感器的流量传感器分为三种类型：

热阻式（Thermo-resistive），量热热电式（Calorimetric thermo-electric），与量热热阻式（Calorimetric thermo-resistive），以响应绝大多数流量测量场景， 薄膜技术的应用使得IST AG流量传感器具有无与伦比的结构与性能优势。

采用IST流量传感器可以为MFC产品带来足够宽的测量范围使得在许多场景中不必使用旁路，而进行直接测量，提高测量的准确性。其次薄膜技术带来极高的响应灵敏度，在一般测量状态就可以瞬间响应压力浪涌。小巧的体积与简单的安装方式，给气路结构优化创造更大的空间。易于校准，简化生产过程。工采网提供的瑞士IST热质量流量传感器–FS7是FS5流量传感器的后续产品，采用对称的加热器设计，具有增强的灵敏度。FS7流量传感器适合用于气体应用，具有出色的长期稳定性。FS7传感器的热质量小因此响应时间短。此外，标准FS7传感器还配备罩壳，从而方便用于各种不同应用。