[發明專利]一種具有調阻功能的壓阻芯片及其調整方法

在審

• 申請號: 202011097693.2
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112197892A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 王立會;鄧楊
• 申請（專利權）人: 廣州市智芯禾科技有限責任公司
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理有限公司 11368
• 代理人: 李世端

本發明涉及一種具有調阻功能的壓阻芯片及其調整方法，具有調阻功能的壓阻芯片包括四個惠斯通電橋橋臂電阻R1、R2、R3和R4，四個惠斯通電橋電極E1、E2、E3和E4，四個串聯支路，每個串聯支路的兩側均并排設置有一個可調支路；串聯支路包括串聯的M個第一電阻和(M?1)個第一電極，第一電阻和第一電極間隔分布；可調支路包括N個第二電阻和(N+1)個第二電極；每個惠斯通電橋橋臂電阻的兩端設置有第三電極，每個第三電極通過串聯支路連接一個惠斯通電橋電極；第一電阻和第二電阻的電阻率小于惠斯通電橋橋臂電阻的電阻率。本發明可以極大的降低壓阻芯片的制作成本，且由于調阻過程中不會對芯片造成損傷，可以避免引入應力，從而提高了產品的長期穩定性。

技術領域

本發明涉及微電子機械系統領域，尤其涉及一種具有調阻功能的壓阻芯片及其調整方法。

背景技術

壓力傳感器是能感受壓力信號，并能按照一定的規律將壓力信號轉換成可用的輸出的電信號的器件或裝置。壓力傳感器主要可以分為壓阻式、應變式、電容式、諧振式等幾種，其中壓阻傳感器具有制作工藝簡單、成本低、高穩定性、高可靠性等優點，廣泛應用于航空、航天、石油勘探等領域。

壓阻芯片是壓阻式壓力傳感器的核心器件，是壓力傳感器中直接感受壓力信號的器件，是壓力傳感器中的敏感元件。壓阻芯片的性能直接決定著壓力傳感器的性能。壓阻芯片感受壓力的電路，是由四個阻值相等的橋臂電阻組成的惠斯通電橋。但是由于在工藝的問題，使得四個橋臂電阻阻值存在著偏差，從而影響惠斯通電橋的零位輸出。

一般情況下壓阻芯片的惠斯通電橋零位輸出絕對值要小于10mV才能夠滿足使用需求，對于零位輸出較大的芯片，需要對橋臂電阻的進行調阻處理。現階段廣泛采用激光調阻工藝對橋臂電阻阻值進行修正，但是該方法會對芯片進行破壞，引入加工應力，調阻后需要對芯片進行熱處理，工藝過程比較復雜，且目前激光調阻機價格比較昂貴，增加了工藝成本。因此亟需一種工藝簡單，成本低的惠斯通電橋調阻方式。

發明內容

鑒于上述問題，提出了本發明以便提供克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種具有調阻功能的壓阻芯片及其調整方法。

根據第一方面，提供了一種具有調阻功能的壓阻芯片，包括四個惠斯通電橋橋臂電阻R1、R2、R3和R4，四個惠斯通電橋電極E1、E2、E3和E4，四個串聯支路，每個串聯支路的兩側均并排設置有一個可調支路；所述串聯支路包括串聯的M個第一電阻和(M-1)個第一電極，第一電阻和第一電極間隔分布；所述可調支路包括N個第二電阻和(N+1)個第二電極；每個惠斯通電橋橋臂電阻的兩端設置有第三電極，每個第三電極通過所述串聯支路連接一個惠斯通電橋電極；第一電阻和第二電阻的電阻率小于所述惠斯通電橋橋臂電阻的電阻率。

根據一種可能的設計，第一電阻和第二電阻的阻值的設計值均為橋臂電阻設計值的1％。

根據一種可能的設計，所述串聯支路包括串聯的3個第一電阻和2個第一電極。

根據一種可能的設計，所述可調支路包括3個第二電阻和4個第二電極。

根據第二方面，提供了一種如第一方面所述的具有調阻功能的壓阻芯片的調整方法，包括：測量四個惠斯通電橋的橋臂電阻；選擇阻值最小的一條橋臂電阻作為目標橋臂電阻，對其它三條橋臂電阻進行調阻處理，使用金屬絲將惠斯通電橋電極與第三電極或者可調支路的第二電極連接，將第二電阻并聯到惠斯通電橋橋臂中，從而降低惠斯通電橋橋臂電阻阻值，使調阻的橋臂電阻阻值接近于目標橋臂電阻的阻值。

根據一種可能的設計，金屬絲可以選用金絲、鎳絲或者鋁絲。

本發明可以極大的降低壓阻芯片的制作成本，且由于調阻過程中不會對芯片造成損傷，可以避免引入應力，從而提高了產品的長期穩定性。