单片集成MEMS风速计和气压计的优化理论和封装技术研究

气象参数的测量在工农业和国防领域有广泛的应用。传感器的微型化和智能化对开发高性能便携式气象测量系统有重要意义。本项目创新性地提出将温度、风速、风向和气压传感器进行单片集成的方案。该方案的特点是（1）有机结合了热丝风速计易于测量风速和热薄膜风速计可以测量风向的优点；（2）解决了热风速计和气压传感器的混合封装问题；3）提出了单芯片上多传感器的分时工作模式。针对方案特点，利用有限元分析方法，建立热传感器和压力传感器的统一分析模型，研究传感器之间的相互干扰和传感器的优化设计方法，从理论和实验研究传感器的封装性能。通过优化设计，给出上述传感器的设计参数，并经CMOS工艺流水试制芯片。实验结果验证并完善基于热和机械（力）传感器的设计理论，最终建立一套完整实用的基于热和机械的多传感器系统设计方法。