Abrégé

A hybrid sensor device includes a substrate; a first sensing element configured to sense force; a second sensing element configured to sense at least one of light intensity, acoustic impedance, electrical conductivity, electrical permittivity, or temperature; signal processing circuitry configured to receive and process respective output signals of the first and second sensing elements; and decision logic circuitry configured to validate an intent of a user input based on the respective output signals of the first and second force sensors, wherein the first and second sensors, the signal processing circuitry, and the decision logic circuitry are integrated on the substrate.

Classes IPC  ?

• G01L 1/16 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant les propriétés des dispositifs piézo-électriques
• G01J 5/10 - Pyrométrie des radiations, p. ex. thermométrie infrarouge ou optique en utilisant des détecteurs électriques de radiations
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau

Abrégé

An example microelectromechanical system (MEMS) force sensor is described herein. The MEMS force sensor can include a sensor die configured to receive an applied force. The sensor die can include a first substrate and a second substrate, where a cavity is formed in the first substrate and where at least a portion of the second substrate defines a deformable membrane. The MEMS force sensor can also include an etch stop layer arranged between the first substrate and the second substrate, and a sensing element arranged on a surface of the second substrate. The sensing element can be configured to convert a strain on the surface of the membrane substrate to an analog electrical signal that is proportional to the strain.

Classes IPC  ?

• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• B81B 3/00 - Dispositifs comportant des éléments flexibles ou déformables, p. ex. comportant des membranes ou des lamelles élastiques
• B81C 1/00 - Fabrication ou traitement de dispositifs ou de systèmes dans ou sur un substrat
• G01L 1/26 - Mesures auxiliaires prises, ou dispositifs utilisés en liaison avec le mesurage des forces, p. ex. pour empêcher l'influence des composantes transversales de la force, pour empêcher la surcharge

Abrégé

Described herein is a method and system for testing a force or strain sensor in a continuous fashion. The method employs a sensor, a test fixture, a load cell, a mechanical actuator and tester hardware and software to simultaneously record signal outputs from the sensor and load cell as functions of time. The method provides time synchronization events for recording data streams between, for example, a linear ramp of the force on, or displacement of, the sensor and for extracting performance characteristics from the data in post-test processing.

Classes IPC  ?

• G01L 5/00 - Appareils ou procédés pour la mesure des forces, du travail, de la puissance mécanique ou du couple, spécialement adaptés à des fins spécifiques

Abrégé

MEMS force sensors for providing temperature coefficient of offset (TCO) compensation are described herein. An example MEMS force sensor can include a TCO compensation layer to minimize the TCO of the force sensor. The bottom side of the force sensor can be electrically and mechanically mounted on a package substrate while the TCO compensation layer is disposed on the top side of the sensor. It is shown the TCO can be reduced to zero with the appropriate combination of Young's modulus, thickness, and/or thermal coefficient of expansion (TCE) of the TCO compensation layer.

Classes IPC  ?

• G01L 1/22 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en mesurant les variations de la résistance ohmique des matériaux solides ou des fluides conducteurs de l'électricitéMesure des forces ou des contraintes, en général en faisant usage des cellules électrocinétiques, c.-à-d. des cellules contenant un liquide, dans lesquelles un potentiel électrique est produit ou modifié par l'application d'une contrainte en utilisant des jauges de contrainte à résistance
• G01L 1/16 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant les propriétés des dispositifs piézo-électriques
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau

Abrégé

Described herein is a ruggedized microelectromechanical (“MEMS”) force sensor. The sensor employs piezoresistive or piezoelectric sensing elements for force sensing where the force is converted to strain and converted to electrical signal. In one aspect, both the piezoresistive and the piezoelectric sensing elements are formed on one substrate and later bonded to another substrate on which the integrated circuitry is formed. In another aspect, the piezoelectric sensing element is formed on one substrate and later bonded to another substrate on which both the piezoresistive sensing element and the integrated circuitry are formed.

Classes IPC  ?

• G01L 1/16 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant les propriétés des dispositifs piézo-électriques
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• H10N 30/30 - Dispositifs piézo-électriques ou électrostrictifs à entrée mécanique et sortie électrique, p. ex. fonctionnant comme générateurs ou comme capteurs

Abrégé

MEMS force sensors for providing temperature coefficient of offset (TCO) compensation are described herein. An example MEMS force sensor can include a TCO compensation layer to minimize the TCO of the force sensor. The bottom side of the force sensor can be electrically and mechanically mounted on a package substrate while the TCO compensation layer is disposed on the top side of the sensor. It is shown the TCO can be reduced to zero with the appropriate combination of Young's modulus, thickness, and/or thermal coefficient of expansion (TCE) of the TCO compensation layer.

Classes IPC  ?

• G01L 1/22 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en mesurant les variations de la résistance ohmique des matériaux solides ou des fluides conducteurs de l'électricitéMesure des forces ou des contraintes, en général en faisant usage des cellules électrocinétiques, c.-à-d. des cellules contenant un liquide, dans lesquelles un potentiel électrique est produit ou modifié par l'application d'une contrainte en utilisant des jauges de contrainte à résistance
• G01L 1/16 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant les propriétés des dispositifs piézo-électriques
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau

Abrégé

An example microelectromechanical system (MEMS) force sensor is described herein. The MEMS force sensor can include a sensor die configured to receive an applied force. The sensor die can include a first substrate and a second substrate, where a cavity is formed in the first substrate, and where at least a portion of the second substrate defines a deformable membrane. The MEMS force sensor can also include an etch stop layer arranged between the first substrate and the second substrate, and a sensing element arranged on a surface of the second substrate. The sensing element can be configured to convert a strain on the surface of the membrane substrate to an analog electrical signal that is proportional to the strain.

Classes IPC  ?

• G01L 1/00 - Mesure des forces ou des contraintes, en général
• B81B 3/00 - Dispositifs comportant des éléments flexibles ou déformables, p. ex. comportant des membranes ou des lamelles élastiques
• B81C 1/00 - Fabrication ou traitement de dispositifs ou de systèmes dans ou sur un substrat
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• G01L 1/26 - Mesures auxiliaires prises, ou dispositifs utilisés en liaison avec le mesurage des forces, p. ex. pour empêcher l'influence des composantes transversales de la force, pour empêcher la surcharge

Abrégé

A hybrid sensor device includes a substrate; a first sensing element configured to sense force; a second sensing element configured to sense at least one of light intensity, acoustic impedance, electrical conductivity, electrical permittivity, or temperature; signal processing circuitry configured to receive and process respective output signals of the first and second sensing elements; and decision logic circuitry configured to validate an intent of a user input based on the respective output signals of the first and second force sensors, wherein the first and second sensors, the signal processing circuitry, and the decision logic circuitry are integrated on the substrate.

Classes IPC  ?

• G06F 3/03 - Dispositions pour convertir sous forme codée la position ou le déplacement d'un élément
• G06F 3/023 - Dispositions pour convertir sous une forme codée des éléments d'information discrets, p. ex. dispositions pour interpréter des codes générés par le clavier comme codes alphanumériques, comme codes d'opérande ou comme codes d'instruction
• G01L 1/00 - Mesure des forces ou des contraintes, en général
• G01L 5/00 - Appareils ou procédés pour la mesure des forces, du travail, de la puissance mécanique ou du couple, spécialement adaptés à des fins spécifiques
• G06F 3/041 - Numériseurs, p. ex. pour des écrans ou des pavés tactiles, caractérisés par les moyens de transduction
• G06F 3/042 - Numériseurs, p. ex. pour des écrans ou des pavés tactiles, caractérisés par les moyens de transduction par des moyens opto-électroniques

Abrégé

Described herein is a method and system for testing a force or strain sensor in a continuous fashion. The method employs a sensor, a test fixture, a load cell, a mechanical actuator and tester hardware and software to simultaneously record signal outputs from the sensor and load cell as functions of time. The method provides time synchronization events for recording data streams between, for example, a linear ramp of the force on, or displacement of, the sensor and for extracting performance characteristics from the data in post-test processing.

Classes IPC  ?

• G01L 5/00 - Appareils ou procédés pour la mesure des forces, du travail, de la puissance mécanique ou du couple, spécialement adaptés à des fins spécifiques

Abrégé

Described herein is a sensor in chip scale package form factor. For example, a non-vacuum packaged sensor chip described herein includes a substrate, and a sensing element arranged on the substrate. The sensing element is configured to change resistance with temperature. Additionally, the non-vacuum packaged sensor chip includes an absorbing layer configured to absorb middle infrared (“MIR”) radiation.

Classes IPC  ?

• G01J 5/20 - Pyrométrie des radiations, p. ex. thermométrie infrarouge ou optique en utilisant des détecteurs électriques de radiations en utilisant des éléments résistants, thermorésistants ou semi-conducteurs sensibles aux radiations, p. ex. des dispositifs photoconducteurs
• G01J 5/00 - Pyrométrie des radiations, p. ex. thermométrie infrarouge ou optique
• G01J 5/02 - Détails structurels
• G01J 5/58 - Pyrométrie des radiations, p. ex. thermométrie infrarouge ou optique en utilisant l’absorptionPyrométrie des radiations, p. ex. thermométrie infrarouge ou optique en utilisant un effet d’extinction

Abrégé

Described herein is a MEMS force sensor with stress concentration design. The stress concentration can be performed by providing slots, whether through or blind, and/or selective thinning of the substrate. The MEMS force sensor is in chip scale package with solder bumps or metal pillars and there are sensing elements formed on the sensor substrate at the stress concentrate area. The stress concentration can be realized through slots, selective thinning and a combination of both.

Classes IPC  ?

• G01L 1/00 - Mesure des forces ou des contraintes, en général
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• B81B 3/00 - Dispositifs comportant des éléments flexibles ou déformables, p. ex. comportant des membranes ou des lamelles élastiques

Abrégé

MEMS force sensors for providing temperature coefficient of offset (TCO) compensation are described herein. An example MEMS force sensor can include a TCO compensation layer to minimize the TCO of the force sensor. The bottom side of the force sensor can be electrically and mechanically mounted on a package substrate while the TCO compensation layer is disposed on the top side of the sensor. It is shown the TCO can be reduced to zero with the appropriate combination of Young's modulus, thickness, and/or thermal coefficient of expansion (TCE) of the TCO compensation layer.

Classes IPC  ?

• G01L 1/22 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en mesurant les variations de la résistance ohmique des matériaux solides ou des fluides conducteurs de l'électricitéMesure des forces ou des contraintes, en général en faisant usage des cellules électrocinétiques, c.-à-d. des cellules contenant un liquide, dans lesquelles un potentiel électrique est produit ou modifié par l'application d'une contrainte en utilisant des jauges de contrainte à résistance
• G01L 1/16 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant les propriétés des dispositifs piézo-électriques
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau

Abrégé

An example microelectromechanical system (MEMS) force sensor is described herein. The MEMS force sensor can include a sensor die configured to receive an applied force. The sensor die can include a first substrate and a second substrate, where a cavity is formed in the first substrate, and where at least a portion of the second substrate defines a deformable membrane. The MEMS force sensor can also include an etch stop layer arranged between the first substrate and the second substrate, and a sensing element arranged on a surface of the second substrate. The sensing element can be configured to convert a strain on the surface of the membrane substrate to an analog electrical signal that is proportional to the strain.

Classes IPC  ?

• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• B81B 3/00 - Dispositifs comportant des éléments flexibles ou déformables, p. ex. comportant des membranes ou des lamelles élastiques
• B81C 1/00 - Fabrication ou traitement de dispositifs ou de systèmes dans ou sur un substrat
• G01L 1/26 - Mesures auxiliaires prises, ou dispositifs utilisés en liaison avec le mesurage des forces, p. ex. pour empêcher l'influence des composantes transversales de la force, pour empêcher la surcharge

Abrégé

Described herein is a ruggedized microelectromechanical (“MEMS”) force sensor. The sensor employs piezoresistive or piezoelectric sensing elements for force sensing where the force is converted to strain and converted to electrical signal. In one aspect, both the piezoresistive and the piezoelectric sensing elements are formed on one substrate and later bonded to another substrate on which the integrated circuitry is formed. In another aspect, the piezoelectric sensing element is formed on one substrate and later bonded to another substrate on which both the piezoresistive sensing element and the integrated circuitry are formed.

Classes IPC  ?

• G01L 1/16 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant les propriétés des dispositifs piézo-électriques
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• H01L 41/113 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs à entrée mécanique et sortie électrique

Abrégé

Described herein is a method and system for testing a force or strain sensor in a continuous fashion. The method employs a sensor, a test fixture, a load cell, a mechanical actuator and tester hardware and software to simultaneously record signal outputs from the sensor and load cell as functions of time. The method provides time synchronization events for recording data streams between, for example, a linear ramp of the force on, or displacement of, the sensor and for extracting performance characteristics from the data in post-test processing.

Classes IPC  ?

• G01P 21/00 - Essai ou étalonnage d'appareils ou de dispositifs couverts par les autres groupes de la présente sous-classe
• G01L 1/00 - Mesure des forces ou des contraintes, en général
• G01L 25/00 - Test ou étalonnage des appareils pour la mesure des forces, du couple, du travail, de la puissance ou du rendement mécanique
• G01P 15/00 - Mesure de l'accélérationMesure de la décélérationMesure des chocs, c.-à-d. d'une variation brusque de l'accélération

Abrégé

Described herein is a sensor in chip scale package form factor. For example, a non-vacuum packaged sensor chip described herein includes a substrate, and a sensing element arranged on the substrate. The sensing element is configured to change resistance with temperature. Additionally, the non-vacuum packaged sensor chip includes an absorbing layer configured to absorb middle infrared ("MIR") radiation.

Classes IPC  ?

• G01J 5/02 - Détails structurels
• G01J 1/04 - Pièces optiques ou mécaniques
• G01J 5/08 - Dispositions optiques
• G01J 5/14 - Leurs particularités électriques
• G01J 5/58 - Pyrométrie des radiations, p. ex. thermométrie infrarouge ou optique en utilisant l’absorptionPyrométrie des radiations, p. ex. thermométrie infrarouge ou optique en utilisant un effet d’extinction

Abrégé

Described herein is a force attenuator for a force sensor. The force attenuator can linearly attenuate the force applied on the force sensor and therefore significantly extend the maximum sensing range of the force sensor. The area ratio of the force attenuator to the force sensor determines the maximum load available in a linear fashion.

Classes IPC  ?

• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• G01L 1/16 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant les propriétés des dispositifs piézo-électriques
• G01L 1/26 - Mesures auxiliaires prises, ou dispositifs utilisés en liaison avec le mesurage des forces, p. ex. pour empêcher l'influence des composantes transversales de la force, pour empêcher la surcharge

Abrégé

Integrated systems for force or strain sensing and haptic feedback are described herein. An example force-haptic system can include a sensor chip configured to receive an applied force, where the sensor chip includes at least one sensing element and an integrated circuit. The force-haptic system can also include a haptic actuator configured to convert an electrical excitation signal into mechanical vibration. Further, the force-haptic system can include a circuit board, where the sensor chip and the haptic actuator are electrically and mechanically coupled to the circuit board. The integrated circuit can be configured to process an electrical signal received from the at least one sensing element and to output the electrical excitation signal.

Classes IPC  ?

• G06F 3/01 - Dispositions d'entrée ou dispositions d'entrée et de sortie combinées pour l'interaction entre l'utilisateur et le calculateur
• G01L 5/1627 - Appareils ou procédés pour la mesure des forces, du travail, de la puissance mécanique ou du couple, spécialement adaptés à des fins spécifiques pour la mesure de plusieurs composantes de la force en utilisant des variations de résistance ohmique de jauges de contrainte
• H10N 30/20 - Dispositifs piézo-électriques ou électrostrictifs à entrée électrique et sortie mécanique, p. ex. fonctionnant comme actionneurs ou comme vibrateurs
• H10N 30/853 - Compositions céramiques
• B81B 7/00 - Systèmes à microstructure
• B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction

Abrégé

Described herein is a MEMS force sensor with stress concentration design. The stress concentration can be performed by providing slots, whether through or blind, and/or selective thinning of the substrate. The MEMS force sensor is in chip scale package with solder bumps or metal pillars and there are sensing elements formed on the sensor substrate at the stress concentrate area. The stress concentration can be realized through slots, selective thinning and a combination of both.

Classes IPC  ?

• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• B81B 3/00 - Dispositifs comportant des éléments flexibles ou déformables, p. ex. comportant des membranes ou des lamelles élastiques

Abrégé

Described herein is a ruggedized microelectromechanical (“MEMS”) force sensor including a sensor die and a strain transfer layer. The MEMS force sensor employs piezoresistive or piezoelectric strain gauges for strain sensing where the strain is transferred through the strain transfer layer, which is disposed on the top or bottom side of the sensor die. In the case of the top side strain transfer layer, the MEMS force sensor includes mechanical anchors. In the case of the bottom side strain transfer layer, the protection layer is added on the top side of the sensor die for bond wire protection.

Classes IPC  ?

• G01L 1/22 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en mesurant les variations de la résistance ohmique des matériaux solides ou des fluides conducteurs de l'électricitéMesure des forces ou des contraintes, en général en faisant usage des cellules électrocinétiques, c.-à-d. des cellules contenant un liquide, dans lesquelles un potentiel électrique est produit ou modifié par l'application d'une contrainte en utilisant des jauges de contrainte à résistance
• H01L 41/053 - Montures, supports, enveloppes ou boîtiers
• H01L 41/113 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs à entrée mécanique et sortie électrique
• G01L 1/16 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant les propriétés des dispositifs piézo-électriques
• B81B 3/00 - Dispositifs comportant des éléments flexibles ou déformables, p. ex. comportant des membranes ou des lamelles élastiques
• B81B 7/00 - Systèmes à microstructure
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau

Abrégé

In one embodiment, a ruggedized wafer level microelectromechanical (“MEMS”) force sensor includes a base and a cap. The MEMS force sensor includes a flexible membrane and a sensing element. The sensing element is electrically connected to integrated complementary metal-oxide-semiconductor (“CMOS”) circuitry provided on the same substrate as the sensing element. The CMOS circuitry can be configured to amplify, digitize, calibrate, store, and/or communicate force values through electrical terminals to external circuitry.

Classes IPC  ?

• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• B81B 7/02 - Systèmes à microstructure comportant des dispositifs électriques ou optiques distincts dont la fonction a une importance particulière, p. ex. systèmes micro-électromécaniques [SMEM, MEMS]
• B81C 1/00 - Fabrication ou traitement de dispositifs ou de systèmes dans ou sur un substrat
• G01L 1/14 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en mesurant les variations de la capacité ou de l'inductance des éléments électriques, p. ex. en mesurant les variations de fréquence des oscillateurs électriques
• G01L 1/16 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant les propriétés des dispositifs piézo-électriques

Abrégé

Described herein is a ruggedized microelectromechanical (“MEMS”) force sensor including both piezoresistive and piezoelectric sensing elements and integrated with complementary metal-oxide-semiconductor (“CMOS”) circuitry on the same chip. The sensor employs piezoresistive strain gauges for static force and piezoelectric strain gauges for dynamic changes in force. Both piezoresistive and piezoelectric sensing elements are electrically connected to integrated circuits provided on the same substrate as the sensing elements. The integrated circuits can be configured to amplify, digitize, calibrate, store, and/or communicate force values electrical terminals to external circuitry.

Classes IPC  ?

• G01L 1/16 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant les propriétés des dispositifs piézo-électriques
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• G01L 5/00 - Appareils ou procédés pour la mesure des forces, du travail, de la puissance mécanique ou du couple, spécialement adaptés à des fins spécifiques
• B81B 3/00 - Dispositifs comportant des éléments flexibles ou déformables, p. ex. comportant des membranes ou des lamelles élastiques

Abrégé

Described herein is a force attenuator for a force sensor. The force attenuator can linearly attenuate the force applied on the force sensor and therefore significantly extend the maximum sensing range of the force sensor. The area ratio of the force attenuator to the force sensor determines the maximum load available in a linear fashion.

Classes IPC  ?

• G01L 1/00 - Mesure des forces ou des contraintes, en général
• G01L 1/16 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant les propriétés des dispositifs piézo-électriques
• G01L 9/08 - Mesure de la pression permanente, ou quasi permanente d’un fluide ou d’un matériau solide fluent par des éléments électriques ou magnétiques sensibles à la pressionTransmission ou indication par des moyens électriques ou magnétiques du déplacement des éléments mécaniques sensibles à la pression, utilisés pour mesurer la pression permanente ou quasi permanente d’un fluide ou d’un matériau solide fluent en faisant usage de dispositifs piézo-électriques
• H01L 27/20 - Dispositifs consistant en une pluralité de composants semi-conducteurs ou d'autres composants à l'état solide formés dans ou sur un substrat commun comprenant des composants magnétostrictifs
• H01L 41/08 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs
• H01L 41/113 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs à entrée mécanique et sortie électrique
• B81B 3/00 - Dispositifs comportant des éléments flexibles ou déformables, p. ex. comportant des membranes ou des lamelles élastiques

Abrégé

An example microelectromechanical system (MEMS) force sensor is described herein. The MEMS force sensor can include a sensor die configured to receive an applied force. The sensor die can include a first substrate and a second substrate, where a cavity is formed in the first substrate, and where at least a portion of the second substrate defines a deformable membrane. The MEMS force sensor can also include an etch stop layer arranged between the first substrate and the second substrate, and a sensing element arranged on a surface of the second substrate. The sensing element can be configured to convert a strain on the surface of the membrane substrate to an analog electrical signal that is proportional to the strain.

Classes IPC  ?

• G01L 1/04 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en mesurant la déformation élastique de jauges, p. ex. de ressorts
• G01L 1/10 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en mesurant les variations de fréquence d'éléments vibrants soumis à une contrainte, p. ex. de cordes tendues
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• G01L 9/08 - Mesure de la pression permanente, ou quasi permanente d’un fluide ou d’un matériau solide fluent par des éléments électriques ou magnétiques sensibles à la pressionTransmission ou indication par des moyens électriques ou magnétiques du déplacement des éléments mécaniques sensibles à la pression, utilisés pour mesurer la pression permanente ou quasi permanente d’un fluide ou d’un matériau solide fluent en faisant usage de dispositifs piézo-électriques

Abrégé

MEMS force sensors for providing temperature coefficient of offset (TCO) compensation are described herein. An example MEMS force sensor can include a TCO compensation layer to minimize the TCO of the force sensor. The bottom side of the force sensor can be electrically and mechanically mounted on a package substrate while the TCO compensation layer is disposed on the top side of the sensor. It is shown the TCO can be reduced to zero with the appropriate combination of Young's modulus, thickness, and/or thermal coefficient of expansion (TCE) of the TCO compensation layer.

Classes IPC  ?

• G01L 19/04 - Moyens pour compenser les effets des variations de température

Abrégé

A multi-dimensional track pad is described that acts as human-machine interface (HMI). Inputs to the HMI can be made not only using the tradition two-dimensional (X-Y) inputs of a track pad, but also a third dimension, force, and even a fourth dimension, time. Tactile or audible feedback to the inputs can be provided. Methods of using the HMI to control a system are described as well as a track pad system that utilizes the HMI in communication with a processor.

Classes IPC  ?

• G09G 5/00 - Dispositions ou circuits de commande de l'affichage communs à l'affichage utilisant des tubes à rayons cathodiques et à l'affichage utilisant d'autres moyens de visualisation
• G06F 3/01 - Dispositions d'entrée ou dispositions d'entrée et de sortie combinées pour l'interaction entre l'utilisateur et le calculateur
• B60K 35/00 - Instruments spécialement adaptés aux véhiculesAgencement d’instruments dans ou sur des véhicules
• G06F 3/041 - Numériseurs, p. ex. pour des écrans ou des pavés tactiles, caractérisés par les moyens de transduction
• B60K 37/06 - Agencement des accessoires sur le tableau de bord des commandes, p.ex. boutons de commande
• G06F 3/0354 - Dispositifs de pointage déplacés ou positionnés par l'utilisateurLeurs accessoires avec détection des mouvements relatifs en deux dimensions [2D] entre le dispositif de pointage ou une partie agissante dudit dispositif, et un plan ou une surface, p. ex. souris 2D, boules traçantes, crayons ou palets
• B60R 16/023 - Circuits électriques ou circuits de fluides spécialement adaptés aux véhicules et non prévus ailleursAgencement des éléments des circuits électriques ou des circuits de fluides spécialement adapté aux véhicules et non prévu ailleurs électriques pour la transmission de signaux entre des parties ou des sous-systèmes du véhicule
• B60W 50/16 - Signalisation tactile au conducteur, p. ex. vibration ou augmentation de la résistance sur le volant ou sur la pédale d'accélérateur
• G06F 3/16 - Entrée acoustiqueSortie acoustique

Abrégé

Integrated systems for force or strain sensing and haptic feedback are described herein. An example force-haptic system can include a sensor chip configured to receive an applied force, where the sensor chip includes at least one sensing element and an integrated circuit. The force-haptic system can also include a haptic actuator configured to convert an electrical excitation signal into mechanical vibration. Further, the force-haptic system can include a circuit board, where the sensor chip and the haptic actuator are electrically and mechanically coupled to the circuit board. The integrated circuit can be configured to process an electrical signal received from the at least one sensing element and to output the electrical excitation signal.

Classes IPC  ?

• G06F 3/01 - Dispositions d'entrée ou dispositions d'entrée et de sortie combinées pour l'interaction entre l'utilisateur et le calculateur
• B06B 1/02 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique
• B06B 1/06 - Procédés ou appareils pour produire des vibrations mécaniques de fréquence infrasonore, sonore ou ultrasonore utilisant l'énergie électrique fonctionnant par effet piézo-électrique ou par électrostriction

Abrégé

Described herein is a ruggedized microelectromechanical ("MEMS") sensor including both fingerprint and force sensing elements and integrated with complementary metal-oxide-semiconductor ("CMOS") circuitry on the same chip. The sensor employs either piezoresistive or piezoelectric sensing elements for detecting force and also capacitive or ultrasonic sensing elements for detecting fingerprint patterns. Both force and fingerprint sensing elements are electrically connected to integrated circuits on the same chip. The integrated circuits can amplify, digitize, calibrate, store, and/or communicate force values and/or fingerprint patterns through output pads to external circuitry.

Classes IPC  ?

• G06K 9/00 - Méthodes ou dispositions pour la lecture ou la reconnaissance de caractères imprimés ou écrits ou pour la reconnaissance de formes, p.ex. d'empreintes digitales
• G01L 1/16 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant les propriétés des dispositifs piézo-électriques
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• G01L 1/20 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en mesurant les variations de la résistance ohmique des matériaux solides ou des fluides conducteurs de l'électricitéMesure des forces ou des contraintes, en général en faisant usage des cellules électrocinétiques, c.-à-d. des cellules contenant un liquide, dans lesquelles un potentiel électrique est produit ou modifié par l'application d'une contrainte
• G06F 3/01 - Dispositions d'entrée ou dispositions d'entrée et de sortie combinées pour l'interaction entre l'utilisateur et le calculateur

Abrégé

Described herein is a ruggedized microelectromechanical ("MEMS") force sensor. The sensor employs piezoresistive or piezoelectric sensing elements for force sensing where the force is converted to strain and converted to electrical signal. In one aspect, both the piezoresistive and the piezoelectric sensing elements are formed on one substrate and later bonded to another substrate on which the integrated circuitry is formed. In another aspect, the piezoelectric sensing element is formed on one substrate and later bonded to another substrate on which both the piezoresistive sensing element and the integrated circuitry are formed.

Classes IPC  ?

• G01L 1/16 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant les propriétés des dispositifs piézo-électriques
• G01L 1/14 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en mesurant les variations de la capacité ou de l'inductance des éléments électriques, p. ex. en mesurant les variations de fréquence des oscillateurs électriques
• G01L 1/22 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en mesurant les variations de la résistance ohmique des matériaux solides ou des fluides conducteurs de l'électricitéMesure des forces ou des contraintes, en général en faisant usage des cellules électrocinétiques, c.-à-d. des cellules contenant un liquide, dans lesquelles un potentiel électrique est produit ou modifié par l'application d'une contrainte en utilisant des jauges de contrainte à résistance
• H01L 41/08 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs
• H01L 41/113 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs à entrée mécanique et sortie électrique

Abrégé

Described herein is a ruggedized microelectromechanical ("MEMS") force sensor including a sensor die and a strain transfer layer. The MEMS force sensor employs piezoresistive or piezoelectric strain gauges for strain sensing where the strain is transferred through the strain transfer layer, which is disposed on the top or bottom side of the sensor die. In the case of the top side strain transfer layer, the MEMS force sensor includes mechanical anchors. In the case of the bottom side strain transfer layer, the protection layer is added on the top side of the sensor die for bond wire protection.

Classes IPC  ?

• G01L 1/16 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant les propriétés des dispositifs piézo-électriques
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• H01L 41/053 - Montures, supports, enveloppes ou boîtiers
• H01L 41/083 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs avec une structure empilée ou multicouche

Abrégé

Described herein is a ruggedized microelectromechanical ("MEMS") force sensor including both piezoresistive and piezoelectric sensing elements and integrated with complementary metal-oxide-semiconductor ("CMOS") circuitry on the same chip. The sensor employs piezoresistive strain gauges for static force and piezoelectric strain gauges for dynamic changes in force. Both piezoresistive and piezoelectric sensing elements are electrically connected to integrated circuits provided on the same substrate as the sensing elements. The integrated circuits can be configured to amplify, digitize, calibrate, store, and/or communicate force values electrical terminals to external circuitry.

Classes IPC  ?

• G01L 1/14 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en mesurant les variations de la capacité ou de l'inductance des éléments électriques, p. ex. en mesurant les variations de fréquence des oscillateurs électriques
• G01L 1/16 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant les propriétés des dispositifs piézo-électriques
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• G01L 1/22 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en mesurant les variations de la résistance ohmique des matériaux solides ou des fluides conducteurs de l'électricitéMesure des forces ou des contraintes, en général en faisant usage des cellules électrocinétiques, c.-à-d. des cellules contenant un liquide, dans lesquelles un potentiel électrique est produit ou modifié par l'application d'une contrainte en utilisant des jauges de contrainte à résistance
• G01L 9/08 - Mesure de la pression permanente, ou quasi permanente d’un fluide ou d’un matériau solide fluent par des éléments électriques ou magnétiques sensibles à la pressionTransmission ou indication par des moyens électriques ou magnétiques du déplacement des éléments mécaniques sensibles à la pression, utilisés pour mesurer la pression permanente ou quasi permanente d’un fluide ou d’un matériau solide fluent en faisant usage de dispositifs piézo-électriques
• H01L 41/08 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs
• H01L 41/113 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs à entrée mécanique et sortie électrique

Abrégé

Described herein is a ruggedized wafer level microelectromechanical ("MEMS") force sensor including a base and a cap. The MEMS force sensor includes a flexible membrane and a sensing element. The sensing element is electrically connected to integrated complementary metal-oxide-semiconductor ("CMOS") circuitry provided on the same substrate as the sensing element. The CMOS circuitry can be configured to amplify, digitize, calibrate, store, and/or communicate force values through electrical terminals to external circuitry.

Classes IPC  ?

• G01L 1/14 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en mesurant les variations de la capacité ou de l'inductance des éléments électriques, p. ex. en mesurant les variations de fréquence des oscillateurs électriques
• G01L 1/16 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant les propriétés des dispositifs piézo-électriques
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• G01L 1/22 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en mesurant les variations de la résistance ohmique des matériaux solides ou des fluides conducteurs de l'électricitéMesure des forces ou des contraintes, en général en faisant usage des cellules électrocinétiques, c.-à-d. des cellules contenant un liquide, dans lesquelles un potentiel électrique est produit ou modifié par l'application d'une contrainte en utilisant des jauges de contrainte à résistance
• H01L 41/08 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs
• H01L 41/113 - Eléments piézo-électriques ou électrostrictifs à entrée mécanique et sortie électrique
• G01L 9/08 - Mesure de la pression permanente, ou quasi permanente d’un fluide ou d’un matériau solide fluent par des éléments électriques ou magnétiques sensibles à la pressionTransmission ou indication par des moyens électriques ou magnétiques du déplacement des éléments mécaniques sensibles à la pression, utilisés pour mesurer la pression permanente ou quasi permanente d’un fluide ou d’un matériau solide fluent en faisant usage de dispositifs piézo-électriques

Produits et services

Sensor systems comprised of electromechanical force sensors and software for processing force sensor data for use with a user interface that facilitates interaction between a user and an electronic device, all sold as unit; Sensor systems comprised of electromechanical force sensors, data processing units, and software for processing force sensor data for use with a user interface that facilitates interaction between a user and an electronic device, all sold as a unit

Produits et services

Sensor systems comprised of electromechanical force sensors and software for processing force sensor data for use with a user interface that facilitates interaction between a user and an electronic device, all sold as a unit; Sensor systems comprised of electromechanical force sensors, data processing units, and software for processing force sensor data for use with a user interface that facilitates interaction between a user and an electronic device, all sold as a unit

Abrégé

An example force-sensitive electronic device is described herein. The device can include a device body, a touch surface bonded to the device body in a bonded region that is arranged along a peripheral edge of the touch surface, and a plurality of force sensors that are arranged between the device body and the touch surface. Each of the plurality of force sensors can be spaced apart from the bonded region.

Classes IPC  ?

• G06F 3/044 - Numériseurs, p. ex. pour des écrans ou des pavés tactiles, caractérisés par les moyens de transduction par des moyens capacitifs
• G06F 3/041 - Numériseurs, p. ex. pour des écrans ou des pavés tactiles, caractérisés par les moyens de transduction

Abrégé

An example force-sensitive electronic device is described herein. The device can include a device body, a touch surface bonded to the device body in a bonded region that is arranged along a peripheral edge of the touch surface, and a plurality of force sensors that are arranged between the device body and the touch surface. Each of the plurality of force sensors can be spaced apart from the bonded region.

Classes IPC  ?

• G06F 3/041 - Numériseurs, p. ex. pour des écrans ou des pavés tactiles, caractérisés par les moyens de transduction

Abrégé

An example actuator device for a force sensor is described herein. The device can include a device body, a force concentrator element, an overload protection element, one or more legs, and an attachment layer for attaching the device to a substrate. An example method for assembling a force sensing system is also described herein. Further, an example method for protecting a force sensor from excessive forces or displacement is described herein.

Classes IPC  ?

• G01L 1/04 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en mesurant la déformation élastique de jauges, p. ex. de ressorts
• G06F 3/041 - Numériseurs, p. ex. pour des écrans ou des pavés tactiles, caractérisés par les moyens de transduction

Abrégé

An example force sensitive touch panel device can include a device body; a touch surface for receiving a touch force; a sensor for sensing touch force that is arranged between the device body and the touch surface; and a membrane configured to mechanically isolate the device body and the touch surface. Additionally, the membrane can apply a preload force to the sensor.

Classes IPC  ?

• G06F 3/041 - Numériseurs, p. ex. pour des écrans ou des pavés tactiles, caractérisés par les moyens de transduction

Abrégé

An example MEMS force sensor is described herein. The MEMS force sensor can include a cap for receiving an applied force and a sensor bonded to the cap. A trench and a cavity can be formed in the sensor. The trench can be formed along at least a portion of a peripheral edge of the sensor. The cavity can define an outer wall and a flexible sensing element, and the outer wall can be arranged between the trench and the cavity. The cavity can be sealed between the cap and the sensor. The sensor can also include a sensor element formed on the flexible sensing element. The sensor element can change an electrical characteristic in response to deflection of the flexible sensing element.

Classes IPC  ?

• G01L 25/00 - Test ou étalonnage des appareils pour la mesure des forces, du couple, du travail, de la puissance ou du rendement mécanique
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• G01L 1/26 - Mesures auxiliaires prises, ou dispositifs utilisés en liaison avec le mesurage des forces, p. ex. pour empêcher l'influence des composantes transversales de la force, pour empêcher la surcharge

Abrégé

An example MEMS force sensor is described herein. The MEMS force sensor can include a cap for receiving an applied force and a sensor bonded to the cap. A trench and a cavity can be formed in the sensor. The trench can be formed along at least a portion of a peripheral edge of the sensor. The cavity, which can be sealed between the cap and the sensor, can define an outer wall and a flexible sensing element, and the outer wall can be arranged between the trench and the cavity. The sensor can also include a sensor element formed on the flexible sensing element. The sensor element can change an electrical characteristic in response to deflection of the flexible sensing element.

Classes IPC  ?

• B81B 3/00 - Dispositifs comportant des éléments flexibles ou déformables, p. ex. comportant des membranes ou des lamelles élastiques
• G01L 1/16 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant les propriétés des dispositifs piézo-électriques
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau

Abrégé

Described herein is a miniaturized and ruggedized wafer level MEMS force sensor composed of a base and a cap. The sensor employs multiple flexible membranes, a mechanical overload stop, a retaining wall, and piezoresistive strain gauges.

Classes IPC  ?

• B81B 3/00 - Dispositifs comportant des éléments flexibles ou déformables, p. ex. comportant des membranes ou des lamelles élastiques
• B81C 1/00 - Fabrication ou traitement de dispositifs ou de systèmes dans ou sur un substrat
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• G01L 1/20 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en mesurant les variations de la résistance ohmique des matériaux solides ou des fluides conducteurs de l'électricitéMesure des forces ou des contraintes, en général en faisant usage des cellules électrocinétiques, c.-à-d. des cellules contenant un liquide, dans lesquelles un potentiel électrique est produit ou modifié par l'application d'une contrainte

Abrégé

An example force sensitive touch panel device can include a device body; a touch surface for receiving a touch force; a sensor for sensing touch force that is arranged between the device body and the touch surface; and a membrane configured to mechanically isolate the device body and the touch surface. Additionally, the membrane can apply a preload force to the sensor.

Classes IPC  ?

• G06F 1/16 - Détails ou dispositions de structure

Abrégé

Described herein is a miniaturized and ruggedized wafer level MEMS force sensor composed of a base and a cap. The sensor employs multiple flexible membranes, a mechanical overload stop, a retaining wall, and piezoresistive strain gauges.

Classes IPC  ?

• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• B81B 7/02 - Systèmes à microstructure comportant des dispositifs électriques ou optiques distincts dont la fonction a une importance particulière, p. ex. systèmes micro-électromécaniques [SMEM, MEMS]

Abrégé

An example force sensor module for a touch]sensitive electronic device can include a force sensor, a bias assembly and an opposing bias assembly that is coupled to the bias assembly. The bias assembly can have a top wall and a plurality of side walls extending from the top wall. The top and side walls can define a chamber. The force sensor can be arranged between the bias assembly and the opposing bias assembly within the chamber. Additionally, the bias and opposing bias assemblies can be configured to apply a preload force to the force sensor, which is approximately equal to a spring force exerted between the bias and opposing bias assemblies.

Classes IPC  ?

• G06F 3/041 - Numériseurs, p. ex. pour des écrans ou des pavés tactiles, caractérisés par les moyens de transduction

Abrégé

A multi-dimensional track pad is described that acts as human-machine interface (HMI). Inputs to the HMI can be made not only using the tradition two-dimensional (X-Y) inputs of a track pad, but also a third dimension, force, and even a fourth dimension, time. Tactile or audible feedback to the inputs can be provided. Methods of using the HMI to control a system are described as well as a track pad system that utilizes the HMI in communication with a processor.

Classes IPC  ?

• G06F 3/0354 - Dispositifs de pointage déplacés ou positionnés par l'utilisateurLeurs accessoires avec détection des mouvements relatifs en deux dimensions [2D] entre le dispositif de pointage ou une partie agissante dudit dispositif, et un plan ou une surface, p. ex. souris 2D, boules traçantes, crayons ou palets
• G06F 3/01 - Dispositions d'entrée ou dispositions d'entrée et de sortie combinées pour l'interaction entre l'utilisateur et le calculateur
• B60K 35/00 - Instruments spécialement adaptés aux véhiculesAgencement d’instruments dans ou sur des véhicules
• G06F 3/041 - Numériseurs, p. ex. pour des écrans ou des pavés tactiles, caractérisés par les moyens de transduction
• B60R 16/023 - Circuits électriques ou circuits de fluides spécialement adaptés aux véhicules et non prévus ailleursAgencement des éléments des circuits électriques ou des circuits de fluides spécialement adapté aux véhicules et non prévu ailleurs électriques pour la transmission de signaux entre des parties ou des sous-systèmes du véhicule
• B60W 50/16 - Signalisation tactile au conducteur, p. ex. vibration ou augmentation de la résistance sur le volant ou sur la pédale d'accélérateur
• G06F 3/16 - Entrée acoustiqueSortie acoustique
• B60K 37/06 - Agencement des accessoires sur le tableau de bord des commandes, p.ex. boutons de commande

Abrégé

A multi-dimensional track pad is described that acts as human-machine interface (HMI). Inputs to the HMI can be made not only using the tradition two-dimensional (X-Y) inputs of a track pad, but also a third dimension, force, and even a fourth dimension, time. Tactile or audible feedback to the inputs can be provided. Methods of using the HMI to control a system are described as well as a track pad system that utilizes the HMI in communication with a processor.

Classes IPC  ?

• G06F 3/041 - Numériseurs, p. ex. pour des écrans ou des pavés tactiles, caractérisés par les moyens de transduction
• G06F 3/033 - Dispositifs de pointage déplacés ou positionnés par l'utilisateurLeurs accessoires

Abrégé

A microelectromechanical (“MEMS”) load sensor device for measuring a force applied by a human user is described herein. In one aspect, the load sensor device has a contact surface in communication with a touch surface which communicates forces originating on the touch surface to a deformable membrane, on which load sensor elements are arranged, such that the load sensor device produces a signal proportional to forces imparted by a human user along the touch surface. In another aspect, the load sensor device has an overload protection ring to protect the load sensor device from excessive forces. In another aspect, the load sensor device has embedded logic circuitry to allow a microcontroller to individually address load sensor devices organized into an array. In another aspect, the load sensor device has electrical and mechanical connectors such as solder bumps designed to minimize cost of final component manufacturing.

Classes IPC  ?

• G01L 1/22 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en mesurant les variations de la résistance ohmique des matériaux solides ou des fluides conducteurs de l'électricitéMesure des forces ou des contraintes, en général en faisant usage des cellules électrocinétiques, c.-à-d. des cellules contenant un liquide, dans lesquelles un potentiel électrique est produit ou modifié par l'application d'une contrainte en utilisant des jauges de contrainte à résistance
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• B81B 3/00 - Dispositifs comportant des éléments flexibles ou déformables, p. ex. comportant des membranes ou des lamelles élastiques
• B81C 1/00 - Fabrication ou traitement de dispositifs ou de systèmes dans ou sur un substrat
• G01L 1/14 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en mesurant les variations de la capacité ou de l'inductance des éléments électriques, p. ex. en mesurant les variations de fréquence des oscillateurs électriques
• G01L 1/26 - Mesures auxiliaires prises, ou dispositifs utilisés en liaison avec le mesurage des forces, p. ex. pour empêcher l'influence des composantes transversales de la force, pour empêcher la surcharge
• G01L 5/16 - Appareils ou procédés pour la mesure des forces, du travail, de la puissance mécanique ou du couple, spécialement adaptés à des fins spécifiques pour la mesure de plusieurs composantes de la force

Abrégé

A composite wafer level MEMS force dies including a spacer coupled to a sensor is described herein. The sensor (12) includes at least one flexible sensing element (14), such as a beam or diaphragm, which have one or more sensor elements formed thereon. Bonding pads connected to the sensor elements are placed on the outer periphery of the sensor. The spacer (11), which protects the flexible sensing element (14) and the wire bonding pads, is bonded to the sensor. For the beam version, the bond is implemented at the outer edges of the die. For the diaphragm version, the bond is implemented in the center of the die. An interior gap (25) between the spacer and the sensor allows the flexible sensing element to deflect. The gap (25) can also be used to limit the amount of deflection of the flexible sensing element in order to provide overload protection.

Classes IPC  ?

• G01L 1/04 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en mesurant la déformation élastique de jauges, p. ex. de ressorts
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• G01L 5/00 - Appareils ou procédés pour la mesure des forces, du travail, de la puissance mécanique ou du couple, spécialement adaptés à des fins spécifiques
• G01L 5/16 - Appareils ou procédés pour la mesure des forces, du travail, de la puissance mécanique ou du couple, spécialement adaptés à des fins spécifiques pour la mesure de plusieurs composantes de la force

Abrégé

Described herein are ruggedized wafer level MEMS force dies composed of a platform and a silicon sensor. The silicon sensor employs multiple flexible sensing elements containing Piezoresistive strain gages and wire bonds.

Classes IPC  ?

• H01L 21/306 - Traitement chimique ou électrique, p. ex. gravure électrolytique
• B81B 3/00 - Dispositifs comportant des éléments flexibles ou déformables, p. ex. comportant des membranes ou des lamelles élastiques
• B81C 1/00 - Fabrication ou traitement de dispositifs ou de systèmes dans ou sur un substrat
• G01L 1/04 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en mesurant la déformation élastique de jauges, p. ex. de ressorts
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• G01L 5/00 - Appareils ou procédés pour la mesure des forces, du travail, de la puissance mécanique ou du couple, spécialement adaptés à des fins spécifiques
• G01L 5/16 - Appareils ou procédés pour la mesure des forces, du travail, de la puissance mécanique ou du couple, spécialement adaptés à des fins spécifiques pour la mesure de plusieurs composantes de la force

Abrégé

A composite wafer level MEMS force dies including a spacer coupled to a sensor is described herein. The sensor includes at least one flexible sensing element, such as a beam or diaphragm, which have one or more sensor elements formed thereon. Bonding pads connected to the sensor elements are placed on the outer periphery of the sensor. The spacer, which protects the flexible sensing element and the wire bonding pads, is bonded to the sensor. For the beam version, the bond is implemented at the outer edges of the die. For the diaphragm version, the bond is implemented in the center of the die. An interior gap between the spacer and the sensor allows the flexible sensing element to deflect. The gap can also be used to limit the amount of deflection of the flexible sensing element in order to provide overload protection.

Classes IPC  ?

• H01L 21/306 - Traitement chimique ou électrique, p. ex. gravure électrolytique
• B81B 3/00 - Dispositifs comportant des éléments flexibles ou déformables, p. ex. comportant des membranes ou des lamelles élastiques
• B81C 1/00 - Fabrication ou traitement de dispositifs ou de systèmes dans ou sur un substrat
• G01L 1/04 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en mesurant la déformation élastique de jauges, p. ex. de ressorts
• G01L 1/18 - Mesure des forces ou des contraintes, en général en utilisant des propriétés des matériaux piézo-résistants, c.-à-d. des matériaux dont la résistance ohmique varie suivant les modifications de la grandeur ou de la direction de la force appliquée au matériau
• G01L 5/00 - Appareils ou procédés pour la mesure des forces, du travail, de la puissance mécanique ou du couple, spécialement adaptés à des fins spécifiques
• G01L 5/16 - Appareils ou procédés pour la mesure des forces, du travail, de la puissance mécanique ou du couple, spécialement adaptés à des fins spécifiques pour la mesure de plusieurs composantes de la force

Abrégé

An interface device for measuring forces applied to the interface device. The interface device has a flexible contact surface suspended above a rigid substrate. The interface device has at least one sensor in communication with the contact surface. The interface device has processing circuitry for receiving signals from the sensors and substantially instantaneously producing an output signal corresponding to the location and force applied in multiple locations across the contact surface.

Classes IPC  ?

• G09G 5/00 - Dispositions ou circuits de commande de l'affichage communs à l'affichage utilisant des tubes à rayons cathodiques et à l'affichage utilisant d'autres moyens de visualisation

Produits et services

Interfaces and peripheral devices for computers.

Produits et services

Interfaces and peripheral devices for computers