具有多个安装位置的低成本包覆模制引线框架力传感器制造技术

力传感器包括包含多个电传导引线的引线框架、联接到引线框架的感测管芯以及被置于感测管芯和引线框架的至少一部分之上的密封剂。感测管芯被电联接到所述多个引线，并且所述多个引线从密封剂延伸。

Low cost coated lead frame force sensor with multiple installation positions

The force sensor includes a lead frame including a plurality of electrically conductive leads, a sensing core connected to the lead frame, and a sealant placed on at least a part of the sensing core and the lead frame. The sensing tube core is electrically connected to the plurality of leads, and the plurality of leads are extended from the sealant.

【技术实现步骤摘要】
具有多个安装位置的低成本包覆模制引线框架力传感器相关申请的交叉引用本申请要求2016年7月18日由JoshM.Fribley等人提交的名称为“LowCostOvermoldedLeadframeForceSensorWithMultipleMountingPositions”的美国专利申请序列号为15/212,906的优先权，其通过引用如同整体复制地被包含在本文中。关于联邦资助的研究或开发的声明不适用。参考微缩胶片附录不适用。
技术介绍
力传感器通常被用于感测施加到传感器的外部力并且提供代表所施加力的输出信号。这样的传感器能够被用于各种各样的应用中，包括医学应用。力传感器也通常被用于非医学应用，例如工业和商业应用以及其它应用。
技术实现思路
在实施例中，力传感器包括包含多个电传导引线的引线框架、联接到引线框架的感测管芯以及被置于感测管芯和引线框架的至少一部分之上的密封剂。感测管芯被电联接到所述多个引线，并且所述多个引线从密封剂延伸。在实施例中，力传感器包括包含第一侧和第二侧的感测管芯、被置于接触所述感测管芯的所述第一侧的第一致动元件和被置于接触所述感测管芯的所述第二侧的第二致动元件。第一致动元件包括被构造成将外部力与感测管芯机械联接的机械联接元件，并且第二致动元件包括凝胶。在实施例中，方法包括将感测管芯布置在引线框架上、将感测管芯电联接到所述多个电传导引线并且将密封剂模制在感测管芯和引线框架的至少一部分上方。引线框架包括多个电传导引线。结合附图和权利要求，从下述详细描述中将更加清楚地理解这些和其它特征。附图说明为了更完整地理解本公开，现在结合附图和详细描述参考下述简要描述，其中类似的附图标记代表类似的部分。图1A-1C分别示出了根据实施例的力传感器的实施例的顶视图、侧视横截面视图和底视图。图2A-2C分别示出了根据实施例的力传感器的另一实施例的顶视图、侧视横截面视图和底视图。图3A-3C分别示出了根据实施例的力传感器的又一实施例的顶视图、侧视横截面视图和底视图。图4A-4C分别示出了根据实施例的力传感器的再一实施例的顶视图、侧视横截面视图和底视图。图5A-5C分别示出了根据实施例的力传感器的另一实施例的顶视图、侧视横截面视图和底视图。图6A-6C示出用于力传感器的引线构造的实施例的横截面视图。图7A-7C示出用于在基底上的力传感器的安装构造的实施例的横截面视图。图8A-8D示出用于在具有开口的基底上的力传感器的安装构造的实施例的横截面视图。具体实施方式首先应该理解的是，虽然下文示出了一个或更多个实施例的示意性实施方式，不过可以通过使用任何数量的技术来实现所公开的系统和方法，而不论所述技术是当前已知的还是现在还未知的。本公开不应该以任何方式受限于所示实施方式、附图和下文所示的技术，而是可以在所附权利要求范围以及其等同方案的完整范围内被修改。贯穿申请可以应用术语的下述简要定义：术语“包括”意味着包括但不限于此，并且应该以其在专利文本中通常使用的方式被解释；词语“在一个实施例中”、“根据一个实施例”和类似词语大体意味着在该词语后的具体特征、结构或者特性可以被包括在至少一个实施例中，并且可以被包括在本系统和方法的一个以上的实施例中（重要地是，这样的词语不必要指代相同实施例）；如果说明书将某物描述成“示例性”或“示例”，则应该理解的是其指代非排外性示例；术语“大约”或者“近似”或者类似术语当与数字一起使用时可以意味着特定数字或者替代性地接近该特定数字的范围，如本领域技术人员可以理解的；并且如果说明书陈述部件或者特征“可以”、“能够”、“能”、“应该”、“将要”、“优选地”、“可能地”、“通常”、“可选地”、“例如”、“经常”或者“可能”（或者其它这样的语言）被包括或者具有一特性，则该具体部件或者特征不需要被包括或具有该特性。这样的部件或者特征可以可选地被包括在一些实施例中，或者它可以不被包括。在此公开了具有被联接到引线框架的感测管芯的力传感器。密封剂能够被模制在感测管芯和引线框架的一部分上以便保护任何线键合（wirebonds）并将感测管芯保持就位。感测管芯能够通过使用两个联接机构被联接到外部力或压力。第一，例如球轴承的机械联接元件能够被用于感测管芯的一侧，且第二，凝胶或其它传递介质能够被用于感测管芯的另一侧。引线能够从引线框架延伸，并且得到的力传感器于是能够针对广泛的使用范围被定制。在一些实施例中，感测管芯能够包括平板管芯，其中感测管芯的高度跨越整个感测管芯基本是均匀的。相比于具有由蚀刻形成的隔膜的蚀刻管芯，这可以提供更便宜的感测管芯。因此，本文描述的力传感器能够提供低成本且高度灵活的平台，用于向广泛的终端产品或用途提供力传感器。图1A-1C示出了根据一些实施例的力传感器100的实施例。如所示，力传感器100能够包括引线框架102、具有感测隔膜106的传感器元件或感测管芯104、第一致动元件110和第二致动元件112。密封剂108能够被包覆模制（overmold）在感测管芯104和引线框架102的至少一部分上。力传感器100可以具有顶侧104a和底侧104b（见图1B），并且感测管芯104能够通过使用粘结剂114、焊料等被安装在引线框架102上。多个电连接或引线116能够通过引线框架102、通过一个或更多个键合（例如线键合118）被电联接到感测管芯104。力传感器100可以围绕引线框架102被形成。引线框架102能够包括基部材料和一个或更多个传导迹线，所述传导迹线被电联接到多个输出引线116，所述多个输出引线116用于允许电联接到外部部件。基部材料可以是电绝缘的，以便防止在基部材料上的传导迹线和引线之间的传导。在一些方面，基部材料能够包括聚合材料、陶瓷等。无论构造的材料是什么，引线框架102包括多个输出连接器插脚或引线116，其可以被用于将力传感器100连接到外部装置或系统。引线116包括用于在感测管芯104和外部电连接之间传导信号的电传导材料。在一些实施例中，引线116能够包括金、铜、铝、锡、银、铂或者任何其它适当的传导材料。电迹线或者其它合适的器件可以允许将感测管芯104和存在的任何其它电路彼此电联接并被联接到输出引线116。在图1A-1C中示出的所描述的引线框架102通常被称为单列直插式封装（SIP），因为引线116仅从引线框架102的一侧延伸。例如引线从引线框架102的至少两侧延伸的双列直插式封装（DIP）的其它构造也是可能的。在一些实施例中，引线框架还可以包括表面安装技术（SMT）装置。在一些实施例中，感测隔膜104可以通过后侧蚀刻硅管芯（例如，使用KOH蚀刻术技术、深反应离子蚀刻或者其它蚀刻术技术）被制造在感测管芯104上，然而，可以想到的是，可以如期望地使用任何合适的工艺。感测隔膜106可以具有小于感测管芯104的边缘的厚度的高度或厚度，从而形成感测隔膜106。在一些方面，感测隔膜106可以包括从顶侧104a和/或底侧104b延伸的凸起部或中心凸起。所述凸起或凸起部可以与感测隔膜106整体形成，或者可以在形成感测隔膜106之后被附接到感测隔膜106。凸起或凸起部可以用于接触第一致动元件110和/或第二致动元件112，从而提供力接触点，以便提供对感测管芯104上的力的更一致且可重复的测量。在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种力传感器（100、200、300、400、500），包括：包括多个电传导引线（116）的引线框架（102）；联接到所述引线框架（102）的感测管芯（104、204），其中，所述感测管芯（104、204）被电联接到所述多个引线（116）；被置于所述引线框架（102）的至少一部分和所述感测管芯（104、204）的至少一部分之上的密封剂（108），其中，所述多个引线（116）从所述密封剂（108）延伸。

【技术特征摘要】
2016.07.18 US 15/2129061.一种力传感器（100、200、300、400、500），包括：包括多个电传导引线（116）的引线框架（102）；联接到所述引线框架（102）的感测管芯（104、204），其中，所述感测管芯（104、204）被电联接到所述多个引线（116）；被置于所述引线框架（102）的至少一部分和所述感测管芯（104、204）的至少一部分之上的密封剂（108），其中，所述多个引线（116）从所述密封剂（108）延伸。2.根据权利要求1所述的力传感器（100、200、300、400、500），进一步包括被置于接触所述感测管芯（104、204）的第一侧的第一致动元件（110），其中，所述第一致动元件（110）包括被构造成将外部力与所述感测管芯（104、204）机械联接的机械联接元件。3.根据权利要求2所述的力传感器（100、200、300、400、500），其中，所述第一致动元件（110）包括球形物体、销、延长器或按钮。4.根据权利要求2所述的力传感器（100、200、300、400、500），其中，所述引线框架（102）包括与所述感测管芯（104、204）的所述第一侧对齐的开口（120），其中，所述第一致动元件（110）被置于通过所述开口（120）。5.根据权利要求4所述的力传感器（100、200、300、400、500），其中，所述第一致动元件（110）被卡扣配合通过所述开口（12...

【专利技术属性】
技术研发人员：JM弗里布利，LF里克斯，R沃德，J马基尔，RA戴维斯，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：美国,US