CN108225626A - 高灵敏度硅压阻式力传感器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高灵敏度硅压阻式力传感器，实施例涉及用于通过使用感测管芯来感测力的系统和方法。管芯可以包括：芯片，所述芯片包括板；致动元件，所述致动元件配置为在所述板的中心处或者附近与所述板接触，并且配置为将力施加至所述板；以及一个或者多个感测元件，所述一个或者多个感测元件由所述板支撑，其中，所述板的宽度与所述一个或者多个感测元件之间的距离的比率是至少2/1。方法可以包括：提供包括芯片的感测管芯，所述芯片上形成在有板；将力施加至所述感测管芯的所述板；以及经由附接至所述板的一个或者多个感测元件确定施加至所述板的所述力的大小，其中，所述板的宽度与所述感测元件之间的距离的比率大于2/1。

Description

高灵敏度硅压阻式力传感器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年12月22日提交的标题为“HIGH SENSITIVITY SILICONPIEZORESISTOR FORCE SENSOR”的美国专利申请的第15/388,483号的优先权，该申请以引用的方式并入如同复现其全部内容。

关于联邦资助的研究或发展的声明

不适用。

缩微平片附件的引用

不适用。

背景技术

在许多工业领域中，有必要精确地测量力的大小。可以使用力传感器来测量力或者压力。各种设计可以被使用并且可以依赖于组件的位移或者施加至应力敏感元件或者组件的应力场以测量存在力和/或存在于传感器上的力的大小。力传感器可能会承受在其设计工作范围（例如，最大承受压力情况）以上的力，这可能导致力传感器损坏。

发明内容

在实施例中，感测管芯（die）可以包括：芯片（chip），该芯片包括板（slab，或板坯）；一个或者多个感测元件，该一个或者多个感测元件由板支撑，其中，板的宽度与一个或者多个感测元件之间的距离的比率是至少2/1；一个或者多个接合盘（bond pad，或接合焊盘），该一个或者多个接合盘由芯片的第一侧支撑，一个或者多个接合盘中的每一个都电耦合至一个或者多个感测元件中的至少一个感测元件；结构框架，该结构框架设置在芯片的第一侧上，其中，结构框架设置为至少部分地围绕板；以及一个或者多个电触头，该一个或者多个电触头延伸通过结构框架，其中，一个或者多个电触头电耦合至一个或者多个接合盘。

在实施例中，通过使用感测管芯来感测力的方法可以包括：提供包括芯片的感测管芯，该芯片上形成在有板；将力施加至感测管芯的板；以及经由附接至板的一个或者多个感测元件确定施加至板的力的大小，其中，板的宽度与一个或者多个感测元件之间的距离的比率大于约2/1。

在实施例中，感测管芯可以包括：芯片，该芯片包括板；致动元件，该致动元件配置为在板的中心处或者附近与板接触，并且配置为将力施加至板；以及一个或者多个感测元件，该一个或者多个感测元件由板支撑，其中，板的宽度与一个或者多个感测元件之间的距离的比率大于约2/1，以及其中，感测元件之间的距离以致动元件与板的接触点为中心。

附图说明

为了更全面地理解本公开，现在参考以下结合附图和详细描述进行的简要描述，其中，相同的元件符号表示相同的部分。

图1图示了根据本公开实施例的感测管芯的示意截面。

图2A至图2C图示了根据本公开实施例的感测管芯的另一截面。

图3A至图3C图示了根据本公开实施例的感测管芯的表面的应力图。

图4A至图4B图示了根据本公开实施例的在感测管芯上的载荷、感测元件的位置、和传感器输出之间的关系。

图5图示了根据本公开实施例的在接触半径与感测管芯之间的关系。

图6A至图6B图示了感测管芯的剖视图，该剖视图图示了根据本公开实施例的在接触半径与感测管芯上的载荷之间的关系。

具体实施方式

在一开始就应该理解的是虽然下面示出了一个或者多个实施例的说明性实施方式，但是可以通过使用目前是否已知或者尚未存在的多种技术来实施所公开的系统和方法。本公开决不应该限于下面所示的说明性实施方式、附图和技术，但是可以在所附权利要求书的范围连同其等效物的全部范围内对本公开进行修改。

术语的以下简要定义适用于整个申请：

术语“包括”指包括但不限于，并且应该以通常用于专利上下文的方式被解释。

短语“在一个实施例中”、“根据一个实施例”等通常指在该短语之后的具体特征、结构或者特征可以包括在本发明的至少一个实施例中，并且可以包括在本发明的不只一个实施例中（重要的是，这种短语不一定指相同的实施例）。

如果说明书描述了某事物“示例性”或者“示例”，那么应该理解其指的是非排他性示例。

术语“约”或者“大约”等在与数字一起使用时可以指特定数字，或者可替代地，指接近特定数字的范围，如本领域的技术人员所理解到的；并且

如果说明书陈述组件或者特征“可以”、“可能”、“能”、“应该”、“会”、“优选地”、“可能地”、“通常”、“可选地”、“例如”、“经常”、“可能会”（或者其它这种语言）被包括或者具有特性，那么不要求该特定组件或特征被包括或者具有该特性。这种组件或者特征可以可选地被包括在一些实施例中，或者可以不被包括。

本公开实施例包括用于改进来自配置为检测施加至感测管芯的力的感测管芯的信号输出的系统和方法。本公开实施例可以包括通常接近管芯中心的压阻式元件，其中，承载致动元件与管芯面接触。通过对感测管芯的表面进行应力映射，发现在致动元件附近存在信号生成应力非常高的小局部区域。当压阻式元件被植入该位置中时，管芯灵敏度可达压阻式元件的传统位置的100倍大或者高。因为小的高应力区域构成局部接触现象，所以不需要各向异性蚀刻来形成隔膜，因此可以使用“板”管芯。使用板管芯在减少成本的同时可以具有明显更高的验证载荷（即，更高的过载保护）的优势，因为不再需要完成各向异性蚀刻。另外，定位压阻式元件的该方法可以允许使用更小的管芯，这也可以降低成本。

压阻式元件的典型用途是将压阻式元件定位在形成的隔膜的中心边缘处或者附近。典型的力传感器可以使用离致动元件与感测管芯之间的接触点（或者载荷点）较远的应力场。本公开实施例可以使用离载荷点非常近的局部应力场。该局部应力场的大小比常用的遥远应力场大得多，从而导致给定载荷的更高的管芯输出。

定位压阻式元件的所描述的方法的技术效益可以包括给定载荷的更高的管芯输出。另外，由于可以使用全部晶片厚度，所以不需要特别定义的隔膜，因此，验证载荷是明显较高的。同样，可以减少感测管芯的成本，因为不需要蚀刻步骤来形成隔膜，在管芯之下不需要特别图案化的粘合剂（仅仅是连续层，而不是具有无支撑的中央区域的“相框”图案），并且可以使用更小的管芯（成本与管芯的大小成比例，其中，管芯侧长度减少30%可能转换为成本减少高达50%）。压阻式元件的相同的总体设计和定向可以与传统压力或者力传感器相似，但是压阻式元件的位置可以调整。

图1图示了根据一些实施例的可以用于检测力（包括压力）的典型感测管芯100的实施例。如图所示，感测管芯100可以包括隔膜或者板102、和位于传感器的第一表面103附近的基板140。板102可以包括连接至一个或者多个电触头106的一个或者多个感测元件120、124。该一个或者多个感测元件120、124可以位于板102的第二表面105上。可选地，侧壁108可以附接至传感器的第二表面105的一部分。致动元件110可以存在于由侧壁108形成的空腔112内并且可以用于将力传递至板102的第二表面105。在一些实施例中，板102可以包括实心板。在一些实施例中，板102可以经由粘合剂142附接至基板140。

感测管芯100可以由硅或者其它半导体材料形成。虽然关于由硅形成描述了感测管芯100，但是应该理解，也可以使用其它材料。在实施例中，感测管芯100可以开始作为硅芯片并且被处理以形成感测管芯100，如在本文中更详细地描述的。在一些实施例中，硅芯片可以包括在第一表面103上形成以形成隔膜102的凹槽。可以使用包括但不限于光刻技术、湿式蚀刻技术、和干式蚀刻技术的各种微制造技术来形成凹槽。在一些实施例中，可以通过对硅管芯进行背面蚀刻（例如，用KOH蚀刻技术、深反应离子蚀刻、或者其它蚀刻技术）来在感测管芯100上制造隔膜102。然而，设想可以根据需要使用其它合适的工艺。隔膜102可以具有小于感测管芯100的边缘的厚度的高度或者厚度，从而形成隔膜102。

隔膜或者板102配置为响应于施加力（或者至少有一些弹性响应）弯曲，创建延伸通过一个或者多个感测元件120和124的应力场，从而允许确定施加力。在一些实施例中，板102的弹性响应事实上可以是微小的。在一些实施例中，施加力可以以跨过板102的压差的形式存在。在一些实施例中，致动元件110可以与板102的第二表面105接触以将力传递至板102。致动元件110可以包括外力与板102之间的机械耦合。在一些方面中，致动元件110可以包括配置为将力传递至板102的机械致动元件。在一些实施例中，致动元件110可以包括球形物体（诸如，图1所示的球体）、引脚、延伸器、按钮、任何其它激活装置、和/或其组合。可以理解，根据替代实施例，可以利用其它类型的致动器，诸如，例如，可滑动安装的柱塞或者轴、除了球形物体之外的接触点式组件、和/或“T”形传递机构。如果需要，则仅仅致动元件110的外表面的一部分可以是球形形状或者形成特定形状。致动元件110可以由任何材料制成。例如，致动元件110可以由不锈钢、聚合物、陶瓷、宝石、另一种合适的金属、和/或另一种合适的材料形成。在一些情况下，致动元件110可以包括不锈钢滚珠轴承。然而，设想可以使用其它大体上球形和其它形状的元件作为致动元件110的部分，如果需要，则包括基于聚合物的物体。

由通过施加压力和/或通过致动元件110而被施加在隔膜上的力产生的偏转通常可以导致板102偏转。板102可以配置为检测主要在垂直于板102的平面的方向上的偏转。在这个意义上，感测管芯100配置为测量设置为与感测管芯100的平面正交的单轴向力。

感测管芯100可以具有设置在板102上或者与其相邻的一个或者多个感测元件120和124，诸如，通过使用合适的制造或者打印技术而形成的压阻式感测元件。例如，从硅感测管芯100开始，可以使用标准图案、植入、扩散、和/或金属互连工艺来在感测管芯100的表面103、105上形成一个或者多个元件120和124。例如，一个或者多个压阻式感测元件120和124可以形成在板102上。压阻式感测元件120和124可以配置为具有根据施加的机械应力（例如，板102的偏转）而变化的电阻。因此，压阻式元件120和124可以用于将施加的力或者压力转换为电信号。在一些情况下，压阻式组件可以包括硅压阻式材料；然而，可以使用其它非硅材料。

一个或者多个接合盘130和134可以形成在感测管芯100的上表面105上并且与板102相邻。可以提供金属、扩散、或者其它互连以将一个或者多个压阻式传感器元件120和124以及一个或者多个接合盘130和134互连。如图1所示，压阻式传感器元件120和124中的一个或者多个可以电耦合至接合盘130和134中的一个或者多个。

在一些实施例中，传感器元件120和124可以包括多个感测元件，例如，两个感测元件、三个感测元件、四个感测元件、或者更多。类似地，接合盘130和134可以包括多个接合盘，例如，两个接合盘、三个接合盘、四个接合盘、或者更多。图1指示压阻式元件120和124的典型位置。可以在板102的区域内选择这些位置，其中，板102承受因为与致动元件110接触而产生的力。

本公开实施例描述了一种感测管芯100，其中，压阻式元件定位为相较于典型感测管芯更接近致动元件110与板102（或者隔膜）之间的接触区域。

图2A至图2C图示了感测管芯200的致动元件210（其可以包括滚珠轴承）和板202的截面视图。致动元件210可以包括球形形状。致动元件210可以与致动元件210和板202之间的接触区域220接触并且将力施加至接触区域220。板202可以包括第一表面203，该第一表面203可以附接至结构框架204。板可以包括配置为与致动元件210接触的第二表面205。

在一些实施例中，致动元件210可以包括不锈钢。在一些实施例中，致动元件210可以包括玻璃、蓝宝石、或者另一种相似的材料。在一些实施例中，与典型的感测管芯200相比较，感测管芯200的总长度可以减少约20%至30%。

图2A图示了感测管芯200，该感测管芯200包括经由粘合层242附接至基板240的板202。该板202可以包括位于板202的表面205上的感测元件250。感测元件250之间的距离用距离260表示。板202的宽度用宽度262表示。

在图2B所示的实施例中，板202可以包括在板202的第一表面203上的蚀刻空腔230。然而，在其它实施例中，诸如，图2A和图2C，可以不对板202进行蚀刻。换言之，板202可能不包括在板202的任何一表面203和205上的任何薄的区域或者空腔。

图2C图示了板202的双截面，图示了板202和致动元件210的俯视图。板202可以包括位于板202与致动元件210之间的接触点220周围的四个感测元件250。

在一些实施例中，与在典型的感测管芯中相比较，感测元件250可以更紧密的在一起。在一些实施例中，感测元件250之间的距离260可以致动元件210与板202之间的接触点220为中心。

参照图2A，在一些实施例中，板202的宽度262与感测元件250之间的距离260的比率可能大于约3/1。在一些实施例中，板202的宽度262与感测元件250之间的距离260的比率可能大于约5/1。在一些实施例中，板202的宽度262与感测元件250之间的距离260的比率可能大于约7/1。在一些实施例中，板202的宽度262与感测元件250之间的距离260的比率可能大于约11/1。在一些实施例中，板202的宽度262与感测元件250之间的距离260的比率可能小于约20/1。在一些实施例中，感测元件250能够彼此不接触。

在一些实施例中，可以基于在板202的表面205上的特定位置处的预期应力来选择感测元件250的位置。

参照图3A至图3C，示出了应力图300，该应力图300图示了因为被致动元件210施加至板202的第二表面205的力而产生的应力场。上面示出了板202和致动元件210。应力图300可以包括在x方向上的应力（Sx）与在y方向上的应力（Sy）之间的差异或者Sx-Sy的标绘。这些区域可以被称为“热点”或者高应力区域。在热点302和304处的表面205上生成的应力场可以明显大于在表面205的其它区域处生成的应力场。热点302和304可以创建表面205上待放置压阻式元件的理想位置，其中，压阻式元件可以检测在该位置处产生的应力。热点302和304可以定位为比压阻式元件的典型位置更接近接触区域220。

图3A至图3B中示出的应力图300的截面可以设计为示出了板202的总表面205的四分之一，其中，角310图示了致动元件与板之间的接触区域220（如上面所示）的中心。参照图3C，完整应力图300可以包括围绕致动元件与板之间的接触区域220的中心310的多达4个热点302、304、306和308。压阻式元件的典型位置用“x”322、324、326和328表示。

通过使用来自图3A至图3C所示的应力图300的信息，可以将压阻式元件（诸如，上面所描述的120和124）放置在用应力图300表示的热点302、304、306和308中的一个内。虽然在压阻式元件的典型位置322、324、326和328处的应力可以在将检测板表面205上的应力的区域内，但是热点302、304、306和308可以产生明显更高的输出，从而提高压阻式元件的准确性和灵敏度。例如，在压阻式元件的典型位置322、324、326和328处的Sx-Sy应力可以是约±70兆帕斯卡（MPa），并且在热点302、304、306和308中的应力可以是约±1400 MPa（比典型应力读数高约20倍）。增加的应力读数可以产生压阻式元件的增加的信号输出。

与包括各向异性蚀刻的典型压力传感器不同，当表面205上的载荷增加时，在板的表面205上测量到的Sx-Sy应力峰从接触区域200径向向外移动。换言之，热点的位置可以随着经由致动元件而被施加至板的力的大小的变化而变化。例如，当力的大小增加时，离热点发生的中心310的距离可以增加。该概念可以用以下图表和数字表示。

在施加至表面205的力的范围内对相对于表面205的中心而处于不同位置的压阻式元件进行估计。在图4A至图4B的图表中示出了结果。作为一个示例，位置的范围从离中心约39微米（µm）到离中心约310 µm。

参照图4A，针对以牛顿（N）计的施加至板的载荷来标绘以毫伏（mV）计的传感器输出。每条线表示在从板与致动元件之间的接触区域的中心的半径内测量到的压阻式元件的不同位置。也标绘了压阻式元件的传统位置以供参考，其中，离中心的距离在传统传感器中更高。针对图表上的每条线，传感器输出在载荷增加时增加直到Sx-Sy峰穿过压阻式元件的位置为止，然后，输出减少。在线中的峰之前，传感器功能可以是优选的。

参照图4B，图表图示了图4A中所示的结果，已经通过使用传统传感器位置输出的标准（在890 µm的距离处）来使该结果标准化，其中，每个位置的结果已经除以标准。图4B所示的图表图示了，传感器输出在峰（针对该位置）之前是相对不变的，并且对确定在该位置处的板上的应力可能有用。

针对大多数传感器应用，可以估计特定应用所期望的载荷范围。通过使用图表和估计的载荷（以N计），可以选择压阻式元件的最佳位置。例如，如果预期载荷小于5 N，则可以将压阻式元件的位置选择在离中心约30 µm到约80 µm的距离处。作为另一示例，如果预期载荷在10 N与20N之间，则可以将压阻式元件的位置选择在离中心约100 µm到约120 µm的距离处。

参照图5，附加图表图示了在板的平坦表面与球形致动元件的弯曲表面之间的接触半径与将被施加至感测管芯的估计载荷之间的近似关系。当载荷增加时，最初的观点是板与致动元件之间的接触加宽成圆形接触。图5是该接触圆的半径与由致动元件施加的力的标绘。在一些实施例中，可能希望将感测元件定位在接触半径外面，以避免致动元件与感测元件之间的接触。然而，在一些实施例中，在感测管芯的使用寿命期间，致动元件可以与感测元件中的一个或者多个接触。

为了进一步估计将压阻式元件定位为更接近板的中心的作用，对感测管芯进行分析以解决生成的信号。在施加至板的约1 N力的作用下，来自位于离中心890 µm的典型位置处的压阻式元件的信号可以产生约3.6 mV。当压阻式元件的位置变成离中心310 µm时，信号可以升至约27.3 mV（是典型输出的约7.6倍）。当压阻式元件的位置变成离中心150 µm时，信号可以升至约87.2 mV（是典型输出的约246倍）。

另外，可能希望对低于1 N的力提供准确的测量。在该低范围内的力检测通常可能难以实现足够的过载保护。为了进一步估计将压阻式元件定位为更接近板的中心的作用，对感测管芯进行测试以确定在约1 N（100 g）、约0.1 N（10 g）、约0.01 N、和约0.001N的力范围内的生成的信号。

如上所述，压阻式元件的位置越接近中心（即，离中心的距离越小），输出信号的灵敏度就越高。在以下结果中，压阻式元件最接近的位置是离中心约150 µm。针对0.1N的力范围，在离中心约150 µm的位置处，传感器输出可以是约8.8 mV。

当力范围低于1 N时，按比例可能更难以开发足够的输出信号。因此，定位为更接近板的中心的压阻式元件的使用可以允许改进更低力范围内的信号输出。

图6A至图6B进一步图示了接触半径（即，压阻式元件所在的离板202的中心310的距离）与将被施加至感测管芯的估计载荷之间的关系。在图6A中，被施加至致动元件210的力是约25 N。到第一热点302的接触半径用距离602表示。类似地，到第二热点304的接触半径用距离604表示。

在图6B中，被施加至致动元件210的力增加至约100 N。到第一热点302的距离602也已经因此增加。类似地，到第二热点304的距离604也已经因此增加。因此，待放置在热点302和304处或者附近的压阻式元件的最佳位置取决于预期被施加至板202的力的大小。

上述感测元件的灵敏度（以mV/V计）是经由建模而确定的，并且然后与标准或者典型传感器进行比较。感测元件的位置也彼此不同。在一些实施例中，灵敏度比率（在与典型传感器进行比较时）可能大于约1/1。在一些实施例中，灵敏度比率可能大于约5/1。在一些实施例中，灵敏度比率可能大于约10/1。在一些实施例中，灵敏度比率可能大于约20/1。在一些实施例中，灵敏度比率可能大于约25/1。

在第一实施例中，感测管芯可以包括：芯片，该芯片包括板；一个或者多个感测元件，该一个或者多个感测元件由板支撑，其中，板的宽度与一个或者多个感测元件之间的距离的比率是至少2/1；一个或者多个接合盘，该一个或者多个接合盘由芯片的第一侧支撑，一个或者多个接合盘中的每一个都电耦合至一个或者多个感测元件中的至少一个感测元件；结构框架，该结构框架设置在芯片的第一侧上，其中，结构框架设置为至少部分地围绕板；以及一个或者多个电触头，该一个或者多个电触头延伸通过结构框架，其中，一个或者多个电触头电耦合至一个或者多个接合盘。

第二实施例可以包括第一实施例的感测管芯，其中，感测元件包括压阻式元件。

第三实施例可以包括第一或者第二实施例的感测管芯，该感测管芯进一步包括配置为在板的中心处或者附近与板接触的致动元件。

第四实施例可以包括第三实施例的感测管芯，其中，感测元件之间的距离以板与致动元件之间的接触点为中心。

第五实施例可以包括第一至第四实施例中的任何一个实施例的感测管芯，其中，板的宽度与一个或者多个感测元件之间的距离的比率大于约5/1。

第六实施例可以包括第一至第五实施例中的任何一个实施例的感测管芯，其中，板的宽度与一个或者多个感测元件之间的距离的比率大于约10/1。

第七实施例可以包括第一至第六实施例中的任何一个实施例的感测管芯，其中，一个或者多个感测元件的位置是通过对由致动元件施加在板上的力进行映射并且识别板上力高于周围区域的一个或者多个热点来确定的。

第八实施例可以包括第一至第七实施例中的任何一个实施例的感测管芯，其中，一个或者多个感测元件的位置是通过确定将被施加至板的估计力与感测元件在板上的期望位置之间的关系来确定的。

在第九实施例中，通过使用感测管芯来感测力的方法可以包括：提供包括芯片的感测管芯，该芯片上形成在有板；将力施加至感测管芯的板；以及经由附接至板的一个或者多个感测元件确定施加至板的力的大小，其中，板的宽度与一个或者多个感测元件之间的距离的比率大于约2/1。

第十实施例可以包括第九实施例的方法，该方法进一步包括：确定将被施加至板的估计力与感测元件在板上的期望位置之间的关系。

第十一实施例可以包括第十实施例的方法，其中，当估计力增加时，感测元件的期望位置离板的中心的距离增加。

第十二实施例可以包括第九至第十一实施例中的任何一个实施例的方法，其中，施加力包括：使板与致动元件接触。

第十三实施例可以包括第十二实施例的方法，其中，感测元件之间的距离以板与致动元件之间的接触点为中心。

第十四实施例可以包括第九至第十三实施例中的任何一个实施例的方法，其中，板的宽度与一个或者多个感测元件之间的距离的比率大于约5/1。

第十五实施例可以包括第九至第十四实施例中的任何一个实施例的方法，该方法进一步包括：对通过致动元件而被施加在板上的力进行映射；识别在板上力高于周围区域的一个或者多个热点；以及基于热点的位置来确定待定位在板上的压阻式元件的位置。

在第十六实施例中，感测管芯可以包括：芯片，该芯片包括板；致动元件，该致动元件配置为在板的中心处或者附近与板接触，并且配置为将力施加至板；以及一个或者多个感测元件，该一个或者多个感测元件由板支撑，其中，板的宽度与一个或者多个感测元件之间的距离的比率大于约2/1，以及其中，感测元件之间的距离以致动元件与板的接触点为中心。

第十七实施例可以包括第十六实施例的感测管芯，其中，感测元件包括压阻式元件。

第十八实施例可以包括第十六至第十七实施例中的任何一个实施例的感测管芯，其中，板的宽度与一个或者多个感测元件之间的距离的比率大于约5/1。

第十九实施例可以包括第十六至第十八实施例中的任何一个实施例的感测管芯，其中，板的宽度与一个或者多个感测元件之间的距离的比率大于约20/1。

第十二实施例可以包括第十六至第十九实施例中的任何一个实施例的感测管芯，其中，感测元件位于通过力映射在板的表面上识别到的热点处或者附近。

虽然在上面已经示出和描述了根据本文所公开的原理的各个实施例，但是在不脱离本公开的精神和教导的情况下，本领域的技术人员可以对其进行修改。所描述的实施例仅仅是代表性的并且不旨在限制。许多变型、组合和修改是可能的，并且在本公开的范围内。因为组合、整合和/或省略实施例（多个）的特征而产生的替代实施例也在本公开的范围内。因此，保护范围并不受上述描述的限制，而是由其遵循的权利要求书定义，所述范围包括权利要求书的主题的所有等同物。将每一和每个权利要求作为进一步揭示内容并入到说明书中，并且权利要求书是本发明（多个）的实施例（多个）。此外，上面描述的任何优点和特征可以涉及特定实施例，但是不应该限制将这种公布的权利要求书应用于实现上述优点中的任何一个或者全部或者具有上述特征中的任何一个或者全部的过程和结构。

另外，本文所使用的章节标题被设置为与37 C.F.R. 1.77的建议相一致或者是另外提供有组织的提示。这些标题不应该限制或者表征在可以从本公开发布的任何权利要求书中陈述的发明（多个）。具体地并且举例来说，尽管标题可能涉及“技术领域”，但是权利要求不应该受该标题下选择用以描述所谓领域的语言的限制。进一步地，“背景技术”中的技术描述被解读为承认某项技术是本公开中的任何发明（多个）的共享技术。“发明内容”也不应该被认为是在公开的权利要求书中陈述的发明（多个）的限制表征。此外，本公开中对单数形式的“发明”的任何引用都不应该被用于争辩在本公开中只有一个创新点。多个发明可以根据从本公开公布的多个权利要求的限制而被陈述，并且这些权利要求书因此定义发明（多个）和其受保护的等同物。在一切情况下，权利要求书的范围应该被认为是关于其自己的根据本公开的优点，但是应该受到本文所陈述的标题的限制。

诸如“包括”、“包含”和“具有”等广义词的使用应该被理解为对诸如“由……组成”、“基本上由……组成”和“大体上由……组成”等狭义词提供支持。关于实施例的任何元件的术语“可选地”、“可以”、“可能会”、“可能地”等的使用是指不需要元件，或者可替代地，需要元件，两个替代均在实施例（多个）的范围内。同样，对示例的引用仅仅是说明性的，而非排他性的。

虽然已经在本公开中提供了多个实施例，但是应该理解，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，所公开的系统和方法可以许多其它特定形式体现。本示例被认为是说明性的而非限制性的，并且本发明并不限于本文所给出的细节。例如，各种元件或者组件可以组合或者集成在另一系统中，或者某些特征可以省略或者不实施。

同样，在不脱离本公开的范围的情况下，各个实施例中所描述和说明的离散或者单个技术、系统、子系统和方法可以与其它系统、模块、计算或者方法组合或者合并。示出或者讨论为彼此直接联接或者通信的其它项目也可以电方式、机械方式或者其它方式通过一些接口、装置或者中间组件间接地联接或者通信。改变、替换和更改的其它示例可由本领域的技术人员确定，并且可以在不脱离本文中所公开的精神和范围的情况下做出。

Claims (10)

1.一种感测管芯（200），其包括：

包括板（202）的芯片；

由所述板（202）支撑的一个或者多个感测元件（120、124），其中，所述一个或者多个感测元件（120、124）位于离所述板（202）的中心约890 微米（μm）的半径内；

由所述芯片的第一侧支撑的一个或者多个接合盘（130、134），所述一个或者多个接合盘（130、134）中的每一个都电耦合至所述一个或者多个感测元件（120、124）中的至少一个；

设置在所述芯片的所述第一侧上的结构框架（104），其中，所述结构框架（104）设置为至少部分地围绕所述板（202）；以及

延伸通过所述结构框架（104）的一个或者多个电触头（106），其中，所述一个或者多个电触头（106）电耦合至所述一个或者多个接合盘（130、134）。

2.根据权利要求1所述的感测管芯（200），其中，所述感测元件（120、124）包括压阻式元件（120、124）。

3.根据权利要求1所述的感测管芯（200），其进一步包括配置为在所述板（202）的中心处或者附近与所述板（202）接触的致动元件（210）。

4.根据权利要求3所述的感测管芯（200），其中，所述感测元件（120、124）位于离在所述板（202）与所述致动元件（210）之间的接触点不到约500 μm的半径内。

5.根据权利要求1所述的感测管芯（200），其中，所述一个或者多个感测元件（120、124）的位置是通过确定将被施加至所述板（202）的估计力与感测元件（120、124）在所述板（202）上的期望位置之间的关系来确定的。

6.一种通过使用感测管芯来感测力的方法，所述方法包括：

提供包括芯片的感测管芯，所述芯片上形成有板；

将力施加至所述感测管芯的所述板；以及

经由附接至所述板的一个或者多个感测元件确定施加至所述板的所述力的大小，其中，所述感测元件位于离所述板的中心约890 μm的半径内。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，施加力包括：使所述板与致动元件接触。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述感测元件位于离在所述板与所述致动元件之间的所述接触点不到约500 μm的半径内。

9.根据权利要求7所述的方法，其进一步包括：

对通过致动元件而被施加在所述板上的所述力进行映射；

识别在所述板上的所述力高于周围区域的一个或者多个热点；以及

基于所述热点的位置来确定待定位在所述板上的压阻式元件的位置。

10.根据权利要求6所述的方法，其中，所述感测元件位于离所述板的所述中心不到约500 μm的半径内。