1.2 Фольговые тензорезисторы
Фольговые тензорезисторы имеют решетку из тонколистового металла (фольги) толщиной 5 ... 10 мкм. Основой тензорезистора является пленка из синтетической смолы или бумага, пропитанная клеем. Толщина пленочного основания тензорезистора составляет 30 ... 40 мкм, бумажного – 80 ... 100 мкм. Выводы обычно изготовляют из медной проволоки 0,12 ... 0,15 мм. Фольговые тензорезисторы по сравнению с петлевыми проволочными имеют, как правило, лучшие технико-метрологические характеристики. Решетка может быть выполнена практически любой формы и размеров. Элементы решетки фольговых тензорезисторов имеют прямоугольное сечение с более выгодным отношением периметра к площади поперечного сечения, чем в тензорезисторах с круглым сечением элементов решетки. Благодаря этому рассеяние тепла фольговым тензорезистором происходит гораздо лучше, а допустимый рабочий ток и выходной сигнал могут быть значительно больше, чем у проволочного тензорезистора при тех же размерах. Фольговые по сравнению с проволочными имеют существенно более низкую чувствительность в поперечном направлении за счет увеличения ширины поперечных участков решетки. Технология изготовления фольговых тензорезисторов основана на использовании фотохимических процессов и обеспечивает получение решетки любой формы с базами от 0,3 мм и более. Технология удобна для массового производства.
|
|
|
Рисунок 3 – Фольговый тензорезистор |
Основные технологические этапы технологии изготовления фольговых тензорезисторов:
1. Проектирование тензорезистора и изготовление чертежа решетки.
Изготовление фотошаблона. Фотошаблон – изображение тензорезистора на фоточувствительной пленке или пластине в натуральную величину. На одном фотошаблоне обычно помещают от 60 до 200 изображений решеток тензорезисторов.
3. Нанесение рисунка решетки на фольгу. Эту операцию осуществляют путем контактного копирования с негатива на фольгу, предварительно покрытую светочувствительным кислотоупорным составом.
4. Травление. Участки фольги, не покрытые кислотоупорным составом, растворяются.
5. Присоединение выводных проводников.
6. Заделка в пленку.
1.3 Пленочные фоторезисторы
Тензорезисторы этого типа получают путем вакуумной возгонки (сублимации) тензочувствительного материала и последующей его конденсации на подложку.
1.4 Полупроводниковые тезорезисторы дискретного типа
Представляют собой тонкие полоски из кремния или германия. Толщина 20 ... 50 мкм, длина 2 ... 12 мм, ширина 0,15 ... 0,5 мм. Изменение сопротивления полупроводникового элемента при деформации в десять раз больше, чем проводникового. Существенно выше и величина выходного сигнала. Изготавливаются обычно путем резки монокристалла с последующим травлением. Травление необходимо для того, чтобы на поверхности тензочувствительного элемента не осталось микротрещин от механической обработки.
Поликристаллические не используют из-за большого гистерезиса и временной нестабильности их характеристик.
1.5 Интегральные полупроводниковые тензорезисторы
Изготавливают по методу планарной технологии. Выращивают непосредственно на упругом элементе, выполненном из кремния или сапфира. Выращивают структуры в виде полумоста или моста и термокомпенсирующие элементы.
КНК – кремний на кремнии.
КНС – кремний на сапфире.
Наибольшее распространение получили КНС. Недостатком КНК является невысокая надежность ввиду несовершенства электроизоляционных свойств р-n перехода.