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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压敏传感器的制备工艺,具体涉及一种用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制方法及系统。
技术介绍
1、金属基底压敏芯片包括设于片状的弹性金属基底上的二氧化硅绝缘膜,二氧化硅绝缘膜上设有用于可敏感弹性基底应变的电阻应变膜,电阻应变膜一般为四个电阻构成的变惠斯顿电桥。金属基压力传感器电阻应变膜的加工采用金属沉积工艺,在金属沉积工艺加工过程中,电阻膜的厚度是一项关键工艺参数,电阻膜厚度过厚,则导致加工、材料成本高,加工效率低;电阻膜厚度不足,则容易产生质量问题。而且,由于金属沉积工艺采用的设备、材料可能会随着使用发生细微的变化,使得金属基底压敏芯片的电阻应变膜的厚度发生变化,因此需要实时或者定时监测金属基底压敏芯片的电阻应变膜的厚度。但是,常用的测厚方法有射线测厚、超声波测厚、光学(激光)测厚和机械测厚,但是针对纳米级厚度的金属基底压敏芯片的电阻应变膜,一方面由于厚度小、面积小,上述测量方法往往存在精度不高、误差较大的问题。另一方面,在金属沉积工艺中需要采用额外的检测工艺,导致工艺更加复杂,而且检测设备还增加了装置的成本。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题:针对现有技术的上述问题,提供一种用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制方法及系统,本专利技术旨在实现对电阻应变膜的厚度的精确控制,降低为了实现纳米级别的电阻应变膜的厚度检测所需的设备和方法成本,降低金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制设备的成本。
2、为了解决上述技术问题,本专利技术采用的技术方
3、一种用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制方法,包括:
4、s101,获取已加工好的电阻应变膜的电阻值;
5、s102,将电阻值转换为电阻应变膜的实测厚度;
6、s103,计算实测厚度、参考厚度之间的厚度差值;
7、s104,根据厚度差值调整电阻应变膜的加工参数以使得实测厚度接近参考厚度。
8、可选地,步骤s101中电阻应变膜上的电阻为惠斯顿电桥结构。
9、可选地,步骤s101中获取已加工好的电阻应变膜的电阻值是指检测惠斯顿电桥的四个电阻的电阻值。
10、可选地,步骤s101中获取已加工好的电阻应变膜的电阻值包括:
11、s201,在惠斯顿电桥的输入端分别输入不同大小的输入电压vin并检测惠斯顿电桥的输出电压vout;
12、s202,根据多组不同大小的输入电压vin及其输出电压vout基于下式建立多个方程:
13、vout=vin*[(r1r3-r2r4)/((r1+r2)(r3+r4))],
14、上式中,r1~r4分别为惠斯顿电桥的四个电阻的电阻值;
15、s203,将建立的多个方程联立求解,从而得到四个电阻的电阻值r1~r4。
16、可选地,步骤s102中将电阻值转换为电阻应变膜的实测厚度中的电阻值是指惠斯顿电桥的四个电阻的总电阻值、四个电阻的平均电阻值或者四个电阻指定的某一个电阻的电阻值。
17、可选地,步骤s102中将电阻值转换为电阻应变膜的实测厚度的函数表达式为:
18、h=ρl/(rw)
19、上式中,h为电阻应变膜的实测厚度,ρ为电阻应变膜的材料电阻率,l为电阻应变膜的长度,r为电阻应变膜的电阻值,w为电阻应变膜的宽度。
20、可选地,步骤s102中将电阻值转换为电阻应变膜的实测厚度是指将电阻值输入预先训练好的机器学习模型从而得到对应的电阻应变膜的实测厚度,所述机器学习模型被预先训练建立了电阻值、电阻应变膜的实测厚度之间的映射关系。
21、可选地,还包括针对已加工好的电阻应变膜进行下述测试:
22、零位电压测试:为已加工好的电阻应变膜输入指定大小的输入电压vin,判断该电阻应变膜的输出电压vout的绝对值是否超过预设阈值,若超过预设阈值则判定该电阻应变膜零位电压测试不达标;否则判定该电阻应变膜零位电压测试合格;
23、耐压测试:将已加工好的电阻应变膜的输入电压vin调整至设定上限值,获取已加工好的电阻应变膜在输入电压vin下的电阻值,若电阻应变膜的四个电阻中任意一个电阻的电阻值为0,则判定该电阻应变膜耐压测试不通过;否则判定该电阻应变膜耐压测试通过。
24、此外,本专利技术还提供一种用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工系统,包括相互连接的微处理器和存储器,所述微处理器被编程或配置以执行所述用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制方法。
25、此外,本专利技术还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,所述计算机程序用于被微处理器编程或配置以执行所述用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制方法。
26、和现有技术相比,本专利技术主要具有下述优点:
27、1、本专利技术利用电阻值的检测来替代电阻应变膜的厚度检测,能够有效降低为了实现纳米级别的电阻应变膜的厚度检测所需的设备和方法成本,能够有效降低金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制设备的成本。
28、2、本专利技术利用已加工好的电阻应变膜的电阻值来控制正在加工的电阻应变膜的厚度,通过这种非实时、非同一批次的耦合闭环控制方式,巧妙地解决了金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工过程中的金属沉积工艺采用的设备、材料可能会随着使用发生细微的变化的问题。
29、3、本专利技术包括计算实测厚度、参考厚度之间的厚度差值,根据厚度差值调整电阻应变膜的加工参数以使得实测厚度接近参考厚度,能够实现对电阻应变膜的厚度的精确控制。
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1.一种用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制方法,其特征在于,步骤S101中电阻应变膜上的电阻为惠斯顿电桥结构。
3.根据权利要求2所述用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制方法,其特征在于,步骤S101中获取已加工好的电阻应变膜的电阻值是指检测惠斯顿电桥的四个电阻的电阻值。
4.根据权利要求3所述用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制方法,其特征在于,步骤S101中获取已加工好的电阻应变膜的电阻值包括:
5.根据权利要求2所述用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制方法,其特征在于,步骤S102中将电阻值转换为电阻应变膜的实测厚度中的电阻值是指惠斯顿电桥的四个电阻的总电阻值、四个电阻的平均电阻值或者四个电阻指定的某一个电阻的电阻值。
6.根据权利要求1所述用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制方法,其特征在于,步骤S102中将电阻值转换为电阻应变膜的实测厚度的函数表达式为:
7.根据权利要求1所述用于金属基底压
8.根据权利要求3所述用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制方法,其特征在于,还包括针对已加工好的电阻应变膜进行下述测试:
9.一种用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工系统,包括相互连接的微处理器和存储器,其特征在于,所述微处理器被编程或配置以执行权利要求1~8中任意一项所述用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制方法。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序用于被微处理器编程或配置以执行权利要求1~8中任意一项所述用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制方法,其特征在于,步骤s101中电阻应变膜上的电阻为惠斯顿电桥结构。
3.根据权利要求2所述用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制方法,其特征在于,步骤s101中获取已加工好的电阻应变膜的电阻值是指检测惠斯顿电桥的四个电阻的电阻值。
4.根据权利要求3所述用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制方法,其特征在于,步骤s101中获取已加工好的电阻应变膜的电阻值包括:
5.根据权利要求2所述用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制方法,其特征在于,步骤s102中将电阻值转换为电阻应变膜的实测厚度中的电阻值是指惠斯顿电桥的四个电阻的总电阻值、四个电阻的平均电阻值或者四个电阻指定的某一个电阻的电阻值。
6.根据权利要求1所述用于金属基底压敏芯片的电阻应变膜加工控制方法,其特征在于,步骤s102中将电阻值...
【专利技术属性】
技术研发人员:王国秋,彭卓,王磊,
申请(专利权)人:湖南启泰传感科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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