荷重传感器制造技术

本发明专利技术的荷重传感器（1）包括用于检测载荷的能够伸缩的传感器部（10）和连接于传感器部（10）的布线部（01y～08y）。布线部（01y～08y）包括：第一导电层（32），其配置在具有伸缩性的基材（31）的表面，含有弹性体和导电性碳粉末；以及第二导电层（33），其层叠在第一导电层（32）上，面积小于第一导电层（32），含有弹性体和金属粉末。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术的荷重传感器（1）包括用于检测载荷的能够伸缩的传感器部（10）和连接于传感器部（10）的布线部（01y～08y）。布线部（01y～08y）包括：第一导电层（32），其配置在具有伸缩性的基材（31）的表面，含有弹性体和导电性碳粉末；以及第二导电层（33），其层叠在第一导电层（32）上，面积小于第一导电层（32），含有弹性体和金属粉末。【专利说明】荷重传感器
本专利技术涉及一种包括能够伸缩的传感器部及布线部的柔软的荷重传感器，详细地讲，涉及一种布线部的构造。
技术介绍
例如在专利文献I中公开有一种隔着能够伸缩的介电层交叉配置正面侧电极和背面侧电极而成的静电电容式传感器。在正反方向上相对的正面侧电极和背面侧电极之间形成有多个检测部。当对静电电容式传感器施加载荷时，该部分的检测部的厚度变小，即正面侧电极和背面侧电极之间的距离变小。由此，检测部的静电电容变大。这样，采用静电电容式传感器，能够根据静电电容的变化检测载荷分布。在专利文献I所述的柔软的静电电容式传感器中，为了使由载荷引起的介电层的弹性变形不受限制，正面侧电极及背面侧电极(以下适当地统称作“电极”)、将电极和测量电路电连接在一起的布线由将弹性体作为母材的导电材料形成。专利文献1:日本特开2011 - 75322号公报专利文献2:日本特开2005 - 317638号公报专利文献3:日本特开2004 - 031641号公报专利文献4:日本特开平6 - 194680号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题作为布线的导电材料，从减小电阻的方面考虑，可以使用银粉末。具体地讲，如上述专利文献I所述，布线是通过对银膏进行丝网印刷而形成的，该银膏是通过使银粉末分散在弹性体成分的聚合物中而得到的。由于传感器的大小与传感区域的关系，能够配置布线的空间受到限制。因此，为了使每一根布线的宽度变小，不得不将银膏印刷得尽可能地细(减小宽度)。另一方面，布线的电阻小的话则较佳。此外，还要求布线具有能经得住反复的伸长、弯曲的耐久性。因此，将银膏印刷得尽量地厚。例如，在将上述静电电容式传感器用作汽车的座位或轮椅的座椅传感器的情况下，容易受到局部较大的载荷。在这种情况下，传感器会发生较大程度的变形，布线也随之伸长。像上述那样，单根布线的面积较小。而且，为了减小电阻，相对大量地混合了银粉末，因此，与电极相比较其伸缩性较差。因此，当局部施加较大的载荷时，有可能会因伸长而导致电阻明显增加或者发生断线。这样，在柔软的传感器中，提高布线的耐久性成为课题，但利用印刷法能够形成的厚度存在极限。此外，在仅增大布线的厚度时，难以抑制电阻的增加或者断线。本专利技术即是鉴于这样的实际情况而做成的，其课题在于，提供一种包括能够伸缩且耐久性优异的布线部的柔软的荷重传感器。用于解决问题的方案(I)为了解决上述课题，本专利技术的荷重传感器的特征在于，包括用于检测载荷的能够伸缩的传感器部和连接于该传感器部的布线部，该布线部包括:第一导电层，其配置在具有伸缩性的基材的表面，含有弹性体和导电性碳粉末；以及第二导电层，其层叠在该第一导电层上，面积小于该第一导电层，含有弹性体和金属粉末。布线部具有至少第一导电层和第二导电层层叠而成的双层构造。第一导电层和第二导电层均将弹性体作为母材。因此它们能够与基材一同伸缩。此外，通过将含有存在加强效果的导电性碳粉末的第一导电层夹设在基材和相当于以往的布线的第二导电层之间，能够加强第二导电层。而且，第一导电层含有导电性碳粉末，因此，其弹性模量小于含有金属粉末的第二导电层。通过在基材和第二导电层之间夹设柔软的第一导电层，能够由第一导电层吸收在伸缩时产生的应力从而缓和该应力。此外，在第一导电层中，与第二导电层相比较，在伸长的情况下电阻的增加较小。因此，在伸长时即使第二导电层的电阻增加，或者，即使产生裂纹而使导通断开，也能够通过所接触的第一导电层确保导通。例如，在将面积大小不同的两层粘贴起来而层叠的情况下，若率先形成面积较小的小面积层，则容易在层叠于该小面积层上的面积较大的大面积层和小面积层的侧面之间产生间隙，伸缩时的应力会集中在该部分。通过利用印刷法形成，能够解决该问题。但是，在利用印刷法率先形成小面积层的情况下，存在有在之后印刷的大面积层中与小面积层的边缘抵接的部分的厚度变薄这样的问题。这样，无法获得由层叠产生的充分的加强效果。在这一点上，采用本专利技术的布线部，按照基材、第一导电层(面积大)、第二导电层(面积小)的顺序层叠。也就是说，在率先形成大面积层之后形成小面积层。因此，利用粘贴、印刷中的任一种方法形成，都不会产生上述问题。因而，能够充分地发挥由层叠产生的加强效果。像以上说明的那样，采用本专利技术，布线部的耐久性提高。因而，本专利技术的荷重传感器的耐久性优异。另外，在上述专利文献2中公开了一种具有绝缘性基板、印刷在绝缘性基板上的碳电路以及印刷在碳电路上的银膏制的布线电路的布线板。但是，专利文献2所述的是印刷线路板、电路板等布线板。与荷重传感器不同，对于这种布线板并不要求伸缩性。因此，理所当然，碳电路和布线电路也不需要伸缩性。碳电路只不过是起到抑制银布线的移动的作用。在专利文献2中，银布线相对于伸长、弯曲的耐久性并未成为问题。此外，在上述专利文献3、4中公开了一种碳膏和银膏的双层构造的导电层。但是，在任一个导电层中都不需要伸缩性。因此，银布线相对于伸长、弯曲的耐久性并未成为问题。(2)优选的是，在上述(I)的结构的基础上，宜形成为如下结构:在上述布线部中，上述第二导电层的一部分埋入到上述第一导电层中。采用本结构，第一导电层和第二导电层的接触面积变大，两者的贴合力变大。由此，即使反复伸缩，第一导电层和第二导电层也不易剥离。此外，由第一导电层对第二导电层产生的加强效果也变大。(3)优选的是，在上述(I)或(2)的结构的基础上，宜形成为如下结构:上述第一导电层和上述第二导电层是分别利用印刷法形成的。采用印刷法，能够容易地形成长条、细线、薄膜状的第一导电层和第二导电层。作为印刷法，例如能够列举出喷墨印刷、柔性印刷、凹版印刷、丝网印刷、移印印刷、光刻等。其中，出于容易调整涂膜厚度、尺寸精度也较高这样的理由，优选丝网印刷法。像上述那样，第二导电层的面积小于第一导电层的面积。因此，即使采用印刷法，不会产生在面积较小的薄膜上印刷面积较大的薄膜时上侧的薄膜的厚度变薄这样的印刷高度差的问题。(4)优选的是，在上述(3)的结构的基础上，宜形成为如下结构:在将用于形成上述第一导电层的第一导电涂料涂敷在上述基材的表面之后，在半固化状态的该第一导电涂料的表面涂敷用于形成上述第二导电层的第二导电涂料，从而形成上述布线部。在本结构中，半固化状态是指涂敷好的涂料完全固化之前的状态。当在使第一导电涂料完全固化之前涂敷第二导电涂料时，第一导电涂料的涂膜表面因第二导电涂料的涂敷压力而凹陷。通过在该状态下使第一导电涂料和第二导电涂料固化，能够形成第二导电层的一部分埋入到第一导电层中的上述(2)的结构的布线部。此外，第二导电层的面积小于第一导电层的面积。例如，若按照与本结构相反的顺序印刷，即在小面积的第二导电涂料上印刷大面积的第一导电涂料，则第一导电涂料所含有的大量溶剂会覆盖半固化状态的第二导电涂料的涂膜表面。由此，第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荷重传感器，其特征在于，包括：用于检测载荷的能够伸缩的传感器部；以及连接于该传感器部的布线部；该布线部包括：第一导电层，其配置在具有伸缩性的基材的表面，含有弹性体和导电性碳粉末；以及第二导电层，其层叠在该第一导电层上，面积小于该第一导电层，含有弹性体和金属粉末。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：川口绚也，吉川武明，田口祐太朗，小林淳，吉川均，
申请(专利权)人：东海橡塑工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP