微流量計(jì)和用于制造微流量計(jì)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種流量計(jì)，該流量計(jì)包括通過通道（12）互連的第一腔（11）和第二腔（13），所述第一腔設(shè)置有第一可變形的膜片（11＇）以及第一應(yīng)變計(jì)（R1）和第二應(yīng)變計(jì)（R2），所述第二腔（13）設(shè)置有第二可變形的膜片（13＇）以及第三應(yīng)變計(jì)（R3）和第四應(yīng)變計(jì)（R4），所述四個(gè)應(yīng)變計(jì)形成單臂電橋。
【專利說明】微流量計(jì)和用于制造微流量計(jì)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于測(cè)量流體的流速的技術(shù)。本發(fā)明尤其涉及一種裝置或微型裝置以及所述裝置或微型裝置的制造方法，所述裝置通過允許對(duì)兩個(gè)腔之間的壓力差進(jìn)行測(cè)量的單臂電橋來實(shí)施流速的測(cè)量。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)存許多用于測(cè)量流速的方法(熱線、科里奧利效應(yīng)等)。
[0003]一種有效、精確和簡單的方法包括使用兩個(gè)被連續(xù)定位在流體通道中并由流體扼流部分隔開的壓力傳感器。在流體扼流部中由粘性耗散引發(fā)的壓力差(稱為壓降)通過兩個(gè)壓力傳感器來測(cè)量。流速和壓力差之間存在已知的比例關(guān)系。因此，對(duì)壓力差的測(cè)量允許確定流速。
[0004]形成有兩個(gè)不同的壓力傳感器的示例性流量計(jì)在圖1中示出并且在文件US6446513B1、US20050204828 中和在 Sensor Actuate, a - Phys77, 167 (1999)中刊出的R.E.0osterbroek等人的論文中描述。流體在通過被定位在裝置的下部部分中的入口孔51進(jìn)入之后流經(jīng)中心通道56。所述流體通過出口孔54流出，所述出口孔54同樣被定位在所述裝置的下部部分中。壓阻式傳感器58、60 —方面允許測(cè)量所述通道56上游的入口部分中的壓力變化并且另一方面允許測(cè)量所述通道56的下游的出口部分的壓力變化。所述裝置通過兩個(gè)基層62、64形成，入口通道52和出口通道54在下部基層62中形成，所述中心通道因此在所述上部基層64的下部部分中形成，其中，兩個(gè)貫通通道允許分別在所述裝置的入口側(cè)和出口側(cè)通向壓阻式傳感器。
[0005]另一配置包括使用單個(gè)壓差傳感器，形成壓力傳感器的膜片的每個(gè)表面面向由壓降分離的腔。所述配置的示例在Cho等人于1993年在Sensors and ActuatorsA:Physical36:47 - 56中刊出的題為《具有內(nèi)置自測(cè)的高性能的微流量計(jì)》的論文中描述。然而，由于電絕緣的原因，優(yōu)選地，將測(cè)量裝置(傳感器和電裝置)與流體部分適當(dāng)?shù)姆蛛x。由于所述測(cè)量裝置在所述壓力傳感器的膜片的表面的其中一個(gè)表面上，不可使用具有不同傳感器的配置，因此必然涉及所述流體與所述表面兩者的接觸。由于結(jié)構(gòu)上的原因，同樣優(yōu)選的是將電平與流體液位分開。
[0006]此外，具有單臂電橋的電路是已知的，如圖2所示，每個(gè)所述電橋包括4個(gè)電阻R1-R4和IT 1-R ; 4，圖2還示出了在這種系統(tǒng)中所涉及到的電連接。
[0007]所述電路需要至少8個(gè)連接墊76。
[0008]進(jìn)一步，單臂電橋的測(cè)量鏈包括由數(shù)個(gè)部件(尤其是電子放大器和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器)形成的電子設(shè)備。在兩個(gè)電橋的情況下，如同圖2，兩個(gè)測(cè)量值必須被放大并且必須確定所述兩個(gè)測(cè)量值的差。所述差可在模擬轉(zhuǎn)換之后被計(jì)算，但是為了最小化信息的降級(jí)，優(yōu)選地，在所述模擬轉(zhuǎn)換之前確定所述差。因此，所述測(cè)量鏈包括至少3個(gè)差分放大器80、80'、81?，F(xiàn)在每個(gè)所述放大器必須通電。因此，這種電路體積大并且耗電很多。
[0009]因此提出了發(fā)現(xiàn)一種新的流速測(cè)量裝置的問題，從而允許減少針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的裝 置的上述缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的第一方面涉及一種流量計(jì)或微流量計(jì)，所述流量計(jì)或微流量計(jì)為MEMS型的，所述流量計(jì)或微流量計(jì)包括通過通道連接的第一腔和第二腔，所述第一腔設(shè)置有第一可變形的膜片(或所述第一腔的包括第一可變形的膜片的壁)并且包括第一應(yīng)變計(jì)和第二應(yīng)變計(jì)，所述第二腔設(shè)置有第二可變形的膜片(或所述第二腔的包括第二可變形的膜片的壁)并且包括第三應(yīng)變計(jì)和第四應(yīng)變計(jì)，所述四個(gè)應(yīng)變計(jì)形成單臂電橋。
[0011]每個(gè)所述應(yīng)變計(jì)能夠提供表現(xiàn)相應(yīng)的膜片的變形的特征的信號(hào)，所述變形在流量計(jì)的流體的流動(dòng)的作用下發(fā)生。
[0012]所述四個(gè)應(yīng)變計(jì)形成單臂電橋，當(dāng)流體經(jīng)過所述第一腔、然后經(jīng)過所述通道、然后經(jīng)過所述第二腔流動(dòng)時(shí)，所述單臂電橋允許測(cè)量所述第一腔和所述第二腔之間的壓差。
[0013]所述流量計(jì)可制成單個(gè)部件。
[0014]所述流量計(jì)包括兩個(gè)膜片，所述兩個(gè)膜片各自面向一個(gè)腔，所述兩個(gè)腔由通過具有小截面的第一通道形成的壓降來分離。所述裝置進(jìn)一步包括采用單臂電橋形式的測(cè)量裝置，所述單臂電橋包括2個(gè)與所述第一膜片有關(guān)的或在所述第一膜片上的應(yīng)變計(jì)和2個(gè)與所述第二膜片有關(guān)的或在所述第二膜片上的應(yīng)變計(jì)。單個(gè)單臂電橋提供了執(zhí)行在流量計(jì)中流動(dòng)的流體的流速的測(cè)量的可能性。
[0015]包括被定位在所述兩個(gè)腔中的電阻的單臂電橋的使用允許對(duì)電纜的整體進(jìn)行簡化以及減少由所述測(cè)量消耗的能量。
[0016]在所述裝置中，每個(gè)所述膜片的應(yīng)變計(jì)中的一個(gè)應(yīng)變計(jì)有利地沿著與所述裝置中的流體的總體流動(dòng)方向垂直的方向來放置，而另一應(yīng)變計(jì)沿著大體上與所述裝置中的流體的總體流動(dòng)的方向平行的方向放置。所述布置提供了確保高靈敏度的測(cè)量的可能性。
[0017]更優(yōu)選地，所述應(yīng)變計(jì)的每一個(gè)位于相應(yīng)的膜片的錨固區(qū)域或邊緣的附近。
[0018]所述裝置可進(jìn)一步包括測(cè)量裝置，所述測(cè)量裝置包括放大器裝置或單個(gè)放大器，所述電橋的沒有定位成在所述電橋中彼此鄰近的2個(gè)頂點(diǎn)連接到所述放大器裝置或單個(gè)放大器。因此，可進(jìn)行差動(dòng)測(cè)量，這允許減少退化信息和最小化測(cè)量的不確定性的風(fēng)險(xiǎn)。
[0019]在本申請(qǐng)中，還描述了一種用于制造上述類型的流量計(jì)的方法，所述方法包括以下步驟:
[0020]a)選擇第一基層和第二基層，
[0021]b)在所述第二基層中制作所述第一腔、所述第二腔和所述通道，
[0022]c)將所述第一基層與所述第二基層組裝到一起，
[0023]d)然后通過減薄所述第一基層來制作可變形的膜片，
[0024]e)使形成單臂電橋的4個(gè)應(yīng)變計(jì)形成在所述膜片上或所述膜片中，所述應(yīng)變計(jì)中的2個(gè)應(yīng)變計(jì)被放置在所述第一腔的上方并且另外2個(gè)應(yīng)變計(jì)被放置在所述第二腔的上方。
[0025]在本申請(qǐng)中，還描述了一種用于制造流量計(jì)的方法，所述方法包括以下步驟:
[0026]a)選擇第一基層和第二基層，
[0027]b)在所述第二基層中制作第一腔、第二腔和將所述兩個(gè)腔連接的通道，[0028]c)將所述第一基層與所述第二基層組裝到一起，
[0029]d)然后，通過減薄所述第一基層來制作分別與所述第一腔和所述第二腔有關(guān)的或位于所述第一腔和所述第二腔的上方的第一可變形的膜片和第二可變形的膜片，
[0030]e)使形成單臂電橋的4個(gè)應(yīng)變計(jì)形成在所述膜片上或所述膜片中，所述應(yīng)變計(jì)中的兩個(gè)應(yīng)變計(jì)被放置在所述第一腔的上方并且另外兩個(gè)應(yīng)變計(jì)被放置在所述第二腔的上方。
[0031]在上述的方法的任一個(gè)方法中，所述可變形的膜片可通過使所述第一基層通過機(jī)械拋光或通過機(jī)械化學(xué)拋光和/或通過蝕刻而從所述第一基層的上表面減薄來制成。
[0032]所述第一基層可采用絕緣體上外延硅類型，所述第一基層包括半導(dǎo)體基層、介電層和半導(dǎo)體材料層。
[0033]所述介電層在減薄所述第一基層期間可被用作停蝕層。
[0034]所述方法可進(jìn)一步包括在所述第二基層中制作入口管路和出口管路的步驟。所述管路可首先在所述第二基層中被制成不通的，然后在步驟e)之后通過減薄所述第二基層制成。
[0035]優(yōu)選地，所述組裝步驟通過分子密封、通過陽極密封或共熔密封或通過粘合來完成。
[0036]所述組裝步驟可在真空內(nèi)執(zhí)行。
[0037]關(guān)于所述應(yīng)變計(jì)，所述應(yīng)變計(jì)可通過所述膜片上的金屬沉積或通過摻雜的半導(dǎo)體材料制成。
[0038]在本申請(qǐng)所描述的裝置或方法中，優(yōu)選地，設(shè)法使所述單臂電橋的4個(gè)應(yīng)變計(jì)不全相互平行，和/或使所述電橋中的相同膜片的2個(gè)應(yīng)變計(jì)不相互平行，和/或使所述單臂電橋包括兩個(gè)連續(xù)的相對(duì)于彼此平行的應(yīng)變計(jì)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]將參考附圖對(duì)作為本發(fā)明的非限制性示例的實(shí)施例進(jìn)行描述，在附圖中:
[0040]已描述的圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的示例的微流量計(jì)的剖視圖，
[0041]圖2為電路圖的示意圖，
[0042]圖3、4A和4B、4C分別為根據(jù)本發(fā)明的流量計(jì)(圖3、4A、4C)和用于安裝與所述流量計(jì)有關(guān)的傳感器的電路圖(圖4B)的示意圖，
[0043]圖5為根據(jù)本發(fā)明的流量計(jì)的替代性的流量計(jì)的示意俯視圖，
[0044]圖6A-6F示意地示出了用于制造根據(jù)本發(fā)明的流量計(jì)的方法的各個(gè)步驟。
【具體實(shí)施方式】
[0045]在下文中，當(dāng)提及“基層”時(shí)，它還可包括“層”。因此，這些術(shù)語的任一個(gè)都同等地使用。
[0046]應(yīng)注意，在附圖中，不一定按比例繪制以使附圖更為清晰。
[0047]在以下的所有描述中，使用了正交參考系統(tǒng)(i，j，k)，如圖3中所示。
[0048]此外，隨后使用的術(shù)語“下部”和“上部”在此應(yīng)根據(jù)沿所述正交參考系統(tǒng)(i，j，k)的方向k的方向來理解。[0049]術(shù)語“厚度”、“高度”和“深度”應(yīng)根據(jù)沿相同的正交參考系統(tǒng)(i，j，k)的方向k
的測(cè)量值或距離來理解。
[0050]根據(jù)本發(fā)明的第一示例性結(jié)構(gòu)在圖3和圖4A-4C中示出。圖3為沿平面的剖視圖，所述平面的路徑AA '在圖4A或4C (俯視圖)中可見。圖4A和4C的視圖為電橋的電阻的布置上的替代方案。
[0051]所述裝置包括2個(gè)膜片11 '、13'，所述膜片、13'被定位成面向2個(gè)腔(或腔室)11、13。所述腔11、13通過具有小截面的小通道12被連接到一起。所述通道將對(duì)流體施加壓降，所述流體從入口 10流入然后流動(dòng)到第一腔11中，然后進(jìn)入第二腔13中以便流向出口孔口 14。
[0052]所述腔11、13在ij平面或所述裝置的平面中可各自呈圓形形狀或盤形形狀(圖4A、4C中清晰地示出)，所述腔11、13的直徑可以為大約幾毫米(例如，介于I毫米和10毫米之間)。替代性地，所述腔可以是方形的或矩形的，所述替代性的腔在圖5中示意地示出并且將在隨后被評(píng)論。
[0053]所述腔具有沿方向k測(cè)量的深度P，所述深度P大約為幾微米到幾百微米(例如，包括在10微米或50微米和100微米之間)。優(yōu)選地，不同的通道10、11、12、13、14沿所述方向k測(cè)量的深度是類似的或相等的。為了形成較窄的扼流部，所述通道12的深度可小于所述腔11、13的深度。由所述扼流部產(chǎn)生的壓降更大，因?yàn)樗龆罅鞑坎捎眯〗孛妗Ｒ虼?，所述流體在所述腔11和13中的壓差更大。如將隨后描述的，這增大了所述兩個(gè)腔之間的流體的流速的測(cè)量的精確度。 [0054]所述通道12沿平行于所述j軸線(垂直于所述裝置中的流體的流動(dòng)方向)的軸線的寬度為數(shù)十微米(例如，介于10微米和50微米之間)，而另外的輸送通道10、14優(yōu)選地具有大約為數(shù)百微米(例如，介于100微米和500微米之間)的較大的寬度。所述結(jié)構(gòu)可在兩個(gè)基層20、30中形成，所述兩個(gè)基層20、30相互疊加并相互組裝。
[0055]所述基層的每一個(gè)具有例如介于100微米和數(shù)百微米(例如，在100微米和500微米之間)之間的厚度。
[0056]所述基層的每一個(gè)在垂直于所述k軸線的ij平面中延伸。為此，所述ij平面還被稱為所述裝置的平面或所述裝置的主平面。所述j軸線沿所述裝置中的流體的流動(dòng)方向并且所述i軸線垂直于所述j軸線。在某些情況下，每個(gè)所述基層沿所述軸線k測(cè)量的厚度可相對(duì)于所述裝置的側(cè)向延伸(即相對(duì)于沿所述平面ij測(cè)量的所述裝置的尺寸L和I)而非常小山(沿所述j軸線測(cè)量)例如介于數(shù)毫米(例如2毫米或5毫米)和數(shù)厘米(例如2厘米或5厘米)之間，并且I (沿所述i軸線測(cè)量)例如介于數(shù)毫米(例如2毫米或5毫米)和數(shù)厘米(例如2厘米或5厘米)之間。所述基層20、30可各自為半導(dǎo)體材料(例如，為硅或?yàn)槔绮ＡЩ蚪饘倩蚓酆衔锘蛩芰系钠渌牧?。硅是優(yōu)選的，因?yàn)楣枧c共同的和精確的制造微技術(shù)相配。進(jìn)一步，所述材料具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和耐老化性。在材料是硅的情況下，所述基層例如通過分子組裝或通道粘接(例如通過絲網(wǎng)印刷粘合)被粘合到一起。分子密封具有不需要添加粘合劑的優(yōu)點(diǎn)。
[0057]流體的壓降測(cè)量利用單臂電橋40來執(zhí)行，所述單臂電橋40包括位于所述第一膜片11丨上或所述第一膜片11丨中的2個(gè)應(yīng)變計(jì)(R3，R4)以及位于所述第二膜片13丨上或所述第二膜片13 ^中的2個(gè)應(yīng)變計(jì)(Rl，R2)。[0058]優(yōu)選地，這些應(yīng)變計(jì)為導(dǎo)電材料中或?yàn)閾诫s的半導(dǎo)體材料。所述量計(jì)例如為金或鋁或鈦或鉬或合金(例如硅鋁合金)。優(yōu)選地，導(dǎo)電材料被選定為具有高的應(yīng)變系數(shù)(例如鉬)。替代性地，導(dǎo)電材料由摻雜的半導(dǎo)體材料(比如，例如通過植入硼離子取得的P型摻雜硅)制成。利用半導(dǎo)體材料(例如，以幾1019at.cm-3計(jì)量摻雜硼的硅)的應(yīng)變計(jì)制成的傳感器提供比使用金屬應(yīng)變計(jì)的傳感器大50-100倍的靈敏度。
[0059]所述應(yīng)變計(jì)的每一個(gè)可具有細(xì)長形狀，所述應(yīng)變計(jì)的每一個(gè)具有數(shù)微米的寬度(所述寬度可介于I微米和9微米或10微米之間)和數(shù)十微米的長度(所述長度可介于10微米和100微米之間)。
[0060]優(yōu)選地，4個(gè)電阻R1、R2、R3、R4為相同的額定值RO (即，沒有任何變形)。
[0061]更優(yōu)選地，所述4個(gè)應(yīng)變計(jì)定向成使得流速測(cè)量最敏感。例如，如果所述膜片各自具有圓形形狀(如圖4A或4C中所示)，每個(gè)所述膜片的應(yīng)變計(jì)的其中一個(gè)應(yīng)變計(jì)被放置在所述膜片的徑向方向上(圖4A中的R4或Rl ;圖4C中的R3或Rl)，而第二個(gè)應(yīng)變計(jì)(圖4A中的R2或R3 ;圖4C中的R4或R2)沿著成角度的方向放置，或放置成在投射到由成對(duì)的向量(i，j)限定的平面上或平行于所述裝置的主平面的平面上時(shí)，在所述應(yīng)變計(jì)放置的位置處與錨固區(qū)域的邊界或所述膜片的輪廓的邊界，在此情況下與由膜片形成的圓的半徑形成這里為大致接近直角的角度。
[0062]通常，不管所述膜片的形狀如何，優(yōu)選地，所述電阻不全是相互平行的。
[0063]優(yōu)選地，放置在相同膜片上或相同膜片中的電阻沒有相互平行。有利地，所述電阻相互垂直。例如，膜片可包括徑向定向的電阻，另外的電阻沿切線定向(類似于4A或4C所示)。但是其它的配置是可能的，其中與相同的腔有關(guān)的兩個(gè)應(yīng)變計(jì)在所述兩個(gè)應(yīng)變計(jì)之間形成了嚴(yán)格大于0°和嚴(yán)格小于或等于90°的角度，其它腔的兩個(gè)應(yīng)變計(jì)在所述兩個(gè)應(yīng)變計(jì)之間形成了嚴(yán)格大于0°和嚴(yán)格·小于或等于90°的角度。
[0064]優(yōu)選地，由四個(gè)電阻形成的單臂電橋包括相互平行的兩個(gè)連續(xù)的電阻。這是圖4A和4B中的情況，其中，連續(xù)放置在所述電橋中的兩個(gè)電阻R2和R3相互平行以及兩個(gè)電阻Rl和R4也相互平行。
[0065]如圖4A、4B或4C中所示，所述應(yīng)變計(jì)R1-R4通過互連件36被連接到一起，使得整體形成單臂電橋。所述電橋的頂點(diǎn)被連接到觸板31上，所述觸板31允許所述流量計(jì)到電子測(cè)量系統(tǒng)34、35的連接，所述電子測(cè)量系統(tǒng)34、35包括放大器34和(可選地)存儲(chǔ)裝置和/或數(shù)據(jù)處理裝置(例如，微處理器型的裝置，進(jìn)一步例如計(jì)算機(jī)裝置)。通過顯示屏(附圖中未示出)，操作者在流體流動(dòng)期間可查看流速數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化。
[0066]所述兩個(gè)膜片11 ^、13'為相同的(相同的幾何形狀、相同的尺寸和相同的硬度)。如圖4A或4C中所示，優(yōu)選地，所述應(yīng)變計(jì)的每一個(gè)在與由軸線(i，j)限定的平面平行的平面上或平行于所述裝置的主平面的平面上的投影定位到相應(yīng)的膜片的邊緣或(在其中形成應(yīng)變計(jì)的基層中)錨固區(qū)域的附近(其中應(yīng)力在此最大)。
[0067]在制成所述裝置的基層的材料為硅時(shí)，應(yīng)變計(jì)優(yōu)選地沿硅的晶格的〈010〉方向定向。這允許壓阻效應(yīng)最大化:所述應(yīng)變計(jì)于是更靈敏。
[0068]其它的變形傳感器可在所述膜片、13'上或所述膜片、13'中存在，例如以便測(cè)量所述膜片的任一個(gè)膜片中的壓力。
[0069]當(dāng)流體在由所述入口 10、所述第一腔11、所述通道12、所述第二腔13和所述出口14形成的網(wǎng)絡(luò)的整體中流動(dòng)時(shí)，由所述扼流部12產(chǎn)生的壓降引起了所述腔11和13之間的壓差。
[0070]如果Pa和Pb表示所述腔11和13中的各自的壓力，優(yōu)選地，在所述扼流部12中產(chǎn)生的壓降大于在其它的入口和出口輸送通道10、14中產(chǎn)生的壓降。
[0071]作為示例，應(yīng)重申的是，對(duì)于具有邊長d的方形截面和長度L的通道而言，壓降通常寫作:
【權(quán)利要求】
1.一種流量計(jì)，包括通過通道(12)連接的第一腔(11)和第二腔(13): 所述第一腔設(shè)置有包括第一可變形的膜片(11;)的壁并且設(shè)置有位于所述第一可變形的膜片上或所述第一可變形的膜片中的第一應(yīng)變計(jì)(Rl)和第二應(yīng)變計(jì)(R2)； 所述第二腔(13)設(shè)置有包括第二可變形的膜片(13丨)的壁并且設(shè)置有位于所述第二可變形的膜片上或所述第二可變形的膜片中的第三應(yīng)變計(jì)(R3)和第四應(yīng)變計(jì)(R4)，所述四個(gè)應(yīng)變計(jì)形成單臂電橋，當(dāng)流體經(jīng)過所述第一腔、然后經(jīng)過所述通道、然后經(jīng)過所述第二腔流動(dòng)時(shí)，所述第一腔和所述第二腔之間的壓差能夠通過所述單臂電橋來測(cè)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量計(jì)，所述4個(gè)應(yīng)變計(jì)(R1，R2，R3，R4)具有相同的額定值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的流量計(jì)，所述單臂電橋的4個(gè)應(yīng)變計(jì)不全相互平行，和/或所述電橋中的相同膜片的2個(gè)應(yīng)變計(jì)不相互平行，和/或所述單臂電橋包括兩個(gè)連續(xù)的相互平行的應(yīng)變計(jì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的流量計(jì)，每個(gè)所述膜片的應(yīng)變計(jì)中的一個(gè)應(yīng)變計(jì)沿著與所述裝置中的流體的總體流動(dòng)方向垂直的方向放置，而另一應(yīng)變計(jì)沿著大體上與所述裝置中的流體的總體流動(dòng)方向平行的方向放置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的流量計(jì)，所述2個(gè)膜片是相同的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的流量計(jì)，所述應(yīng)變計(jì)的每一個(gè)位于相應(yīng)的膜片的錨固區(qū)域或邊緣的附近。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的流量計(jì)，所述應(yīng)變計(jì)的每一個(gè)為導(dǎo)電材料或?yàn)閾诫s的半導(dǎo)體材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的流量計(jì)，所述應(yīng)變計(jì)的每一個(gè)具有介于I微米和10微米之間的寬度和介于10微米和100微米之間的長度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的流量計(jì)，進(jìn)一步包括至少一個(gè)附加傳感器，例如用于測(cè)量所述腔的至少一個(gè)腔中的壓力的傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的流量計(jì)，所述可變形的膜片(11' ,13 ;)具有介于10微米和300微米之間的厚度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的流量計(jì)，進(jìn)一步包括測(cè)量裝置(34，35)，所述測(cè)量裝置(34，35)包括放大器裝置(34)，所述電橋的沒有定位成在所述電橋中彼此鄰近的2個(gè)頂點(diǎn)連接到所述放大器裝置(34)。
12.一種用于制造根據(jù)權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的流量計(jì)的方法，包括以下步驟: a)選擇第一基層(20)和第二基層(30)， b)在所述第二基層(30)中制作所述第一腔(11)、所述第二腔(13)和所述通道(12)， c)將所述第一基層(20)與所述第二基層(30)組裝到一起， d)然后通過減薄所述第一基層(20)來制作可變形的膜片(11' ,13 ;)， 6)使形成單臂電橋的4個(gè)應(yīng)變計(jì)(町，1?2，1?3，1?4)形成在所述膜片上或所述膜片中，所述應(yīng)變計(jì)中的2個(gè)應(yīng)變計(jì)被放置在所述第一腔(11)的上方并且另外2個(gè)應(yīng)變計(jì)被放置在所述第二腔(11)的上方。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，所述可變形的膜片通過使所述第一基層(20)通過機(jī)械拋光或通過機(jī)械化學(xué)拋光和/或通過蝕刻而從所述第一基層(20)的上表面(21S)減薄來制成。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，所述第一基層(20)采用絕緣體上外延硅(SOI)類型，所述第一基層(20)包括半導(dǎo)體基層(20-1)、介電層(20-2)和半導(dǎo)體材料層(20-3)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，所述介電層(20-2)在減薄所述第二基層期間被用作停蝕層。
16.根據(jù)權(quán)利要求12-15中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括在所述第二基層(30)中制作入口管路(15)和出口管路(16)的步驟。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，所述入口管路(15)和出口管路(16)首先在所述第二基層(30)中被制成不通的，然后在步驟e)之后通過減薄所述第二基層制成。
18.根據(jù)權(quán)利要求12-17中任一項(xiàng)所述的方法，所述組裝步驟通過分子密封、通過陽極密封或共熔密封或通過粘合來完成。
19.根據(jù)權(quán)利要求12-18中任一項(xiàng)所述的方法，所述組裝步驟在真空內(nèi)執(zhí)行。
20.根據(jù)權(quán)利要求12-19中任一項(xiàng)所述的方法，所述應(yīng)變計(jì)通過所述膜片上的金屬沉積或通過摻雜的半導(dǎo)體材料制成。
【文檔編號(hào)】G01R7/16GK103635783SQ201280032800
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年4月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月28日
【發(fā)明者】Y·弗伊萊特, 艾倫·布格雷特, 奧利維爾·富赫斯 申請(qǐng)人:原子能和替代能源委員會(huì)