隨著全球及中國對半導體行業的不斷重視和投入，半導體行業對氣體流量控制器提出了更高的 要求。納米、薄膜技術等新材料研制技術的成功應用為氣體流量控制器集成化和智能化提供了很好 的前提條件。 MEMS氣體流量傳感器將在充分利用微機械與微電子技術、計算機技術、信號處理技術、傳感技 術、故障診斷技術、智能技術等多學科綜合技術的基礎上得到發展。研制能夠同時監測多種氣體的 全自動數字式的智能氣體質量流量控制器將是該領域的重要研究方向。

   氣體質量流量控制器(以下簡稱“MFC”）采用工業級先進流量傳感器芯片，結合低壓損氣路結 構以及高精度數字控制電路和算法，從而實現寬溫范圍內的高精度、高穩定性、寬量程比控制。 在MEMS流量方案的MFC領域，美國MKS、荷蘭bronkhorst都開始了布局，MEMS先進氣體流量測控技術有機會代替傳統毛細管方案的MFC。基于新一代的MEMS流量芯片技術，并且精度、可靠性都優 于傳統毛細管技術，屬于革新換代的技術。

MEMS芯片信噪比更高，芯片熱容和熱響應遠小于毛細管 原理的同類產品，響應速度更快，量程比更優；熱式毛細管原理的同類MFC產品抗污染能力弱 ，MEMS芯片原理不會出現毛細管堵塞情況，甚至MEMS原理的MFC可以不加過濾網。

   此外，毛細管原理MFC對安裝位置敏感（橫豎安裝不同，會導致讀數不一樣） 在橫向、縱向安裝使用上測試結果會受到影響出現極大差別，而MEMS芯片原理的MFC確認好進出氣口流向方向后，安裝位置方向不受任何影響，這就給工業環境使用以及實驗室氣路供氣系統配套提供 了更可靠適用的產品。

   MFC研究技術路線：芯片---模組----儀表---測試

   產品需求：針對光伏、半導體、真空鍍膜等領域高精度、高穩定性、快速響應的應用需求，進行MFC研究制造。

   芯片設計：芯片以MEMS技術為基礎，基于有限元仿真尺寸優化，采用靈敏度高的懸膜結構，并沉積半導體涂層以提高芯片可靠性。

  流道設計：建模-仿真 該結構中間具有類似孔板的差壓產生結構，用于在旁路分流道內產生足夠的流量，旁路內的流 量直接影響流量計的靈敏度和檢測下限，為了提高該流量值需要增加旁路分流結構前后的壓力差 ，該內部壓力差直接影響流量計整機的壓力損失。

   區別于毛細管結構或差壓結構等大壓損流道設計，以直通型流道結構設計實現低差壓控制。

   機械設計：機械結構設計-工業外觀設計

   電路設計：原理圖設計-PCB板圖繪制-元器件規格參數確認 通道小板對芯片信號進行采集，并通過主板對信號進行處理，上述電路中采用差分輸出、低溫 漂、抗電磁干擾等設計；

   程序和算法設計：邏輯部分-單片機程序部分-屏幕功能-調試穩定控制-根據不同氣路座測試

   采用PID動態算法實現穩定的流量控制和快速的響應。

   組裝標定測試

  在溫度25±3℃的千級凈化間內組裝，萬級凈化間內標定及包裝，確保產品精度。對不同芯片、 器件進行再設計和集成，涉及多種通信協議/制式、體積、功耗與特殊工藝；其研發需要掌握電子產 品技術、集成電路技術、芯片制造工藝技術、材料性能、襯底設計技術以及先進半導體封裝技術、 通信技術等，只有這樣才能夠在應用中妥善的對系統的性能、尺寸與制造成本進行優化處理。

上圖為氣體質量流量控制器(MFC）標定測試狀態