CN217276597U - 压力传感器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种压力传感器。该压力传感器包括：基底；至少一个压力感应元件，所述至少一个压力感应元件设置于所述基底上；其中，所述至少一个压力感应元件中的一部分或全部是目标压力感应元件，每个目标压力感应元件的至少一侧设置有凹槽。本申请所公开的技术方案通过在压力感应元件的周围设置凹槽，以使外力按压基底时，压力感应元件周围的应力更集中，从而提高压力传感器的灵敏度。

Description

压力传感器

技术领域

本申请属于微机电技术领域，尤其涉及一种压力传感器。

背景技术

目前玩具、手机、平板、耳机等消费类电子产品越来越朝着智能方向发展，在其中增加了越来越多压力传感器以能够感知更多的物理量。其中，对于人体尤其手指等接触产生的应力或者压力的测量需求也逐渐增多。

为了满足消费类电子产品的要求，对于用于检测力或者压力传感器提出了一些特殊要求，首先需要能够将压力或者力有效的传递给压力传感器芯片的薄膜，其次还要保护芯片上的各个部分不被破坏，进一步还要保持较小的体积，以满足便携式消费类电子产品小型化趋势。

基于薄膜的应变片压力传感器芯片，其薄膜厚度通常在50-100微米，当有力作用在薄膜上，薄膜发生变形，从而实现压力检测。应变片压力传感器的厚度是通过减薄形成的，压力传感器膜厚和灵敏度负相关，即膜越薄，灵敏度越高。由于后端工艺问题，晶圆不能太薄，太薄会限制机台间传片和作业，且容易碎裂。因此基于薄膜的应变片压力传感器的灵敏度会受到限制，加上后续组装过程中，受到各层材料的力吸收的问题，灵敏度会进一步下降。

因此，需要提供一个高灵敏度力压力传感器结构。

实用新型内容

本申请实施例提供一种压力传感器，用以解决目前压力传感器灵敏度不高的问题。

根据本申请的一方面，本申请提供一种压力传感器，所述压力传感器包括：基底；至少一个压力感应元件，所述至少一个压力感应元件设置于所述基底上；其中，所述至少一个压力感应元件中的一部分或全部是目标压力感应元件，每个目标压力感应元件的至少一侧设置有凹槽。

进一步地，所述凹槽仅设置在对应的所述目标压力感应元件的一侧。

进一步地，所述凹槽设置在对应的所述目标压力感应元件的两侧。

进一步地，所述凹槽的长度不小于对应的目标压力感应元件的长度。

进一步地，所述凹槽与对应的目标压力感应元件之间的间隔为小于15微米。

进一步地，所述凹槽的形状为方形。

进一步地，所述凹槽的深度不小于对应的目标压力感应元件的厚度。

进一步地，所述凹槽的深度小于所述基底的厚度。

进一步地，所述至少一个压力感应元件包括四个目标压力感应元件，并且所述四个目标压力感应元件构成惠斯通电桥。

进一步地，所述基底具有对称的几何形状，并且所述四个目标压力感应元件在所述基底上对称设置。

进一步地，所述基底上设有至少一个焊盘，所述至少一个焊盘用于向外部传输由所述至少一个压力感应元件的电学特性变化所触发的电信号。

进一步地，所述焊盘上设有至少一凸块，所述至少一凸块用于与外部印制线路板电连接。

本实用新型的优点在于，本实用新型通过在压力感应元件的周围设置凹槽，当外力按压基底时，压力感应元件周围的应力更集中，从而提高压力传感器的灵敏度。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其有益效果显而易见。

图1为本申请实施例一中提供的一种压力传感器的结构示意图。

图2为图1中A-B处的剖面图。

图3为本申请实施例二中提供的一种压力传感器的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征，在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

图1为本申请实施例一中提供一种压力传感器。如图1所示压力传感器包括：基底1、至少一压力感应元件、焊盘3和凸块4。

示例性地，至少一个压力感应元件，所述至少一个压力感应元件设置于所述基底1上，其电学特性随感应到的应力的大小而变化。其中，所述至少一个压力感应元件中的一部分或全部是目标压力感应元件5，每个目标压力感应元件5的至少一侧设置有凹槽2。

示例性地，所述压力感应元件为压阻，所述基底1的材料为硅。由于后端工艺问题，基底1不能太薄，太薄会限制机台间传片和作业，且容易碎裂。因此基于基底1的厚度，压力传感器的灵敏度会受到限制，在本实施例中，所述基底1的厚度不超过100微米。进一步地，所述凹槽2设置在对应的所述目标压力感应元件5的两侧。

结合参阅图2，示例性地,所述凹槽2的长度不小于对应的目标压力感应元件5的长度，所述凹槽2与对应的目标压力感应元件5之间的间隔小于15 微米，优选为10微米至15微米，所述凹槽2与所述压力感应元件之间的间距越小，对应力集中效果越好。所述凹槽2的深度不小于对应的目标压力感应元件5的厚度，所述凹槽2的深度小于所述基底1的厚度。

示例性地，所述至少一个压力感应元件包括四个目标压力感应元件5，并且所述四个目标压力感应元件5经由导电结构电连接，以形成惠斯通电桥。进一步地，所述基底1具有对称的几何形状，并且所述四个目标压力感应元件5 在所述基底1上对称设置。

示例性地，所述压力传感器还包括至少一个焊盘3，所述至少一个焊盘3 设置于所述基底1上，用于向外部传输由所述至少一个压力感应元件的电学特性变化所触发的电信号。所述压力传感器还包括至少一个凸块4，所述至少一个凸块4设置在对应的所述焊盘3上，用于与外部印制线路板电连接。

实施例一的优点在于，通过在压力感应元件的周围设置凹槽2，当外力按压基底1时，压力感应元件周围的应力更集中，从而提高压力传感器的灵敏度。

图3为为本申请实施例二中提供一种压力传感器。如图3所示压力传感器包括：基底1、至少一压力感应元件、焊盘3和凸块4。

示例性地，至少一个压力感应元件，所述至少一个压力感应元件设置于所述基底1上，其电学特性随感应到的应力的大小而变化。其中，所述至少一个压力感应元件中的一部分或全部是目标压力感应元件5，每个目标压力感应元件5的至少一侧设置有凹槽2。

示例性地，所述压力感应元件为压阻，所述基底1的材料为硅。由于后端工艺问题，基底1不能太薄，太薄会限制机台间传片和作业，且容易碎裂。因此基于基底1的厚度，压力传感器的灵敏度会受到限制，在本实施例中，所述基底1的厚度不超过100微米。进一步地，所述凹槽2仅设置在对应的所述目标压力感应元件5的一侧。当然在一些其他实施例中仅有部分目标压力感应元件5，也就是说一部分压力感应元件的一侧未设置凹槽2。

结合参阅图2，示例性地,所述凹槽2的长度不小于对应的目标压力感应元件5的长度，所述凹槽2与对应的目标压力感应元件5之间的间隔小于15 微米，优选为10微米至15微米，所述凹槽2与所述压力感应元件之间的间距越小，对应力集中效果越好。所述凹槽2的深度不小于对应的目标压力感应元件5的厚度，所述凹槽2的深度小于所述基底1的厚度。

示例性地，所述至少一个压力感应元件包括四个目标压力感应元件5，并且所述四个目标压力感应元件5经由导电结构电连接，以形成惠斯通电桥。进一步地，所述基底1具有对称的几何形状，并且所述四个目标压力感应元件5 在所述基底1上对称设置。

示例性地，所述压力传感器还包括至少一个焊盘3，所述至少一个焊盘3 设置于所述基底1上，用于向外部传输由所述至少一个压力感应元件的电学特性变化所触发的电信号。所述压力传感器还包括至少一个凸块4，所述至少一个凸块4设置在对应的所述焊盘3上，用于与外部印制线路板电连接。

实施例二的优点在于，通过在压力感应元件的周围设置凹槽，当外力按压基底时，压力感应元件周围的应力更集中，从而提高压力传感器的灵敏度。与实施例一相比，在相同条件下实施例二在感应元件的一侧设置凹槽对应力集中小于实施例一中在感应元件的两侧设置凹槽。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (12)

1.一种压力传感器，其特征在于，包括：

基底；

至少一个压力感应元件，所述至少一个压力感应元件设置于所述基底上；

其中，所述至少一个压力感应元件中的一部分或全部是目标压力感应元件，每个目标压力感应元件的至少一侧设置有凹槽。

2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述凹槽仅设置在对应的所述目标压力感应元件的一侧。

3.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述凹槽设置在对应的所述目标压力感应元件的两侧。

4.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述凹槽的长度不小于对应的目标压力感应元件的长度。

5.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述凹槽与对应的目标压力感应元件之间的间隔为小于15微米。

6.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述凹槽的形状为方形。

7.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述凹槽的深度不小于对应的目标压力感应元件的厚度。

8.根据权利要求7所述的压力传感器，其特征在于，所述凹槽的深度小于所述基底的厚度。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的压力传感器，其特征在于，所述至少一个压力感应元件包括四个目标压力感应元件，并且所述四个目标压力感应元件构成惠斯通电桥。

10.根据权利要求9所述的压力传感器，其特征在于，所述基底具有对称的几何形状，并且所述四个目标压力感应元件在所述基底上对称设置。

11.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，所述基底上设有至少一个焊盘，所述至少一个焊盘用于向外部传输由所述至少一个压力感应元件的电学特性变化所触发的电信号。

12.根据权利要求11所述的压力传感器，其特征在于，所述焊盘上设有至少一凸块，所述至少一凸块用于与外部印制线路板电连接。

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