CN106017747A - 感压传感器 - Google Patents

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wiring layer
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小掠哲义
野稻启二
增田忍
江崎贤
江崎贤一
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Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Abstract

本公开的一个方式所涉及的感压传感器具备：第一感压元件，其包括：包括具有导电性的多个第一突起的第一导电体层、多个第一布线层、以及设置在所述第一突起与所述第一布线层之间的第一电介质层；以及第二感压元件，其包括：包括具有导电性的多个第二突起的第二导电体层、多个第二布线层、以及设置在所述第二突起与所述第二布线层之间的第二电介质层，所述第一感压元件和所述第二感压元件相互层叠。

Description

感压传感器
技术领域
本公开涉及感压传感器。更详细而言，本公开涉及能够用于各种电子设备的静电电容式的感压传感器。
背景技术
近年来，不断快速实现智能手机以及车载导航系统等各种电子设备的高功能化以及多样化。伴随于此，作为电子设备的构成要素的感压元件也被要求可靠的操作性。感压元件是将弹性体等作为构成素材，伴随来自外部的载荷的施加来进行探测的传感器。因此，这样的感压元件能够在各种电气设备中作为“传感器元件”来合适地利用。
特别是可以考虑构成为以矩阵形态来使用感压元件以使得能够检测二维平面上的载荷位置，并能够检测起因于载荷施加的静电电容变化的装置。
发明内容
解决课题的手段
本公开的一个方式所涉及的感压传感器具备：第一感压元件，其包括：包括具有导电性的多个第一突起的第一导电体层、多个第一布线层、以及设置在所述第一突起与所述第一布线层之间的第一电介质层；以及第二感压元件，其包括：包括具有导电性的多个第二突起的第二导电体层、多个第二布线层、以及设置在所述第二突起与所述第二布线层之间的第二电介质层，所述第一感压元件和所述第二感压元件相互层叠。
发明效果
本公开的一个方式所涉及的感压传感器是能够测定面内载荷分布的装置，但装置的整体构造却比较简易。尤其是，相互层叠化的感压元件彼此为同样/同种，因此装置构造作为整体变得简易。此外，起因于这样的装置构造，电路结构也作为整体而变得简易。
附图说明
图1是表示本公开的一个方式所涉及的感压传感器的构成的示意图。
图2A是示意性地表示本公开的第1实施方式所涉及的感压传感器的构成的俯视透视图。
图2B是示意性地表示本公开的第1实施方式所涉及的感压传感器的构成的剖面图。
图2C是表示本公开的第1实施方式所涉及的感压传感器的电路结构的示意图。
图3A是示意性地表示本公开的第2实施方式所涉及的感压传感器的构成的俯视透视图。
图3B是示意性地表示本公开的第2实施方式所涉及的感压传感器的构成的剖面图。
图3C是表示本公开的第2实施方式所涉及的感压传感器的电路结构的示意图。
图4是表示本公开的一个方式所涉及的感压传感器的层叠结构的变更形态的示意剖面图。
图5是表示本公开的一个方式所涉及的感压传感器的层叠结构的变更形态的示意剖面图。
图6是表示本公开的一个方式所涉及的感压传感器的层叠结构的变更形态的示意剖面图。
图7是表示本公开的一个方式所涉及的感压传感器的层叠结构的变更形态的示意剖面图。
图8是表示本公开的一个方式所涉及的感压传感器的层叠结构的变更形态的示意剖面图。
图9是表示本公开的一个方式所涉及的感压传感器的层叠结构的变更形态的示意剖面图。
图10是表示本公开的一个方式所涉及的感压传感器的层叠结构的变更形态的示意剖面图。
图11是表示本公开的一个方式所涉及的感压传感器的层叠结构的变更形态的示意剖面图。
图12是表示本公开的一个方式所涉及的感压传感器的层叠结构的变更形态的示意剖面图。
图13是表示本公开的一个方式所涉及的感压传感器的层叠结构的变更形态的示意剖面图。
图14是表示本公开的一个方式所涉及的感压传感器的层叠结构的变更形态的示意剖面图。
图15是表示本公开的一个方式所涉及的感压传感器的层叠结构的变更形态的示意剖面图。
图16是表示本公开的一个方式所涉及的感压传感器的层叠结构的变更形态的示意剖面图。
图17是表示本公开的一个方式所涉及的感压传感器的制造方法的示意剖面图。
图18A是示意性地表示在本公开的一个方式所涉及的感压传感器的制造方法中使用的双面布线基板的构成的俯视图。
图18B是示意性地表示在本公开的一个方式所涉及的感压传感器的制造方法中使用的双面布线基板的构成的仰视图。
标号说明
10 第一感压元件
11 第一突起
11’ 第一突起的最顶部分
12 第一导电体层
15 第一布线层
17 第一电介质层(副绝缘层)
18 副绝缘层
19 第一布线基板
20 第二感压元件
21 第二突起
21’ 第二突起的最顶部分
22 第二导电体层
25 第二布线层
27 第二电介质层(副绝缘层)
28 副绝缘层
29 第二布线基板
30 支撑层/支撑基板
40 测定电路
41 第一公共电极层
42 第二公共电极层
50 电开关
70 双面布线基板
71、72 双面布线基板的布线
73 双面布线基板的绝缘部
81、82 电介质构件(电介质层)
77 引出部
100 感压传感器
具体实施方式
本申请的发明人专心研究之后，这次发现了关于从前的感压传感器存在进一步的改善点。具体来说，发现了对面内载荷分布进行测定的静电电容式的感压传感器的传感器构成(装置构造以及/或者电路结构等)复杂，在这一点上存在应改善的事项。
例如，在JP特开平01-92632号公报的电容性压力检测装置中，将面内分为5个分区来进行检测，各个电极与运算放大器连接。为了以更精细的分辨率来取得压力的面内分布，需要使分区小而多。其结果，需要多个运算放大器，需要电路规模大且高价的电路。
此外，在JP特开2014-142193号公报的载荷分布检测装置中，通过将电极配置为2层，并在分别正交的方向上将电极形成为带状，来测定面内的载荷分布。但是，在这样的装置中，在检测排列为矩阵状的元件的电容时，不仅阳极需要切换，阴极也需要切换。因此，所连接的开关需要准备“阳极的切换开关”以及“阴极的切换开关”这2种开关，导致高成本。此外，为了将与端子不存在于同一平面的电极引出至端子需要形成通孔，将电极与端子部分进行电连接。其结果，半导体元件以及电路结构变得复杂，载荷分布检测装置变得高价。
本公开的感压传感器，能够不采取复杂的传感器构成而以简易的构成测定面内载荷分布。
本公开的一个方式所涉及的感压传感器，具备：第一感压元件，其包括：包括具有导电性的多个第一突起的第一导电体层、多个第一布线层、以及设置于所述第一突起与所述第一布线层之间的第一电介质层；以及第二感压元件，其包括：包括具有导电性的多个第二突起的第二导电体层、多个第二布线层、以及设置于所述第二突起与所述第二布线层之间的第二电介质层，所述第一感压元件和所述第二感压元件相互层叠。
本公开的一个方式所涉及的感压传感器，也可以还具备：测定电路，其包括分别与所述第一感压元件以及所述第二感压元件各自电连接的阴极端子以及阳极端子，对所述第一感压元件以及所述第二感压元件的电容进行测定；以及电开关，其仅设置于所述阴极端子及所述阳极端子的一方与所述第一感压元件之间、以及所述阴极端子及所述阳极端子的所述一方与所述第二感压元件之间。
在本公开的一个方式所涉及的感压传感器中，也可以是所述多个第一布线层中的彼此相邻的2个第一布线层的一方与所述阴极端子电连接，所述彼此相邻的2个第一布线层的另一方与所述阳极端子电连接，并且所述多个第二布线层中的彼此相邻的2个第二布线层的一方与所述阴极端子电连接，所述彼此相邻的2个第二布线层的另一方与所述阳极端子电连接。
在本公开的一个方式所涉及的感压传感器中，也可以是所述第一感压元件还包括与所述多个第一布线层对向的第一公共电极层，所述第二感压元件还包括与所述多个第二布线层对向的第二公共电极层。
本公开的一个方式所涉及的感压传感器，也可以还具备测定电路，所述测定电路包括分别与所述第一感压元件以及所述第二感压元件各自电连接的阴极端子以及阳极端子，对所述第一感压元件以及所述第二感压元件的电容进行测定，所述第一布线层以及所述第一公共电极层的一方与所述阴极端子电连接，所述第一布线层以及所述第一公共电极层的另一方与所述阳极端子电连接，并且所述第二布线层以及所述第二公共电极层的一方与所述阴极端子电连接，所述第二布线层以及所述第二公共电极层的另一方与所述阳极端子电连接。
在本公开的一个方式所涉及的感压传感器中，也可以是所述第一布线层在第一方向上延伸，所述第二布线层在与所述第一方向不同的第二方向上延伸。
在本公开的一个方式所涉及的感压传感器中，也可以是所述多个第一突起和所述多个第二突起彼此朝向同一方向。
在本公开的一个方式所涉及的感压传感器中，也可以是所述多个第一突起和所述多个第二突起彼此朝向相反方向。
本公开的一个方式所涉及的感压传感器，也可以还具备第一布线基板以及第二布线基板，所述第一布线层设置于所述第一布线基板，所述第二布线层设置于所述第二布线基板。
在本公开的一个方式所涉及的感压传感器中，也可以是所述第一电介质层设置于所述第一布线基板，所述第二电介质层设置于所述第二布线基板。
本公开的一个方式所涉及的感压传感器，也可以还具备双面布线基板，所述双面布线基板具有第一主面以及与所述第一主面相反的一侧的第二主面，所述第一布线层以及所述第二布线层的一方设置于所述第一主面，所述第一布线层以及所述第二布线层的另一方设置于所述第二主面。
在本公开的一个方式所涉及的感压传感器中，也可以是所述双面布线基板位于所述第一导电体层与所述第二导电体层之间。
本公开的一个方式所涉及的感压传感器，也可以还具备配置在所述第一感压元件与所述第二感压元件之间的支撑层。
[本公开的感压传感器]
以下，参照附图对本公开的一个方式所涉及的感压传感器进行说明。附图所示的各种要素只不过为了本公开的理解而示意性地进行了表示，尺寸比以及外观等可能与实物不同，需要留意。此外，在本说明书中直接或间接使用的“上下方向”对应于图中的上下方向。
图1示意性地表示本公开的一个方式所涉及的感压传感器100的构成。本公开的感压传感器100至少由第一感压元件10以及第二感压元件20构成。第一感压元件10具有“具备多个第一突起11的第一导电体层12”、“多个第一布线层15”以及“设置于第一突起11与第一布线层15之间的第一电介质层17”。同样地，第二感压元件20具有“具备多个第二突起21的第二导电体层22”、“多个第二布线层25”以及“设置于第二突起21与第二布线层25之间的第二电介质层27”。第一突起11以及第二突起21具有导电性。
如图所示，第一感压元件10与第二感压元件20相互层叠，通过这样的层叠化，构成了本公开的感压传感器100。即，本公开的一个方式所涉及的感压传感器100具有至少层叠了2层相同或同种的感压元件的构成。
“具备多个第一突起11的第一导电体层12”以及“具备多个第二突起21的第二导电体层22”分别具有交替地排列了凹部和凸部的层形态。第一导电体层12与多个第一布线层15对向配置。具体来说，第一导电体层12和多个第一布线层15以第一电介质层17介于之间的形态相互对向配置。如图所示，第一导电体层12以及第一布线层15被配置成在“第一突起11的最顶部分11’”与“多个第一布线层15”之间夹入第一电介质层17。同样地，第二导电体层22与多个第二布线层25对向配置。具体来说，第二导电体层22和多个第二布线层25以第二电介质层27介于之间的形态相互对向配置。特别是如图所示，第二导电体层22以及第二布线层25被配置成在“第二突起21的最顶部分21’”与“多个第二布线层25”之间夹入第二电介质层27。
第一突起11以及第二突起21也可以分别具有弹性特性。即，第一突起11以及第二突起21也可以具有因外力而发生变形，若去除外力则还原为原来的形状的特性。特别是也可以具有若在感压元件的层叠方向上施加外力，则发生变形使得突起的最顶部分(即，“11’”以及“21’”的部分)的面积增加，若去除外力则还原为原来的形状的弹性特性。在具有这样的“弹性特性”的情况下，第一突起11以及第二突起21可以分别称作“第一弹性突起”以及”第二弹性突起”等。
第一感压元件10以及第二感压元件20分别是可具有电容(capacitance)的元件，具有电容器(condenser或capacitor)功能。即，第一感压元件10以及第二感压元件20分别由导电体层和布线层、以及它们之间的电介质层构成，因此能够作为电容器(condenser或capacitor)而发挥作用。在这样的感压元件中，通过载荷施加而引起电容变化，根据该电容变化来检测载荷。例如，若如图1所示对感压元件施加载荷，则起因于第一突起11以及第二突起21的变形而引起电容变化，根据该电容变化来检测载荷。因此，本公开的感压元件可被称作“静电电容式感压传感器元件”、“电容性压力检测传感器元件”或“感压开关元件”等。
本公开的一个方式所涉及的感压传感器100由第一感压元件10以及第二感压元件20这种实质上相同的感压传感器元件构成，成为简易的构成。尽管像这样为简易的构成，但本公开的感压传感器100却能够测定面内载荷分布。特别是，因为由第一感压元件10以及第二感压元件20分别单独地进行载荷检测，所以能够实现精度更高的载荷位置检测(即，精度更高的面内载荷分布的测定)。
此外，本公开的一个方式所涉及的感压传感器100，不仅传感器构造自身简易，而且用于载荷检测的电路结构也简易。
如图1所示，起因于载荷施加的感压元件的电容变化也可以由“测定电路40”来测定。具体来说，本公开的一个方式所涉及的感压传感器100也可以具有与第一感压元件10以及第二感压元件20分别电连接，且对第一感压元件以及第二感压元件的电容进行测定的测定电路40。在这种情况下，在“测定电路40与第一感压元件10的连接间”以及“测定电路40与第二感压元件20的连接间”设置有电开关50。即，在用于将测定电路40与第一感压元件10之间电连接的电连接线设置有电开关50，并且在用于将测定电路40与第二感压元件20之间电连接的电连接线也设置有电开关50。在此所说的“电开关”用于将连接线电接通/电断开，尤其是用于测定起因于载荷施加的感压元件的电容变化的开关。
在本公开的某方式中，感压传感器100具有仅在“与测定电路的阴极侧连接的连接间”以及“与测定电路的阳极侧连接的连接间”中的任意一方设置了电开关的特征。具体来说，对于第一感压元件10与测定电路40之间的电连接线，仅在“与测定电路40的阴极端子连接的电连接线”以及“与测定电路40的阳极端子连接的电连接线”中的任意一方设置了电开关50。即，在“第一感压元件10与测定电路40的阳极端子之间的电连接线”设置有电开关50，在“第一感压元件10与测定电路40的阴极端子之间的电连接线”未设置电开关50(参照图1)。或者，在“第一感压元件10与测定电路40的阴极端子之间的电连接线”设置有电开关50，在“第一感压元件10与测定电路40的阳极端子之间的电连接线”未设置电开关50。同样地，对于第二感压元件20与测定电路40之间的电连接线，仅在“与测定电路40的阴极端子连接的电连接线”以及“与测定电路40的阳极端子连接的电连接线”中的任意一方设置电开关50。即，在“第二感压元件20与测定电路40的阳极端子之间的电连接线”设置有电开关50，在“第二感压元件20与测定电路40的阴极端子之间的电连接线”未设置电开关50(参照图1)。或者，在“第二感压元件20与测定电路40的阴极端子之间的电连接线”设置有电开关50，在“第二感压元件20与测定电路40的阳极端子之间的电连接线”未设置电开关50。
像这样，本公开的一个方式所涉及的感压传感器100能够实现精度更高的面内载荷分布的测定，但电路结构却比较简易。即，从前对于阳极侧以及阴极侧双方都需要电开关，相对于此，在本公开中，只要仅在阳极侧以及阴极侧中的任意一方设置电开关即可。更具体而言，从前在进行排列为矩阵状的元件的电容检测时不仅阳极侧需要切换，阴极侧也需要切换，作为所连接的开关需要设置“阳极侧的切换开关”以及“阴极侧的切换开关”这2种，相对于此，在本公开中单侧的1种开关即可，有助于实现简易的电路结构。
以下，对本公开所涉及的感压传感器100的感压元件以及关联要素进行详述。即，对分别构成第一感压元件10以及第二感压元件20的“具备多个第一突起11的第一导电体层12”/“具备多个第二突起21的第二导电体层22”、“第一布线层15”/“第二布线层25”、“第一电介质层17”/“第二电介质层27”以及其他的附加要素进行说明。
此外，以下所示的“第一感压元件的构成构件”和“第二感压元件的构成构件”实质上为相同/同种的构件，因此为了避免重复记载而以“第一感压元件的构成构件”为代表来举例说明。即，关于作为“第一感压元件的构成构件”的、第一突起11、第一导电体层12、第一布线层15以及第一电介质层17而在以下说明的事项，也分别实质上直接适用于作为“第二感压元件的构成构件”的、第二突起21、第二导电体层22、第二布线层25以及第二电介质层27。
第一导电体层12是具备至少1个第一突起11的构件。特别是第一突起11也可以具有弹性特性(即，“因外力而发生变形，若去除外力则还原为原来的形状的特性”)。在此情况下，第一突起11相当于弹性构件。第一导电体层12也可以具有“弹性特性(特别是第一突起11的弹性特性)”和“导电特性”这两种性质。第一导电体层12可以由任意的材质构成。例如，第一导电体层12可以由树脂构造体、以及分散于该树脂构造体内的导电性填料构成。树脂构造体可以包含从由苯乙烯系树脂、硅酮系树脂(例如，聚二甲基硅氧烷(PDMS))、丙烯酸系树脂、轮烷系树脂以及聚氨酯系树脂等构成的群中选择的至少1种树脂材料。另一方面，导电性填料可以包含从由Au(金)、Ag(银)、Cu(铜)、C(碳)、ZnO(氧化锌)、In2O3(氧化铟(III))以及SnO2(氧化锡(IV))构成的群中选择的至少1种材料。此外，也可以取代导电性填料或者在导电性填料的基础上使用导电表面层。具体来说，可以是在树脂构造体的表面通过导电性墨水的涂敷等而设置了导电表面层的第一导电体层12。
例如如图1所示，第一突起11具有从第一导电体层12的基底部分向第一布线层15突出的形态。换言之，第一导电体层12具有从其基底部分向“多个第一布线层15”的设置方向局部隆起的形态。第一导电体层12的第一突起11的个数至少为1个。也可以设置2个以上的弹性突起15。即，第一导电体层12也可以具有多个第一突起11。起因于设置有多个第一突起11的方式，第一导电体层12具有排列了凹部以及凸部的形态，其凸部相当于第一突起11。
第一导电体层12的弹性模量，特别是第一突起11的弹性模量可以为约104～108Pa，使得起因于对感压元件10施加的通常的按压力(例如约1N～10N的按压力)而使第一突起11逐渐发生变形。这样的弹性模量能够通过对导电性填料与树脂构造体的树脂成分的相对比例进行变更来进行调整。此外，第一导电体层12的电阻率也可以在希望的频带中充分小于电容的阻抗。这样的电阻率也能够通过对导电性填料与树脂构造体的树脂成分的相对比例进行变更来进行调整。
第一突起11也可以具有锥形状。具体来说，第一导电体层12的第一突起11也可以具有其宽度尺寸朝向第一布线层15而逐渐减小的锥形状(参照图1)。例如第一突起部11也可以作为整体而具有圆锥台、四棱锥台等锥台形态。此外，在俯视下，在作为整体来看的情况下，第一突起部11可以为“点形状(dot形状)”或者可以为“垄状”。通过像这样第一突起11具有锥形状，从而第一突起11发生弹性变形，因此，引起第一突起11与第一电介质层17的接触区域的增加。
第一突起11的高度尺寸只要有助于弹性变形，则可以为任意的尺寸。即，只要通过来自突起的最顶部分侧的按压，第一突起11发生弹性变形，则可以为任意的高度尺寸。此外，多个第一突起11也可以有规律地排列。多个第一突起11的间距尺寸也只要有助于突起的弹性变形，并且在相邻的突起间产生凹部，则没有特别限制。
与第一导电体层12对向配置的第一布线层15也为导电性层。第一布线层15可以具有用于在电子学领域等中使用的电路部件/电路元件的布线的形态。例如，“多个第一布线层15”可以具有第一布线基板的基板布线的形态。基板布线是指，配置在基板上以及/或者基板内部的布线。换言之，可以在感压元件10的构成要素中使用布线基板，也可以将这样的布线基板的布线作为“多个第一布线层15”来使用。
这样的第一布线层15只要至少具有“导电特性”的性质，则可以由任意的材质构成。例如，第一布线层15的材质可以与常规的感压元件/传感器元件等的电极层的材质相同。第一布线层15也可以具有比第一突起11高的弹性模量，例如具有108Pa以上的弹性模量。即，第一布线层15也可以呈现非弹性特性，在此情况下可以将第一布线层15称作非弹性导电性层。
在第一布线层15与第一导电体层12之间设置有第一电介质层17。特别是第一电介质层17与第一导电体层12的第一突起11的最顶部分11’和第一布线层15双方相接，位于它们之间。即，第一电介质层17被设置成被第一突起11的最顶部分11’和第一布线层15夹住。更具体而言，第一电介质层17具有被夹持在“多个第一突起11”与“多个第一布线层15”之间的层的形态。
第一电介质层17只要至少具有作为“电介质”的性质，则可以由任意的材质构成。例如，第一电介质层17可以包含树脂材料、陶瓷材料、氧化金属材料、树脂材料与陶瓷材料的组合、树脂材料与氧化金属材料的组合、陶瓷材料与氧化金属材料的组合、或者树脂材料、陶瓷材料与氧化金属材料的组合等。虽然终究不过是例示，但第一电介质层17可以包含从由聚酰亚胺树脂、聚丙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚苯硫醚树脂、Al2O3以及Ta2O5等构成的群中选择的至少1种材料。
第一电介质层17可以具有刚性特性，或者，也可以具有弹性特性(即，“因外力而发生变形，若去除外力则还原为原来的形状的特性”)。在第一电介质层17具有弹性特性的情况下，第一电介质层17可以称作“弹性电介质层”。在第一电介质部17为“弹性电介质层”的情况下，在感压元件被按压时，能够与第一导电体层12的第一突起11的弹性变形一起，引起第一电介质部17的弹性变形。此外，通过像这样第一电介质层17以及第一导电体层12(特别是其第一突起11)双方发生变形，从而相邻的第一突起11之间的区域(即，相当于“进一步的电介质部”的区域)发生变形使得更多地减小其厚度，能够引起更大的电容变化。
在某1个方式中，第一电介质层17也可以具有比第一导电体层12(特别是其第一突起11)高的弹性模量，使得在按压时不会比第一导电体层12(特别是其第一突起11)更大地变形。例如，在第一导电体层12(特别是其第一突起11)的弹性模量为约104Pa～108Pa的情况下，第一电介质层17也可以具有比其高的弹性模量。第一电介质层17也可以包含在希望的频带中具有比电容的阻抗高的电阻值的材料。就第一电介质层17的介电常数以及膜厚而言，也可以进行第一电介质层17的材料选择/膜厚调整，使得起因于载荷施加的感压元件10的电容变化成为希望的电容变化。
第一感压元件10至少由上述那样的“具备第一突起11的第一导电体层12”、“多个第一布线层15”以及“第一电介质层17”构成，同样地，第二感压元件20也至少由“具备第二突起21的第二导电体层22”、“多个第二布线层25”以及“第二电介质层27”构成。第二突起21、第二导电体层22、第二布线层25以及第二电介质层27可以分别与第一突起11、第一导电体层12、第一布线层15以及第一电介质层17实质上相同或同种。本公开的感压传感器100将像这样实质上可视为相同/同种的第一感压元件10和第二感压元件20相互层叠，装置构造作为整体变得简易。在此所说的“相互层叠”这种表达方式实质上是指将单独具备感压功能的元件堆积为层状而设置的方式。例如，第一感压元件10和第二感压元件20可以彼此相接地层叠，或者，也可以使另外的层介于它们之间而相互层叠。
关于本公开所涉及的感压传感器100，成为层叠构造的第一感压元件10以及第二感压元件20的外面侧可构成感压装置的按压侧。如图1所示，感压传感器100的“第一感压元件侧(图中的装置上侧)”以及/或者“第二感压元件侧(图中的装置下侧)”成为按压侧。例如，在“第一感压元件侧”相当于按压侧的情况下，从这样的装置的外侧朝向其内侧被按压。若像这样被按压，则第一突起11以及/或者第二突起21减小其高度尺寸的同时逐渐扩大宽度尺寸地发生变形，“第一突起11与第一电介质层17的接触区域”以及/或者“第二突起21与第二电介质层27的接触区域”增加，并且“相邻的第一突起11之间的区域(即，第一感压元件的进一步的电介质部)”以及/或者“相邻的突起21之间的区域(即，第二感压元件的进一步的电介质部)”能够减小其厚度地发生变形。其结果，在第一感压元件10以及/或者第二感压元件20产生静电电容变化，若对此进行检测，则能够确定按压位置、即载荷施加位置。
此外，本公开的一个方式所涉及的感压传感器100成为层叠了第一感压元件10以及第二感压元件20这2个感压元件的构成，因此能够由其各自来检测“起因于载荷施加的静电电容变化”，能够提高载荷位置的检测精度。虽然终究不过是例示，但例如在X-Y坐标的二维平面中，将第一感压元件10特别用于X坐标的位置确定，而将第二感压元件20特别用于Y坐标的位置确定。
对于电容变化的检测，只要能够检测在第一感压元件10以及第二感压元件20产生的电容变化，则可以采用任意的方式。特别是在本公开中，作为用于这样的检测的构成，可以采用如图1所示仅在“与测定电路的阴极侧连接的连接间”以及“与测定电路的阳极侧连接的连接间”中的任意一方设置电开关的构成。即，就第一感压元件10与测定电路40之间的电连接线而言，成为仅在“与测定电路40的阴极端子连接的电连接线”以及“与测定电路40的阳极端子连接的电连接线”中的任意一方设置电开关50的构成。关于第二感压元件20与测定电路40之间的电连接线也同样成为仅在“与测定电路40的阴极端子连接的电连接线”以及“与测定电路40的阳极端子连接的电连接线”中的任意一方设置电开关50的构成。这种感压传感器100能够实现精度更高的面内载荷分布的测定，同时只要仅在测定电路(或检测电路)的阳极侧以及阴极侧的任意一方设置用于电容变化检测的电开关即可，因此电路结构作为整体变得简易。
“测定电路40”自身只要具备阳极端子以及阴极端子，则可以是常规的用于感压传感器的电容变化检测的电路。本公开的一个方式所涉及的感压传感器100的测定电路也可以具有与电开关电连接的至少1个半导体元件。此外，作为电开关50，可以使用FET(Field-Effect Transistor，场效应晶体管)，也可以使用模拟多路复用器/多路分解器等的集成电路。即，电开关50可以为例如MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor)、或内置多路复用器以及/或者多路分解器的半导体元件。此外，测定电路40和电开关50可以分别使用单独的半导体元件，或者，也可以为测定电路40内置电开关50的方式。
本公开所涉及的感压传感器能够以各种方式来实施。以下，对此进行说明。
(第1实施方式)
图2A～2C中示出本公开的第1实施方式所涉及的感压传感器100。在图2A～2C中，分别示意性地示出感压传感器100的俯视透视图、剖面图以及电路结构。
第1实施方式所涉及的感压传感器100具有如下构成：层叠了“至少由具备多个第一突起11的第一导电体层12、多个第一布线层15、第一电介质层17以及支撑层30构成的第一感压元件10”和“至少由具备多个第二突起21的第二导电体层22、多个第二布线层25、第二电介质层27以及支撑层30构成的第二感压元件20”。根据图示的方式可知，感压传感器100具有层叠了相同/同种的2个感压元件(即“感压元件10”以及“感压元件20”)的构成。
在第1实施方式中，第一布线层15成为第一布线基板19的基板布线，而第二布线层25成为第二布线基板29的基板布线。即，第1实施方式的感压传感器100具有第一布线基板19以及第二布线基板29，第一布线基板19的基板布线构成了第一布线层15，而第二布线基板29的基板布线构成了第二布线层25。在这种情况下，布线基板的绝缘层部分也可以成为感压元件的电介质层。具体来说，第一布线基板19的绝缘部分的至少一部分17也可以成为第一电介质层，而第二布线基板29的绝缘部分的至少一部分27也可以成为第二电介质层。以图示的方式而言，在第一布线基板19由2枚副绝缘层(17，18)及其所夹的第一布线层15构成的情况下，下侧的副绝缘层17相当于第一电介质层。同样地，在第二布线基板29由2枚副绝缘层(27，28)及其所夹的第二布线层25构成的情况下，下侧的副绝缘层27相当于第二电介质层。
如图所示，第1实施方式所涉及的感压传感器100构成为还具有支撑层30。支撑层30用于对感压传感器100的感压元件进行“支撑”。根据图示的方式可知，支撑层30也可以成为构成感压传感器的层叠构造的层。通过像这样由支撑层30形成“构成层叠构造的层”，从而由第一感压元件10和第二感压元件20构成的装置作为整体能够被一体化。此外，在支撑层30具有充分的强度的情况下，作为装置整体可以为仅1层的支撑层。
在第1实施方式中，第一感压元件10的第一布线层15以及第二感压元件20的第二布线层25分别长条状地在给定方向上延伸。具体来说，特别如图2A所示，多个第一布线层15分别细长地延伸而设置，并且以给定的间距间隔而排列。同样地，多个第二布线层25也分别细长地延伸而设置，并以给定的间距间隔而排列。换言之，在不同的面形成的“多个第一布线层15”以及“多个第二布线层25”分别在同一面内在单一方向上延伸而设置。根据图示的方式可知，在第1实施方式中，第一布线层15的延伸方向和第二布线层25的延伸方向相互不同。即，第一布线层15和第二布线层25分别在给定的面内延伸，但延伸方向相互不同。具体来说，如图2A所示，多个第一布线层15分别沿Y方向延伸而排列，相对于此，多个第二布线层25分别沿X方向延伸而排列。若使用具有像这样延伸方向相互不同的第一布线层15和第二布线层25的第一感压元件10以及第二感压元件20来单独进行载荷检测，则能够实现更高精度的载荷位置检测(即，精度更高的面内载荷分布的测定)。
设置于不同面的“多个第一布线层15”和“多个第二布线层25”的延伸方向所成的角度(图2A所示的“α”)，在图示的方式中为大致90°，但不一定限定于此。“多个第一布线层15”和“多个第二布线层25”的延伸方向所成的角度α可以在20°～90°的范围内，例如可以为约30°或约60°等。
第一感压元件10以及第二感压元件20分别成为与测定电路电连接的构成。测定电路是用于对这样的感压元件的电容进行测定的电路，也可以至少由具备阳极侧的测定端子和阴极侧的测定端子的半导体元件构成。
在这样的第1实施方式中，第一感压元件10以及第二感压元件20的多个布线层每隔1层经由电开关与测定电路的公共端子连接。对此，例如在测定电路具有与电开关电连接的至少1个半导体元件的情况下，也可以在第一感压元件10以及第二感压元件20各自中多个布线层每隔1层与该半导体元件的公共端子连接。
在第1实施方式中，关于第一感压元件10的多个布线层15，每隔1层经由电开关与测定电路的阳极端子电连接，而其他布线层不经由电开关地与测定电路的阴极端子电连接。同样地，关于第二感压元件20的多个布线层25，每隔1层经由电开关与测定电路的阳极端子电连接，而其他布线层不经由电开关地与测定电路的阴极端子电连接。若以别的切入口来总括地进行表述，则多个第一布线层15中彼此相邻的一方与测定电路的阴极端子电连接，而该彼此相邻的另一方与测定电路的阳极端子电连接，此外，多个第二布线层25中彼此相邻的一方与测定电路的阴极端子电连接，而该彼此相邻的另一方与测定电路的阳极端子电连接。
在图示的方式中，在“第一感压元件10与测定电路40的阳极端子之间的电连接线”设置有电开关50，而在“第一感压元件10与测定电路40的阴极端子之间的电连接线”未设置电开关50，同样地，在“第二感压元件20与测定电路40的阳极端子之间的电连接线”设置有电开关50，而在“第二感压元件20与测定电路40的阴极端子之间的电连接线”未设置电开关50。此外，在电开关50由半导体元件构成的情况下，也可以其一方的端子与布线层连接，另一方的端子与测定电路的阳极端子连接。
若从外侧对第1实施方式所涉及的感压传感器100施加压力，则在第一感压元件10中形成于第一布线层15与第一导电体层12之间的电容因第一突起11的变形而增大，并作为阳极与阴极之间的电容变化而被检测，来测定压力施加位置。特别是，在第1实施方式中能够检测“与阳极侧连接的布线层15”和“与阴极侧连接的与之相邻的布线层15”之间的串联的电容变化。同样地，在第二感压元件20中形成于第二布线层25与第二导电体层22之间的电容也因第二突起21的变形而增大，并作为阳极与阴极之间的电容变化而被检测，来测定压力施加位置。
在第1实施方式所涉及的感压传感器100中，在“上侧的布线层～电开关～测定电路”(即，第一感压元件10)和“下侧的布线层～电开关～测定电路”(即，第二感压元件20)之间，布线层的延伸方向不同，因此通过各自的电容变化的测定，能够在面内确定压力施加位置(即，载荷施加位置)。附带说一下，在检测载荷施加位置时，在极短时间内进行开关切换处理，使得图示那样的各感压元件的多个电开关中的任意1个选择性地“接通”(其他开关“断开”)，由此，能够确定在哪个地方产生了电容变化。
像这样，在本公开中能够确定载荷施加位置，尽管如此传感器装置的用于电容变化测定的电路结构却比较简易。具体来说，在测定电路的阴极端子与布线层15、25之间不夹着电开关，而且，在“上侧的布线层～电开关～测定电路”和“下侧的布线层～电开关～测定电路”之间能够使电路结构相同，作为装置整体能够以简便的电路结构来测定面内的压力分布。
虽然终究不过是例示，但按照第1实施方式以下面所示的具体的装置规格实施了电容测定。其结果，在未施加压力的状态下示出约3pF的电容，通过施加约2×104Pa的压力而示出约7pF的电容。
本实施例所涉及的感压传感器的尺寸为纵约10cm、横约10cm。作为支撑层30，使用了具有约300μm的厚度、纵约10cm、横约10cm的尺寸的绝缘性树脂薄膜。
第一导电体层12以及第二导电体层22是形成了多个具有约30μm的高度、约100μm的底部直径的突起的导电体层。第一导电体层12以及第二导电体层22具有约100μm的厚度、纵10cm、横10cm的尺寸。第一导电体层12以及第二导电体层22是由树脂构造体、和内含于树脂构造体的导电性填料构成的层。
第一布线基板19以及第二布线基板29是形成了多个厚度6μm的布线的厚度150μm、纵横尺寸12cm的布线板。第一布线基板19以及第二布线基板29分别在一部分具备引出部。作为构成第一布线基板19以及第二布线基板29的副绝缘层17、18、27、28，使用具有约60μm的厚度、以及约10cm的纵横尺寸的聚酰亚胺薄膜。以被这样的2枚聚酰亚胺薄膜夹着的形式，铜布线层除了引出部分之外在一个方向上设置成宽度约5mm、长度约10cm的窄条状。
此外，上述具体的事项终究不过是例示，能够进行适当变更，需要留意这一点。具体来说，在上述的例示中，支撑体的厚度300μm、导电体层的厚度100μm、聚酰亚胺薄膜的厚度60μm、布线层宽度5mm以及长度10cm，但可以适当选择各层的厚度以及长度宽度等物理长度以及相对介电常数，使得在希望的施加压力的范围内能够得到2pF至1000pF的电容变化，由此，能够得到希望的感压传感器特性。
例如，在使用绝缘性树脂薄膜作为支撑层30的情况下，绝缘性树脂薄膜的材质能够使用聚酰亚胺薄膜以及PET薄膜等各种各样的树脂。进而，支撑层30不仅可以为薄膜状，只要是根据希望的应力而产生突起发生变形的程度的弯曲的构件即可，也可以为玻璃的薄板或亚克力板等，此外，也可以使用涂敷或者添加了绝缘性树脂的不锈钢板以及铝板等导体板。进一步而言，支撑层30只要不会在不必要的布线间发生短路则无需呈现绝缘性，可以将不锈钢板或铝板作为支撑层来使用。
作为布线基板，例示了由被聚酰亚胺薄膜夹着的铜构成的布线层，但这样的布线基板只要是由绝缘体和导体构成的布线板则可以为任意种类的布线板。在这样的情况下，可以使用由作为绝缘体而经常使用于布线板的玻璃复合环氧树脂构成的FR-4或液晶聚合物等，也可以使用作为绝缘性树脂的聚丙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯硫醚树脂等。此外，根据需要可以使用氧化铝或氧化钽、陶瓷树脂等。另一方面，布线基板的导体只要是示出导电性的材料即可，例如可以是由铝或银等构成的导体。由于位于布线层与导电体层之间的绝缘体部分形成电容，因此也可以使用薄且相对介电常数大的材料，由此电容变大，测定电路所进行的电容变化检测能够提高。
进一步而言，第一感压元件10以及第二感压元件20的多个布线层可以每隔2层经由电开关与测定电路的公共端子连接。更具体而言，例如关于第一感压元件10的多个布线层15，可以每隔2层经由电开关与测定电路的阳极端子电连接，其他的布线层不经由电开关地与测定电路的阴极端子电连接。第二感压元件20的多个布线层25也是同样。即使为这种方式，也能够测定因第一突起的变形而增大的电容变化，能够在面内确定被施加了压力的位置(即，载荷施加位置)。此外，即使为这样的方式，也可以说多个第一布线层15中的彼此相邻的一方与测定电路的阴极侧电连接，而该彼此相邻的另一方与测定电路的阳极侧电连接，此外，多个第二布线层25中彼此相邻的一方与测定电路的阴极侧电连接，而该彼此相邻的另一方与测定电路的阳极侧电连接。即，本公开中所说的“彼此相邻”，不仅包含作为对象的布线层以外的布线层不介于之间而直接相邻的方式，还包含其他布线层(例如1个)介于作为对象的布线层之间而间接相邻的方式。
(第2实施方式)
图3A～3C中示出本公开的第2实施方式所涉及的感压传感器100。在图3A～3C中，分别示意性地示出感压传感器100的俯视透视图、剖面图以及电路结构。
与第1实施方式同样，第2实施方式所涉及的感压传感器100也具有将相同/同种的2个感压元件(即“感压元件10”以及“感压元件20”)层叠化的构成。尤其第2实施方式所涉及的感压传感器100具有所谓的“公共电极”。
在感压传感器100中“公共电极”与各感压元件的布线层对向地设置。具体来说，第一感压元件10具有与多个第一布线层15对向地设置的第一公共电极层41，第二感压元件20具有与多个第二布线层25对向地设置的第二公共电极层42(特别参照图3B)。根据图示的方式可知，第一公共电极层41也可以设置在“第一导电体层12的与突起形成面相反的一侧的主面”，第二公共电极层42也可以设置在“第二导电体层22的与突起形成面相反的一侧的主面”。
在这样的实施方式中，第一布线层15以及第一公共电极层41中的任意一方与测定电路的阴极侧电连接，而第一布线层15以及第一公共电极层41的另一方与测定电路的阳极侧电连接。同样地，第二布线层25以及第二公共电极层42中的任意一方与测定电路的阴极侧电连接，而第二布线层25以及第二公共电极层42的另一方与测定电路的阳极侧电连接。在图示的方式中，第一感压元件10的第一布线层15经由电开关与测定电路的阳极连接，而第一感压元件10的第一公共电极层41不经由电开关地与测定电路的阴极连接。同样地，在图示的方式中第二感压元件20的第二布线层25经由电开关与测定电路的阳极连接，而第二感压元件20的第二公共电极层42不经由电开关地与测定电路的阴极连接。即，在图示的方式中，第一感压元件以及第二感压元件10、20各自的公共电极层41、42不经由电开关地与测定电路的阴极端子连接，而这些感压元件的第一布线层15以及第二布线层25经由电开关与测定电路的阳极端子连接。
若从外侧对第2实施方式所涉及的感压传感器100施加压力，则在第一感压元件10中形成于第一布线层15与第一导电体层12之间的电容因第一突起11的变形而增大，并作为阳极与阴极之间的电容变化而被检测，来测定压力施加位置。同样地，在第二感压元件20中形成于第二布线层25与第二导电体层22之间的电容也因第二突起21的变形而增大，并作为阳极与阴极之间的电容变化而被检测，来测定压力施加位置。与第1实施方式同样，在第2实施方式中在“上侧的布线层～电开关～测定电路”(即，第一感压元件10)和“下侧的布线层～电开关～测定电路”(即，第二感压元件20)之间，布线层的延伸方向也不同，因此通过各自的电容变化的测定，能够在面内确定压力施加位置(即，载荷施加位置)。像这样能够确定载荷施加位置，尽管如此传感器装置的用于电容变化测定的电路结构却很简易。具体来说，在测定电路的阴极端子与公共电极层41、42之间不夹着电开关，而且，在“上侧的布线层～电开关～测定电路”和“下侧的布线层～电开关～测定电路”之间能够使电路结构相同，作为装置整体能够以简便的电路结构来测定面内的压力分布。
在第2实施方式中尤其能够实现屏蔽效果优异的装置。具体来说，可以将第一公共电极层41以及第二公共电极层42的至少一方作为屏蔽层来使用。即，可以将第一公共电极层41以及第二公共电极层42的至少一方作为呈现用于阻断来自外部的电磁以及/或者静电干扰(噪声)等的屏蔽功能的层来使用。由此，能够实现精度更高的载荷位置检测(即，精度更高的面内载荷分布的测定)。
第2实施方式的其他事项与第1实施方式相同，因此为了避免重复而省略它们的说明。
虽然终究不过是例示，但按照第2实施方式以下面所示的具体的装置规格实施了电容测定。其结果，在未施加压力的状态下示出约3pF的电容，通过施加约2×104Pa的压力而示出约7pF的电容。
本实施例所涉及的感压传感器的尺寸为纵约10cm、横约10cm。作为第一公共电极层41以及第二公共电极层42，使用了具有约18μm的厚度的铜箔。作为支撑层30，使用了具有约300μm的厚度、纵约10cm、横约10cm的尺寸的绝缘性树脂薄膜。
第一导电体层12以及第二导电体层22是形成了多个具有约30μm的高度、约100μm的底部直径的突起的导电体层。第一导电体层12以及第二导电体层22具有约100μm的厚度、纵10cm、横10cm的尺寸。第一导电体层12以及第二导电体层22是由树脂构造体和内含于树脂构造体的导电性填料构成的层。
第一布线基板19以及第二布线基板29是形成了多个厚度6μm的布线的厚度150μm、纵横尺寸12cm的布线板。第一布线基板19以及第二布线基板29分别在一部分具备引出部。作为构成第一布线基板19以及第二布线基板29的副绝缘层17、18、27、28，使用具有约60μm的厚度、以及约10cm的纵横尺寸的聚酰亚胺薄膜。以被这样的2枚聚酰亚胺薄膜夹着的形式，铜布线层除了引出部分之外在一个方向上被设置成宽度约5mm、长度约10cm的窄条状。
(各种层叠形态)
本公开所涉及的感压传感器100的层叠方式可以考虑各种层叠方式。图4～16中示出这些各种层叠方式。
根据图4～16所示的方式可知，第一感压元件10以及第二感压元件20各自的导电体层的朝向可以为“同一方向”、“装置内侧方向”或“装置外侧方向”等。即，可以将第一导电体层12以及第二导电体层22设置成：第一突起11和第二突起21“彼此朝向同一方向”、“彼此朝向内侧方向”或者“彼此朝向外侧方向”。
图4～7以及图14所示的感压传感器100将第一导电体层12以及第二导电体层22设置成第一突起11和第二突起21“彼此朝向同一方向”。图9以及图11～13以及图16所示的感压传感器100将第一导电体层12以及第二导电体层22设置成第一突起11和第二突起21“彼此朝向内侧方向”。而且，图8、图10以及图15所示的感压传感器100将第一导电体层12以及第二导电体层22设置成第一突起11和第二突起21“彼此朝向外侧方向”。
此外，如图12、图13以及图16所示，可以将双面布线基板70用于感压传感器100的层叠构造。在这样的情况下，例如可以将双面布线基板70的上侧布线层71作为第一感压元件10的布线层来使用，将双面布线基板70的下侧布线层72作为第二感压元件20的布线层来使用。换言之，图12、图13以及图16所示的感压传感器100，具有双面布线基板70，第一布线层15以及第二布线层25中的任意一方成为设置于双面布线基板70的一个主面的布线，第一布线层15以及第二布线层25的另一方成为设置于双面布线基板70的另一个主面的布线。
使用双面布线基板70的方式，可以使用单一的布线基板来构成感压传感器100，因此在这一点上能够实现更简易的装置构成。在使用这样的双面布线基板70的方式中，双面布线基板70也可以位于第一导电体层12与第二导电体层22之间。由于双面布线基板的绝缘部73位于装置内部，且在其两侧设置第一感压元件以及第二感压元件，因此根据双面布线基板的构造强度，双面布线基板还能够作为支撑层而发挥作用。此外，使用双面布线基板70的方式，如图12、图13以及图16所示，也可以不将双面布线基板70的绝缘部分作为感压元件的电介质层来使用。即，作为感压元件的电介质层，使用与布线基板不同的另外的电介质构件(81、82)。
关于图4～16的各种层叠方式，图4～图13所示的感压传感器100相当于第1实施方式(即，未设置公共电极层的方式)，而图14～图16所示的感压传感器100相当于第2实施方式(即，设置了公共电极层41、42的方式)。
在此，例如具有图12、图13以及图16所示的层叠方式的感压传感器，具有：
在两面形成了多个布线的布线板；
形成了多个突起的第一导电体层和第二导电体层；以及
第一电介质层和第二电介质层，
第一以及第二导电体层的突起形成面与布线板的两面夹着第一以及第二电介质层相对地被层叠。
同样，具有图4、图5、图8以及图9所示的层叠方式的感压传感器，具有：
至少一个支撑体层；
形成了多个布线的第一布线板和第二布线板；以及
形成了多个突起的第一导电体层和第二导电体层，
第一导电体层的突起形成面与第一布线板的一个面相对地被层叠，
在第一布线板的与第一导电体层接触的面的对向侧的面形成有多个布线，
第二导电体层的突起形成面与第二布线板的一个面相对地被层叠，
在第二布线板的与第二导电体层接触的面的对向侧的面形成有多个布线，
第一以及第二布线板、第一以及第二导电体层、和支撑体层被层叠。
进而，具有图6、图7、图10、图11、图14以及图15所示的层叠方式的感压传感器，具有：
至少一个支撑体层；
形成了多个布线的第一布线板和第二布线板；
第一电介质层和第二电介质层；以及
形成了多个突起的第一导电体层和第二导电体层，
第一导电体层的突起形成面与第一布线板的形成了多个布线的面夹着第一电介质层相对地被层叠，
第二导电体层的突起形成面与第二布线板的形成了多个布线的面夹着第二电介质层相对地被层叠，
第一以及第二布线板、第一以及第二电介质层、第一以及第二导电体层、和支撑体层被层叠。
[本公开的感压传感器的制造方法]
对本公开的感压传感器的制造方法进行说明。感压传感器能够通过使感压元件10以及20的构成要素层叠化来制造。即，能够通过使作为感压元件的构成要素的导电体层、布线层以及电介质层分别层叠来制作感压传感器。
虽然终究不过是1个例示，但参照图17、图18A以及图18B来说明使用双面布线基板70制造感压传感器的方法。
图17是表示感压传感器的制造工序的概念的图。在图17中，用于保持感压传感器的支撑基板30可以为2枚绝缘性树脂薄膜。具有多个突起的2枚导电性构件12、22，可以由树脂构造体以及均匀地内含于树脂构造体的导电性填料构成。双面布线基板70在两面层叠铜箔，绝缘部可以由聚酰亚胺薄膜构成。电介质构件81、82可以为树脂构件。
“具有突起的导电性构件12、22”可以使用纳米压印技术来制作。纳米压印技术是指，将具有具备凹部以及凸部的图案的模子推压于被转印材料的树脂体，将以纳米级形成于模子的图案转印至树脂体的技术。这样的技术与光刻技术相比能够形成微细的图案并且能够形成圆锥台等具有倾斜的立体。在纳米压印技术中，由于使用具备具有预先规定的希望的凹部以及凸部的图案的模子，因此能够容易地控制导电性构件的整体形状，并且突起高度/突起形状/突起分布等的控制变得容易。
关于双面布线基板70，对在其两面形成的铜箔进行蚀刻处理。由此，能够在布线基板的两面形成分别在不同的方向上排列的多个平行布线、和用于将其引出至基板端部的引出布线(参照图18A、18B)。如图18A、18B所示，在双面布线基板的端部设置引出部77。
接着，通过如图示那样对支撑基板30、导电性构件12、22、电介质构件81、82、双面布线基板70进行层叠来得到传感器构造部。
在得到传感器构造部之后，若将双面布线基板70的引出部经由连接器等与形成测定电路的半导体元件电连接地进行组装，则最终能够得到感压传感器。
[低载荷以及高载荷时的线性控制]
最后，对与本公开关联的“低载荷以及高载荷时的线性控制”进行说明。本公开还具有如下思想：通过使用具有弹性特性的突起(具体来说是具有弹性特性的“第一突起11”以及“第二突起21”)，从而更有效地利用相邻的第一突起11、第二突起21之间的区域(即，与导电体层的凹部相当的区域)的电容变化，对低载荷以及高载荷的线性进行控制。“与凹部相当的区域”的电容与电介质的厚度成反比，在低载荷时电容变化小而在高载荷时电容变化大。因此，与伴随接触面积(即，“第一突起与第一电介质层的接触面积”/“第二突起与第二电介质层的接触面积”)的变化的电容变化具有相反的性质。在本公开的一个方式所涉及的感压传感器中，通过积极地利用这样的“与凹部相当的区域”，能够对低载荷以及高载荷的线性进行控制。
关于这一点，感压元件的高线性特性可以通过对2种静电电容进行探测和传感而形成。具体来说，通过对在突起(即，“第一突起11”/“第二突起21”)与布线层(即，“第一布线层15”/“第二布线层25”)之间产生的静电电容、和在可变形的“与凹部相当的区域”(即，“相邻的突起11、21彼此之间的区域”)的部分产生的静电电容的总和的静电电容进行探测和传感，从而作为感压元件能够得到高线性特性。
以上，对本公开的实施方式进行了说明，但只不过是示出了本公开的应用范围内的典型例子。因此，本公开不限定于上述实施方式，能够进行各种变更，这对于本领域技术人员而言是容易理解的。
在上述实施方式中，以突起11、21具有锥台形态(圆锥台、四棱锥台等形态)为前提，但本公开不一定限定于此。在本公开的感压传感器装置中，突起11、21可以具有半球面形态。即，突起11、21的剖面轮廓(沿着厚度方向将元件切下时的剖面轮廓)的至少一部分可以具有曲线形态。即使为这种形态，在感压传感器装置按压时突起11、21也能够变形。
在上述的实施方式中，以至少使用1层的支撑层为前提，但本公开不一定限定于此。例如，在布线基板以及/或者导电体层具有充分的强度的情况下，该布线基板以及/或者导电体层可以兼做支撑层。在这种情况下，本公开的一个方式所涉及的感压传感器成为无支撑层/支撑体的构造。
本公开所涉及的感压传感器的层叠构造体可以作为整体而具有可挠性。即，感压传感器的层叠构造体可以为柔性构造体。在这种情况下，能够将层叠构造体整体弯曲来使用，能够应用的产品的种类增加。此外，这样的层叠构造体作为整体可以为透明。即，层叠构造体作为整体可以具有光透过性。
使用于感压传感器的布线基板的布线层不限于1层结构或2层结构，也可以为3层结构。

Claims (13)

1.一种感压传感器，具备：
第一感压元件，其包括：包括具有导电性的多个第一突起的第一导电体层、多个第一布线层、以及设置于所述第一突起与所述第一布线层之间的第一电介质层；以及
第二感压元件，其包括：包括具有导电性的多个第二突起的第二导电体层、多个第二布线层、以及设置于所述第二突起与所述第二布线层之间的第二电介质层，
所述第一感压元件和所述第二感压元件相互层叠。
2.根据权利要求1所述的感压传感器，还具备：
测定电路，其包括分别与所述第一感压元件以及所述第二感压元件各自电连接的阴极端子以及阳极端子，对所述第一感压元件以及所述第二感压元件的电容进行测定；以及
电开关，其仅设置于所述阴极端子及所述阳极端子的一方与所述第一感压元件之间、以及所述阴极端子及所述阳极端子的所述一方与所述第二感压元件之间。
3.根据权利要求2所述的感压传感器，
所述多个第一布线层中的彼此相邻的2个第一布线层的一方与所述阴极端子电连接，所述彼此相邻的2个第一布线层的另一方与所述阳极端子电连接，并且
所述多个第二布线层中的彼此相邻的2个第二布线层的一方与所述阴极端子电连接，所述彼此相邻的2个第二布线层的另一方与所述阳极端子电连接。
4.根据权利要求1或2所述的感压传感器，
所述第一感压元件还包括与所述多个第一布线层对向的第一公共电极层，
所述第二感压元件还包括与所述多个第二布线层对向的第二公共电极层。
5.根据权利要求4所述的感压传感器，
还具备测定电路，所述测定电路包括分别与所述第一感压元件以及所述第二感压元件各自电连接的阴极端子以及阳极端子，对所述第一感压元件以及所述第二感压元件的电容进行测定，
所述第一布线层以及所述第一公共电极层的一方与所述阴极端子电连接，所述第一布线层以及所述第一公共电极层的另一方与所述阳极端子电连接，并且
所述第二布线层以及所述第二公共电极层的一方与所述阴极端子电连接，所述第二布线层以及所述第二公共电极层的另一方与所述阳极端子电连接。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的感压传感器，
所述第一布线层在第一方向上延伸，
所述第二布线层在与所述第一方向不同的第二方向上延伸。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的感压传感器，
所述多个第一突起和所述多个第二突起彼此朝向同一方向。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的感压传感器，
所述多个第一突起和所述多个第二突起彼此朝向相反方向。
9.根据权利要求1～3中任一项所述的感压传感器，
还具备第一布线基板以及第二布线基板，
所述第一布线层设置于所述第一布线基板，
所述第二布线层设置于所述第二布线基板。
10.根据权利要求9所述的感压传感器，
所述第一电介质层设置于所述第一布线基板，
所述第二电介质层设置于所述第二布线基板。
11.根据权利要求1～3中任一项所述的感压传感器，
还具备双面布线基板，所述双面布线基板具有第一主面以及与所述第一主面相反的一侧的第二主面，
所述第一布线层以及所述第二布线层的一方设置于所述第一主面，
所述第一布线层以及所述第二布线层的另一方设置于所述第二主面。
12.根据权利要求11所述的感压传感器，
所述双面布线基板位于所述第一导电体层与所述第二导电体层之间。
13.根据权利要求1～3中任一项所述的感压传感器，
还具备配置在所述第一感压元件与所述第二感压元件之间的支撑层。
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Application publication date: 20161012

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