箔型压力传感器制造技术

一种箔型开关元件，包括：通过垫片以特定距离彼此分隔开设置的第一载体箔和第二载体箔，所述垫片包括至少一个凹槽，该凹槽限定了所述开关元件的有源区域，以及以下述方式设置在所述第一和第二载体箔之间、开关元件有源区域中的至少两个电极， 即，响应于作用在所述开关元件有源区域上的压力，第一和第二载体箔克服弹性载体箔的反作用力被压在一起，并且在至少两个电极之间建立起电接触，其特征在于，所述载体箔的至少其中之一包括具有至少两层不同材料的多层结构。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种箔型开关元件，其包括第一载体箔和第二载体箔，二者通过垫片彼此之间间隔开特定的距离设置。所述垫片包括至少一个凹槽，该凹槽限定了所述开关元件的有源区域。至少两个电极以下述方式设置在所述第一和第二载体箔之间的开关元件有源区域中，即，响应于作用在所述开关元件的有源区域上的压力，克服所述弹性载体箔的反作用力第一和第二载体箔被压在一起，并且在至少两个电极之间建立起电接触。
技术介绍
这种箔型开关元件的若干实施例在现有技术中是公知的。这些开关元件中的某些开关构造成简单开关，也就是包括设置在第一载体箔上的第一电极，以及设置在第二载体箔上、与第一平面电极呈面对关系的第二电极。所述电极可以是平面结构，在所述有源区域中基本上覆盖各自载体箔的整个表面。在现有技术中已知的其它开关元件构造为具有电阻的压力传感器，其电阻是随所施加的压力而变化的。在这种压力传感器的第一实施例中，第一电极设置在第一载体箔上而第二电极以与第一电极呈面对关系设置在第二载体箔上。至少其中一个电极由一层压敏材料，例如半导体材料所覆盖，从而在第一和第二载体箔响应于作用在开关元件上的力被压在一起时，在第一和第二电极之间经由压敏材料层建立起电连接。这种类型的压力传感器通常被称作以所谓的“直通模式”工作。在所述压力传感器的另一实施例中，第一和第二电极以间隔开的关系设置在第一和第二载体箔的其中之一上，而另一个载体箔由一层压敏材料所覆盖。所述压敏材料层以面对第一和第二电极的关系设置，使得在所述第一和第二载体箔响应作用在所述有源区域上的力被压在一起时，压敏材料层并联第一和第二电极。这些传感器被称作以所谓的“并联模式”工作。上述的开关元件可以用成本效率高的方式进行制造并且在实践中已经被证明是非常耐用和可靠的。这种开关元件的电气响应依靠所述电极的类型、可能的压敏材料层的存在、在开关元件有源区域中电极的设计及它们的布置方式，并且最终取决于物理接触，这种接触对应作用在所述有源区域上的力在所述电极之间建立起来。在某一力作用在所述有源区域的情况下，所述电极之间的物理接触是由所述开关元件的机械响应而决定的。这种机械响应取决于所述载体箔(通常是PET箔片)的弹性特性，有源区域的横向尺寸以及两个相对载体箔之间的距离。对于给定尺寸和结构的开关元件来说，可以通过调整所述载体箔的机械特性而相应地调整所述开关元件的机械响应。这可以通过适当地选择载体箔的材料以及通过使所述箔片厚度适应所希望的机械响应而实现。对所述载体箔材料的选择有若干要求。首先，要使用的材料应该具有高且恒定的弹性模量，并且为所述开关元件提供好的机械强度和高的化学防护力。另外高的防潮能力是优选的。除了这些要求以外，所述材料应为电极的导电墨水提供良好的附着力，并且在墨水的干燥过程中抵抗所述墨水应力，从而将所述载体箔的变形最小化。所述材料应该还允许用半导体材料进行充分地涂敷，并且不应对放电敏感。最后所使用的材料的成本应该是低的。不幸的是，在市场中没有物质材料可以满足这些要求，从而对所述材料的选择最终在所希望的特性和成本之间作出妥协。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种经过改善的箔型开关元件。这一目的是通过根据权利要求1所述的箔型开关元件而实现。这种箔型开关元件包括第一载体箔和第二载体箔，二者通过垫片彼此之间间隔开特定的距离设置。所述垫片包括至少一个凹槽，该凹槽限定所述开关元件的有源区域。至少两个电极以下述方式设置在所述第一和第二载体箔之间、所述开关元件的有源区域中，即，响应于作用在所述开关元件的有源区域上的压力，第一和第二载体箔克服所述弹性载体箔的反作用力被压在一起，而在至少两个电极之间建立起电接触。根据本专利技术，至少其中一个所述载体箔包括具有至少两层不同材料的多层结构。本专利技术开关元件的特性可以被自由地调整成所述开关元件应用所需的要求。实际上，所述载体箔的多层结构可以将不同材料的不同机械、化学和电气特性相结合，从而提供一种具有所需组合特性的载体箔。因此不再给出在若干特性之间妥协的需要，并且所述开关元件可以精确地适于其真正地应用。可以讲的是，因为非常昂贵的材料仅被用在非常薄的层中，所述层的厚度仅是整个载体箔的厚度的几分之一，成本因素可以另人满意地受到控制。多层载体箔的每个不同层具有特定的主要特征，它可以被称作组合载体箔。随之而来的是，如果为了提供所希望的开关元件的机械响应所述载体箔的特定特性被增加，提供这种特性的材料层会被加入到所述载体箔中或者可以增加已经存在的层的厚度。对于某一应用来说，在开关元件以其下表面安装在刚性支撑件上并且一个力仅作用在所述开关元件上表面的情况下，所感兴趣的是仅为第一和第二载体箔中处在上部的那个设置多层结构。这种开关元件的实施例是非常便宜的。但是，如果所述传感器或开关元件将要安装在软性支撑件上时，所述支撑件的反作用力将会对所述传感器的机械响应有影响。可以断定的是，在本专利技术的优选实施例中，所述第一和所述第二载体箔中每一个包括具有至少两层不同材料的多层结构。将会理解的是，取决于开关元件的应用，开关元件的非对称特性可能是所希望的。在这种情况下，第一和第二载体箔的特性优选是彼此不同的。这种不对称的特性例如可以由某种箔型开关元件所提供，在这种箔型开关元件中，所述第一和第二载体箔的多层结构中的若干层是不同的和/或其中所述第一载体箔的多层结构的各个层是由与所述第二载体箔的多层结构的各个层的材料不同的材料所构成。例如，这些实施例例如可以提供一种传感器或开关元件，其上侧具有特定的电特性，而所述传感器的下侧进行特别地改造，从而可以被安装在具有化学腐蚀性的环境中。在本专利技术的优选实施例中，所述多层载体箔的各层包括具有不同机械特性的材料。其不同的各个层由具有不同弹性模量或材料模量的塑料箔片制成，所述塑料箔片在不同温度范围内具有主导的弹性模量。由此形成的载体箔随后例如呈现出较高的弹性模量或在宽温度范围内更恒定的模量。通过这种方式，基于所述温度的开关元件的机械响应可以被调整成满足传感器或开关元件应用的需要。多层载体箔的不同层可以包括不同的塑料箔片。可选地，一个或多个所述层可以包括硬化绝缘树脂层和/或金属箔片。作为载体箔其中一层的所述金属箔片的使用可以将所述开关元件与所述开关元件环境中的电磁辐射屏蔽开。而且，金属箔片的存在可使开关元件同时用在电容性传感系统中。在使用金属箔片的优选实施例中，所述多层载体箔包括两层不同的金属。所述两种不同的金属允许使用双金属材料效应从而将所述有源区域的范围中的载体箔变形成圆顶形状。这种圆顶形状的载体箔允许调整所述传感器灵敏性并且在特定温度范围上允许增加所述传感器响应的一致性。应该注意的是，一种“双金属材料效应”也可以用具有完全不同的相应热膨胀系数的两个塑料薄膜获得。如果所述开关元件被设计用于化学腐蚀性环境中，所述多层载体箔的其中一个所述层，即外层优选地包括具有高化学防护力的材料。在另一个实施例中，在所述开关元件用于具有高燃烧风险的环境中时，所述多层载体箔的其中一个所述层优选地包括阻燃材料。本领域技术人员将会认识到，所述多层载体箔的不同层可能具有不同的厚度。为了在多层载体箔中调整这些层的主要特性的“量”，所述不同层的厚度是可以改变。所述多层载体箔可以通过若干不同的处理产生。在第一实施例中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种箔型开关元件，包括通过垫片以特定距离彼此分隔开设置的第一载体箔和第二载体箔，所述垫片包括至少一个凹槽，该凹槽限定了所述开关元件的有源区域，以及以下述方式设置在所述第一和第二载体箔之间、开关元件有源区域中的至少两个电极，即，响应于作用在所述开关元件有源区域上的压力，第一和第二载体箔克服弹性载体箔的反作用力被压在一起，并且在至少两个电极之间建立起电接触，其特征在于，所述载体箔的至少其中之一包括具有至少两层不同材料的多层结构。2.根据权利要求1所述的箔型开关元件，其中每个所述第一和所述第二载体箔包括具有至少两层不同材料的多层结构。3.根据权利要求2所述的箔型开关元件，其中所述第一和第二载体箔的多层结构中的层的数量是不同的。4.根据权利要求2或3所述的箔型开关元件，所述第一载体箔的多层结构的层是由不同于所述第二载体箔多层结构的层的材料制成的。5.根据权利要求1至4中任一项所述的箔型开关元件，其中所述多层载体箔的所述各层包括具有不同机械特性的材料。6.根据权利要求5所述的箔型开关元件，其中所述多层载体箔的所述各...

【专利技术属性】
技术研发人员：德里斯·沙巴赫，托马斯·施利，沃纳·比克，
申请(专利权)人：IEE国际电子及工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：