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专利号: 2018110725532
申请人: 常州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于MEMS技术的三维风速风向传感器,包括方形的传感器芯片(1),其特征是:位于传感器芯片(1)正面设置有两组相互垂直的一维风速风向传感器(2),所述的一维风速风向传感器(2)具有中心加热元件(3)、以中心加热元件(3)为对称轴对称分布的热传感测温元件(4),传感器芯片(1)正面还设有方形薄板(5),方形薄板(5)根部通过悬臂梁(6)支撑,在悬臂梁(6)根部设置有压敏电阻(7);传感器芯片(1)的背面具有长方形空腔(8),长方形空腔(8)的面积覆盖两组一维风速风向传感器(2)和方形薄板(5)所在区域,方形薄板(5)四周开设有U型镂空(9)。

2.如权利要求1所述的基于MEMS技术的三维风速风向传感器,其特征是:所述的传感器芯片(1)外围包覆有球形外壳(10),球形外壳(10)中分布有三条互不交叠、可将三维方向的风引导至对应的传感器测量元件表面的中空管道(11)。

3.一种权利要求2所述基于MEMS技术的三维风速风向传感器的制作方法,其特征是:具有如下步骤:a、在SOI圆片(12)的上表面生长一层二氧化硅层(13),对二氧化硅层(13)进行光刻、刻蚀,形成压敏电阻扩散区(14),使用扩散或离子注入法,形成压敏电阻(7),去除光刻胶和二氧化硅层(13);

b、在SOI圆片(12)的上表面生长一层栅氧化层(15),在栅氧化层(15)上表面淀积多晶硅(16),并注入硼离子,刻蚀多晶硅(16),形成中心加热元件(3)和热传感测温元件(4)的一端;

c、在栅氧化层上表面淀积氧化层(17),该氧化层(17)覆盖住中心加热元件(3)和热传感测温元件(4)的一端,利用深反应离子刻蚀氧化层(17)形成通孔(18);

d、利用蒸发或溅射工艺制备热传感测温元件(4)的另一端以及电引出焊盘(19);

e、在氧化层(17)上表面利用光刻蚀工艺,形成U型镂空(9),直至裸露出SOI圆片(12)下部的硅衬底,去除光刻胶;

f、在SOI圆片(12)下表面采用各向异性腐蚀,形成长方形空腔(8);

g、划片,将上述制成的传感器芯片(1)装贴在PCB板(20)上,然后采用球形外壳(10)对传感器芯片(1)进行封装。