一种具有调阻功能的压阻芯片及其调整方法技术

本发明专利技术涉及一种具有调阻功能的压阻芯片及其调整方法，具有调阻功能的压阻芯片包括四个惠斯通电桥桥臂电阻R1、R2、R3和R4，四个惠斯通电桥电极E1、E2、E3和E4，四个串联支路，每个串联支路的两侧均并排设置有一个可调支路；串联支路包括串联的M个第一电阻和(M‑1)个第一电极，第一电阻和第一电极间隔分布；可调支路包括N个第二电阻和(N+1)个第二电极；每个惠斯通电桥桥臂电阻的两端设置有第三电极，每个第三电极通过串联支路连接一个惠斯通电桥电极；第一电阻和第二电阻的电阻率小于惠斯通电桥桥臂电阻的电阻率。本发明专利技术可以极大的降低压阻芯片的制作成本，且由于调阻过程中不会对芯片造成损伤，可以避免引入应力，从而提高了产品的长期稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有调阻功能的压阻芯片及其调整方法
本专利技术涉及微电子机械系统领域，尤其涉及一种具有调阻功能的压阻芯片及其调整方法。
技术介绍
压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。压力传感器主要可以分为压阻式、应变式、电容式、谐振式等几种，其中压阻传感器具有制作工艺简单、成本低、高稳定性、高可靠性等优点，广泛应用于航空、航天、石油勘探等领域。压阻芯片是压阻式压力传感器的核心器件，是压力传感器中直接感受压力信号的器件，是压力传感器中的敏感元件。压阻芯片的性能直接决定着压力传感器的性能。压阻芯片感受压力的电路，是由四个阻值相等的桥臂电阻组成的惠斯通电桥。但是由于在工艺的问题，使得四个桥臂电阻阻值存在着偏差，从而影响惠斯通电桥的零位输出。一般情况下压阻芯片的惠斯通电桥零位输出绝对值要小于10mV才能够满足使用需求，对于零位输出较大的芯片，需要对桥臂电阻的进行调阻处理。现阶段广泛采用激光调阻工艺对桥臂电阻阻值进行修正，但是该方法会对芯片进行破坏，引入加工应力，调阻后需要对芯片进行热处理，工艺过程比较复杂，且目前激光调阻机价格比较昂贵，增加了工艺成本。因此亟需一种工艺简单，成本低的惠斯通电桥调阻方式。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种具有调阻功能的压阻芯片及其调整方法。根据第一方面，提供了一种具有调阻功能的压阻芯片，包括四个惠斯通电桥桥臂电阻R1、R2、R3和R4，四个惠斯通电桥电极E1、E2、E3和E4，四个串联支路，每个串联支路的两侧均并排设置有一个可调支路；所述串联支路包括串联的M个第一电阻和(M-1)个第一电极，第一电阻和第一电极间隔分布；所述可调支路包括N个第二电阻和(N+1)个第二电极；每个惠斯通电桥桥臂电阻的两端设置有第三电极，每个第三电极通过所述串联支路连接一个惠斯通电桥电极；第一电阻和第二电阻的电阻率小于所述惠斯通电桥桥臂电阻的电阻率。根据一种可能的设计，第一电阻和第二电阻的阻值的设计值均为桥臂电阻设计值的1％。根据一种可能的设计，所述串联支路包括串联的3个第一电阻和2个第一电极。根据一种可能的设计，所述可调支路包括3个第二电阻和4个第二电极。根据第二方面，提供了一种如第一方面所述的具有调阻功能的压阻芯片的调整方法，包括：测量四个惠斯通电桥的桥臂电阻；选择阻值最小的一条桥臂电阻作为目标桥臂电阻，对其它三条桥臂电阻进行调阻处理，使用金属丝将惠斯通电桥电极与第三电极或者可调支路的第二电极连接，将第二电阻并联到惠斯通电桥桥臂中，从而降低惠斯通电桥桥臂电阻阻值，使调阻的桥臂电阻阻值接近于目标桥臂电阻的阻值。根据一种可能的设计，金属丝可以选用金丝、镍丝或者铝丝。本专利技术可以极大的降低压阻芯片的制作成本，且由于调阻过程中不会对芯片造成损伤，可以避免引入应力，从而提高了产品的长期稳定性。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种具有调阻功能的压阻芯片电桥示意图；图2为E1和R1之间的连接示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种桥臂电阻降低0.50％时金丝键合情况示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种桥臂电阻降低0.67％时金丝键合情况示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种桥臂电阻降低1.00％时金丝键合情况示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种桥臂电阻降低1.17％时金丝键合情况示意图；图7为本专利技术实施例提供的一种桥臂电阻降低1.50％时金丝键合情况示意图；图8为本专利技术实施例提供的一种桥臂电阻降低6.00％时金丝键合情况示意图；附图标记说明：1-串联支路，2-可调支路，3-第三电极、4-金丝；11-第一电极，12-第一电阻；21-第二电极，22-第二电阻。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本专利技术的说明书实施例和权利要求书及附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元。下面结合附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。如图1-2，本专利技术实施例提供一种具有调阻功能的压阻芯片，包括：四个惠斯通电桥桥臂电阻R1、R2、R3和R4，四个惠斯通电桥电极E1、E2、E3和E4，四个串联支路1，每个串联支路1的两侧均并排设置有一个可调支路2。所述串联支路1包括串联的M个第一电阻12和(M-1)个第一电极11，第一电阻12和第一电极11间隔分布。所述可调支路2包括N个第二电阻22和(N+1)个第二电极21。每个惠斯通电桥桥臂电阻的两端设置有第三电极3，每个第三电极通过所述串联支路1连接一个惠斯通电桥电极。第一电阻12和第二电阻22的电阻率小于所述惠斯通电桥桥臂电阻的电阻率。需要说明的是，为更清楚的示意和标记相关结构，图2中，在E1和R1之间的串联支路1，只示意了其一侧的可调支路2，另一侧的省略未画。在一个示例中，第一电阻22和第二电阻22的阻值的设计值均为桥臂电阻设计值的1％。在一个示例中，所述串联支路1包括串联的3个第一电阻12和2个第一电极11。在一个示例中，所述可调支路2包括3个第二电阻22和4个第二电极21。在芯片制备完成后首先需要测量四个惠斯通电桥的桥臂电阻，选择阻值最小的一条桥臂电阻作为目标桥臂电阻，对其它三条桥臂电阻进行调阻处理。调阻时，采用金属丝键合的方式，使用金属丝4将惠斯通电桥电极与第三电极3或者可调支路2的第二电极21连接，将第二电阻22并联到惠斯通电桥桥臂中，从而降低惠斯通电桥桥臂电阻阻值，使调阻的桥臂电阻阻值接近于目标桥臂电阻的阻值。其中，金属丝4可以选用金丝、镍丝或者铝丝。图3～图8分别为桥臂电阻降低0.50％、0.67％、1.00％、1.17％、1.50％及6.00％时金丝键合情况示意图。本处只是对如何进行调阻进行示意，在具体的调阻过程中可以并入不同的调阻电阻，达到更多的阻值优化效果。图8中，金丝4直接将中间的串联支路1给短路了。应当理解，根据设计需求，上述串联支路1中第一电阻12、第一电极11的个数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有调阻功能的压阻芯片，其特征在于，包括：/n四个惠斯通电桥桥臂电阻R1、R2、R3和R4，四个惠斯通电桥电极E1、E2、E3和E4，四个串联支路(1)，每个串联支路(1)的两侧均并排设置有一个可调支路(2)；/n所述串联支路(1)包括串联的M个第一电阻(12)和(M-1)个第一电极(11)，第一电阻(12)和第一电极(11)间隔分布；/n所述可调支路(2)包括N个第二电阻(22)和(N+1)个第二电极(21)；/n每个惠斯通电桥桥臂电阻的两端设置有第三电极(3)，每个第三电极通过所述串联支路(1)连接一个惠斯通电桥电极；/n第一电阻(12)和第二电阻(22)的电阻率小于所述惠斯通电桥桥臂电阻的电阻率。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有调阻功能的压阻芯片，其特征在于，包括：
四个惠斯通电桥桥臂电阻R1、R2、R3和R4，四个惠斯通电桥电极E1、E2、E3和E4，四个串联支路(1)，每个串联支路(1)的两侧均并排设置有一个可调支路(2)；
所述串联支路(1)包括串联的M个第一电阻(12)和(M-1)个第一电极(11)，第一电阻(12)和第一电极(11)间隔分布；
所述可调支路(2)包括N个第二电阻(22)和(N+1)个第二电极(21)；
每个惠斯通电桥桥臂电阻的两端设置有第三电极(3)，每个第三电极通过所述串联支路(1)连接一个惠斯通电桥电极；
第一电阻(12)和第二电阻(22)的电阻率小于所述惠斯通电桥桥臂电阻的电阻率。


2.根据权利要求1所述的具有调阻功能的压阻芯片，其特征在于，第一电阻(22)和第二电阻(22)的阻值的设计值均为桥臂电阻设计值的1％。


3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立会，邓杨，
申请(专利权)人：广州市智芯禾科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44