标准内容
ICS 17. 100
中华人民共和国国家标准
GB/T28856--2012
硅压阻式压力敏感芯片
Silicon piezoresistive pressure-sensitive chip2012-11-05 发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2013-02-15实施
中华人民共和
国家标雅
硅压阻式压力敏感芯片
GB/T28856
中国标推出版社出版发行
北京市朝阳区和平里西街甲2号(100013)北京市西城区三里河北街16号(100045)网证 spc. net, cn
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开本880×12301/16
2013年3月第一版
印张1.25免费标准下载网bzxz
字数 31千字
2013年3月第一次印刷
书号:1550661-46291定价
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2规范性引用文件
3术语与定义
4分类
4.1电隔离类型
4.2敏感芯片参考感压腔类型
5基本参数
5. 1测量范围
5.2工作介质
工作温度范围
激励电源
基本性能要求
试验方法
环境条件
电气连接及外观
缴感电阻
漏电流
击穿电压
隔离电压
零点失调电压
常压失调电压
静态性能
稳定性
8,捡验规则
检验分类
出厂检验
8.3型式检验
标志、包装、运输及贮存
9.1标志·
9.2包装·
9.3运输
GB/T 28856—2012
GB/T 28856—2012
附录A(规范性附录)传感器性能指标的计算方法·A.1
实际校准特性
最小二乘法直线方程
满最程输出(Yps)……
非线性()
迟滞()
重复性()
雅确度(6)
零点漂移(d.)
热零点漂移(α)
热满最程输山漂移(@)
iiKicadiaikAca
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草,本标推由中国机械工业联合会提出。本标准由中国机械工业联合会归口。GB/T 28856—2012
本标准起草单位:沈阳仪表科学研究院、传感器国家工程研究中心、国家仪器仪表元器件质量监督检验中心、昆山双桥传感器测控技术有限公司、大连理工大学、中国电子科技集团公司第四十九研究所、北京鑫诺金传感技术有限公司、北京瑞普恩德斯豪斯仪表有限公司、南京沃天科技有限公司、中国仪器仪表协会传感器分会、中国仪器仪表学会仪表元件分会。本标主要起草人:唐慧、刘沁、徐秋玲、于振毅、张治国、徐淑霞、殷波、王冰、陈信琦、黄正兴、王文襄,郭宏、宁宁、李延夫、高峰。亚
1范围
硅压阻式压力敏感芯片
GB/T 28856--2012
本标准规定了硅压阻式压力敏感芯片(以下简称敏感芯片)术语和定义、分类基本参数,要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及贮存。本标准适用于硅压阻式压力敏感芯片。规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注月期的版本适用于本文件。凡是不注口期的引用文件,其最新版本(包括所有的修收单)适用于本文件。.GB/T151—2008包装储运图示标志GB/T28292002周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验)GB/T7665--2005传感器通用术语术语与定义
.GB/T7665-2005界定的以及下列术语和定义适用于本文件。硅压阻式压力敏感芯片siliconpieznresistiveprcssurc-scnsitivcchip利用硅材料的压阻效应,将压力变化转换成电阻变化的力敏感芯片。绝缘介质隔离dielectricisolation用绝缘层(如氧化物)围绕着单片半导体敏感芯片中的元件,使该芯片中的一个或多个元件之间形电的隔离。(元件包含弹性膜片)333
多余物foreign material
用压力为80kPa~l00kPa细小气流吹不掉的异物,passivation layer
钝花层
接在芯片表面上生长或淀积的氧化硅、氮化硅或其他绝缘材料。分类
4.1电隔离类型
按电陷离类型分为:
-P-V结腐离:
绝缘介质隔离。
TriKaicanaikAca-
GB/T 28856-—2012
4.2敏感芯片参考感压腔类型
按敏感芯片参考感压腔类型分为:开放式参考感压腔敏感芯片:
一密闭式参考感压腔嫩感芯片。5基本参数
5. 1测量范围
除另有规定外,敏感芯片测量范围宜从下列数系中选取:0,±1.0×10*,±1.6×10″,±2.0×10”,±2.5×10\,=3.0×10\,±4.0×10\,±5.×10,±6.0×10″,±8.0×10*
其中 n为整数,n=0,士1,±2,±3量程的单位为:Pa(kPa、MPa,GPa)。5.2工作介质
嫩感芯片的工作介质应为非导电性、无腐蚀性气体或液体。5.3工作温度范围
除另有规定外,推荐工作温度范围的下限值为:一90℃,一80℃,70℃,一60 ℃,-55℃,一45℃,-40 ℃,—30 ℃,-20 ℃,-10℃,0 ℃除另有规定外,推荐T作温度范围的上限值为:50℃,60℃,70℃,85℃,100℃,125℃,150℃,175,200,300℃.350CJ400℃,450,500℃,550℃.5.4励电源
恒流激励
敏感芯片采用恒流激励时,直流激励电流的数值不宜大于2 mA。5. 4.2植压激励
敏感芯片采用恒压激励时,直流激励电压宜从下列数值中选取:3VDC,5VLIC,6VDC,9VDC,10VEC,12VDC,15VDC,18VDC.24VIC,36VDC。6要求
6.1总则
敏感芯片应符合本标准和相关产品技术条件(详细规范)的规定,当本标准的要求与产品技术条件(详细规范)的要求不一致时,应以产品技术条件(详细规范)为准。6. 2基本性能要求
6.2.1电气连接
敏感芯片的电气连接方式应符合产品技术条件(详细规范)的规定。2
6.2.2外观
敏感芯片正面
6. 2. 2. 1
敏感芯片正面应符合下列要求:GB/T 28856—2012
缺损、裂纹及划伤缺陷不应触及距离有效图形和敏感膜片25μm范围内区域:a)
b)敏感芯片缺损、裂纹或划伤裂纹不应延伸到金属化区或与之接触:c)距离敏感电阻25μm范围内钝化层不应有坑或针孔;d)金属化层损伤而暴露出下层钝化层,使保留的未被破坏的金属宽度应大于标称金属条宽度的50%;
c)在敏感芯片表面上附着的多余物的尺寸在任何一个方向上均应不大于25μ,6. 2. 2. 2
敏感芯片背面(适用时)
感芯片背面应符合下列要求:
a)封接面应闭合;
b)静封缺陷应不影响标称封接面的封接:c)敏感膜片上应无残留物。
6.2.3敏感电阻
敏感芯片的敏感电阻标称阻值应符合产品技术条件(详细规范)的规定。其值宜从下列数值中取.350n,600m,1km,2km,3km,4ka.5km.8kn.10k2.12.5kn,15k2.20kn.25km。敏感电阻阻值的允差用阻值的百分数表示,宜来用下列数值:上10%,土15%,土20%,土25%。6,2.4 漏电流
敏感芯片的敏感电阻与硅基底间在规定的偏置电压下,允许漏电流应符合产品技术条件(评细舰范)的规定。
偏置电压推荐从下列数值中选取:10VDC15VDC20VDC,25VDC,30VDC,35VDC,40VTC。.6.2.5击穿电压
对于P-V结隔离型敏感芯片,敏感芯片的敏感电阻与硅基底阀在允许通过的最大规定电流下,击穿电压应符合产品技术条件(详细规范)及硬击穿的规定,最小击穿电压值宜从下列数值中选取10VDC,15VDC,20VDC,25VDC,30VDC,40VDC,50VDC,80VDC,100VDC.测试电流推荐从下列数值中选取:2μA,5μA,10μA,20μA,50μA。6.2.6隔离电压
对于绝缘介质隔离型敏感芯片,敏感芯片的敏感电阻与硅基底间在允许通过的最大规定电流下,隔离电压应符合产品技术条件(详细规范)的规定。最小隔离电压值宜从下列数值中选取:10VDC,15VDC,20VDC,25VDC,30VDC,40VDC,50VDC,80VDC,100VDC。测试电流推荐从下列数值中选取:IμA,2μA,5μA,10μA。6.2.7零点失调电压
对于开放式参考感压腔敏感芯片,在规定的激励电源激励下,敏感芯片的零点失调电压应符合产品技术条件(详细规范)的规定。其值宜从以下范圃中选取:士1mV,士5tV,士10mV,士15mV,士20mV,TiiKacaaaiKAca-
GB/T 28856—2012
±30 mV,±50 mV,
6.2.8常压失调电压
对于密闭式参考感压腔敏感芯片,在规定的激励电源激励下,敏感芯汁常压下的失调电压应符合产品技术条件(详细规范)的规定。其值宜从以下范围中选取:+1mV,士5mV,士10mV,土15mV.士20mV±30mV,±50mV≤100mV,≤150tmV6.2. 9静态性能
6.2.9.1满量程输出
敏感芯片在规定的激励电源激励下,满量程输出应符合产品技术条件(详细规范)的规定。其值宜从下列数值中选取:230mV,=40mV,260mV,280mV,2100mV.120mV,2150mV.2200mV,2300 mV,2400 mV,22500 mV。
6.2. 9.2 非线性
敏感芯片的非线性应符合产品技术条件(详细规范)及表1的规定。表 1敏感芯片非线性、迟滞、重复性、准确衰等级准砸度等级
6.2.9.3退带
非线性
敏感芯片的退滞应符合产品技术条件(详细规范)及表1的规定。6. 2. 9. 4 重复性
薄复性
敏感芯片的重复性应符合产品技术条件(详细规范)及表1的规定。6. 2. 9. 5准确度
敏感芯片的准确度应符合产品技术条件(详细规范)及表1的规定。6.2.9.6过载
敏感芯片的过裁应符合产品技术条件(详细规范)的规定。6.2. 10稳定性
6.2.10.1零点漂移
撤感芯片在规定时间内的零点激移应符合产品技术条件(详细规范)的规定。4
准碲度
±0,23
规定时间宜从下列值中选取:4b,8h,12h,24h,48h,72h,96h.120h。GB/T 28856—20 12
漂移量数值宜从下列值中选取:≤0.05%FS,≤0.1%FS,0.25%FS≤0.5%FS。6.2.10.2热零点漂移
敏感芯片的热零点漂移应符合产品技术条件(详细规范)及表2的规定。表2教感芯片热零点漂移和热满量程输出漂移准确度等级
注:微励电源为1mA。
6.2.10.3热满量程输出漂移
热零点漂
热满母程输出漂移
%FS/℃
敏感芯片的热满量程输出漂移应符合产品技术案件(详细规范)及表2的规定7试验方法
7.1环境条件
7.1.1环境净化条件
敏感芯片应在不低于 10方级的净化间内检验,7. 1. 2
参比大气条件
敏感芯片的参比大气条件为:
温度;20 ℃±2 ℃;
相对湿度:30%~60%;
大气乐力:86kPa~106kPa
7.1.3一般试验的大气条件
当敏感芯片不可能或无必要在参比大气条件下进行试验时,推荐使用下述大气条件:一湿度:15℃~30℃;
·相对湿度:≤65%;
大气压力:86 kPa~106 kPa。
7.2电气连接及外观
敏感芯片应采用不低于10倍放大倍数的显微镜进行检查,检查应在照明条件下进行。结果应符合5
irKicaaaiKAca=
GB/T 28856--2012
6.2.1,6.2.2 的要求。
7.3敏感电阻
测量各敏感电阻引出焊盘之间的电阻阻值,结果应符合 6. 2. 3 的要求。7.4漏电流
7. 4. 1P-N 结隔离型敏感芯片
按图1所示的电气连接方式连接,在规定的偏置电压U下,测量无光照条件下标准电阻R标两端的电压 V,按公式(1)计算出敏感芯片的漏电流,结果应符合 6. 2. 4 的要求。R
敬感电阻
碰茶底
图1P-N结腰离芯片漏电流测试电气连排图V
Is\R标
式中:
「漏电流,单位为纳安(nA):
V--—-标摊电阻R标上的取样电压、单位为伏(V);R-——标准电阻的阻值,单位为兆欧(MQ)。7.4.2绝介质隔离型敏感芯片
(1)
按图2所示的电气连接方式连接,在规定的偏置电压U下,测量标准电阻R两端的电压V,按公式(1)计算出敏感芯片的漏电流,结果应符合6.2.4的要求。R
敏够电阻
硅基病
图2绝缘介质隔离芯片漏电流测试电气连接图7.5击穿电压
在规定的测试电流下,测量各敏感电阻引出焊盘与硅基底的引出焊盘之间的反向电压,在无光照条件下,结果应符合 6.2. 5 的要求。6
7.6隔离电压
GB/T28856--2012
在规定的测试电流下,测量各敏感电阻引出焊盘与硅基底的引出焊盘之间的电压,结果应符合6.2.6的要求。
7.7 零点失调电压
按6.2.1规定进行电气连接,施加5.4规定的激励供电,测试输出电压,结果应符合6.2.7的要求。7.8常压失调电压
按6.2.1规定进行电气连接,施加5.4规定的激励供电,测试输出电压,结果应符合6.2.8的要求。7.9静态性能
7.9.1装配
将敏憾芯片固定在可加载荷测试的基座土,逃行引线键合将信号引出,并进行桥臂电阻、漏电流、击穿电压、隔离电压的测试,结果应符合6.2.3.6.2.4、6.2.5、6.2.6的要求。敏感芯片表面应保持清洁→燥,防止灰尘和水气沾污。7.9.2试验
装配后的敏感芯片置于试验环境条件下不少下2h,按6.2.1规定的电气连接方式连接好测试系统,施加5.4规定的激励供电,须热30min给敏感芯片从零负荷加裁到额定负荷。待负荷稳定时,再退至零负荷,如此施加3次预负荷后,在缴感芯片的全量程范国内选择均勾分布的5个~11个试验点进行示值校推。示值校准从测量范围下限开始,按规定的校准点平稳地加负荷,读取每个校准点上加负荷时敏感芯片的输出值,一直到测量范图的上限(称正行程)。然后按原校准点顺序回校(称反行程)。一个正、反行程为一个循环,连续进行3个或3个以上标定循环。
7.9.3满量程输出
按附录A.3的规定计算敏感芯片的满量程输出,结果应符合6.2.9.1的要求。7.9.4非线性
按附录A.4的规定计算敏感芯片的非线性,结果应符合6.2.9.2的要求。7.9.5退滞
按附录A.5的规定计算敏感芯片的迟滞,结果应符合6.2.9.3的要求。7.9.6重复性
按附录A.6的规定计算敏感芯片的重复性,结果应符分6.2.9.4的要求。7.9. 7准确度
按附录A.7的规定计算敏感芯片的准确度,结果应符合6.2.9.5的要求。7.9.8过载
按产品技术条件(详细规范)规定,对装配后的敏感芯片施加过载负荷,保持吋间不少于1min,然7
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