一种基于相变材料的高灵敏度热式微流量传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于相变材料的高灵敏度热式微流量传感器，包括单晶衬底、流体层和两组设置有传感单元的固支梁。单晶衬底选用单晶硅材料，致密的隔热介质膜沉积在单晶硅衬底上，两组固支梁分别悬空架设在微流道的上游和下游；由加热电阻与热敏电阻组成的传感单元位于固支梁二氧化硅隔离层的上表面。本发明专利技术通过改善敏感材料，利用具有高绝对值电阻温度系数的相变材料层作为热敏电阻，提升了传感器检测灵敏度，并且两个加热电阻分别由外部供电电路独立控制，可实现各自热敏电阻的独立温度控制，避免热敏电阻相变材料的滞回特性对传感器性能的影响，使其能满足测量极低流量的工程需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于相变材料的高灵敏度热式微流量传感器


[0001]本专利技术涉及流体计量设备，特别是涉及一种基于相变材料的高灵敏度热式微流量传感器。

技术介绍

[0002]微流量传感器是微流控系统的重要组成部分，起到对微流体流动状态的监测并提供流体在微流道内流动信息的作用，实现在微全分析系统中对微流体的精准控制，对微流控系统的科学研究和工程应用具有重要意义。
[0003]随着微机电系统(Microelectromechanical Systems,MEMS)技术的发展，基于硅基微机械加工工艺制备的MEMS微流量传感器具有微型化、功耗低及性能高等优势，被广泛的应用于航空航天、临床医疗、生物制药及精细化工等领域。目前，测量微流体流量的方法及检测装置存在易受外界因素干扰、测量误差大且不连续等不足，并且分析系统微型化进程及流式细胞术、颗粒分选、流动混合等新兴芯片实验室技术的进一步研究发展也对微流量传感器的性能提出了越来越高的测量需求。
[0004]MEMS微流量传感器按其传感原理大体可分为压阻式、压电式、热式三大类。压阻式传感器在低流量检测中表现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于相变材料的高灵敏度热式微流量传感器，其特征在于，包括单晶衬底(7)、流体层(5)和两组设置有传感单元的固支梁；所述单晶衬底(7)的上表面沉积有隔热介质膜(6)；所述隔热介质膜(6)的上方设置有流体层(5)；隔热介质膜(6)和流体层(5)之间构建有供流体流通的微流道；所述两组固支梁分别悬空架设在微流道的上游和下游；所述固支梁包括用于支撑固支梁整体的二氧化硅隔离层、设置在固支梁的二氧化硅隔离层上表面的传感单元和用于封装传感单元的封装层(3)；所述传感单元包括用于加热流体温度的加热电阻(4)、能够根据温度差异而产生不同电压信号的热敏电阻(1)和用于连通电路的金属连线(2)；所述加热电阻(4)与外部供电电路连接；所述热敏电阻(1)的材质为基于温度诱导电阻率突变的一阶相变材料，热敏电阻(1)设置在金属连线(2)上，并通过金属连线(2)与外部检测电路连接；热敏电阻(1)和加热电阻(4)之间存在间隔。2.根据权利要求1所述的一种基于相变材料的高灵敏度热式微流量传感器，其特征在于，所述加热电阻供电后产生热量，微流道内的流体流动导致位于两侧的热敏电阻各自所测量的流体温度存在差异；该差异导致两侧的热敏电阻的电阻值产生差异，继而使外部检测电路检测到两个不同的电压信号，将两个电压信号相减后作为最终输出的电压信号。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹云琦，周禹杉，王晓伟，侯迪波，张光新，张宏建，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：