JP4075248B2

JP4075248B2 - Pressure sensor

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Publication number: JP4075248B2
Application number: JP28012199A
Authority: JP
Inventors: 朋泰渡辺; 真志都外川; 知久吉見
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2019-09-30
Also published as: JP2001099726A

Description

【０００１】
【技術分野】
本発明は，例えば人体の体圧分布の測定などの低荷重の圧力測定を行うことができる感圧センサに関する。
【０００２】
【従来技術】
人体の体圧分布の計測，および局所的圧力を検出するための感圧センサは，被験者が感圧センサの存在をあまり意識しないように厚みが薄く小型であること，及び体圧という非常に低荷重の圧力を検出することができ，かつ微小圧力に対する抵抗値変化率が大きいことが要求される。
【０００３】
従来の感圧センサ９としては，例えば後述する図８に示すごとく，電気的接点間の表面接触抵抗値変化を利用したものがある。その構造は，同図に示すごとく，一対のベースフィルム９１，９２上にそれぞれ配設した電極１３及び感圧抵抗体１４を所定のギャップを介して対向配置したものである。上記ギャップは，ベースフィルム９１，９２に間に介在させたスペーサ９５により確保してある。
【０００４】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記従来の感圧センサにおいては次の問題がある。
即ち，上記構造の感圧センサ９においては，電極１３と感圧抵抗体１４とのギャップが比較的大きく，両者が接触を開始するまでの不感荷重領域が大きい。
また，形状の薄型化の観点からは，スペーサ９５及びベースフィルム９１，９２の薄肉化が不可欠であるが，単純に薄肉化すれば，製造工程において加工性が悪化し，また，ベースフィルムのたるみ，よれ等によって検出精度が低下するという問題がある。
また，上記従来の感圧センサにおいては，その総厚みを１５０〜２００μｍ程度までは薄くできるが，これでは未だ被験者によって感圧センサの存在が意識されてしまう。
【０００５】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，検出精度を低下させることなく従来よりも薄型化することができる感圧センサ及びその製造方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題の解決手段】
請求項１の発明は，剥離可能な支持体を裏側面に貼設してなる第１のベースフィルムの表側面上に電極を配設すると共に，剥離可能な支持体を裏側面に貼設してなる第２のベースフィルムの表側面上に感圧抵抗体を配設し，
次いで，上記電極と上記感圧抵抗体との間にギャップを設けるためのスペーサを上記２つのベースフィルムの間に配設すると共に上記電極と上記感圧抵抗体とを対面させて積層体を形成し，
次いで，該積層体の外形を所望形状に加工し，
次いで，上記各ベースフィルムの上記支持体を剥離し，除去することを特徴とする感圧センサの製造方法にある。
【０００７】
本発明において最も注目すべきことは，上記２つのベースフィルムには予め支持体を貼設しておき，これを加工後に剥離し，除去することである。
上記第１及び第２のベースフィルムに貼設しておく支持体としては，ベースフィルムと異材質でもかまわないが，熱膨張係数等を同等にするためにベースフィルムと同材質のものが好ましい。
上記ベースフィルム及びその支持体としては，例えば，ＰＥＮ，ＰＥＴ，ＰＥＩ，ＰＰＳ，ＰＡＲ，その他の一般的な樹脂フィルムを適用することができる。
【０００８】
なお，上記電極及び感圧抵抗体のベースフィルム上への配設は，例えばスクリーン印刷により行うことが好ましい。この場合には，電極及び感圧抵抗体の厚みを非常に薄く設けることができる。
また，上記電極としては，例えば，銀，銀とカーボンの混合物等，各種の導電物質を用いることができる。
また，上記感圧抵抗体としては，例えば，各種の導電物質あるいは半導体物質をマトリックスとなるベース樹脂内に分散させたタイプのもの等を用いることができる。
【０００９】
次に，本発明の作用効果につき説明する。
本発明の製造方法においては，上記ベースフィルムに予め上記支持体を貼設しておき，その状態で製造上の各加工工程を行う。そして，例えば打ち抜き等の主要な加工工程が完了した後に，上記ベースフィルムの支持体を剥離し，除去する。そのため，上記ベースフィルムは，加工工程において必要な厚みを有していなくても，上記支持体により加工上の厚みの不足分を補うことができる。それ故，上記ベースフィルムの厚みは，加工性を考慮することなく薄くすることができるので，従来よりも大幅な薄肉化を図ることができる。そして，加工が終了した最終的なベースフィルムの厚みを従来よりも大幅に薄くすることができる。
【００１０】
即ち，加工工程においては，ベースフィルムを上記支持体と合わせた比較的厚みが大きく剛性が高い状態で取り扱うことができる。そのため，加工工程では，従来と同様に良好な作業性で精度よく行うことができる。
そして，主要な加工が終了した後には，上記支持体を除去することにより，ベースフィルの厚みを極薄い状態にすることができ，ひいては感圧センサ全体の厚みを従来よりも大幅に薄くすることができる。
【００１１】
このように，本発明においては，従来と同様の精度の高い加工性を維持しつつ，検出精度を低下させることなく従来よりも薄型化することができる感圧センサの製造方法を提供することができる。
【００１２】
次に，請求項２の発明のように，上記スペーサは粘着剤のみによって構成され，上記２つのベースフィルムは上記粘着剤によって接着されることが好ましい。この場合には，上記粘着剤のみの構成により，従来の両面テープ構造を有していたスペーサよりもスペーサの厚みを薄くすることができ，ひいては感圧センサ全体の厚みを薄くすることができる。
【００１３】
また，請求項３の発明のように，上記粘着剤は，スクリーン印刷により配設されることが好ましい。この場合には，さらもスペーサの厚みを大幅に薄くすることができると共に均一化することができる。そのため，上記電極と感圧抵抗体との間のギャップをさらに小さくすることができ，かつ，感圧センサ全体の厚みをさらに薄くすることができる。
上記粘着剤としては，例えば，アクリル系樹脂，その他のスクリーン印刷が可能な熱可塑性樹脂よりなる粘着剤を用いることができる。
【００１４】
また，請求項４の発明のように，上記粘着剤は熱圧着剤であり，上記積層体を熱圧着プレスにより加熱すると共に加圧することにより上記２つのベースフィルムを接着することもできる。
【００１５】
ここで，上記熱圧着剤とは，加熱によって強い粘着性が生じ，これを加圧することにより対面するものに接着させることができる材料である。具体的には，例えば，ポリエステル系樹脂よりなる熱圧着剤等を用いることができる。
【００１６】
次に，参考発明として，第１のベースフィルム上に配設された電極と，第２ベースフィルム上に配設された感圧抵抗体とを有し，上記電極と上記感圧抵抗体とを対面させると共に両者の間にギャップを設けるためのスペーサを上記２つのベースフィルムの間に配設してなる感圧センサにおいて，
上記スペーサは粘着剤のみからなることを特徴とする感圧センサがある。
【００１７】
本発明の感圧センサにおいて最も注目すべきことは，上記スペーサを上記粘着剤のみにより構成したことである。
この場合には，上記のごとく，従来の両面テープ構造を有していたスペーサよりもスペーサの厚みを薄くすることができる。そのため，上記電極と感圧抵抗体との間のギャップを小さくすることができ，かつ，感圧センサ全体の厚みを薄くすることができる。
【００１８】
また，参考発明として，第１のベースフィルム上に配設された第１の電極と，該第１の電極上に配設された第１の感圧抵抗体と，第２ベースフィルム上に配設された第２の電極と，該第２の電極上に配設された第２の感圧抵抗体とを有し，上記第１及び第２の感圧抵抗体を対面させると共に両者の間にギャップを設けるためのスペーサを上記２つのベースフィルムの間に配設してなる感圧センサにおいて，
上記スペーサは粘着剤のみからなることを特徴とする感圧センサがある。
【００１９】
本発明の感圧センサにおいて最も注目すべきことも，上記スペーサを上記粘着剤のみにより構成したことである。
この場合には，上記と同様に，従来の両面テープ構造を有していたスペーサよりもスペーサの厚みを薄くすることができる。そのため，上記電極と感圧抵抗体との間のギャップを小さくすることができ，かつ，感圧センサ全体の厚みを薄くすることができる。
【００２０】
また，上記スペーサは，上記第１及び第２の電極と上記第１及び第２の感圧抵抗体の外径よりも大きな内径を有し，それらを周囲から囲むように上記２つのベースフィルム間に配設されていることが好ましい。この場合には，感圧抵抗体とスペーサとを積層させることなく上記積層体を構成することができ，上記ギャップの縮小化及び全体厚みの薄肉化を構造上容易にすることができる。
【００２１】
また，上記粘着剤はスクリーン印刷により配設されていることが好ましい。この場合には，スペーサの厚みを更に薄くできると共にその均一性を高めることができる。
【００２２】
また，上記粘着剤は，上記２つのベースフィルム間に配置した状態で加熱すると共に加圧することにより上記２つのベースフィルムを接着する熱圧着剤とすることもできる。
この場合にも，上記と同様に従来よりもスペーサの厚みを薄くすることができ，上記ギャップの縮小化及び感圧センサ全体の厚みの薄肉化を図ることができる。
【００２３】
また，上記スペーサの厚みは５〜５０μｍとすることができる。即ち，上記のスクリーン印刷により配設した粘着剤あるいは熱圧着剤を用いることにより，上記スペーサの厚みを容易に上記特定の範囲内に収めることができる。また，スペーサの厚みが５μｍ未満の場合には，上記電極と感圧抵抗体との間のギャップが小さくなり過ぎるという問題があり，一方，５０μｍを超える場合には上記ギャップの縮小化及び感圧センサ全体の薄肉化の効果が少なくなるという問題がある。
【００２４】
また，上記各ベースフィルムは，上記電極又は感圧センサを配設した面と反対側の面に予め剥離可能な支持体を有しており，加工完了後において該支持体を剥離し，除去してなることが好ましい。この場合には，ベースフィルムの厚みを加工性を考慮することなく薄くすることができるので，従来よりも大幅な薄肉化を図ることができる。
【００２５】
また，この場合には，上記ベースフィルムの厚みは５〜５０μｍとすることができる。ベースフィルムの厚みが５μｍ未満の場合には，剛性が低下しすぎるという問題があり，一方，５０μｍを超える場合には，あまり薄肉化の効果を発揮できないという問題がある。
【００２６】
また，上記感圧センサの総厚みは２０〜１１０μｍとすることが好ましい。感圧センサの総厚み（全体の厚み）が２０μｍ未満の場合には，未だ製造が困難であるという問題がある。一方，１１０μｍを超える場合には，例えば体圧測定に使用した際に被験者が感圧センサの存在を意識してしまうという問題がある。
【００２７】
次に，参考発明として，第１のベースフィルムと第２のベースフィルムとの間に，一対の電極と，該一対の電極の少なくとも一方と所定のギャップを介して配設される１層の感圧抵抗体，もしくは，上記一対の電極の各電極上に形成され，かつ所定のギャップを介して配設される２層の感圧抵抗体とを備え，上記第１もしくは第２のベースフィルムを介して印加される圧力に応じて上記一対の電極の少なくとも一方と１層の感圧抵抗体との接触状態，あるいは上記２層の感圧抵抗体間の接触状態が変化することにより，上記一対の電極間の抵抗が変化する感圧センサにおいて，
圧力が印加される側のベースフィルムの厚さが７５μｍ以下であり，かつ上記ギャップの厚さに対するギャップの上下面の径もしくは対角線の比が２００〜３０００であることを特徴とする感圧センサがある。
【００２８】
本発明において最も注目すべき点は，少なくとも上記の圧力が印加される側のベースフィルムの厚さが７５μｍ以下であり，かつ上記の比（アスペクト比）が２００〜３０００であることである。
そして，この構成により，体圧のような非常に低い圧力を容易に精度よく検知することができる。
【００２９】
上記ベースフィルムの厚さを７５μｍを超える場合には，ベースフィルムの剛性が強いので，体圧のような非常に低い圧力の検知能力が低下するおそれがある。また，上記アスペクト比は，ギャップの厚さをＧ，ギャップの上下面が円形である場合にはその直径をＲ，多角形である場合にはその対角線をＲとした場合に，Ｒ／Ｇにより示される値である。
このアスペクト比が２００未満の場合には，ギャップの厚みに対する感圧部の面積が狭すぎて低圧の印加荷重を検出することが困難となるという問題がある。一方，アスペクト比が３０００を超える場合には，感圧センサの全体サイズが大きくなり過ぎるという問題がある。
【００３０】
次に，上記第１及び第２のベースフィルムの厚さは共に７５μｍ以下であることが好ましい。この場合には，感圧センサ全体の厚みを薄くすることができる。
【００３１】
更に，上記圧力が印加される側のベースフィルムの厚さが５０μｍ以下であることがより好ましい。この場合には，さらに低圧の印加加重を精度よく検知することができる。
また，上記第１及び第２のベースフィルムの厚さが共に５０μｍ以下であることがより好ましい。この場合には，感圧センサ全体の厚さを更に薄くすることができ，感圧センサを装着した際のその存在感をより無くすることができる。
【００３２】
また，上記ギャップの厚さに対するギャップの上下面の径もしくは対角線の比（アスペクト比）が２５０〜１５００であることが更に好ましい。この場合には，より適度なサイズの範囲内で更に感圧精度を向上させることができる。
【００３３】
また，参考発明として，第１のベースフィルムと第２のベースフイルムとの間に，一対の電極と，該一対の電極の少なくとも一方と所定のギャップを介して配設される１層の感圧抵抗体，もしくは，上記一対の電極の各電極上に形成され，かつ所定のギャップを介して配設される２層の感圧抵抗体とを備え，上記第１もしくは第２のベースフィルムを介して印加される圧力に応じて上記一対の電極の少なくとも一方と１層の感圧抵抗体との接触状態，あるいは上記２層の感圧抵抗体間の接触状態が変化することにより，上記一対の電極間の抵抗が変化する感圧センサにおいて，
上記所定のギャップを規定するスペーサを設け，当該スペーサが芯材と，該芯材の両面に塗布された粘着剤とからなり，該粘着剤が上記第１のベースフィルムと上記第２のベースフィルムとの間を接着した後に，１×１０⁶〜１×１０⁸の範囲の弾性率を有することを特徴とする感圧センサがある。
【００３４】
本発明の感圧センサにおいては，上記の特定の範囲の弾性率を有する粘着剤を上記芯材の両面に配設してある。上記範囲の弾性率は，従来の感圧センサに用いられていた接着剤の弾性率よりも高い。この結果，感圧センサのベースフィルムに印加された荷重による接着剤の変形を生じにくくできる。従って，低圧力域から高圧力域に渡って，感圧センサの検出精度を向上することができる。
また，粘着剤のへたりも少なくなるので，長期間に渡って，感圧センサの精度を高精度に維持することができる。
【００３５】
また，上記粘着剤は，フィルム状に形成されて上記芯材の両面に貼り付けられ，上記２つのベースフィルム間に配置した状態で加熱・加圧されたときに粘着性を発現する熱圧着剤とすることもできる。
上記の範囲の弾性率を有する粘着材としては，例えばポリエステル系の樹脂（弾性率１３．５×１０⁷Ｐａ）があるが，粘着性を有し，かつ上記の範囲の弾性率を有する限り，その他の樹脂を使用することも当然可能である。
【００３６】
【発明の実施の形態】
実施形態例１
本発明の実施形態例にかかる感圧センサにつき，図１〜図３を用いて説明する。
本例の感圧センサ１は，図２，図３に示すごとく，いわゆるショーティングバー構造のものであって，第１のベースフィルム１１の上に配設された電極１３と，第２ベースフィルム１２上に配設された感圧抵抗体１４とを有し，上記電極１３と上記感圧抵抗体１４とを対面させると共に両者の間にギャップを設けるためのスペーサ１５を上記２つのベースフィルム１１，１２の間に配設してなる。そして，上記スペーサ１５はスクリーン印刷により配設した粘着剤である。
【００３７】
図３には，上記第１のベースフィルム１１と第２のベースフィルム１２とを展開した図を示してある。
同図に示すごとく，電極１３は，半円状の一対の基部１３１，１３２から櫛歯状に伸びた枝電極１３３，１３４を設けてなる。各基部１３１，１３２は，外部に接続されるリード線部１３５，１３６にそれぞれ接続されている。
感圧抵抗体１４は，上記電極１３の基部１３１，１３２の内径よりも小さい外径の円形状に設けた。
また，スペーサ１５は，上記電極１３の基部１３１，１３２に重なるように，かつ，上記感圧抵抗体１４を囲うようにＣ字状に設けた。
【００３８】
以下，この感圧センサ１の製造方法を詳説する。
図１（ａ）に示すごとく，まず，剥離可能な支持体１１５を裏側面に貼設してなる第１のベースフィルム１１と，同じく剥離可能な支持体１２５を裏側面に貼設してなる第２のベースフィルム１２とを準備した。
そして，同図に示すごとく，第１のベースフィルム１１の表側面上に電極１３を配設すると共に，第２のベースフィルム１２の表側面上に感圧抵抗体１４を配設した。
【００３９】
また，電極１３の配設及び感圧抵抗体１４の配設は，いずれもスクリーン印刷により行った。電極１３としては，銀を用いた。また，感圧抵抗体１４としては熱硬化樹脂にカーボンを分散させたものを用いた。そして，上記のごとく，電極１３の形状は櫛歯状に，感圧抵抗体１４の形状は円盤状にそれぞれ設けた（図３）。
【００４０】
次に，図１（ｂ）に示すごとく，上記第２のベースフィルム１２上にスペーサ１５をスクリーン印刷により設けた。具体的には，印刷用粘着剤として，アクリル系樹脂よりなる熱硬化性粘着剤をスクリーン印刷し，これを上記Ｃ字状のスペーサ１５とした。なお，このスペーサ１５は，第１のベースフィルム１１上に最初に設けても勿論よい。
【００４１】
次に，図１（ｃ）に示すごとく，２つのベースフィルム１１，１２の表側面同士を向き合わせて電極１３と感圧抵抗体１４とを対面させると共に，上記スペーサ１５によって両者の間にギャップを維持しつつ積層体１００を形成した。また，積層体１００はプレスにより上下から加圧して，十分に接着させた。
【００４２】
次に，図１（ｄ）に示すごとく，外形状を所望形状に加工する。本例では打ち抜きプレスにより余分なベースフィルム１１，１２を削除した。
最後に，図１（ｅ）に示すごとく，各ベースフィルム１１，１２の上記支持体１１５，１２５を剥離し，除去することにより，感圧センサ１を完成させた。
【００４３】
次に，本例の作用効果につき説明する。
本例の感圧センサ１は，上記のごとく，予め支持体１１５，１２５を貼設してなる特殊なベースフィルム１１，１２を用いて製造する。即ち，ベースフィルム１１，１２に支持体１１５，１２５を貼設した状態で各加工工程を行い，加工工程が完了した後にベースフィルム１１，１２から支持体１１５，１２５を剥離し，除去する。そのため，上記ベースフィルム１１，１２は，加工工程において必要な厚みを有していなくても，支持体１１５，１２５により加工上の厚みの不足分を補うことができる。それ故，ベースフィルム１１，１２の厚みは，加工性を考慮することなく薄くすることができるので，従来よりも大幅な薄肉化を図ることができる。そして，加工が終了した最終的なベースフィルム１１，１２の厚みを従来よりも大幅に薄くすることができる。
【００４４】
また，本例では，上記スペーサ１５を，スクリーン印刷により配設された粘着剤により構成した。そのため，従来の両面テープ構造を有していたスペーサよりもスペーサの厚みを大幅に薄くすることができると共に均一化することができる。そのため，上記電極１３と感圧抵抗体１４との間のギャップを小さくすることができ，かつ，感圧センサ１全体の厚みをさらに薄くすることができる。
【００４５】
実施形態例２
本例は，図４に示すごとく，実施形態例１におけるスペーサ１５に代えて，熱圧着剤であるラミネートフィルムよりなるスペーサ２５を用いた。
このラミネートフィルムは，ポリエステル系樹脂より構成されており，加熱することにより粘着性が生じるようになっている。このスペーサ２５は，図４に示すごとく，その中央に上記電極１３と感圧抵抗体１４との間のギャップを確保するための空間を設けるため，穴２５５を有するＣ字形状（図３のスペーサ１５参照）にプレスにより打ち抜き形成した。
【００４６】
そして，図５（ａ）に示すごとく，実施形態例１と同様に各ベースフィルム１１，１２を準備すると共にこれに電極１３及び感圧抵抗体１４をそれぞれ印刷により設け，次いで，図５（ｂ）に示すごとく，スペーサ２５を介在させてベースフィルム１１，１２を上記電極１３と感圧抵抗体１４とが対面するように積層して積層体２００を形成した。このとき，スペーサ２５は，一方のベースフィルムと仮圧着させた後，他方のベースフィルムと合わせて上記積層体２００を形成し，その後熱圧着プレスにより加熱及び加圧を行ってスペーサ２５とベースフィルム１１，１２とを接着させる。
【００４７】
次に，図５（ｃ），（ｄ）においては，実施形態例１と同様にして外径打ち抜き及び支持体１１５，１２５の剥離，除去を行うことにより感圧センサが完成する。
【００４８】
本例では，上記のごとくスペーサ２５として熱圧着剤であるラミネートフィルムを用いるので，従来と同様に予め打ち抜き加工を行う場合にも，粘着剤を両面に設けた両面テープの場合と比べて，厚みを薄くすることができる。そのため，従来よりも電極１３と感圧抵抗体１４との間のギャップを小さくすることができる。また，実施形態例１と同様に支持体１１５，１２５を有する特殊なベースフィルム１１，１２を用いるので，全体厚みも従来よりも大幅に薄くすることができる。その他は実施形態例１と同様の作用効果が得られる。
【００４９】
なお，上記スペーサ２５を，芯材の両面に熱圧着剤としてのポリエステル系樹脂を貼り付けた構成としても良い。この場合，芯材としては，ＰＥＴ，ＰＥＮ等の樹脂を使用できる。
この場合には，熱可塑性であるポリエステル系樹脂が冷やされて硬化すると，そのときの弾性率は約１３．５×１０⁷Ｐａとる。このように比較的硬い樹脂を粘着剤として使用することにより，ベースフィルムに印加される荷重によって粘着剤が変形することを抑制することができる。その結果，低圧カ域から高圧力域に渡って，感圧センサの検出精度を向上させることができる。また，粘着剤のへたりも少なくなるので，長期間に渡って感圧センサの精度を高精度に維持することができる。
【００５０】
実施形態例３
本例では，実施形態例における感圧抵抗体１の具体的な寸法例を示すと共に，従来の製造方法により製造した感圧センサ９と寸法等の比較を行った。
まず，本例の感圧抵抗体１の寸法関係を図１の製造工程に沿って説明する。
図１（ａ）に示すごとく，２つのベースフィルム１１，１２の厚みｔ₁はいずれも２５μｍ，その支持体１１５，１２５の厚みｔ₂はいずれも１００μｍとした。
【００５１】
また，同図に示すごとく，電極１３の厚みｔ₃は７μｍ，感圧抵抗体１４の厚みｔ₄は１０μｍとした。
また，図１（ｂ）に示すごとく，スクリーン印刷直後のスペーサ１５の厚みｔ₅は２５μｍとした。
次に，図１（ｃ）に示すごとく，積層体１００を形成し，プレスした後の全体厚みｔ₆は２８２μｍとなった。
その後，図１（ｄ）（ｅ）に示すごとく，積層体１００の外径を打ち抜き加工した後，支持体１１５，１２５を剥離，除去後の全体厚みｔ₇は８２μｍとなった。
また，最終製品における電極１３と感圧抵抗体１４との間のギャップｔ₈は１５μｍとなった。
【００５２】
次に，従来の感圧センサ９の寸法関係を図６，及び図７の製造工程に沿って説明する。
図７（ａ）に示すごとく，ベースフィルム９１，９２としては後の打ち抜き加工に耐えうるように厚みｔ₉₁が７５μｍのものを準備した。
次に，同図に示すごとく，電極１３，感圧抵抗体１４としては，本発明の場合と同様にそれぞれ厚みｔ₉₃が７μｍ，厚みｔ₉₄が１０μｍとした。
【００５３】
一方，従来においては，図６に示すごとく，スペーサ９５として，樹脂よりなる芯材９５１と，それを両面から挟持する粘着剤９５２と，さらにその上に剥離可能に配設された剥離紙９５３とよりなる両面テープを準備した。そして，その中央に上記電極１３と感圧抵抗体１４との間のギャップを確保するための空間を設けるため，穴９５５を有するＣ字形状（図３のスペーサ１５参照）にプレスにより打ち抜き形成した。この打ち抜きを精度よく行うために，スペーサ１５の厚みｔ₉₅は１００μｍとした。
【００５４】
次に，図７（ｂ）に示すごとく，上記剥離紙９５３を剥がしたスペーサ９５を介在させて，電極１３と感圧抵抗体１４とが対面するようにベースフィルム９１，９２を積層して積層体９００を形成した。この積層体９００の全体厚みｔ₉₆は２５７μｍとなった。
次に，図７（ｃ），図８に示すごとく，外径を打ち抜き加工した後の全体厚みｔ₉₇は，上記ｔ₉₆と同じ２５７μｍのままであり，ギャップｔ₉₈は９０μｍとなった。
【００５５】
以上の結果から，本発明品の感圧センサ１は，従来の感圧センサ９に比べ，ベースフィルム１１，１２に剥離可能な支持体１１５，１２５を貼設した特殊なものを用い，かつ，上記スペーサ１５に厚みの薄いスクリーン印刷した粘着剤を用いることにより，従来よりも，全体厚みとギャップの両方を大幅に薄肉化することができた。
【００５６】
実施形態例４
本例では，実施形態例１の感圧センサ１の優れた性能を定量的に評価すべく，試験を行った。また，比較のために実施形態例２において示した従来の感圧センサ９についても同様に試験した。
試験は，各感圧センサに対して印加する面圧を徐々に上昇していき，その面圧（ｋＰａ）と抵抗値（Ω）との関係を求める試験である。
【００５７】
試験結果を図９に示す。同図は，横軸に面圧を，縦軸に抵抗値を取り，本発明品Ｅ１（実施形態例１）の場合を破線により，従来品Ｃ１（実施形態例２中の従来品）の場合を実線により示した。
同図より知られるごとく，従来品Ｃ１は面圧が２０ｋＰａを超えるまで不感領域があり，極低圧領域での圧力測定が困難であることがわかる。これに対し，本発明品Ｅ１は，不感領域が極わずかであり，極低圧状態から圧力測定が可能な優れた感圧センサであることがわかる。
【００５８】
実施形態例５
本例は，図１０に示すごとく，実施形態例１の感圧センサ１をシート状の大きなベースフィルム１１，１２内に複数個設け，ベッドに設置するセンサーシート５を作製した例である。
【００５９】
同図に示すごとく，センサーシート５は，実施形態例１と同様にして，大きなシート状のベースフィルム１１，１２上にそれぞれ１４個の電極１３と感圧抵抗体１４とを印刷により形成し，積層し，最後に支持体１１５，１２５を剥離，除去したものである。なお，上記電極１３の印刷時には，リード線部５５についても同時に印刷により設けた。
【００６０】
このセンサーシート５は，図示しない制御系に上記リード線部５５を接続して，ベッドに設置することにより機能させることができる。
このセンサーシート５を用いれば微妙な体圧変化を精度よくモニターすることができ，医療技術の更なる向上を図ることができる。
【００６１】
実施形態例６
本例の感圧センサ１は，図１１，図１２に示すごとく，いわゆる対面抵抗構造のものであって，第１のベースフィルム１１上に配設された第１の電極３１と，第１の電極３１上に配設された第１の感圧抵抗体４１と，第２ベースフィルム１２上に配設された第２の電極３２と，第２の電極３２上に配設された第２の感圧抵抗体４２とを有し，上記第１及び第２の感圧抵抗体４１，４２を対面させると共に両者の間にギャップを設けるためのスペーサ１５を上記２つのベースフィルム１１，１２の間に配設してなる感圧センサである。そして，上記スペーサは実施形態例１と同様にスクリーン印刷により配設した粘着剤のみからなる。
【００６２】
図１２には，上記第１のベースフィルム１１と第２のベースフィルム１２とを展開した場合の第１のベースフィルム１１の方を示してある。上下面とも同様である。同図に示すごとく，電極３１は，円盤状に設けられ，外部に接続されるリード線部１３５接続されている。
感圧抵抗体４１は，上記電極３１の上に，これを覆うように円盤状に配設されている。なお，図１２においては，説明の都合上，下層の電極３１を透過させて描いてある。
また，スペーサ１５は，上記電極３１及び感圧抵抗体４１と重ならないように，これらよりも大きな内径で囲うようにＣ字状に設けた。
【００６３】
本例の感圧センサを製造するに当たっても，実施形態例１と同様に，剥離可能な支持体１１５を裏側面に貼設してなる第１のベースフィルム１１と，同じく剥離可能な支持体１２５を裏側面に貼設してなる第２のベースフィルム１２とを用いた（図１参照）。そのため，上記と同様に，ベースフィルム１１，１２の厚みは，加工性を考慮することなく薄くすることができるので，従来よりも大幅な薄肉化を図ることができる。
【００６４】
また，本例では，実施形態例１と同様に，上記スペーサ１５を，スクリーン印刷により配設された粘着剤により構成した。そのため，上記と同様に，感圧抵抗体４１，４２の間のギャップを小さくすることができ，かつ，感圧センサ１全体の厚みをさらに薄くすることができる。
その他は実施形態例１と同様の作用効果が得られる。
【００６５】
実施形態例７
本例では，実施形態例１の感圧センサ１と同様の構造の感圧センサにおいて，アスペクト比と，ブレイクポイント荷重との関係を調べた。
具体的には，図２に示すごとく，ギャップの厚さＧに対するギャップの上下面の径Ｒの比（アスペクト比）を種々変更し，測定可能な荷重（ブレイクポイント荷重）を測定した。なお，ベースフィルム１１，１２の厚みとしては，７５μｍの場合を主体とし，比較のため１００μｍの場合も行った。
【００６６】
測定結果を図１３に示す。同図は，横軸にアスペクト比（Ｒ／Ｇ）を，縦軸にブレイクポイント（Ｐａ）をとったものである。
同図から知られるごとく，ベースフィルムの厚みが７５μｍの場合（●）には，アスペクト比が２００を超えたばあいに，２００００Ｐａ以下の体圧を十分検知できることがわかる。一方，ベースフィルムの厚みが１００μｍの場合（■）には，アスペクト比が２００以上であっても体圧を検知するのが困難であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態例１における，感圧センサの製造工程を示す説明図。
【図２】実施形態例１における，感圧センサの構造を示す説明図。
【図３】実施形態例１における，感圧センサの展開説明図。
【図４】実施形態例２における，ラミネートフィルムよりなるスペーサを示す説明図。
【図５】実施形態例２における，感圧センサの製造工程を示す説明図。
【図６】実施形態例３における，従来の感圧センサのスペーサを示す説明図。
【図７】実施形態例３における，従来の感圧センサの製造工程を示す説明図。
【図８】実施形態例３における，従来の加圧センサの構造を示す説明図。
【図９】実施形態例４における，面圧と抵抗値との関係を示す説明図。
【図１０】実施形態例５における，センサーシートの構成を示す説明図。
【図１１】実施形態例６における，感圧センサの構造を示す説明図。
【図１２】実施形態例６における，感圧センサの展開説明図。
【図１３】実施形態例７における，アスペクト比とブレイクポイントとの関係を示す説明図。
【符号の説明】
１．．．感圧センサ，
１１，１２．．．ベースフィルム，
１１５，１２５．．．支持体，
１３．．．電極，
１４．．．感圧抵抗体，
１５，２５，９５．．．スペーサ，[0001]
【Technical field】
The present invention relates to a pressure sensor capable of performing pressure measurement with a low load such as measurement of body pressure distribution of a human body.
[0002]
[Prior art]
The pressure sensor for measuring the body pressure distribution of the human body and detecting local pressure is thin and small so that the subject is not very aware of the presence of the pressure sensor, and the body pressure is extremely low. It is required that the pressure of the load can be detected and that the resistance value change rate with respect to a minute pressure is large.
[0003]
As a conventional pressure-sensitive sensor 9, for example, as shown in FIG. 8 to be described later, there is one using a change in surface contact resistance value between electrical contacts. As shown in the figure, the structure is such that the electrode 13 and the pressure-sensitive resistor 14 respectively disposed on a pair of base films 91 and 92 are opposed to each other with a predetermined gap therebetween. The gap is secured by a spacer 95 interposed between the base films 91 and 92.
[0004]
[Problems to be solved]
However, the conventional pressure sensor has the following problems.
That is, in the pressure-sensitive sensor 9 having the above-described structure, the gap between the electrode 13 and the pressure-sensitive resistor 14 is relatively large, and the insensitive load region until the two start contact is large.
In addition, from the viewpoint of thinning the shape, it is indispensable to thin the spacer 95 and the base films 91 and 92. However, if the thickness is simply reduced, the workability deteriorates in the manufacturing process, and the sagging of the base film. There is a problem that the detection accuracy is lowered due to twisting or the like.
Further, in the conventional pressure sensitive sensor, the total thickness can be reduced to about 150 to 200 μm, but this still makes the presence of the pressure sensitive sensor conscious by the subject.
[0005]
The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a pressure-sensitive sensor that can be made thinner than the conventional one without reducing the detection accuracy, and a method for manufacturing the same.
[0006]
[Means for solving problems]
In the first aspect of the present invention, an electrode is disposed on the front side of the first base film formed by pasting a peelable support on the back side, and a peelable support is stuck on the back side. A pressure sensitive resistor is disposed on the front side of the second base film,
Next, a spacer for providing a gap between the electrode and the pressure-sensitive resistor is disposed between the two base films, and the electrode and the pressure-sensitive resistor are faced to form a laminate. And
Next, the outer shape of the laminate is processed into a desired shape,
Next, the pressure sensitive sensor manufacturing method is characterized in that the support of each base film is peeled off and removed.
[0007]
What should be noted most in the present invention is that a support is attached in advance to the two base films, and these are peeled off after processing.
The support to be attached to the first and second base films may be made of a different material from that of the base film, but the same material as that of the base film is preferable in order to make the thermal expansion coefficient equal.
As the base film and its support, for example, PEN, PET, PEI, PPS, PAR, and other general resin films can be applied.
[0008]
The electrode and the pressure sensitive resistor are preferably disposed on the base film by, for example, screen printing. In this case, the electrodes and the pressure sensitive resistor can be provided very thin.
In addition, as the electrode, for example, various conductive materials such as silver and a mixture of silver and carbon can be used.
Further, as the pressure sensitive resistor, for example, a type in which various conductive materials or semiconductor materials are dispersed in a base resin as a matrix can be used.
[0009]
Next, the effects of the present invention will be described.
In the manufacturing method of this invention, the said support body is previously affixed on the said base film, and each processing process on manufacture is performed in the state. Then, after the main processing steps such as punching are completed, the base film support is peeled off and removed. Therefore, even if the base film does not have a thickness necessary for the processing step, the support can compensate for the shortage of the processing thickness. Therefore, since the thickness of the base film can be reduced without considering workability, the thickness can be significantly reduced as compared with the conventional case. And the thickness of the final base film after processing can be made much thinner than before.
[0010]
That is, in the processing step, the base film can be handled with a relatively large thickness and high rigidity combined with the support. For this reason, the machining process can be performed with good workability and accuracy as in the prior art.
Then, after the main processing is completed, by removing the above support, the thickness of the base fill can be made extremely thin, and as a result, the thickness of the entire pressure sensitive sensor can be made much thinner than before. Can do.
[0011]
Thus, in the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a pressure-sensitive sensor that can be made thinner than the prior art without reducing the detection accuracy while maintaining the same highly accurate workability as in the prior art. it can.
[0012]
Next, as in the invention of claim 2, it is preferable that the spacer is composed only of an adhesive, and the two base films are bonded by the adhesive. In this case, the configuration of only the pressure-sensitive adhesive can make the spacer thinner than the spacer having the conventional double-sided tape structure, and thus the thickness of the entire pressure-sensitive sensor can be reduced.
[0013]
Further, as in the invention of claim 3, the above Adhesive Is preferably arranged by screen printing. In this case, the thickness of the spacer can be greatly reduced and made uniform. Therefore, the gap between the electrode and the pressure sensitive resistor can be further reduced, and the thickness of the entire pressure sensitive sensor can be further reduced.
As the pressure-sensitive adhesive, for example, a pressure-sensitive adhesive made of an acrylic resin or other thermoplastic resin capable of screen printing can be used.
[0014]
Further, as in the invention of claim 4, the pressure-sensitive adhesive is a thermocompression bonding agent, and the two base films can be bonded by heating and pressurizing the laminated body with a thermocompression pressing.
[0015]
Here, the thermocompression bonding agent is a material that is strongly sticky by heating and can be adhered to the facing surface by pressurizing it. Specifically, for example, a thermocompression bonding agent made of polyester resin can be used.
[0016]
next, As a reference invention , Having an electrode disposed on the first base film and a pressure-sensitive resistor disposed on the second base film, the electrode and the pressure-sensitive resistor facing each other and between them In the pressure-sensitive sensor in which a spacer for providing a gap is disposed between the two base films,
The pressure sensor is characterized in that the spacer comprises only an adhesive. But is there.
[0017]
What should be noted most in the pressure-sensitive sensor of the present invention is that the spacer is composed of only the adhesive.
In this case, as described above, the spacer can be made thinner than the spacer having the conventional double-sided tape structure. Therefore, the gap between the electrode and the pressure sensitive resistor can be reduced, and the thickness of the entire pressure sensitive sensor can be reduced.
[0018]
Also, As a reference invention , A first electrode disposed on the first base film, a first pressure sensitive resistor disposed on the first electrode, and a second disposed on the second base film. And a second pressure-sensitive resistor disposed on the second electrode, the first and second pressure-sensitive resistors face each other and a gap is provided between them. In the pressure sensitive sensor in which the spacer is disposed between the two base films,
The pressure sensor is characterized in that the spacer comprises only an adhesive. But is there.
[0019]
What is most noticeable in the pressure-sensitive sensor of the present invention is that the spacer is composed only of the adhesive.
In this case, similar to the above, the spacer can be made thinner than the spacer having the conventional double-sided tape structure. Therefore, the gap between the electrode and the pressure sensitive resistor can be reduced, and the thickness of the entire pressure sensitive sensor can be reduced.
[0020]
Also , The spacer has an inner diameter larger than the outer diameter of the first and second electrodes and the first and second pressure sensitive resistors, and is arranged between the two base films so as to surround them from the periphery. It is preferable to be provided. In this case, the laminated body can be configured without laminating the pressure sensitive resistor and the spacer, and the reduction of the gap and the reduction of the overall thickness can be facilitated structurally.
[0021]
Also , The pressure-sensitive adhesive is preferably disposed by screen printing. In this case, the thickness of the spacer can be further reduced and the uniformity thereof can be improved.
[0022]
Also , The pressure-sensitive adhesive can also be used as a thermocompression bonding agent that bonds the two base films by heating and pressurizing in a state of being disposed between the two base films.
Also in this case, similarly to the above, the spacer can be made thinner than before, and the gap can be reduced and the thickness of the entire pressure-sensitive sensor can be reduced.
[0023]
Also , The spacer may have a thickness of 5 to 50 μm. That is, the thickness of the spacer can be easily within the specific range by using the adhesive or the thermocompression bonding agent provided by the screen printing. In addition, when the spacer thickness is less than 5 μm, there is a problem that the gap between the electrode and the pressure sensitive resistor becomes too small. On the other hand, when the spacer thickness exceeds 50 μm, the gap is reduced and the pressure sensitivity is reduced. There is a problem that the effect of thinning the entire sensor is reduced.
[0024]
Also , Each of the base films has a support that can be peeled in advance on the surface opposite to the surface on which the electrode or pressure sensor is disposed, and the support is peeled off and removed after processing is completed. It is preferable. In this case, since the thickness of the base film can be reduced without considering workability, the thickness can be significantly reduced as compared with the conventional case.
[0025]
Also in this case , The thickness of the base film can be 5 to 50 μm. When the thickness of the base film is less than 5 μm, there is a problem that the rigidity is excessively lowered. On the other hand, when the thickness exceeds 50 μm, there is a problem that the effect of thinning cannot be exhibited so much.
[0026]
Also , The total thickness of the pressure sensitive sensor is preferably 20 to 110 μm. If the total thickness (total thickness) of the pressure sensor is less than 20 μm, there is a problem that it is still difficult to manufacture. On the other hand, when it exceeds 110 μm, there is a problem that the subject becomes aware of the presence of the pressure sensor when used for measuring body pressure, for example.
[0027]
next, As a reference invention , A pair of electrodes between the first base film and the second base film, and one layer of a pressure-sensitive resistor disposed through a predetermined gap with at least one of the pair of electrodes, or A pressure layer formed on each electrode of the pair of electrodes and having two layers of pressure-sensitive resistors disposed via a predetermined gap, and a pressure applied via the first or second base film Accordingly, the contact state between at least one of the pair of electrodes and the one-layer pressure-sensitive resistor or the contact state between the two-layer pressure-sensitive resistors changes, so that the resistance between the pair of electrodes is reduced. In a changing pressure sensor,
A pressure-sensitive sensor characterized in that the thickness of the base film on the side to which pressure is applied is 75 μm or less, and the ratio of the diameter or diagonal of the upper and lower surfaces of the gap to the thickness of the gap is 200 to 3000 But is there.
[0028]
The most notable points in the present invention are that at least the thickness of the base film to which the pressure is applied is 75 μm or less, and the ratio (aspect ratio) is 200 to 3000.
With this configuration, a very low pressure such as body pressure can be detected easily and accurately.
[0029]
When the thickness of the base film exceeds 75 μm, the rigidity of the base film is strong, so that there is a possibility that the detection capability of very low pressure such as body pressure may be reduced. The aspect ratio is given by R / G, where G is the thickness of the gap, R is the diameter when the upper and lower surfaces of the gap are circular, and R is the diagonal when it is polygonal. The value shown.
When the aspect ratio is less than 200, there is a problem that it is difficult to detect a low-pressure applied load because the area of the pressure-sensitive portion with respect to the gap thickness is too small. On the other hand, when the aspect ratio exceeds 3000, there is a problem that the overall size of the pressure-sensitive sensor becomes too large.
[0030]
next , Both the first and second base films preferably have a thickness of 75 μm or less. In this case, the thickness of the entire pressure sensor can be reduced.
[0031]
More , More preferably, the thickness of the base film to which the pressure is applied is 50 μm or less. In this case, it is possible to accurately detect the applied load of low pressure.
Also , It is more preferable that the thicknesses of the first and second base films are both 50 μm or less. In this case, the thickness of the entire pressure sensor can be further reduced, and the presence of the pressure sensor can be further eliminated.
[0032]
Also , More preferably, the ratio (aspect ratio) of the diameter or diagonal of the upper and lower surfaces of the gap with respect to the thickness of the gap is 250 to 1500. In this case, the pressure sensitivity accuracy can be further improved within a more appropriate size range.
[0033]
Also, As a reference invention , A pair of electrodes and at least one of the pair of electrodes between the first base film and the second base film, and a single-layer pressure-sensitive resistor disposed through a predetermined gap, or A pressure layer formed on each electrode of the pair of electrodes and having two layers of pressure-sensitive resistors disposed via a predetermined gap, and a pressure applied via the first or second base film Accordingly, the contact state between at least one of the pair of electrodes and the one-layer pressure-sensitive resistor or the contact state between the two-layer pressure-sensitive resistors changes, so that the resistance between the pair of electrodes is reduced. In a changing pressure sensor,
A spacer for defining the predetermined gap is provided, and the spacer includes a core material and an adhesive applied to both surfaces of the core material, and the adhesive is the first base film and the second base film. 1 × 10 after bonding between ⁶ ~ 1x10 ⁸ There is a pressure-sensitive sensor characterized by having an elastic modulus in the range of
[0034]
In the pressure-sensitive sensor of the present invention, the adhesive having the elastic modulus in the specific range described above is disposed on both surfaces of the core material. The elastic modulus in the above range is higher than the elastic modulus of the adhesive used in the conventional pressure sensor. As a result, it is possible to prevent the adhesive from being deformed by a load applied to the base film of the pressure sensor. Therefore, the detection accuracy of the pressure sensor can be improved from the low pressure range to the high pressure range.
In addition, since the adhesive sag is reduced, the accuracy of the pressure sensor can be maintained with high accuracy over a long period of time.
[0035]
Also , The pressure-sensitive adhesive is a thermocompression bonding agent that is formed into a film and is attached to both surfaces of the core material, and exhibits adhesiveness when heated and pressed in a state of being disposed between the two base films. You can also.
As an adhesive material having an elastic modulus in the above range, for example, a polyester resin (elastic modulus: 13.5 × 10 ⁷ Pa), but other resins can of course be used as long as they are sticky and have an elastic modulus in the above range.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1
A pressure-sensitive sensor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The pressure-sensitive sensor 1 of this example has a so-called shorting bar structure as shown in FIGS. 2 and 3, and includes an electrode 13 disposed on the first base film 11 and a second base film. The two base films 11 have spacers 15 for providing a gap between the electrodes 13 and the pressure sensitive resistor 14. , 12 are arranged. The spacer 15 is an adhesive disposed by screen printing.
[0037]
FIG. 3 is a developed view of the first base film 11 and the second base film 12.
As shown in the figure, the electrode 13 is provided with branch electrodes 133 and 134 extending in a comb shape from a pair of semicircular base portions 131 and 132. The bases 131 and 132 are connected to lead wire portions 135 and 136 connected to the outside, respectively.
The pressure sensitive resistor 14 was provided in a circular shape having an outer diameter smaller than the inner diameter of the base portions 131 and 132 of the electrode 13.
The spacer 15 was provided in a C shape so as to overlap the base portions 131 and 132 of the electrode 13 and to surround the pressure sensitive resistor 14.
[0038]
Hereinafter, a manufacturing method of the pressure sensor 1 will be described in detail.
As shown in FIG. 1 (a), first, a first base film 11 formed by pasting a peelable support 115 on the back side and a peelable support 125 are stuck on the back side. A second base film 12 was prepared.
As shown in the figure, the electrode 13 was disposed on the front side surface of the first base film 11, and the pressure sensitive resistor 14 was disposed on the front side surface of the second base film 12.
[0039]
In addition, the electrode 13 and the pressure sensitive resistor 14 were both arranged by screen printing. Silver was used as the electrode 13. Further, as the pressure sensitive resistor 14, a thermosetting resin in which carbon is dispersed is used. As described above, the electrode 13 is provided in a comb-like shape, and the pressure-sensitive resistor 14 is provided in a disc shape (FIG. 3).
[0040]
Next, as shown in FIG. 1B, spacers 15 were provided on the second base film 12 by screen printing. Specifically, a thermosetting adhesive made of an acrylic resin was screen-printed as an adhesive for printing, and this was used as the C-shaped spacer 15. Of course, the spacer 15 may be provided on the first base film 11 first.
[0041]
Next, as shown in FIG. 1C, the electrodes 13 and the pressure sensitive resistor 14 face each other with the front side surfaces of the two base films 11 and 12 facing each other, and the spacer 15 causes a gap between them. The laminate 100 was formed while maintaining the above. Moreover, the laminated body 100 was pressed from the upper and lower sides by a press and sufficiently adhered.
[0042]
Next, as shown in FIG. 1D, the outer shape is processed into a desired shape. In this example, excess base films 11 and 12 were deleted by a punching press.
Finally, as shown in FIG. 1 (e), the pressure sensitive sensor 1 was completed by peeling off and removing the supports 115, 125 of the base films 11, 12.
[0043]
Next, the effect of this example will be described.
As described above, the pressure-sensitive sensor 1 of the present example is manufactured using the special base films 11 and 12 in which the supports 115 and 125 are pasted in advance. That is, each processing step is performed in a state where the supports 115 and 125 are attached to the base films 11 and 12, and after the processing steps are completed, the supports 115 and 125 are peeled from the base films 11 and 12 and removed. Therefore, even if the base films 11 and 12 do not have a thickness required in the processing step, the support 115 and 125 can compensate for the shortage in processing thickness. Therefore, since the thickness of the base films 11 and 12 can be reduced without considering workability, the thickness can be significantly reduced as compared with the conventional case. And the thickness of the final base films 11 and 12 after processing can be made much thinner than before.
[0044]
In this example, the spacer 15 is made of an adhesive disposed by screen printing. Therefore, the thickness of the spacer can be greatly reduced and made uniform as compared with the spacer having the conventional double-sided tape structure. Therefore, the gap between the electrode 13 and the pressure sensitive resistor 14 can be reduced, and the thickness of the entire pressure sensitive sensor 1 can be further reduced.
[0045]
Embodiment 2
In this example, as shown in FIG. 4, instead of the spacer 15 in the first embodiment, a spacer 25 made of a laminate film as a thermocompression bonding agent was used.
This laminate film is made of a polyester-based resin, and becomes sticky when heated. As shown in FIG. 4, the spacer 25 has a C-shape having a hole 255 (the spacer shown in FIG. 3) in order to provide a space for securing a gap between the electrode 13 and the pressure sensitive resistor 14 at the center. 15)).
[0046]
Then, as shown in FIG. 5A, the base films 11 and 12 are prepared in the same manner as in the first embodiment, and the electrodes 13 and the pressure sensitive resistors 14 are provided by printing, respectively, and then FIG. ), The base film 11, 12 was laminated with the spacer 25 interposed so that the electrode 13 and the pressure sensitive resistor 14 faced to form a laminate 200. At this time, after the spacer 25 is temporarily pressure-bonded to one base film, the laminate 200 is formed together with the other base film, and then heated and pressed by a thermo-compression press to form the spacer 25 and the base film. 11 and 12 are adhered.
[0047]
Next, in FIGS. 5C and 5D, the pressure sensor is completed by punching the outer diameter and peeling and removing the supports 115 and 125 in the same manner as in the first embodiment.
[0048]
In this example, as described above, a laminate film, which is a thermocompression bonding agent, is used as the spacer 25. Therefore, even when punching is performed in the same manner as in the prior art, the thickness is larger than in the case of a double-sided tape provided with adhesive on both sides. Can be made thinner. Therefore, the gap between the electrode 13 and the pressure sensitive resistor 14 can be made smaller than before. Moreover, since the special base films 11 and 12 which have the support bodies 115 and 125 are used like Embodiment 1, the whole thickness can also be made thinner than before. In other respects, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
[0049]
The spacer 25 may have a configuration in which a polyester resin as a thermocompression bonding agent is attached to both surfaces of the core material. In this case, a resin such as PET or PEN can be used as the core material.
In this case, when the thermoplastic polyester resin is cooled and cured, the elastic modulus at that time is about 13.5 × 10. ⁷ Take Pa. Thus, by using a relatively hard resin as an adhesive, it is possible to suppress the adhesive from being deformed by a load applied to the base film. As a result, the detection accuracy of the pressure sensor can be improved from the low pressure range to the high pressure range. Moreover, since the adhesive sag is reduced, the accuracy of the pressure sensor can be maintained with high accuracy over a long period of time.
[0050]
Embodiment 3
In this example, specific dimensions of the pressure-sensitive resistor 1 in the embodiment are shown, and the dimensions and the like are compared with those of the pressure-sensitive sensor 9 manufactured by the conventional manufacturing method.
First, the dimensional relationship of the pressure sensitive resistor 1 of this example will be described along the manufacturing process of FIG.
As shown in FIG. 1 (a), the thickness t of the two base films 11 and 12 is t. ₁ Is 25 μm, and the thicknesses t of the supports 115 and 125 are t. ₂ Were 100 μm.
[0051]
Further, as shown in FIG. _Three Is the thickness t of the pressure sensitive resistor 14 _Four Was 10 μm.
Further, as shown in FIG. 1B, the thickness t of the spacer 15 immediately after screen printing. _Five Was 25 μm.
Next, as shown in FIG. 1C, the total thickness t after forming the laminated body 100 and pressing it. ₆ Was 282 μm.
Thereafter, as shown in FIGS. 1D and 1E, after the outer diameter of the laminate 100 is punched out, the entire thickness t after peeling off and removing the supports 115 and 125 is removed. ₇ Was 82 μm.
Further, the gap t between the electrode 13 and the pressure sensitive resistor 14 in the final product. ₈ Was 15 μm.
[0052]
Next, the dimensional relationship of the conventional pressure-sensitive sensor 9 will be described along the manufacturing steps shown in FIGS.
As shown in FIG. 7A, the base films 91 and 92 have a thickness t so that they can withstand the subsequent punching process. ₉₁ Of 75 μm was prepared.
Next, as shown in the figure, the electrode 13 and the pressure-sensitive resistor 14 have the thickness t as in the present invention. ₉₃ Is 7μm, thickness t ₉₄ Was 10 μm.
[0053]
On the other hand, conventionally, as shown in FIG. 6, as a spacer 95, a core material 951 made of resin, an adhesive 952 that sandwiches it from both sides, and a release paper 953 that is detachably disposed thereon are provided. The double-sided tape which consists of was prepared. Then, in order to provide a space for securing a gap between the electrode 13 and the pressure sensitive resistor 14 at the center, a C-shape having a hole 955 (see the spacer 15 in FIG. 3) was punched out by pressing. . In order to perform this punching accurately, the thickness t of the spacer 15 ₉₅ Was 100 μm.
[0054]
Next, as shown in FIG. 7B, the base films 91 and 92 are laminated so that the electrode 13 and the pressure sensitive resistor 14 face each other through the spacer 95 from which the release paper 953 is peeled off. A body 900 was formed. Total thickness t of this laminate 900 ₉₆ Was 257 μm.
Next, as shown in FIGS. 7 (c) and 8, the overall thickness t after punching the outer diameter t. ₉₇ T ₉₆ The same as 257 μm and the gap t ₉₈ Was 90 μm.
[0055]
From the above results, the pressure-sensitive sensor 1 of the present invention uses a special one in which the peelable supports 115 and 125 are pasted on the base films 11 and 12 as compared with the conventional pressure-sensitive sensor 9, and By using a thin screen-printed adhesive for the spacer 15, both the overall thickness and the gap can be significantly reduced as compared with the conventional case.
[0056]
Embodiment 4
In this example, a test was conducted to quantitatively evaluate the excellent performance of the pressure-sensitive sensor 1 of the first embodiment. For comparison, the conventional pressure-sensitive sensor 9 shown in Embodiment 2 was also tested in the same manner.
In the test, the surface pressure applied to each pressure sensor is gradually increased, and the relationship between the surface pressure (kPa) and the resistance value (Ω) is obtained.
[0057]
The test results are shown in FIG. In the figure, the horizontal axis represents the surface pressure, the vertical axis represents the resistance value, and the case of the product E1 of the present invention (Embodiment 1) is indicated by a broken line, and the case of the conventional product C1 (the conventional product in Embodiment 2) Is shown by a solid line.
As can be seen from the figure, the conventional product C1 has a dead region until the surface pressure exceeds 20 kPa, and it is difficult to measure pressure in the extremely low pressure region. On the other hand, it can be seen that the product E1 of the present invention has an extremely insensitive area and is an excellent pressure sensor capable of measuring pressure from an extremely low pressure state.
[0058]
Embodiment 5
In this example, as shown in FIG. 10, a plurality of pressure-sensitive sensors 1 of Embodiment 1 are provided in large sheet-like base films 11 and 12, and a sensor sheet 5 installed on a bed is produced.
[0059]
As shown in the figure, the sensor sheet 5 is formed by printing 14 electrodes 13 and a pressure-sensitive resistor 14 on a large sheet-like base film 11 and 12, respectively, in the same manner as in the first embodiment. Laminated, and finally the supports 115 and 125 are peeled off and removed. At the time of printing the electrode 13, the lead wire portion 55 was also provided by printing.
[0060]
The sensor sheet 5 can be made to function by connecting the lead wire portion 55 to a control system (not shown) and installing it on the bed.
If this sensor sheet 5 is used, subtle changes in body pressure can be accurately monitored, and medical technology can be further improved.
[0061]
Embodiment 6
As shown in FIGS. 11 and 12, the pressure-sensitive sensor 1 of this example has a so-called facing resistance structure, and includes a first electrode 31 disposed on the first base film 11, A first pressure-sensitive resistor 41 disposed on the electrode 31; a second electrode 32 disposed on the second base film 12; and a second electrode disposed on the second electrode 32. A spacer 15 is provided between the two base films 11 and 12 and has a pressure-sensitive resistor 42, and the first and second pressure-sensitive resistors 41 and 42 face each other and a gap is provided between them. This is a pressure sensitive sensor. And the said spacer consists only of the adhesive arrange | positioned by screen printing similarly to Example 1. FIG.
[0062]
FIG. 12 shows the first base film 11 when the first base film 11 and the second base film 12 are developed. The same applies to the upper and lower surfaces. As shown in the figure, the electrode 31 is provided in a disk shape and connected to a lead wire portion 135 connected to the outside.
The pressure sensitive resistor 41 is disposed on the electrode 31 in a disc shape so as to cover it. In FIG. 12, for the convenience of explanation, the lower electrode 31 is drawn through.
Further, the spacer 15 was provided in a C shape so as not to overlap the electrode 31 and the pressure sensitive resistor 41 so as to be surrounded by an inner diameter larger than these.
[0063]
Even in manufacturing the pressure-sensitive sensor of this example, as in the first embodiment, the first base film 11 having the peelable support 115 attached to the back side surface and the peelable support 125 And a second base film 12 formed on the back side surface (see FIG. 1). Therefore, similarly to the above, since the thickness of the base films 11 and 12 can be reduced without considering workability, the thickness can be significantly reduced as compared with the conventional case.
[0064]
In this example, as in the first embodiment, the spacer 15 is made of an adhesive disposed by screen printing. Therefore, similarly to the above, the gap between the pressure sensitive resistors 41 and 42 can be reduced, and the entire thickness of the pressure sensitive sensor 1 can be further reduced.
In other respects, the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
[0065]
Embodiment 7
In this example, the relationship between the aspect ratio and the break point load was investigated in the pressure sensor having the same structure as the pressure sensor 1 of the first embodiment.
Specifically, as shown in FIG. 2, the ratio (aspect ratio) of the diameter R of the upper and lower surfaces of the gap to the thickness G of the gap was variously changed, and a measurable load (break point load) was measured. In addition, as the thickness of the base films 11 and 12, the case of 75 μm was mainly used, and the case of 100 μm was also performed for comparison.
[0066]
The measurement results are shown in FIG. In the figure, the horizontal axis represents the aspect ratio (R / G), and the vertical axis represents the break point (Pa).
As can be seen from the figure, when the thickness of the base film is 75 μm (●), a body pressure of 20000 Pa or less can be sufficiently detected when the aspect ratio exceeds 200. On the other hand, when the thickness of the base film is 100 μm (■), it can be seen that it is difficult to detect body pressure even if the aspect ratio is 200 or more.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view showing a manufacturing process of a pressure-sensitive sensor in Embodiment 1;
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a structure of a pressure sensor in the first embodiment.
FIG. 3 is a development explanatory view of a pressure sensor in the first embodiment.
4 is an explanatory view showing a spacer made of a laminate film in Embodiment 2. FIG.
5 is an explanatory view showing a manufacturing process of a pressure-sensitive sensor in Embodiment 2. FIG.
6 is an explanatory view showing a spacer of a conventional pressure sensor in Embodiment 3. FIG.
7 is an explanatory view showing a manufacturing process of a conventional pressure-sensitive sensor in Embodiment 3. FIG.
FIG. 8 is an explanatory view showing the structure of a conventional pressure sensor in Embodiment 3.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship between the surface pressure and the resistance value in the fourth embodiment.
10 is an explanatory diagram showing a configuration of a sensor sheet in Embodiment 5. FIG.
FIG. 11 is an explanatory view showing the structure of a pressure sensor in Embodiment 6.
12 is a development explanatory view of a pressure-sensitive sensor in Embodiment 6. FIG.
13 is an explanatory diagram showing a relationship between an aspect ratio and a break point in Embodiment 7. FIG.
[Explanation of symbols]
1. . . Pressure sensor,
11,12. . . Base film,
115,125. . . Support,
13. . . electrode,
14 . . Pressure sensitive resistor,
15, 25, 95. . . Spacer,

Claims

A second base film in which an electrode is disposed on the front side of a first base film formed by pasting a peelable support on the back side, and a peelable support is stuck on the back side A pressure sensitive resistor is arranged on the front side of
Next, a spacer for providing a gap between the electrode and the pressure-sensitive resistor is disposed between the two base films, and the electrode and the pressure-sensitive resistor are faced to form a laminate. And
Next, the outer shape of the laminate is processed into a desired shape,
Next, the method for producing a pressure-sensitive sensor, wherein the support of each base film is peeled off and removed.

2. The method of manufacturing a pressure-sensitive sensor according to claim 1, wherein the spacer is composed only of an adhesive, and the two base films are bonded together using the adhesive.

The pressure-sensitive sensor manufacturing method according to claim 2, wherein the pressure-sensitive adhesive is disposed by screen printing.

3. The method for manufacturing a pressure-sensitive sensor according to claim 2, wherein the pressure-sensitive adhesive is a thermocompression bonding agent, and the two base films are bonded together by heating and pressurizing the laminated body with a thermocompression press.