CN104884920B - 压敏传感器 - Google Patents
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Abstract
压敏传感器(1)的特征在于,具备:第一基板(2);第二基板(3),其与第一基板对置;第一电极(4),其设置在第一基板的第一面(21);第二电极(5),其按照与第一电极对置的方式设置于第二基板的第二面(31);以及隔离物(6),其在与第一电极以及第二电极对应的位置具有开口(61),并且夹在第一基板与第二基板之间,第一电极至少具有***至开口的***部(4),***部的总厚度具有与隔离物的厚度实质上相同的厚度,第一基板与隔离物的一个面(62)接触,第二电极的一部分与隔离物的另一个面(63)接触,在包含第一电极和第二电极的区域(D)中,第一面与第二面实质上平行。
Description
技术领域
本发明涉及电阻式的压敏传感器。
对于准许基于文献参照的引用的指定国,通过参照2013年2月4日在日本提出的日本特愿2013-19176号所记载的内容而引入至本说明书,成为本说明书的记载的一部分。
背景技术
已知有通过在第一基板与第二基板之间重叠地配置导电体层以及电阻体层来形成接点部,利用粘合部件将该第一以及第二基板固定的压敏装置(例如参照专利文献1)。
专利文献1:日本特开2001-165788号公报
在上述的压敏装置中,粘合部件形成为比接点部的厚度尺寸薄。因此,在接点部的附近总是对第一以及第二基板沿拉开的方向作用力,由此,存在具有基板彼此局部剥离从而压敏特性从初始值变化的情况的问题。另外,在上述的压敏装置中,在接点部的厚度上存在厚度偏差的情况下,对接点部间施加的初始负载也与设计值不同,所以存在直接给初始压敏特性带来影响,初始压敏特性偏离设计值的问题。
发明内容
本发明想要解决的课题是提供能够检测微小的负载,并且能够长期地确保稳定的压敏特性的压敏传感器。
[1]本发明的压敏传感器的特征在于,具备:第一基板;第二基板,其与上述第一基板对置;第一电极,其设置于上述第一基板的第一面;第二电极,其按照与上述第一电极对置的方式设置于上述第二基板的第二面;以及隔离物,其在与上述第一电极及上述第二电极对应的位置具有开口,并夹在上述第一基板与上述第二基板之间,上述第一电极以及上述第二电极中的至少一方具有***至上述开口的***部,上述***部的总厚度具有与上述隔离物的厚度实质上相同的厚度,上述第一电极的一部分或者上述第一基板与上述隔离物的一个面接触,上述第二电极的一部分与上述隔离物的另一个面接触,在包含上述第一电极和上述第二电极的区域中,上述第一面与上述第二面实质上平行。
[2]在上述发明中,也可以上述***部与上述开口的内壁面分离。
[3]在上述发明中,也可以上述第一电极具有:主体部,其包含上述***部;以及低部,其设置在上述主体部的周围,具有比上述主体部低的高度,上述低部与上述隔离物的一个面接触。
[4]在上述发明中,也可以上述主体部具备:第一电极层,其设置在上述第一基板上;以及第二电极层,其按照覆盖上述第一电极层的方式设置,具有比上述第一电极层的电阻值高的电阻值,上述低部具备上述第一电极层或者上述第二电极层中的至少一方。
[5]在上述发明中,也可以上述第一电极层与上述第二电极层的厚度不同,上述低部具有与上述第一电极层的厚度或者上述第二电极层的厚度中的较大一方的厚度实质上相等的厚度的电极层。
[6]在上述发明中,也可以上述低部从上述主体部沿径向连续地形成。
[7]在上述发明中,也可以上述低部是沿径向与上述主体部分离地形成的虚设电极。
[8]在上述发明中,也可以上述第一电极或者上述第二电极中的至少一方具有含有弹性珠粒的表面层。
[9]本发明的压敏传感器的特征在于,具备:第一基板;第二基板,其与上述第一基板对置;第一电极,其设置于上述第一基板;第二电极,其按照与上述第一电极对置的方式设置于上述第二基板;以及隔离物,其在与上述第一电极及上述第二电极对应的位置具有开口,并夹在上述第一基板与上述第二基板之间,上述第一电极以及上述第二电极中的至少一方具有***至上述开口的***部,上述***部的总厚度具有与上述隔离物的厚度实质上相同的厚度,上述第一基板与上述隔离物的一个面接触,上述第二电极的一部分与上述隔离物的另一个面接触,上述第二电极中的与上述隔离物的另一个面接触的部分和上述隔离物的总厚度,与上述第一电极中的与上述开口对应的部分和上述第二电极中的与上述开口对应的部分的总厚度实质上相等。
[10]本发明的压敏传感器的特征在于,具备:第一基板;第二基板,其与上述第一基板对置;第一电极,其设置于上述第一基板;第二电极,其按照与上述第一电极对置的方式设置于上述第二基板;以及隔离物,其在与上述第一电极及上述第二电极对应的位置具有开口,并夹在上述第一基板与上述第二基板之间,上述第一电极以及上述第二电极中的至少一方具有***至上述开口的***部,上述***部的总厚度具有与上述隔离物的厚度实质上相同的厚度,上述第一电极的一部分与上述隔离物的一个面接触,上述第二电极的一部分与上述隔离物的另一个面接触,上述第一电极中的与上述隔离物的一个面接触的部分、上述第二电极中的与上述隔离物的另一个面接触的部分以及上述隔离物的总厚度,与上述第一电极中的与上述开口对应的部分和上述第二电极中的与上述开口对应的部分的总厚度实质上相等。
[11]本发明的压敏传感器的特征在于,具备:第一基板;第二基板,其与上述第一基板对置;第一电极,其设置于上述第一基板;第二电极,其按照与上述第一电极对置的方式设置于上述第二基板;以及隔离物,其在与上述第一电极及上述第二电极对应的位置具有开口,并夹在上述第一基板与上述第二基板之间,上述第一电极以及上述第二电极中的至少一方具有***至上述开口的***部,上述***部的总厚度具有与上述隔离物的厚度实质上相同的厚度,上述第一电极具有:主体部,其包含上述***部;以及低部,其设置在上述主体部的周围,具有比上述主体部低的高度,上述低部与上述隔离物的一个面接触,上述第二电极的一部分与上述隔离物的另一个面接触,上述低部、上述第二电极中的与上述隔离物的另一个面接触的部分以及上述隔离物的总厚度,与上述主体部和上述第二电极中的与上述开口对应的部分的总厚度实质上相等。
[12]本发明的压敏传感器的特征在于,具备:第一基板;第二基板,其与上述第一基板对置;第一电极,其设置于上述第一基板;第二电极,其按照与上述第一电极对置的方式设置于上述第二基板;以及隔离物,其在与上述第一电极及上述第二电极对应的位置具有开口,并夹在上述第一基板与上述第二基板之间,上述第一电极以及上述第二电极中的至少一方具有***至上述开口的***部,上述***部的总厚度具有与上述隔离物的厚度实质上相同的厚度,上述第一电极具有:主体部,其包含上述***部;以及低部,其设置在上述主体部的周围,具有比上述主体部低的高度,上述第二电极具有:第二主体部,其与上述***部对置;以及第二低部,其设置在上述第二主体部的周围,具有比上述第二主体部低的高度,上述低部与上述隔离物的一个面接触,上述第二低部与上述隔离物的另一个面接触,上述低部、上述第二低部以及上述隔离物的总厚度与上述主体部和上述第二主体部的总厚度实质上相等。
根据本发明,由于以接近设置于第二基板的第二电极的状态保持***部,所以能够检测包含微小的负载的各种负载。另外,***部具有与隔离物的厚度实质上相同的厚度,并且在包含上述第一电极和上述第二电极的区域中,第一基板的第一面与第二基板的第二面实质上平行,所以不存在沿将第一以及第二基板拉开的方向作用的力。另外,第二电极的一部分与隔离物的另一个面接触,所以在接点部间施加的初始负载只取决于***部的厚度,几乎不会受到第二电极的厚度偏差的影响,从而能够确保稳定的初始压敏特性。因此,能够长期地确保稳定的压敏特性。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式中的压敏传感器的剖面图。
图2是表示本发明的第二实施方式中的压敏传感器的剖面图。
图3是表示本发明的第二实施方式中的敏传感器的变形例的剖面图。
图4是表示本发明的第三实施方式中的压敏传感器的剖面图。
图5是表示本发明的第四实施方式中的压敏传感器的剖面图。
图6是表示比较例2的压敏传感器的剖面图。
图7是表示压敏传感器的负载与电阻值的关系的曲线图。
图8是表示第二实施方式的压敏传感器的负载与电阻值的关系的随时间变化的曲线图。
图9是表示第一实施方式的压敏传感器的负载与电阻值的关系的随时间变化的曲线图。
图10是表示比较例2的压敏传感器的负载与电阻值的关系的随时间变化的曲线图。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的实施方式进行说明。
《第一实施方式》
图1是表示本实施方式的压敏传感器1的剖面图。
如图1所示,本实施方式的压敏传感器1具有:第一基板2;第二基板3,其与第一基板2对置;第一电极4,其设置在第一基板2的第一面21上;第二电极5,其按照与第一电极4对置的方式设置在第二基板3的第二面31上;以及隔离物6,其夹在第一基板2与第二电极5之间。
第一基板2以及第二基板3是具有可挠性的绝缘性薄膜,例如由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺树脂(PI)、聚醚酰亚胺树脂(PEI)等构成。如图1所示,在该第一基板2的第一面21形成有后述的第一电极4。另外,如图1所示,第二基板3与第一基板2平行地配置,在第二基板3的第二面31形成有后述的第二电极5。
如图1所示,第一电极4由第一电极层41和第二电极层42构成。如图1所示,第二电极5也由第三电极层51和第四电极层52构成。第一电极4以及第二电极5并未特别图示,在俯视时具有圆形、三角形、四边形等形状。
第一电极层41通过将银膏、金膏、铜膏等导电性膏印刷在第一基板2的第一面21并固化而形成。另外,第三电极层51也通过将与第一电极层41所使用的材料相同的导电性膏印刷在第二基板3的第二面31并固化而形成。作为用于形成这样的第一电极层41以及第三电极层51的具体的印刷方法,能够例示丝网印刷法、凹版胶版印刷法、喷墨法等。此外,以下说明的由导电性膏形成的全部的电极层都使用相同的印刷方法。
如图1所示,第二电极层42通过按照覆盖上述的第一电极层41的方式将导电性膏印刷在第一基板2的第一面21上并使其固化而形成。另外,如图1所示,第四电极层52也通过按照覆盖上述的第三电极层51的方式将导电性膏印刷在第二基板3的第二面31上并使其固化而形成。该第二电极层42以及第四电极层52具有比第一电极层41以及第三电极层51高的电阻,作为形成这样的第二电极层42以及第四电极层52的导电性膏的具体例,能够例示碳膏等。在本实施方式中,第一电极层41以及第三电极层51与第二电极层42以及第四电极层52相比以相对较薄的方式形成,但并不特别局限于此,也可以是相同的厚度,也可以以较厚的方式形成。
在本实施方式中,如图1所示,第一电极4被全部***到后述的隔离物6的开口61内,本例中的第一电极4相当于本发明中的***部的一个例子。本实施方式中的第一电极4与隔离物6的开口61的内壁面分离。由此,能够顺畅地进行压敏传感器1的按压操作,并且能够吸收容易在第一电极4的径向(图1中的左右方向)的端部产生的厚度偏差。第二电极5以与第一电极4对置的方式设置,比后述的隔离物6的开口61宽,在外周部附近与该开口61的周缘接触。此外,也可以为在第二电极5的大致中央设置凸部,该凸部与第一电极4对置的结构。
此外,用于形成第一~第四电极层41、42、51、52的方法并不特别限定。例如,也可以在基板的表面形成了镀层之后,通过光刻法形成抗蚀剂图案,之后进行蚀刻处理,由此形成电极层。
此外,在本实施方式中,第一电极4由2个电极层41、42构成,第二电极5也由2个电极层51、52构成,但并不特别限定于此。例如,第一电极4和第二电极5这双方、或者第一电极4和第二电极5中的任意一方可以由单一的电极层构成,也可以是3个以上的电极层。
隔离物6是通过夹在第一基板2和第二电极5之间,来规定第一电极4和第二电极5的距离的部件,由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺树脂(PI)、聚醚酰亚胺树脂(PEI)等绝缘性材料形成。
在本实施方式中,隔离物6的上表面62与第一基板2的第一面21接触,并且隔离物6的下表面63与第二电极5接触。此外,本实施方式中的隔离物6的上表面62相当于本发明中的隔离物的一个面的一个例子,本实施方式中的隔离物6的下表面63相当于本发明中的隔离物的另一个面的一个例子。
另外,如图1所示,在隔离物6以与第一电极层41对应的方式设置有比第一电极4大的开口61。另外,隔离物6的厚度与第一电极4的厚度实质上相等。因此,第一电极4的整体收纳在隔离物6的开口61中。
像这样,本实施方式的压敏传感器1层叠有在第一面21设置有第一电极4的第一基板2、隔离物6以及在第二面31设置有第二电极5的第二基板3,在第一基板2与隔离物6之间以及在第二电极5与隔离物6之间通过粘接材料等固定。而且,在包含第一电极4和第二电极5的区域D,第一面21与第二面31实质上平行。作为这样的粘接材料,能够例示丙烯酸树脂类、聚氨酯树脂类、有机硅树脂类等粘接材料。此外,也可以通过将具有双面粘合性的片材等作为隔离物6使用,来对第一基板2与隔离物6之间以及第二电极5与隔离物6之间进行固定。顺便说一下,所谓的包含第一电极4和第二电极5的区域D,意味着在俯视时,包围第一电极4的最小的连续区域D1和包围第二电极5的最小的连续区域D2中的较大一方的区域(在本例中为D2)。
第一电极4和第二电极5与未特别图示的压力检测装置连接。若在对第一电极4和第二电极5之间施加了规定的电压的状态下,沿图1中的箭头的方向施加负载,则第一电极4和第二电极5之间的电阻根据该负载的大小发生变化,所以基于该电阻变化来检测对压敏传感器施加的压力的大小。
接下来,对本实施方式的作用进行说明。
在本实施方式中,隔离物6被夹在第一基板2的第一面21与第二电极5之间。另外,设置于第一基板2的第一电极4的厚度与该隔离物6的厚度实质上相等。由此,能够将第一电极4和第二电极5以接近的状态进行保持,并且能够增大施加负载前的压敏传感器1的电阻值(初始电阻)。因此,施加微小的负荷时的压敏传感器1的电阻值的变化量增大,能够高精度地检测该负荷。另外,在本实施方式中,由于第一电极4整体收纳在隔离物6的开口61中,所以在对压敏传感器1施加的按压力容易集中的部位亦即开口61的周缘,第一电极4并没有被夹在第一基板2与隔离物6之间。由此,能够抑制第一电极4的随时间劣化,并实现压敏传感器1的耐久性的提高。
另外,除了上述的结构以外,在包含第一电极4和第二电极5的区域D,第一面21与第二面31实质上平行。因此,不会因第一基板2以及第二基板3的应力而该基板2、3彼此拉开,即使长期使用压敏传感器1,也能够确保稳定的压敏特性。
并且,由于第一电极4具有与隔离物6的厚度实质上相同的厚度,第二电极5的一部分与隔离物6接触,所以对接点部间施加的初始负载仅取决于第一电极4的厚度,几乎不受第二电极5的厚度的偏差的影响。其结果是,能够确保稳定的初始压敏特性。
详细而言,由于隔离物6的厚度实质上是固定的,另一方面第一电极4与第二电极5的厚度存在产生偏差的可能性,所以初始负载由隔离物6的厚度与被***至隔离物6的开口内的***部的厚度的关系来决定。因此,若第一电极和第二电极全部成为***部,则初始负载会受到第一电极4和第二电极5这双方的厚度偏差的影响,作为结果,存在初始压敏特性的值偏离设计值的情况。另一方面,在本实施方式中,由于隔离物6被夹在第一基板2和第二电极5之间,所以***部只是第一电极4,即使第二电极5的厚度偏差,初始负载也不受到影响。换句话说,初始负载只受第一电极4的影响,能够确保比较稳定的初始压敏特性。
《第二实施方式》
图2是表示本发明的第二实施方式中的压敏传感器1B的剖面图,图3是表示本发明中的表示第二实施方式的变形例的压敏传感器的剖面图。在这里,第二实施方式中的压敏传感器1B除了第一电极4B和隔离物6B不同以外,其余与上述的第一实施方式相同,所以仅对与第一实施方式不同的部分进行说明,对于与第一实施方式相同的部分标注与第一实施方式相同的附图标记并省略说明。
如图2所示,本实施方式的第一电极4B具有主体部43以及从该主体部43沿径向连续地形成的凸缘部44。
第一电极4B的主体部43由设置在第一基板2的第一面21上的第一电极层41和按照覆盖该第一电极层41的方式形成的第二电极层421构成。
另一方面,第一电极4B的凸缘部44形成在第一基板2的第一面21上的主体部43的周围,仅由第二电极层422构成。
此外,并不对主体部43以及凸缘部44的层结构进行特别限定。例如,也可以如图3所示那样,在第一基板2的第一面21上形成第一电极层41B,在该第一电极层41B的图中下表面,形成具有比第一电极层41B相对狭窄的宽度的第二电极层421B。在该情况下,第一电极4B中的第一电极层41B与第二电极层421B的重叠部分构成主体部43,在第一电极层41B从第二电极层421B向径向突出的部分构成凸缘部44。本实施方式中的凸缘部44相当于本发明中的低部的一个例子。
返回到图2,主体部43的第二电极层421和凸缘部44的第二电极层422通过作为第二电极层42来同时印刷并固化而形成。因此,覆盖第一电极层41的第二电极层421的厚度W1与凸缘部44的厚度W2实质上相等(W1=W2)。另外,主体部43具有比凸缘部44向图2中的下侧突出的***部40,该***部40的厚度W3与第一电极层41的厚度W4实质上相等(W3=W4)。
在本实施方式中,如图2所示,在凸缘部44与第二电极5中的第四电极层52之间,夹有隔离物6B。作为隔离物6B,能够使用与隔离物6相同的材料。
在隔离物6B以与第一电极层41对应的方式设置有开口61,在该开口61内***有主体部43的***部40。另外,该***部40的厚度W3与隔离物6B的厚度W5实质上相等(W3=W5)。
因此,在本实施方式中,也能够将第一电极4B中的主体部43与第二电极5以接近的状态进行保持,所以即使是微小的负荷也能够高精度地检测。此外,也可以为在第二电极5的大致中央设置凸部,该凸部与第一电极4B的***部40对置的结构。
另外,在本实施方式中,由于在包含第一电极4B和第二电极5的区域D,第一面21和第二面31实质上平行,所以即使长期使用压敏传感器1B,也能够确保稳定的压敏特性。此外,在本实施方式中,在俯视时,包围第一电极4B的最小的连续区域D1与包围第二电极5的最小的连续区域D2相等(D1=D2),该区域D1以及D2相当于上述的区域D。
另外,***部40的厚度W3具有与隔离物的厚度W5实质上相同的厚度,实质上仅取决于第一电极层41的厚度W4。并且,在凸缘部44与第二电极5之间夹有隔离物6B。因此,对接点部间施加的初始负载仅取决于第一电极层41的厚度W4,几乎不受到其他的电极层的厚度的偏差的影响。其结果是,能够确保稳定的初始压敏特性。另外,本实施方式中的第一电极4B的***部40B也与隔离物6B的开口61的内壁面分离。由此,能够顺畅地进行压敏传感器1B的按压操作,并且能够在第一电极4B的径向(图2中的左右方向),吸收***部40B的端部的厚度偏差。
另外,由于电极层的膜厚越大,膜厚偏差越大,所以初始负载也容易与设计值不同。因此,在第二电极层42与第一电极层41相比以相对较厚的方式形成的情况下,第一电极层41所具有的膜厚偏差相对减小,能够确保更加稳定的初始压敏特性。
另外,在本实施方式的情况下,形成有形成在主体部43的周围的凸缘部44,由于该凸缘部44也能够作为压敏传感器来利用,所以能够增大压敏传感器的电阻变化,提高压敏特性。
《第三实施方式》
图4是表示本发明的第三实施方式中的压敏传感器1C的剖面图。在这里,第三实施方式中的压敏传感器1C除了第一电极4C不同以外,其余与上述的第二实施方式相同,所以仅对与第二实施方式不同的部分进行说明,对于与第二实施方式相同的部分,标注与第二实施方式相同的附图标记并省略说明。
如图4所示,本实施方式中的第一电极4C具有第一检测用电极45以及沿径向与第一检测用电极45分离地形成的第一虚设电极46。
第一检测用电极45由设置在第一基板2的第一面21上的第一电极层41和按照覆盖该第一电极层41的方式形成的第二电极层421B构成。
另一方面,第一虚设电极46形成在第一基板2的第一面21上的第一检测用电极45的周围,仅由第二电极层422B构成。此外,第二电极层422B能够与第二电极层42相同地形成。另外,第一虚设电极46的层结构并不仅限于第二电极层422B。例如,第一虚设电极46也可以仅由第一电极层41构成,也可以由第一电极层41以及第二电极层422B这2层构成。本实施方式中的第一虚设电极46相当于本发明的低部的一个例子。
第一检测用电极45的第二电极层421B和第一虚设电极46的第二电极层422B通过同时印刷并固化而形成。因此,覆盖第一电极层41的第二电极层421B的厚度W6与第一虚设电极46的厚度W7实质上相等(W6=W7)。另外,第一检测用电极45具有比第一虚设电极46向图4中的下侧突出的***部40B,该***部40B的厚度W8与第一电极层41的厚度W4实质上相等(W8=W4)。
在本实施方式中,在第一虚设电极46与第二电极5之间夹有隔离物6C。作为该隔离物6C,能够使用与隔离物6相同的材料。
在隔离物6C按照与第一电极层41对应的方式设置有开口61,在该开口61内,***有第一检测用电极45的***部40B。另外,该***部40B的厚度W8与隔离物6C的厚度W9实质上相等(W8=W9)。因此,在本实施方式中,也能够将第一电极4C中的第一检测用电极45和第二电极5以接近的状态进行保持,所以能够高精度地检测包含微小的负荷的所有的负荷。此外,也可以为在第二电极5的大致中央设置凸部,该凸部与第二电极层421B对置的结构。
另外,在本实施方式中,在包含第一电极4C和第二电极5的区域D中,第一面21和第二面31也实质上平行,所以即使长期使用压敏传感器1C,也能够确保稳定的压敏特性。此外,在本实施方式中,在俯视时,包围第一电极4C的最小的连续区域D1和包围第二电极5的最小的连续区域D2也相等(D1=D2),该区域D1以及D2相当于上述的区域D。
另外,***部40B的厚度W8具有与隔离物的厚度W9实质上相同的厚度,实质上仅取决于第一电极层41的厚度W4。并且,在凸缘部422B与第二电极5之间夹有隔离物6C。因此,对接点部间施加的初始负载仅取决于第一电极层41的厚度W4,不受到其他的电极层的厚度的偏差的影响。其结果是,能够确保稳定的初始压敏特性。另外,本实施方式中的第一电极4C的***部40B也与隔离物6C的开口61的内壁面分离。由此,能够顺畅地进行压敏传感器1C的按压操作,并且能够吸收第一电极4C的径向(图4中的左右方向)的***部40B的端部的厚度偏差。
《第四实施方式》
图5是表示本发明的第四实施方式中的压敏传感器1D的剖面图。在这里,第四实施方式中的压敏传感器1D除了第二电极5B不同以外,其余与上述的第三实施方式相同,所以仅对与第三实施方式不同的部分进行说明,对于与第三实施方式或者第一实施方式相同的部分,标注与第三实施方式或者第一实施方式相同的附图标记并省略说明。
如图5所示,本实施方式中的第二电极5B具有以与第一检测用电极45对置的方式设置的第二检测用电极53以及与该第二检测用电极53分离地设置的第二虚设电极54。
第二检测用电极53由设置在第二基板3的第二面31上的第三电极层511和按照覆盖该第三电极层511的方式形成的第四电极层521构成。
另一方面,第二虚设电极54形成在第二基板3的第二面31上的第二检测用电极53的周围。该第二虚设电极54由设置在第二基板3的第二面31上的第三电极层512和按照覆盖该第三电极层512的方式形成的第四电极层522构成。此外,第三电极层511、512使用与第三电极层51相同的材料、方法形成,第四电极层521、522使用与第四电极层52相同的材料、方法形成。另外,第二虚设电极54并不局限于上述的结构,也可以仅由第三电极层512或者第四电极层522构成。
另外,在本实施方式中,第二检测用电极53具有与第一检测用电极45相等的宽度,但并不特别限定于此。另外,第二虚设电极54具有与第一虚设电极46相等的宽度,但并不特别限定于此。顺便说一下,在本实施方式中,在包含第一电极4C和第二电极5B的区域D中,第一面21和第二面31也实质上平行。此外,在本实施方式中,在俯视时,包围第一电极4C的最小的连续区域D1与包围第二电极5B的最小的连续区域D2也相等(D1=D2),该区域D1以及D2相当于上述的区域D。
此外,在本实施方式中,也能够得到与第三实施方式等同的作用效果。
此外,对于以上说明的实施方式而言,是为了容易理解本发明而记载的,并不是为了限定本发明而记载的。因此,主旨在于上述的实施方式所公开的各要素也包含属于本发明的技术范围的全部的设计变更、等同物。
例如,也可以使在第一~第四实施方式中说明的结构上下相反。即,也可以在第一基板2的第一面21设置第二电极,并且在第二基板3的第二面31设置第一电极。
另外,例如,也可以通过使用分散有尼龙等富有弹性的珠粒的导电性膏来对第一电极或者第二电极的至少一方进行印刷等的方法,在该电极的表面形成含有弹性珠粒的层。由此,与电极的表面含有弹性珠粒对应,在电极的表面具有凹凸形状。因此,相对于对压敏传感器施加的负载的变化,第一以及第二电极间的电阻变化变得平缓,能够更加准确地进行该负荷的检测。另外,在该情况下,由于电极的表面具有凹凸形状,膜厚偏差增大,所以存在初始负载更容易与设计值不同的情况。但是,在这种情况下,关于与隔离物6接触的电极层,也几乎不会受到该电极层的厚度的偏差的影响。因此,能够保持该效果,并且能够实现基于上述的平缓的电阻变化的准确的负荷的检测。
实施例
以下,利用将本发明进一步具体化了的实施例以及比较例确认了本发明的效果。以下的实施例以及比较例是为了确认上述的实施方式中的压敏特性的随时间的稳定性的例子。
<实施例1>
在实施例1中,制成了在实施方式2中说明的图2所示那样的压敏传感器。
具体而言,首先,作为第一基板2而使用厚度100[μm]的聚对苯二甲酸乙二醇酯,使用丝网印刷法在该第一基板2印刷银膏(FA-353藤仓化成(株)制),并在温度150℃下热干燥30分钟而使其固化,由此形成了厚度10[μm]、直径6[mm]的第一电极层41。
接着,使用碳膏(BTU-500k(株)旭化学研究所(アサヒ化学研究所))在该第一电极层41上进行相同的印刷,并在温度150℃下热干燥60分钟而使其固化,由此形成厚度10[μm]、直径8[mm]的第二电极层42,将其与第一电极层41一起作为第一电极4B。
接下来,作为第二基板3,利用与第一基板2同等的条件,形成了厚度10[μm]、直径7.5[mm]的第三电极层51。
接着,利用与第二电极层42同等的条件,形成厚度10[μm]、直径8[mm]的第四电极层52,将其与第三电极层51一起作为第二电极5。
接下来,作为隔离物6B,将设置有直径7[mm]的开口61的厚度10[μm]的双面粘合片材(TL-410S-02琳得科公司(リンテック社)制)以开口61的中心与第一电极4B的中心对应的方式粘贴在第一电极4B的端部上。然后,以第一电极4B和第二电极5对置的方式将第二基板3粘贴在第一基板2,由此制成了压敏传感器1B。
对以上说明的结构的实施例1的样本,进行了以下的2个试验。
第一个试验是如下所示的负载和电阻值的测定试验。具体而言,将压敏传感器1B的第一电极4B和第二电极5与压力检测装置连接,利用φ20mm、橡胶硬度20度、平板硅橡胶致动器,以1mm/min的致动器速度测定了负载与电阻值的关系。
另外,第二个试验是确认负载与电阻值的关系的随时间变化的试验。具体而言,利用上述的条件,测定压敏传感器1B刚制成后的负载与电阻值的关系,并且测定了从制成压敏传感器1B起200小时后的负载与电阻值的关系。
<实施例2>
在实施例2中,除了省略第一电极4B的凸缘部44并且作为隔离物6使用厚度20[μm]的双面粘合片材(琳得科公司制造)、将第一电极层41的直径作成5[mm]、将第二电极层42的直径作成6[mm]、将第三电极层51的直径作成8[mm]、将第四电极层52的直径作成9[mm]以外,其余与实施例1相同,从而制成了图1记载的那样的结构的压敏传感器1。
关于该压敏传感器1,也在与实施例1同等的条件下,进行了上述的2个试验。
<实施例3>
在实施例3中,制成了图5所示那样的构造的压敏传感器1D。
具体而言,通过与实施例1相同的方法,在第一基板2形成了厚度10[μm]、直径4[mm]的第一电极层41。接着,在该第一电极层41上形成厚度10[μm]、直径4.5[mm]的第二电极层421B,并且以在距离该第二电极层421B的中心3.5[mm]的部位为宽度2.0[mm]的第二电极层422B的中心的方式形成了第二电极层422B。
接着,通过与实施例1相同的方法,在第二基板3形成厚度10[μm]、直径4[mm]的第三电极层511,并且以距离该第三电极层511的中心3.5[mm]的部位为宽度1.0[mm]的第三电极层512的中心的方式形成了第三电极层512。然后,在第三电极层511上形成了厚度10[μm]、直径4.5[mm]的第四电极层521,在第三电极层512上形成了厚度10[μm]、宽度2.0[mm]的第四电极层522。接着,利用与实施例1相同的方法,将第二基板3粘贴于第一基板2,由此制成了压敏传感器1D。
对于该压敏传感器1D,在与实施例1同等的条件下,进行了上述的负载和电阻值的测定试验。
<比较例1>
在比较例1中,制成了除了将第一电极作成与第二电极5相同的结构以外具有与实施例1相同的结构的压敏传感器。
对于该压敏传感器,在与实施例1同等的条件下,进行了上述的负载和电阻值的测定试验。
<比较例2>
在比较例2中,制成了除了将第二电极5C作成与第一电极4B相同的结构以外其余与实施例1相同从而如图6所记载的那样的结构的压敏传感器。在这种情况下,在包含第一电极4B和第二电极5C的区域D中,第一面21与第二面31不平行。此外,在本例中,在俯视时,包围第一电极4B的最小的连续区域D1和包围第二电极5C的最小的连续区域D2相等(D1=D2),该区域D1以及D2相当于区域D。
对于该压敏传感器,也在与实施例1同等的条件下,进行了上述的2个试验。
<比较例3>
在比较例3中,制成了除了将隔离物不是粘贴在第一电极上而是粘贴在第一基板上以外其余与实施例1相同,从而如上述的专利文献1的图2所记载的那样的结构的压敏传感器。
对于该压敏传感器,在与实施例1同等的条件下,进行了上述的负载和电阻值的测定试验。
将实施例1的测定结果示于图7、图8以及表1,将实施例2的测定结果示于图7、图9以及表1,将实施例3的测定结果示于图7,将比较例1的测定结果示于图7,将比较例2的测定结果示于图7、图10以及表1,将比较例3的测定结果示于图7。
[表1]
结果 | |
实施例1 | 随时间变化 小 |
实施例2 | 随时间变化 小 |
比较例2 | 随时间变化 大 |
根据图7所示的结果可知,实施例1的压敏传感器的负载为0N的电阻值为约100000Ω,负载为5N的电阻值为约900Ω。另外,可知实施例2的压敏传感器的负载为0N的电阻值为约30000Ω,负载为5N的电阻值为约1500Ω。并且,可知实施例3的压敏传感器的负载为0N的电阻值为约100000Ω,负载为5N的电阻值为约1500Ω。
另一方面,根据图7所示的结果可知,比较例1的压敏传感器在负载达到大约0.6N之前电阻值没有变化,不能够检测所施加的负载。另外,负载为5N的比较例2以及比较例3的压敏传感器的电阻值分别为约2000Ω、250Ω,另一方面负载为0N的电阻值分别为约4500Ω、为约1500Ω。由此,可知负载为0N~5N的比较例2、3的压敏传感器的电阻值变化量与负载为0N~5N的实施例1~3的压敏传感器的电阻值变化量相比,大幅度减小。
另外,根据图8、图9以及表1所示的结果可知,实施例1以及实施例2的压敏传感器,在刚制成后的负载及电阻值的特性与从制成起经过了200小时后的负载及电阻值的特性之间,没有观察到显著的差异,负载及电阻值的特性的随时间变化较小。
另一方面,根据图10以及表1所示的结果可知,比较例2的压敏传感器,在刚制成后的负载及电阻值的特性与从制成起经过了200小时后的负载及电阻值的特性之间,没有差异,负载及电阻值的特性的随时间变化较大。
如以上所述,确认出根据实施例1的压敏传感器1B,能够使微小的负载作为较大的电阻值的变化而高精度地检测出,并且长期使用也能够确保稳定的压敏特性。
附图标记说明:1、1B、1C、1D…压敏传感器;2…第一基板;21…第一面;3…第二基板;31…第二面;4、4B、4C…第一电极;40…***部;41…第一电极层;42、421、422…第二电极层;43…主体部;44…低部;45…第一检测用电极;46…第一虚设电极;5、5B…第二电极;51、511、512…第三电极层;52、521、522…第四电极层;53…第二检测用电极;54…第二检测用电极;6…隔离物;61…开口;62…上表面;63…下表面。
Claims (8)
1.一种压敏传感器,其特征在于,具备:
第一基板;
第二基板,其与所述第一基板对置;
第一电极,其设置于所述第一基板的第一面;
第二电极,其按照与所述第一电极对置的方式设置于所述第二基板的第二面;以及
隔离物,其在与所述第一电极以及所述第二电极对应的位置具有开口,并且夹在所述第一基板与所述第二基板之间,
在所述第一电极以及所述第二电极中仅所述第一电极具有***至所述开口的***部,
所述***部的总厚度具有与所述隔离物的厚度实质上相同的厚度,
所述第一电极的一部分或者所述第一基板与所述隔离物的一个面接触,
所述第二电极中最接近所述第一基板的面的一部分与所述隔离物的另一个面接触,
在包含所述第一电极和所述第二电极的区域中,所述第一面与所述第二面实质上平行。
2.根据权利要求1所述的压敏传感器,其特征在于,
所述***部与所述开口的内壁面分离。
3.根据权利要求1或2所述的压敏传感器,其特征在于,
所述第一电极具有:
主体部,其包含所述***部;以及
低部,其设置在所述主体部的周围,具有比所述主体部低的高度,
所述低部与所述隔离物的一个面接触。
4.根据权利要求3所述的压敏传感器,其特征在于,
所述主体部具备:
第一电极层,其设置在所述第一基板上;以及
第二电极层,其按照覆盖所述第一电极层的方式设置,具有比所述第一电极层的电阻值高的电阻值,
所述低部具备所述第一电极层或者所述第二电极层。
5.根据权利要求4所述的压敏传感器,其特征在于,
所述第一电极层和所述第二电极层的厚度实质上不同,
所述低部具有与所述第一电极层的厚度或者所述第二电极层的厚度中的较大一方的厚度实质上相等的厚度的电极层。
6.根据权利要求3所述的压敏传感器,其特征在于,
所述低部从所述主体部沿径向连续地形成。
7.根据权利要求3所述的压敏传感器,其特征在于,
所述低部是沿径向与所述主体部分离地形成的虚设电极。
8.根据权利要求1所述的压敏传感器,其特征在于,
所述第一电极或者所述第二电极中的至少一方具有含有弹性珠粒的表面层。
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