本申請還是2014年7月1日提交的標(biāo)題為“APPARATUSES,SYSTEMS,AND METHODS FOR DETECTING AND REACTING TO EXPOSURE OF AN ELECTRONIC DEVICE TO MOISTURE(用于檢測電子設(shè)備暴露在水分下并對其作出反應(yīng)的裝置、系統(tǒng)和方法)”(“’799號申請”)的美國專利申請?zhí)?4/320,799的部分繼續(xù)申請。’799號申請是2014年1月8日提交的標(biāo)題為“APPARATUSES,SYSTEMS,AND METHODS FOR DETECTING AND REACTING TO EXPOSURE OF AN ELECTRONIC DEVICE TO MOISTURE(用于檢測電子設(shè)備暴露在水分下并對其作出反應(yīng)的裝置、系統(tǒng)和方法)”、現(xiàn)在為2014年7月8日發(fā)布的專利號8,773,271(“’534號申請”)的美國專利申請?zhí)?4/150,534的部分繼續(xù)申請。’799號申請和’534號申請的整個公開內(nèi)容通過這種引用結(jié)合在此。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體上涉及用于感測電子設(shè)備暴露在水分下并用于對電子設(shè)備暴露在水分下進(jìn)行響應(yīng)的方法、設(shè)備、和系統(tǒng)，并且涉及采用這種方法和/或系統(tǒng)的電子設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

一方面，本公開涉及一種用于感測電子設(shè)備暴露在水分下(例如，液體、蒸汽等)(例如，當(dāng)水分通過入口點(diǎn)(如端口、接縫或裂縫)進(jìn)入電子設(shè)備時)的系統(tǒng)。除了感測水分之外，系統(tǒng)可以被配置成用于更改或改變電子設(shè)備的運(yùn)行。類似地，在用于感測電子設(shè)備暴露在水分下的方法中，如果檢測到預(yù)定水分量，則可以改變或更改電子設(shè)備運(yùn)行的方式。公開了與用于感測電子設(shè)備暴露在水分下的系統(tǒng)和方法相關(guān)的各個方面。

術(shù)語“水分(moisture)”在這個公開中用于指各種液體或蒸汽。無限制地，水分可以包括水、水溶液(例如，鹽溶液、酸性溶液、堿性溶液、飲料等)或水蒸汽或其他水材料(例如，濕氣、霧、薄霧等)。水分還可以包括有機(jī)液體和蒸汽(例如，有機(jī)溶劑、低分子量有機(jī)化合物等)，包括導(dǎo)電有機(jī)材料、以及各種可能對電子設(shè)備或其組件造成威脅的其他物質(zhì)或條件。

水分感測系統(tǒng)可以結(jié)合各種不同類型的電子設(shè)備使用或并入其中，包括但不限于：便攜式電子設(shè)備，如移動電話、智能電話、電子閱讀器、平板計算機(jī)、膝上計算機(jī)等等；預(yù)期用于可能或甚至很可能暴露在水分下的環(huán)境中的電子設(shè)備，如農(nóng)業(yè)設(shè)備、灌溉、公共安全、軍事、石油和天然氣工業(yè)、運(yùn)輸(例如，鐵路運(yùn)輸、公路運(yùn)輸?shù)?、海事應(yīng)用中使用的電子設(shè)備；以及用于各種其他應(yīng)用的電子設(shè)備。

在一些實施例中，水分感測系統(tǒng)可以包括水分傳感器、控制元件、加熱元件、警告元件、開關(guān)、或以上的任意組合。水分感測系統(tǒng)的控制元件、加熱元件、警告元件、開關(guān)、這些特征的電源、以及電連接和其他組件可以被制成防潮的(例如，用防潮涂層覆蓋等)。該水分傳感器還可以是防潮型的(例如，水分傳感器的多個部分可以密封、用防潮涂層覆蓋等)。

所述水分傳感器使得能夠感測水分傳感器、以及與其相關(guān)聯(lián)的任何電子設(shè)備(或水分傳感器是其一部分)所處的環(huán)境中的水分。水分傳感器可以位于電子設(shè)備內(nèi)、暴露在該電子設(shè)備的內(nèi)部、暴露至電子設(shè)備的外部、或以上某種組合。水分傳感器可以包括被配置成用于測量電子設(shè)備暴露在的環(huán)境條件的介電特性(即，用于感測水分)的電容式傳感器，以及用于測量電子設(shè)備的磁特性(即，用于感測水分)的電感式傳感器、或兩者。在一個特定實施例中，水分傳感器包括一個或多個電容式傳感器，其中的每一個電容式傳感器并入集成電路。在另一實施例中，水分傳感器包括一個或多個電容式傳感器，每個電容式傳感器具有傳感器元件和耦合至集成電路的輸入端口的屏蔽件。電容式傳感器可以被配置成用于檢測兩個并聯(lián)電極之間的介電常數(shù)變化。

在又另一個實施例中，水分傳感器包括電感式傳感器，所述電感式傳感器包括耦合至集成電路的線圈并且被配置成用于生成磁場并檢測磁導(dǎo)率變化。在又另一個實施例中，水分傳感器可以包括電感式組件和/或電容式組件，除了感測水分之外，所述電感式組件和/或電容式組件還可以用于一種或多種其他功能。更確切地，作為一個示例，電子設(shè)備的一個或多個天線可以用于感測水分(例如，通過電容式和/或電感式感測方法)。

控制元件可以控制水分感測系統(tǒng)的其他組件的運(yùn)行?？刂圃梢詫Ｓ糜谒指袦y系統(tǒng)，或者它可以包括使用水分感測系統(tǒng)的電子設(shè)備的處理元件。

可以在控制元件的控制下運(yùn)行的警告元件可以被配置成用于生成一個或多個指示電子設(shè)備暴露在水分下的信號。在一些實施例中，警告元件可以被配置成用于通知使用電子設(shè)備的個人電子設(shè)備已經(jīng)暴露在過高環(huán)境水分量下，電子設(shè)備暴露在的水分量超過每個水分暴露閾值，電子設(shè)備在一段時間(例如，電子設(shè)備的使用壽命、過去一年、過去六個月、過去一個月等)內(nèi)暴露在的累積水分量超過總的可接受暴露量，電子設(shè)備已經(jīng)暴露在的水分量(例如，電子設(shè)備目前暴露在的水分類型、電子設(shè)備目前暴露在的水分量、在具體水分暴露事件過程中電子設(shè)備暴露在水分下的時間量、在一段時間(例如，電子設(shè)備的使用壽命、過去一年、過去六個月、過去一個月等)內(nèi)電子設(shè)備暴露在水分下的總時間量、電子設(shè)備暴露在水分下的次數(shù)等)，其他關(guān)于電子設(shè)備暴露在水分下的信息，或前述內(nèi)容的任意組合。上述水分閾值中的任一種在此被稱為“水分事件閾值”。在電子設(shè)備被配置成用于無線通信(例如，移動電話、智能電話、平板計算設(shè)備、便攜式數(shù)字音樂播放器、收音機(jī)、無線汽車進(jìn)入設(shè)備(例如，鑰匙)等)的實施例中，警告元件可以被配置成用于通知遠(yuǎn)程監(jiān)測服務(wù)電子設(shè)備已經(jīng)暴露在達(dá)到或超過水分事件閾值的水分量。

可以在水分傳感器或控制元件的控制下運(yùn)行的開關(guān)可以被配置成在正常位置與水分事件位置之間移動。在開關(guān)處于正常位置時，電子設(shè)備可以正常地運(yùn)行；開關(guān)允許電力從電子設(shè)備的電源流至其主要電子組件(例如，使得電子設(shè)備能夠按照預(yù)期運(yùn)轉(zhuǎn)的電子組件)。在水分事件位置上時，開關(guān)可以終止電力從電源到電子設(shè)備的電路中的至少一部分(例如，使得所述電子設(shè)備能夠按期望運(yùn)轉(zhuǎn)的電子組件)傳遞。在一些實施例中，當(dāng)開關(guān)處于水分事件位置上時，它可以允許電力從電源傳遞至水分感測系統(tǒng)的其余部分。

在一些實施例中，開關(guān)取向的變化可以造成電子設(shè)備的機(jī)械動作，所述機(jī)械動作可以暫時地密封其濕敏組件中的一個或多個組件以防暴露在已經(jīng)檢測到的水分下。

另一方面，用于對電子設(shè)備暴露在達(dá)到或超過水分事件閾值的水分量下進(jìn)行響應(yīng)的方法包括監(jiān)測電子設(shè)備暴露在的水分量。監(jiān)測可以連續(xù)地或周期性地進(jìn)行。如果水分量超過預(yù)定水分事件閾值，可以終止電子設(shè)備的正常運(yùn)行模式，并且可以啟動電子設(shè)備的水分事件模式。

當(dāng)電子設(shè)備退出其正常運(yùn)行模式時，可以終止從電源(例如，電池、超級電容器、燃料電池、光伏電池等)向電子設(shè)備的一個或多個組件供應(yīng)電力。終止向這些組件供應(yīng)電力可以保護(hù)它們免受破壞(例如，可能由水、其他類型水分等造成的短路或加速腐蝕破壞)。在一些實施例中，該電子設(shè)備的這種水分事件模式可以包括電子設(shè)備的完全關(guān)閉。在其他實施例中，該電子設(shè)備的水分事件模式可以包括安全模式，在安全模式下，電子設(shè)備的某些組件(例如，被制成防潮型的組件、當(dāng)暴露在水分下時不太可能發(fā)生故障的組件等)可以繼續(xù)運(yùn)行。在一些實施例中，該電子設(shè)備在安全模式下運(yùn)行可以使得水分感測系統(tǒng)能夠繼續(xù)運(yùn)行，同時電子設(shè)備的所有其他組件(即，不參與水分感測系統(tǒng)的那些組件)可以關(guān)閉。

當(dāng)電子設(shè)備進(jìn)入安全模式、或水分事件模式時，電子設(shè)備或與電子設(shè)備相關(guān)聯(lián)的水分感測系統(tǒng)可以生成通知。無限制地，所述通知可以包括用戶可感知的警告、生成或傳輸信號給遠(yuǎn)程監(jiān)測服務(wù)(例如，通過電子郵件、SMS短信、MMS短信等)、或這些服務(wù)的組合。

在當(dāng)電子設(shè)備處于水分事件模式時水分監(jiān)測繼續(xù)的實施例中，一旦電子設(shè)備暴露在的水分量下降至可接受水平，可以使電子設(shè)備能夠恢復(fù)全面運(yùn)行。在這種實施例中，當(dāng)所檢測到的水分量下降至或低于預(yù)定重置閾值(可以與水分事件閾值相同或不同)時，可以終止電子設(shè)備的水分事件模式，并且可以重新啟動電子設(shè)備的正常運(yùn)行模式。

還公開了響應(yīng)于檢測到水分量達(dá)到或超過水分事件閾值而啟動或執(zhí)行的程序或應(yīng)用(或“app”)。這種程序或應(yīng)用可以執(zhí)行與電子設(shè)備暴露在水分下相關(guān)的功能。通過非限制性示例，在電子設(shè)備暴露時執(zhí)行或啟動的程序或應(yīng)用可以為用戶提供關(guān)于電子設(shè)備暴露在水分下的信息。這種信息可以包括但不限于關(guān)于電子設(shè)備暴露在的水分量的信息、關(guān)于電子設(shè)備之前暴露在水分下的信息、累積水分暴露信息、診斷和/或歷史記錄信息。作為另一個非限制性示例，在電子設(shè)備暴露在的水分量達(dá)到或超過預(yù)定水分事件閾值時啟動或執(zhí)行的程序或應(yīng)用可以為用戶提供關(guān)于電子設(shè)備的防潮元件的信息(例如，防潮涂層上次涂覆至電子設(shè)備的組件的時間等)。

通過考慮隨后的說明、附圖和所附權(quán)利要求書，所公開的主體的其他方面、以及各個方面的特征和優(yōu)勢對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將變得清楚。

附圖說明

在附圖中：

圖1是水分感測系統(tǒng)的示意性表示；

圖2描繪了包括多個端口的集成電路的實施例；

圖3是展示了耦合至加熱元件的集成電路的實施例的框圖；

圖4展示了包括集成電路和水分傳感器的系統(tǒng)；

圖5描繪了包括集成電路和電感線圈的系統(tǒng)的實施例；

圖6描繪了包括集成電路和電感線圈的系統(tǒng)的另一個實施例；

圖7是包括位于襯底上的集成電路的系統(tǒng)的橫截面圖示；

圖8是包括集成電路的封裝體的橫截面圖示；并且

圖9示意性地描繪了包括水分傳感器以及可選地水分感測系統(tǒng)的電子設(shè)備的實施例。

具體實施方式

參照圖1，展示了系統(tǒng)10的實施例。系統(tǒng)10在此還可以稱為“水分感測系統(tǒng)”。被配置成供電子設(shè)備(例如，便攜式電子設(shè)備、預(yù)期用于很可能甚至預(yù)期暴露在水分下的環(huán)境中的電子設(shè)備等)使用的水分感測系統(tǒng)10可以被配置成用于感測電子設(shè)備是否暴露在水分下。在圖1所展示的實施例中，水分感測系統(tǒng)10包括水分傳感器12、控制元件14、警告元件16、和開關(guān)18。如下文將更加全面描述的，系統(tǒng)10還可以包括加熱元件19，用于響應(yīng)于在電子設(shè)備內(nèi)感測到水分(即，水分事件)而生成熱量。在一些實施例中，水分感測系統(tǒng)10可以包括專用電源(例如，電容器、超級電容器、電池等)。

水分傳感器12能夠感測其所處的環(huán)境中的水分并監(jiān)測水分量。水分傳感器12可以被配置成用于與電子設(shè)備裝配在一起。水分傳感器12(和水分感測系統(tǒng)10的其他組件)可以被配置成不論電子設(shè)備是否通電都運(yùn)行(例如，在水分感測系統(tǒng)10從電子設(shè)備的備用電源、專用電源燈接收電力的實施例中)。水分傳感器12的各實施例可以用于結(jié)合了本公開的教導(dǎo)的水分感測系統(tǒng)10中。作為非限制性示例，水分感測器12可以包括一個或多個電容式傳感器、一個或多個電感式傳感器、或以上的任意組合。

水分傳感器12可以與控制元件14通信，該控制元件被配置成用于處理來自水分傳感器12的信號，并且在檢測到指示某些條件(例如，達(dá)到或超過預(yù)定水分事件閾值的水分量、處于或低于預(yù)定重置閾值的水分量)的信號時執(zhí)行控制水分感測系統(tǒng)10的其他組件的運(yùn)行的命令?？刂圃?4可以包括專用處理元件(例如，具有嵌入式固件的微型控制器等)或者它可以包括與水分感測系統(tǒng)10相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備的處理器。進(jìn)一步，控制元件14可以包括邏輯，如圖4中所示的邏輯212。

可以在控制元件14的控制下運(yùn)行的水分感測系統(tǒng)10的組件之一是警告元件16。警告元件16可以被配置成用于警告電子設(shè)備的用戶電子設(shè)備暴露在水分下。在這種實施例中，警告元件16可以包括可見警報、聲音警報、振動警報等等。在一些實施例中，警告元件16可以包括顯示警告的顯示器或監(jiān)視器(例如，與水分感測系統(tǒng)10相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備的、或水分感測系統(tǒng)10是其一部分的電子設(shè)備的顯示器或監(jiān)視器)。在警告元件16包括顯示器或監(jiān)視器的實施例中，它可以為用戶界面(例如，顯示圖像、(當(dāng)顯示器或監(jiān)視器是觸敏型時)接收輸入等)提供控制元件14，同時控制元件14響應(yīng)于水分傳感器12檢測到達(dá)到或超過水分事件閾值的水分量來執(zhí)行程序、或應(yīng)用或“app”。在控制元件14響應(yīng)于檢測到達(dá)到或超過水分事件閾值的水分量而啟動程序或應(yīng)用的實施例中，警告元件16可以顯示與電子設(shè)備暴露在水分下相關(guān)的信息。通過非限制性示例，在電子設(shè)備暴露時執(zhí)行或啟動的程序或應(yīng)用可以為用戶提供關(guān)于電子設(shè)備暴露在水分下的信息。這種信息可以包括但不限于關(guān)于電子設(shè)備暴露在的水分量的信息、水分暴露深度、關(guān)于電子設(shè)備之前暴露在水分下的信息、累積水分暴露信息、診斷信息、歷史記錄信息、其他與電子設(shè)備暴露在水分下有關(guān)的信息、或前述內(nèi)容的組合。提供給用戶的信息還可以本地地存儲在電子設(shè)備上，并保持可用于由這個電子設(shè)備的用戶隨后訪問。作為另一示例，在電子設(shè)備暴露在的水分量達(dá)到或超過水分事件閾值時啟動的程序或應(yīng)用為用戶提供關(guān)于電子設(shè)備的一種或多種防潮特征的信息(例如，防潮涂層上次涂覆至電子設(shè)備的組件的時間等)。在另一示例中，控制元件14可以執(zhí)行程序或應(yīng)用，該程序或應(yīng)用為用戶提供關(guān)于怎樣使對與水分感測系統(tǒng)10相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備的水分相關(guān)破壞最小化的指令；例如，關(guān)于用于從與水分感測系統(tǒng)10相關(guān)聯(lián)的特定電子設(shè)備清除水分或?qū)⑵涓稍锏膮f(xié)議的指令?？刂圃?4可以使警告元件16提供給用戶的信息的其他示例包括但不限于保修信息、修理信息、關(guān)于減輕電子設(shè)備暴露在水分下所導(dǎo)致的潛在破壞的影響的廣告、以及其他水分相關(guān)信息。

警告元件16可以包括無線通信元件，并且可以被配置成用于向遠(yuǎn)程監(jiān)測服務(wù)傳輸信號。無線通信元件可以包括與水分感測系統(tǒng)10相關(guān)聯(lián)的電子設(shè)備的主要通信元件，或者它可以包括專用無線通信系統(tǒng)。在任一個實施例中，在控制元件14的控制下，警告元件16可以對關(guān)于電子設(shè)備暴露在過高環(huán)境水分量下的信息的合適接收者進(jìn)行標(biāo)識，并將那條信息傳輸至其預(yù)期接收者。無線通信元件可以被配置成用于通過射頻(RF)通信方案通信，如GSM、TDMA(時分多址)、CDMA(碼分多址)、LTE(長期演進(jìn))、3G、4G、NFC(近場通信)等進(jìn)行通信?？商娲兀瑹o線通信元件可以被配置成通過光學(xué)手段通信，如紅外(IR)信號、光纖局域網(wǎng)(LAN)系統(tǒng)、光纖個人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(PAN)系統(tǒng)等等。無線通信元件的示例包括但不限于射頻(RF)通信組件，如蜂窩式發(fā)射機(jī)、藍(lán)牙發(fā)射機(jī)等等、WiFi發(fā)射機(jī)(即，根據(jù)IEEE 802.xxx協(xié)議運(yùn)行的系統(tǒng))等等。

開關(guān)18還可以根據(jù)來自控制元件14的信號運(yùn)行。可替代地，開關(guān)18可以由來自水分傳感器12的信號直接控制。在任一種情況下，開關(guān)18可以限制電力從電源816(參見圖9)(例如，原電池、可充電電池、備用電池、專用電池、超級電容器、燃料電池、光伏電池等)傳遞至與水分感測系統(tǒng)10相關(guān)聯(lián)的、或水分感測系統(tǒng)10是其一部分的電子設(shè)備的濕敏組件(例如，電子組件等)。在一些實施例中，控制元件14可以被配置成(例如，被編程等)用于確定開關(guān)18的取向以及從而電子設(shè)備和/或水分感測系統(tǒng)10的電力要被終止的部分。

開關(guān)18可以具有正常位置、或取向、以及至少一個水分事件位置、或取向。當(dāng)開關(guān)18處于正常位置時，電子設(shè)備可以正常地運(yùn)行；開關(guān)允許電力從電子設(shè)備的電源流至其主要電子組件(例如，使得電子設(shè)備能夠按照預(yù)期運(yùn)轉(zhuǎn)的電子組件)。當(dāng)處于水分事件位置時，開關(guān)18可以終止電力從電源816到電子設(shè)備的電路中的至少一部分(例如，使得該電子設(shè)備能夠按期望運(yùn)轉(zhuǎn)的電子組件、一個或多個通信端口、顯示器、傳感器、相機(jī)、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)等)傳遞。在一些實施例中，當(dāng)開關(guān)18處于水分事件位置時，它可以允許電力從電源20傳遞至水分感測系統(tǒng)10的其余部分。如果電子設(shè)備的主電源的運(yùn)行受到水分不利影響，可以通過備用電池、電容器、超級電容器或?qū)Ｓ糜谒指袦y系統(tǒng)10的電池等將電力傳遞至水分感測系統(tǒng)10的其余部分。

可以致使水分感測系統(tǒng)10的控制元件14、警告元件16、開關(guān)18、電源816、加熱元件19、以及電連接和其他組件中的一項或多項耐受得住一種或多種類型水分(例如，耐受得住水、水溶液、水蒸汽、水溶液的蒸汽、有機(jī)液體或蒸汽等)。例如，這些組件中的一個或多個組件可以用防潮涂層覆蓋，如無法滲透或基本上無法滲透水分的涂層(例如，取代或非取代的聚對二甲苯聚合物(即，聚對二甲苯等)等)、防潮涂層等。水分傳感器12還可以是防潮型的(例如，水分傳感器的全部或一部分可以用防潮涂層等覆蓋)。

根據(jù)各實施例，可以基于一個或多個參數(shù)校準(zhǔn)水分感測系統(tǒng)10。更確切地，可以基于一個或多個參數(shù)重新校準(zhǔn)對水分事件進(jìn)行定義的一個或多個閾值水平設(shè)置。例如，可以基于水分感測系統(tǒng)10的位置處的環(huán)境條件(如水分、溫度等)校準(zhǔn)水分感測系統(tǒng)10。作為更加特定的示例，水分感測系統(tǒng)10可以被配置成用于在經(jīng)歷環(huán)境變化(如從干燥環(huán)境(例如，沙漠)重新定位至相對濕潤環(huán)境)時進(jìn)行重新校準(zhǔn)。應(yīng)注意的是，水分感測系統(tǒng)10的校準(zhǔn)可以包括用戶發(fā)起的校準(zhǔn)、用戶驗證的校準(zhǔn)、自動校準(zhǔn)、手動校準(zhǔn)等。進(jìn)一步，水分感測系統(tǒng)10可以利用遲滯來防止水分事件“進(jìn)行(ON)”水平和水分事件“停止(OFF)”水平之間不想要的快速切換。換言之，一旦在第一水分水平檢測到水分事件，水分感測系統(tǒng)10所感測到的水分水平必定在水分事件減輕之前下降至低于第一水分水平。

如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，水分(例如，水)可以具有與空氣不同(即，更強(qiáng))的介電特性。如將進(jìn)一步理解的，電容式傳感器可以被配置成用于測量介電強(qiáng)度，并且從而，電容式傳感器可以用于感測水分。作為非限制性示例，電容式傳感器可以包括兩個并聯(lián)電極(例如，兩個并聯(lián)的極板)，其中，可以響應(yīng)于將AC電壓傳遞至另一電極來感測一個電極處的電壓。所感測的電壓的值可以用于確定這兩個并聯(lián)電極之間可以存在哪種或哪些材料。例如，在并聯(lián)電極之間僅存在空氣時所感測到的電壓的值與當(dāng)并聯(lián)電極之間存在空氣和液體時感測的電壓的值相比將不同。

根據(jù)本公開的一個實施例，水分傳感器12可以包括電容式傳感器，該電容式傳感器可以被配置成用于生成可以指示接近其的水分的輸出。進(jìn)一步地，應(yīng)注意的是，電容式傳感器的輸出可以根據(jù)接近其的水分量而不同。根據(jù)一個特定示例，水分傳感器12可以包括至少一個電容式傳感器，該電容式傳感器可以是集成電路(IC)的一部分或與其耦合。更確切地，在一個實施例中，電容式傳感器可以在IC內(nèi)部，這樣使得該IC可以被配置成用于測量接近其(例如，在其正上方)的電介質(zhì)。

在另一個實施例中，水分傳感器12可以包括至少一個電容式傳感器，該至少一個電容式傳感器至少部分地在IC外部并且耦合至IC的一個或多個輸入端口。在本實施例中，水分傳感器12可以包括至少部分地包圍傳感器元件的屏蔽件，并且包括位于傳感器元件與屏蔽件之間的要檢測水分的間隙。

根據(jù)一個實施例，在感測水分時，IC可以耦合至并被配置成用于驅(qū)動加熱元件(例如，加熱元件19)。加熱元件可以被配置成用于生成熱量，這可以幫助干燥電子設(shè)備的至少一部分(即，用于防止水分逗留)。

圖2展示了包括多個端口102的IC 101的實施例。根據(jù)一個實施例，端口102可以包括多個輸入端口102A-102G、以及至少一個輸出端口102H。雖然IC 101被展示未具有八個端口，但I(xiàn)C可以具有任意數(shù)量的輸入端口和任意數(shù)量的輸出端口。如下文更加全面描述的，IC 101可以包括或可以耦合至用于感測接近其的水分的傳感器。

圖3是描繪了包括具有多個輸入端口202A-202G和輸出端口202H的IC 201的水分感測系統(tǒng)200的實施例的框圖。進(jìn)一步地，IC 201可以包括具有耦合至端口202A的輸入端的振蕩器206，該端口通過電阻器R和電容器C進(jìn)一步耦合至接地電壓GRND。作為示例，振蕩器206可以包括被配置成用于傳遞正弦波的低功率RC振蕩器。IC 201還包括電容式傳感器208，該電容式傳感器具有耦合至少端口202B的一個輸入端和耦合至端口202C的另一輸入端。如下文將更加全面描述的，端口202B可以耦合至傳感器元件，并且端口202C可以耦合至屏蔽件。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的，可以包括AC測量電路的電容式傳感器208可以被配置成用于基于RC時間常數(shù)衰減率測量兩個電極之間的介電常數(shù)。電容式傳感器208可以被配置成用于傳遞輸出信號，該輸出信號指示兩個電極(例如，傳感器元件與屏蔽件)之間的介電常數(shù)。

IC 201可以進(jìn)一步包括通信模塊210，該通信模塊具有耦合至端口202E的一個輸入端和耦合至端口202F的另一輸入端。而且，IC 201可以包括邏輯212，該邏輯被配置成用于從電容器傳感器208接收信號、從振蕩器206接收時鐘信號、并從通信模塊210接收信號。此外，IC 201可以包括晶體管M1，該晶體管具有耦合至邏輯212的輸出的柵極、通過端口202D耦合至接地電壓GRND的源極、以及耦合至(進(jìn)一步通過端口202G耦合至電源電壓VCC的)輸出端口202H的漏極。

水分感測系統(tǒng)200還可以包括加熱元件214，該加熱元件可以包括任何已知且合適的加熱元件。根據(jù)一個實施例，加熱元件214可以包括一條或多條加熱跡線，如圖3中所展示的。如上所注意到的，響應(yīng)于水分事件，加熱元件214可以被配置成用于生成熱量，熱量可以幫助干燥電子設(shè)備的至少一部分(即，用于防止水分逗留)。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解的，設(shè)備零件的腐蝕可以根據(jù)設(shè)備零件暴露在水分下的時間量變化。從而，可能有利的是，快速地干燥電子設(shè)備的關(guān)鍵的、未受保護(hù)的零件(例如，揚(yáng)聲器、具有暴露的觸點(diǎn)的連接器以及其他在防水過程必須被掩蓋的半保護(hù)組件)從而防止長期破壞。

邏輯212可以被配置成用于確定水分事件何時發(fā)生以及水分事件何時減退。更確切地，基于從電容式傳感器208接收的信號，邏輯212可以確定水分是否接近電容式傳感器，可以基于一個或多個條件校準(zhǔn)該邏輯。在確定正發(fā)生水分事件時，邏輯212可以生成控制信號，該控制信號會引起晶體管M1導(dǎo)通。應(yīng)注意的是，邏輯212可以是通過通信模塊210經(jīng)由例如內(nèi)部集成電路(I2C)總線或串行外圍接口(SPI)總線可外部編程的。應(yīng)注意的是，通信模塊210還可以被配置成用于當(dāng)水分事件沒有發(fā)生時遠(yuǎn)程地打開/關(guān)閉加熱元件214。IC 201可以進(jìn)一步包括一個或多個可編程用于(例如，在檢測到水分事件時)禁用電路的輸出。

圖4是包括耦合至IC(例如，圖2中所展示的IC 101)的多個輸入端口102的電容式傳感器308的水分感測系統(tǒng)300的實施例的圖示。電容式傳感器308包括傳感器元件310和屏蔽件312，該屏蔽件至少部分地包圍傳感器元件310。進(jìn)一步地，在傳感器元件310與屏蔽件312之間可以存在空氣間隙309，在該空間間隙處可以檢測水分?？梢员慌渲贸捎糜诮邮誂C電壓的電容式傳感器308至少部分地被屏蔽件312包圍，該屏蔽件可以耦合至接地電壓。屏蔽件312包圍傳感器元件310，期望水分檢測的地方除外。應(yīng)注意的是，增大傳感器元件310和屏蔽件312的大小(即，增大表面面積)，可以增大電容式傳感器308的靈敏度。

根據(jù)一個實施例，電子設(shè)備可以包括位于電子設(shè)備內(nèi)并耦合至少一個或多個IC的一個或多個傳感器元件和屏蔽件。進(jìn)一步地，應(yīng)注意的是，雖然圖4展示了至少部分在IC外部(即，遠(yuǎn)離)的電容式傳感器，但本發(fā)明不限于此。相反，包括傳感器元件和屏蔽件的電容式傳感器可以在IC內(nèi)部。進(jìn)一步應(yīng)注意的是，水分傳感器系統(tǒng)300可以包括類似于圖2的水分感測系統(tǒng)200中所展示的組件的組件。更確切地，例如，水分感測系統(tǒng)300可以包括通信模塊、邏輯、振蕩器、和/或加熱元件。

然而，電容式傳感器可以通過測量介電強(qiáng)度來檢測水分，電感式傳感器可以通過測量磁導(dǎo)率變化來檢測水分(即，空氣vs液體)。如將理解的，當(dāng)電流被誘導(dǎo)至線圈中時，線圈可以生成磁場。高滲透性材料的存在可以減慢磁場的形成和衰減。根據(jù)本公開的另一個實施例，水分傳感器12(參見圖1)可以包括電感式傳感器。圖5描繪了包括襯底402、位于襯底402上的IC 404、多個絲焊406(即，用于將IC 404耦合至導(dǎo)電跡線410)、以及電感線圈408的系統(tǒng)400的實施例。應(yīng)注意的是，電感線圈408的末端可以絲焊至IC 404。根據(jù)一個實施例，電感線圈408可以被配置成用于生成磁場，該磁場可以延伸超出襯底402的邊界。在考慮到的運(yùn)行過程中，IC 404可以對電感線圈408施以脈沖(即，用電壓脈沖)并測量電流響應(yīng)，該電流響應(yīng)可以根據(jù)磁場可建立和衰減的速度而不同。磁場的衰減速率可以取決于一種或多種材料的存在，如液體和/或空氣(即，液體v.空氣介質(zhì)可以改變磁場響應(yīng))。根據(jù)一個實施例，IC 404可以包括校準(zhǔn)銷，該校準(zhǔn)銷可以用于為校準(zhǔn)系統(tǒng)400確定環(huán)境響應(yīng)。如將理解的是，系統(tǒng)400的溫度可以影響磁場的衰減速率，并且因此，系統(tǒng)400可以包括用于感測溫度的溫度傳感器(圖5中未示出)，該溫度可以由控制元件用于確定是否發(fā)生了水分事件。

圖6展示了包括襯底502、位于襯底502上的IC 504、耦合至IC 504的多個絲焊506、以及電感線圈508的系統(tǒng)500的另一個實施例。應(yīng)注意的是，電感線圈508的末端可以絲焊至IC 504。進(jìn)一步，在本實施例中，電感線圈2508可以至少部分地環(huán)繞絲焊506和導(dǎo)電跡線510。

圖7是包括襯底602、位于襯底602上的IC 604、以及耦合至IC 604的多個絲焊606的系統(tǒng)600的橫截面圖示。進(jìn)一步地，圖7描繪了磁場，該磁場由參考號611描繪并且可以由電感線圈(例如，線圈260或線圈280)生成。應(yīng)注意的是，電感線圈被描繪為帶有流入頁面的電流(用“O”609展示)的導(dǎo)線以及帶有流出頁面的電流(用“X”607展示)的導(dǎo)線。

圖8是根據(jù)本公開的一個實施例的包括示例封裝體701的系統(tǒng)700的橫截面圖。根據(jù)一個實施例，封裝體701可以包括球柵陣列(BGA)封裝體。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，BGA可能是有利的，因為BGA襯底可以包括用于路由信號的印刷電路板，檢測線圈可以制作得更大(即，為了更好的靈敏性)，并且該檢測線圈可以是印刷電路板的簡單蝕刻的特征。封裝體701包括通過一個或多個焊球705耦合至印刷電路板702的BGA襯底703。進(jìn)一步，封裝體701可以包括IC 704、絲焊706、以及封裝710(例如，環(huán)氧樹脂封裝)。應(yīng)注意的是，電感線圈被描繪為具有流入頁面的電流(用“O”709展示)的導(dǎo)線以及具有流出頁面的電流(用“X”707展示)的導(dǎo)線。

應(yīng)注意的是，雖然圖5至圖8中所展示的實施例涉及片上電感線圈，但本發(fā)明不限于此。相反，本公開的實施例可以包括通過對外部環(huán)形傳感器或空氣介質(zhì)電感器施以脈沖來完成的遠(yuǎn)程(片外)感測。

本發(fā)明的另一個實施例可以包括存儲卡(例如，安全數(shù)字(SD)卡、用戶識別模塊(SIM)卡等)，該存儲卡包括電容式傳感器。更確切地，例如，存儲卡可以包括圖1中所示的水分感測系統(tǒng)10。該存儲卡可以被配置成用于被插入電子設(shè)備中。從而，該存儲卡可以使得(之前不能感測水分的)電子設(shè)備能夠感測水分。應(yīng)注意的是，本實施例還可以包括用于與電子設(shè)備交互的應(yīng)用。

圖9描繪了電子設(shè)備800，該電子設(shè)備包括水分傳感器12、以及殼體802、顯示器804、其主要電子組件(例如，使該電子設(shè)備能夠按期望運(yùn)轉(zhuǎn)的電子組件，如處理器、無線通信元件、輸出和/或輸出元件、換能器等)、以及任何其他電子和/或機(jī)械組件。在一些實施例中，如圖9所描繪的，水分傳感器12是水分控制系統(tǒng)10的一部分，如圖1中所示的。

電子設(shè)備800可以包括便攜式電子設(shè)備、預(yù)期用于很可能或甚至預(yù)期暴露在水分下的環(huán)境中的電子設(shè)備、以及各種其他類型的電子設(shè)備中的任何一種。殼體802和顯示器804限定了電子設(shè)備800的外部的至少一部分。在一些實施例中，水分傳感器12可以位于或至少暴露在電子設(shè)備800的外部。在其他實施例中，水分傳感器12、連同水分控制系統(tǒng)10的其他組件(圖1)(如果存在的話)、電子設(shè)備800的主要電子組件、以及電源816一起可以位于電子設(shè)備800的內(nèi)部，該電源為電子設(shè)備800的各電子組件提供電力。無限制地，電子設(shè)備的主要電子組件可以包括處理元件806(例如，微型處理器等)、無線通信系統(tǒng)808(可以包括至少一個天線)、以及其他電子和/或機(jī)械組件812(例如，換能器，如揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)等；振動器；風(fēng)扇等)。在所展示的實施例中，開關(guān)818布置在電源816與主要電子組件之間，以及電源816與水分傳感器12和水分感測系統(tǒng)10的任何其他組件之間。

在一些實施例中，數(shù)據(jù)中心800還可以包括一個或多個防潮涂層814。防潮涂層814可以覆蓋電子設(shè)備800的外部的全部或部分、限制在電子設(shè)備800內(nèi)的內(nèi)表面(例如，電子設(shè)備800的內(nèi)部內(nèi)的組件或組件組合的表面)的全部或部分、或外表面和內(nèi)表面兩者。

用于感測電子設(shè)備800暴露在達(dá)到或超過水分事件閾值(例如，暴露在水或另一種液體形式的導(dǎo)電材料等的預(yù)定的不安全水分水平，如95％相對水分或更大)的水分量并對此進(jìn)行響應(yīng)的方法的各實施例可以包括感測電子設(shè)備暴露在的水分量(例如，用水分傳感器12等)。感測可以連續(xù)或周期性地發(fā)生。如果所檢測到(例如，通過水分傳感器12等)的水分量達(dá)到或超過水分事件閾值，可以終止電子設(shè)備800的正常運(yùn)行模式，并且可以啟動電子設(shè)備800的水分事件模式。

當(dāng)電子設(shè)備800退出其正常運(yùn)行模式時，可以終止從電源816向電子設(shè)備800的一個或多個電子組件供應(yīng)電力。電子設(shè)備800的水分事件模式可以中斷對電子設(shè)備800的電源的充電。在一些實施例中，電子設(shè)備800的這種水分事件模式可以包括電子設(shè)備800的完全關(guān)閉。在其他實施例中，電子設(shè)備800的水分事件模式可以包括安全模式，在該安全模式下，電子設(shè)備800的某些組件(例如，被制成防潮型的主要電子組件、當(dāng)暴露在水分下時不太可能發(fā)生故障的組件等)可以繼續(xù)運(yùn)行。在一些實施例中，設(shè)備在安全模式下運(yùn)行可以使水分傳感器12或水分感測系統(tǒng)10的其他組件(如果存在的話)能夠繼續(xù)運(yùn)行，同時可以終止從電源816到任何不參與水分感測系統(tǒng)的主要電子組件的電力傳遞。

當(dāng)電子設(shè)備800進(jìn)入安全模式、或水分事件模式時，電子設(shè)備800和與電子設(shè)備800相關(guān)聯(lián)的水分感測系統(tǒng)10可以生成通知。該通知可以包括用戶可感知的警告、生成并向遠(yuǎn)程監(jiān)測服務(wù)傳輸信號或這些服務(wù)的組合。無限制地，遠(yuǎn)程監(jiān)測服務(wù)可以包括電子設(shè)備的制造商、供應(yīng)商或所有者或用戶、從事了監(jiān)測、更新、保養(yǎng)或修理電子設(shè)備的一方，為該電子設(shè)備提供保修范圍或確保該電子設(shè)備的一方、或任何其他合適方。

可以通過電子設(shè)備上的物理指示符(例如，景象、聲音、動作等)提供用戶可感知的警告?？商娲兀婵梢员贿h(yuǎn)程地傳輸至用戶或監(jiān)測服務(wù)(例如，作為短信、電子郵件、即時消息、電話呼叫、或自動化電子通信的任何其他合適形式)。這種警告可以僅指示具體電子設(shè)備已暴露在水分下，或者它可以包括其他信息，如關(guān)于電子設(shè)備暴露在水分下的時間的信息、電子設(shè)備暴露在的水分類型、暴露的程度、暴露的持續(xù)時間、電子設(shè)備暴露在水分下的次數(shù)(即，計數(shù))、電子設(shè)備暴露在水分下的累積持續(xù)時間、電子設(shè)備暴露時的地理位置、保修信息、電子設(shè)備的用戶和/或所有者的聯(lián)系信息、關(guān)于電子設(shè)備任何之前暴露在水分下的信息、以及關(guān)于電子設(shè)備暴露在水分下的任何其他相關(guān)信息。具有此類信息，接收者可以使用這些信本身息或者幫助電子設(shè)備的用戶，記錄已經(jīng)被接收的信息，和/或安排提示(reminder)跟進(jìn)用戶。

在電子設(shè)備800處于水分事件模式時水分監(jiān)測繼續(xù)進(jìn)行的實施例中，一旦檢測到了可接受的水分水平(例如，預(yù)定重置閾值、低于預(yù)定水分事件閾值的水分量等)，就可以允許電子設(shè)備800恢復(fù)全面運(yùn)行。在這種實施例中，當(dāng)所檢測到的水分量下降至或低于預(yù)定重置閾值(預(yù)定水分事件閾值)，或滿足任何其他合適重置條件或重置條件組合時，可以退出電子設(shè)備800的水分事件模式，并且可以恢復(fù)電子設(shè)備800的正常運(yùn)行模式。在出現(xiàn)重置條件時，電子設(shè)備800的正常、或全面運(yùn)行可以自動恢復(fù)，或者當(dāng)個體(例如，用戶、管理員等)致使電子設(shè)備30的正常運(yùn)行恢復(fù)(例如，繼檢查之后等)時可以發(fā)生電子設(shè)備800的重置。

由電感式傳感器、電容式傳感器、加速度計(用于記錄設(shè)備的降落或投擲)、光學(xué)傳感器(例如，機(jī)載相機(jī)機(jī)、紅外發(fā)射器/傳感器對)、壓電傳感器、麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器(用作壓力計)、電導(dǎo)傳感器、溫度傳感器、水分傳感器(例如，機(jī)械、電氣凝膠)、由于超過特定閾值的水分的存在中斷電路連接性的犧牲型元件或保險絲狀元件、無線通信電路(例如，GPS接收機(jī)電路、WIFI和藍(lán)牙收發(fā)機(jī)電路、蜂窩電話收發(fā)機(jī)電路、天線)。這些設(shè)備中任何一個設(shè)備可以與控制電路一起用于對感測設(shè)備所檢測到的一個或多個觸發(fā)事件應(yīng)用布爾邏輯(Boolean logic)。通過共同使用前述設(shè)備中的一個或多個設(shè)備或?qū)⑵渑c控制電路一起用于布爾安排，將查明水分事件的品質(zhì)和材料特性。

雖然前述說明包含許多細(xì)節(jié)，但這些不應(yīng)該被解釋為限制所附權(quán)利要求書中任何一項的范圍，而僅被解釋為提供與可以落在所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的一些特定實施例有關(guān)的信息?？梢月?lián)合采用來自不同實施例的特征。此外，還可以想出在所附權(quán)利要求書范圍內(nèi)的其他實施例。因此，每條權(quán)利要求的范圍僅由其簡明語言和所引用的元件的合法等效物表明和限制。落在權(quán)利要求書的意義與范圍內(nèi)的、對所公開的主題的所有添加、刪除和修改將被權(quán)利要求書包含。

權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)

1.一種電子設(shè)備，包括：

殼體和顯示器，所述殼體和顯示器限定電子設(shè)備的外部和所述電子設(shè)備的內(nèi)部；

在所述電子設(shè)備內(nèi)的集成電路(IC)，所述IC包括控制元件；以及

水分傳感器，所述水分傳感器包括電感式傳感器和電容式傳感器中的至少一者，所述水分傳感器耦合至所述IC或者是所述IC的一部分并且與所述控制元件相關(guān)聯(lián)，所述水分傳感器和所述控制元件一起被配置成感測所述電子設(shè)備內(nèi)的水分。

2.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，所述水分傳感器包括電容式傳感器。

3.如權(quán)利要求2所述的電子設(shè)備，其中，所述電容式傳感器包括至少部分地包圍感測元件并與所述感測元件分開一空氣間隙的屏蔽件，所述電容式傳感器被配置成檢測所述間隙內(nèi)的水分。

4.如權(quán)利要求3所述的電子設(shè)備，其中，所述屏蔽件耦合至接地電壓。

5.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，所述水分傳感器包括電感式傳感器。

6.如權(quán)利要求5所述的電子設(shè)備，其中，所述電感式傳感器包括至少部分地包圍所述IC并被配置成從所述IC接收電壓脈沖的電感線圈。

7.如權(quán)利要求5所述的電子設(shè)備，其中，所述IC被配置成在傳遞所述電壓脈沖之后測量電流響應(yīng)以判定接近所述IC是否存在水分。

8.如權(quán)利要求5所述的電子設(shè)備，進(jìn)一步包括：

球柵陣列(BGA)封裝體，所述球柵陣列封裝體包括所述電感式傳感器。

9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的電子設(shè)備，其中，所述控制元件可經(jīng)由所述IC的通信端口進(jìn)行編程。

10.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的電子設(shè)備，其中，所述IC的所述控制元件包括一個或多個邏輯電路。

11.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的電子設(shè)備，進(jìn)一步包括：

加熱元件，所述加熱元件與所述IC通信并且被配置成響應(yīng)于在所述電子設(shè)備內(nèi)感測的水分而生成熱量。

12.如權(quán)利要求11所述的電子設(shè)備，其中，所述加熱元件包括一條或多條加熱跡線。

13.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的電子設(shè)備，進(jìn)一步包括：

振蕩器，所述振蕩器被配置成將時鐘信號傳遞至所述水分傳感器和所述控制元件。

14.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的電子設(shè)備，進(jìn)一步包括：

涂布所述水分傳感器的至少一部分的至少一個防潮元件。

15.一種用于根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的電子設(shè)備中的水分檢測系統(tǒng)，其中：

所述集成電路(IC)包括被校準(zhǔn)用于基于接收的傳感器信號判定水分事件的發(fā)生的邏輯；并且

所述至少一個電容式傳感器與所述IC通信并被配置成將所述接收的傳感器信號傳遞至所述IC和/或至所述IC的所述邏輯，所述接收的傳感器信號指示接近所述至少一個電容式傳感器的測量的介電常數(shù)。

16.如權(quán)利要求15所述的水分檢測系統(tǒng)，其中，所述至少一個電容式傳感器在所述IC內(nèi)部并被配置成檢測接近所述IC的水分。

17.如權(quán)利要求15所述的水分檢測系統(tǒng)，其中，所述電容式傳感器被配置成從振蕩器接收時鐘信號。

18.一種用于對電子設(shè)備暴露于水分進(jìn)行響應(yīng)的方法，所述方法包括：

用水分傳感器監(jiān)測在根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的電子設(shè)備內(nèi)的水分，包括測量所述電子設(shè)備內(nèi)的介電常數(shù)變化和磁導(dǎo)率變化中的至少一者；

基于所述介電常數(shù)變化和所述磁導(dǎo)率變化中的至少一者判定所述電子設(shè)備內(nèi)的水分的量是否超過預(yù)定閾值；以及

如果判定所述電子設(shè)備內(nèi)的所述水分的量超過所述預(yù)定閾值，則進(jìn)入所述電子設(shè)備的水分感測模式。

19.如權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括：

如果判定所述電子設(shè)備內(nèi)的所述水分的量超過所述預(yù)定閾值，則加熱所述電子設(shè)備的內(nèi)部。

20.如權(quán)利要求18所述的方法，進(jìn)一步包括：

基于一個或多個條件校準(zhǔn)所述電子設(shè)備的一個或多個水分事件閾值。