一种MEMS平板电容式差压压力传感器的制作方法

本发明涉及传感器，具体为一种mems平板电容式差压压力传感器。

背景技术：

1、现有的mems压力计一般是先做一层薄膜结构，将压力作用到薄膜之上，使其产生形变，以薄膜的变化量来测量压力的变化。测量方式通常是在薄膜上添加电桥结构，通过测量电阻变化来反映压力的变化。还有一种测量方式是在薄膜附近设置平板电容，通过测量薄膜和平板电容之间电容的变化来检测压力的变化。上述测量方式存在的问题是均是依靠薄膜的单侧形变，导致误差较大。此外，中国专利cn102445298a公开了一种薄膜在中间变化，双面极板固定并打孔的结构，该结构存在的问题是压力介质通过小孔作用到中间感压膜上，测量时的响应速度较慢。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种mems平板电容式差压压力传感器，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种mems平板电容式差压压力传感器，包括：外框(1)，用于作为承载结构；平板电极(4)，固定设置在所述外框(1)内；第一薄膜(2)和第二薄膜(3)，安装在外框(1)内，且分别位于所述平板电极(4)的两侧，配置为通过测量薄膜和平板电极(4)之间电容的变化，来反映压力的变化；刚性连接体(5)，位于第一薄膜(2)和第二薄膜(3)之间，用于传导第一薄膜(2)、第二薄膜(3)的压力。

4、可选的，所述第一薄膜(2)用于被施加被测压力，所述第二薄膜(3)用于被施加固定压力。

5、可选的，所述平板电极(4)设置在所述刚性连接体(5)的周边。

6、可选的，所述平板电极(4)为一个连续的整体结构、两个对半的结构、或四个四份之一结构。

7、可选的，所述刚性连接体(5)为单个，位于所述第一薄膜(2)或所述第二薄膜(3)的中心处；或者所述刚性连接体(5)为多个，成阵列排布。

8、可选的，在所述外框(1)中，所述第一薄膜(2)与所述平板电极(4)之间设置有绝缘层(7)。

9、可选的，所述第一薄膜(2)和/或第二薄膜(3)的材料为硅，所述绝缘层(7)的材料为氧化硅。

10、可选的，所述第一薄膜(2)与所述平板电极(4)之间的距离为第一间距，该第一间距的范围为1μm～10μm；所述第二薄膜(3)与所述平板电极(4)之间的距离为第二间距，该第二间距的范围为1μm～10μm。

11、可选的，所述第一间距与所述第二间距相等。

12、可选的，所述刚性连接体(5)包括第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，其中所述第一表面与所述第一薄膜(2)接触且固定，所述第二表面与所述第二薄膜(3)接触且固定。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过固定的平板电极以及平板电极两侧的薄膜结构，实现压力的差分测量，在减小误差的同时提高灵敏度。

技术特征：

1.一种mems平板电容式差压压力传感器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的mems平板电容式差压压力传感器，其特征在于，所述第一薄膜(2)用于被施加被测压力，所述第二薄膜(3)用于被施加固定压力。

3.根据权利要求1所述的mems平板电容式差压压力传感器，其特征在于，所述平板电极(4)设置在所述刚性连接体(5)的周边。

4.根据权利要求1所述的mems平板电容式差压压力传感器，其特征在于，所述平板电极(4)为一个连续的整体结构、两个对半的结构、或四个四份之一结构。

5.根据权利要求1所述的mems平板电容式差压压力传感器，其特征在于，所述刚性连接体(5)为单个，位于所述第一薄膜(2)或所述第二薄膜(3)的中心处；或者所述刚性连接体(5)为多个，成阵列排布。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的mems平板电容式差压压力传感器，其特征在于，在所述外框(1)中，所述第一薄膜(2)与所述平板电极(4)之间设置有绝缘层(7)。

7.根据权利要求6所述的mems平板电容式差压压力传感器，其特征在于，所述第一薄膜(2)和/或第二薄膜(3)的材料为硅，所述绝缘层(7)的材料为氧化硅。

8.根据权利要求1所述的mems平板电容式差压压力传感器，其特征在于，所述第一薄膜(2)与所述平板电极(4)之间的距离为第一间距，该第一间距的范围为1μm～10μm；所述第二薄膜(3)与所述平板电极(4)之间的距离为第二间距，该第二间距的范围为1μm～10μm。

9.根据权利要求8所述的mems平板电容式差压压力传感器，其特征在于，所述第一间距与所述第二间距相等。

10.根据权利要求1所述的mems平板电容式差压压力传感器，其特征在于，所述刚性连接体(5)包括第一表面以及与所述第一表面相对的第二表面，其中所述第一表面与所述第一薄膜(2)接触且固定，所述第二表面与所述第二薄膜(3)接触且固定。

技术总结
本发明涉及传感器技术领域，尤其为一种MEMS平板电容式差压压力传感器，包括：外框，用于作为承载结构，安装双层薄膜、平板电极；平板电极，固定安装在所述外框内的中间；双层薄膜，安装在外框内，且分别在所述平板电极的两侧，通过测量薄膜和平板电容之间电容的变化，来反映压力的变化；刚性连接体，位于所述双层薄膜之间，用于该双层薄膜的传导压力，并平衡两侧压力。本发明通过固定的平板电极以及平板电极两侧的薄膜结构，实现差分测量，在减小误差的同时提高灵敏度。

技术研发人员：房亮
受保护的技术使用者：上海蓝威微机电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/30