Исследование работы первичных нитевидных терморезистивных преобразователей и разработка на их основе регулятора малых расходов газа
Диссертация
Актуальность проблемы Учет факторов масштабирования и групповых микроэлектронных технологий изготовления чувствительных элементов, расширение областей применения микромеханических систем выдвигают новые проблемы конструкторско-технологического характера. К ним относятся: выбор расчетных схем и моделей, наиболее полно учитывающих факторы, влияющие на технические характеристики микромеханических… Читать ещё >
Список литературы
- Соколов J1.B. Анализ возрастающих потребностей в микромеханических сенсорах и МЕМС/ Датчики и системы. № 6. 2005.-С.41−43.
- R.W. Gehman, M.G. Murray, J.W. Speldrich. Reduced Package Size for Medical Flow Sensor/ Honeywell Freeport, IL 61 032. IMAPS Technical Symposium. May 3. 2000.- pp. 1−5.
- Market Analysis for Microsystems 2000−2005: A Report from the NEXUS Task Force/MST news № 2/02.2002, — pp. 43−44.
- Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества./Справочник/JT.: Машиностроение, 1989. 700с.
- Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества / Справочник: Кн. 1 / СП: Политехника. 2002. 409 с.
- Аш Ж. и др. Датчики измерительных систем. Т.2./ М.:Мир. 1992.- 420 с.
- Попов С.Г. Измерение воздушных потоков /М.-Л.: ГИТТл, 1977.- 296 с.
- Olin J. The evolution of Thermal Mass Flow Meters/ October. 2002. www.ianmag.com
- Smart Materials and Sensors: Atomistic to Macro Physics Models/http://www.cisr.gwu.edu/research/atomistic details. html)
- Поломошнов С.А. Конструктивно-технологический базис термомикросистем с малой потребляемой мощностью. Диссертация к.т.н./ М. 2005. МИЭТ (ТУ).
- Дубовой Н.Д., Дударев Д. А. Анализ и перспективы развития современных газовых расходомеров. / Средства контроля и измерения. № 1−2. 1998.- С.20−23.
- Сажнев С.В., Миркурбатов Х. А., Тимофеев В. Н. Прецизионный термоконвективный регулятор расхода газа для технологического оборудования/ Средства контроля и измерения. № 2. 2003.- С.70−75.
- Jr. H. Cadman. A Mass Flow Controller that Semicon Can’t Touch/ Sensor, January. 2002. http://archives.sensorsmag.eom/articles/Q 102/mass/main.shtml
- Официальный сайт компании «OVAL Corporation» http://www.oval.co.jp.
- Официальный сайт компании «Vogtlin Instruments AG» www.voegtlin.com-
- Официальный сайт компании «TOKYO KEISO CO., LTD» http ://www.toky okeiso. со. j p-
- Официальный сайт компании «Bronkhorst High-Tech B. V» www.bronkhorst.com
- Сажнев C.B., Фомичев M.A., Тимофеев B.H. Дозаторы малых расходов газа с полупроводниковыми и микромеханическими элементами./ Оборонный комплекс научно — техническому прогрессу России. № 1. 2005.- С. 84−90.
- US Pat.6.843.122 Mass flow controller for control purge and managing method of the same, http://www.uspto.gov/patft/index.html
- US Pat. 6.343.617 System and method of operation of a digital mass flow controller, http ://www.uspto. gov/patft/index.html
- Соколов Г. А., Беляев Д. В., Обновленский П. А. Тепловой расходомер с применением полупроводниковых терморезисторов. / Известия вузов. Приборостроение. № 8.1973.-С.98−102.
- Коротков П.А., Беляев Д. В., Рукин Я. В. Тепловой неконтактный расходомер с полупроводниковым нагревателем./Известия вузов.
- Приборостроение. № 4.1965.-С. 117−120.172
- С.М. Но. Review: MEMS and its applications for flow control./J. of Fluids Eng. V. l 18. № 9. 1996- pp.437−447.
- Романченко А.Ф. Расширение функциональных возможностей термоанемометрических датчиков нестационарного энергетического состоянию./Электронный журнал «Исследовано в России». http. V/www.zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2001/050.pdf
- Котов В.И., Черепахин И. И. Твердотельный микроанемометр для жидких и газообразных сред./ Электроника и Информатика XXI век. IV Международная научно-техническая конференция: тезисы докладов, часть 2. М: МИЭТ. 2002.- С. 42.
- Вагнер В.Д., Пурцхванидзе И. А. Микростстемы: проблемы и решения./ Микросистемная техника. № 10. 2002.- С.13−18.
- Котов В.И., Черепахин И. И. Интегральный кремниевый микроанемометр для измерения жидких и газообразных сред./ Микросистемная техника. № 5. 2003.- С. 14−20
- S.Wu, Q. Lin, Y.Yuen. MEMS flow sensor for nano-fluidic application/Sensors and Actuators A 89. 200.- pp. 152−158.
- S.He, M.M.Mench, S.Tadigadapa. Thin film temperature sensor for realtime measurement of electrolyte temperature in polymer electrolyte fuel cell/Sensors and Actuators A 125. 2006.-pp. 170−177.
- T.H.Kim, S.J.Kim. Development of micro-thermal flow sensor with thin filmthermocouples/J.Micromech.Microeng. № 16. 2006.- pp.2502−2508.
- Зиновьев Д.В. Разработка интегральных термосенсоров на основе монокристаллической кремниевой фольги и исследование иххарактеристик. Диссертация к.т.н./ М. 1999. МИЭТ (ТУ).173
- K. S. Teh, L. Lin. Time-dependent buckling phenomena of polysilicon micro beams./ Microelectronics Journal. № 30. 1999 pp.1169−1172.
- Th. Borca-Tascuic, W. Liu, J. Liu, K.L.Wang, G. Chen. Anisotropic thermal conductivity of a Si/Ge quantum dot superlattice/. IMECE. HTD. V.№ 3662. 2000.- pp.381−384.
- A. Ziegler et al. A bridge in understanding./ Materialstoday. Janaury. 2005,-p.14, перепечатка из Science (2004) 306, p. 1768.
- Сажнев C.B., Фомичев M.A., Тимофеев B.H., Проблемы чистоты газового потока в расходомерах на базе МЕМС-технологии./ Оборонный комплекс научно — техническому прогрессу России. № 4 2004.- С. 68−71.
- K.Williams and R.Muller. Etch rates for micromachining processing./ IEEE J. Microelectromech Syst. № 5. 1996.- pp. 256−269 .
- E.Dehan, A. Henning, E. Arcilic, Y.Harros. Evaluating the use of MEMS-based gas and fluid delivery systems./ www.micromagazin.com/MICROJuly-August98UltrapureMaterialsDelivery by Edward В Dehan, (p i 01).htm
- F.Mayer, O. Paul, H.Baltes.Influence of geometry and packaging on response of thermal CMOS flow sensor./Presented at Traduceds'95.
- Eurosensor IX. Stockholm. Swden.1995.174
- С.Bang. A new approach to MEMS fabrication / www.sensorsmag.com
- S.Renard, V.Gaff. The romies of generic micromachining technology of MEMS / www.sensorsmag.com
- S.W.Yason, H. Halvajian, K.Brener./MEMS, Microengineering and Aerospace Systems/ Reprint: American Institute of Aeronautics and Astronautics. 1999- (AIAA99−3802)
- Ермаков А.П., Яценко C.H. Нитевидные кристаллы кремния как модельные объекты для создания первичных преобразователей физических величин./ Sensor&Systems. № 5. 2000.- pp. 14−16.
- Ермаков А.П. Механические свойства нитевидных кристаллов кремния и германия при внешних воздействиях и методы их изучения. Автореф. Дисс.д.т.н./Тула. ТПИ (ГУ).2000.- 32с
- Петров П.П., Дугаев В.К, Новиков А. А. Нитевидные кристаллы твердых растворов Si-Ge с улучшенными метрологическими характеристиками./ Тезисы докладов 3 Всероссийской конференции. Воронеж. 1978.-С. 1−10.
- Ермаков С.А., Ермаков А. П., Дрожжин А. И. Первичные преобразователи на основе нитевидных кристаллов кремния и их применение в информационных системах. http://www.sibsau.ru/science/archiv/PERSPEKTIVNYE%20MATERIALY %20I%2QTEHNOLOGII.pdf
- Multiscale modeling of polycrystalline material ./Smart Materials and Sensors: Atomistic to Macro Physics Models./2005. http://www.cisr.gwu.edu/research/atomisticdetails.html
- C.Liu, J-B.Huang, A. Zhu, F. Jiang, S. Tung, Y.C.Tai and C.M. Ho. A Mi-cromachined Flow Shear Stress Sensor based on Thermal Transfer Principle/ J. of Microelectromechanical Systems. V.8. № 1.1999.- pp. 90−99.
- T.Yoshino, Y. Suzuki, N. Kasagi, S.Kamiunten. Optimum design of micro thermal flow sensor and its evaluation in wall stress measurements./
- Reprint:MEMS-03. Kyoto. Japan. Jan. 19−23. 2003.175
- Meng E., Wu S., Tai Y-C. Silicon couplers for microfluidic applications. Fresenius Journal of Analytical Chemistry. N 371(2).2001-pp.270−275.
- Meng E., Gassman S., Tai Y-C. A MEMS body fluid flow sensor. Micro Total Analysis Systems.2001. Monterey, CF.2001- pp.167−168.
- Meng E., Tai Y-C. A Parylene MEMS flow sensing array. Technical Digest, the 12 International Conference on Solid Static Sensors, Actuators and Microsystems. Transducers 03, Boston, USA.2003- pp.686−689.
- Y.Xie, Y. Shihand, Yu-C. Tai. Integrated surface-micromachined mass flow controller./Reprint: California Institute of Technology. Caltech. Micromachining Lab. Electrical Engineer 136−93. 2003.
- Z.Fan, J. M. Engel, J. Chen, Ch. Liu. Parylene Surface-Micromachined Membranes for Sensor Applications/J. of Microelectomechanical Systems. V.3. № 3.2004.- pp. 484−490.
- P.Cousseau, O. Dubochet, Ph. Lerch, Ph. Renaud. A Comparison of the Behavioral Characteristics of Miniature Gas Flow Sensors./ Swiss Federal Institute of Technology Laussane.2000. http://www.nsti.org/procs/MSM2000/13/T42.09
- J.Han, Z.Y.Tan, K. Sato, M. Shikida Three-dimensional interconnect technology on a flexible polyimidefilm./ J. Micromech. Microeng. № 14. 2004.-pp.3 8−48.
- Z.Y. Tan, M. Shikida, M. Hirota, K. Sato. On-wall in-tube inserted thermal flexible micro sensor for measuring mass flow./ http://ieeexplore.ieee.org/Xplore/login.isp?url=/iel5/l 0597/33 507/1 590 000 .pdf?arnumber=T 590 000
- C.Lyons, A. Friedberger, W. Welser, G. Muller, G. Krotz, R. Kassing, B. Dai -mler, A.G. Munchen. A high-speed mass flow sensor with heated silicon carbide bridges./MEMS 98. Proceedings. The Eleventh Annual International Workshop. 1998- pp.356−360.
- CMOSens PerformanceLine Mass Flow Controller for Gases./Preliminary1.formation VI.4. July 2003. www.sensirion.com176
- US Pat 6.813.944 Flow sensor http://www.uspto.gov/patft/index.html
- US Pat. 6.550.324 Method and sensor for measuring a mass flow. http://www.uspto.gov/patft/index.html
- EP 698 786 Atmosphere measuring device and flow sensor. http://www.european-patent-oftice.org/index.en.php
- US Pat 6.779.712 Flow sensor and method for producing the same. http:// www, uspto. go v/patft/in d ex. html
- EP 1 092 962 Offset reduction for mass flow sensor, http://www.european-patent-office.org/index.en.php
- US Pat 6.502.983 Micro-machined thermo-conductivity detector. http ://www.uspto. gov/patft/index.html
- US Pat. 6.868.723 Thermal anemometry mass flow measurement apparatus and method, http://www.uspto.gov/patft/index.html
- US Pat. 6.868.722 Air flow rate measuring apparatus http ://www.uspto. go v/patft/index .html
- USPat 6.078.030 Component heater for use in semiconductor manufacturing equipment, http://www.uspto.gov/patft/index.html
- US Pat 6.160.243 Apparatus and method for controlling fluid in a micromachined boiler http://www.uspto.gOv/patfl:/index.html
- US Pat 6.627.465 System and method for detecting flow in a mass flow controller http://www.uspto.gov/patft/index.html
- US Pat 6.568.261 Hot wire gas flow sensor http://www.uspto.gov/patft/index.html
- USPat 6.112.591 Flow sensor http://www.uspto.gov/patft/index.html
- US Pat 6.659.131 System and method for integrating gas components http ://www. uspto. gov/patft/index.html
- US Pat. 7.107.835 Thermal mass flow sensor http ://www. uspto .go v/patft/index.html
- Васильев A. A, Гогиш-Клушин С.Ю., Харитонов Д. Ю., Paranjape
- М.(М.Паранджапе), Певгов В. Г., Писляков А. В. Новый подход к микро177машинной технологии изготовления сенсоров: микроэлектронные чипы с тонкой мембраной из оксида алюминия./Сенсор. № 3. 2002.-С.23−29/ www. sensor-magazine ли
- Васильев А.А. Микромощные полупроводниковые сенсоры на тонких диэлектрических мембранах./ Датчики и Системы. № 10. 2004.-С.23−28.
- T.McKnight. A Highly Automated Testing Facility for Calibration and Performance Testing of Mass Flow Controller./ IEEE. 1995.- pp. 157−160.
- SEMASPEC #9 205 1107A-STD SEMATECH Guide for Contamination Control in the Design, Assembly, and Delivery of Semiconductor Manufacturing Equipment
- SEMASPEC #9 207 1231B-STD SEMASPEC Provisional Test Method for Evaluating the Electromagnetic Susceptibility of Thermal Mass Flow Controllers
- SEMASPEC #9 207 1233B-STD SEMASPEC Provisional Test Method for Determining the Corrosion Resistance of Mass Flow Controllers
- SEMASPEC #9 207 1223B-STD SEMASPEC Provisional Test Method for Determining Warm-Up Time of Mass Flow Controllers
- SEMASPEC #9 207 1230B-STD SEMASPEC Provisional Test Method for Determining Steady-State Supply Voltage Effects for Mass Flow Controllers
- SEMASPEC #9 207 1228B-STD SEMASPEC Provisional Test Method for Determining Mass Flow Controller Performance Characteristics from Ambient and Gas Temperature Effects
- SEMASPEC #9 207 1225B-STD SEMASPEC Provisional Test Method for Verification of Calibration Accuracy and Calculation of Conversion Factors for a Mass Flow Controller Using Surrogate Gases
- SEMASPEC #9 207 1221B-STD SEMASPEC Provisional Test Method for Determining Accuracy, Linearity, Repeatability, Short Term Reproducibility, Hysteresis, and Dead band of Thermal Mass Flow Controllers
- N.Sabate. Mechanical characterization of thermal flow sensor membranes./ Sensors and Actuators A125. 2006.- pp.260−266
- J.Puigcorbe, D. Vogel, B. Michel, A. Vila, I. Gracia, C. Cane, J.R.Morante. Thermal and mechanical analysis of micromachined gas sensors./ J.Micromech.Microeng. № 13. 2003.- pp.548−556.
- J.Hurly. Thermophysical Properties of Semiconductor Processing Gases./ http ://www. cse. clrc. ac.uk/ceg/papers/rgd23 .pdf
- Q.Lin, F. Jiang, Xu. Q Wang, Y. Xu, Z. Han, Yu. C Tai, J. Lew, Ch. M. Ho. Experiments and simulations of MEMS thermal sensors for wall shear-stress measurements in aerodynamic control applications./ J.Micromech.Microeng.V. 14. 2004.- pp. 1640−1649.
- Q.Lin, Y. Xu, F. Jiang, Yu.C.Tai, Ch.M.Ho. Parametrized Three-Dimensional Model for MEMS Thermal Shear-Stress Sensors./Journal of Micro Electromechanical Systems. V.14, № 3. 2005.- pp.625−633.
- J.Hildenbrand. Simulation and Characterisation of a Micromachined Gas Sensor and Preparation for Model Order Reduction. Diploma Thesis of Institute for Microsystem Technology./ Albert Ludwig University Freiburg, Germany. 2003. 141p.
- K.Mutamba, A.I.Ahmed, V. Guimapi Tsague. Analysis of Micromachined Thermal Sensor Structures./ Institute fur Hochfrequenztechnik TUD. 2003-pp.42−43.
- C.Moosmann, E.B.Rudnyi, A. Greiner, J.G.Korvink. Model Order Reduction for Linear Convective Thermal Flow./ IMTEK 2004.-9p. http://modelreduction.com/doc/papers/moosmann04THERMIMC.pdf
- Рак A.Yu. Tensosensitivity of hot-wire probe./ Институт теоретической и прикладной механики СО КФР./ Новосибирск. 2002.-С. 128−132 http://itam.nsc.ruMibr/eLib/confer/lCMAR/2002/part 2/pak.pdf
- Пикулев А.А. Теоретическое исследование коэффициента теплоотдачи нагретой проволочки в потоке газа./ Журнал технической физики. Том 73, вып.6. 2003.- С. 32−35.
- Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости./ М.:Наука. 1975.-575с.
- Физические величины. Справочник под ред. И. Г. Григорьева./ М.: Энергоатомиздат. 1991. -1200 с.
- КлоковаН.П. Тензорезисторы./М.:Машиностроение. 1990. 222 с.
- Штефель И.Т. Терморезисторы./М. :Наука. 1973. 416 с.
- Энциклопедия неорганических материалов / Т. 1. Киев. ГРУСЭ. 1977. 840 с.
- Сажнев С.В., Фомичёв М. А., Тимофеев В. Н. Применение нитевидных первичных преобразователей в термоконвективных газовых расходомерах. Нано- и микро системная техника, № 1, 2006 — С.39−43.
- Сажнев С.В., Тимофеев В. Н., Фомичев М. А., Миркурбанов Х. А. Физико-механические характеристики нитевидных первичных термопреобразователей в газовых расходометрах. Нано- и микросистемная техника, № 4, 2007 С.65−69.
- Y. Fukuta, D. Collard, Т. Akiyama, Е.Н. Yang, Н. Fujita, Microactuated self-assembling of 3D polysilicon structures with reshaping technology,
- Proceedings of the 1997 IEEE 10th Annual International Workshop on MEMS, 1997, pp. 477−481.
- Q. Wu, K.M. Lee, C.C. Liu, Development of chemical sensors using microfabrication and micromachining techniques, Proceedings of the Fourth International Meeting on Chemical SensorsB13 (1−3) (1993) 1−6.
- Беляев H.M. Сопротивление материалов. / M.: Наука, 1975 605с.
- Концевой Ю.А., Литвинов Ю. М., Фаттехов Э. А. Пластичность и прочность полупроводниковых структур. / М.: Радио и связь. 1982 -239с.
- Физические величины. Справочник под ред. И. С. Григорьева. / М.: Энергоатомиздат. 1991. 1200 с.
- Maarten P., Brian D., Fernando В. A small area in-situ MEMS test structure to measure fracture strength by electrostatic probing. // SPJE Proceedings r.3875. 1999.
- A.B. Чигарев, А. С. Кравчук, А. Ф. Смалюк ANSYS для инженеров. Справочное пособие./Машиностроение-1, 2004 г.- 512 с.
- Теория тепломассообмена. Под ред. А. И. Леонтьева./ М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1997.- 683 с.
- Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена./ М.: Атомиздат, 1979.416 с.
- Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя./ М.: Наука, 1974.- 712 с.
- Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа./ М.: Наука, 1973.- 848 с.
- Исаченко В.П., Осипова В. А., Сукомел А. С. Теплопередача./ М.: Энергия, 1981.-416 с.
- Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости./ М.: Энергия. 1984.- 149 с.
- Патанкар С., Сполдинг Д. Тепло и массообмен в пограничных слоях./ М.: Энергия. 1952.-318 с.
- Шнейдер П. Инженерные проблемы теплопроводности./ М.: Изд-во Иностр. Литер. I960.- 478 с.
- Оцисик М.Н. Сложный теплообмен./ М.: Мир. 1976.- 616 с.
- Отчет по НИР Исследование работы первичных преобразователей на основе терморезистивных элементов и полупроводникового микрочипа в регуляторах расхода газа./ Шифр «Ермак», УДК 621.382.049.77.002, № 1 040 002 332, МИЭТ, НИЧ, 2004 51с.
- Отчет по НИР Исследование и разработка преобразователей на основе полупроводниковых кристаллов с нитевидным элементом в регуляторах расхода газа./ Шифр «Ель», УДК 681.2.8, МИЭТ, НИЧ, 2006, 51с. I1. Генер
- УТВЕРЖДАЮ" ?Й директор ЗАО «Электронточмаш» ''/ Миркурбанов Х. А., к.т.н." 2007 г. 2007 г.1. АКТ
- Об использовании результатов диссертационной работы Фомичёва Матвея Алексеевича
- Исследование работы первичных нитевидных терморезистивных преобразователей в регуляторах расхода газа"
- Об использовании результатов диссертационной работы Фомичева Матвея Алексеевича
- Исследование работы первичных нитевидных терморезистивных преобразователей в регуляторах расхода газа"
- Использование указанного датчика позволяет повысить точность контроля газового потока и качество работы хроматографа в целом.1. Зам. директора по науке1. Хононзон Г. А., к.т.н.1ЕРЖДАЮ"л /
- Генеральный шпектоо НПФ «Кяио-поактик"1. АКТ
- Об использовании результатов диссертационной работы Фомичева Матвея Алексеевича
- Исследование работы первичных нитевидных терморезистивных преобразователей в регуляторах расхода газа»
- Эксплуатация прибора показала его высокую надежность при круглосуточном режиме работы оборудования. J1. Главный инженер1. Андреев В.Ю.