荷重傳感器制造技術

本發明專利技術的荷重傳感器（1）包括用于檢測載荷的能夠伸縮的傳感器部（10）和連接于傳感器部（10）的布線部（01y～08y）。布線部（01y～08y）包括：第一導電層（32），其配置在具有伸縮性的基材（31）的表面，含有彈性體和導電性碳粉末；以及第二導電層（33），其層疊在第一導電層（32）上，面積小于第一導電層（32），含有彈性體和金屬粉末。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利摘要】本專利技術的荷重傳感器（1）包括用于檢測載荷的能夠伸縮的傳感器部（10）和連接于傳感器部（10）的布線部（01y～08y）。布線部（01y～08y）包括：第一導電層（32），其配置在具有伸縮性的基材（31）的表面，含有彈性體和導電性碳粉末；以及第二導電層（33），其層疊在第一導電層（32）上，面積小于第一導電層（32），含有彈性體和金屬粉末。【專利說明】荷重傳感器
本專利技術涉及一種包括能夠伸縮的傳感器部及布線部的柔軟的荷重傳感器，詳細地講，涉及一種布線部的構造。
技術介紹
例如在專利文獻I中公開有一種隔著能夠伸縮的介電層交叉配置正面側電極和背面側電極而成的靜電電容式傳感器。在正反方向上相對的正面側電極和背面側電極之間形成有多個檢測部。當對靜電電容式傳感器施加載荷時，該部分的檢測部的厚度變小，即正面側電極和背面側電極之間的距離變小。由此，檢測部的靜電電容變大。這樣，采用靜電電容式傳感器，能夠根據靜電電容的變化檢測載荷分布。在專利文獻I所述的柔軟的靜電電容式傳感器中，為了使由載荷引起的介電層的彈性變形不受限制，正面側電極及背面側電極(以下適當地統稱作“電極”)、將電極和測量電路電連接在一起的布線由將彈性體作為母材的導電材料形成。專利文獻1:日本特開2011 - 75322號公報專利文獻2:日本特開2005 - 317638號公報專利文獻3:日本特開2004 - 031641號公報專利文獻4:日本特開平6 - 194680號公報
技術實現思路
專利技術要解決的問題作為布線的導電材料，從減小電阻的方面考慮，可以使用銀粉末。具體地講，如上述專利文獻I所述，布線是通過對銀膏進行絲網印刷而形成的，該銀膏是通過使銀粉末分散在彈性體成分的聚合物中而得到的。由于傳感器的大小與傳感區域的關系，能夠配置布線的空間受到限制。因此，為了使每一根布線的寬度變小，不得不將銀膏印刷得盡可能地細(減小寬度)。另一方面，布線的電阻小的話則較佳。此外，還要求布線具有能經得住反復的伸長、彎曲的耐久性。因此，將銀膏印刷得盡量地厚。例如，在將上述靜電電容式傳感器用作汽車的座位或輪椅的座椅傳感器的情況下，容易受到局部較大的載荷。在這種情況下，傳感器會發生較大程度的變形，布線也隨之伸長。像上述那樣，單根布線的面積較小。而且，為了減小電阻，相對大量地混合了銀粉末，因此，與電極相比較其伸縮性較差。因此，當局部施加較大的載荷時，有可能會因伸長而導致電阻明顯增加或者發生斷線。這樣，在柔軟的傳感器中，提高布線的耐久性成為課題，但利用印刷法能夠形成的厚度存在極限。此外，在僅增大布線的厚度時，難以抑制電阻的增加或者斷線。本專利技術即是鑒于這樣的實際情況而做成的，其課題在于，提供一種包括能夠伸縮且耐久性優異的布線部的柔軟的荷重傳感器。用于解決問題的方案(I)為了解決上述課題，本專利技術的荷重傳感器的特征在于，包括用于檢測載荷的能夠伸縮的傳感器部和連接于該傳感器部的布線部，該布線部包括:第一導電層，其配置在具有伸縮性的基材的表面，含有彈性體和導電性碳粉末；以及第二導電層，其層疊在該第一導電層上，面積小于該第一導電層，含有彈性體和金屬粉末。布線部具有至少第一導電層和第二導電層層疊而成的雙層構造。第一導電層和第二導電層均將彈性體作為母材。因此它們能夠與基材一同伸縮。此外，通過將含有存在加強效果的導電性碳粉末的第一導電層夾設在基材和相當于以往的布線的第二導電層之間，能夠加強第二導電層。而且，第一導電層含有導電性碳粉末，因此，其彈性模量小于含有金屬粉末的第二導電層。通過在基材和第二導電層之間夾設柔軟的第一導電層，能夠由第一導電層吸收在伸縮時產生的應力從而緩和該應力。此外，在第一導電層中，與第二導電層相比較，在伸長的情況下電阻的增加較小。因此，在伸長時即使第二導電層的電阻增加，或者，即使產生裂紋而使導通斷開，也能夠通過所接觸的第一導電層確保導通。例如，在將面積大小不同的兩層粘貼起來而層疊的情況下，若率先形成面積較小的小面積層，則容易在層疊于該小面積層上的面積較大的大面積層和小面積層的側面之間產生間隙，伸縮時的應力會集中在該部分。通過利用印刷法形成，能夠解決該問題。但是，在利用印刷法率先形成小面積層的情況下，存在有在之后印刷的大面積層中與小面積層的邊緣抵接的部分的厚度變薄這樣的問題。這樣，無法獲得由層疊產生的充分的加強效果。在這一點上，采用本專利技術的布線部，按照基材、第一導電層(面積大)、第二導電層(面積小)的順序層疊。也就是說，在率先形成大面積層之后形成小面積層。因此，利用粘貼、印刷中的任一種方法形成，都不會產生上述問題。因而，能夠充分地發揮由層疊產生的加強效果。像以上說明的那樣，采用本專利技術，布線部的耐久性提高。因而，本專利技術的荷重傳感器的耐久性優異。另外，在上述專利文獻2中公開了一種具有絕緣性基板、印刷在絕緣性基板上的碳電路以及印刷在碳電路上的銀膏制的布線電路的布線板。但是，專利文獻2所述的是印刷線路板、電路板等布線板。與荷重傳感器不同，對于這種布線板并不要求伸縮性。因此，理所當然，碳電路和布線電路也不需要伸縮性。碳電路只不過是起到抑制銀布線的移動的作用。在專利文獻2中，銀布線相對于伸長、彎曲的耐久性并未成為問題。此外，在上述專利文獻3、4中公開了一種碳膏和銀膏的雙層構造的導電層。但是，在任一個導電層中都不需要伸縮性。因此，銀布線相對于伸長、彎曲的耐久性并未成為問題。(2)優選的是，在上述(I)的結構的基礎上，宜形成為如下結構:在上述布線部中，上述第二導電層的一部分埋入到上述第一導電層中。采用本結構，第一導電層和第二導電層的接觸面積變大，兩者的貼合力變大。由此，即使反復伸縮，第一導電層和第二導電層也不易剝離。此外，由第一導電層對第二導電層產生的加強效果也變大。(3)優選的是，在上述(I)或(2)的結構的基礎上，宜形成為如下結構:上述第一導電層和上述第二導電層是分別利用印刷法形成的。采用印刷法，能夠容易地形成長條、細線、薄膜狀的第一導電層和第二導電層。作為印刷法，例如能夠列舉出噴墨印刷、柔性印刷、凹版印刷、絲網印刷、移印印刷、光刻等。其中，出于容易調整涂膜厚度、尺寸精度也較高這樣的理由，優選絲網印刷法。像上述那樣，第二導電層的面積小于第一導電層的面積。因此，即使采用印刷法，不會產生在面積較小的薄膜上印刷面積較大的薄膜時上側的薄膜的厚度變薄這樣的印刷高度差的問題。(4)優選的是，在上述(3)的結構的基礎上，宜形成為如下結構:在將用于形成上述第一導電層的第一導電涂料涂敷在上述基材的表面之后，在半固化狀態的該第一導電涂料的表面涂敷用于形成上述第二導電層的第二導電涂料，從而形成上述布線部。在本結構中，半固化狀態是指涂敷好的涂料完全固化之前的狀態。當在使第一導電涂料完全固化之前涂敷第二導電涂料時，第一導電涂料的涂膜表面因第二導電涂料的涂敷壓力而凹陷。通過在該狀態下使第一導電涂料和第二導電涂料固化，能夠形成第二導電層的一部分埋入到第一導電層中的上述(2)的結構的布線部。此外，第二導電層的面積小于第一導電層的面積。例如，若按照與本結構相反的順序印刷，即在小面積的第二導電涂料上印刷大面積的第一導電涂料，則第一導電涂料所含有的大量溶劑會覆蓋半固化狀態的第二導電涂料的涂膜表面。由此，第本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種荷重傳感器，其特征在于，包括：用于檢測載荷的能夠伸縮的傳感器部；以及連接于該傳感器部的布線部；該布線部包括：第一導電層，其配置在具有伸縮性的基材的表面，含有彈性體和導電性碳粉末；以及第二導電層，其層疊在該第一導電層上，面積小于該第一導電層，含有彈性體和金屬粉末。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：川口絢也，吉川武明，田口祐太朗，小林淳，吉川均，
申請(專利權)人：東海橡塑工業株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP