本发明专利技术提供一种热式压力传感器，其包括：一基片，其形成有凹槽，所述凹槽的开口部设置有薄膜，所述薄膜将所述凹槽封闭为腔体，所述腔体中设置有热电偶和加热器所述热电偶分别位于所述加热器的内侧和外侧。与现有技术相比，本发明专利技术制作成本低、具有高集成度、体积小，节约空间，具有高灵敏度，测量压力的精度高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是涉及半导体封装领域，尤其涉及一种热式MEMS压力传感器。
技术介绍
随着电子产品小型化微型化的发展，电子产品对其内部元器件小型化的要求越来越高。压力传感器作为常见的传感器，应用于多种电子产品内，故压力传感器的小型化设计也成为关注重点。为了保证压力传感器的小型化设计，基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)的压力传感器越来越受到人们关注。基于MEMS技术的压力传感器，包括基板，固定于所述基板的外壳，所述基板与所述外壳构成所述压力传感器外部封装结构。所述外部封装结构内、所述基板上固定设置有压力传感器芯片和集成电路芯片，压力传感器芯片与集成电路芯片通过金属引线打线的方式电连接，基板上设置有焊盘，基板焊盘将压力传感器内部芯片与外部电子电路电连接，同时，压力传感器通过焊盘固定于外部主板上。传统结构的压力传感器，压力传感器芯片直接固定于基板上，在压力传感器装配、使用过程中，基板受到的应力会传导至压力传感器芯片上，压力传感器芯片感应该应力，使压力传感器产生误差，导致压力传感器性能问题。现有的压力传感器不仅成本高，集成度低，而且测试压力的精度较低。因此，有必要提出一种新的方案。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种低成本，高集成度，体积小，高灵敏度的热式MEMS压力传感器。为达成前述目的，本专利技术的热式压力传感器，其特征在于:其包括:—基片，其形成有凹槽，所述凹槽的开口部设置有薄膜，所述薄膜将所述凹槽封闭为腔体，所述腔体中设置有热电偶和加热器，所述热电偶分别位于所述加热器的内侧和外侧。作为本专利技术一个优选的实施方式，所述热电偶和加热器位于同一平面。作为本专利技术一个优选的实施方式，所述加热器内侧热电偶TPl和外侧热电偶TP2相对所述腔体中心呈对称分布。作为本专利技术一个优选的实施方式，所述热电偶和加热器位于腔体内悬空的桥梁结构上。作为本专利技术一个优选的实施方式，所述加热器产生热量，在腔体内建立温度场，在没有额外压力的情况下，加热器内侧热电偶TPl和外侧热电偶TP2与薄膜的间距均为do，加热器内侧热电偶TPl感受加热器的温度为T10，加热器外侧热电偶TP2感受加热器的温度为T20，内侧热电偶TPl和外侧热电偶TP2的温差为:Τ10-Τ20 =Δ T0,所述薄膜受到外部压力发生形变，内侧热电偶TPl和外侧热电偶ΤΡ2与薄膜的间距分为变为山和d2，内侧热电偶TPl的热量同时向上和向下传递，则所述内侧热电偶TPl的温度变为Tl I，所述外侧热电偶TP2的热量同时向上、向下和向腔体侧壁传递，则所述外侧热电偶TP2的温度变为T21，则内侧热电偶TPl和外侧热电偶TP2的温度的温差变为:T11-T21 =Δ T1,由于薄膜受到外部压力变化而导致的腔体内温度的变化可得到:δ = AT0-AT1,其中，不同的δ值对应不同的薄膜的形变量和外部压力P，P 00 δ 0作为本专利技术一个优选的实施方式，所述基片的材料为硅、玻璃、石英、陶瓷中的一种或多种。作为本专利技术一个优选的实施方式，所述热电偶和加热器将封闭的腔体分为上腔体和下腔体。本专利技术的有益效果:与现有技术相比，本专利技术的具有如下优点:(I)本专利技术的热式压力传感器，其制作成本低。(2)本专利技术的热式压力传感器，其具有高集成度。(3)本专利技术的热式压力传感器，其体积小，节约空间。(4)本专利技术的热式压力传感器，其具有高灵敏度，测量压力的精度高。【附图说明】图1是本专利技术热式压力传感器的结构示意图；图2是图1的俯视结构示意图；图3是图1的剖视示意图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。请参阅图1-3。图1是本专利技术热式压力传感器未受压时的结构示意图；图2是图1的俯视结构示意图；图3是本专利技术热式压力传感器受压时的剖视示意图。如图1-3所示，所述热式压力传感器包括一基片100，其形成有凹槽，所述凹槽的开口部设置有可以受压形变的薄膜104，所述薄膜104将所述凹槽封闭为腔体200，所述腔体200中设置有热电偶101，102和加热器103，所述热电偶101，102分别位于所述加热器103的内侧和外侧。所述热电偶101，102和加热器103位于同一平面。在一个优选的实施例中，所述加热器103内侧热电偶TPllOl和外侧热电偶ΤΡ2102相对所述腔体200中心呈对称分布。在该实施例中，所述热电偶101，102和加热器103位于腔体200内悬空的桥梁结构105上。加热器103和热电偶通过标准半导体工艺加工制作。通过深硅刻蚀和晶圆级封装技术形成空腔。受压薄膜可通过调整其厚度以满足根据不同的量程和精度需求。传感器在工作时，加热器产生热量，在腔体200内形成温度场，内外热电偶件通过差分检测腔体内特定位置的温度变化。在该实施例中，所述腔体内特定的位置是指腔体的腔壁的任意位置。本专利技术中，受压腔壁和热电偶之间的热量传导主要通过三个途径:热辐射，热传导，热对流。由于传感器的功耗较低(毫瓦级别)，受压腔壁和加热器的间距很小(几十微米级别)，热传导是主导的热量传递途径。在不同的当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种热式压力传感器，其特征在于：其包括：一基片，其形成有凹槽，所述凹槽的开口部设置有薄膜，所述薄膜将所述凹槽封闭为腔体，所述腔体中设置有热电偶和加热器，所述热电偶位于所述加热器的内侧和外侧。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：凌方舟，蒋乐跃，
申请(专利权)人：美新半导体无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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