SU1247693A1

SU1247693A1 - Полупроводниковое измерительное устройство

Info

Publication number: SU1247693A1
Application number: SU843820931A
Authority: SU
Inventors: Александр Александрович Цывин; Михаил Михайлович Парфенов; Евгений Дмитриевич Румянцев; Леонид Васильевич Беликов
Original assignee: Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Испытательных Машин,Приборов И Средств Измерения Масс
Priority date: 1984-12-06
Filing date: 1984-12-06
Publication date: 1986-07-30

Abstract

Изобретение может быть использовано при создании полупроводниковых гибридных тензорезисторных датчиков и позвол ет повысить точность и чувствительность устройства. На подложке 1 расположен монолитный мост 2 из тензорезисторов R -R в форме полой квадратной рамки, соединенной через перемычки 3 с контактными площадками 4. Размещение рамки над пазом 5, выполненным на всю ширину подложки 1перпендикул рно оси приложени нагрузки, и ее мала масса обеспечивают малую механическую жесткость моста 2, облегчающую точную передачу деформаций от упругого элемента к тензорезисторам. Изменение сопротивлений тензорезисторов при воздействии измер емого параметра вызьшает изменение выходного сигнала мостовой схемы, по величине которого суд т о величине нагрузки. Подпожка 1 и мост 2выполнены из полупроводникового материала разных типов проводимости. 2 ил. &amp; W о F ю | о со со F о V

Description

1

Изобретение относитс к области приборостроени и может быть использовано при создании полупроводниковых гибриднык тензорезисторных датчиков силы, давлени , ускорени и других механических параметров.

Целью изобретени вл етс повьше- кие точности и чувствительности.

На фиг.1 изображено полупроводниковое измерительное устройство, общий вид; на фиг.2 - то же, с нанесенной диэлектрической массой.

Чувствител ьный элемент содержит подложку 1, например, из креплени п-типа проводимости, на верхней плоскости которой расположен монолитный мост 2, состо щий из тензорезисторов R - R. из кремни p -типа проводимости , ориентированных в кристаллографических направлени х 110 и СП 01. Мост тензорезисторов 2 в форме полой квадратной рамки монолитно соединен с перемычками 3, изготовленными из того же типа кремни и монолитно соединенными с контактными площадками 4, которые атомарно соединены с подложкой 1. Мост тензорезисторов 2 с перемычками 3 расположены симметрично продольной 00 и поперечной о О ос м подложки 1 над пазом 5, сформированным в подложке 2. Глубина паза 5 составл ет 0,05-0,1 толщины Н подложки 1. Паз 5 выполнен на всю ширину В подложки 1 и симметричен оси о О . Контактные площадки 4 расположены на жестких част х 6 подложки 1 и попарно симметрично относительно осей 00 и о о . На мост тензорезисторов 2, перемычки 3 и в обьем паза 5, расположенный под мостом и перемычками, нанесена теплоотвод ща диэлектрическа масса 7, например, из кремнийорганического вазелина.

Чувствительный элемент работает следующим образом.

При воздействии на упругий элемент (не показан) измер емого параметра , например силы, упругий элемент деформируетс . На упругом элементе тем или иным способом (пайкой, сваркой, наклейкой и т.п.) закрепл етс чувствительный элемент. Следова-

2476932

тельно, при деформации з ругого элемента также деформируетс и чувствительный элемент, в результате чего тензорезисторы R и Rg, например,

5 раст гиваютс , а R и R, сжимаютс . Изменение сопротивлений тензорезисторов обусловливает изменение выходного сигнала мостовой схемы, и по выходному сигналу суд т о величине из 0 мер емого усили .

Современные технологические возможности позвол ют изготовить предлагаемый чувствительный элемент в микроминиатюрном исполнении, при

5 этом оптимальные габариты подложки составл ют 3x1x0,1 мм, а тензорезис- тора 0,1x0,01x0,001 мм. Мала масса моста тензорезисторов, выполненного в форме квадратной рамки, свободно

20 расположенной над пазом в подложке, обеспечивает малую механическую жесткость моста тензорезисторов, что облегчает точную передачу деформаций от упругого элемента к тензорезисто25 рам и тем самым позвол ет повысить точность преобразовани , а также их чувствительность к измер емой деформации по сравнению с известным преобразователем .

30

Claims

Формула изобретени

Полупроводниковое измерительное устройство, содержащее подложку из

35 полупроводникового материала одного типа проводимости и монолитный полупроводниковый мост тензорезисторов в форме квадратной рамки с контактными площадк 1ми другого типа прово40 димости, сторона которой ориентирована вдоль оси приложени нагрузки, отличающеес тем, что, с целью повьшени точности и чувствительности , в него введены четьфе

45 перемычки, жестко соединенные одними концами с контактными площадками квадратной рамки, выполненной полой, а другими концами - с кра ми паза, вьшолненного в подложке перпендику50 л рно оси приложени нагрузки на всю ее ширину, при этом перемычки выполнены из материала квадратной рамки.

(fOO)

7 О

5i/ «72//7

Si. п-тил

Редактор Л.Веселовска

Составитель А.Экономов Техред О.Гортвай

Подписное

Заказ 4114/40Тираж 778

ВНИИШ Государственного комитета OLi.r по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска наб.,

производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

фиг. 2

Корректор С.Шекмар

Подписное