一种MEMS热温差型气体流量传感器的制作方法

本技术涉及传感器，具体为一种mems热温差型气体流量传感器。

背景技术：

1、mems(微机电系统)热温差型气体流量传感器芯片通常由加热元件和测温元件组成，当传感器芯片表面气体静止时，电流通过加热元件产生热量，温度场在加热元件两侧对称分布，加热元件两侧的测温元件测得的温度相同。当有气体流过加热元件时，加热元件产生的对称温度场受到破坏，加热元件上游的测温元件受到气体的冷却作用，温度降低，下游的测温元件受到气体的加热作用，温度上升。在一定范围内，气体流量越大，加热元件两侧的测温元件的温差越大，测温元件测量此温差，可以反映气体的流量大小。

2、其中，测温元件通常基于温敏电阻或者热电堆实现。热电堆的优势为不需要外接电源和功耗低。如申请号为cn202221900075.1的专利，即公开了一种便于调节mems红外热电堆气体传感器。然而，随着应用领域的拓展，呼吸机应用中，由于人的呼吸流量很小，现有技术中的mems热温差型气体流量传感器的灵敏度逐渐无法满足需要。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的mems热温差型气体流量传感器的灵敏度逐渐无法满足需求的问题，本实用新型提供一种mems热温差型气体流量传感器，其在保持芯片面积不扩大的基础上，提高了检测灵敏度。

2、本实用新型的结构是这样的：一种mems热温差型气体流量传感器，其包括：加热元件和测温元件，

3、其特征在于：

4、所述测温元件包括：热电堆和磁性薄膜；

5、两个所述磁性薄膜对称地设置，每个所述磁性薄膜上分别设置一层绝缘层；

6、每个所述绝缘层上表面的中央位置分别设置一个所述加热元件，两个所述加热元件互相平行且对称；

7、每个所述加热元件两侧分别对称地设置一个所述热电堆；

8、所述热电堆包括：第一热电腿、第二热电腿和互联金属区；

9、所述第一热电腿和所述第二热电腿互相平行，且交错并排设置；

10、所述第一热电腿垂直于所述加热元件，且所述第一热电腿为l型，分布于所述绝缘层表面和所述第一衬底上；

11、每个相邻的所述第一热电腿的端头与所述第二热电腿的端头之间设置一个所述互联金属区；

12、所述热电堆中位于最外侧的所述第一热电腿和所述第二热电腿的上临近所述加热元件的端头外侧分别设置第二引线区和第一引线区；

13、所述加热元件两端分别设置第三引线区和第四引线区。

14、其进一步特征在于：

15、每个所述热电堆包括：四个所述第一热电腿、四个所述第二热电腿和七个所述互联金属区；

16、所述磁性薄膜和所述绝缘层均基于低热导率材料完成；

17、所述第一引线区、所述第二引线区、所述第三引线区和所述第四引线区的材料、厚度均与所述互联金属区相同；

18、其还包括第一衬底和第二衬底；

19、两个所述磁性薄膜对称地所述第一衬底上；

20、所述第二衬底设置在所述第一衬底的正上方；所述第二衬底上设置凹槽，所述第一衬底通过胶粘的方式与所述第二衬底连接在一起，所述第一衬底与所述第二衬底之间基于凹槽形成流道；

21、所述加热元件和所述测温元件同时设置在第一衬底和第二衬底之间的所述流道中。

22、本申请提供的一种mems热温差型气体流量传感器，两个加热元件对称设置，每个加热元件两侧的热电堆也是对称设置，当气体流过加热元件时，位于其两侧的热电堆将温差转化为热电动势输出，同时磁性薄膜提供磁场，基于纵向能斯托效应，热电堆内再次产生电动势，且与热电动势方向一致，两个电动势叠加，增大了热电堆温差检测的灵敏度，进而增大了mems热温差型气体流量传感器芯片的灵敏度。两组加热元件和热电堆分别工作在低流量与高流量两种工况下，确保在不增加芯片面积的前提下，增大了mems热温差型气体流量传感器芯片的量程。

技术特征：

1.一种mems热温差型气体流量传感器，其包括：加热元件和测温元件，

2.根据权利要求1所述一种mems热温差型气体流量传感器，其特征在于：每个所述热电堆包括：四个所述第一热电腿、四个所述第二热电腿和七个所述互联金属区。

3.根据权利要求1所述一种mems热温差型气体流量传感器，其特征在于：所述磁性薄膜和所述绝缘层均基于低热导率材料完成。

4.根据权利要求1所述一种mems热温差型气体流量传感器，其特征在于：所述第一引线区、所述第二引线区、所述第三引线区和所述第四引线区的材料、厚度均与所述互联金属区相同。

5.根据权利要求1所述一种mems热温差型气体流量传感器，其特征在于：其还包括第一衬底和第二衬底；

技术总结
本申请提供的一种MEMS热温差型气体流量传感器，两个加热元件对称设置，每个加热元件两侧的热电堆也是对称设置，当气体流过加热元件时，位于其两侧的热电堆将温差转化为热电动势输出，同时磁性薄膜提供磁场，基于纵向能斯托效应，热电堆内再次产生电动势，且与热电动势方向一致，两个电动势叠加，增大了热电堆温差检测的灵敏度，进而增大了MEMS热温差型气体流量传感器芯片的灵敏度。

技术研发人员：刘同庆
受保护的技术使用者：无锡芯感智半导体有限公司
技术研发日：20230706
技术公布日：2024/2/1