[实用新型]负荷传感器封装件、传感器系统以及负荷传感器

说明书

本公开的实施例涉及负荷传感器封装件、传感器系统以及负荷传感器。在本实用新型的一个实施例中，负荷传感器封装件包括壳体，该壳体具有盖、柱、外围结构和底座。底座包括被配置成安装应力传感器的主表面，而盖包括被配置成接收待测量的负荷的盖主表面。柱被配置成通过应力传感器将待测量的负荷的预先确定的部分传递到底座。外围结构被配置成将待测量的负荷的剩余部分传递到底座。

技术领域

本公开涉及感测装置，并且在特定实施例中，涉及负荷感测装置、封装件和系统。

背景技术

传统的负荷传感器利用具有由于施加的负荷而改变电阻的金属电阻器(诸如导电箔)的应变仪。备选的薄金属膜还已经用作感测元件。常规的商用硅应变和应力传感器利用p型硅和n型硅的平面压阻效应，并且还需要在传感器或封装的水平上进行复杂设计来将施加的负荷转换成平面应变或应力。

另外，在这种常规设计中，高负荷应用需要更大的负荷传感器，这增加了制造成本，使得产品对于许多应用来说太昂贵。

常规的负荷传感器的第二个缺点是由于环境影响导致的灵敏度上的变化而引起的。例如，常规的负荷传感器可能由于直接接触的内插器的机械特性的变化、边界条件的变化、以及由感测元件、封装件和裸片附接材料的热膨胀系数之间的不匹配引起的应力而在感测中引入误差。另外，低成本传感器使用关于外部环境非线性地改变的非线性材料(诸如橡胶和凝胶)，从而引入显著的误差。

实用新型内容

在第一方面，提供了一种负荷传感器封装件，其包括：壳体，壳体包括盖、柱、外围结构和底座，其中底座包括被配置成安装应力传感器的主表面，其中盖包括被配置成接收待测量的负荷的盖主表面，其中柱被配置成通过应力传感器将待测量的负荷的预先确定的部分传递到底座，其中外围结构被配置成将待测量的负荷的剩余部分传递到底座。

根据一个实施例，应力传感器包括：第一半导体层，其包括被配置成接收待测量的负荷的预先确定的部分的第一主表面；第二半导体层，其被设置在第一半导体层下方，第二半导体层包括第一电阻器和第二电阻器，第一电阻器在第一方向上定向，并且第一电阻器包括第一类型的掺杂，第二电阻器在第一方向上定向，并且第二电阻器包括第一类型的掺杂，第一半导体层包括第二主表面，第二主表面被配置成被附接到第二半导体层；以及第一裸片接合层，其被设置在第一半导体层和第二半导体层之间，第一裸片接合层包括开口，其中开口直接被设置在第一电阻器之上，并且开口与第一电阻器重叠，其中第二电阻器接触第一裸片接合层。

根据一个实施例，负荷传感器封装件进一步包括第二裸片接合层，第二裸片接合层被设置在壳体的柱和第一半导体层之间。

根据一个实施例，壳体包括铁镍合金，其中第一半导体层和第二半导体层包括硅，其中第一裸片接合层包括玻璃，并且其中第二裸片接合层包括银烧结物、金锡合金或金锗化物。

根据一个实施例，柱被附接到应力传感器，并且应力传感器被附接到底座。

根据一个实施例，负荷传感器封装件进一步包括引线，引线延伸穿过外围结构。

根据一个实施例，负荷传感器封装件进一步包括：在应力传感器上的接合焊盘；以及被耦合在应力传感器的接合焊盘与引线之间的接合接线。

根据一个实施例，负荷传感器封装件是气密密封的。

根据一个实施例，底座包括凸架，凸架包括引线，凸架远离外围结构的侧表面延伸。

根据一个实施例，负荷传感器封装件进一步包括被设置在底座之上的印刷电路板，其中印刷电路板包括用于应力传感器的切口，其中印刷电路板被耦合到应力传感器的接合焊盘。

根据一个实施例，负荷传感器封装件进一步包括：引线，其延伸穿过壳体；以及接合接线，其被耦合在印刷电路板和引线之间，其中印刷电路板在壳体内。

根据一个实施例，印刷电路板的一部分延伸穿过外围结构的侧表面。