Способ изготовления тензометрического преобразователя

76937 О Саюа Советских Социалистических Республик(43) Опубликовано 07,10.80 Бюллетень ЛЪ 37 (45) Дата опубликования описания 07,10.80 по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ1Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано как при разработке и изготовлении полупроводниковых малогабаритных первичных преобразователей физических величин повышенной точности, так и при изготовлении полупроводниковых интегральных микросхем.Известный способ изготовления полупроводникового датчика давления, заключающийся в формировании на упругом чувствительном элементе двух пар пьезосопротивлений, соединенных в мостовую схему, и дополнительных пьезосопротивлений, используемых в качестве делителей напряжения для обеспечения начальной балансировки моста, не обеспечивает требуемой точности начальной балансировки 11.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спосоо изготовления тензометрического преобразователя, заключающийся в нанесении на чувствительный элемент активных и балансировочных резисторов 121.К недостаткам известного способа относятся неудовлетворительные метрологические характеристики.Цель изобретения - повышение метрологических характеристик преобразователя.Указанная цель достигается за счет то 2го, что на чувствительный элемент и зоне деформации наносят участки для корректи.ровки номиналов сопротивления резисторов, соединяют их с активными резисторами, формируют окна под металлпзацию и корректируют слой для вскрытия окон под контакты от расчетного их положения наЛЮ;величины Х=Й 510 где ЛР, - средний систематический разброс номичала 1-го резистора по отношению к максимальному сопротивлению Ь п 1 акс 1Р, - удельное поверхностное сопротивление резистивного слоя;а - ширина резистпвного участка вконтактной области. На фиг, 1 представлен тензометрический преобразователь, изготовленный по предлагаемому способу; на фиг. 2 представлено нанесение на чувствительный элемент резисторов.Преобразователь включает окна 1 подметаллизированные перемычки участки 2 для корректировки номиналов резисторов; расчетные положения 3 окон под контакты; окно 4 под контакты после корректировки; з 0 активные резисторы 5 - 8;3- ширина резистивного участкав контактной области;Х Хг, Х, - расстояние скорректированных окон под металлизацию от расчетного их положения.Номинал сопротивления активного резистора (Р 1, Р 2, РЗ, К 4) определяется егогеометрией. Расчет резисторов 7 и 8 сложной конфигурации (Р 2, Р 4) типа меандра носит приближенный характер, что является первой предпосылкой разброса номиналов резисторов, заложенной уже в самой топологии. Вторая причина разбросаноминалов резисторов определяется погрешностью изготовления фотошаблонов(в основном 1-го слоя - резистивного),т. е. степенью соответствия размера элементов на фотошаблоне требованиям конст укторских чертежей - топологии. Зтидве ошибки дают постоянный (систематический) разброс номиналов резистороввнутри схемы, повторяющийся от элемента к элементу, Величина систематическогоразброса составляет 15 - 25 ом при номиналах резисторов, равных 500 ом. Зтот систематический разброс, суммируясь с технологическим разбросом (фотолитографии,нанесение резистивных слоев), дает величину разброса номиналов резисторов мостовой схемы от среднего значения, равную+(3 - 4) О/о. Поэтому для настройки мостовой схемы по величине начального разбаланса с точностью до 1 Оо требуется вводитьбалансировочные резисторы величиной до5000 ом и для уменьшения температурнойпогрешности размешать их непосредственно на чувствительном элементе. При этомбалансировочные резисторы занимают значительную площадь чувствительного элемента, что приводит к увеличению габаритов преобразователя. После выполнениярасасчетов по определению геометрическихразмеров активных резисторов в топологию чувствительного элемента в зону деформации вводят участки для корректировки номиналов резисторов и затем выполняют операции в следующей последовательности,Изготавливают партию чувствительных элементов согласно проведенного расчета. Определяют систематический разброс рези. сторов по формулеЛк мп 1 с - Йи 1ЛР= )=1 лгде ЛР, - средний систематический разброс номинала 1-го резистора по отношению к Р.4Лмцс - максимальное значение 1-горезистора;п - количество чувствительных элементов в партии;5 К - порядковый номер резистора (длямостовой схемы К=1, 2, 3).Определяют расстояния Х Хь Х, накоторые следует сдвинуть окна под контакты в трех резисторах (резистор с макси- О мальным значением номинала не корректируется), чтобы сопротивления всех четырех резисторов сравнялись. И,Х= а,Я 545 где ХР - средний систематический разброс номинала -го резистора50 по отношению к максимальному сопротивлению Л, Л, -удельное поверхностное сопротивление резистивного слоя;а - ширина резистивного участка в55 контактной области.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМ 323676, кл. б 011. 1/22, 1953.2. Патент Великобритании1208382,кл. С 1 Ы, опублик. 1969 (прототип). где а - ширина резистивного участка вконтактной области;Р, - удельное поверхностное сопротивление резистнвного слоя,Затем изготавливают новый фотошаблоп слоя для вскрытия окон под контактыс учетом корректировок Х Х Х,. В дальнейшем изготовление чувствительных эле ментов ведут с использованием новогоскорректированного фоошаблона для вскрытия окон под контакты.Формула изобретения 30 Способ изготовления тензометрическогопреобразователя, заключающийся в нанесении на чувствительный элемент активных и балансировочных резисторов, отл и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения метрологических характеристик преобразователя, в нем на чувствительный элемент в зоне деформации наносят участки для корректировки номиналов сопротивления резисторов, соединяют их с активными резисто рами, формируют окна под металлизациюи корректируют слой для вскрытия окон под контакты от расчетного их положения на величинуКорректор Р. Беркович Редактор О, филиппова Подписное Тираж 1 О 33 ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113 О 35, Москва, Ж, Раугиская наб., д. 4/5Заказ 6734 Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома