水检测压力传感器制造技术

本发明专利技术题为“水检测压力传感器”。本公开提供了一种水检测压力感测设备，包括具有腔体的金属外壳。压力传感器设置在裸片上并被配置为响应于压力变化而生成信号。保护介质至少部分地填充腔体并覆盖裸片。一个或多个电极设置在裸片上并用于检测保护介质上是否存在水滴。

Water detection pressure sensor

【技术实现步骤摘要】
水检测压力传感器
本专利技术整体涉及传感器技术，并且更具体地涉及一种水检测压力传感器。
技术介绍
便携式通信设备(例如，智能电话和智能手表)越来越多地配备有环境传感器，例如压力传感器、温度传感器和湿度传感器、气体传感器和颗粒物(PM)传感器。例如，压力传感器可在智能手表或智能电话中启用健康和健身功能。然后可将测量的压力(例如，由处理器)转换为与压力相关的其他参数，例如高度、运动、流量或其他参数。压力传感器可用于测量气体或液体环境中的压力。压力传感器在技术、设计、性能和应用方面可能有显著不同。就采用的技术而言，压力传感器可分类为例如压电、电容、电磁、光学或电位压力传感器。智能电话或智能手表中所使用的微机电系统(MEMS)型压力传感器通常为电容式压力传感器。使用临时凝胶的压力传感器已广泛用于微电子设备中，但凝胶可能易受环境污染和水堵塞的影响。需要能够检测凝胶上是否存在水滴的压力传感器。附图说明本主题技术的一些特征在所附权利要求书中被示出。然而，出于解释的目的，在以下附图中阐述了本主题技术的若干实施方案。图1A至图1C是示出根据本主题技术的一个或多个方面的示例性水检测压力感测设备的不同视图的图示。图2A-2B是示出根据本主题技术的一个或多个方面的包括加热元件的示例性水检测压力感测设备的不同视图的图示。图3A-3B为示出根据本主题技术的一个或多个方面的水检测压力感测设备的示例性水检测机制的剖视图的图示。图4是示出根据本主题技术的一个或多个方面的装配示例性水检测压力感测设备的过程的流程图。图5是示出示例性无线通信设备的框图，在该示例性无线通信设备内可集成本主题技术的一个或多个水检测压力感测设备。具体实施方式下面示出的具体实施方式旨在作为本主题技术的各种配置的描述并且不旨在表示本主题技术可被实践的唯一配置。附图被并入本文并且构成具体实施方式的一部分。具体实施方式包括具体的细节旨在提供对本主题技术的透彻理解。然而，本主题技术不限于本文所述的具体细节，并且可在没有一个或多个具体细节的情况下来实践。在一些情况下，以框图形式示出了结构和部件，以便避免使本主题技术的概念模糊。本主题技术涉及一种水检测微型压力感测设备(例如，具有约几毫米的尺寸)。本主题技术的压力感测设备包括用于检测水滴的一个或多个电极，并且在一些具体实施中，包括用于使水滴蒸发的一个或多个加热元件。本专利技术所公开的水检测压力感测设备包括金属外壳、压力传感器、保护介质和一个或多个电极。压力传感器可以是电容式或压阻式压力传感器。金属外壳包括腔体，并且压力传感器设置在腔体内的裸片上。压力传感器可响应于压力变化而产生信号。保护介质至少部分地填充腔体并覆盖裸片。电极可设置在裸片上以检测保护介质上是否存在水滴。在一个或多个具体实施中，电极为四个拐角电极并且由对环境化学物质具有抗性的导电材料制成。将四个拐角电极与金属外壳耦合以形成共同电容或四个不同的电容。共同电容或四个不同电容的值可受水滴存在的影响(例如，大幅增加)。在一些具体实施中，在压力传感器周围形成环形电极。环形电极可以是正方形或圆形电极，并且与金属外壳形成电容。电容值可受到水滴存在的影响。在一些具体实施中，压力感测设备包括形成在裸片上的可使水滴蒸发的一个或多个电阻加热元件。电阻加热元件可围绕电极形成。在一些具体实施中，一个或多个电阻加热元件可安装在腔体内的裸片周围。图1A至图1C是示出根据本主题技术的一个或多个方面的示例性水检测压力感测设备100的不同视图的图示。视图100A、100B和100C中所示的示例性水检测压力感测设备100(下文称为“设备100”)可为能够检测凝胶上的水滴150的微型凝胶填充的压力感测设备，如下所述。在一个或多个具体实施中，设备100的尺寸为约几毫米。图1A示出设备100的顶视图。设备100包括外壳102和覆盖有保护性介质140(例如，凝胶)的裸片120。在一些具体实施中，裸片120包括压力传感器110、一组电极130和水检测电路125。在一个或多个具体实施中，裸片120为半导体裸片，诸如其上可实现例如专用集成电路(ASIC)等多个电路的硅晶片。在一个或多个具体实施中，水检测电路125可实现为ASIC。在一些具体实施中，压力传感器110可为电容式压力传感器或压阻式压力传感器，并且可实现为在裸片120上实施的微机电系统(MEMS)。电极130(例如，水感测电极)用于感测水滴150的存在。电极130可分布在裸片120上，并且可例如形成在裸片120的四个拐角处。在一些具体实施中，电极130可以环、环形段或电极段阵列的形式围绕压力传感器110形成。在一个或多个具体实施中，电极130由对环境化学物质具有抗性的导电材料制成。在一些具体实施中，电极130可由诸如铜(Cu)、铝(Al)、银(Ag)、石墨(C)、钛(Ti)、金(Au)等金属或其他合适的金属、合金或化合物制成。在一些具体实施中，将电极130与金属外壳102耦合以形成共同电容或四个不同的电容中的一者。在一个或多个具体实施中，共同电容或四个不同电容的值受水滴150存在的影响。当系统是干燥的并且保护介质140不存在水时，电极130与外壳102形成电容。该电容可随着水滴150的存在而改变，并且电容变化可由水检测电路125来检测。图1B示出了通过外壳102的横截面切口的设备100的内视图100B。图1B还示出了附接到外壳102的底部的衬底160。裸片120的描述在上文中有所描述。外壳102可由诸如钢、铝等金属或其他合适的金属或金属合金制成。衬底160可由与外壳102相同的材料制成。在一些具体实施中，衬底160可由不同的材料诸如陶瓷、硅或其他合适的衬底材料制成并且可通过诸如环氧树脂等合适的粘合界面附接到外壳102。图1C示出了设备100的剖视图100C，并且示出了裸片120设置在附接到外壳102的底部的衬底160上。如剖视图100C所示，保护介质140部分地填充由外壳102和衬底160形成的腔体。裸片120、压力传感器110和电极130的细节如上所述。图2A-2B是示出根据本主题技术的一个或多个方面的包括加热元件170的示例性水检测压力感测设备200的不同视图200A和200B的图示。视图200A示出了通过外壳102的横截面切口的设备200的内视图。示例性水检测压力感测设备200(下文称为“设备200”)类似于图1A至图1C的设备100，不同的是添加了加热元件170。在一个或多个具体实施中，加热元件170为例如由金属或合金诸如镍铬合金(Ni-Cr)或铁铬铝合金制成的电阻加热元件。在一个或多个具体实施中，加热元件170可以一个或多个条、环、环形段、点阵列或段阵列或其他形状的形式形成在裸片120上。在一些具体实施中，加热元件170可脱离裸片120但在外壳102的腔体内形成，例如在衬底160上形成。加热元件170能够操作为加热设备100以使水滴150蒸发。在一些具体实施中，加热元件170能够基于来自检测水滴150是否存在的水检测电路125的一个或多个信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水检测压力感测设备，所述设备包括：/n金属外壳，所述金属外壳包括腔体；/n压力传感器，所述压力传感器设置在裸片上并被配置为响应于压力变化而生成信号；/n保护介质，所述保护介质用于至少部分地填充所述腔体并且覆盖所述裸片；和/n一个或多个电极，所述一个或多个电极设置在所述裸片上并且用于检测所述保护介质上的水滴的存在。/n

【技术特征摘要】
20180615 US 16/010,2741.一种水检测压力感测设备，所述设备包括：
金属外壳，所述金属外壳包括腔体；
压力传感器，所述压力传感器设置在裸片上并被配置为响应于压力变化而生成信号；
保护介质，所述保护介质用于至少部分地填充所述腔体并且覆盖所述裸片；和
一个或多个电极，所述一个或多个电极设置在所述裸片上并且用于检测所述保护介质上的水滴的存在。


2.根据权利要求1所述的设备，其中所述压力传感器包括电容式压力传感器或压阻式压力传感器，并且其中所述一个或多个电极包括四个拐角电极，并且其中所述一个或多个电极由对环境化学物质具有抗性的导电材料制成。


3.根据权利要求2所述的设备，其中所述四个拐角电极与所述金属外壳耦合以形成共同电容或四个不同电容中的一者，并且其中所述共同电容或所述四个不同电容的值受所述水滴的存在的影响。


4.根据权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个电极包括在所述裸片上并围绕所述压力传感器形成的环形电极或环的段。


5.根据权利要求4所述的设备，其中所述环形电极包括正方形或圆形电极并与所述金属外壳形成电容，并且其中所述电容的值受所述水滴的存在的影响。


6.根据权利要求1所述的设备，还包括一个或多个电阻加热元件，其中所述一个或多个电阻加热元件围绕所述一个或多个电极在所述裸片上形成。


7.根据权利要求1所述的设备，还包括一个或多个电阻加热元件，其中所述一个或多个电阻加热元件位于所述腔体内离开所述裸片的空间中。


8.根据权利要求1所述的设备，还包括检测电路，所述检测电路被配置为响应于所述保护介质上所述水滴的存在来检测所述一个或多个电极的电容的变化，其中所述检测电路在所述裸片上实现，并且其中所述检测电路使用专用集成电路ASIC来实现。


9.一种通信设备，所述通信设备包括：
处理器；和
设备，所述设备包括：
外壳，所述外壳包括腔体；
压力传感器，所述压力传感器设置在裸片上并且被配置为响应于压力变化而生成信号；
保护介质，所述保护介质被设置为覆盖所述裸片并至少部分地填充所述腔体；
一个或多个电极，所述一个或多个电极设置在所述裸片上；和
检测电路，所述检测电路被配置为响应于所述保护介质上的水滴的存在而检测所述一个或多个电极的电容变化。


10.根据权利要求9所述的通信设备，其中所述压力传感器包括电容式压力传感器或压阻式压力传感器，并且其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·巴拉苏布拉曼尼安，W·S·李，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US