本发明专利技术提供用于具有集成式传感器的机电系统EMS装置封装的系统、方法及设备。在一个方面中，可使用经封装EMS装置内的电极结合安置在所述EMS装置封装内的另一衬底上的电极来形成一或多个电容性传感器。所述电容性传感器可用以确定所述EMS装置封装内的衬底的相对变形，其又可用作压力、触摸、质量或撞击测量系统的部分。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及机电系统（EMS)装置封装及可集成到EMS装置封装中的传感器。
技术介绍
机电系统（EMS)包含具有电及机械元件的装置、激活器、换能器、传感器、例如镜 面及光学膜等光学组件及电子装置。EMS装置或元件可以多种尺度制造，包含（但不限于） 微尺度及纳米尺度。举例来说，微机电系统（MEMS)装置可包含大小在约一微米到数百微米 或以上的范围内的结构。纳米机电系统（NEMS)装置可包含大小小于一微米（包含（例如） 小于数百纳米的大小）的结构。可使用沉积、蚀刻、光刻及/或蚀刻掉衬底及/或所沉积材 料层的部分或添加层以形成电及机电装置的其它微机械加工工艺来形成机电元件。 一种类型的EMS装置被称为干涉式调制器（IMOD)。术语"IMOD"或"干涉式光调 制器"是指使用光学干涉原理选择性地吸收及/或反射光的装置。在一些实施方案中，頂OD 显示元件可包含一对导电板，所述导电板中的一者或两者可能整体或部分地为透明的及/ 或反射性的，且能够在施加适当电信号后即刻进行相对运动。举例来说，一个板可包含沉积 在衬底上方、衬底上或由衬底支撑的静止层，另一板可包含与所述静止层以气隙分开的反 射隔膜。一个板相对于另一板的位置可改变入射在頂OD显示元件上的光的光学干涉。基 于頂OD的显示装置具有广泛范围的应用，且预期用于改进现有产品及形成新产品，尤其是 具有显不能力的广品。 包含显示装置、蜂窝式电话及平板计算机的许多EMS装置封装包含离散感测组件 以便向装置提供额外功能性。然而，并入诸如加速度计或压力传感器等此类额外感测组件 添加了装置的成本及复杂度，且表示所添加功能性与所添加成本之间的折衷。
技术实现思路
本专利技术的系统、方法及装置各自具有若干创新方面，其中没有单个方面单独负责 本文所揭示的合乎需要的属性。 本专利技术中描述的标的物的一个新颖方面可实施于一种机电系统（EMS)装置封装 中，其包含：衬底，其具有第一表面；至少一个EMS装置，其由所述衬底的所述第一表面支 撑，所述至少一个EMS装置包含经配置以放置为与感测电路电连通的电极；背板，其密封到 所述第一衬底以形成围封所述至少一个EMS装置的空腔；以及至少一个传感器电极，其由 所述背板支撑且经配置以放置为与所述感测电路电连通以在所述传感器电极与所述至少 一个EMS装置的所述电极之间形成电容性传感器。 在一些实施方案中，所述封装可包含由所述背板支撑的多个传感器电极及由所述 背板的所述第一表面支撑的多个EMS装置，其中所述多个传感器电极经配置以放置为与所 述多个EMS装置中的电极连通以形成多个电容性传感器。在一个进一步实施方案中，所述 多个传感器电极可包含布置成栅格的传感器电极阵列。在另一进一步实施方案中，所述多 个传感器电极可包含所述至少一个传感器电极及沿着所述至少一个传感器电极的外围安 置的第二电极。在又一实施方案中，所述第二电极可为外接所述至少一个传感器电极的实 质上环形电极。 在一些实施方案中，所述感测电路可经配置以测量指示所述至少一个传感器电极 与所述至少一个EMS装置的所述电极之间的所述电容的信号。在一个进一步实施方案中， 所述感测电路可另外经配置以至少部分基于所述至少一个传感器电极与所述至少一个EMS 装置的所述电极之间的所述电容的度量而估计由所述EMS装置封装支撑的对象的重量。在 另一进一步实施方案中，所述感测电路可另外经配置以确定所述封装内的压力与所述封装 外部的周围压力之间的压力差。在一个又其它实施方案中，所述封装可另外包含温度传感 器。在另一又其它实施方案中，所述感测电路可另外经配置以估计所述封装的高度。在另 一进一步实施方案中，所述至少一个传感器电极可包含多个传感器电极，且所述感测电路 可另外经配置以估计触摸事件相对于所述封装的地点。在另一进一步实施方案中，所述封 装可另外包含与所述感测电路电连通的至少一个带通滤波器。在又一实施方案中，所述至 少一个带通滤波器可调谐到指示所述封装上的撞击的频率，且所述感测电路可另外经配置 以至少部分基于所述至少一个传感器电极与所述至少一个的所述电极之间的随时间而变 的所述电容的度量来确定所述封装是否已经受撞击。 在一些实施方案中，所述至少一个传感器电极可安置在所述背板的面向所述衬底 的表面上。在一些实施方案中，所述至少一个传感器电极可安置在所述背板的背对所述衬 底的表面上。 在一些实施方案中，所述EMS装置可形成显示器的一部分，所述封装进一步包含： 处理器，其经配置以与所述显示器通信，所述处理器经配置以处理图像数据；以及存储器装 置，其经配置以与所述处理器通信。在一个进一步实施方案中，所述封装可进一步包含：驱 动器电路，其经配置以将至少一个信号发送到所述显示器；以及控制器，其经配置以将所述 图像数据的至少一部分发送到所述驱动器电路。在又一实施方案中，所述驱动器电路可包 含所述感测电路。在另一进一步实施方案中，所述封装可进一步包含图像源模块，所述图像 源模块经配置以将所述图像数据发送到所述处理器，其中所述图像源模块包含接收器、收 发器及发射器中的至少一者。在另一进一步实施方案中，所述封装可进一步包含输入装置， 所述输入装置经配置以接收输入数据并将所述输入数据传达到所述处理器。 本专利技术中描述的标的物的另一新颖方面可实施于一种方法中，所述方法包含： 将传感器电极放置为与感测电路电连通，其中所述传感器电极由背板支撑；将机电系统 (EMS)装置中的电极放置为与所述感测电路电连通，其中所述HMS装置由衬底的第一表面 支撑，且其中所述背板由空腔与所述衬底分开且密封到所述衬底的所述第一表面以形成含 有所述EMS装置的封装；以及测量指示所述传感器电极与所述EMS装置中的所述电极之间 的电容的信号。 在一些实施方案中，所述方法可进一步包含至少部分基于指示所述传感器电极与 所述EMS装置中的所述电极之间的所述电容的所述信号确定所述衬底与所述背板之间的 相对位移的度量。在一些实施方案中，所述方法可进一步包含基于指示所述传感器电极与 所述EMS装置中的所述电极之间的所述电容的所述信号确定所述封装内的压力与所述封 装外部的周围压力之间的压力差的指示。在另一实施方案中，所述方法可进一步包含基于 所述压力差的所述指示估计所述封装的高度。在又一实施方案中，所述方法可进一步包含 确定所述封装的温度的指示，其中确定所述封装的高度还基于所述封装的所述温度的所述 指示。 在一些实施方案中，所述方法可进一步包含基于指示所述传感器电极与所述EMS 装置中的所述电极之间的所述电容的所述信号估计由所述封装支撑的对象的质量。在一些 实施方案中，将所述传感器电极放置为与所述EMS装置中的所述电极电连通可包含将多个 传感器电极中的每一者放置为与所述感测电路电连通以形成多个电容性传感器，且所述方 法可进一步包含对于每一电容性传感器，测量指示所述电容性传感器的电容的信号，及至 少部分基于指示所述电容性传感器的所述电容的所述所测量信号估计触摸事件相对于所 述封装的地点。在一个进一步实施方案中，多个电容性传感器中的至少一些可依次形成。在 另一进一步实施方案中，多个电容性传感器中的至少一些可同时形成。 在一些实施方案中，测量指示所述传感器电极与所述EMS装置中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种机电系统EMS装置封装，其包括：衬底，其具有第一表面，至少一个EMS装置，其由所述衬底的所述第一表面支撑，所述至少一个EMS装置包含经配置以放置为与感测电路电连通的电极；背板，其密封到所述第一衬底以形成围封所述至少一个EMS装置的空腔；以及至少一个传感器电极，其由所述背板支撑且经配置以放置为与所述感测电路电连通以在所述传感器电极与所述至少一个EMS装置的所述电极之间形成电容性传感器。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·C·米多尔，伊戈尔·切尔特夫，
申请(专利权)人：高通MEMS科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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