本发明专利技术提供了一种具有衬底的流量传感器，所述衬底具有传感元件（２０７０）以及与传感元件对准的流动通道（２０４０）。该传感元件检测流体的至少一种特性。通过在对准层中形成的一个或多个导向元件（２０３０）对准流动通道。由于以晶片水平提供导向元件，使得跨越传感区域的流动通道是被准确地和精确地对准，使在多个流量传感器中得到可靠、低成本且一致的结果变得容易。该流量传感器适于在恶劣的环境中使用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术总体上涉及用于监测流体的品质和运动的传感器，所述流 体为气体或液体形式。具体而言，本专利技术涉及这些流体的热传感器， 例如在硅、玻璃、石英或其它衬底上以微结构形式运行的流体流量或 特性传感器，本专利技术涉及用于恶劣环境的传感器封装件.本专利技术涉及 流动通道与传感区域的对准.
技术介绍
流量传感器被用于多种流体传感应用中以监测流体的运动，所述 流体可以为气态的流体形式.例如， 一种流重测量的类型是基于可被 用于监测流体的特性的热传感器，热传感器可以以微结构形式在硅衬 底上运行。为方便起见，术语流量传感器可非限制性地被用于指 代这样的热传感器.(参见如美国专利Nos.6，322，247附图10a-f和 6，184，773，其均被引入本文作为参考).读者能够理解的是，这种传 感器也可用于测量本征流体特性，例如热导率、比热容(如美国专利 Nos.5，237，523和5，311， 447，其均被引入本文作为参考)，也可用于測重非本征特性，例如a度、流动速度、流动速率和压力，还可測重 其它特性.可以通过强制或自然对流产生流动.热型流量传感器可以由包括一个加热元件和一个或多个热接收或 热敏元件的衬底构成.如果使用两个这样的热敏元件，可以相对于被 测流体(液体或气体)的流动方向将它们里于加热元件的上游或下游 一側.当流体沿着衬底流动时，其被处于上游一倒的加热元件加热， 热重不对称地传速到处于加热元件任一边的热接收元件中.由于不对 称的程度取决于流体流动的速芈以及所述不对称性可被电子检測到， 因而，这样一种流量传感器可被用于測量流体流动的速率和累积流 量.当暴雾于悉性(如污染的、变脏的、冷凝的等)流体中时，这种 流量传感器通常面临潜在的劣化问趙，所述流体包括能够通过腐蚀、 放射性污染或细瓣污染、过热、沉积或冻结给传感器施压的气体 或液体.灵敏的測量能够給传感器施压、使其廣蚀、冷冻或过热 的恶性气体或液体的流量或压力(差压或绝对压力)是一个挑战，其 以高昂的代价得以或未得以实现.之前提出的解决方法是对传感器、 加热器进行钝化以及相关联的退敏化来提高被測气态流体的湿度从而 遊免冷凝或冻结(或防止冷却器过热)，其代价是传感器信号退化、 成本提高和可能的流体降解，或者是用滤器去除有害顆粒物质.时常对传感器清洗或更換和重新校准是附加的但昂贵的解决方法.灵敏的 基于褒的差压传感器可以防止污染，因为其中不牵涉流动，除了不耐超压外，其通常比热徵传感器的灵敏度低、復A的流量范闺小且昂贵.因而，经由热橄传感器測量液体流量，特別是測量电导流体流量 时，在电绝緣、流动噪声、芯片腐蚀、流动通道的可能泄漏或结构完 整性、以及热重測量方面呈现出具有挑战性的问趙.与传感器的电接触应彼此绝缘，以使电泄漏的电阻高于约20 Mft,从而遊免千扰传感 元件的运行.例如， 一些SbN4钝化膜具有小孔；经过闺化形成玻璃或 Tefloi^薄膜的化合物的旋涂层经过几天与盐水的接触没有显示出绝 缘.(注幹Teflon^是E,I. Du Pont De Nemours & Company Corporation of 101 West 101 West 10th St Wilmington, Delaware 19898的注册商 标)甚至于将导线接合处嵌入高度交联的环氣树脂中仍致使电阻降到例如30 Mn和/或接合处断裂(如果环氣物质由于过度交联而变得极胧)和/或热循环.另外，芯片上奇怪造型的流动通道将导致产生颠外 的^流及相应的信噪.为电接触和引出导线提供电絶缘的另一个方法 是将它们移出流体流动通道和接触区域.然而，这种不明智的移位增 加了芯片尺寸的实际面积，从而増加了其成本.关于结构完整性，灵敏的lpm厚的流量传感膜容易破裂，这是由 于强粘性以及流体对其施加了慣性力造成的.甚至于在急剧的气体压 力或流动脉冲下也可现察到这样的破裂.最后，关于热量測量方面的 问題，在溶液中通常允许的加热器溫升(例如《20TC)比在液体中通 常应用的(例如100-160)要小.所产生的相对小的信号导致更显 著地增加了由组成、传感器材料和依賴于温度的偏移效应，其可在传 感器流重读数方面产生显著的误差.基于上述内容，本专利技术人总结出，解决前迷问趙的适当方法在于 在传感芯片上智能应用一种薄褒，所述薄腹足够厚以实现防止电 荷转移和分子传质的屏陣作用，但其又要足够薄以允许热传递，从而 实现热重測量.所述薄膜可用由无机化合物(甚至于金属)组成的或 由疏水或亲水聚合材料组成的材料制造，在此更具体而言，由此得到 可运行的具有高可靠性的流量传感器，其无电泄漏、由于流量測童具 有无需插入的特点从而无流体泄漏、也无腐蚀、无流体污染、且流动 噪声降低和显著减少了偏移和漂移的问趙.在设计和制造流量传感器时面临的另一个挑战是将流体流动通道 与传感元件对准.精确对准是实现传感器最佳性能所必需的.传感器' 的这种对准通常需要将各个传感器組件分別对准，这是费力且费用昂 贵的.当完成更多的所述制造步錄时，制造流重传感器的时间和费用 将大大减少，而同时传感器处于晶片水平.本专利技术提供了一种当徵传 感器处于晶片水平时，精确地对准流动通道的方法.专利技术概述本专利技术提供一种用于监測流体质重或特性的热传感器，所述流体 包括气体和液体.所述热传感器可在硅、玻璃、石英或其它衬底上以微结构形式运行.在一个实施方案中，该流量传感器具有带有一个传感元件、 一个 或多个导向元件和一个流动通道的村底，其中所述的导向元件使流动通道与传感元件对准.所迷传感元件检測至少一种流体特性.在另一 实施方案中，笫一和笫二导向元件限定流动通速.本专利技术的流重传感 器提供了一种其中流动通道与感应区域精确对准的传感器，使在多个 流量传感器中得到可靠且一致的结果变得容易.在本专利技术的另一个实施方案中，限定一个或多个流动瑪遣的延伸 的模制元件被直于导向无件之上，其中流动通道的延伸部分与流动通 道流体连通.流动通道和流动通道的延伸部分的组合限定流体在传感 元件上的流动珞径.所迷棋制元件可以形成流体流动珞径的顶部，或 者可以将一个益附着于棋制元件之上以形成流体流动路径的顶部.在 本专利技术的另一实施方案中，流量传感器包括具有一个感应元件的基 底、沉积于衬底上并且限定定位通道的与传感元件对准的对准层、以 及一个里于定位通道内的流管.提供一种制造多个每个具有一个与传感元件对准的流动通遣的流量传感器.所迷方法涉及提供具有多个以一种棋式对准的传感元件 的衬底，将聚合物层沉积于该衬底上，以及在聚合物层中形成多个导 向元件，其中导向元件被定位使得流动通道与传感元件对准.在一些 实施方案中，所迷导向元件构成流动通遣.然后将村底切或割成多个 片或芯片，每片都具有与传感元件上方精确对准的流动通道.在本专利技术的另一实施方案中公开了一种装置，其用于监測在恶 劣环境中的流体流动，分析有毒的或有腐蚀性的流体.该实施方案 还可被用于检測純的或趁純净流体，它们与传感器的接触不会产生任 何可监測到的流体或不利因素对传感器的污染.这一改进是通过使传 感器与流体的流动路径隔离而实现的.可以将传感器构造成为通常包括一个流动通遣棋块，其中形成有 流动通道.该传感器还包括一个闺定于芯片上并通过至少一个粘合元 件本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种传感器，其包含： 用于检测至少一种流体特性的传感装置； 被设置用于引导流体在传感装置上流动的流动通道对准装置； 用于引导流体流入所述流动通道对准装置中的流动导向装置；以及； 被设置于流动通道对准装置上的盖。
【技术特征摘要】
US 2004-8-31 10/9305461.一种传感器，其包含用于检测至少一种流体特性的传感装置；被设置用于引导流体在传感装置上流动的流动通道对准装置；用于引导流体流入所述流动通道对准装置中的流动导向装置；以及；被设置于流动通道对准装置上的盖。2. 权利要求i的传感器，其中所述的传感装置包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：A帕马纳布汉，MG马基尼，U邦纳，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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