[发明专利]一种基于热电堆原理的压力传感器

说明书

本发明公开了一种压力传感器，包括感知压力的腔体薄膜、发热电阻、空气腔、热电堆、散热体和基板，感知压力的腔体薄膜位于基板上方，在腔体薄膜和基板之间有一薄的空气腔，散热体位于空气腔内的基板上表面，发热电阻位于腔体薄膜上表面的空气腔上方，发热电阻附近有一热电堆。当无外界压力时，给发热电阻施加电流激励，在发热电阻附近形成温度稳定分布，放置在发热电阻附近的热电堆感应这种温度变化并输出初始热电势。当外界压力增大时，腔体薄膜发生形变并与散热体接触形成散热通路，导致热电势越小，实现压力的测量。通过改变施加的电流激励大小实现对压力检测范围和灵敏度的调节，具有灵敏度高、测量范围大、设计灵活、结构简单等优势。

技术领域

本发明属于微电子器件技术领域，具体涉及一种基于热电堆原理的压力传感器。

背景技术

传感器技术是现代测量和自动化系统的核心技术之一，在各类传感器中压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定性高、成本低、便于集成化的优点，使得压力传感器成为日常生活和工业实践中使用最多的一种传感器，其广泛的应用于机械制造、智能建筑、航空航天、军事国防、海洋开发、水利水电、铁路交通、气象地质、汽车工业、电子通信、油井、医疗服务等众多领域。常见的压力传感器可分为电阻应变片式、半导体应变片式、压阻式、电感式、电容式、压电式压力传感器，各种压力传感器在测量范围、灵敏度、响应速度、线性度、稳定性、精确度等方面各有优缺点，适用于不同场合。传统的压力传感器以机械结构性的器件为主，以弹性元件的形变指示压力，这种结构的压力传感器尺寸大，不能电学输出。

近年来，随着半导体技术以及MEMS制造工艺的不断发展，压力传感器发展趋势逐渐趋向微型化。与传统压力传感器相比，微压力传感器具有功耗小、灵敏度高、集成度高、体积小等优势，未来智能化压力传感器在物联网不断发展的背景下，必将得到进一步推广和应用，因此开展压力传感器的深入研究有重要意义。

发明内容

针对上述需求，本发明的目的是提供了一种压力传感器，具体地，本发明所提出的技术方案如下：

一种基于热电堆原理的压力传感器，所述压力传感器包括：

基板；

热电堆，所述热电堆设置在所述基板上；

空气腔，所述空气腔临近所述热电堆设置在所述基板上；

散热体，所述散热体铺设在所述空气腔的底表面；

腔体薄膜，所述腔体薄膜设置在所述空气腔上方，所述腔体薄膜感知压力；

发热电阻，所述发热电阻设置在所述腔体薄膜上表面。

可选地，还包括设置在所述发热电阻两侧的第一电极及第二电极，所述第一电极和所述第二电极与所述发热电阻电连接。

可选地，所述第一电极通过第一导线与所述发热电阻电连接，所述第二电极通过第二导线与所述发热电阻电连接。

可选地，所述第一电极及所述第二电极设置所述腔体薄膜的上表面。

可选地，所述第一导线及所述第二导线设置在所述腔体薄膜的上表面。

可选地，所述散热体为散热金属。

可选地，所述发热电阻设置在所述空气腔的上方中央区域。

可选地，所述热电堆设置为感应所述发热电阻的温度变化。

可选地，所述基板包括硅、玻璃或者砷化镓。

可选地，还包括设置所述热电堆两端的测试端子。