[实用新型]一种基于压阻检测方式的∧型MEMS温度传感器

说明书

一种基于压阻检测方式的∧型MEMS温度传感器，包括玻璃基板、固定锚区、∧型应变梁和折叠梁，固定锚区由固定在玻璃基板上的折叠梁固定锚点及∧型应变梁固定锚点构成，∧型应变梁包括第一温度形变梁和第二温度形变梁，一端通过应变梁连接点连接，另一端分别固定在∧型应变梁固定锚点上，折叠梁的口字型折叠梁分别通过折叠梁连接梁和锚点连接梁与应变梁连接点和折叠梁固定锚点连接，在口字型折叠梁的四个角部设置4个压敏电阻。本实用新型的∧型MEMS温度传感器结构可靠，在小体积、低成本、可批量生产、高可靠性等方面具有优势。

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，涉及一种温度传感器，特别是涉及一种基于MEMS工艺的温度传感器。

背景技术

温度传感器无论是在民用生活还是军用领域中都有着极为广泛的应用，小到空调、冰箱、手机等家用电器，大到卫星、火箭、空间站等军事活动设施，工业生产和人们生活的很多方面都需要体积小、重量轻、精度高、可批量生产的温度传感器。

传统的温度传感器种类主要为热电偶式、铂电阻式、双金属开关式、半导体式等，这些温度传感器都具有各自的优势和不可代替的优点，但普遍体积较大且精度不高。张培（薄膜热电偶温度传感器研究进展[J]. 工业材料, 2022, 18: 37-39.）提出的热电偶式温度传感器有着极高的测温范围，但集成度不高；张妍等（温度传感器的研究和应用[J]. 工艺与装备, 2016, 5: 143-146.）提供了一种精度较高的铂电阻式温度传感器，但体积较大；张洵等（半导体温度传感器研究进展综述[J]. 传感器与微系统, 2006, 25(3): 1-3.）提出的半导体式温度传感器虽然体积较小，但是精度不高且加工成品率低。

近年来，随着微机械电子系统（MEMS）技术的蓬勃发展，涌现出了一大批基于MEMS工艺的温度传感器，但在高精度检测领域仍然需要进一步提高。

基于此，有必要研发一种压阻式微机械温度传感器，以适应国民经济发展的要求，解决高可靠性、大量程温度检测的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、体积小、精度高的基于压阻检测方式的∧型MEMS温度传感器。

本实用新型所述的基于压阻检测方式的∧型MEMS温度传感器是由玻璃基板，以及由体硅加工工艺一体加工得到的固定锚区、∧型应变梁和折叠梁构成。

其中，所述的固定锚区由一个折叠梁固定锚点以及位于折叠梁固定锚点两侧的两个∧型应变梁固定锚点构成，所述固定锚区固定连接在玻璃基板上，用于支撑∧型应变梁和折叠梁整体结构。

所述∧型应变梁包括成对称结构设置的第一温度形变梁和第二温度形变梁，所述第一温度形变梁和第二温度形变梁的一端通过一个应变梁连接点连接在一起，另一端分别固定在固定锚区的两个∧型应变梁固定锚点上。

所述折叠梁由口字型折叠梁、压敏电阻、折叠梁连接梁和锚点连接梁构成，所述口字型折叠梁的上梁通过折叠梁连接梁与应变梁连接点连接，下梁通过锚点连接梁连接在固定锚区的折叠梁固定锚点上，在所述口字型折叠梁的四个角部设置有4个压敏电阻。所述口字型折叠梁主要用于产生形变。

除固定锚区外，其余包括∧型应变梁和折叠梁的所有结构均可以在玻璃基板所在表面自由运动，运动方式为形变位移。

其中，所述口字型折叠梁上的压敏电阻分布在口字型折叠梁的四个角部，该分布位置为口字型折叠梁发生形变时应力最为集中的四个点，可以保证同样形变产生更大的电阻变化值。进一步优选地，所述口字型折叠梁上的压敏电阻分布在口字型折叠梁四个角部的上表面。

更进一步地，所述折叠梁连接梁一端连接在应变梁连接点上，另外一端连接在口字型折叠梁的上梁中点，用于将应变梁连接点的应力和形变传递给口字型折叠梁。

更进一步地，所述锚点连接梁一端与口字型折叠梁的下梁中点相连，另外一端与折叠梁固定锚点相连，用于支撑所述口字型折叠梁。