專利名稱：電容式傳感器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于裝配到本體上的電容式傳感器薄膜，例如用來 檢測外來物的存在。本發(fā)明還涉及制造這種電容式傳感器薄膜的改進 方法。
背景技術(shù)：
電容式接近傳感器已在多種工業(yè)應(yīng)用中使用以確定物體或材料 所在的位置。已知有多種形式的電容式接近傳感器，并且適用于不同 的環(huán)境和應(yīng)用，包括例如觸摸操作系統(tǒng)、防碰撞系統(tǒng)、占用檢測系統(tǒng) 和安全/報警系統(tǒng)。在一種應(yīng)用領(lǐng)域中，電容式接近傳感器已經(jīng)被安 裝在(例如)汽車尾部和/或保險杠上。倒車時，當汽車接近物體時 會發(fā)出警告信號，從而在安全地避免碰撞的同時，仍允許駕駛員方便 地將汽車停放在接近該物體的地方。
GB 2,400,666公開了包括基板的電容式接近傳感器，所述基板 在其相對的主表面上承載著兩塊金屬板。該電容式接近傳感器可安裝 在汽車保險杠內(nèi)。面向外的金屬板稱為傳感器導(dǎo)體，而面向車身的金
屬板則稱為防護導(dǎo)體。傳感器導(dǎo)體用導(dǎo)電性油墨絲網(wǎng)印刷到基板上， 而防護導(dǎo)體可以是金屬帶。防護導(dǎo)體通常比傳感器導(dǎo)體大，并且提供 傳感器導(dǎo)體與車身之間的屏蔽。監(jiān)測傳感器導(dǎo)體和地面之間的電容變 化，從而提供汽車和車外物體之間距離的指示。
GB 2， 374， 422解決了降低電容式接近傳感器對不需要傳感器檢 測的、非?？拷奈矬w的靈敏度的問題。具體地講，在傳感器位于汽 車保險杠上的情況下，GB 2， 374， 422解決了降低水的存在(例如由 連續(xù)降雨導(dǎo)致的雨水)對電容式接近傳感器敏感度的影響的問題。在 一個實施例中，提出在承載傳感器導(dǎo)體的基板的主表面上布置額外的 導(dǎo)電板。該額外的導(dǎo)電板可布置在所述傳感器導(dǎo)體的上方和/或所述
傳感器導(dǎo)體的下方或同時布置在其上方和下方(相對于街道水平面)， 通常被稱為超防護導(dǎo)體。在工作時，放大的防護信號施加到超防護導(dǎo) 體上，該超防護導(dǎo)體具有使防護作用顯得更大的效果。超防護導(dǎo)體有 效減小或最大程度減小了由于水滴穿過傳感器前方而導(dǎo)致的電容變 化。GB 2， 404， 443還公開了包括超防護導(dǎo)體的電容式接近傳感器。
防護導(dǎo)體起到屏蔽體的作用，以降低傳感器導(dǎo)體和超防護導(dǎo)體 (如果存在的話)對本體方向上位于其后的任何物體的靈敏度。因此， 所選的防護導(dǎo)體的尺寸通常超過傳感器導(dǎo)體和超防護導(dǎo)體(如果存在 的話)的尺寸。GB 2， 400， 666公開了 (例如)電容式傳感器薄膜， 其中防護導(dǎo)體由鋁帶形成，該鋁帶優(yōu)選完全覆蓋基板的后主表面。
雖然對于防護導(dǎo)體來說，尺寸的延伸可能是一個重要的設(shè)計標 準，它們的幾何形狀卻一般不太關(guān)鍵。與此相反，傳感器導(dǎo)體和超防 護導(dǎo)h體(如果存在的話)的區(qū)域通常比基板的區(qū)域小，而它們各自 的靈敏度可能取決于其幾何形狀。
GB 2， 348， 505公開了 (例如)傳感器導(dǎo)體的幾何形狀，其中這 種導(dǎo)體的末端區(qū)域可能比其中心區(qū)域更寬。這趨于提高電容式接近傳 感器在汽車拐角處的靈敏度。
由本發(fā)明申請人于2006年1月19日提交的名稱為"接近傳感 器及其制造方法，，(Proximity sensor and method for manufacturing the same)的共同未決的歐洲專利申請No. 06001149. 1公開了一種傳 感器導(dǎo)體，其包括一系列基本沿基板縱向延伸的條帶。這些條帶可以
可選的由扁平狀的金屬線材或金屬箔帶形成。這些條帶可被布置為基 本上相互平行，由此優(yōu)選提供另一個橫向布置的條帶，以便電連接這 些縱向布置的條帶或線材。這樣的傳感器設(shè)計具有特別有利的靈敏度。
現(xiàn)有技術(shù)中已分別對傳感器導(dǎo)體和超防護導(dǎo)體的多種幾何形狀 及設(shè)計進行了描述。然而，對于設(shè)計其幾何形狀以提高傳感器靈敏度 的傳感器導(dǎo)體或超防護導(dǎo)體的生產(chǎn)，尤其在導(dǎo)體被設(shè)置在薄膜基板上 的情況下，已知的制造電容式接近傳感器的方法可能存在不足。
因此，在一些實施例中，本發(fā)明提供電容式傳感器薄膜，所述薄膜沒有表現(xiàn)出最新型裝置的缺點或者以較低水平表現(xiàn)這些缺點。在 一些實施例中，本發(fā)明提供電容式傳感器薄膜，所述薄膜包括傳感器 導(dǎo)體和/或超防護導(dǎo)體的替代設(shè)計和/或改進設(shè)計。在另一方面，本發(fā) 明提供一種制造電容式傳感器薄膜的方法，該薄膜使得傳感器導(dǎo)體和 超防護導(dǎo)體的設(shè)計和幾何形狀能有廣泛的可變性。
本發(fā)明多個實施例的其它特征和優(yōu)點可以容易地根據(jù)以下具體 實施方式而了解。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種裝配到本體上的電容式傳感器薄膜，所述薄膜 包括介電背襯層，其在一側(cè)上具有在使用時面向本體的后主表面， 并且在另一側(cè)上具有前主表面；傳感器導(dǎo)體，其位于前主表面上；和 防護導(dǎo)體，其位于至少一個主表面上，為傳感器導(dǎo)體提供電屏蔽；所 述前主表面承載至少部分地圍繞所述傳感器導(dǎo)體的前導(dǎo)體，傳感器導(dǎo) 體通過其中移除了前導(dǎo)體并且暴露了前導(dǎo)體下面的背襯層的前主表 面或者另一層的區(qū)域與前導(dǎo)體電絕緣。
本發(fā)明還涉及一種制造電容式傳感器薄膜的方法，包括
(i) 提供背襯層，(ii) 將前導(dǎo)體施加到背襯層的前主表面上，
(iii) 利用激光燒蝕移除至少部分地圍繞所述傳感器導(dǎo)體的所 述前導(dǎo)體區(qū)域以使傳感器導(dǎo)體與所述前導(dǎo)體電絕緣，由此在所述區(qū)域 中暴露前導(dǎo)體下面的背襯層的前主表面或另一層，來提供傳感器導(dǎo) 體。
本發(fā)明還涉及另一種制造電容式傳感器薄膜的方法，包括
(i) 提供背襯層，
(ii) 將前導(dǎo)體施加到背襯層的前主表面上，
(iii) 對至少部分地圍繞所述傳感器導(dǎo)體的所述前導(dǎo)體區(qū)域進 行機械研磨以使該傳感器導(dǎo)體與所述前導(dǎo)體電絕緣，由此在所述區(qū)域 中暴露該前導(dǎo)體下面的背襯層的前主表面或另一層，來提供傳感器導(dǎo) 體。
更具體地講(但非排他性地)，本發(fā)明還涉及本發(fā)明的電容式 傳感器薄膜在汽車應(yīng)用中的用途。


現(xiàn)在將結(jié)合附圖僅以示例的方式描述本公開的實施例，其中
圖l和la示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的電容式傳感器薄膜 50的兩個實施例的俯視圖。
圖2和2a為圖la的電容式傳感器薄膜50的兩個不同實施例沿 圖la所示的線條A-A的剖視圖。
圖3a-3c分別示出了圖la的電容式傳感器薄膜50的左邊部分 的俯視圖，該傳感器薄膜50另外包括分別在超防護導(dǎo)體5和傳感器 導(dǎo)體7的最上面條帶的連接器區(qū)8中產(chǎn)生的兩個通孔。
圖4為圖3c的電容式傳感器薄膜50沿圖3c所示線條B-B的剖視圖。
圖5為圖4的電容式傳感器薄膜50的剖視圖，該傳感器薄膜50 另外包括兩個保護層16和17。
圖6為與圖3c的實施例類似的電容式傳感器薄膜50的俯視圖， 該傳感器薄膜50還包括另一通孔10。
圖6a為圖6的電容式傳感器薄膜50沿圖6所示線條C-C的剖 視圖。
圖7為另一個電容式傳感器薄膜的剖視圖。
具體實施例方式
上文和下文所使用的術(shù)語"薄膜"是指這樣的制品，在兩個方 向上具有的延伸超過在與所述兩個方向基本垂直的第三方向上的延
伸，超出至少5倍并且更優(yōu)選至少10倍。更具體地講，本文所用的
術(shù)語"薄膜"是指柔性片狀材料，并且包括片材、箔、條帶、層疊制 品和帶等。
上文和下文所用的術(shù)語"電絕緣的"是指這樣的材料，其按照 ASTMD 257標準測得的比體積電阻率為至少1 x 1012歐姆'厘米(Qcm)
和更優(yōu)選為至少1 x 1013Qcm。上文和下文所用的術(shù)語"導(dǎo)電的"是 指這樣的材料，其按照ASTM B193-01標準測得的表面電阻率小于1 歐姆/平方厘米OVcm2)。
電容式傳感器薄膜50包括電絕緣的背襯層2，在其一個主表面 2a上承載防護導(dǎo)體l，并且在相對的主表面2b上具有前導(dǎo)體4,在 該前導(dǎo)體中限定了傳感器導(dǎo)體7 (以及可選地包括超防護導(dǎo)體5)。 如下所述，傳感器導(dǎo)體7與周圍的前導(dǎo)體4電絕緣(如果存在超防護 導(dǎo)體5的話，傳感器導(dǎo)體7也與其電絕緣)。
背襯層2優(yōu)選是連續(xù)的，并且在一些實施例中具有20-200pm的 厚度，而且在一些實施例中具有25-150|im的厚度。合適的背襯材料 包括(例如)聚合物薄膜和聚合物層、紙薄膜和紙層、非織物層、層 合材料(例如，聚烯烴薄膜層和在其兩側(cè)的聚丙烯酸酯泡沫以及用聚 對苯二甲酸乙二醇酯層合或工模焊接的紙)及其組合?？捎玫木酆衔?薄膜和層包括(例如)聚烯烴聚合物、單軸取向后的聚丙烯(MOPP)、 雙軸取向后的聚丙烯(BOPP)、同時雙軸取向后的聚丙烯(SBOPP)、聚 乙烯、聚丙烯和聚乙烯的共聚物、聚氯乙烯、具有占優(yōu)勢的可被任選 氯化或氟化的烯烴單體的共聚物、聚酯聚合物、聚碳酸酯聚合物、聚 甲基丙烯酸酯聚合物、乙酸纖維素、聚酯(例如雙軸取向的聚對苯二 甲酸乙二醇酯)、醋酸乙烯酯及其組合。可用的背襯層還包括通過(例 如)等離子放電技術(shù)(包括電暈放電處理和火焰處理)、機械粗糙化 和化學(xué)預(yù)處理劑改性的表面改性背襯層。
防護導(dǎo)體1包含導(dǎo)電的材料，在一些實施例中，該導(dǎo)電的材料 包括作為層或薄膜施加到背襯層2—個主表面的一種或多種金屬。在 一些實施例中，防護導(dǎo)體l包括鋁層?？梢酝ㄟ^(例如)用粘結(jié)劑層 3 (例如，壓敏粘結(jié)劑層)將金屬薄膜粘結(jié)到背襯層2的該主表面上 來形成防護導(dǎo)體。也可以(例如)通過真空金屬氣相沉積直接將防護 導(dǎo)體1施加到背襯層2的該主表面上。
防護導(dǎo)體1的厚度可以取決于制造它的方法而有較大變化。通 過真空金屬氣相沉積獲得的防護導(dǎo)體層1可以薄至200-800埃(A)， 并且在一些實施例中為300-500 A。當使用鋁膜或鋁箔作為防護層1
時，具有的厚度可能為1-50微米(nm)，在一些實施例中可能為 2-30pm，并且在一些實施例中可能為3-15pm。
在電容式傳感器薄膜50中，前導(dǎo)體4可選地與防護導(dǎo)體1電連 接。 一個示例性構(gòu)造如圖6a的實施例所示，該圖示出了圖6的電容 式傳感器薄膜沿圖6所示的線條C-C的剖視圖。從圖6a的剖視圖中 可以了解到，通孔10從前導(dǎo)體4的前主表面穿過電容式傳感器薄膜 50延伸到防護導(dǎo)體1的后主表面。一條輔助連接器粘合帶12包括(例 如)金屬膜背襯15和導(dǎo)電壓敏粘合劑14，該粘合帶12粘接到前導(dǎo) 體4以覆蓋通孔10。然后用將前導(dǎo)體4和防護導(dǎo)體1進行電連接的 導(dǎo)電性油墨填充通孔10，以使得它們能從電容式傳感器薄膜50的后 主表面相接觸。作為另外一種選擇，防護導(dǎo)體1可經(jīng)由導(dǎo)電粘合帶 12連接至前導(dǎo)體4，而不是直接連接。
可選地連接至前導(dǎo)體4的防護導(dǎo)體1起到屏蔽體的作用，以降 低傳感器導(dǎo)體7對在本體的方向上位于其后的任何物體的靈敏度。例 如在汽車應(yīng)用中，期望傳感器導(dǎo)體7檢測到一般位于車外的物體，但 對車內(nèi)基本上不太靈敏，并且優(yōu)選基本上忽略。
因此，可以選擇防護導(dǎo)體1的尺寸或(可選的)防護導(dǎo)體1和 前導(dǎo)體4 (如果它們是電連接的話)的接頭尺寸，使其至少與傳感器 導(dǎo)體7的那些尺寸匹配，但是在一些實施例中，防護導(dǎo)體1的尺寸或 (可選的)防護導(dǎo)體1和前導(dǎo)體4的接頭尺寸至少部分地超過傳感器 導(dǎo)體7的那些尺寸。
在一些實施例中，防護導(dǎo)體1基本上完全覆蓋其附接至的背襯 層2的主側(cè)面(例如，如圖2所示)。在替代實施例中，將防護導(dǎo)體 1與前導(dǎo)體4電連接，使得防護導(dǎo)體1和前導(dǎo)體4的組合與背襯層2 的尺寸延伸基本完全匹配(例如，如圖2a所示)。
前導(dǎo)體4包含導(dǎo)電性材料，并且在一些實施例中包含一種或多 種金屬。在一些實施例中，前導(dǎo)體4包含相對便宜的材料，例如鋁層， 其可以通過真空金屬氣相沉積施加或者作為可以通過粘結(jié)劑層(例 如，壓敏粘合劑層)粘結(jié)到背襯2的鋁膜或鋁箔施加。在另一個實施 例中，前導(dǎo)體4包括銅層，銅層可以通過真空金屬氣相沉積施加或作
為以粘結(jié)方法粘合的銅膜或銅箔施加。
前導(dǎo)體4的厚度可以取決于制造它的方法而有廣泛的變化。包 含金屬膜(例如，鋁箔)在內(nèi)的前導(dǎo)體的厚度可以為l-50pm，在一 些實施例中為2-30pm，并且在一些實施例中為3-15pm。通過真空 金屬氣相沉積所獲得的前導(dǎo)體4可能薄至200-800 A，并且在一些實 施例中可能為300-500 A。
傳感器導(dǎo)體7通過移除至少部分地圍繞傳感器導(dǎo)體的區(qū)域中的 前導(dǎo)體4至足以使傳感器導(dǎo)體7與前導(dǎo)體4電絕緣的程度而形成。在 一些情況下，前導(dǎo)體4可能完全圍繞傳感器導(dǎo)體7，例如，如圖l的 實施例所示，其中黑線表示前導(dǎo)體4被移除的部分，即在傳感器導(dǎo)體 形成前，前導(dǎo)體4完全覆蓋背襯層2的前主表面2b。在其它情形中， 其中前導(dǎo)體4 (例如)僅覆蓋背襯層2的前主表面2b的一部分，或 者其中傳感器導(dǎo)體7布置在前導(dǎo)體4的邊緣，則前導(dǎo)體4可能僅僅部 分地圍繞傳感器導(dǎo)體7。
如果前導(dǎo)體4包括(例如)借助于真空金屬氣相沉積直接施加 到背襯層2的前主表面2b上的金屬層，則前導(dǎo)體4的移除將優(yōu)選導(dǎo) 致在如圖1和2中示意性地示出的所述區(qū)域中暴露前主表面2b。如 果前導(dǎo)體4包括施加到背襯層2的前主表面2b上的金屬膜或金屬箔 (例如，通過使用粘結(jié)劑層)，則前導(dǎo)體4的移除將優(yōu)選導(dǎo)致在所述 區(qū)域中暴露粘結(jié)劑層3和/或前主表面2b。在電容式傳感器薄膜的其 它構(gòu)造中，可使布置在前導(dǎo)體4下面的其它層暴露。
正如已經(jīng)提到的，電容式傳感器薄膜50可以另外包括超防護導(dǎo) 體5，該超防護導(dǎo)體可以布置承載傳感器導(dǎo)體7的背襯2的表面上， 目的在于降低傳感器對不需要檢測的十分接近的物體的靈敏度。使用 時，可以將放大的防護信號施加在超防護導(dǎo)體5上，該超防護導(dǎo)體5 具有使防護作用顯得更大的效果。根據(jù)GB 2,374,422，這在汽車應(yīng) 用中將接近傳感器50裝配到例如汽車后部的保險杠中時十分有效， 可以最大限度地減小下雨天水滴流過保險杠時對傳感器導(dǎo)體7的信 號所產(chǎn)生的影響。在汽車應(yīng)用中，超防護導(dǎo)體5可相對于道路水平面 布置在傳感器導(dǎo)體的上方或下方。
如同傳感器導(dǎo)體7，超防護導(dǎo)體5可以通過移除至少部分地圍繞
超防護導(dǎo)體5的區(qū)域中的前導(dǎo)體4至足以使超防護導(dǎo)體5與前導(dǎo)體4 可靠地電絕緣的程度而形成。超防護導(dǎo)體5可能布置在傳感器導(dǎo)體7 的區(qū)域外，但是在某些情形中也可布置在傳感器導(dǎo)體7的區(qū)域內(nèi)。在 這種情形中，超防護導(dǎo)體5通過移除至少部分地圍繞超防護導(dǎo)體5 的區(qū)域中的傳感器導(dǎo)體7至足以使超防護導(dǎo)體5與該傳感器導(dǎo)體和前 導(dǎo)體4電兩者絕緣的程度而形成。
在一些情況下，前導(dǎo)體4可以完全圍繞超防護導(dǎo)體5，例如，如 圖1的實施例所示，其中黑線表示前導(dǎo)體4中被移除的部分，即在形 成超防護導(dǎo)體和傳感器導(dǎo)體前，前導(dǎo)體4完全覆蓋背襯層2的前主表 面2b。在其它情形中，其中前導(dǎo)體4例如僅覆蓋背襯層2的前主表 面2b的一部分，或者在其中超防護導(dǎo)體5布置在前導(dǎo)體4的邊緣， 前導(dǎo)體4可能僅僅部分地圍繞超防護導(dǎo)體5。同樣，如果超防護導(dǎo)體 5在傳感器導(dǎo)體7內(nèi)形成，傳感器導(dǎo)體7可能完全或部分地圍繞超防 護導(dǎo)體5。
如果前導(dǎo)體4和/或傳感器導(dǎo)體7包括金屬層，該金屬層通過(例 如)真空金屬氣相沉積直接施加到背襯層2的前主表面2b上，則前 導(dǎo)體4和/或傳感器導(dǎo)體7的移除將導(dǎo)致在例如如圖1和2中示意性 地示出的所述區(qū)域中暴露前主表面2b。如果前導(dǎo)體4和/或傳感器導(dǎo) 體7包括(例如)通過使用粘結(jié)劑層施加在背襯層2的前主表面2b 上的金屬膜或金屬箔，則前導(dǎo)體4的移除可導(dǎo)致在所述區(qū)域中暴露粘 結(jié)劑層和/或前主表面2b。在電容式傳感器薄膜的其它構(gòu)造中，可使 布置在前導(dǎo)體4下面的其它層暴露。
傳感器導(dǎo)體7和超防護導(dǎo)體5(如果存在)均包含導(dǎo)電性材料。 由于傳感器導(dǎo)體7和超防護導(dǎo)體5優(yōu)選通過移除至少部分地圍繞所述 傳感器導(dǎo)體7和超防護導(dǎo)體5的前導(dǎo)體4區(qū)域而在前導(dǎo)體4內(nèi)形成， 傳感器導(dǎo)體7和超防護導(dǎo)體5所包含的材料優(yōu)選與前導(dǎo)體4所包含的 材料一致。傳感器導(dǎo)體7和超防護導(dǎo)體5可以通過分隔前導(dǎo)體4的部 分區(qū)域來形成，使得傳感器導(dǎo)體7和超防護導(dǎo)體5的材料和厚度與前 導(dǎo)體4的材料和厚度一致。
從前導(dǎo)體4和傳感器導(dǎo)體7 (如果超防護導(dǎo)體5在傳感器導(dǎo)體7 內(nèi)形成的話)上移除的區(qū)域以及圍繞傳感器導(dǎo)體7和超防護導(dǎo)體5(如
果存在的話)的區(qū)域可以呈現(xiàn)多種尺寸和形狀。在一些實施例中，這
種區(qū)域是細長的槽，其寬度為至少5pm，在一些實施例中在5-50)im 之間，并且在一些實施例中在10-40pm之間。槽的深度至少與前導(dǎo) 體4的厚度一致，但是通常超過此厚度(例如超過至少1%)，以便 使傳感器導(dǎo)體7和超防護導(dǎo)體5彼此之間以及與前導(dǎo)體4之間可靠地 絕緣。這些在上下文中也稱為空隙線的槽至少部分地圍繞傳感器導(dǎo)體 7和超防護導(dǎo)體5 (如果存在的話)，從而限定了這些導(dǎo)體的幾何形 狀。這些區(qū)域可能基本上呈直線形，但也可能是曲線和/或多邊形形 狀、這些形狀的組合或更復(fù)雜的形狀。在本發(fā)明的構(gòu)造類型中可容易 獲得任何此類形狀，因此使得能將該電容式傳感器薄膜的靈敏度提高 到和/或定制成迄今為止尚未獲得的程度。
在圖l和2的傳感器薄膜50的修改形式中，去除了背襯層2的 后表面2b上的防護導(dǎo)體1，并且由前導(dǎo)體4與施加在傳感器導(dǎo)體和 超防護導(dǎo)體上的導(dǎo)電層相結(jié)合來提供該防護導(dǎo)體的功能。圖7中示出 此種類型的薄膜50'。傳感器導(dǎo)體和超防護導(dǎo)體具有與如圖1和2所 示相同的構(gòu)造，并采用相同的附圖標號(7、 5)指示。此時前導(dǎo)體作 為防護導(dǎo)體的一部分而起作用，用附圖標號l'指示。防護導(dǎo)體的其 余部分包括施加在傳感器導(dǎo)體7和超防護導(dǎo)體5上并且通過介電層 52與傳感器導(dǎo)體7和超防護導(dǎo)體5電絕緣的導(dǎo)電層53。導(dǎo)電層53 接觸并電連接至處在圍繞傳感器導(dǎo)體7和超級防護導(dǎo)體5的區(qū)域內(nèi)的 前導(dǎo)體l'。背襯層2的后主表面2b上的粘結(jié)劑層3用于將傳感器薄 膜粘附到所需位置的表面上，并且粘結(jié)劑層在使用前通過防粘襯墊 51保護。如果需要，可在傳感器薄膜的另一面上施加保護膜(未示 出)。
對處在至少部分地圍繞傳感器導(dǎo)體7的區(qū)域中的前導(dǎo)體4的移 除可以通過幾種方法完成。
在第一種方法中，通過激光燒蝕移除所述區(qū)域中的前導(dǎo)體4。在 一個示例性實施例中，此方法利用二極管泵浦或燈泵浦固態(tài)激光，例
如Nd:YAG、 Nd:YV04、 Nd:GdV04或Nd:YLF激光。也可以使用氣體激 光，例如C02激光。這類激光的輸出通常是脈沖型的，以便特定的激 光以預(yù)定頻率發(fā)出能量脈沖。激光束可以通過檢流計反射鏡沿所需路 徑移動，以便在移除前導(dǎo)體4時，產(chǎn)生(例如)圍繞傳感器導(dǎo)體7 或超防護導(dǎo)體5的區(qū)域并且更優(yōu)選是空隙線。沿著此路徑，激光在第 一時間點聚焦在第一期望點，并釋放第一能量脈沖。如果適當?shù)剡x擇 激光的輸出功率，前導(dǎo)體(例如一定厚度的包含鋁或銅的金屬層)將 在該第一點蒸發(fā)，從而暴露下面的層(例如背襯層2的前主表面2b 或下面的粘結(jié)劑層3)。需要的激光功率取決于幾個參數(shù)，尤其包括 前導(dǎo)體層4的厚度和前導(dǎo)體層4的材料。根據(jù)這些參數(shù)，本領(lǐng)域的技 術(shù)人員可以容易地選擇激光功率，并通常在5-250W/cm2之間選擇。 激光脈沖所產(chǎn)生的點的寬度可以通過改變激光的孔隙以及由此改變 的脈沖寬度而改變。優(yōu)選選擇至少5pm，更優(yōu)選至少40pm，并且特 別優(yōu)選至少50pm的脈沖寬度。
第一激光脈沖因而在第一期望點處在前導(dǎo)體中的產(chǎn)生空隙。然 后檢流計反射鏡系統(tǒng)使激光束偏轉(zhuǎn)至第二期望點，在該點發(fā)射出第二 脈沖，如此以往。通常，對激光燒蝕系統(tǒng)進行調(diào)整，使得沿所需路徑 的激光束的速度和激光的脈沖頻率得以校準以提供相鄰點間期望的 重疊并因此分別在前導(dǎo)體4分別與傳感器導(dǎo)體7或超防護導(dǎo)體5 (如 果存在的話)之間形成前導(dǎo)體4被移除的連續(xù)區(qū)域。如果激光脈沖頻 率比沿所需路徑的激光束速度慢，會獲得離散的不連貫的斑點，使得 在所述區(qū)域中，傳感器導(dǎo)體7和超防護導(dǎo)體5 (如果存在的話)彼此 之間沒有可靠地電絕緣。如果激光脈沖頻率比沿所需路徑的激光束速 度高，則相同點上將發(fā)生多次燒蝕，這可能會導(dǎo)致下面的一層或多層 受到損壞。
本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以容易地實現(xiàn)激光脈沖頻率和激光束沿 所需路徑的線速度的期望的校準。在一些實施例中，激光束的線速度 為至少300ram/s，并且在一些實施例中為至少400mm/s。在一些實施 例中，激光束的線速度在400和5，000mm/s之間，并且在一些實施例 中在500禾口 4， 000mm/s之間。
有關(guān)燒蝕型激光系統(tǒng)的更詳細的信息可以從(例如)US
2005/0， 257, 708中獲得。
可以通過多種其它技術(shù)在至少部分地圍繞傳感器導(dǎo)體7和超防 護導(dǎo)體5(如果存在話)的區(qū)域中移除前導(dǎo)體4材料，所述的技術(shù)包 括(例如)機械研磨、等離子燒蝕、離子濺射或化學(xué)蝕刻。在示例性 的研磨技術(shù)中，細的旋轉(zhuǎn)銷軸(包含具有研磨特性的尖端)可以沿期 望的路徑移動穿過前導(dǎo)體4，以便研磨沿該路徑的區(qū)域中的前導(dǎo)體4 材料。磨料尖端可具有多種形狀，例如球形、圓柱形或錐形，并且優(yōu) 選選擇其尺寸而使得在前導(dǎo)體4中形成的所述區(qū)域或空隙線的寬度 為至少25pm，并且更優(yōu)選為至少50|im。當沿所述期望路徑移動時， 磨料尖端被引入進前導(dǎo)體4中，并且如有必要，引至下一層的一定深 度，該深度足以可靠地移除所述區(qū)域中的前導(dǎo)體材料并暴露背襯層2 的前主表面2b和/或粘合劑層3。在另一種特定的機械研磨方法中， 可以使用可選的脈沖式的水噴射入前導(dǎo)體4暴露的主表面。也可以采
用其它技術(shù)(包括化學(xué)蝕刻或等離子燒蝕)在所述區(qū)域中移除前導(dǎo)體 4。
電容式傳感器薄膜50的防護導(dǎo)體1、前導(dǎo)體4、傳感器導(dǎo)體7 和超防護導(dǎo)體5 (如果存在的話)可以從薄膜的一個主表面或者在薄 膜邊緣處進行電接觸。術(shù)語"薄膜邊緣"表示在其厚度方向上的周邊 延伸。薄膜50的后主表面可以由防護導(dǎo)體的暴露表面、背襯層的后 主表面2a或后保護層17 (如果存在的話)的暴露表面形成(圖5)。 薄膜50的前主表面可以分別由背襯層2的前主表面2b或前導(dǎo)體4 的暴露表面、傳感器導(dǎo)體7或超防護導(dǎo)體5形成，或者由前保護層 16的暴露表面(如果存在的話)形成(圖5)。電容式傳感器薄膜 50可包括至少一個通孔10，所述通孔穿過背襯層2延伸至薄膜50 的一個主表面。如果從電容式傳感器薄膜50的后主表面對其進行電 連接，可通過這樣的一個或多個通孔10接觸傳感器導(dǎo)體7和超防護 導(dǎo)體5 (如果存在的話)。同樣，如果薄膜50從其前主表面進行電 接觸，可通過這樣的一個或多個通孔IO接觸防護導(dǎo)體1。
在一些實施例中，期望提供至少一個通孔10，使得能電連接防
護導(dǎo)體l和前導(dǎo)體4。
可通過任何打孔或沖切裝置(例如通過氣動式或機械式打孔器、 機加工沖?；蛐D(zhuǎn)塊)施加一個或多個通孔10。通孔10的橫截面可 以具有任何形狀，包括(例如)圓形、橢圓形、矩形或不規(guī)則形狀。
通孔10的橫截面尺寸并不關(guān)鍵，并且可選擇尺寸以允許產(chǎn)生可靠的 電連接，而不會不利地影響電容式傳感器薄膜的完整性。在一些實施 例中，該通孔的橫截面尺寸在0.2和5ci^之間變化，并且在一些實 施例中，在0. 5和2. 5cm2之間變化。
所述一個或多個通孔10可以貫穿或不貫穿防護導(dǎo)體1、傳感器 導(dǎo)體7、前導(dǎo)體4以及超防護導(dǎo)體5 (如果存在的話)。例如，當使 用金屬膜或金屬箔作為前導(dǎo)體4時， 一個或多個通孔10可延伸至相 應(yīng)導(dǎo)體的后表面但不貫穿此導(dǎo)體。在此實施例中，可以容易地從薄膜 的后表面通過一個或多個通孔10接觸傳感器導(dǎo)體7、前導(dǎo)體4以及 超防護導(dǎo)體5(如果存在的話)的后表面。
作為另外一種選擇，也可以是一個或多個通孔io貫穿相應(yīng)導(dǎo)體， 以便從薄膜的背面通過一個或多個通孔10接觸傳感器導(dǎo)體7、前導(dǎo) 體4禾P/或超防護導(dǎo)體5的前表面。在這種情況下，可提供一個或多 個輔助導(dǎo)體12，其與傳感器導(dǎo)體7、前導(dǎo)體4和/或超防護導(dǎo)體5 (如 果存在的話)電連接。輔助導(dǎo)體12可由(例如)導(dǎo)電粘合帶形成， 所述導(dǎo)電粘合帶包括承載導(dǎo)電粘合劑14的背襯15。這種粘合帶通過 其導(dǎo)電粘合劑層粘附到相應(yīng)的導(dǎo)體上，并且選擇這種粘合帶的長度， 以使得其延伸進通孔10的區(qū)域內(nèi)。因而，可經(jīng)由這種輔助導(dǎo)電粘合 帶從電容式傳感器薄膜50的背面電連接相應(yīng)導(dǎo)體。
輔助導(dǎo)體12也可由金屬箔或載體薄膜形成，所述金屬箔或載體 薄膜承載所得到(例如通過真空金屬氣相沉積)的金屬涂覆層。施加 這種導(dǎo)體12以使得金屬箔或金屬涂覆層接觸傳感器導(dǎo)體7、前導(dǎo)體4 和/或超防護導(dǎo)體5 (如果存在的話)接觸，并且可以通過(例如) 常規(guī)的單面粘合帶將它們固定在適當?shù)奈恢谩?br> 可用作輔助導(dǎo)體12的導(dǎo)電粘合帶的背襯15可包括導(dǎo)電材料和 非導(dǎo)電材料，例如金屬薄膜或聚合物薄膜。分別包括鋁箔或銅箔背襯
并且在每一個中都承載有導(dǎo)電壓敏粘合劑的導(dǎo)電薄膜帶可從3M公司
(美國明尼蘇達州圣保羅)分別以商品名"3M 1170 EMI鋁箔屏蔽帶" 和"3M 1181 EMI銅箔屏蔽帶"商購獲得?？捎米鬏o助導(dǎo)體12的背 襯15的、厚度為20)im的鋁箔，例如以商品名"烹飪用箔"得自特 其Jf禾斗公司(Tesco Comp.)。
輔助導(dǎo)體12 —般可由能以電連接方式附接到傳感器導(dǎo)體7、前 導(dǎo)體4禾B/或超防護導(dǎo)體5 (如果存在的話)上并且足夠自承的任何 材料形成，以使其在通孔10的區(qū)域內(nèi)提供可靠的電接觸區(qū)。輔助導(dǎo) 體12也可以(例如)由利用導(dǎo)電粘合劑附接到相應(yīng)導(dǎo)體上的可選的 扁平的金屬線材形成。
如果需要，可以在施加輔助導(dǎo)體12前，分別用電絕緣薄膜11 在背襯層2的正面和/或背面上完全覆蓋一個或多個通孔10。這種電 絕緣薄膜ll包括背襯(下圖中沒有用參考標號標出)，該背襯可由 (例如)任何非導(dǎo)電聚合物或紙薄膜構(gòu)成?？捎玫姆菍?dǎo)電聚合物材料 包括(例如)聚烯烴聚合物、單軸取向后的聚丙烯(MOPP)、雙軸取向 后的聚丙烯(BOPP)、同步雙軸取向后的聚丙烯(SBOPP)、聚乙烯、聚 丙烯和聚乙烯的共聚物、聚氯乙烯、具有占優(yōu)勢的可任選氯化或氟化 的烯烴單體的共聚物、聚酯聚合物、聚碳酸酯聚合物、聚甲基丙烯酸 酯聚合物、乙酸纖維素、聚酯(例如，雙軸取向的聚對苯二甲酸乙二 醇酯)、醋酸乙烯酯及其組合。電絕緣薄膜11的背襯優(yōu)選在其-一個 主表面上承載粘結(jié)劑層6并且尤其是壓敏粘合劑層，所述背襯通過該 主表面附接到電容式傳感器薄膜50的正面和/或背面，從而覆蓋通孔 10。然后，在一個或多個電氣絕緣膜上打孔以便恢復(fù)通孔10，該通 孔現(xiàn)在則還穿過該絕緣膜。優(yōu)選的是，選擇穿透進電絕緣薄膜內(nèi)的孔 的橫截面伸出部和/或形狀，以使得穿透絕緣薄膜的孔比初始所打的 通孔小。伸入通孔10區(qū)域的電絕緣薄膜11的邊緣粘結(jié)到通孔10的 內(nèi)壁，從而使防護導(dǎo)體1與傳感器導(dǎo)體7、前導(dǎo)體4以及超防護導(dǎo)體 5 (如果存在的話)電絕緣。在一個優(yōu)選的實施例中，選擇延伸進入 通孔10區(qū)域內(nèi)的電絕緣薄膜11邊緣的長度，使得通孔的內(nèi)壁基本上 完全為電絕緣薄膜11所覆蓋。這種特定的設(shè)計使防護導(dǎo)體1與傳感
器導(dǎo)體7、前導(dǎo)體4以及(可選的)超防護導(dǎo)體5可靠地絕緣，并且
還加固了通孔10的區(qū)域。優(yōu)選將電絕緣薄膜11施加到薄膜50的前 主表面(即，前導(dǎo)體4、傳感器導(dǎo)體7、超防護導(dǎo)體5和/或背襯層暴 露的前主表面2b)和薄膜50暴露的后主表面(包括防護導(dǎo)體)兩者 上。
上述實施例己經(jīng)描述了電容式傳感器薄膜50從其后主表面進行 接觸的情形。
然而，電容式傳感器薄膜50也有可能從其前主表面進行接觸。 在這種情形中， 一個或多個通孔IO將分別從前主表面延伸到防護導(dǎo) 體1的前表面，或者穿過防護導(dǎo)體延伸到其后表面。如果防護導(dǎo)體沒 有完全覆蓋背襯2的后主表面2a，并且一個或多個通孔布置在防護 導(dǎo)體1的區(qū)域外，則如上文所述，可以任選使用一個或多個輔助導(dǎo)體 12和一個或多個絕緣薄膜11 (如果需要)以實現(xiàn)簡單且可靠的連接。
在另一個實施例中，薄膜50在其邊緣處進行電連接。在這種情 形中，在一個優(yōu)選的實施例中，傳感器導(dǎo)體7和防護導(dǎo)體l各包含至 少一個邊緣區(qū)域或部分，這些邊緣區(qū)域或部分彼此相鄰并且與薄膜 50的邊緣相鄰。術(shù)語"與邊緣相鄰"是指這種邊緣區(qū)域或部分延伸 接近薄膜邊緣，以使得可以容易地接觸到這些區(qū)域或部分，例如利用 附接到薄膜50邊緣的插座。如果電容式傳感器薄膜50包括超防護導(dǎo) 體5，或者如果前導(dǎo)體4和防護導(dǎo)體要進行電連接，則這些導(dǎo)體4和 5也可表現(xiàn)出具有與傳感器導(dǎo)體和防護件的邊緣區(qū)域或部分相鄰的 邊緣區(qū)域或部分，從而可以將與這些導(dǎo)體l、 7、 5和/或4的電連接 容易地集成到(例如)插座中。
與電容式傳感器薄膜50的電連接有關(guān)的更多詳細信息可從本發(fā) 明申請人提交于2006年1月19日，名稱為"接近傳感器及其制造方 法，，(Proximity sensor and method for manufacturing the same) 的共同未決的歐洲專利申請No. 06001149.1中獲知。
在一些應(yīng)用中，希望將電容式傳感器薄膜50密封在保護膜16 和17(已提及)之間以保護電容式傳感器薄膜50免受環(huán)境影響(例 如水或濕氣)，從而使薄膜50電絕緣和/或使其更易于操作。這種保
護薄膜可選自聚合物薄膜、聚合物層和層合材料。可用的聚合物包括 (例如)聚烯烴聚合物、單軸取向后的聚丙烯(MOPP)、雙軸取向后的 聚丙烯(B0PP)、同步雙軸取向后的聚丙烯(SBOPP)、聚乙烯、聚丙烯
和聚乙烯的共聚物、聚酯聚合物、聚碳酸酯聚合物、聚甲基丙烯酸酯 聚合物、乙酸纖維素、聚酯(如雙軸取向聚對苯二甲酸乙二醇酯)、 醋酸乙烯酯及其組合。
聚合物保護膜可以通過粘著性部件(包括例如熱熔粘合劑和壓
敏粘合劑)施加到承載有傳感器導(dǎo)體7、前導(dǎo)體4和可選的超防護導(dǎo) 體5的背襯層前主表面2b，以及施加到背襯2后主表面2a上的防護 導(dǎo)體1。保護薄膜16和17的長度和寬度一般超過背襯薄膜2和/或 防護導(dǎo)體1的長度和寬度以提供對電容式傳感器薄膜50的邊緣密封，
用以保護(特別是)防護導(dǎo)體的邊緣免受腐蝕?？梢赃x擇保護膜16 和17的長度和寬度，以提供寬度為l-50mm的邊緣密封邊界，在一些 實施例中為l-40mm，并且在一些實施例中為2-20mm。
如果電容式傳感器薄膜50在其一個邊緣處進行接觸，則在施加 這種薄膜16和17后，可以將與該邊緣相鄰的導(dǎo)體1、 4、 5和/或7 的邊緣區(qū)域或部分中的保護膜16和17移除。作為另外一種選擇，保 護膜16和17可在層合前大致成形，以使得層合時保護膜不覆蓋這些 邊緣區(qū)域或部分。
如果經(jīng)由一個或多個通孔10與電容式傳感器薄膜50接觸，可 以在電容式傳感器薄膜50主表面(電容式傳感器薄膜50從該主表面 進行接觸)上的保護膜16和17中打出這些孔，從而使通孔延伸到該 表面。如果電容式傳感器薄膜50從其后主表面進行接觸，可在保護 膜17上打出另外的孔以允許與防護導(dǎo)體l接觸。同樣，如果從電容 式傳感器薄膜50的前主表面進行接觸，可在保護層16上打出另外的 一個或多個孔以允許接觸傳感器導(dǎo)體7、前導(dǎo)體4以及可選的超防護 導(dǎo)體5，而防護導(dǎo)體1經(jīng)由一個或多個通孔IO進行接觸。
作為另外一種選擇，層合前可在保護膜16和17上合適的位置 處打一個或多個孔，以使得這些預(yù)穿孔延伸一個或多個通孔10至電 容式傳感器薄膜50的各個主表面和/或形成到達所需導(dǎo)體1、 7、 4
和/或5的通道。
如果電容式傳感器薄膜50在其一個邊緣處進行接觸，將連接電 纜或條帶鋪在此邊緣區(qū)域中并壓向防護導(dǎo)體1、傳感器導(dǎo)體7以及可 選的超防護導(dǎo)體5和/或前導(dǎo)體4，以建立電接觸?？梢酝ㄟ^(例如) 彈簧支承墊施加壓力，其在導(dǎo)體l、 7、 4和/或5與連接條帶之間的 連接區(qū)上連續(xù)施壓。
同樣，如果電容式傳感器薄膜50從其一個主表面進行接觸，使 連接電纜或條帶穿過一個或多個通孔10或者穿過其它孔，所述其它 孔可用于接觸防護導(dǎo)體1、傳感器導(dǎo)體7以及可選的超防護導(dǎo)體5、 前導(dǎo)體4和/或可附接到導(dǎo)體1、 7、 4和/或5的任何輔助導(dǎo)體12。 例如，如果電容式傳感器薄膜50從其后主表面進行接觸，則使連接 條帶從電容式傳感器薄膜50的背面穿過一個或多個通孔10，并分別 壓向傳感器導(dǎo)體7、超防護導(dǎo)體5、前導(dǎo)體4禾n/或輔助導(dǎo)體12來建 立電接觸?？梢酝ㄟ^(例如)彈簧支承墊施加壓力，其分別在連接器 與傳感器導(dǎo)體7、超防護導(dǎo)體5、前導(dǎo)體和/或輔助導(dǎo)體12之間的連 接區(qū)域上連續(xù)施壓。
在一些實施例中， 一個或多個通孔IO可以填充導(dǎo)電性油墨(例 如銀墨)，隨后通過蒸發(fā)干燥或固化使導(dǎo)電性油墨硬化。通孔10中 也可以填充(例如)銀環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑的前體， 一旦將該前體插入一 個或多個通孔10之后就將其進行熱固化。在這些構(gòu)造中，連接條帶 不需要穿過通孔IO，而是可施加在(例如)電容式傳感器薄膜50的 各個主表面上。這樣有利于在連接器和傳感器導(dǎo)體7、超防護導(dǎo)體5、 前導(dǎo)體4和/或輔助導(dǎo)體12之間建立電接觸，并且所得的連接更加 可靠并且機械上穩(wěn)定。
因此，電容式傳感器薄膜50可簡單而可靠地分別從其一個主表 面或從其邊緣進行電接觸。從電容式傳感器薄膜50的一個主表面， 特別是從其后主表面進行接觸，在汽車應(yīng)用中可能是可取的。
通常希望，將接觸防護導(dǎo)體1、傳感器導(dǎo)體7以及可選的前導(dǎo)體 4、超防護導(dǎo)體5和/或輔助導(dǎo)體12的連接器集成到插座主體中，該 插座主體可以被施加到電容式傳感器薄膜50以允許進行標準化連
接。當分別施加到電容式傳感器薄膜50的邊緣或一個主表面時，優(yōu) 選在插座主體的周邊和電容式傳感器薄膜50之間形成完整的氣密密 封，以此防止水、空氣或灰塵侵入內(nèi)層或連接區(qū)域。在一個優(yōu)選的實 施例中，插座主體包括圍繞其周邊而與電容式傳感器薄膜50接觸的
密封裝置，例如密封o形環(huán)或粘合劑墊圈。將插座主體施加到電容式
傳感器薄膜50以使得密封0形環(huán)或粘合劑墊圈受壓并形成所需的氣密封。
電容式傳感器薄膜50可以有利地用于汽車應(yīng)用，以感應(yīng)汽車與 其它物體的接近，在這種情況下，它可以被裝設(shè)到(例如)前后保險 杠中。特別是傳感器導(dǎo)體7和超防護導(dǎo)體5的形態(tài)和幾何形狀可以有 很大變化，因而允許提高電容式傳感器薄膜50的靈敏度，或者允許 對其進行改造和定制以適合具體應(yīng)用。通過使背襯層后主表面2a上 的防護導(dǎo)體1與背襯層前主表面2b上的前導(dǎo)體4電結(jié)合，可以增加 防護導(dǎo)體1的有效面積。可通過(例如)任何沖切、沖壓或激光切割 的方式將電容式傳感器薄膜50切割成所需的形狀。由于薄膜具有柔 韌性，因而易于加工，并且可以根據(jù)需要彎曲成與保險杠匹配的形狀。 尤其有利的是，可以容易從電容式傳感器薄膜50的背面與其電連接，
這不僅有利于在OEM (原始設(shè)備制造商)處的組裝，而且(例如)當 裝配了電容式傳感器薄膜50的保險杠在事故中損壞時，也便于更換 這種電容式傳感器薄膜50。
電容式傳感器薄膜50可易于安裝，并且具有柔韌性以使得其可 施加到具有(例如)曲面的成形基板。尤其有利的是，該電容式傳感 器薄膜50可以以簡單而可靠的方式進行電接觸。根據(jù)這些優(yōu)點，電 容式傳感器薄膜50特別適用于汽車工業(yè)。
然而，應(yīng)當理解，附圖中示出的傳感器導(dǎo)體和防護導(dǎo)體以及可 選超防護導(dǎo)體的具體構(gòu)造僅出于舉例說明之目的，并不是本發(fā)明的基 本特征。正如上面所指出的，本文結(jié)合附圖所述的接近傳感器尤其適 合在汽車保險杠上使用，但傳感器導(dǎo)體和防護導(dǎo)體(以及，如果有的
話，超防護導(dǎo)體)形成的方式適用于旨在用于其它應(yīng)用的電容式接近 傳感器，以及適用于具有不同構(gòu)造的導(dǎo)體的電容式接近傳感器(包括，
例如具有螺線形或螺旋形傳感器導(dǎo)體，或具有兩個交叉指形傳感器導(dǎo) 體或具有多個防護導(dǎo)體的電容式接近傳感器)。
適合測量和處理傳感器導(dǎo)體7的信號的裝置在(例如)W0
02/19,524中有所公開，本文不再另外描述。
在一種制造電容式傳感器薄膜50 (可以從其一個主表面進行接 觸)的方法中，首先提供包括背襯層2的鋁膜層壓體，其中背襯層承 載形成防護導(dǎo)體1的鋁層。然后，將前導(dǎo)體4施加到背襯層的相對主 表面上。前導(dǎo)體4可以是用(例如)粘著性部件粘結(jié)的金屬膜或金屬 箔。作為另外一種選擇，前導(dǎo)體4也可通過真空金屬蒸汽涂覆進行施 加。
然后如上所述，通過移除處在至少部分地圍繞傳感器導(dǎo)體7和 防護導(dǎo)體5的區(qū)域中的前導(dǎo)體4，在前導(dǎo)體內(nèi)形成傳感器導(dǎo)體7和可 選的超防護導(dǎo)體5。
附圖詳述
下列附圖為示意圖并且未按比例繪制。
圖1示出了電容式傳感器薄膜50的第一個實施例的俯視圖，該 電容式傳感器薄膜包括圍繞傳感器導(dǎo)體7和超防護導(dǎo)體5的前導(dǎo)體 4。區(qū)域或空隙線(即圖中的黑線)將前導(dǎo)體4分別與超防護導(dǎo)體5 和傳感器導(dǎo)體7隔開，在所述區(qū)域或空隙線中移除了前導(dǎo)體4，從而 暴露背襯層2的前主表面2b。這確保了超防護導(dǎo)體5和傳感器導(dǎo)體7 彼此之間以及分別與前導(dǎo)體4之間是電絕緣的。超防護導(dǎo)體5包括一 個基本上沿薄膜50的長度延伸的條帶。傳感器導(dǎo)體7表現(xiàn)出更復(fù)雜 的設(shè)計，并且包括四個基本上沿薄膜50長度延伸的條帶。在兩個側(cè) 面的末端，傳感器導(dǎo)體均包括另外三個較短的條帶，每一個都形成圓 形突出狀末端區(qū)域，從而提高傳感器導(dǎo)體在其側(cè)面末端區(qū)域處的靈敏 度。薄膜50的上縱向邊緣、超防護導(dǎo)體條帶5和傳感器導(dǎo)體7的條 帶基本上相互平行。在兩個末端區(qū)域處，傳感器導(dǎo)體7的不同條帶均 通過另外的條帶進行電連接，所述條帶與薄膜50的縱向傾斜著橫向 延伸。
圖1^示出了電容式傳感器薄膜50的第二個實施例左邊部分的 放大俯視圖，所示薄膜與圖1中的傳感器薄膜相比稍有改進，其中超 防護導(dǎo)體5和最上面的傳感器導(dǎo)體7條帶分別還包括連接區(qū)域8，所
述連接區(qū)域可用于電連接這種導(dǎo)體。超防護導(dǎo)體5的連接區(qū)域8基本 上為正方形，而傳感器導(dǎo)體7的連接區(qū)域8基本上為矩形，以利于(例 如)下面圖3且-^所示實施例中的通孔10、絕緣帶11和輔助連接器 條帶12的施加。連接區(qū)域8可布置在薄膜50前主表面上的任何位置， 并且不必設(shè)置在薄膜的左邊部分。
圖2和2i為圖li中電容式傳感器薄膜50的兩個不同實施例沿 圖1^所示線條A-A的剖視圖這兩個實施例在防護導(dǎo)體1沿線條A-A 的延伸方面存在差異。在圖2的實施例中，防護導(dǎo)體1在電容式傳感 器薄膜50的整個寬度上延伸，而在圖2[的實施例中，防護導(dǎo)體1 的延伸被選擇為與超防護導(dǎo)體5和傳感器導(dǎo)體7的延伸基本匹配。圖 2和2^_的兩個剖視圖均示出，在一側(cè)上的此前導(dǎo)體4分別與另一側(cè) 上的超防護導(dǎo)體5和傳感器導(dǎo)體7的不同條帶之間的空隙線中，前導(dǎo) 體4已被移除；附圖是高度示意性的，并且僅示出傳感器導(dǎo)體7的三 個導(dǎo)電條帶(而不是圖1l中示出的所有數(shù)目)的橫截面，以避免不 必要的復(fù)雜性。前導(dǎo)體4、超防護導(dǎo)體5和傳感器導(dǎo)體7由背襯層2 的前主表面2b承載。防護導(dǎo)體1通過粘結(jié)劑層3附接到背襯層2的 后主表面2a上。
圖3互-3^示出了將通孔10施加到薄膜50的工藝，以使得可將 這種薄膜從其后主表面進行電連接。圖3i示出了圖la的電容式傳感 器薄膜50左邊部分的俯視圖，其中兩個通孔10已被分別施加到超防 護導(dǎo)體5和最上面的傳感器導(dǎo)體7條帶的連接區(qū)域8中。在圖3L中， 己施加了覆蓋通孔IO的電絕緣薄膜11。隨后已在電絕緣薄膜內(nèi)打孔， 以重新暴露通孔。在圖3二中，附接了輔助導(dǎo)體12，使其覆蓋通孔10 和電絕緣薄膜11。
圖4和5為圖3二的電容式傳感器薄膜50沿圖3二中所示線條B-B 的剖視圖。上文圖2和2^中給定的關(guān)于傳感器導(dǎo)體7的條帶數(shù)的相 同標記也適用于此。圖4剖視圖中示出的通孔10從超防護導(dǎo)體5的
前主表面延伸到防護導(dǎo)體1的后主表面。絕緣帶11已施加在通孔10 的兩個末端，由此絕緣帶11上打的孔的直徑在每種情況下都小于通 孔10的直徑。絕緣帶11伸入通孔區(qū)域內(nèi)的部分繞通孔10的內(nèi)壁彎 曲并與內(nèi)壁附接，從而避免超防護導(dǎo)體和防護導(dǎo)體1之間的短路。導(dǎo)
電條帶12施加在絕緣薄膜11的上方，從而可從薄膜50的背面接觸 超防護導(dǎo)體5。圖5為圖4的電容式傳感器薄膜50的剖視圖，其另 外包括兩個保護層16和17。
圖6為與圖3二的實施例類似的電容式傳感器薄膜50的俯視圖， 包括另一個用輔助導(dǎo)體12覆蓋的通孔10，該通孔10被布置在傳感 器導(dǎo)體7和超防護導(dǎo)體5的各自的連接區(qū)域8之間的前導(dǎo)體4區(qū)域內(nèi)。
圖6L為圖6的電容式傳感器薄膜50沿圖6所示線條C-C的剖 視圖。通孔10從前導(dǎo)體4的前主表面延伸到防護導(dǎo)體1的后主表面。 導(dǎo)電條帶12施加在前導(dǎo)體4的頂部，從而可從薄膜50的背面連帶地 接觸前導(dǎo)體4和防護導(dǎo)體1。上文結(jié)合圖2和2^給定的關(guān)于傳感器 導(dǎo)體7的條帶數(shù)的相同標記也適用于此。
圖7為另一種電容式傳感器薄膜的剖視圖。傳感器導(dǎo)體和超防 護導(dǎo)體具有與圖1和2中的相同的構(gòu)造，并采用相同的附圖標號(7、 5)表示。在此，前導(dǎo)體作為防護導(dǎo)體的一部分而起作用，用附圖標 號l'表示。防護導(dǎo)體的其余部分包括導(dǎo)電層53，所述導(dǎo)電層53施加 在傳感器導(dǎo)體7和超防護導(dǎo)體5上并且通過介電層52與它們電絕緣。 導(dǎo)電層53與處在圍繞傳感器導(dǎo)體7和超級防護導(dǎo)體5的區(qū)域內(nèi)的前 導(dǎo)體1'接觸并電連接。背襯層2的后主表面2b上的粘結(jié)劑層3用于 將傳感器薄膜附連到所需位置的表面上，并且在使用前由防粘襯墊 51保護。如果需要，可在傳感器薄膜的另一面上施加保護膜(未示 出)。從制造角度看，這種類型的構(gòu)造提供了優(yōu)勢，如下列實例之一 所述。
以下非限制性實例進一步說明了本公開的多個實施例。
實例
實例1
將在一個主表面上承載有厚度為0.3pm的導(dǎo)電鋁蒸汽涂覆層 (可從英國的安姆科公司(Aracor)獲得)的12|im厚的聚對苯二甲酸 乙二醇酯(PET)薄膜(長度為1.5m、寬度為325mm)層合到承載有25pm 乙烯-醋酸乙烯(EVA)粘結(jié)劑層的100pm PET薄膜上，以使得形成前 導(dǎo)體4的鋁蒸汽涂覆層暴露并且EVA粘結(jié)劑層粘結(jié)所述的兩個PET 層。承載有粘結(jié)劑層的PET薄膜可得自英國的GBC公司。用CATENA 3 5 層合機(可得自GBC公司)以約lm/min的速度在約ll(TC的輥 溫度下進行層合。
將所得薄膜置于XY工作臺上的平床中處于YAG激光頭下。所用 激光系統(tǒng)具有90瓦特的功率。光源是一種連續(xù)波、燈泵浦Nd:YAG 激光(1064m)。激光的輸出采用Q開關(guān)控制，以產(chǎn)生脈沖發(fā)射。將該 激光和具有X和Y反射鏡以及300mra平掃描場透鏡的電流計頭耦合以 保持光點聚焦于路徑的邊緣及中心，其中沿著該路徑形成空隙線。在 控制軟件中對穿過透鏡的圖像的失真進行補償。所用的設(shè)置為
-孔徑1375mm
-Q開關(guān)(脈沖)頻率10 kHz -燈電流13 A -速度400 mm/sec
-蝕刻線起始和結(jié)束處的延時30 msec
在薄膜的有鋁側(cè)獲得如圖6所示的導(dǎo)體電路。圖6中的黑線表 示空隙線，即已移除鋁的區(qū)域。白色區(qū)域表示剩下的鋁，其形成超防 護導(dǎo)體5、傳感器導(dǎo)體7和前導(dǎo)體4。
布置在一系列較小條帶的上方并且寬度為12 mm的較寬條帶為 超防護導(dǎo)體5。它包括用于施加通孔IO的接觸區(qū)，并且沿薄膜的長 度方向延伸。其下相互連接的七個較小的條帶形成傳感器導(dǎo)體7。超 防護導(dǎo)體5和傳感器導(dǎo)體之間的距離(除接觸區(qū)域外)為20mm。傳 感器導(dǎo)體7上面的四個條帶的總體長度各為1,44 m，而下面的三個 條帶長度各為0. 2 m;圖6中薄膜的整體幾何形狀是對稱的并且在薄 膜的兩側(cè)上都具有下面的三個條帶，這與圖1中示出的幾何形狀相 似。傳感器導(dǎo)體7的條帶寬度均為0. 5 ram，并且條帶間的距離為5 mm。
超防護導(dǎo)體5的連接區(qū)域基本上為12 mm寬的正方形。防護導(dǎo)體7 的連接區(qū)域為矩形，寬約12 mm并且長約25 mm。超防護導(dǎo)體的連接 區(qū)域被布置在距離超防護導(dǎo)體5的左側(cè)邊緣約140 mm處。超防護導(dǎo) 體5和傳感器導(dǎo)體7的各自的連接區(qū)域之間的距離為約15mm。傳感 器導(dǎo)體7和超防護導(dǎo)體5之間的電容采用常規(guī)的電容計進行測量。記 錄值為0. 77 nF。
然后，在兩個連接區(qū)域的每個區(qū)域中以及這兩個連接區(qū)域之間 的區(qū)域中的薄膜上打出三個直徑為約8 mm的通孔10，如圖6所示。 將一條10 mm的正方形導(dǎo)電條帶(將可得自3M公司的碳纖維填充的 無基材雙面膠帶(adhesive transfer tape) 9713層合到可得自英 國諾沃利斯公司(Novelis)的7pm厚的鋁箔帶上)放在包括暴露的傳 感器導(dǎo)體7、超防護導(dǎo)體5和前導(dǎo)體4的薄膜正面的每個孔上，確保 所述條帶與在各自區(qū)域中的相應(yīng)導(dǎo)體接觸而不會與任何相鄰的導(dǎo)體 搭接。
在薄膜的背面上，施加一條70mm寬的鋁箔帶(可得自3M公司 的條帶425或類似物)作為如圖6a所示的防護導(dǎo)體1，以使得它從 薄膜的上邊緣開始在寬度方向延伸；選擇鋁箔帶的寬度以使得它與薄 膜另一主側(cè)面上的超防護導(dǎo)體5和傳感器導(dǎo)體的延伸相匹配。鋁箔帶 在長度方向沿薄膜的長度延伸。鋁箔防護導(dǎo)體1條帶孔表現(xiàn)為與通孔 IO的位置匹配的孔，以使得這些孔在該薄膜的背面一側(cè)暴露。圖6a 示出了從前主表面上的超防護導(dǎo)體和傳感器導(dǎo)體7上各自連接區(qū)域 之間的前導(dǎo)體區(qū)域4延伸到薄膜后主表面上的防護導(dǎo)體1的通孔。將 薄膜后主表面上的鋁箔防護導(dǎo)體帶中分別對應(yīng)于出自傳感器導(dǎo)體7 和超防護導(dǎo)體5的連接區(qū)域的通孔的孔制造為比所述通孔的直徑大， 以使得一側(cè)上的防護導(dǎo)體1分別與另一側(cè)上的傳感器導(dǎo)體7和超防護 導(dǎo)體5之間無法獲得電連接。用導(dǎo)電性油墨填充通孔10，以使得可 從背面接觸該薄膜。
然后，利用透明的丙烯酸塑料模板將整個電容式傳感器薄膜50 切成所需形狀。
再將由此獲得的電容式傳感器薄膜層合在作為保護層的兩層
DK 951 PP聚丙烯層合帶16和17之間。在可供選擇的實施例中， 使用了兩層熱密封聚酯保護膜(帶有25 u EVA熱密封粘合劑的50 n PET薄膜，可得自英國的GBC公司)。
在施加到電容式傳感器薄膜背面上的保護膜17中切出適當?shù)?孔，以暴露所述通孔。
然后將電容式傳感器薄膜修剪成形，并且施加連接器以制成電 觸點。
實例2
在有鋁側(cè)位于最上方的情況下，將鍍鋁薄膜層合到無基材雙面 膠纖維網(wǎng)(adhesive transfer web)上，所述無基材雙面膠纖維網(wǎng)包 括在防粘襯墊上的粘結(jié)劑層。然后對薄膜上的蒸汽涂布鋁層進行激光 燒蝕，以產(chǎn)生如圖1所示的導(dǎo)體構(gòu)造以及產(chǎn)生圍繞傳感器整個預(yù)期的 最終周邊的5mm寬的邊界。然后將薄膜狀雙面膠帶層合在傳感器導(dǎo)體 和超防護導(dǎo)體所占區(qū)域上，接著再層合一層比所述雙面膠帶寬約 10mm的鋁箔，使得其被膠帶粘住并且在每一側(cè)上與其重疊。鋁箔因 此與圍繞傳感器和超防護導(dǎo)體所占區(qū)域的蒸汽涂覆鋁層相接觸，并且 它們共同形成傳感器的防護導(dǎo)體。然后，將保護膜熱層合到整個上表 面上。此時，繞著所述燒蝕邊界的外邊緣將制成的傳感器從纖維網(wǎng)中 切出。所述燒蝕邊界確保了在傳感器的邊緣處沒有鋁暴露，從而消除 電器短路或劣化的可能。
本實例的方法使制造過程得以簡化，因為在切除制成的傳感器 前，材料是作為連續(xù)纖維網(wǎng)進行處理的。
權(quán)利要求
1.一種裝配到本體上的電容式傳感器薄膜(50)，所述薄膜包括介電背襯層(2)，其在一個側(cè)面上具有在使用時面向所述本體的后主表面(2a)，以及在另一側(cè)面上具有前主表面(2b)；傳感器導(dǎo)體(7)，其位于所述前主表面(2b)上；以及防護導(dǎo)體(1)，其位于至少一個所述主表面(2a、2b)上為所述傳感器導(dǎo)體提供電屏蔽；所述前主表面(2b)承載至少部分地圍繞所述傳感器導(dǎo)體(7)的前導(dǎo)體(4)，所述傳感器導(dǎo)體通過其中移除了前導(dǎo)體(4)并且暴露了前導(dǎo)體(4)下面的背襯層(2)的前主表面(2b)或另一層的區(qū)域與所述前導(dǎo)體電絕緣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式傳感器薄膜(50)，其中所述前 導(dǎo)體(4)是用粘結(jié)劑層(3)粘結(jié)至所述背襯層(2)前表面(2b)的金屬 膜，或者所述前導(dǎo)體(4)通過金屬蒸汽涂覆施加到所述背襯層(2)的所 述前表面(2b)上。
3. 根據(jù)前述任意項權(quán)利要求所述的電容式傳感器薄膜(50)，其 中所述區(qū)域為寬度至少為5pm的細長的槽。
4. 根據(jù)前述任意項權(quán)利要求所述的電容式傳感器薄膜(50)，其 深度至少為所述前導(dǎo)體(4)的厚度。
5. 根據(jù)前述任意項權(quán)利要求所述的電容式傳感器薄膜(50)，其 中所述傳感器導(dǎo)體(7)形成一個或多個連續(xù)的或不連續(xù)的金屬區(qū)域， 由此所述不連續(xù)的區(qū)域是電連接的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電容式傳感器薄膜(50)，其中選擇移 除了前導(dǎo)體(4)的區(qū)域，以使得所述傳感器導(dǎo)體(7)為細長條。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電容式傳感器薄膜(50)，其中選擇移 除了前導(dǎo)體(4)的區(qū)域，以使得所述傳感器導(dǎo)體(7)包括兩個或更多個 電連接的分開的細長條。
8. 根據(jù)前述任意項權(quán)利要求所述的電容式傳感器薄膜(50)，其中所述前表面(2b)還承載超防護導(dǎo)體(5)，所述超防護導(dǎo)體通過移除 了前導(dǎo)體(4)的區(qū)域與所述前導(dǎo)體(4)和所述傳感器導(dǎo)體(7)電絕緣。
9. 根據(jù)前述任一項權(quán)利要求所述的電容式傳感器薄膜(50)，其 中所述防護導(dǎo)體包括所述前導(dǎo)體。
10. 根據(jù)前述任意項權(quán)利要求所述的電容式傳感器薄膜(50)， 其中所述防護導(dǎo)體位于所述背襯層的后主表面上，并且所述前導(dǎo)體(4) 與所述防護導(dǎo)體(l)是電連接的。
11. 一種制造根據(jù)權(quán)利要求i-io中任一項所述的電容式傳感器 薄膜(50)的方法，包括(i) 提供背襯層(2)，(ii) 將前導(dǎo)體(4)施加到所述背襯層(2)的前主表面(2b)上，(iii) 通過對至少部分地圍繞傳感器導(dǎo)體(7)的所述前導(dǎo)體(4) 區(qū)域進行機械研磨以使所述傳感器導(dǎo)體(7)與所述前導(dǎo)體(4)電絕緣， 由此在所述區(qū)域中暴露了所述前導(dǎo)體(4)下面的所述背襯層的所述前 主表面(2b)或另一層，來提供傳感器導(dǎo)體(7)。
12. —種制造根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項所述的電容式傳感器 薄膜(50)的方法，包括(i) 提供背襯層(2)，(ii) 將前導(dǎo)體(4)施加到所述背襯層(2)的前主表面(2b)上，(iii) 利用激光燒蝕移除至少部分地圍繞傳感器導(dǎo)體(7)的所述 前導(dǎo)體(4)區(qū)域以使所述傳感器導(dǎo)體(7)與所述前導(dǎo)體(4)電絕緣，由 此在所述區(qū)域中暴露所述前導(dǎo)體(4)下面的所述背襯層的所述前主表 面(2b)或另一層，來提供傳感器導(dǎo)體(7)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裝配到本體上的電容式傳感器薄膜(50)。所述薄膜包括介電背襯層(2)，所述背襯層在一個側(cè)面上具有使用時面向所述本體的后主表面(2a)，并且在另一側(cè)面上具有前主表面(2b)，所述前主表面(2b)承載至少部分地圍繞傳感器導(dǎo)體(7)的前導(dǎo)體(4)，所述傳感器導(dǎo)體通過移除了前導(dǎo)體(4)并暴露了所述前導(dǎo)體(4)下面的所述背襯層(2)的所述前主表面(2b)或另一層的區(qū)域與所述前導(dǎo)體(4)電絕緣。防護導(dǎo)體(1)被布置在所述背襯層的至少一個所述主表面(2a、2b)上，以便為所述傳感器導(dǎo)體提供電屏蔽。所述防護導(dǎo)體可包括所述前導(dǎo)體(4)。
文檔編號H03K17/98GK101375502SQ200780003161
公開日2009年2月25日 申請日期2007年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月19日
發(fā)明者馬爾科姆·F·道格拉斯 申請人:3M創(chuàng)新有限公司