硅压力传感器存在的一些技术问题

硅压力传感器在汽车压力测量、气压计、医疗设备、风力控制、空气流量计、呼吸器和通风机等场合都有应用。这类器件最突出的技术难点是温度：温度对硅压阻芯片的影响同时作用在零点和灵敏度两项上，直接表现为读数漂移。

温度漂移是怎么来的

根本原因在制造环节。组成惠斯登电桥的四个电阻条，其表面掺杂浓度与扩散电阻条宽度不可能做到完全一致，因此四个桥臂的阻值和温度系数也不完全相等。当输入压力为零时，电桥输出并不为零；随着温度变化，这个不为零的输出还会继续移动，这就是零点温度漂移。另一方面，半导体的温度特性使压阻系数随温度变化，压力灵敏度也随之漂移，这一项属于灵敏度温度漂移。

芯片完成后，玻璃静电封装、粘接工艺、硅油填充与容腔设计都会附加温度影响。因此封装后的传感器必须做三项补偿：零点偏移校准、零点温度漂移补偿和灵敏度温度补偿。

常规补偿办法及其局限

常见做法是在压阻电桥的桥臂上串并联电阻或热敏电阻，对已经封装好的器件做温度补偿。这种方式的局限在于只能用于精度要求不高的场合：补偿电阻与电桥本身的电阻系数不一致，调试与测试都比较困难，无论采用哪种补偿方式都难以获得很高的效果。对于要求较高的应用，这类补偿办法往往不能满足。温度补偿因此长期是这类器件研究与生产中的关键技术问题。

微压与低压量程的制造门槛

微压、低压传感器的制造技术与工艺要求更高，涉及的设备投入也大。市面上低压量程的产品数量偏少，价格相对偏高；与之相反，高压量程的制造成本要低一些。微压与低压产品的精度和价格，是用户选型时最常纠结的两点。

封装环节是当前瓶颈

晶圆封装技术已经成为生产环节的瓶颈。封装工艺直接决定应力释放是否充分、密封是否可靠，也决定了器件在温度循环下的长期稳定性。封装不可靠，前端芯片的性能再好也无法体现在读数上，这也是用户最担心的一点。

技术问题与应对方向

为什么越来越多用户转向电容式

电容式压力传感器的工作原理与压阻式不同，输出取决于极板间距的变化，受温度影响的方式也不一样。在低压与微压量程、以及要求长期稳定的场合，电容式结构近年被采用的越来越多。选型时把量程、温度范围与长期稳定性三项要求列出来，再在压阻式与电容式之间做取舍，比先定原理再回头找补更有效。

硅压力传感器的技术问题集中在温度补偿与封装两处，这两处也正是判断一支产品档次的关键。易测电气代理的压力变送器与传感器覆盖不同原理与量程，可结合现场温度条件协助选型。