感壓傳感器的制造方法
【專利摘要】本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器具備：第一感壓元件，其包括：包括具有導(dǎo)電性的多個第一突起的第一導(dǎo)電體層、多個第一布線層、以及設(shè)置在所述第一突起與所述第一布線層之間的第一電介質(zhì)層；以及第二感壓元件，其包括：包括具有導(dǎo)電性的多個第二突起的第二導(dǎo)電體層、多個第二布線層、以及設(shè)置在所述第二突起與所述第二布線層之間的第二電介質(zhì)層，所述第一感壓元件和所述第二感壓元件相互層疊。
【專利說明】
感壓傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開涉及感壓傳感器。更詳細(xì)而言，本公開涉及能夠用于各種電子設(shè)備的靜電電容式的感壓傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，不斷快速實現(xiàn)智能手機(jī)以及車載導(dǎo)航系統(tǒng)等各種電子設(shè)備的高功能化以及多樣化。伴隨于此，作為電子設(shè)備的構(gòu)成要素的感壓元件也被要求可靠的操作性。感壓元件是將彈性體等作為構(gòu)成素材，伴隨來自外部的載荷的施加來進(jìn)行探測的傳感器。因此，這樣的感壓元件能夠在各種電氣設(shè)備中作為“傳感器元件”來合適地利用。
[0003]特別是可以考慮構(gòu)成為以矩陣形態(tài)來使用感壓元件以使得能夠檢測二維平面上的載荷位置，并能夠檢測起因于載荷施加的靜電電容變化的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]解決課題的手段
[0005]本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器具備:第一感壓元件，其包括:包括具有導(dǎo)電性的多個第一突起的第一導(dǎo)電體層、多個第一布線層、以及設(shè)置在所述第一突起與所述第一布線層之間的第一電介質(zhì)層；以及第二感壓元件，其包括:包括具有導(dǎo)電性的多個第二突起的第二導(dǎo)電體層、多個第二布線層、以及設(shè)置在所述第二突起與所述第二布線層之間的第二電介質(zhì)層，所述第一感壓元件和所述第二感壓元件相互層疊。
[0006]發(fā)明效果
[0007]本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器是能夠測定面內(nèi)載荷分布的裝置，但裝置的整體構(gòu)造卻比較簡易。尤其是，相互層疊化的感壓元件彼此為同樣/同種，因此裝置構(gòu)造作為整體變得簡易。此外，起因于這樣的裝置構(gòu)造，電路結(jié)構(gòu)也作為整體而變得簡易。
【附圖說明】
[0008]圖1是表示本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器的構(gòu)成的示意圖。
[0009]圖2A是示意性地表示本公開的第I實施方式所涉及的感壓傳感器的構(gòu)成的俯視透視圖。
[0010]圖2B是示意性地表示本公開的第I實施方式所涉及的感壓傳感器的構(gòu)成的剖面圖。
[0011]圖2C是表示本公開的第I實施方式所涉及的感壓傳感器的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0012]圖3A是示意性地表示本公開的第2實施方式所涉及的感壓傳感器的構(gòu)成的俯視透視圖。
[0013]圖3B是示意性地表示本公開的第2實施方式所涉及的感壓傳感器的構(gòu)成的剖面圖。
[0014]圖3C是表示本公開的第2實施方式所涉及的感壓傳感器的電路結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0015]圖4是表示本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器的層疊結(jié)構(gòu)的變更形態(tài)的示意剖面圖。
[0016]圖5是表示本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器的層疊結(jié)構(gòu)的變更形態(tài)的示意剖面圖。
[0017]圖6是表示本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器的層疊結(jié)構(gòu)的變更形態(tài)的示意剖面圖。
[0018]圖7是表示本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器的層疊結(jié)構(gòu)的變更形態(tài)的示意剖面圖。
[0019]圖8是表示本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器的層疊結(jié)構(gòu)的變更形態(tài)的示意剖面圖。
[0020]圖9是表示本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器的層疊結(jié)構(gòu)的變更形態(tài)的示意剖面圖。
[0021]圖10是表示本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器的層疊結(jié)構(gòu)的變更形態(tài)的示意剖面圖。
[0022]圖11是表示本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器的層疊結(jié)構(gòu)的變更形態(tài)的示意剖面圖。
[0023]圖12是表示本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器的層疊結(jié)構(gòu)的變更形態(tài)的示意剖面圖。
[0024]圖13是表示本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器的層疊結(jié)構(gòu)的變更形態(tài)的示意剖面圖。
[0025]圖14是表示本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器的層疊結(jié)構(gòu)的變更形態(tài)的示意剖面圖。
[0026]圖15是表示本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器的層疊結(jié)構(gòu)的變更形態(tài)的示意剖面圖。
[0027]圖16是表示本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器的層疊結(jié)構(gòu)的變更形態(tài)的示意剖面圖。
[0028]圖17是表示本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器的制造方法的示意剖面圖。
[0029]圖18A是示意性地表示在本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器的制造方法中使用的雙面布線基板的構(gòu)成的俯視圖。
[0030]圖18B是示意性地表示在本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器的制造方法中使用的雙面布線基板的構(gòu)成的仰視圖。
[0031]標(biāo)號說明
[0032]10 第一感壓元件
[0033]11 第一突起
[0034]11’ 第一突起的最頂部分
[0035]12 第一導(dǎo)電體層
[0036]15 第一布線層
[0037]17 第一電介質(zhì)層(副絕緣層)
[0038]18 副絕緣層
[0039]19第一布線基板
[0040]20第二感壓元件
[0041]21第二突起
[0042]21’第二突起的最頂部分
[0043]22第二導(dǎo)電體層
[0044]25第二布線層
[0045]27第二電介質(zhì)層(副絕緣層)
[0046]28副絕緣層
[0047]29第二布線基板
[0048]30支撐層/支撐基板
[0049]40測定電路
[0050]41第一公共電極層[0051 ]42第二公共電極層
[0052]50電開關(guān)
[0053]70雙面布線基板
[0054]71,72雙面布線基板的布線
[0055]73雙面布線基板的絕緣部
[0056]81,82電介質(zhì)構(gòu)件(電介質(zhì)層)
[0057]77引出部
[0058]100感壓傳感器
【具體實施方式】
[0059]本申請的發(fā)明人專心研究之后，這次發(fā)現(xiàn)了關(guān)于從前的感壓傳感器存在進(jìn)一步的改善點。具體來說，發(fā)現(xiàn)了對面內(nèi)載荷分布進(jìn)行測定的靜電電容式的感壓傳感器的傳感器構(gòu)成(裝置構(gòu)造以及/或者電路結(jié)構(gòu)等)復(fù)雜，在這一點上存在應(yīng)改善的事項。
[0060]例如，在JP特開平01-92632號公報的電容性壓力檢測裝置中，將面內(nèi)分為5個分區(qū)來進(jìn)行檢測，各個電極與運算放大器連接。為了以更精細(xì)的分辨率來取得壓力的面內(nèi)分布，需要使分區(qū)小而多。其結(jié)果，需要多個運算放大器，需要電路規(guī)模大且高價的電路。
[0061]此外，在JP特開2014-142193號公報的載荷分布檢測裝置中，通過將電極配置為2層，并在分別正交的方向上將電極形成為帶狀，來測定面內(nèi)的載荷分布。但是，在這樣的裝置中，在檢測排列為矩陣狀的元件的電容時，不僅陽極需要切換，陰極也需要切換。因此，所連接的開關(guān)需要準(zhǔn)備“陽極的切換開關(guān)”以及“陰極的切換開關(guān)”這2種開關(guān)，導(dǎo)致高成本。此夕卜，為了將與端子不存在于同一平面的電極引出至端子需要形成通孔，將電極與端子部分進(jìn)行電連接。其結(jié)果，半導(dǎo)體元件以及電路結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，載荷分布檢測裝置變得高價。
[0062]本公開的感壓傳感器，能夠不采取復(fù)雜的傳感器構(gòu)成而以簡易的構(gòu)成測定面內(nèi)載荷分布。
[0063]本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器，具備:第一感壓元件，其包括:包括具有導(dǎo)電性的多個第一突起的第一導(dǎo)電體層、多個第一布線層、以及設(shè)置于所述第一突起與所述第一布線層之間的第一電介質(zhì)層；以及第二感壓元件，其包括:包括具有導(dǎo)電性的多個第二突起的第二導(dǎo)電體層、多個第二布線層、以及設(shè)置于所述第二突起與所述第二布線層之間的第二電介質(zhì)層，所述第一感壓元件和所述第二感壓元件相互層疊。
[0064]本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器，也可以還具備:測定電路，其包括分別與所述第一感壓元件以及所述第二感壓元件各自電連接的陰極端子以及陽極端子，對所述第一感壓元件以及所述第二感壓元件的電容進(jìn)行測定；以及電開關(guān)，其僅設(shè)置于所述陰極端子及所述陽極端子的一方與所述第一感壓元件之間、以及所述陰極端子及所述陽極端子的所述一方與所述第二感壓元件之間。
[0065]在本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器中，也可以是所述多個第一布線層中的彼此相鄰的2個第一布線層的一方與所述陰極端子電連接，所述彼此相鄰的2個第一布線層的另一方與所述陽極端子電連接，并且所述多個第二布線層中的彼此相鄰的2個第二布線層的一方與所述陰極端子電連接，所述彼此相鄰的2個第二布線層的另一方與所述陽極端子電連接。
[0066]在本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器中，也可以是所述第一感壓元件還包括與所述多個第一布線層對向的第一公共電極層，所述第二感壓元件還包括與所述多個第二布線層對向的第二公共電極層。
[0067]本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器，也可以還具備測定電路，所述測定電路包括分別與所述第一感壓元件以及所述第二感壓元件各自電連接的陰極端子以及陽極端子，對所述第一感壓元件以及所述第二感壓元件的電容進(jìn)行測定，所述第一布線層以及所述第一公共電極層的一方與所述陰極端子電連接，所述第一布線層以及所述第一公共電極層的另一方與所述陽極端子電連接，并且所述第二布線層以及所述第二公共電極層的一方與所述陰極端子電連接，所述第二布線層以及所述第二公共電極層的另一方與所述陽極端子電連接。
[0068]在本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器中，也可以是所述第一布線層在第一方向上延伸，所述第二布線層在與所述第一方向不同的第二方向上延伸。
[0069]在本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器中，也可以是所述多個第一突起和所述多個第二突起彼此朝向同一方向。
[0070]在本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器中，也可以是所述多個第一突起和所述多個第二突起彼此朝向相反方向。
[0071]本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器，也可以還具備第一布線基板以及第二布線基板，所述第一布線層設(shè)置于所述第一布線基板，所述第二布線層設(shè)置于所述第二布線基板。
[0072]在本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器中，也可以是所述第一電介質(zhì)層設(shè)置于所述第一布線基板，所述第二電介質(zhì)層設(shè)置于所述第二布線基板。
[0073]本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器，也可以還具備雙面布線基板，所述雙面布線基板具有第一主面以及與所述第一主面相反的一側(cè)的第二主面，所述第一布線層以及所述第二布線層的一方設(shè)置于所述第一主面，所述第一布線層以及所述第二布線層的另一方設(shè)置于所述第二主面。
[0074]在本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器中，也可以是所述雙面布線基板位于所述第一導(dǎo)電體層與所述第二導(dǎo)電體層之間。
[0075]本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器，也可以還具備配置在所述第一感壓元件與所述第二感壓元件之間的支撐層。
[0076][本公開的感壓傳感器]
[0077]以下，參照附圖對本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器進(jìn)行說明。附圖所示的各種要素只不過為了本公開的理解而示意性地進(jìn)行了表示，尺寸比以及外觀等可能與實物不同，需要留意。此外，在本說明書中直接或間接使用的“上下方向”對應(yīng)于圖中的上下方向。
[0078]圖1示意性地表示本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器100的構(gòu)成。本公開的感壓傳感器100至少由第一感壓元件10以及第二感壓元件20構(gòu)成。第一感壓元件10具有“具備多個第一突起11的第一導(dǎo)電體層12”、“多個第一布線層15”以及“設(shè)置于第一突起11與第一布線層15之間的第一電介質(zhì)層17”。同樣地，第二感壓元件20具有“具備多個第二突起21的第二導(dǎo)電體層22”、“多個第二布線層25”以及“設(shè)置于第二突起21與第二布線層25之間的第二電介質(zhì)層27”。第一突起11以及第二突起21具有導(dǎo)電性。
[0079]如圖所示，第一感壓元件10與第二感壓元件20相互層疊，通過這樣的層疊化，構(gòu)成了本公開的感壓傳感器100。即，本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器100具有至少層疊了 2層相同或同種的感壓元件的構(gòu)成。
[0080]“具備多個第一突起11的第一導(dǎo)電體層12”以及“具備多個第二突起21的第二導(dǎo)電體層22”分別具有交替地排列了凹部和凸部的層形態(tài)。第一導(dǎo)電體層12與多個第一布線層15對向配置。具體來說，第一導(dǎo)電體層12和多個第一布線層15以第一電介質(zhì)層17介于之間的形態(tài)相互對向配置。如圖所示，第一導(dǎo)電體層12以及第一布線層15被配置成在“第一突起11的最頂部分11’”與“多個第一布線層15”之間夾入第一電介質(zhì)層17。同樣地，第二導(dǎo)電體層22與多個第二布線層25對向配置。具體來說，第二導(dǎo)電體層22和多個第二布線層25以第二電介質(zhì)層27介于之間的形態(tài)相互對向配置。特別是如圖所示，第二導(dǎo)電體層22以及第二布線層25被配置成在“第二突起21的最頂部分21’”與“多個第二布線層25”之間夾入第二電介質(zhì)層27。
[0081]第一突起11以及第二突起21也可以分別具有彈性特性。即，第一突起11以及第二突起21也可以具有因外力而發(fā)生變形，若去除外力則還原為原來的形狀的特性。特別是也可以具有若在感壓元件的層疊方向上施加外力，則發(fā)生變形使得突起的最頂部分(即，“11’”以及“21’”的部分)的面積增加，若去除外力則還原為原來的形狀的彈性特性。在具有這樣的“彈性特性”的情況下，第一突起11以及第二突起21可以分別稱作“第一彈性突起”以及”第二彈性突起”等。
[0082]第一感壓元件10以及第二感壓元件20分別是可具有電容(capacitance)的元件，具有電容器(condenser或capacitor)功能。即，第一感壓元件10以及第二感壓元件20分別由導(dǎo)電體層和布線層、以及它們之間的電介質(zhì)層構(gòu)成，因此能夠作為電容器(condenser或capacitor)而發(fā)揮作用。在這樣的感壓元件中，通過載荷施加而引起電容變化，根據(jù)該電容變化來檢測載荷。例如，若如圖1所示對感壓元件施加載荷，則起因于第一突起11以及第二突起21的變形而引起電容變化，根據(jù)該電容變化來檢測載荷。因此，本公開的感壓元件可被稱作“靜電電容式感壓傳感器元件”、“電容性壓力檢測傳感器元件”或“感壓開關(guān)元件”等。
[0083]本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器100由第一感壓元件10以及第二感壓元件20這種實質(zhì)上相同的感壓傳感器元件構(gòu)成，成為簡易的構(gòu)成。盡管像這樣為簡易的構(gòu)成，但本公開的感壓傳感器100卻能夠測定面內(nèi)載荷分布。特別是，因為由第一感壓元件10以及第二感壓元件20分別單獨地進(jìn)行載荷檢測，所以能夠?qū)崿F(xiàn)精度更高的載荷位置檢測(S卩，精度更高的面內(nèi)載荷分布的測定)。
[0084]此外，本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器100，不僅傳感器構(gòu)造自身簡易，而且用于載荷檢測的電路結(jié)構(gòu)也簡易。
[0085]如圖1所示，起因于載荷施加的感壓元件的電容變化也可以由“測定電路40”來測定。具體來說，本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器100也可以具有與第一感壓元件10以及第二感壓元件20分別電連接，且對第一感壓元件以及第二感壓元件的電容進(jìn)行測定的測定電路40。在這種情況下，在“測定電路40與第一感壓元件10的連接間”以及“測定電路40與第二感壓元件20的連接間”設(shè)置有電開關(guān)50。即，在用于將測定電路40與第一感壓元件10之間電連接的電連接線設(shè)置有電開關(guān)50，并且在用于將測定電路40與第二感壓元件20之間電連接的電連接線也設(shè)置有電開關(guān)50。在此所說的“電開關(guān)”用于將連接線電接通/電斷開，尤其是用于測定起因于載荷施加的感壓元件的電容變化的開關(guān)。
[0086]在本公開的某方式中，感壓傳感器100具有僅在“與測定電路的陰極側(cè)連接的連接間”以及“與測定電路的陽極側(cè)連接的連接間”中的任意一方設(shè)置了電開關(guān)的特征。具體來說，對于第一感壓元件1與測定電路40之間的電連接線，僅在“與測定電路40的陰極端子連接的電連接線”以及“與測定電路40的陽極端子連接的電連接線”中的任意一方設(shè)置了電開關(guān)50。即，在“第一感壓元件10與測定電路40的陽極端子之間的電連接線”設(shè)置有電開關(guān)50，在“第一感壓元件10與測定電路40的陰極端子之間的電連接線”未設(shè)置電開關(guān)50(參照圖1)。或者，在“第一感壓元件10與測定電路40的陰極端子之間的電連接線”設(shè)置有電開關(guān)50，在“第一感壓元件10與測定電路40的陽極端子之間的電連接線”未設(shè)置電開關(guān)50。同樣地，對于第二感壓元件20與測定電路40之間的電連接線，僅在“與測定電路40的陰極端子連接的電連接線”以及“與測定電路40的陽極端子連接的電連接線”中的任意一方設(shè)置電開關(guān)50。即，在“第二感壓元件20與測定電路40的陽極端子之間的電連接線”設(shè)置有電開關(guān)50，在“第二感壓元件20與測定電路40的陰極端子之間的電連接線”未設(shè)置電開關(guān)50(參照圖1)?；蛘?，在“第二感壓元件20與測定電路40的陰極端子之間的電連接線”設(shè)置有電開關(guān)50，在“第二感壓元件20與測定電路40的陽極端子之間的電連接線”未設(shè)置電開關(guān)50。
[0087]像這樣，本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器100能夠?qū)崿F(xiàn)精度更高的面內(nèi)載荷分布的測定，但電路結(jié)構(gòu)卻比較簡易。即，從前對于陽極側(cè)以及陰極側(cè)雙方都需要電開關(guān)，相對于此，在本公開中，只要僅在陽極側(cè)以及陰極側(cè)中的任意一方設(shè)置電開關(guān)即可。更具體而言，從前在進(jìn)行排列為矩陣狀的元件的電容檢測時不僅陽極側(cè)需要切換，陰極側(cè)也需要切換，作為所連接的開關(guān)需要設(shè)置“陽極側(cè)的切換開關(guān)”以及“陰極側(cè)的切換開關(guān)”這2種，相對于此，在本公開中單側(cè)的I種開關(guān)即可，有助于實現(xiàn)簡易的電路結(jié)構(gòu)。
[0088]以下，對本公開所涉及的感壓傳感器100的感壓元件以及關(guān)聯(lián)要素進(jìn)行詳述。即，對分別構(gòu)成第一感壓元件10以及第二感壓元件20的“具備多個第一突起11的第一導(dǎo)電體層12”/“具備多個第二突起21的第二導(dǎo)電體層22”、“第一布線層15”/“第二布線層25”、“第一電介質(zhì)層17”/“第二電介質(zhì)層27”以及其他的附加要素進(jìn)行說明。
[0089]此外，以下所示的“第一感壓元件的構(gòu)成構(gòu)件”和“第二感壓元件的構(gòu)成構(gòu)件”實質(zhì)上為相同/同種的構(gòu)件，因此為了避免重復(fù)記載而以“第一感壓元件的構(gòu)成構(gòu)件”為代表來舉例說明。即，關(guān)于作為“第一感壓元件的構(gòu)成構(gòu)件”的、第一突起11、第一導(dǎo)電體層12、第一布線層15以及第一電介質(zhì)層17而在以下說明的事項，也分別實質(zhì)上直接適用于作為“第二感壓元件的構(gòu)成構(gòu)件”的、第二突起21、第二導(dǎo)電體層22、第二布線層25以及第二電介質(zhì)層27。
[0090]第一導(dǎo)電體層12是具備至少I個第一突起11的構(gòu)件。特別是第一突起11也可以具有彈性特性(即，“因外力而發(fā)生變形，若去除外力則還原為原來的形狀的特性”)。在此情況下，第一突起11相當(dāng)于彈性構(gòu)件。第一導(dǎo)電體層12也可以具有“彈性特性(特別是第一突起11的彈性特性)”和“導(dǎo)電特性”這兩種性質(zhì)。第一導(dǎo)電體層12可以由任意的材質(zhì)構(gòu)成。例如，第一導(dǎo)電體層12可以由樹脂構(gòu)造體、以及分散于該樹脂構(gòu)造體內(nèi)的導(dǎo)電性填料構(gòu)成。樹脂構(gòu)造體可以包含從由苯乙烯系樹脂、硅酮系樹脂(例如，聚二甲基硅氧烷(PDMS))、丙烯酸系樹脂、輪烷系樹脂以及聚氨酯系樹脂等構(gòu)成的群中選擇的至少I種樹脂材料。另一方面，導(dǎo)電性填料可以包含從由Au(金)、Ag(銀)、Cu(銅)、C(碳)、ZnO(氧化鋅)、Ιη203(氧化銦(III))以及Sn02(氧化錫(IV))構(gòu)成的群中選擇的至少I種材料。此外，也可以取代導(dǎo)電性填料或者在導(dǎo)電性填料的基礎(chǔ)上使用導(dǎo)電表面層。具體來說，可以是在樹脂構(gòu)造體的表面通過導(dǎo)電性墨水的涂敷等而設(shè)置了導(dǎo)電表面層的第一導(dǎo)電體層12。
[0091]例如如圖1所示，第一突起11具有從第一導(dǎo)電體層12的基底部分向第一布線層15突出的形態(tài)。換言之，第一導(dǎo)電體層12具有從其基底部分向“多個第一布線層15”的設(shè)置方向局部隆起的形態(tài)。第一導(dǎo)電體層12的第一突起11的個數(shù)至少為I個。也可以設(shè)置2個以上的彈性突起15。即，第一導(dǎo)電體層12也可以具有多個第一突起11。起因于設(shè)置有多個第一突起11的方式，第一導(dǎo)電體層12具有排列了凹部以及凸部的形態(tài)，其凸部相當(dāng)于第一突起11。
[0092]第一導(dǎo)電體層12的彈性模量，特別是第一突起11的彈性模量可以為約14?18Pa,使得起因于對感壓元件1施加的通常的按壓力(例如約IN?1N的按壓力)而使第一突起11逐漸發(fā)生變形。這樣的彈性模量能夠通過對導(dǎo)電性填料與樹脂構(gòu)造體的樹脂成分的相對比例進(jìn)行變更來進(jìn)行調(diào)整。此外，第一導(dǎo)電體層12的電阻率也可以在希望的頻帶中充分小于電容的阻抗。這樣的電阻率也能夠通過對導(dǎo)電性填料與樹脂構(gòu)造體的樹脂成分的相對比例進(jìn)行變更來進(jìn)行調(diào)整。
[0093]第一突起11也可以具有錐形狀。具體來說，第一導(dǎo)電體層12的第一突起11也可以具有其寬度尺寸朝向第一布線層15而逐漸減小的錐形狀(參照圖1)。例如第一突起部11也可以作為整體而具有圓錐臺、四棱錐臺等錐臺形態(tài)。此外，在俯視下，在作為整體來看的情況下，第一突起部11可以為“點形狀(dot形狀)”或者可以為“壟狀”。通過像這樣第一突起11具有錐形狀，從而第一突起11發(fā)生彈性變形，因此，引起第一突起11與第一電介質(zhì)層17的接觸區(qū)域的增加。
[0094]第一突起11的高度尺寸只要有助于彈性變形，則可以為任意的尺寸。即，只要通過來自突起的最頂部分側(cè)的按壓，第一突起11發(fā)生彈性變形，則可以為任意的高度尺寸。此夕卜，多個第一突起11也可以有規(guī)律地排列。多個第一突起11的間距尺寸也只要有助于突起的彈性變形，并且在相鄰的突起間產(chǎn)生凹部，則沒有特別限制。
[0095]與第一導(dǎo)電體層12對向配置的第一布線層15也為導(dǎo)電性層。第一布線層15可以具有用于在電子學(xué)領(lǐng)域等中使用的電路部件/電路元件的布線的形態(tài)。例如，“多個第一布線層15”可以具有第一布線基板的基板布線的形態(tài)?；宀季€是指，配置在基板上以及/或者基板內(nèi)部的布線。換言之，可以在感壓元件10的構(gòu)成要素中使用布線基板，也可以將這樣的布線基板的布線作為“多個第一布線層15”來使用。
[0096]這樣的第一布線層15只要至少具有“導(dǎo)電特性”的性質(zhì)，則可以由任意的材質(zhì)構(gòu)成。例如，第一布線層15的材質(zhì)可以與常規(guī)的感壓元件/傳感器元件等的電極層的材質(zhì)相同。第一布線層15也可以具有比第一突起11高的彈性模量，例如具有18Pa以上的彈性模量。即，第一布線層15也可以呈現(xiàn)非彈性特性，在此情況下可以將第一布線層15稱作非彈性導(dǎo)電性層。
[0097]在第一布線層15與第一導(dǎo)電體層12之間設(shè)置有第一電介質(zhì)層17。特別是第一電介質(zhì)層17與第一導(dǎo)電體層12的第一突起11的最頂部分11’和第一布線層15雙方相接，位于它們之間。即，第一電介質(zhì)層17被設(shè)置成被第一突起11的最頂部分11’和第一布線層15夾住。更具體而言，第一電介質(zhì)層17具有被夾持在“多個第一突起11”與“多個第一布線層15”之間的層的形態(tài)。
[0098]第一電介質(zhì)層17只要至少具有作為“電介質(zhì)”的性質(zhì)，貝Ij可以由任意的材質(zhì)構(gòu)成。例如，第一電介質(zhì)層17可以包含樹脂材料、陶瓷材料、氧化金屬材料、樹脂材料與陶瓷材料的組合、樹脂材料與氧化金屬材料的組合、陶瓷材料與氧化金屬材料的組合、或者樹脂材料、陶瓷材料與氧化金屬材料的組合等。雖然終究不過是例示，但第一電介質(zhì)層17可以包含從由聚酰亞胺樹脂、聚丙烯樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚苯硫醚樹脂、Al2O3以及Ta2O5等構(gòu)成的群中選擇的至少I種材料。
[0099]第一電介質(zhì)層17可以具有剛性特性，或者，也可以具有彈性特性(S卩，“因外力而發(fā)生變形，若去除外力則還原為原來的形狀的特性”)。在第一電介質(zhì)層17具有彈性特性的情況下，第一電介質(zhì)層17可以稱作“彈性電介質(zhì)層”。在第一電介質(zhì)部17為“彈性電介質(zhì)層”的情況下，在感壓元件被按壓時，能夠與第一導(dǎo)電體層12的第一突起11的彈性變形一起，引起第一電介質(zhì)部17的彈性變形。此外，通過像這樣第一電介質(zhì)層17以及第一導(dǎo)電體層12(特別是其第一突起11)雙方發(fā)生變形，從而相鄰的第一突起11之間的區(qū)域(即，相當(dāng)于“進(jìn)一步的電介質(zhì)部”的區(qū)域)發(fā)生變形使得更多地減小其厚度，能夠引起更大的電容變化。
[0100]在某I個方式中，第一電介質(zhì)層17也可以具有比第一導(dǎo)電體層12(特別是其第一突起11)高的彈性模量，使得在按壓時不會比第一導(dǎo)電體層12(特別是其第一突起11)更大地變形。例如，在第一導(dǎo)電體層12(特別是其第一突起11)的彈性模量為約14Pa?18Pa的情況下，第一電介質(zhì)層17也可以具有比其高的彈性模量。第一電介質(zhì)層17也可以包含在希望的頻帶中具有比電容的阻抗高的電阻值的材料。就第一電介質(zhì)層17的介電常數(shù)以及膜厚而言，也可以進(jìn)行第一電介質(zhì)層17的材料選擇/膜厚調(diào)整，使得起因于載荷施加的感壓元件10的電容變化成為希望的電容變化。
[0101]第一感壓元件10至少由上述那樣的“具備第一突起11的第一導(dǎo)電體層12”、“多個第一布線層15”以及“第一電介質(zhì)層17”構(gòu)成，同樣地，第二感壓元件20也至少由“具備第二突起21的第二導(dǎo)電體層22”、“多個第二布線層25”以及“第二電介質(zhì)層27”構(gòu)成。第二突起21、第二導(dǎo)電體層22、第二布線層25以及第二電介質(zhì)層27可以分別與第一突起11、第一導(dǎo)電體層12、第一布線層15以及第一電介質(zhì)層17實質(zhì)上相同或同種。本公開的感壓傳感器100將像這樣實質(zhì)上可視為相同/同種的第一感壓元件10和第二感壓元件20相互層疊，裝置構(gòu)造作為整體變得簡易。在此所說的“相互層疊”這種表達(dá)方式實質(zhì)上是指將單獨具備感壓功能的元件堆積為層狀而設(shè)置的方式。例如，第一感壓元件10和第二感壓元件20可以彼此相接地層疊，或者，也可以使另外的層介于它們之間而相互層疊。
[0102]關(guān)于本公開所涉及的感壓傳感器100，成為層疊構(gòu)造的第一感壓元件10以及第二感壓元件20的外面?zhèn)瓤蓸?gòu)成感壓裝置的按壓側(cè)。如圖1所示，感壓傳感器100的“第一感壓元件側(cè)(圖中的裝置上側(cè))”以及/或者“第二感壓元件側(cè)(圖中的裝置下側(cè))”成為按壓側(cè)。例如，在“第一感壓元件側(cè)”相當(dāng)于按壓側(cè)的情況下，從這樣的裝置的外側(cè)朝向其內(nèi)側(cè)被按壓。若像這樣被按壓，則第一突起11以及/或者第二突起21減小其高度尺寸的同時逐漸擴(kuò)大寬度尺寸地發(fā)生變形，“第一突起11與第一電介質(zhì)層17的接觸區(qū)域”以及/或者“第二突起21與第二電介質(zhì)層27的接觸區(qū)域”增加，并且“相鄰的第一突起11之間的區(qū)域(S卩，第一感壓元件的進(jìn)一步的電介質(zhì)部)”以及/或者“相鄰的突起21之間的區(qū)域(S卩，第二感壓元件的進(jìn)一步的電介質(zhì)部)”能夠減小其厚度地發(fā)生變形。其結(jié)果，在第一感壓元件10以及/或者第二感壓元件20產(chǎn)生靜電電容變化，若對此進(jìn)行檢測，則能夠確定按壓位置、即載荷施加位置。
[0103]此外，本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器100成為層疊了第一感壓元件10以及第二感壓元件20這2個感壓元件的構(gòu)成，因此能夠由其各自來檢測“起因于載荷施加的靜電電容變化”，能夠提高載荷位置的檢測精度。雖然終究不過是例示，但例如在X-Y坐標(biāo)的二維平面中，將第一感壓元件10特別用于X坐標(biāo)的位置確定，而將第二感壓元件20特別用于Y坐標(biāo)的位置確定。
[0104]對于電容變化的檢測，只要能夠檢測在第一感壓元件10以及第二感壓元件20產(chǎn)生的電容變化，則可以采用任意的方式。特別是在本公開中，作為用于這樣的檢測的構(gòu)成，可以采用如圖1所示僅在“與測定電路的陰極側(cè)連接的連接間”以及“與測定電路的陽極側(cè)連接的連接間”中的任意一方設(shè)置電開關(guān)的構(gòu)成。即，就第一感壓元件10與測定電路40之間的電連接線而言，成為僅在“與測定電路40的陰極端子連接的電連接線”以及“與測定電路40的陽極端子連接的電連接線”中的任意一方設(shè)置電開關(guān)50的構(gòu)成。關(guān)于第二感壓元件20與測定電路40之間的電連接線也同樣成為僅在“與測定電路40的陰極端子連接的電連接線”以及“與測定電路40的陽極端子連接的電連接線”中的任意一方設(shè)置電開關(guān)50的構(gòu)成。這種感壓傳感器100能夠?qū)崿F(xiàn)精度更高的面內(nèi)載荷分布的測定，同時只要僅在測定電路(或檢測電路)的陽極側(cè)以及陰極側(cè)的任意一方設(shè)置用于電容變化檢測的電開關(guān)即可，因此電路結(jié)構(gòu)作為整體變得簡易。
[0105]“測定電路40”自身只要具備陽極端子以及陰極端子，則可以是常規(guī)的用于感壓傳感器的電容變化檢測的電路。本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器100的測定電路也可以具有與電開關(guān)電連接的至少I個半導(dǎo)體元件。此外，作為電開關(guān)50，可以使用FET(Field-Effect Transistor，場效應(yīng)晶體管)，也可以使用模擬多路復(fù)用器/多路分解器等的集成電路。即，電開關(guān)50可以為例如MOSFET(Metal-Oxide_Semiconductor Field-EffectTransistor)、或內(nèi)置多路復(fù)用器以及/或者多路分解器的半導(dǎo)體元件。此外，測定電路40和電開關(guān)50可以分別使用單獨的半導(dǎo)體元件，或者，也可以為測定電路40內(nèi)置電開關(guān)50的方式。
[0106]本公開所涉及的感壓傳感器能夠以各種方式來實施。以下，對此進(jìn)行說明。
[0107](第丨實施方式)
[0108]圖2A?2C中示出本公開的第I實施方式所涉及的感壓傳感器100。在圖2A?2(:中，分別示意性地示出感壓傳感器100的俯視透視圖、剖面圖以及電路結(jié)構(gòu)。
[0109]第I實施方式所涉及的感壓傳感器100具有如下構(gòu)成:層疊了“至少由具備多個第一突起11的第一導(dǎo)電體層12、多個第一布線層15、第一電介質(zhì)層17以及支撐層30構(gòu)成的第一感壓元件10”和“至少由具備多個第二突起21的第二導(dǎo)電體層22、多個第二布線層25、第二電介質(zhì)層27以及支撐層30構(gòu)成的第二感壓元件20”。根據(jù)圖示的方式可知，感壓傳感器100具有層疊了相同/同種的2個感壓元件(即“感壓元件10”以及“感壓元件20”)的構(gòu)成。
[0110]在第I實施方式中，第一布線層15成為第一布線基板19的基板布線，而第二布線層25成為第二布線基板29的基板布線。即，第I實施方式的感壓傳感器100具有第一布線基板19以及第二布線基板29，第一布線基板19的基板布線構(gòu)成了第一布線層15，而第二布線基板29的基板布線構(gòu)成了第二布線層25。在這種情況下，布線基板的絕緣層部分也可以成為感壓元件的電介質(zhì)層。具體來說，第一布線基板19的絕緣部分的至少一部分17也可以成為第一電介質(zhì)層，而第二布線基板29的絕緣部分的至少一部分27也可以成為第二電介質(zhì)層。以圖示的方式而言，在第一布線基板19由2枚副絕緣層(17，18)及其所夾的第一布線層15構(gòu)成的情況下，下側(cè)的副絕緣層17相當(dāng)于第一電介質(zhì)層。同樣地，在第二布線基板29由2枚副絕緣層(27，28)及其所夾的第二布線層25構(gòu)成的情況下，下側(cè)的副絕緣層27相當(dāng)于第二電介質(zhì)層。
[0111]如圖所示，第I實施方式所涉及的感壓傳感器100構(gòu)成為還具有支撐層30。支撐層30用于對感壓傳感器100的感壓元件進(jìn)行“支撐”。根據(jù)圖示的方式可知，支撐層30也可以成為構(gòu)成感壓傳感器的層疊構(gòu)造的層。通過像這樣由支撐層30形成“構(gòu)成層疊構(gòu)造的層”，從而由第一感壓元件10和第二感壓元件20構(gòu)成的裝置作為整體能夠被一體化。此外，在支撐層30具有充分的強(qiáng)度的情況下，作為裝置整體可以為僅I層的支撐層。
[0112]在第I實施方式中，第一感壓元件10的第一布線層15以及第二感壓元件20的第二布線層25分別長條狀地在給定方向上延伸。具體來說，特別如圖2A所示，多個第一布線層15分別細(xì)長地延伸而設(shè)置，并且以給定的間距間隔而排列。同樣地，多個第二布線層25也分別細(xì)長地延伸而設(shè)置，并以給定的間距間隔而排列。換言之，在不同的面形成的“多個第一布線層15”以及“多個第二布線層25”分別在同一面內(nèi)在單一方向上延伸而設(shè)置。根據(jù)圖示的方式可知，在第I實施方式中，第一布線層15的延伸方向和第二布線層25的延伸方向相互不同。即，第一布線層15和第二布線層25分別在給定的面內(nèi)延伸，但延伸方向相互不同。具體來說，如圖2A所示，多個第一布線層15分別沿Y方向延伸而排列，相對于此，多個第二布線層25分別沿X方向延伸而排列。若使用具有像這樣延伸方向相互不同的第一布線層15和第二布線層25的第一感壓元件10以及第二感壓元件20來單獨進(jìn)行載荷檢測，則能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的載荷位置檢測(即，精度更高的面內(nèi)載荷分布的測定)。
[0113]設(shè)置于不同面的“多個第一布線層15”和“多個第二布線層25”的延伸方向所成的角度(圖2A所示的“α”)，在圖示的方式中為大致90°，但不一定限定于此。“多個第一布線層15”和“多個第二布線層25”的延伸方向所成的角度α可以在20°?90°的范圍內(nèi)，例如可以為約30°或約60°等。
[0114]第一感壓元件10以及第二感壓元件20分別成為與測定電路電連接的構(gòu)成。測定電路是用于對這樣的感壓元件的電容進(jìn)行測定的電路，也可以至少由具備陽極側(cè)的測定端子和陰極側(cè)的測定端子的半導(dǎo)體元件構(gòu)成。
[0115]在這樣的第I實施方式中，第一感壓元件10以及第二感壓元件20的多個布線層每隔I層經(jīng)由電開關(guān)與測定電路的公共端子連接。對此，例如在測定電路具有與電開關(guān)電連接的至少I個半導(dǎo)體元件的情況下，也可以在第一感壓元件10以及第二感壓元件20各自中多個布線層每隔I層與該半導(dǎo)體元件的公共端子連接。
[0116]在第I實施方式中，關(guān)于第一感壓元件10的多個布線層15，每隔I層經(jīng)由電開關(guān)與測定電路的陽極端子電連接，而其他布線層不經(jīng)由電開關(guān)地與測定電路的陰極端子電連接。同樣地，關(guān)于第二感壓元件20的多個布線層25，每隔I層經(jīng)由電開關(guān)與測定電路的陽極端子電連接，而其他布線層不經(jīng)由電開關(guān)地與測定電路的陰極端子電連接。若以別的切入口來總括地進(jìn)行表述，則多個第一布線層15中彼此相鄰的一方與測定電路的陰極端子電連接，而該彼此相鄰的另一方與測定電路的陽極端子電連接，此外，多個第二布線層25中彼此相鄰的一方與測定電路的陰極端子電連接，而該彼此相鄰的另一方與測定電路的陽極端子電連接。
[0117]在圖示的方式中，在“第一感壓元件10與測定電路40的陽極端子之間的電連接線”設(shè)置有電開關(guān)50，而在“第一感壓元件10與測定電路40的陰極端子之間的電連接線”未設(shè)置電開關(guān)50，同樣地，在“第二感壓元件20與測定電路40的陽極端子之間的電連接線”設(shè)置有電開關(guān)50，而在“第二感壓元件20與測定電路40的陰極端子之間的電連接線”未設(shè)置電開關(guān)50。此外，在電開關(guān)50由半導(dǎo)體元件構(gòu)成的情況下，也可以其一方的端子與布線層連接，另一方的端子與測定電路的陽極端子連接。
[0118]若從外側(cè)對第I實施方式所涉及的感壓傳感器100施加壓力，則在第一感壓元件10中形成于第一布線層15與第一導(dǎo)電體層12之間的電容因第一突起11的變形而增大，并作為陽極與陰極之間的電容變化而被檢測，來測定壓力施加位置。特別是，在第I實施方式中能夠檢測“與陽極側(cè)連接的布線層15”和“與陰極側(cè)連接的與之相鄰的布線層15”之間的串聯(lián)的電容變化。同樣地，在第二感壓元件20中形成于第二布線層25與第二導(dǎo)電體層22之間的電容也因第二突起21的變形而增大，并作為陽極與陰極之間的電容變化而被檢測，來測定壓力施加位置。
[0119]在第I實施方式所涉及的感壓傳感器100中，在“上側(cè)的布線層?電開關(guān)?測定電路”(即，第一感壓元件10)和“下側(cè)的布線層?電開關(guān)?測定電路”(S卩，第二感壓元件20)之間，布線層的延伸方向不同，因此通過各自的電容變化的測定，能夠在面內(nèi)確定壓力施加位置(即，載荷施加位置)。附帶說一下，在檢測載荷施加位置時，在極短時間內(nèi)進(jìn)行開關(guān)切換處理，使得圖示那樣的各感壓元件的多個電開關(guān)中的任意I個選擇性地“接通”(其他開關(guān)“斷開”)，由此，能夠確定在哪個地方產(chǎn)生了電容變化。
[0120]像這樣，在本公開中能夠確定載荷施加位置，盡管如此傳感器裝置的用于電容變化測定的電路結(jié)構(gòu)卻比較簡易。具體來說，在測定電路的陰極端子與布線層15、25之間不夾著電開關(guān)，而且，在“上側(cè)的布線層?電開關(guān)?測定電路”和“下側(cè)的布線層?電開關(guān)?測定電路”之間能夠使電路結(jié)構(gòu)相同，作為裝置整體能夠以簡便的電路結(jié)構(gòu)來測定面內(nèi)的壓力分布O
[0121]雖然終究不過是例示，但按照第I實施方式以下面所示的具體的裝置規(guī)格實施了電容測定。其結(jié)果，在未施加壓力的狀態(tài)下示出約3pF的電容，通過施加約2 X 14Pa的壓力而示出約7pF的電容。
[0122]本實施例所涉及的感壓傳感器的尺寸為縱約10cm、橫約10cm。作為支撐層30，使用了具有約300μηι的厚度、縱約I Ocm、橫約I Ocm的尺寸的絕緣性樹脂薄膜。
[0123]第一導(dǎo)電體層12以及第二導(dǎo)電體層22是形成了多個具有約30μπι的高度、約10ym的底部直徑的突起的導(dǎo)電體層。第一導(dǎo)電體層12以及第二導(dǎo)電體層22具有約ΙΟΟμπι的厚度、縱10cm、橫1cm的尺寸。第一導(dǎo)電體層12以及第二導(dǎo)電體層22是由樹脂構(gòu)造體、和內(nèi)含于樹脂構(gòu)造體的導(dǎo)電性填料構(gòu)成的層。
[0124]第一布線基板19以及第二布線基板29是形成了多個厚度6μπι的布線的厚度150μπι、縱橫尺寸12cm的布線板。第一布線基板19以及第二布線基板29分別在一部分具備引出部。作為構(gòu)成第一布線基板19以及第二布線基板29的副絕緣層17、18、27、28，使用具有約60μπι的厚度、以及約1cm的縱橫尺寸的聚酰亞胺薄膜。以被這樣的2枚聚酰亞胺薄膜夾著的形式，銅布線層除了引出部分之外在一個方向上設(shè)置成寬度約5mm、長度約1cm的窄條狀。
[0125]此外，上述具體的事項終究不過是例示，能夠進(jìn)行適當(dāng)變更，需要留意這一點。具體來說，在上述的例示中，支撐體的厚度300μπι、導(dǎo)電體層的厚度ΙΟΟμπι、聚酰亞胺薄膜的厚度60μπι、布線層寬度5_以及長度10cm，但可以適當(dāng)選擇各層的厚度以及長度寬度等物理長度以及相對介電常數(shù)，使得在希望的施加壓力的范圍內(nèi)能夠得到2pF至100pF的電容變化，由此，能夠得到希望的感壓傳感器特性。
[0126]例如，在使用絕緣性樹脂薄膜作為支撐層30的情況下，絕緣性樹脂薄膜的材質(zhì)能夠使用聚酰亞胺薄膜以及PET薄膜等各種各樣的樹脂。進(jìn)而，支撐層30不僅可以為薄膜狀，只要是根據(jù)希望的應(yīng)力而產(chǎn)生突起發(fā)生變形的程度的彎曲的構(gòu)件即可，也可以為玻璃的薄板或亞克力板等，此外，也可以使用涂敷或者添加了絕緣性樹脂的不銹鋼板以及鋁板等導(dǎo)體板。進(jìn)一步而言，支撐層30只要不會在不必要的布線間發(fā)生短路則無需呈現(xiàn)絕緣性，可以將不銹鋼板或鋁板作為支撐層來使用。
[0127]作為布線基板，例示了由被聚酰亞胺薄膜夾著的銅構(gòu)成的布線層，但這樣的布線基板只要是由絕緣體和導(dǎo)體構(gòu)成的布線板則可以為任意種類的布線板。在這樣的情況下，可以使用由作為絕緣體而經(jīng)常使用于布線板的玻璃復(fù)合環(huán)氧樹脂構(gòu)成的FR-4或液晶聚合物等，也可以使用作為絕緣性樹脂的聚丙烯樹脂、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂、聚酰亞胺樹月旨、聚苯硫醚樹脂等。此外，根據(jù)需要可以使用氧化鋁或氧化鉭、陶瓷樹脂等。另一方面，布線基板的導(dǎo)體只要是示出導(dǎo)電性的材料即可，例如可以是由鋁或銀等構(gòu)成的導(dǎo)體。由于位于布線層與導(dǎo)電體層之間的絕緣體部分形成電容，因此也可以使用薄且相對介電常數(shù)大的材料，由此電容變大，測定電路所進(jìn)行的電容變化檢測能夠提高。
[0128]進(jìn)一步而言，第一感壓元件10以及第二感壓元件20的多個布線層可以每隔2層經(jīng)由電開關(guān)與測定電路的公共端子連接。更具體而言，例如關(guān)于第一感壓元件10的多個布線層15，可以每隔2層經(jīng)由電開關(guān)與測定電路的陽極端子電連接，其他的布線層不經(jīng)由電開關(guān)地與測定電路的陰極端子電連接。第二感壓元件20的多個布線層25也是同樣。即使為這種方式，也能夠測定因第一突起的變形而增大的電容變化，能夠在面內(nèi)確定被施加了壓力的位置(即，載荷施加位置)。此外，即使為這樣的方式，也可以說多個第一布線層15中的彼此相鄰的一方與測定電路的陰極側(cè)電連接，而該彼此相鄰的另一方與測定電路的陽極側(cè)電連接，此外，多個第二布線層25中彼此相鄰的一方與測定電路的陰極側(cè)電連接，而該彼此相鄰的另一方與測定電路的陽極側(cè)電連接。即，本公開中所說的“彼此相鄰”，不僅包含作為對象的布線層以外的布線層不介于之間而直接相鄰的方式，還包含其他布線層(例如I個)介于作為對象的布線層之間而間接相鄰的方式。
[0129](第2實施方式)
[0130]圖3A?3C中示出本公開的第2實施方式所涉及的感壓傳感器100。在圖3A?3(:中，分別示意性地示出感壓傳感器100的俯視透視圖、剖面圖以及電路結(jié)構(gòu)。
[0131]與第I實施方式同樣，第2實施方式所涉及的感壓傳感器100也具有將相同/同種的2個感壓元件(即“感壓元件10”以及“感壓元件20”)層疊化的構(gòu)成。尤其第2實施方式所涉及的感壓傳感器100具有所謂的“公共電極”。
[0132]在感壓傳感器100中“公共電極”與各感壓元件的布線層對向地設(shè)置。具體來說，第一感壓元件10具有與多個第一布線層15對向地設(shè)置的第一公共電極層41，第二感壓元件20具有與多個第二布線層25對向地設(shè)置的第二公共電極層42(特別參照圖3B)。根據(jù)圖示的方式可知，第一公共電極層41也可以設(shè)置在“第一導(dǎo)電體層12的與突起形成面相反的一側(cè)的主面”，第二公共電極層42也可以設(shè)置在“第二導(dǎo)電體層22的與突起形成面相反的一側(cè)的主面”。
[0133]在這樣的實施方式中，第一布線層15以及第一公共電極層41中的任意一方與測定電路的陰極側(cè)電連接，而第一布線層15以及第一公共電極層41的另一方與測定電路的陽極側(cè)電連接。同樣地，第二布線層25以及第二公共電極層42中的任意一方與測定電路的陰極側(cè)電連接，而第二布線層25以及第二公共電極層42的另一方與測定電路的陽極側(cè)電連接。在圖示的方式中，第一感壓元件10的第一布線層15經(jīng)由電開關(guān)與測定電路的陽極連接，而第一感壓元件10的第一公共電極層41不經(jīng)由電開關(guān)地與測定電路的陰極連接。同樣地，在圖示的方式中第二感壓元件20的第二布線層25經(jīng)由電開關(guān)與測定電路的陽極連接，而第二感壓元件20的第二公共電極層42不經(jīng)由電開關(guān)地與測定電路的陰極連接。即，在圖示的方式中，第一感壓元件以及第二感壓元件10、20各自的公共電極層41、42不經(jīng)由電開關(guān)地與測定電路的陰極端子連接，而這些感壓元件的第一布線層15以及第二布線層25經(jīng)由電開關(guān)與測定電路的陽極端子連接。
[0134]若從外側(cè)對第2實施方式所涉及的感壓傳感器100施加壓力，則在第一感壓元件10中形成于第一布線層15與第一導(dǎo)電體層12之間的電容因第一突起11的變形而增大，并作為陽極與陰極之間的電容變化而被檢測，來測定壓力施加位置。同樣地，在第二感壓元件20中形成于第二布線層25與第二導(dǎo)電體層22之間的電容也因第二突起21的變形而增大，并作為陽極與陰極之間的電容變化而被檢測，來測定壓力施加位置。與第I實施方式同樣，在第2實施方式中在“上側(cè)的布線層?電開關(guān)?測定電路”(即，第一感壓元件10)和“下側(cè)的布線層?電開關(guān)?測定電路”(即，第二感壓元件20)之間，布線層的延伸方向也不同，因此通過各自的電容變化的測定，能夠在面內(nèi)確定壓力施加位置(即，載荷施加位置)。像這樣能夠確定載荷施加位置，盡管如此傳感器裝置的用于電容變化測定的電路結(jié)構(gòu)卻很簡易。具體來說，在測定電路的陰極端子與公共電極層41、42之間不夾著電開關(guān)，而且，在“上側(cè)的布線層?電開關(guān)?測定電路”和“下側(cè)的布線層?電開關(guān)?測定電路”之間能夠使電路結(jié)構(gòu)相同，作為裝置整體能夠以簡便的電路結(jié)構(gòu)來測定面內(nèi)的壓力分布。
[0135]在第2實施方式中尤其能夠?qū)崿F(xiàn)屏蔽效果優(yōu)異的裝置。具體來說，可以將第一公共電極層41以及第二公共電極層42的至少一方作為屏蔽層來使用。即，可以將第一公共電極層41以及第二公共電極層42的至少一方作為呈現(xiàn)用于阻斷來自外部的電磁以及/或者靜電干擾(噪聲)等的屏蔽功能的層來使用。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)精度更高的載荷位置檢測(即，精度更高的面內(nèi)載荷分布的測定)。
[0136]第2實施方式的其他事項與第I實施方式相同，因此為了避免重復(fù)而省略它們的說明。
[0137]雖然終究不過是例示，但按照第2實施方式以下面所示的具體的裝置規(guī)格實施了電容測定。其結(jié)果，在未施加壓力的狀態(tài)下示出約3pF的電容，通過施加約2 X 14Pa的壓力而示出約7pF的電容。
[0138]本實施例所涉及的感壓傳感器的尺寸為縱約10cm、橫約10cm。作為第一公共電極層41以及第二公共電極層42，使用了具有約18μπι的厚度的銅箔。作為支撐層30，使用了具有約300μηι的厚度、縱約I Ocm、橫約I Ocm的尺寸的絕緣性樹脂薄膜。
[0139]第一導(dǎo)電體層12以及第二導(dǎo)電體層22是形成了多個具有約30μπι的高度、約ΙΟΟμπι的底部直徑的突起的導(dǎo)電體層。第一導(dǎo)電體層12以及第二導(dǎo)電體層22具有約ΙΟΟμπι的厚度、縱10cm、橫1cm的尺寸。第一導(dǎo)電體層12以及第二導(dǎo)電體層22是由樹脂構(gòu)造體和內(nèi)含于樹脂構(gòu)造體的導(dǎo)電性填料構(gòu)成的層。
[0140]第一布線基板19以及第二布線基板29是形成了多個厚度6μπι的布線的厚度150μπι、縱橫尺寸12cm的布線板。第一布線基板19以及第二布線基板29分別在一部分具備引出部。作為構(gòu)成第一布線基板19以及第二布線基板29的副絕緣層17、18、27、28，使用具有約60μπι的厚度、以及約1cm的縱橫尺寸的聚酰亞胺薄膜。以被這樣的2枚聚酰亞胺薄膜夾著的形式，銅布線層除了引出部分之外在一個方向上被設(shè)置成寬度約5mm、長度約1cm的窄條狀。
[0141](各種層疊形態(tài))
[0142]本公開所涉及的感壓傳感器100的層疊方式可以考慮各種層疊方式。圖4?16中示出這些各種層疊方式。
[0143]根據(jù)圖4?16所示的方式可知，第一感壓元件10以及第二感壓元件20各自的導(dǎo)電體層的朝向可以為“同一方向”、“裝置內(nèi)側(cè)方向”或“裝置外側(cè)方向”等。即，可以將第一導(dǎo)電體層12以及第二導(dǎo)電體層22設(shè)置成:第一突起11和第二突起21“彼此朝向同一方向”、“彼此朝向內(nèi)側(cè)方向”或者“彼此朝向外側(cè)方向”。
[0144]圖4?7以及圖14所示的感壓傳感器100將第一導(dǎo)電體層12以及第二導(dǎo)電體層22設(shè)置成第一突起11和第二突起21“彼此朝向同一方向”。圖9以及圖11?13以及圖16所示的感壓傳感器100將第一導(dǎo)電體層12以及第二導(dǎo)電體層22設(shè)置成第一突起11和第二突起21“彼此朝向內(nèi)側(cè)方向”。而且，圖8、圖10以及圖15所示的感壓傳感器100將第一導(dǎo)電體層12以及第二導(dǎo)電體層22設(shè)置成第一突起11和第二突起21“彼此朝向外側(cè)方向”。
[0145]此外，如圖12、圖13以及圖16所示，可以將雙面布線基板70用于感壓傳感器100的層疊構(gòu)造。在這樣的情況下，例如可以將雙面布線基板70的上側(cè)布線層71作為第一感壓元件10的布線層來使用，將雙面布線基板70的下側(cè)布線層72作為第二感壓元件20的布線層來使用。換言之，圖12、圖13以及圖16所示的感壓傳感器100，具有雙面布線基板70，第一布線層15以及第二布線層25中的任意一方成為設(shè)置于雙面布線基板70的一個主面的布線，第一布線層15以及第二布線層25的另一方成為設(shè)置于雙面布線基板70的另一個主面的布線。
[0146]使用雙面布線基板70的方式，可以使用單一的布線基板來構(gòu)成感壓傳感器100，因此在這一點上能夠?qū)崿F(xiàn)更簡易的裝置構(gòu)成。在使用這樣的雙面布線基板70的方式中，雙面布線基板70也可以位于第一導(dǎo)電體層12與第二導(dǎo)電體層22之間。由于雙面布線基板的絕緣部73位于裝置內(nèi)部，且在其兩側(cè)設(shè)置第一感壓元件以及第二感壓元件，因此根據(jù)雙面布線基板的構(gòu)造強(qiáng)度，雙面布線基板還能夠作為支撐層而發(fā)揮作用。此外，使用雙面布線基板70的方式，如圖12、圖13以及圖16所示，也可以不將雙面布線基板70的絕緣部分作為感壓元件的電介質(zhì)層來使用。即，作為感壓元件的電介質(zhì)層，使用與布線基板不同的另外的電介質(zhì)構(gòu)件(81、82)。
[0147]關(guān)于圖4?16的各種層疊方式，圖4?圖13所示的感壓傳感器100相當(dāng)于第I實施方式(即，未設(shè)置公共電極層的方式)，而圖14?圖16所示的感壓傳感器100相當(dāng)于第2實施方式(即，設(shè)置了公共電極層41、42的方式)。
[0148]在此，例如具有圖12、圖13以及圖16所示的層疊方式的感壓傳感器，具有:
[0149]在兩面形成了多個布線的布線板；
[0150]形成了多個突起的第一導(dǎo)電體層和第二導(dǎo)電體層；以及
[0151]第一電介質(zhì)層和第二電介質(zhì)層，
[0152]第一以及第二導(dǎo)電體層的突起形成面與布線板的兩面夾著第一以及第二電介質(zhì)層相對地被層疊。
[0153]同樣，具有圖4、圖5、圖8以及圖9所示的層疊方式的感壓傳感器，具有:
[0154]至少一個支撐體層；
[0155]形成了多個布線的第一布線板和第二布線板;以及
[0156]形成了多個突起的第一導(dǎo)電體層和第二導(dǎo)電體層，
[0157]第一導(dǎo)電體層的突起形成面與第一布線板的一個面相對地被層疊，
[0158]在第一布線板的與第一導(dǎo)電體層接觸的面的對向側(cè)的面形成有多個布線，
[0159]第二導(dǎo)電體層的突起形成面與第二布線板的一個面相對地被層疊，
[0160]在第二布線板的與第二導(dǎo)電體層接觸的面的對向側(cè)的面形成有多個布線，
[0161]第一以及第二布線板、第一以及第二導(dǎo)電體層、和支撐體層被層疊。
[0162]進(jìn)而，具有圖6、圖7、圖10、圖11、圖14以及圖15所示的層疊方式的感壓傳感器，具有:
[ΟΙ63]至少一個支撐體層；
[0164]形成了多個布線的第一布線板和第二布線板；
[0165]第一電介質(zhì)層和第二電介質(zhì)層；以及
[0166]形成了多個突起的第一導(dǎo)電體層和第二導(dǎo)電體層，
[0167]第一導(dǎo)電體層的突起形成面與第一布線板的形成了多個布線的面夾著第一電介質(zhì)層相對地被層疊，
[0168]第二導(dǎo)電體層的突起形成面與第二布線板的形成了多個布線的面夾著第二電介質(zhì)層相對地被層疊，
[0169]第一以及第二布線板、第一以及第二電介質(zhì)層、第一以及第二導(dǎo)電體層、和支撐體層被層疊。
[0170][本公開的感壓傳感器的制造方法][0171 ]對本公開的感壓傳感器的制造方法進(jìn)行說明。感壓傳感器能夠通過使感壓元件10以及20的構(gòu)成要素層疊化來制造。即，能夠通過使作為感壓元件的構(gòu)成要素的導(dǎo)電體層、布線層以及電介質(zhì)層分別層疊來制作感壓傳感器。
[0172]雖然終究不過是I個例示，但參照圖17、圖18A以及圖18B來說明使用雙面布線基板70制造感壓傳感器的方法。
[0173]圖17是表示感壓傳感器的制造工序的概念的圖。在圖17中，用于保持感壓傳感器的支撐基板30可以為2枚絕緣性樹脂薄膜。具有多個突起的2枚導(dǎo)電性構(gòu)件12、22，可以由樹脂構(gòu)造體以及均勻地內(nèi)含于樹脂構(gòu)造體的導(dǎo)電性填料構(gòu)成。雙面布線基板70在兩面層疊銅箔，絕緣部可以由聚酰亞胺薄膜構(gòu)成。電介質(zhì)構(gòu)件81、82可以為樹脂構(gòu)件。
[0174]“具有突起的導(dǎo)電性構(gòu)件12、22”可以使用納米壓印技術(shù)來制作。納米壓印技術(shù)是指，將具有具備凹部以及凸部的圖案的模子推壓于被轉(zhuǎn)印材料的樹脂體，將以納米級形成于模子的圖案轉(zhuǎn)印至樹脂體的技術(shù)。這樣的技術(shù)與光刻技術(shù)相比能夠形成微細(xì)的圖案并且能夠形成圓錐臺等具有傾斜的立體。在納米壓印技術(shù)中，由于使用具備具有預(yù)先規(guī)定的希望的凹部以及凸部的圖案的模子，因此能夠容易地控制導(dǎo)電性構(gòu)件的整體形狀，并且突起高度/突起形狀/突起分布等的控制變得容易。
[0175]關(guān)于雙面布線基板70，對在其兩面形成的銅箔進(jìn)行蝕刻處理。由此，能夠在布線基板的兩面形成分別在不同的方向上排列的多個平行布線、和用于將其引出至基板端部的引出布線(參照圖18A、18B)。如圖18A、18B所示，在雙面布線基板的端部設(shè)置引出部77。
[0176]接著，通過如圖示那樣對支撐基板30、導(dǎo)電性構(gòu)件12、22、電介質(zhì)構(gòu)件81、82、雙面布線基板70進(jìn)行層疊來得到傳感器構(gòu)造部。
[0177]在得到傳感器構(gòu)造部之后，若將雙面布線基板70的引出部經(jīng)由連接器等與形成測定電路的半導(dǎo)體元件電連接地進(jìn)行組裝，則最終能夠得到感壓傳感器。
[0178][低載荷以及高載荷時的線性控制]
[0179]最后，對與本公開關(guān)聯(lián)的“低載荷以及高載荷時的線性控制”進(jìn)行說明。本公開還具有如下思想:通過使用具有彈性特性的突起(具體來說是具有彈性特性的“第一突起11”以及“第二突起21”)，從而更有效地利用相鄰的第一突起11、第二突起21之間的區(qū)域(S卩，與導(dǎo)電體層的凹部相當(dāng)?shù)膮^(qū)域)的電容變化，對低載荷以及高載荷的線性進(jìn)行控制。“與凹部相當(dāng)?shù)膮^(qū)域”的電容與電介質(zhì)的厚度成反比，在低載荷時電容變化小而在高載荷時電容變化大。因此，與伴隨接觸面積(即，“第一突起與第一電介質(zhì)層的接觸面積”/ “第二突起與第二電介質(zhì)層的接觸面積”)的變化的電容變化具有相反的性質(zhì)。在本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器中，通過積極地利用這樣的“與凹部相當(dāng)?shù)膮^(qū)域”，能夠?qū)Φ洼d荷以及高載荷的線性進(jìn)行控制。
[0180]關(guān)于這一點，感壓元件的高線性特性可以通過對2種靜電電容進(jìn)行探測和傳感而形成。具體來說，通過對在突起(即，“第一突起11”/“第二突起21”)與布線層(S卩，“第一布線層15”/“第二布線層25”)之間產(chǎn)生的靜電電容、和在可變形的“與凹部相當(dāng)?shù)膮^(qū)域”(即，“相鄰的突起11、21彼此之間的區(qū)域”)的部分產(chǎn)生的靜電電容的總和的靜電電容進(jìn)行探測和傳感，從而作為感壓元件能夠得到高線性特性。
[0181]以上，對本公開的實施方式進(jìn)行了說明，但只不過是示出了本公開的應(yīng)用范圍內(nèi)的典型例子。因此，本公開不限定于上述實施方式，能夠進(jìn)行各種變更，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而目是容易理解的。
[0182]在上述實施方式中，以突起11、21具有錐臺形態(tài)(圓錐臺、四棱錐臺等形態(tài))為前提，但本公開不一定限定于此。在本公開的感壓傳感器裝置中，突起11、21可以具有半球面形態(tài)。即，突起11、21的剖面輪廓(沿著厚度方向?qū)⒃邢聲r的剖面輪廓)的至少一部分可以具有曲線形態(tài)。即使為這種形態(tài)，在感壓傳感器裝置按壓時突起11、21也能夠變形。
[0183]在上述的實施方式中，以至少使用I層的支撐層為前提，但本公開不一定限定于此。例如，在布線基板以及/或者導(dǎo)電體層具有充分的強(qiáng)度的情況下，該布線基板以及/或者導(dǎo)電體層可以兼做支撐層。在這種情況下，本公開的一個方式所涉及的感壓傳感器成為無支撐層/支撐體的構(gòu)造。
[0184]本公開所涉及的感壓傳感器的層疊構(gòu)造體可以作為整體而具有可撓性。即，感壓傳感器的層疊構(gòu)造體可以為柔性構(gòu)造體。在這種情況下，能夠?qū)盈B構(gòu)造體整體彎曲來使用，能夠應(yīng)用的產(chǎn)品的種類增加。此外，這樣的層疊構(gòu)造體作為整體可以為透明。即，層疊構(gòu)造體作為整體可以具有光透過性。
[0185]使用于感壓傳感器的布線基板的布線層不限于I層結(jié)構(gòu)或2層結(jié)構(gòu)，也可以為3層結(jié)構(gòu)。
【主權(quán)項】
1.一種感壓傳感器，具備: 第一感壓元件，其包括:包括具有導(dǎo)電性的多個第一突起的第一導(dǎo)電體層、多個第一布線層、以及設(shè)置于所述第一突起與所述第一布線層之間的第一電介質(zhì)層；以及 第二感壓元件，其包括:包括具有導(dǎo)電性的多個第二突起的第二導(dǎo)電體層、多個第二布線層、以及設(shè)置于所述第二突起與所述第二布線層之間的第二電介質(zhì)層， 所述第一感壓元件和所述第二感壓元件相互層疊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的感壓傳感器，還具備: 測定電路，其包括分別與所述第一感壓元件以及所述第二感壓元件各自電連接的陰極端子以及陽極端子，對所述第一感壓元件以及所述第二感壓元件的電容進(jìn)行測定；以及電開關(guān)，其僅設(shè)置于所述陰極端子及所述陽極端子的一方與所述第一感壓元件之間、以及所述陰極端子及所述陽極端子的所述一方與所述第二感壓元件之間。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的感壓傳感器， 所述多個第一布線層中的彼此相鄰的2個第一布線層的一方與所述陰極端子電連接，所述彼此相鄰的2個第一布線層的另一方與所述陽極端子電連接，并且 所述多個第二布線層中的彼此相鄰的2個第二布線層的一方與所述陰極端子電連接，所述彼此相鄰的2個第二布線層的另一方與所述陽極端子電連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的感壓傳感器， 所述第一感壓元件還包括與所述多個第一布線層對向的第一公共電極層， 所述第二感壓元件還包括與所述多個第二布線層對向的第二公共電極層。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的感壓傳感器， 還具備測定電路，所述測定電路包括分別與所述第一感壓元件以及所述第二感壓元件各自電連接的陰極端子以及陽極端子，對所述第一感壓元件以及所述第二感壓元件的電容進(jìn)行測定， 所述第一布線層以及所述第一公共電極層的一方與所述陰極端子電連接，所述第一布線層以及所述第一公共電極層的另一方與所述陽極端子電連接，并且 所述第二布線層以及所述第二公共電極層的一方與所述陰極端子電連接，所述第二布線層以及所述第二公共電極層的另一方與所述陽極端子電連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的感壓傳感器， 所述第一布線層在第一方向上延伸， 所述第二布線層在與所述第一方向不同的第二方向上延伸。7.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的感壓傳感器， 所述多個第一突起和所述多個第二突起彼此朝向同一方向。8.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的感壓傳感器， 所述多個第一突起和所述多個第二突起彼此朝向相反方向。9.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的感壓傳感器， 還具備第一布線基板以及第二布線基板， 所述第一布線層設(shè)置于所述第一布線基板， 所述第二布線層設(shè)置于所述第二布線基板。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的感壓傳感器， 所述第一電介質(zhì)層設(shè)置于所述第一布線基板， 所述第二電介質(zhì)層設(shè)置于所述第二布線基板。11.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的感壓傳感器， 還具備雙面布線基板，所述雙面布線基板具有第一主面以及與所述第一主面相反的一側(cè)的第二主面， 所述第一布線層以及所述第二布線層的一方設(shè)置于所述第一主面， 所述第一布線層以及所述第二布線層的另一方設(shè)置于所述第二主面。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的感壓傳感器， 所述雙面布線基板位于所述第一導(dǎo)電體層與所述第二導(dǎo)電體層之間。13.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的感壓傳感器， 還具備配置在所述第一感壓元件與所述第二感壓元件之間的支撐層。
【文檔編號】G01L1/14GK106017747SQ201610055462
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年1月27日
【發(fā)明人】小掠哲義, 野稻啟二, 增田忍, 江崎賢, 江崎賢一
【申請人】松下知識產(chǎn)權(quán)經(jīng)營株式會社