style="width:4.60011in;height:2.5333in" /> 本文是学习GB-T 28856-2012 硅压阻式压力敏感芯片. 而整理的学习笔记,分享出来希望更多人受益,如果存在侵权请及时联系我们
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。
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，仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 191—2008 包装储运图示标志
GB/T 2829—2002 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/T 7665—2005 传感器通用术语
GB/T 7665—2005 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1
硅压阻式压力敏感芯片 silicon piezoresistive
pressure-sensitive chip
利用硅材料的压阻效应，将压力变化转换成电阻变化的压力敏感芯片。
3.2
绝缘介质隔离 dielectric isolation
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
成电的隔离。(元件包含弹性膜片)
3.3
多余物 foreign material
用压力为80 kPa～100 kPa细小气流吹不掉的异物。
3.4
钝化层 passivation layer
直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。
按电隔离类型分为：
——P-N 结隔离；
——绝缘介质隔离。
GB/T 28856—2012
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；
— 密闭式参考感压腔敏感芯片。
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",±5.0×10",±6.0×
10",±8.0×10"。
其中n 为整数，n=0,±1,±2,±3…。
量程的单位为：Pa(kPa、MPa、GPa)。
敏感芯片的工作介质应为非导电性、无腐蚀性气体或液体。
除另有规定外，推荐工作温度范围的下限值为：
-90℃,-80℃,-70℃,-60℃,-55℃,-45℃,
-40℃,-30℃,-20℃,-10℃,0℃。
除另有规定外，推荐工作温度范围的上限值为：50℃,60℃,70℃,85℃,100℃,125℃,150℃,
175℃,200℃,300℃,350℃,400℃,450℃,500℃,550℃。
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。
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,5VDC,6VDC,9VDC,
10VDC,12VDC,15VDC,18VDC,24VDC,36VDC。
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。
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。
GB/T 28856—2012
6.2.2.1 敏感芯片正面
敏感芯片正面应符合下列要求：
a) 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；
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%;
e) 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25
μm。
6.2.2.2 **敏感芯片背面(适用时
敏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。
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选
取：3502,600Ω,1 k2,2kΩ,3kΩ,4kΩ,5kΩ,8k2,10kΩ,12.5kΩ,15kΩ,20kΩ,25kΩ。
敏感电阻阻值的允差用阻值的百分数表示，宜采用下列数值：±10%,±15%,±20%,±25%。
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(详细规
范)的规定。
偏置电压推荐从下列数值中选取：10VDC,15VDC,20VDC,25VDC,30VDC,35VDC,40VDC。
对于P-N
结隔离型敏感芯片，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，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。
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：1μA,2μA,5μA,10μA。
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。其值宜从以下范围中选取：±1 mV,±5mV,±10 mV,±15
mV,±20 mV,
GB/T 28856—2012
±30 mV,±50 mV。
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，敏感芯片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：±1 mV,±5mV,±10 mV,±15
mV,±20 mV,
±30 mV,±50 mV,≤100 mV,≤150 mV。
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：≥30 mV,≥40 mV,≥60 mV,≥80 mV,≥100 mV,≥120 mV,≥150 mV,≥200
mV,
≥300 mV,≥400 mV,≥500 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、准确度等级
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6.2.9.3 迟 滞
敏感芯片的迟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
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
敏感芯片的过载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
敏感芯片在规定时间内的零点漂移应符合产品技术条件(详细规范)的规定。
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规定时间宜从下列值中选取：4 h,8h,12h,24 h,48h,72 h,96 h,120 h。
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 敏感芯片热零点漂移和热满量程输出漂移
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6.2.10.3 热满量程输出漂移
敏感芯片的热满量程输出漂移应符合产品技术条件(详细规范)及表2的规定。
敏感芯片应在不低于10万级的净化间内检验。
敏感芯片的参比大气条件为：
——温度：20℃±2℃;
——相对湿度：30%～60%;
——大气压力：86 kPa～106 kPa。
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：
— 温度：15℃~30℃;
— 相对湿度：≤65%;
——大气压力：86 kPa～106 kPa。
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
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6.2.1、6.2.2的要求。
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。
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 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。
style="width:4.60011in;height:2.5333in" />
图 1 P-N 结隔离芯片漏电流测试电气连接图
style="width:1.01999in;height:0.61996in" /> ………………………… (1)
式中：
I—— 漏电流，单位为纳安(nA);
V — 标准电阻R 上的取样电压，单位为伏(V);
R标——标准电阻的阻值，单位为兆欧(MΩ)。
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。
style="width:4.77994in;height:2.59996in" />
图 2 绝缘介质隔离芯片漏电流测试电气连接图
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。
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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。
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。
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。
将敏感芯片固定在可加载荷测试的基座上，进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干燥，防止灰尘和水气沾污。
装配后的敏感芯片置于试验环境条件下不少于2 h,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，预热30 min。
给敏感芯片从零负荷加载到额定负荷。待负荷稳定时，再退至零负荷，如此施加3次预负荷后，在
敏感芯片的全量程范围内选择均匀分布的5个～11个试验点进行示值校准。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 围的上限(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。
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。
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。
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。
按附录 A.6 的规定计算敏感芯片的重复性，结果应符合6.2.9.4的要求。
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。
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，保持时间不少于1
min, 然
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后退至零负载，重复3次。恢复3 min 后测试，结果应符合6.2.9.6的要求。
7.10.1 零点漂移
按产品技术条件(详细规范)规定，对装配后的敏感芯片在恒温条件下，不加载荷，在规定的时间内
选择均匀分布的不少于9个时间试验点记录敏感芯片的零点输出，零点漂移按附录
A.8 的规定进行计
算，结果应符合6.2.10.1的要求。
7.10.2 热零点漂移
将装配后的敏感芯片放入高低温试验箱中，分别在：室温、上限工作温度、下限工作温度各恒温1
h
[或按产品技术条件(详细规范)规定的时间],记录上述各温度点的零点输出值。热零点漂移按附录
A.9 的规定进行计算，结果应符合6.2.10.2的要求。
7.10.3 热满量程输出漂移
将装配后的敏感芯片放入高低温试验箱中，分别在：室温、上限工作温度、下限工作温度各恒温1
h
[或按产品技术条件(详细规范)规定的时间],记录上述各温度点的满量程输出值。热满量程输出漂移
按附录 A.10 的规定进行计算，结果应符合6.2.10.3的要求。
检验分为出厂检验和型式检验。
每只敏感芯片应经制造厂检验部门按照规定的检验项目进行检验，检验合格后方可出厂。出厂检
验项目、检验顺序按表3规定进行。
表 3 检验项目和检验顺序
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表 3 ( 续 )
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敏感芯片具备下列情况之一时，应进行型式检验。
——新产品或老产品转厂生产的试验定型鉴定；
——正式生产后，如结构、材料、工艺等有重大改变；
—
正常生产时，定期或积累一定产量后，应周期性地进行检验，检验周期一般应为2年；
——产品停产1年以上，恢复生产时；
—— 同类型产品进行比对时；
—— 国家质量监督机构提出进行型式检验的要求时。
型式检验项目及检验顺序按表3的规定进行，根据敏感芯片的不同用途可适当增减检验项目。
型式检验的抽样按GB/T 2829—2002
相应条款执行，以不合格品数为判断依据。样本量 n=10,
采用判别水平I 的一次性抽样方案，采用不合格质量水平 RQL=20, 判定数组
Ac=1、Re=2。 项目判
定每只样品有1个B 类不合格或3个C
类不合格，结果判定该样品合格。10只样品中有1只不合格，
判定该批产品合格；有2只以上(含2只)不合格，判定该批产品不合格。
判定数组样本共10只，由质量管理部门按随机的方式抽取，生产部门提供的样品基数应大于2倍
抽样样品数量。
检验结果被判定为型式检验不合格时，按 GB/T 2829—2002 中的规定进行处理。
经型式检验后的样品，按GB/T 2829—2002 中的规定进行处理。
GB/T 28856—2012
在敏感芯片包装盒上应标明：
a) 敏感芯片版图代码；
b) 量程；
c) 受压方式；
d) 数量；
e) 生产批次号。
在敏感芯片的外包装箱(盒)外表上应有运输标志，并标明：
a) 产品名称及型号规格；
b) 收货单位；
c) 发货单位；
d) 注意标志；
e) 装箱日期。
敏感芯片的包装应符合设计文件要求，包装的图示标志应符合 GB/T 191—2008
的规定。敏感芯
片应采用防尘、防划伤、防静电的专用包装盒进行包装，包装盒外部应采用防震、防雨、防潮气聚集的塑
料薄膜包裹，顶部、底部及产品四角应按需衬垫泡沫层；技术文件如使用说明书、合格证明书和保修单等
应进行密封防潮包装，固定在包装箱内部明显的位置。
随箱文件包括：
a) 装箱单；
b) 产品合格证；
c) 使用说明书；
d) 其他相关文件资料。
包装成箱的敏感芯片运输应严格遵照包装箱上注明的条件。运输方式按订货合同上说明的要求
执行。
敏感芯片应存放在不低于10℃~35℃、相对湿度不大于65%、洁净度不低于10万级的净化环境
内，环境内空气中不得含有腐蚀性气体。
GB/T 28856—2012
(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
敏感芯片的实际校准特性通过敏感芯片装配成敏感器件的静态校准获得。
设在敏感芯片的整个测量范围内有m 个校准点， 一般取m=(5～11) 点，进行 n
次压力循环校准试 验，校准循环一般取n=(3～5) 次，则在任一校准点上分别有 n
个正、反行程试验数据，按公式(A. 1) 计
算每个校准点上正行程试验数据的平均值，按公式(A.2)
计算每个校准点上反行程试验数据的平均值，
按公式(A.3) 计算总的平均值。
正行程平均值：
style="width:1.85323in;height:0.74668in" /> … …………………… (A.1)
反行程平均值：
style="width:1.82664in;height:0.71346in" /> … … … … … … … … … …(A.2)
总平均值：
style="width:2.27331in;height:0.5599in" /> … … … … … … … … … …(A.3)
式中：
Yug— 正行程第 i 个校准点第j 次的示值(i=1,2,3, …,m,j=1,2,3, …,n);
Yoj— 反行程第i 个校准点第j 次的示值(i=1,2,3, …,m,j=1,2,3, …,n);
Y;—- 第 i 个校准点正反行程总平均值；
n — 重复试验次数；
— 校准点个数。
A.2 最小二乘法直线方程
按公式(A.4), 最小二乘法直线方程为：
Yis=a+bX … … … … … … … … … …(A.4)
截距a 按公式(A.5) 计算：
style="width:4.07336in;height:1.4399in" />
……………
…… … (A.5)
斜率b 按公式(A.6) 计算：
style="width:3.46007in;height:1.4399in" />
… … … … … … … … … …(A.6)
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式中：
X;—— 第 i 个校准点的压力值(i=1,2,3, …,m)。
A.3 满量程输出(Y)
敏感芯片测量上限输出值与测量下限输出值之差的绝对值(以理论特性直线的计算值为依据)为满
量程输出，按公式(A.7) 计算：
Yrs=\|b · (XH-X)\| … … … … … … … … … …(A.7)
式中：
b —— 理论工作直线的斜率；
XH—— 测量上限的压力值；
X₁— 测量下限的压力值。
A.4 非线性(ξ)
敏感芯片的非线性指标，按公式(A.8) 计算：
style="width:3.13329in;height:0.6534in" /> … … … … … … … … … …(A.8)
式中：
Y, — 根据公式(A.3) 式计算出的第 i 个校准点正反行程总平均值；
Yis—— 根据公式(A.4) 式计算出的最小二乘直线方程的输出值；
Yrs ——满量程输出值。
A.5 迟滞(5n)
按公式(A.9) 计算敏感芯片的迟滞：
style="width:3.18663in;height:0.6468in" />
式中：
……………
………… (A.9)
Yu;—— 同一校准点上正行程示值的平均值；
Yp;—— 同一校准点上反行程示值的平均值。
A.6 重复性(5R)
采用贝赛尔公式分别计算每个校验点上正、反行程输出值的子样标准偏差：
按公式(A. 10) 计算正行程子样标准偏差 sui:
style="width:3.60655in;height:0.7535in" /> ……… ……………… ( A.10)
按公式(A. 11) 计算反行程子样标准偏差 spi:
style="width:3.56675in;height:0.7667in" /> ……… ……………… (A.11)
按公式(A. 12) 计算敏感芯片在整个测量范围内的子样标准偏差 s:
style="width:3.23336in;height:0.74668in" /> … … … … … … … … … …( A. 12)
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则按公式(A. 13) 计算敏感芯片的重复性：
style="width:1.94669in;height:0.59334in" /> …… ………………… (A.13)
式中：
λ ——包含因子，敏感芯片的校准试验， 一般只作 n=(3～5)
个循环，其测量值属于小样本。对于小 样本，t
分布比正态分布更符合实际情况。本标准按 t 分布取包含因子λ=to.gs ( 保 证
9 5 % 的
置信度)。 to.9s与校准循环次数 n 的关系见表A. 1。
表 A. 1 校准循环次数与包含因子
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A.7 准确度(ξ)
A.7.1 准确度计算原则
敏感芯片的准确度是系统误差与随机误差的综合反映，即取决于系统误差带U₁
与随机误差带 U₂
的大小。
A.7.2 敏感芯片的系统误差带 U,
按公式(A. 14) 计算正行程的系统误差：
( △Y)u;=\|Yu;—Yis Imax
按公式(A. 15) 计算反行程的系统误差：
( △Y)pi=\|Yo—Yislmax
则按公式(A. 16) 计算系统误差带U:
U₁=max{( △Y)ui,( △Y)p}
A.7.3 敏感芯片的随机误差U₂
按公式(A. 17) 计算敏感芯片的随机误差带U₂:
U.=±3s
A.7.4 敏感芯片的准确度(ξ)
按公式(A. 18) 计算敏感芯片的准确度：
style="width:3.18663in;height:0.63316in" />
…… … …………… (A.14)
… … … … … … … … … …(A. 15)
…… ………………… (A.16)
……… ……………… (A.17)
… … … … … … … … … …(A. 18)
A.8 零点漂移(d,)
按公式(A. 19) 计算敏感芯片的零点漂移d₂:
style="width:3.08672in;height:0.63338in" /> … … … … … … … … … …(A. 19)
式中：
Yx— 零点漂移考核期间内零点示值的最大值；
style="width:3.09994in" />GB/T 28856—2012
Ymin——零点漂移考核期间内零点示值的最小值。
A.9 热零点漂移(α)
按公式(A.20) 计算敏感芯片的热零点漂移α:
style="width:3.52002in;height:0.62656in" /> … … … … … … … … … …(A.20)
式中：
₁ — 室温，单位为摄氏度(℃);
t₂ — 上限补偿温度或下限补偿温度，单位为摄氏度(℃);
Y₁(t₁)-— 室温时，敏感芯片的零点输出；
Y₁(t₂)— 上限补偿温度或下限补偿温度下，敏感芯片零点输出；
Yrs(t₁)——t₁ 温度下敏感芯片满量程输出。
A. 10 热满量程输出漂移(β)
按公式(A.21) 计算敏感芯片的热满量程输出漂移β;
style="width:6.06662in;height:0.64658in" /> … … … … … …(A.21)
式中：
YH(t₁)— 室温时，敏感芯片的测量上限输出；
Yn(t₂)— 上限补偿温度或下限补偿温度下，敏感芯片的测量上限输出。
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