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MEMS 氣體質量流量傳感器AASCAFS3000，適用于多種醫用或工業應用場合

• 制氧機
• 防毒面罩和呼吸器
• 噴霧器
• 持續氣道正壓通氣（CPAP）設備
• 麻醉分娩
• 檢漏
• 光譜儀
• 質量流量控制器
• 通訊系統或環境氣候控制等

產品特點

• 產品測量精度高（1.5％FS精度）， 線性輸出無需溫度補償；
• 以很小的零漂（0.2%/Year）保持長期穩定性；
• 固態傳感核心（無表面空洞或易碎膜），抗堵塞和壓力沖擊；
• 模擬輸出（1-5 V）（也可提供I2C數字輸出）;
• 快速響應時間（1 ms響應時間）;
• 流量范圍寬 0sccm-2000sccm;

• 能夠適應于相對潮濕性氣體測量; 

據麥姆(mu)斯咨詢(xun)介紹，流(liu)(liu)量(liang)(liang)傳感器（Flow Sensors），或(huo)被稱為(wei)流(liu)(liu)量(liang)(liang)計(ji)，通常(chang)用于測量(liang)(liang)單位(wei)時(shi)間內流(liu)(liu)經模塊預設(she)橫截面處(chu)的氣(qi)體(ti)或(huo)液體(ti)的質量(liang)(liang)或(huo)體(ti)積。流(liu)(liu)量(liang)(liang)傳感器適(shi)用于呼吸(xi)設(she)備、噴霧器、制(zhi)氧機、吸(xi)入(ru)和麻醉(zui)設(she)備、暖通空調、燃料電池、氣(qi)體(ti)分析(xi)儀、過程(cheng)控制(zhi)、汽車發動機等諸(zhu)多(duo)應用領域(yu)，根據MarketsandMarkets市場(chang)(chang)調研報(bao)告顯示，2021年全球流(liu)(liu)量(liang)(liang)傳感器市場(chang)(chang)規模為(wei)77億美(mei)(mei)元，預計(ji)2026年將達到103億美(mei)(mei)元，復合年增長率約(yue)為(wei)6%。

MEMS熱式氣(qi)體(ti)質量(liang)(liang)(liang)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)傳(chuan)感(gan)器(qi)利(li)用氣(qi)體(ti)流(liu)(liu)過(guo)外部熱源(yuan)加熱的(de)(de)流(liu)(liu)路管(guan)道時產生的(de)(de)溫(wen)度場(chang)變化(hua)來測(ce)(ce)量(liang)(liang)(liang)氣(qi)體(ti)質量(liang)(liang)(liang)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)，核(he)心MEMS芯(xin)片集(ji)成(cheng)一(yi)個熱源(yuan)（加熱元(yuan)(yuan)件(jian)）和一(yi)對(dui)測(ce)(ce)溫(wen)元(yuan)(yuan)件(jian)（分(fen)別(bie)置于熱源(yuan)的(de)(de)兩邊）。當MEMS芯(xin)片表(biao)面接(jie)觸的(de)(de)氣(qi)體(ti)靜止時，熱源(yuan)所建(jian)立(li)的(de)(de)熱量(liang)(liang)(liang)分(fen)布(bu)圖是以加熱元(yuan)(yuan)件(jian)為中(zhong)心的(de)(de)對(dui)稱分(fen)布(bu)，兩個測(ce)(ce)溫(wen)元(yuan)(yuan)件(jian)的(de)(de)輸出(chu)相等；當氣(qi)體(ti)在MEMS芯(xin)片表(biao)面流(liu)(liu)動時，氣(qi)體(ti)分(fen)子帶走的(de)(de)熱量(liang)(liang)(liang)使(shi)熱源(yuan)所建(jian)立(li)的(de)(de)熱量(liang)(liang)(liang)分(fen)布(bu)圖發生偏移，兩個測(ce)(ce)溫(wen)元(yuan)(yuan)件(jian)之(zhi)間(jian)的(de)(de)輸出(chu)差(cha)(cha)是氣(qi)體(ti)質量(liang)(liang)(liang)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)函(han)數(shu)。總之(zhi)，氣(qi)體(ti)質量(liang)(liang)(liang)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)變化(hua)直接(jie)影響熱擴散的(de)(de)程度，進而影響兩個測(ce)(ce)溫(wen)元(yuan)(yuan)件(jian)之(zhi)間(jian)的(de)(de)溫(wen)度差(cha)(cha)，而溫(wen)度差(cha)(cha)信(xin)號經轉(zhuan)換和放大電路變成(cheng)標準壓電信(xin)號輸出(chu)。

本報告(gao)針對全球領先廠(chang)商(shang)的(de)三款MEMS熱式(shi)氣(qi)體(ti)質量流量傳感器：AWM3300V（霍尼韋爾(er)，Honeywell）、CAFS3000（康(kang)森斯克，Consensic）和D6F-P（歐姆龍，Omron）進(jin)(jin)行物(wu)理(li)分(fen)析，包(bao)括器件(jian)拆解、芯片(pian)剖析及材料分(fen)析等(deng)，并依此推測出MEMS芯片(pian)制造工藝，還從(cong)器件(jian)封裝、性能、PCB及芯片(pian)等(deng)方面(mian)進(jin)(jin)行對比分(fen)析。最后，我(wo)們還檢索并分(fen)析了上(shang)述產品的(de)專(zhuan)利(li)情況(kuang)。

霍(huo)尼韋爾AWM3300V是一款基(ji)于(yu)MEMS技術的(de)惠斯通雙(shuang)電(dian)橋(qiao)控(kong)制(zhi)氣(qi)體(ti)質量(liang)流量(liang)傳(chuan)感器。AWM3000系(xi)(xi)列具有放大(da)功能(neng)，因此(ci)能(neng)用于(yu)提升增益和將(jiang)電(dian)壓(ya)偏移引(yin)入傳(chuan)感器輸出。其加(jia)熱(re)器控(kong)制(zhi)電(dian)路和傳(chuan)感橋(qiao)供(gong)電(dian)電(dian)路位于(yu)封裝電(dian)路板上，測量(liang)流量(liang)可至1.0 SLPM，能(neng)承受最大(da)共膜壓(ya)力25 psi，可應(ying)用于(yu)加(jia)熱(re)、通風和空(kong)調(diao)系(xi)(xi)統的(de)風門控(kong)制(zhi)氣(qi)體(ti)分析儀(yi)、低真空(kong)控(kong)制(zhi)、醫(yi)用呼吸機(ji)、肺活量(liang)儀(yi)和制(zhi)氧機(ji)等。

康森(sen)斯克CAFS3000系列氣體質量流(liu)(liu)量傳(chuan)(chuan)感器(qi)主要(yao)由MEMS熱式流(liu)(liu)量傳(chuan)(chuan)感芯片(pian)、運算(suan)(suan)放(fang)大器(qi)、微控(kong)制器(qi)（MCU）等(deng)組成，集成的(de)(de)Sigma-Delta A/D轉換器(qi)和(he)(he)具有(you)內(nei)部校準功能(neng)的(de)(de)邏(luo)輯電路(lu)及MCU共同保證(zheng)了(le)傳(chuan)(chuan)感信號(hao)實時有(you)效(xiao)的(de)(de)采集，并在內(nei)部進行相應(ying)的(de)(de)補償(chang)算(suan)(suan)法處理以獲得精確的(de)(de)流(liu)(liu)量信號(hao)，獨特的(de)(de)封裝(zhuang)技術使得產品滿足不同范(fan)圍(wei)的(de)(de)氣體流(liu)(liu)量測量（流(liu)(liu)量范(fan)圍(wei)：0 – 2000 sccm），可應(ying)用(yong)于(yu)制氧機、防毒面罩(zhao)和(he)(he)呼吸(xi)器(qi)、噴霧(wu)器(qi)、持續氣道(dao)正壓通氣（CPAP）設備、麻醉分娩等(deng)。

歐(ou)姆(mu)龍D6F-P系列(lie)是一種小型(xing)、大(da)量(liang)程、耐環境性能好的(de)MEMS流量(liang)傳(chuan)感器，最高支(zhi)持測量(liang)流量(liang)為1升/分鐘（L/min）；通過以旁(pang)通方式設(she)置(zhi)，則可(ke)進(jin)(jin)行大(da)流量(liang)測量(liang)，最高可(ke)達200升/分鐘。D6F-P系列(lie)集成歐(ou)姆(mu)龍研(yan)發的(de)創新MEMS元件，具有高精度、高響應(ying)速度等(deng)優(you)異(yi)的(de)傳(chuan)感性能，對微風也能進(jin)(jin)行檢(jian)測。其主要應(ying)用(yong)包括(kuo)燃(ran)燒(shao)設(she)備、測量(liang)設(she)備、空調設(she)備、堵塞檢(jian)測等(deng)。

《MEMS熱式氣體(ti)質量流量傳感器產品對比分析-2023版(ban)》報告主要包括以下(xia)內(nei)容：

（1）首先對AWM3300V、CAFS3000、D6F-P進(jin)行封(feng)裝拍照及分析(xi)，然后將三款產(chan)品進(jin)行機(ji)械拆解和(he)化學去(qu)膠，接著取出(chu)芯(xin)片進(jin)行結(jie)構(gou)剖析(xi)和(he)材料分析(xi)，包(bao)括(kuo)MEMS表面和(he)剖面膜層(ceng)結(jie)構(gou)及成分信息等(deng)。根據分析(xi)可(ke)知溫度測量方式：第一款采用熱電阻，后兩(liang)款采用熱電堆，本(ben)報告提供(gong)加(jia)熱區域、溫度測量區域等(deng)局部(bu)特寫及關(guan)鍵尺寸。

（2）通過對上述三款(kuan)產品(pin)MEMS芯(xin)片(pian)的結構(gou)剖析和材(cai)料分析，可(ke)知這三款(kuan)芯(xin)片(pian)均采(cai)用硅晶圓(yuan)正面濕法(fa)(fa)刻蝕(shi)方法(fa)(fa)形成硅槽，并(bing)進一步(bu)繪(hui)制出MEMS芯(xin)片(pian)結構(gou)示意圖，推測出MEMS制造(zao)工藝流程(cheng)。

（3）將上(shang)述三(san)款產品進行全方位的對比分析(xi)，包括器件封裝(zhuang)、性能、PCB和MEMS芯片等。三(san)款產品均采(cai)(cai)(cai)用3-pin塑(su)料卡扣封裝(zhuang)，但是封裝(zhuang)基板有差異：AWM3300V采(cai)(cai)(cai)用單面(mian)陶(tao)瓷基板，CAFS3000和D6F-P采(cai)(cai)(cai)用雙面(mian)玻璃(li)纖維增強熱固性樹(shu)脂基板。

（4）針對(dui)上(shang)述三款產品(pin)進行專(zhuan)利(li)檢索與分(fen)(fen)析(xi)，并(bing)(bing)提供從專(zhuan)利(li)到(dao)產品(pin)的映射關系，有助于其他廠(chang)商理解技(ji)術要點及專(zhuan)利(li)保護(hu)范圍，并(bing)(bing)進行侵權(quan)關聯性分(fen)(fen)析(xi)，從而(er)可以有效避免(mian)侵權(quan)糾紛的發(fa)生。