一种集成温度补偿的差压传感器的制作方法

本实用新型涉及MEMS传感器技术领域，特别是涉及一种集成温度补偿的差压传感器。

背景技术：

目前在一级封装市场，差压传感器的封装结构多采用晶体管轮廓(TO)类封装，封装工艺复杂，产品体积大，并且封装体内只有一个表压微机电系统(MEMS)，无温度线性补偿功能。对于需要进行温度补偿功能的差压传感器通常还需要通过将一级封装的差压传感器与专用集成电路(ASIC)芯片配合后再做二级封装实现温度线性补偿，应用不方便。

技术实现要素：

为了解决上述问题至少之一，本实用新型提供一种集成温度补偿的差压传感器，所述差压传感器包括：

由基板和外壳围成的外部封装；

位于所述封装内且设置在所述基板上的ASIC芯片和差压MEMS；

位于外壳上的第一进气孔用作所述差压MEMS的第一进气端；

位于基板上的第二进气孔用作所述差压MEMS的第二进气端；

所述差压MEMS感测所述第一进气端和第二进气端的压力差输出压力信号至所述ASIC芯片；

所述ASIC芯片根据预定的温度补偿系数对所述压力信号进行温度补偿并输出补偿后的补偿压力信号。

进一步地，所述ASIC芯片包括温度传感单元、信号处理单元和存储单元，其中

所述温度传感单元用于实时采集环境温度并输出温度信号；

所述存储单元，存储用于温度补偿的所述温度补偿系数；

所述信号处理单元，用于根据温度信号和所述温度补偿系数对所述压力信号进行补偿。

进一步地，所述ASIC芯片还包括多路选择器，所述多路选择器根据预定周期分别读取所述压力信号或温度信号并传送至所述信号处理单元。

进一步地，所述第二进气孔与所述差压MEMS对应设置，所述第一进气孔偏离所述差压MEMS设置。

进一步地，所述差压MEMS和ASIC芯片使用贴片胶固定在所述基板上。

进一步地，所述外壳使用金属材料制成。

进一步地，所述外壳与基板通过导电胶相互固定。

进一步地，所述外壳、导电胶和基板的GND共电位。

进一步地，所述差压MEMS和ASIC芯片通过金属线连通。

进一步地，所述金属线为金线、铝线或铜线。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供的实施例通过在差压传感器中集成ASIC芯片实现对差压传感器的温度补偿，能够弥补现有技术中的不足，同时有效简化封装工艺、减小产品体积。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出本实用新型的一个实施例所述差压传感器的结构示意图；

图2示出本实用新型的一个实施例所述ASIC芯片的结构框图；

图3示出本实用新型的一个实施例所述ASIC芯片的原理图；

图4示出本实用新型的另一个实施例所述ASIC芯片的原理图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本发明的一个实施例提供一种集成温度补偿的差压传感器，所述差压传感器包括由基板和外壳围成的外部封装；位于所述封装内且设置在所述基板上的ASIC芯片和差压MEMS；位于外壳上的第一进气孔用作所述差压MEMS的第一进气端；位于基板上的第二进气孔用作所述差压MEMS的第二进气端；所述差压MEMS感测所述第一进气端和第二进气端的压力差输出压力信号至所述ASIC芯片；所述ASIC芯片根据预定的温度补偿系数对所述压力信号进行温度补偿并输出补偿后的补偿压力信号。

在一个具体的示例中，如图1所示，所述差压传感器包括外壳1和基板2围成的外部封装，所述外壳1和基板2通过导电胶3相互固定，所述差压MEMS4和ASIC芯片5分别使用贴片胶6固定在所述基板2上，并通过金属线7连通；在外壳1上还设置有第一进气孔8作为差压MEMS4的第一进气端，以及设置在基板2上的作为差压MEMS4的第二进气端的第二进气孔9，所述差压MEMS4根据两个进气端形成的压力差产生形变，根据所述形变将表示压差的物理量转换成压力信号，并通过金属线7传输至所述ASIC芯片5，由所述ASIC芯片5对所述压力信号进行信号处理，并根据预存储的温度系数对所述压力信号进行温度补偿，最终输出补偿压力信号。

如图2和图3所示，所述ASIC芯片包括温度传感单元、信号处理单元和存储单元，其中所述温度传感单元用于实时采集环境温度并输出温度信号；所述存储单元，存储用于温度补偿的所述补偿系数；所述信号处理单元，用于根据温度信号和所述温度补偿系数对所述压力信号进行补偿。ASIC芯片的信号处理单元分别对来自差压MEMS的压力信号和来自温度传感单元的温度信号进行信号处理，例如包括放大电路用于放大信号，包括模数转换电路对压力和温度模拟信号进行模数转换，输出精确且方便传输的数字信号，进一步根据温度信号和预存储的温度补偿系数对压力信号进行补偿以克服温度变化导致的信号漂移，并输出补偿后的补偿压力信号，使得所述差压传感器更准确地输出压力信号。

在一个优选的实施例中，如图4所示，所述ASIC芯片还包括多路选择器，所述多路选择器根据预定周期分别读取所述压力信号或温度信号并传送至所述信号处理单元。所述多路选择器使得所述信号处理单元能够分时处理压力电信号和温度电信号，从而简化所述信号处理单元的结构设计，只设置一路放大器和模数转换器即可实现对压力信号和温度信号的处理。例如预定周期为1s，在0-500ms时所述多路选择器读取压力信号，将压力信号传输至所述放大器和模数转换器进行信号处理，在501-1000ms时所述多路选择器读取温度信号并传输至所述放大器和模数转换器进行信号处理，再根据所述温度信号和预存储的温度补偿系数对压力信号进行补偿。所述ASIC芯片还包括提供内部电源的稳压单元(图中未示出)，本领域技术人员应当理解，根据实际应用情况进行设计，以满足电源信号为设计准则。

在另一个优选的实施例中，所述第二进气孔与所述差压MEMS对应设置，所述第一进气孔偏离所述差压MEMS设置。即所述第一进气孔和第二进气孔的位置在竖直方向上不重合，在确保差压传感器能够感测压力的同时，避免光线和/或灰尘通过第一进气孔进入到所述差压MEMS上，从而保证差压MEMS的感应精度。

在另一个优选的实施例中，所述外壳使用金属材料制成，并且与导电胶和基板的GND共电位，能够起到电子屏蔽的效果，以避免封装结构的外部信号对差压传感器的影响，从而提高差压传感器的灵敏度和精度。

在另一个优选的实施例中，所述差压传感器内部传输信号的金属线为金线、铝线或铜线。进一步地，为提高内部信号传输的可靠性、耐腐蚀性和导电率，所述金属线采用金线。

本实用新型提供的实施例将用于温度补偿的ASIC芯片集成在差压传感器的内腔中，能够实时检测环境温度，并根据环境温度和温度补偿系数对差压传感器的压力信号进行温度补偿，从而弥补现有技术中的不足，在简化封装工艺的同时减小产品体积，有利于差压传感器的广泛应用。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。