一种基于键合工艺的热式风速风向传感器及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于键合工艺的热式风速风向传感器及其制备方法，具有传感器芯片，所述的传感器芯片包括二氧化硅绝热层，二氧化硅绝热层内部分布有硅柱，二氧化硅绝热层背面对应所述硅柱位置设有分别中心测温元件、加热元件和上下游测温元件，其中中心测温元件位于二氧化硅绝热层中心位置，加热元件以中心测温元件为中心四周分布形成中心对称结构，上下游测温元件以中心测温元件为中心四周分布形成中心对称结构，且上下游测温元件位于加热元件的外围。本发明专利技术利用键合工艺在二氧化硅绝热层中形成硅柱结构，可有效隔绝热量的横向传输损耗，降低传感器功耗，在环境温度变化时，芯片的材料特性变化降低，从而有效抑制了传感器输出结果的温度漂移。

A hot wind speed and direction sensor based on bonding process and its preparation method

The invention relates to a thermal wind speed and direction sensor based on bonding process and a preparation method thereof. The sensor chip includes a silicon dioxide insulating layer, a silicon column is distributed inside the silicon dioxide insulating layer, and a central temperature measuring element, a heating element and an upstream and downstream temperature measuring element are respectively arranged on the back of the silica insulating layer corresponding to the position of the silicon column. The temperature measuring elements are located in the central position of the silica insulation layer. The heating elements are distributed around the central temperature measuring elements to form a centrosymmetrical structure. The upstream and downstream temperature measuring elements are distributed around the central temperature measuring elements to form a centrosymmetrical structure, and the upstream and downstream temperature measuring elements are located in the periphery of the heating elements. The invention uses bonding technology to form a silicon column structure in the silica insulation layer, which can effectively insulate the transverse transmission loss of heat and reduce the power consumption of the sensor. When the ambient temperature changes, the material characteristics of the chip decrease, thereby effectively suppressing the temperature drift of the sensor output results.

【技术实现步骤摘要】
一种基于键合工艺的热式风速风向传感器及其制备方法
本专利技术涉及一种基于键合工艺的热式风速风向传感器及其制备方法。
技术介绍
风速风向传感器在工程机械、气象预警、智慧农业、风力发电等领域有广泛应用。热式风速风向传感器具有响应时间快、可批量化制造、尺寸小等优点，广泛应用于日常生产生活中。但是由于利用热学原理进行检测，传感器中各材料参数随环境温度变化显著，传感器的温漂特性明显，严重影响传感器的测量精度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本专利技术提供一种可有效抑制温度漂移、提高测量精度的基于键合工艺的热式风速风向传感器及其制备方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于键合工艺的热式风速风向传感器，具有传感器芯片，所述的传感器芯片包括二氧化硅绝热层，二氧化硅绝热层内部分布有硅柱，二氧化硅绝热层背面对应所述硅柱位置设有分别中心测温元件、加热元件和上下游测温元件，其中中心测温元件位于二氧化硅绝热层中心位置，加热元件以中心测温元件为中心四周分布形成中心对称结构，上下游测温元件以中心测温元件为中心四周分布形成中心对称结构，且上下游测温元件位于加热元本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于键合工艺的热式风速风向传感器，具有传感器芯片，其特征是：所述的传感器芯片包括二氧化硅绝热层，二氧化硅绝热层内部分布有硅柱，二氧化硅绝热层背面对应所述硅柱位置设有分别中心测温元件、加热元件和上下游测温元件，其中中心测温元件位于二氧化硅绝热层中心位置，加热元件以中心测温元件为中心四周分布形成中心对称结构，上下游测温元件以中心测温元件为中心四周分布形成中心对称结构，且上下游测温元件位于加热元件的外围。

【技术特征摘要】
1.一种基于键合工艺的热式风速风向传感器，具有传感器芯片，其特征是：所述的传感器芯片包括二氧化硅绝热层，二氧化硅绝热层内部分布有硅柱，二氧化硅绝热层背面对应所述硅柱位置设有分别中心测温元件、加热元件和上下游测温元件，其中中心测温元件位于二氧化硅绝热层中心位置，加热元件以中心测温元件为中心四周分布形成中心对称结构，上下游测温元件以中心测温元件为中心四周分布形成中心对称结构，且上下游测温元件位于加热元件的外围。2.如权利要求1所述的基于键合工艺的热式风速风向传感器，其特征是：所述的二氧化硅绝热层正面具有覆盖于硅柱上端面的二氧化硅薄层。3.如权利要求1所述的基于键合工艺的热式风速风向传感器，其特征是：所述的二氧化硅绝热层四周边排列设有分别线路连接中心测温元件、加热元件和上下游测温元件的焊盘。4.一种权利要求1所述热式风速风向传感器的制备方法，其特征是：具有如下步骤：a、清洗硅圆片，在硅圆片表面旋涂光刻胶层...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈蓓，朱雁青，袁宁一，丁建宁，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32