声表面波温度和压力传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及传感器领域，尤其涉及一种声表面波温度和压力传感器。
【背景技术】
[0002]温度、压力传感器是现代物联网中基础传感器件，而同时具备温度和压力测量的声表面波MEMS (微机电系统，Micro-Electro-Mechanical System)传感器更具有广泛的用途，基于声表面波(Surface Acoustic Wave，简写为SAW)技术原理设计的温度和压力传感器具有单片、纯无源、可进行无线测量和传输等特点，特别适合于对运动部件、密闭腔体、危险环境等情况下的无线传感检测，如汽车轮胎的胎温、胎压自动测量，高压电缆的温度自动测量等。
[0003]由于外界条件变化，导致声表面波在衬底(基片)上的传播速度发生改变，从而导致声表面波器件的特性发生变化，检测这些变化，即可实现对各种物理量的传感检测，如压力、温度、气体、加速度、扭矩传感等等。目前实现声表面波传感的原理主要有两种，一种是谐振型设计，主要通过检测回波谐振频率变化来实现传感。另一种是延迟型设计，主要通过检测回波相位来实现传感。当用于无线、无源传感标签时，谐振型结构由于受器件储能特性的限制，回波衰落很快，可用的测量时间有限，所以在频率解调时分辨率误差难以消除，测量精度不高。而延迟型结构采用延时或相位检测，工作原理与回波衰落无关，回波信号可准确重现，理论上可达到很高的检测精度。
[0004]实现声表面波压力传感的一个难点是温度因素的剔除，由于声表面波器件传输特性均受温度影响，所以在检测压力传感量时必须尽可能消除温度传感量的影响，否则压力测量精度难以提高。目前公开的可同时测量压力和温度的声表面波传感器普遍存在压力温度补偿技术复杂，精度不高等缺点，特别在作为无线标签非接触识别时，由于只能从空间接收回波信号然后进行数据处理，所以压力测量精度更难以保证。
【实用新型内容】
[0005]在下文中给出关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0006]针对目前可同时测量压力和温度的声表面波传感器普遍存在压力温度补偿技术复杂、精度不高等缺点的技术问题，本实用新型提供一种声表面波温度和压力传感器，包括:
[0007]衬底，所述衬底上平行安装有两个延迟型声表面波传感器图形，所述两个延迟型声表面波传感器图形分别为:压力图形和温度图形；
[0008]所述压力图形和所述温度图形分别包括:单向叉指换能器和多个反射栅，所述压力图形的单向叉指换能器与所述温度图形的单向叉指换能器相连接；
[0009]所述衬底下固定有基座，所述基座在所述压力图形的多个反射栅下方开设有压力传导孔，所述压力传导孔用于将外界压力传导给所述压力图形；
[0010]所述基座上还设置有盖顶，所述盖顶与所述基座形成一腔体，所述腔体为一密闭空间。
[0011]本实用新型提供的声表面波温度和压力传感器在同一衬底上布置了两个相近的测温和测压传感器，利用相同的温度系数，在精确测温的同时实现对压力测量值的温度自动补偿，达到了同时实现温度和压力精确测量的目的。
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013]图1为本实用新型中声表面波温度和压力传感器结构图；
[0014]图2为本实用新型中声表面波温度和压力传感器侧视图；
[0015]图3为本实用新型中声表面波传感器图形布局图；
[0016]图4为本实用新型中压力、温度回波信号排列位置示意图。
[0017]附图标记:
[0018]1_盖顶； 2_基座；3_声表面波传感器图形；
[0019]4-衬底； 5-流体隔膜； 6-腔体；7-输入输出电极；
[0020]71、72_压焊丝；8-压力传导孔；
[0021]30-温度图形单向叉指换能器；
[0022]32-温度图形参考反射栅；
[0023]34-温度图形主反射栅；
[0024]36-温度图形第一辅助反射栅；
[0025]38-温度图形第二辅助反射栅；
[0026]30-压力图形单向叉指换能器；
[0027]32-压力图形参考反射栅；
[0028]34-压力图形主反射栅；
[0029]36-压力图形第一辅助反射栅；
[0030]38-压力图形第二辅助反射栅。
【具体实施方式】
[0031]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。在本实用新型的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0032]如图1、图2和图3所示，本实用新型提供一种声表面波温度和压力传感器，包括:
[0033]衬底4，所述衬底4上平行安装有两个延迟型声表面波传感器图形3，所述两个延迟型声表面波传感器图形分别为:压力图形和温度图形；
[0034]所述压力图形和所述温度图形分别包括:单向叉指换能器30、31和多个反射栅32?38，所述压力图形的单向叉指换能器31与所述温度图形的单向叉指换能器30相连接;
[0035]所述衬底4下固定有基座2，所述基座2在所述压力图形的多个反射栅下方开设有压力传导孔8，所述压力传导孔8用于将外界压力传导给所述压力图形；
[0036]所述基座上还设置有盖顶1，所述盖顶I与所述基座2形成一腔体6，所述腔体6为一密闭空间。
[0037]本发明提供的声表面波温度和压力传感器在同一衬底上相近的布置了两个延迟型声表面波传感器图形，分别为温度图形和压力图形，并且在所述压力图形反射栅的下方开设了压力传导孔，所述温度图形和所述压力图形处于相同的温度环境下，利用相同的温度系数，在精确测温的同时，实现对压力测量值的温度自动补偿，达到同时实现对温度和压力的精确测量。
[0038]上述两个延迟型声表面波传感器图形为:温度图形和压力图形，安装在同一衬底4上，一方面，被检测的物理量作用于衬底上，例如温度和压力等，使得声表面波的传播速度发生变化，从而导致声表面波传感器的频率或者相位发生变化，检测这些变化，即可实现对温度和压力等物理量的测量；另一方面采用相同的编码设计和相同的温度系数，安装在不同的位置，一个用于温度测量，一个用于压力测量，当温度和压力同时作用于芯片时，温度图形只返回温度信息，压力图形返回压力和温度的合成信息，由于两组图形具有相同的温度性能，所以从压力信息中扣除温度信息，即可实现温度自动补偿后的压力信息，从而实现温度和压力的精确测量。
[0039]如图2所示，所述基座2上的压力传导孔8设置在所述压力图形的下方，使得外界的压力通过所述压力传导孔8加在所述衬底4上，声表面波在该区域的传播速度随外界压力的变化而变化，并且温度图形不受外界压力的影响，保证了温度和压力测量的精度；并且所述压力传导孔设置于所述压力图形的多个反射栅下方，保证上述的两个叉指换能器30、31不受压力传导的影响，外界的压力只对所述压