[實用新型]壓力傳感器與測試器件

有效

• 申請號: 201520778734.2
• 申請日: 2015-10-09
• 公開（公告）號: CN205049266U
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發明（設計）人: A·帕加尼
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: G01L1/00
• 分類號: G01L1/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

技術領域

本公開涉及電子器件領域，并更為具體地涉及壓力傳感器。

背景技術

在固體結構中，特別是在例如橋梁、建筑物、隧道、鐵軌、安全殼壁、大壩、路堤、管線以及城市運輸線的地下結構等的承重結構中，在許多點監測如壓力、溫度和機械應力等的重要參數是重要的。這樣的監測被周期地或連續地執行，并且在結構的初始階段以及壽命期間均是有利的。

出于這一目的，在該領域的方法包括基于電子傳感器的電子監測的應用，其能夠以低成本提供良好的性能。通常，將這樣的器件應用到待被監測的結構的表面上，或者應用到結構中已預見的凹陷內部的并能從外部訪問的表面上。

然而，這樣的器件無法徹底地檢測待被監測的結構內的參數，為了評估結構的質量、安全性、老化、對變化的大氣狀況的反應等，了解結構內的參數可能是有用的。此外，這樣的器件僅可以在結構已被構建之后應用。因此，它們無法評估可能的初始缺陷。

在Yamashita等人的美國專利號6,950,767中公開了針對這些需求的方法，其提供了一種完全被包含(即，“被掩埋”)在材料(例如，鋼筋混凝土)內的電子監測器件，根據該電子監測器件來制造待被監測的結構。更加具體地，被掩埋在結構中的器件是由不同的部分組成的、包封在單一容器中的整個系統，不同的部分組裝到襯底上(諸如，集成電路、傳感器、天線、電容器、電池、存儲器、控制單元)，并且此外制作在通過由金屬連接制成的電連接連接在一起的不同芯片中。

Yamashita等人的美國專利號6,950,767的系統還包括具有與電源相關的功能的子系統，例如，在通過電磁波從外部接收能量的情況中的整流器，或用于在內部生成電源的其自身的電池。應當注意到，旨在初始“嵌入”在建筑材料(例如，隨后將固化的液態混凝土)中并然后保持“掩埋”在固體結構中的監測系統承受臨界條件，例如，可能甚至為幾百個大氣壓力的極高壓力。還存在其他由于例如水分滲透而引起的能夠損壞系統的隨時間的磨損。

諸如在Yamashita等人的美國專利號6,950,767中公開的，系統的潛在缺點來源于系統為復雜系統這一事實，即使它們被封閉在封裝中，并且因此在面臨系統在其中工作的操作條件時，系統可能被損壞。特別地，封裝的各個部分之間的電互連可能是脆弱的。

此外，在封裝中設置有允許傳感器檢測相關參數“窗口”，其對于可能的濕度滲透可能成為弱點。此外，涂覆材料中的裂縫或瑕疵可能使得水分穿透到封裝內部并引起短路。除水分之外，諸如潛在的腐蝕酸性物質之類的其他物質也可以滲透。總之，盡管針對所述的使用而設計系統，但如在Yamashita等人的美國專利號6,950,767的系統的可靠性由于這樣的(盡管小型化的)系統的結構的復雜性而具有局限性。

實用新型內容

總地來說，一種用于定位在結構內的傳感器可以包括壓力傳感器集成電路IC，壓力傳感器集成電路IC包括響應于彎曲的壓力傳感器電路和耦合到壓力傳感器電路的收發器電路。壓力傳感器可以包括在其中具有凹陷、耦合到壓力傳感器集成電路IC的支撐體，使得在壓力傳感器受到外部壓力時，壓力傳感器向凹陷內彎曲。

更具體地，壓力傳感器集成電路IC可以包括耦合到收發器電路用于接收射頻(RF)能量的導電天線跡線。例如，凹陷在形狀上可以是梯形的。

在一些實施例中，壓力傳感器可以進一步包括在壓力傳感器集成電路IC與支撐體之間的玻璃粉鍵合層。此外，支撐體可以包括限定凹陷并且包括耦合到收發器電路的附加導電天線跡線的第一層，以及鄰近第一層的第二層。

在其他實施例中，壓力傳感器可以進一步包括至少一個襯底，至少一個襯底鄰近壓力傳感器集成電路IC并且包括耦合到收發器電路的附加導電天線跡線。至少一個襯底可以包括從壓力傳感器集成電路IC向外橫向延伸的柔性襯底。附加導電天線跡線可以圍繞壓力傳感器集成電路IC。支撐體可以包括例如陶瓷材料、玻璃材料以及硅材料中的至少一種。

另一方面涉及一種用于至少一個被測壓力傳感器的測試器件。至少一個被測壓力傳感器被定位在結構內并且可以包括壓力傳感器集成電路IC以及在其中具有凹陷、耦合到壓力傳感器集成電路IC的支撐體，壓力傳感器集成電路IC包括響應于彎曲的壓力傳感器電路以及耦合到壓力傳感器電路的收發器電路。測試器件可以包括：被配置為向至少一個被測壓力傳感器的支撐體施加壓力的探測塊；以及被配置為向至少一個被測壓力傳感器的壓力傳感器集成電路IC施加壓力以及生成RF能量以激活至少一個被測壓力傳感器的無線卡。