[发明专利]一种集成温控的微小型硅压阻式压力传感器及其制造方法

说明书

本发明涉及一种集成温控的微小型硅压阻式压力传感器及其制造方法，该集成温控的微小型硅压阻式压力传感器包含基板、盖板、恒温管壳、硅压阻式压力传感器芯片、温度传感器芯片和PI加热片；所述恒温管壳设置在基板和盖板之间，且两端分别与基板和盖板固定连接，形成恒温腔室；所述恒温管壳上还设置有导气管；所述硅压阻式压力传感器芯片和温度传感器芯片设置在基板上，且均位于恒温腔室内；所述PI加热片设置在恒温管壳上，用于给恒温腔室加热，使硅压阻式压力传感器芯片温度恒定；本发明不仅能保证硅压阻式压力传感器芯片温度恒定，避免温度波动对压力测量的影响，且结构简单、体积小，能满足压力传感器小型化、低功耗的要求。

技术领域

本发明涉及压力传感器技术领域，特指一种集成温控的微小型硅压阻式压力传感器及其制造方法。

背景技术

压力传感器按照压力测量原理分为压阻式、谐振式、电容式等类型，其中硅压阻式压力传感器是应用最为广泛的一类；硅压阻式压力传感器是利用扩散硅的压阻特性在硅薄膜表面利用扩散或离子注入的方式制备具有惠斯顿电桥结构的电阻，通过敏感薄膜感受外界压力产生形变，进而改变电桥桥阻电压，从而测量到外界压力变化。

但是，源于半导体物理性质对温度的敏感性，硅压阻压力传感器会受到温度的影响，导致零点和灵敏度会随温度的变化而产生漂移，未经温度补偿的硅压阻压力传感器在绝大多数领域是无法应用的，因此，在实际应用中，温度补偿是硅压阻压力传感器一个很重要的组成部分；随着温度补偿技术的发展，已出现多种多样的温度补偿方式，主要分为两种，分别是模拟电路补偿和数字电路补偿；模拟电路补偿包括串并联电阻、串二极管或者串并联热敏电阻等温度敏感器件，在不同的温度下，改变加在压力传感器电桥上的电压或者电流来达到补偿效果；数字补偿技术是在单片机的控制下，分别采集压力传感器和温度传感器的输出，在不同的温度下对压力传感器的零点和满量程输出都进行不同程度的补偿；但由此不可避免的导致以下问题：1、电路复杂；2、可靠性低；3、温度敏感元件或者温度传感器和压力传感器所处环境温度不一致，导致补偿误差大；4、需要测试每只传感器的温度特性才能做出精确补偿，生产过程复杂等等，并且无法从根本上解决温漂问题，此外，补偿精度取决于温度传感器的精度及算法，很多情况下温度传感器所处环境温度和压力芯片本身的温度有差别也会影响补偿精度。

因此，现有方法引入温度控制系统，将传感器芯片维持在相对稳定的温度环境内，从而减小温漂，提高传感器在全温范围内的性能；如现有技术201811208601.6公开的一种硅压阻式压力传感器封装总成结构，为了实现硅压阻式压力传感器芯片控温与多量程芯片复合方案的一体化封装与总成，采用了三层管壳的结构，导致结构复杂，体积大，无法满足压力传感器小型化、低功耗的要求。

发明内容

本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种集成温控的微小型硅压阻式压力传感器及其制造方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种集成温控的微小型硅压阻式压力传感器，包含基板、盖板、恒温管壳、硅压阻式压力传感器芯片、温度传感器芯片和PI加热片；

所述基板和盖板平行设置；

所述恒温管壳设置在基板和盖板之间，且两端分别与基板和盖板固定连接，形成恒温腔室；所述恒温管壳上还设置有与恒温腔室连通的导气管；

所述硅压阻式压力传感器芯片和温度传感器芯片设置在基板上，且均位于恒温腔室内，并且引线分别穿过基板伸出恒温腔室外；

所述PI加热片设置在恒温管壳上，用于给恒温腔室加热，使硅压阻式压力传感器芯片温度恒定。

优选的，所述恒温管壳采用3D打印技术一体化打印成型。

优选的，所述恒温管壳的3D打印材料为陶瓷或金属材料。

优选的，所述恒温管壳的两端分别与基板和盖板粘合固定。

优选的，所述PI加热片通过粘合固定在恒温管壳上。