半导体应变片贴片时硅条是沿测量方向吗

半导体应变片贴片时硅条是沿测量方向吗,第1张

半导体应变片是将单晶硅锭切片、研磨、腐蚀压焊引线,最后粘贴在锌酚醛树脂或聚酰亚胺的衬底上制成的。是一种利用半导体单晶硅的压阻效应制成的一种敏感元件。

利用半导体单晶硅的压阻效应制成的一种敏感元件,又称半导体应变片。压阻效应是半导体晶体材料在某一方向受力产生变形时材料的电阻率发生变化的现象(见压阻式传感器)。半导体应变片需要粘贴在试件上测量试件应变或粘贴在d性敏感元件上间接地感受被测外力。利用不同构形的d性敏感元件可测量各种物体的应力、应变、压力、扭矩、加速度等机械量。半导体应变片与电阻应变片(见电阻应变片相比,具有灵敏系数高(约高 50~100倍)、机械滞后小、体积小、耗电少等优点。P型和N型硅的灵敏系数符号相反,适于接成电桥的相邻两臂测量同一应力。早期的半导体应变片采用机械加工、化学腐蚀等方法制成,称为体型半导体应变片。它的缺点是电阻和灵敏系数的温度系数大、非线性大和分散性大等。这曾限制了它的应用和发展。自70年代以来,随着半导体集成电路工艺的迅速发展,相继出现扩散型、外延型和薄膜型半导体应变片,上述缺点得到一定克服。半导体应变片主要应用于飞机、导d、车辆、船舶、机床、桥梁等各种设备的机械量测量。

半导体应变片 在受到应力作用时,其电阻会发生相应的变化,因此可制做测力传感器,广泛应用于自动衡器及力、速度等的测量。

半导体应变片有以下几种类型:

1)体型半导体应变片

这是一种将半导体材料硅或锗晶体按一定方向切割成的片状小条,经腐蚀压焊粘贴在基片上而成的应变片。

2)薄膜型半导体应变片

这种应变片是利用真空沉积技术将半导体材料沉积在带有绝缘层的试件上而制成。

3)扩散型半导体应变片

将P型杂质扩散到N型硅单晶基底上,形成一层极薄的P型导电层,再通过超声波和热压焊法接上引出线就形成了扩散型半导体应变片。图2.1.4为扩散型半导体应变片示意图。这是一种应用很广的半导体应变片

一般的应变片,不管是金属应变片,还是半导体应变片,都是基于材料的压阻效应——应力使电阻发生改变的现象来工作的。(另外,也有采用压电效应来工作的应变片。)半导体应变片的特点:在较小功耗下具有较高的灵敏度和较大的电阻变化。金属应变片的特点:温度稳定性较好,线性度高,应变范围大(可达到4%,而半导体应变片只能达到0.3%),使用方便(可贴敷在弯曲表面上)。


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