[發明專利]高靈敏度硅壓阻式力傳感器

在審

• 申請號: 201711392719.4
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108225626A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: B.斯佩爾里奇;R.A.戴維斯
• 申請（專利權）人: 霍尼韋爾國際公司
• 主分類號: G01L1/18
• 分類號: G01L1/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蘇耿輝;傅永霄

本發明涉及高靈敏度硅壓阻式力傳感器，實施例涉及用于通過使用感測管芯來感測力的系統和方法。管芯可以包括：芯片，所述芯片包括板；致動元件，所述致動元件配置為在所述板的中心處或者附近與所述板接觸，并且配置為將力施加至所述板；以及一個或者多個感測元件，所述一個或者多個感測元件由所述板支撐，其中，所述板的寬度與所述一個或者多個感測元件之間的距離的比率是至少2/1。方法可以包括：提供包括芯片的感測管芯，所述芯片上形成在有板；將力施加至所述感測管芯的所述板；以及經由附接至所述板的一個或者多個感測元件確定施加至所述板的所述力的大小，其中，所述板的寬度與所述感測元件之間的距離的比率大于2/1。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年12月22日提交的標題為“HIGH SENSITIVITY SILICONPIEZORESISTOR FORCE SENSOR”的美國專利申請的第15/388,483號的優先權，該申請以引用的方式并入如同復現其全部內容。

關于聯邦資助的研究或發展的聲明

不適用。

縮微平片附件的引用

不適用。

背景技術

在許多工業領域中，有必要精確地測量力的大小?？梢允褂昧鞲衅鱽頊y量力或者壓力。各種設計可以被使用并且可以依賴于組件的位移或者施加至應力敏感元件或者組件的應力場以測量存在力和/或存在于傳感器上的力的大小。力傳感器可能會承受在其設計工作范圍（例如，最大承受壓力情況）以上的力，這可能導致力傳感器損壞。

發明內容

在實施例中，感測管芯（die）可以包括：芯片（chip），該芯片包括板（slab，或板坯）；一個或者多個感測元件，該一個或者多個感測元件由板支撐，其中，板的寬度與一個或者多個感測元件之間的距離的比率是至少2/1；一個或者多個接合盤（bond pad，或接合焊盤），該一個或者多個接合盤由芯片的第一側支撐，一個或者多個接合盤中的每一個都電耦合至一個或者多個感測元件中的至少一個感測元件；結構框架，該結構框架設置在芯片的第一側上，其中，結構框架設置為至少部分地圍繞板；以及一個或者多個電觸頭，該一個或者多個電觸頭延伸通過結構框架，其中，一個或者多個電觸頭電耦合至一個或者多個接合盤。

在實施例中，通過使用感測管芯來感測力的方法可以包括：提供包括芯片的感測管芯，該芯片上形成在有板；將力施加至感測管芯的板；以及經由附接至板的一個或者多個感測元件確定施加至板的力的大小，其中，板的寬度與一個或者多個感測元件之間的距離的比率大于約2/1。

在實施例中，感測管芯可以包括：芯片，該芯片包括板；致動元件，該致動元件配置為在板的中心處或者附近與板接觸，并且配置為將力施加至板；以及一個或者多個感測元件，該一個或者多個感測元件由板支撐，其中，板的寬度與一個或者多個感測元件之間的距離的比率大于約2/1，以及其中，感測元件之間的距離以致動元件與板的接觸點為中心。

附圖說明

為了更全面地理解本公開，現在參考以下結合附圖和詳細描述進行的簡要描述，其中，相同的元件符號表示相同的部分。

圖1圖示了根據本公開實施例的感測管芯的示意截面。

圖2A至圖2C圖示了根據本公開實施例的感測管芯的另一截面。

圖3A至圖3C圖示了根據本公開實施例的感測管芯的表面的應力圖。

圖4A至圖4B圖示了根據本公開實施例的在感測管芯上的載荷、感測元件的位置、和傳感器輸出之間的關系。

圖5圖示了根據本公開實施例的在接觸半徑與感測管芯之間的關系。

圖6A至圖6B圖示了感測管芯的剖視圖，該剖視圖圖示了根據本公開實施例的在接觸半徑與感測管芯上的載荷之間的關系。

具體實施方式