压阻传感器制造技术

传感器包括多个压阻元件。物理干扰传感器可以通过以电阻桥配置而配置压阻元件来形成。信号发射器电连接到物理干扰传感器，并且被配置成将编码信号发送到电阻桥配置的压阻元件。信号接收器电连接到压阻元件，并且被配置成接收来自物理干扰传感器的信号。在确定物理干扰的量度时，将来自物理干扰传感器的接收到的信号与所发送的编码信号进行相关。一种用于检测传播介质的表面上的触摸输入的位置的系统，包括耦合到传播介质的压阻传感器。该压阻传感器被配置成至少检测传播介质上的触摸输入的力、应力或所应用的应变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压阻传感器其他申请的交叉引用本申请要求2017年8月14日提交的标题为PIEZORESISTIVESENSOR的美国临时专利申请第62/545,391号的优先权，该专利申请出于所有目的通过引用并入本文中。
技术介绍
压电组件可以被用来检测和/或应用物理干扰（例如，应变、力、应力、振动等）。存在两种类型的压电组件——压电的和压阻的。对于压电组件，当在该组件上应用物理干扰时，该压电组件产生与所应用的物理干扰的量值成比例的电压/电荷。这种效应是可逆的。在压电组件上应用电压/电荷产生与所应用的电压/电荷成比例的机械响应。压电组件通常由晶体或陶瓷材料（诸如，PZT（即，锆钛酸铅））制成。对于压阻组件，当在该组件上应用物理干扰时，该压阻组件产生与所应用的物理干扰的量值成比例的电阻中的改变。附图说明在以下详细描述和附图中公开了本专利技术的各种实施例。图1是图示了压阻桥结构的实施例的示意图。图2A是图示了压阻传感器芯片的ASIC封装的实施例的各种视图的示图。图2B是图示了压阻传感器芯片的封装的另一实施例的各种视图的示图。图3是图示了用于生产压阻传感器的过程的实施例的流程图。图4是图示了用于检测物理干扰（例如，应变、应力等）的系统的实施例的示图。图5是图示了在桥结构的排之间共享发射器和接收器以用于检测物理干扰（例如，应变）的系统的实施例的示图。图6是图示了用于使用一个或多个传感器检测信号干扰的过程的实施例的流程图。图7A是图示了用于检测触摸输入表面干扰的系统的实施例的框图。图7B-7D示出了被用来检测沿表面区的触摸输入（例如，用以检测触摸屏显示器上的触摸输入）的发射器和传感器组件布置的不同实施例。图8是图示了用于检测触摸输入的系统的实施例的框图。图9是图示了用于校准和验证触摸检测的过程的实施例的流程图。图10是图示了用于检测用户触摸输入的过程的实施例的流程图。图11是图示了用于确定与表面上的干扰相关联的位置的过程的实施例的流程图。图12是图示了用于确定由触摸输入引起的干扰的时域信号捕获的过程的实施例的流程图。图13是图示了将空域信号与一个或多个预期信号进行比较以确定触摸输入的（一个或多个）触摸接触位置的过程的实施例的流程图。图14是图示了用于选择（一个或多个）触摸接触位置的所选假设集的过程的实施例的流程图。图15A是图示了具有触摸输入使能外壳的设备的不同视图的示图。图15B是图示了用于检测触摸输入表面干扰的系统的实施例的框图。图15C是图示了具有触摸输入使能侧的设备外壳的实施例的示图。图15D示出了腔体/槽（pocket）的放大视图。图15E示出了安装在排线（flexcable）的指状物上的发射器和接收器。图15F-15H示出了被用来检测沿线性区的触摸输入的发射器和传感器组件布置的不同实施例。图16是图示了用以检测触摸输入的过程的实施例的流程图。图17是图示了电话的侧面中的接收器和两个相关联的发射器的实施例的示图。图18是图示了用以使用信号幅度来标识第一区域的部分中的触摸输入的过程的实施例的流程图，该第一区域的部分不是第二区域的部分。图19是图示了用以使用信号幅度来标识触摸输入何时离开第一区域的部分的过程的实施例的流程图，该第一区域的部分不是第二区域的部分。图20是图示了在发射时使用相同PRBS的时移版本的过程的实施例的流程图。图21是图示了具有多个发射器和多个接收器的电话的侧面的实施例的示图。图22是图示了用以对接收到的信号进行滤波的过程的实施例的流程图。图23是图示了在传过不同类型的触摸（如果有的话）之后的信号的实施例的示图。图24是图示了使用幅度度量来构造的离散信号的两个实施例的示图。图25是图示了用以使用与第一区域的部分相关联的第一幅度度量来标识触摸输入的过程的实施例的流程图，该第一区域的部分不是第二区域的部分。图26是图示了用以生成与第一区域的部分相关联的第一幅度度量的过程的实施例的流程图，该第一区域的部分不是第二区域的部分。图27是图示了用以使用与第二区域相关联的第二幅度度量来标识触摸输入的过程的实施例的流程图。图28是图示了用以生成与第二区域相关联的第二幅度度量的过程的实施例的流程图。图29是图示了触摸和力传感器的实施例的框图。具体实施方式本专利技术可以以众多方式来实现，包括作为过程；装置；系统；物质组成；体现在计算机可读存储介质上的计算机程序产品；和/或处理器，诸如被配置成执行存储在耦合到处理器的存储器上和/或由该存储器提供的指令的处理器。在本说明书中，可以将这些实现方式或本专利技术可以采取的任何其他形式称为技术。一般而言，可以在本专利技术的范围内更改所公开过程的步骤的次序。除非另行陈述，否则可以将被描述为被配置成实行任务的诸如处理器或存储器之类的组件实现为暂时地被配置成在给定时间实行任务的通用组件，或被制造成实行该任务的专用组件。如本文中使用的，术语“处理器”指代被配置成处理数据（诸如计算机程序指令）的一个或多个设备、电路和/或处理核心。下面连同图示了本专利技术的原理的附图一起提供对本专利技术的一个或多个实施例的详细描述。结合这样的实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不限于任何实施例。本专利技术的范围仅受权利要求限制，并且本专利技术涵盖众多替换方案、修改和等同物。在以下描述中阐述了众多具体细节，以便提供对本专利技术的透彻理解。出于示例的目的提供这些细节，并且可以根据权利要求在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践本专利技术。出于清晰的目的，在与本专利技术有关的
中已知的技术材料并未被详细描述，以免不必要地模糊本专利技术。与压阻组件相比，压电组件通常更灵敏，并且因此可以被用来检测更小的扰动。然而，在实行静态测量时，压阻组件确实相比于压电组件具有优势。由于压电组件响应于恒定应用的力/应力而生成固定量的电压/电荷，因此当维持所应用的力时，压电组件作为不完美的绝缘材料会输出渐减的信号，并且内部传感器电阻中的减小会导致电子的不断损失。因此，难以准确地检测在长时间应用的整个持续时间内已经应用在压电组件上的静态应变/力/应力。在另一方面，在压阻组件的情况下，电阻中的改变响应于所应用的静态力/应力而保持恒定，并且因此可以更可靠地检测静态力/应力。这使得压阻组件对于在构建应变计（straingauge）时的使用来说是更好的选择。然而，压阻组件的有限的物理干扰灵敏度常常阻碍其应用。附加地，压阻组件对温度极其敏感，并且制造变化可能严重影响其输出的准确性和一致性。在一些实施例中，应变传感器包括被制造在衬底的第一侧上的多个压阻元件。衬底的第二侧被配置成耦合到要在其中检测应变的对象。多个电连接端子耦合到衬底的第一侧，从而允许从应变传感器提供/接收功率和信号。图1是图示了压阻桥结构的实施例的示意图。压阻桥结构100包括四个压阻元件，该四个压阻元件作为串联的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传感器，其包括：/n在衬底的第一侧上制造的多个压阻元件，其中，所述衬底的第二侧被配置成耦合到其中要检测物理干扰的对象；以及/n耦合到所述衬底的第一侧的多个电连接端子。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170814 US 62/545391;20180810 US 16/101244;2018081.一种传感器，其包括：
在衬底的第一侧上制造的多个压阻元件，其中，所述衬底的第二侧被配置成耦合到其中要检测物理干扰的对象；以及
耦合到所述衬底的第一侧的多个电连接端子。


2.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述多个压阻元件包括电阻器。


3.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述多个压阻元件包括晶体管。


4.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述衬底是单晶硅衬底。


5.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述物理干扰是应变。


6.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述多个压阻元件包括四个压阻元件，所述四个压阻元件在串联的两个压阻元件的两个平行路径中连接在一起。


7.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述多个压阻元件已经作为单个芯片一起被制造在所述衬底的第一侧上。


8.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述多个压阻元件已经使用微机电系统过程来制造。


9.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述衬底在厚度方面小于300微米。


10.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述多个电连接端子包括预先形成的精密焊球。


11.根据权利要求1所述的传感器，其中，所述电连接端子以对称构造被布置在所述传感器上。


12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电连接端子中的同一个可以被用作信号输入电连接端子或信号输出电连接端子。


13.一种用于生产传感器的方法，包括：
在衬底的第一侧上制造传感器的多个压阻元件；以及
通过从所述衬底的第二侧去除所述衬底的层来减小具有所制造的压阻元件的衬底的厚度。


14.根据权利要求13所述的方法，其中，在制造所述多个压阻元件之后，减小所述衬底的厚度。


15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述多个压阻元件已经使用光刻微细加工来制造。


16.根据权利要求13所述的方法，其中，减小所述衬底的厚度包括打磨所述衬底的层。


17.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：将预先形成的精密焊球耦合到所述传感器的电连接点。


18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：将所述精密焊球耦合到连接到信号处理器的线缆的对应接触垫。


19.根据权利要求13所述的方法，其中，所述衬底的第二侧经由在所述衬底的第二侧与其中要检测物理干扰的对象的表面之间的粘合剂来耦合到所述对象。


20.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：将焊膏应用到所述传感器的电连接点，以及应用热以经由所述焊膏的焊料使所述传感器耦合到柔性印刷电路。


21.一种系统，包括：
物理干扰传感器，其包括以电阻桥配置而配置的多个压阻元件；
信号发射器，其电连接到所述物理干扰传感器，并且被配置成将编码信号发送到所述电阻桥配置的压阻元件；以及
信号接收器，其电连接到所述压阻元件，并且被配置成接收来自所述物理干扰传感器的信号，其中，在确定物理干扰的量度时，将从所述物理干扰传感器接收到的信号与所发送的编码信号进行相关。


22.根据权利要求21所述的系统，其中，所述编码信号具有高于50kHz的频率。


23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述编码信号具有低于1MHz的频率。


24.根据权利要求21所述的系统，其中，所述编码信号是通过使用数字信号对载波信号进行调制来生成的。


25.根据权利要求21所述的系统，其中，所述编码信号对伪随机二进制序列进行编码。


26.根据权利要求21所述的系统，其中，相同的信号发射器经由相同的连接接口而电连接到多个传感器，所述多个传感器中的每个传感器包括以电阻桥配置而配置的不同组的压阻元件，并且相同的信号发射器将相同的编码信号发送到所述多个传感器。


27.根据权利要求26所述的系统，其中，所述多个传感器中的每一个连接到不同的信号接收器。


28.根据权利要求21所述的系统，其中，相同的信号接收器经由相同的连接接口而电连接到多个传感器，所述多个传感器中的每一个传感器包括以电阻桥配置而配置的不同组的压阻元件，并且所述信号接收器从所述多个传感器中的每一个接收组合信号，所述组合信号包括分量信号。


29.根据权利要求28所述的系统，其中，所述多个传感器中的每一个连接到不同的信号发射器，所述信号发射器均将不同的编码信号发送到其对应的信号发射器。


30.根据权利要求29所述的系统，其中，所述不同的编码信号与不同的信号相位相关联，但是对相同的伪随机二进制序列进行编码。


31.一种用于确定物理干扰的量度的方法，包括：
将编码信号发送到包括在传感器中的电阻桥配置的压阻元件；
从所述传感器接收信号；
将接收到的信号与所发送的编码信号进行相关；以及
至少部分地基于相关的结果，确定物理干扰的量度。


32.根据权利要求31所述的方法，其中，从所述传感器接收所述信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：SW盛，石世铭，Y谢，SA阿尔特卡，
申请(专利权)人：森顿斯公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛;KY