[发明专利]力传感器

说明书

所属技术领域

本发明涉及力传感器，具体的涉及用于压力、触力、物体质量、重量检测的传感器，以及用于触觉信息获取的传感器，属微电子机械系统领域，但不仅极限于此。

背景技术

目前，公知的同类传感器是由弹性体，附在弹性体上的压力敏感电阻，以及触杆构成；在一种商品化的小型触力传感器中，触力传感器是通过不锈钢球形触头，将所受外力直接传递到硅感应元件上，硅感应元件在受到外力时而发生弯曲变形，硅感应元件阻抗随所受外力同比例变化，经过相应的电路得到与变化力值相对应的电信号；该类力传感器制造难度高，成本高，产品规格系列化难度高，因此产品相对单一，不能满足应用需求。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种改进的力传感器，克服现有技术的上述不足。

本发明通过下述途径实现：

第一种力传感器，包括：开口壳体，压力敏感元件，柔性材料构成的力传递体，其特征在于：所述力传递体不与所述压力敏感元件、所述壳体内壁粘结，所述壳体适于将所述力传递体容纳，从而使所述力传递体不会脱离壳体。

第二种力传感器，包括：开口壳体，压力敏感元件，力传递体，力导入部件，其特征在于：所述力传递体是柔软度适宜的柔性材料，所述力导入部件通过弹性体连接在所述壳体端口上。

第三种力传感器，包括：活塞、活塞筒，压力敏感元件，力传递体，其中，所述力传递体是柔软度适宜的柔性材料。

其中，第二、三种力传感器进一步包括：所述力传递体不与所述压力敏感元件、所述壳体内壁粘结。

以上所述的三种力传感器还进一步包括：

所述力传递体是柔软度适宜的柔性绝缘材料。

包括：所述力传递体是凝胶类柔性材料。

所述压力敏感元件具有用于电输入输出的键合引线，所述键合引线周围固化有绝缘材料。

所述力传递体与所述压力敏感元件之间设置有薄膜。

所述压力敏感元件是压阻式压力敏感元件或电容式压力敏感元件。

所述压阻式压力敏感元件是硅压阻式压力敏感元件。

所述的力传递体在预定的压力范围内不会对压力敏感元件造成挤压损坏。

本发明的有益效果是：结构简单，制造容易，成本低，灵敏度、精确度高，使用寿命长，有利于传感器的微型化、薄型化。

附图说明：

图1是本发明的一种集成电路力传感器剖视结构示意图；

图2是本发明的一种活塞式力传感器剖视结构示意图；

图3是本发明的一种平封头力传感器剖视结构示意图；

图4是本发明的一种凸形封头力传感器剖视结构示意图。

具体实施方式

下面结合最佳实施例和附图对本发明进一步说明：

图1是本发明的一种集成电路力传感器剖视结构示意图；其中，11刚性绝缘开口壳体，开口壳体11外端口截面小于其内腔体截面；其中，玻璃基座12、硅膜13，而硅膜13上布置有半导体材料形成的压阻电桥，键合引线14，电导线脚15构成了本发明所述的硅膜压阻压力敏感元件；玻璃基座12粘结在壳体11的底部，硅膜13粘结在玻璃基座12上，电导线脚15粘结在壳体11上并引出壳体，键合引线14将硅膜13上的压阻电桥与电导线脚15进行电连接；其中，键合引线14周围通过滴注填充的方式固化有绝缘材料16，以保护键合引线14不会受到损坏；绝缘材料16可以是凝胶类材料或绝缘树脂，如：硅橡胶，松香，环氧树脂等；力传递体17由凝胶类材料通过模具注成，然后通过压入的方式装入壳体11内部，于是力传递体17被容纳在开口壳体11内而不会脱离壳体；被测量物体及其载荷直接抵触在力传递体17上而实现本发明。

图1所示是力传感器的基础，它为传感器的扩展应用提供了基本条件。在力传递体17的外端可粘结一凸形刚性力导入部件，使本发明变得比较实用。如下图2～4所述的力传感器可根据图1扩展实现。另外，所述的壳体11亦可以为直筒形，在力传递体放入壳体后，在筒形壳体的端口用一弹性卡环卡在壳体端口内，并限定力传递体不脱离而实现本发明。

另外，可在硅膜下端设置通向大气的孔C，使传感器在测量力值时所测量的力值是表压力值；如果测量力值要求是绝对压力时，将所述孔C封闭并在硅膜下端形成压力参考腔。