2022 年 4 月 5 日，Bronkhorst推出了一款獨特的新產品：FLEXI-FLOW。這款多參數儀器可以同時測量和控制氣體流量和上游/下游壓力，同時也可以測量溫度。這種結合在單一精巧儀器中的方式是獨一無二的。
是什麼讓這項技術如此特別，Bronkhorst 又是如何將這項新技術發展成市場化的產品？Wouter Sparreboom 是 Bronkhorst R&D 部門的系統架構師。他參與了FLEXI-FLOW這革命性產品系列的早期產品開發。Wouter 解釋了從產品開發到實際上市的新產品的過程：
您為何要開始這項新產品的開發？
"表面通道技術Surface channel technology於 2007 年左右在屯特大學University of Twente開發。這項技術一直是利用半導體製程將系統最小化的典型範例 - 在我們的案例中就是流量感測器。直到 2013 年，我才深入研究此事，打算利用這項獨特的技術開發出產品"。
"當時，我們產品組合中最受歡迎的儀器是EL-FLOW系列。我們深信，如果能將 EL-FLOW 系列的成熟技術與「微型技術」的優點相結合，我們就能開發出集更多功能（如壓力傳感器）於一體，但體積同樣小巧的快速流量儀器。
我們在 2004 年推出IQ+FLOW MEMS（微機電系統）晶片式熱質式傳感器時，就已經獲得了使用「微技術」的經驗。這是我們第一款使用「微技術」的產品"。
Wafers With Surface Channel Technology
4 月 5 日，它出現了...Bronkhorst 向世界介紹了FLEXI-FLOW;；一個獨特的學術技術轉化為可銷售產品的成功例子。"
讓我們來看看這項技術
Jarno Groenesteijn (left) & Jack van Putten (right) at the Nanolab of the University of Twente
什麼是表面通道技術Surface channel technology？
「表面通道技術 」包括使用高密度電漿在矽基板上蝕刻表面通道。之後，使用低壓化學氣相沉積 (LPCVD) 製程，在這些通道的內表面鍍上均勻厚度約為 1 微米的氮化矽層。藉由蝕刻掉氮化矽塗層周圍的矽，將塗層通道轉換成氮化矽毛细管"。
"LPCVD製程是在約800℃的高溫下進行。氮化矽的熱膨脹係數比矽高一些，在冷卻至室溫之後，氮化矽的收縮程度比矽更大，並進入張力狀態，改善了毛細管的機械特性。此外，氮化矽具有高度耐化學性質，有助於提高感測器的堅固性和適應性。由於氮化矽是電絕緣體，因此毛細管頂部的濺鍍金屬電阻與內部的氣態介質是電隔離的。
這項技術被用於開發毛細管流量感測器"。
Laminar Flow Element and TCS-technology flow sensor in bypass configuration
您能告訴我們關於毛細管流量感測器的資訊嗎？
"FLEXI-FLOW質量流量計的核心是一個毛細管流量傳感器，作為旁路bypass安裝在主氣流通道上。基本上，這個感測器是由兩條直的氮化矽毛細管組成，每條毛細管的直徑為 100 微米，壁厚為 1 微米。頂部的金屬電阻作為加熱器和溫度感測器。
在操作過程中，氣體進入毛細管，被加熱器加熱，隨後在下游測量氣體溫度。流動的氣體會將這些熱量帶走，在毛細管內的層流體系中，溫度差（或其電壓差）是氣體流量的直接測量"。
"此流量感測器由 Bronkhorst 申請專利，稱為 Through Chip Sensor - TCS 技術。它提供了一個快速且穩定的流量感測器，應用在經過驗證的旁路結構中，以達到可靠且精確的流量測量。它取代了傳統的毛細管感測器。FLEXI-FLOW 的口號也指的是這一點: 快速& 穩定，驗證& 精確"。
使用者如何從使用此流量感測器的儀器中獲益？
"快速是這項新技術的重要優勢。" 傳統上，在採用旁通原理的熱質量流量傳感器中，小鋼管的反應時間為 1 秒或更長。
''由於材料特性以及尺寸的關係，FLEXI-FLOW 中的微小氮化矽毛細管具有非常低的熱質，這意味著毛細管的加熱和冷卻速度非常快。這樣就可以實現毫秒級的快速反應時間"。
快速、穩定、可靠、精確
"MEMS 技術可用於製造這些毛細管流量感測器。快速而穩定的Through Chip Sensor (TCS) 應用在我們經過驗證的旁路結構中，取代了傳統的金屬管感測器。從而實現了可靠且高度精確的流量測量"。
與屯特大學University of Twente合作
十九世紀八十年代，屯特大學 (University of Twente) 的傳感器與制動器研究部 (Sensors and Actuators Research Unit) 為「微型技術」奠定了堅實的基礎。微型化已經成為實驗室應用的重要趨勢，流量感測器也不例外。1990 年，Theo Lammerink 成功完成了他在屯特大學有關 MEMS 熱流感測器的博士研究專案 - 為表面通道技術的最終發展奠定了基礎。
大約在同一時間，大學和 Bronkhorst 之間開始了第一次接觸。Joost Lötters 和 Wybren Jouwsma 訪問了大學，並開始討論此事。
開始開發產品......FLEXI-FLOW"。
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