一种MEMS芯片的制作方法

本技术涉及mems传感器温度控制的，具体而言，涉及一种mems芯片。

背景技术：

1、现有技术中，为了解决mems(micro-electro-mechanical?systems，微机电系统)传感器受外界温度影响的问题，采用了温度补偿和传感器温度控制等方法。这些方法可以在一定程度上改善mems传感器的工作性能和环境适应性。

2、其中，温度补偿方法是通过测量环境温度，并根据温度-电压曲线计算出应有的电压值，进行修正，从而抑制温度误差的影响。但是，温度补偿模型通常是基于一定的温度范围进行设计的，所以，当温度变化范围较大时，比如针对宽温度范围的应用，温度补偿的误差会相对较大。而且，在对mems传感器进行温度补偿时，需要考虑的温度影响因素比较多，难以考虑全面，致使补偿后仍存在误差。此外，温度补偿方法需要对传感器进行出厂标定，流程复杂，且标定设备及人员成本比较高。

3、温度控制方法能够避免温度补偿方法的弊端，其是通过加热和冷却等方式来控制传感器周围的温度，从而降低外界温度变化对传感器精度的影响，进而提高传感器的测量准确性和稳定性。但是，现有技术中的温度控制装置不适用于空间较小的场景，如导航制导等领域，且对传感器的温度控制的准确性比较低。

技术实现思路

1、本实用新型的第一个目的在于提供一种芯片封装用微型温控装置，以解决现有技术中存在的温控装置不适用于空间较小的场景，且对传感器的温度控制的准确性比较低的技术问题。

2、本实用新型提供的芯片封装用微型温控装置，能够封装于所述芯片内部，包括依次连接的微型控制器、微型功率元件和微型加热元件，所述微型加热元件用于对封装于所述芯片内部的mems传感器进行加热，所述微型控制器能够通过输出与所述mems传感器的工作温度相应的控制信号控制所述微型功率元件的导通状态，进而控制所述微型加热元件的加热功率。

3、进一步地，所述微型温控装置还包括温度检测元件，所述温度检测元件与所述微型控制器连接，用于检测所述mems传感器的温度；所述微型控制器还能够根据所述温度检测元件的温度检测结果调节所述微型加热元件的加热功率。

4、进一步地，所述控制信号为pwm(pulse?width?modulation，脉冲宽度调制)信号，所述微型控制器通过调节所述pwm信号的占空比和频率控制所述微型功率元件的导通状态。

5、进一步地，所述微型功率元件为微型mos管。mos是mosfet的缩写，mosfet全称为metal-oxide-semiconductor?field-effect?transistor，即金属-氧化物半导体场效应晶体管，简称金氧半场效晶体管。

6、进一步地，所述微型加热元件为加热丝。

7、进一步地，所述温度检测元件包括热敏电阻、热电偶或热电阻。

8、本实用新型提供的芯片封装用微型温控装置，能够产生以下有益效果：

9、本实用新型提供的芯片封装用微型温控装置，可以将其封装于芯片内部，工作时，其微型控制器通过控制微型功率单元的导通状态控制微型加热单元的加热功率，以对芯片内部的mems传感器进行加热。

10、本实用新型提供的微型温控装置，能够被封装于芯片内部，所以体积小，能够适用于空间较小的场景。使用时，微型温控装置对芯片内部的mems传感器或连同mems传感器周围的环境进行加热，加热范围很小，所以该微型温控装置对mems传感器的加热定位比较准确，加热效率也比较高，能够快速、准确地调节mems传感器的温度至较佳工作温度；此外，由于加热范围小，加热范围内各处的温差会比较小，即加热均匀性会比较好；加热范围小，功耗也会比较低。

11、本实用新型的第二个目的在于提供一种mems芯片，以解决现有技术中存在的温控装置不适用于空间较小的场景，且对传感器的温度控制的准确性比较低的技术问题。

12、本实用新型提供的mems芯片，包括上述的微型温控装置，还包括所述mems传感器、pcb基板和封装壳体，所述封装壳体罩设于所述pcb基板，并与所述pcb基板围出封装空间，所述微型温控装置和所述mems传感器均被封装于所述封装空间内。

13、进一步地，所述微型加热元件布置于所述mems传感器的周围。

14、进一步地，所述微型加热元件铺覆、嵌设或埋设于所述pcb基板的封装板体，所述mems传感器设置于所述封装板体且位于所述微型加热元件的正上方。

15、进一步地，所述温度检测元件设置于所述封装板体且位于所述mems传感器的核心感应区。

16、进一步地，所述封装壳体的材质为保温材料。

17、进一步地，所述保温材料为保温塑料，所述封装壳体塑封于所述pcb基板、所述微型温控装置以及所述mems传感器上。

18、进一步地，所述保温材料为保温陶瓷。

19、本实用新型提供的mems芯片，能够产生以下有益效果：

20、本实用新型提供的mems芯片，由上述的微型温控装置、mems传感器、pcb基板和封装壳体等封装而成，由于具有上述的微型温控装置，所以能够实现对mems传感器的准确控温，从而能够提高mems传感器的工作特性和环境适应性。

技术特征：

1.一种mems芯片，其特征在于，包括微型温控装置，还包括mems传感器(700)、pcb基板(500)和封装壳体(600)，所述封装壳体(600)罩设于所述pcb基板(500)，并与所述pcb基板(500)围出封装空间，所述微型温控装置和所述mems传感器(700)均被封装于所述封装空间内；

2.根据权利要求1所述的mems芯片，其特征在于，所述微型温控装置还包括温度检测元件(400)，所述温度检测元件(400)与所述微型控制器(100)连接，用于检测所述mems传感器(700)的温度；所述微型控制器(100)还能够根据所述温度检测元件(400)的温度检测结果调节所述微型加热元件(300)的加热功率。

3.根据权利要求2所述的mems芯片，其特征在于，所述控制信号为pwm信号，所述微型控制器(100)通过调节所述pwm信号的占空比和频率控制所述微型功率元件(200)的导通状态。

4.根据权利要求3所述的mems芯片，其特征在于，所述微型加热元件(300)布置于所述mems传感器(700)的周围。

5.根据权利要求4所述的mems芯片，其特征在于，所述微型加热元件(300)铺覆、嵌设或埋设于所述pcb基板(500)的封装板体(510)，所述mems传感器(700)设置于所述封装板体(510)且位于所述微型加热元件(300)的正上方。

6.根据权利要求5所述的mems芯片，其特征在于，所述温度检测元件(400)设置于所述封装板体(510)且位于所述mems传感器(700)的核心感应区(800)。

7.根据权利要求1所述的mems芯片，其特征在于，所述封装壳体(600)的材质为保温材料。

8.根据权利要求7所述的mems芯片，其特征在于，所述保温材料为保温塑料，所述封装壳体(600)塑封于所述pcb基板(500)、所述微型温控装置以及所述mems传感器(700)上。

9.根据权利要求7所述的mems芯片，其特征在于，所述保温材料为保温陶瓷。

技术总结
本技术提供一种MEMS芯片，涉及MEMS传感器温度控制的技术领域。该MEMS芯片包括微型温控装置，该微型温控装置能够封装于芯片内部，包括依次连接的微型控制器、微型功率元件和微型加热元件，微型加热元件用于对封装于芯片内部的MEMS传感器进行加热，微型控制器能够通过输出与MEMS传感器的工作温度相应的控制信号控制微型功率元件的导通状态，进而控制微型加热元件的加热功率。该微型温控装置，体积小，能够适用于空间较小的场景。使用时，该微型温控装置对芯片内部的MEMS传感器或连同MEMS传感器周围的环境进行加热，加热范围很小，所以加热定位比较准确、加热效率比较高、加热均匀性比较好、功耗比较低。

技术研发人员：彭天放,乔昱阳,夏阳,王逸群
受?；さ募际跏褂谜撸?/b>北京细胞膜科技有限公司
技术研发日：20230612
技术公布日：2024/4/7