CN111750771A - 三维应变计 - Google Patents

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Abstract

一种三维应变计或紧凑型应变计，包括一可变形基板；至少一个导电图案，形成在所述可变形基板上；一电性绝缘层，形成在所述导电图案上；至少一个电性连接垫，形成在所述电性绝缘层上并至少部分覆盖所述导电图案；和至少一个过孔，延伸穿过所述电性绝缘层并将所述导电图案电连接至所述至少一个电性连接垫。

Description

三维应变计
技术领域
本发明一般涉及多种应变计。
背景技术
各种类型的应变计在本领域中是已知的。
发明内容
本发明旨在提供改进的应变计。
因此，根据本发明的一个优选实施例，提供了一种应变计，包括一可变形基板；至少一个导电图案，形成在所述可变形基板上；一电性绝缘层，形成在所述导电图案上；至少一个电性连接垫，形成在所述电性绝缘层上并至少部分地与所述导电图案相重叠；和至少一个过孔，延伸穿过所述电性绝缘层并将所述导电图案电连接到所述至少一个电性连接垫。
根据本发明的另一个优选实施例，还提供了一种应变计，包括一可变形基板，设置在一第一平面中；一导电图案，形成在所述可变形基板上；一电性绝缘层，形成在所述导电图案上；至少一个电性连接垫，设置在一第二平面中，所述第二平面至少部分地在垂直于所述第一平面的方向上与所述第一平面在空间上分离；和至少一个过孔，延伸穿过所述电性绝缘层并将所述导电图案电连接到所述至少一个电性连接垫。
根据本发明的一个优选实施例，所述应变计是一紧凑应变计。
根据本发明的一个优选实施例，所述至少一个导电图案通过一粘合剂粘附到所述可变形基板。替代地，所述至少一个导电图案使用一铸造技术粘附到所述可变形基板。
优选地，所述可变形基板和所述至少一个电性连接垫位于相互平行的两平面中。
根据本发明的一个优选实施例，所述至少一个导电图案和所述至少一个电性连接垫位于相互平行的两平面中。
根据本发明的一个优选实施例，所述至少一个电性连接垫至少部分地覆盖所述导电图案。
根据本发明的另一个优选实施例，还提供了一种应变计，包括一可变形基板；至少两个导电图案，形成在所述可变形基板上；至少一个第一电性绝缘层，形成在所述至少两个导电图案上；至少一个电性互连接线，形成在所述至少一个第一电性绝缘层上，并且电互连所述至少两个导电图案；至少一个第二电性绝缘层，形成在所述至少一个电性互连接线上；至少两个电性连接垫，形成在所述至少一个电性绝缘层上并至少部分地覆盖所述导电图案；至少一个第一过孔，延伸穿过所述至少一个第一电性绝缘层并将所述至少两个导电图案电连接到所述至少一个电性互连接线；和至少一个第二过孔，延伸穿过所述至少一个第二电性绝缘层并将所述至少一个电性互连接线与所述至少两个电性连接垫电连接。
根据本发明的一个优选实施例，所述至少两个导电图案通过一粘合剂粘附到所述可变形基板。或者，所述至少两个导电图案使用铸造技术粘附到所述可变形基板。
优选地，所述可变形基板和所述至少两个电性连接垫位于相互平行的两平面中。
根据本发明的一个优选实施例，所述至少两个导电图案和所述至少两个电性连接垫位于相互平行的两平面中。
根据本发明的另一个优选实施例，还提供了一种应变计，包括一可变形基板，设置在一第一平面中；至少两个导电图案，形成在所述可变形基板上；至少一个第一电性绝缘层，形成在所述至少两个导电图案上；至少一个电性互连接线，形成在所述至少一个第一电性绝缘层上，并且电互连所述至少两个导电图案；至少一个第二电性绝缘层，形成在所述至少一个电性互连接线上；至少两个电性连接垫，设置在一第二平面中，所述第二平面至少部分地在垂直于所述第一平面的方向上与所述第一平面在空间上分离；至少一个第一过孔，延伸穿过所述至少一个第一电性绝缘层并将所述至少两个导电图案电连接到所述至少一个电性互连接线；和至少一个第二过孔，延伸穿过所述至少一个第二电性绝缘层并将所述至少一个电性互连接线与所述至少两个电性连接垫电连接。
根据本发明的一个优选实施例，所述至少一个第一过孔沿在所述第一和第二平面之间的一第三平面延伸。
根据本发明的一个优选实施例，所述至少一个导电图案通过一粘合剂粘附到所述可变形基板。或者，所述至少一个导电图案使用铸造技术粘附到所述可变形基板。
优选地，所述至少两个导电图案和所述至少两个电性连接垫位于相互平行的两平面中。
根据本发明的一个优选实施例，所述至少一个电性连接垫至少部分地覆盖所述导电图案。
附图说明
下文结合附图详细地描述中将更全面地理解和明白本发明，其中：
图1是根据本发明一个优选实施例构造和操作的一应变计的简化图，并且包括一平面部分和沿线I-I截面的截面部分；和
图2是根据本发明另一个优选实施例构造和操作的一应变计的简化图，并且包括一平面部分和沿线II-II截面的截面部分。
具体实施方式
现在参考图1，图1是根据本发明一个优选实施例构造和操作的一应变计的简化图。
如图1所示，所述应变计优选地包括一可变形基板100，其通常由一聚合物形成并且优选地由聚酰亚胺形成，具有一厚度为7-50微米。通常，所述可变形基板100位于一第一平面102中。
至少一个导电图案110形成在所述可变形基板100上，通常通过邦定、光刻和化学技术中的至少一种形成。在一个实施方案中，所述导电图案110通过一层薄的环氧树脂112粘附到一聚酰亚胺薄膜上，优选地具有一厚度约为2微米。通常，所述环氧树脂层112位于一第二平面114中。
在另一个实施例中，聚酰亚胺可变形基板100在所述导电图案110上铸造而不使用一环氧树脂粘合剂。在图1的图示中，仅示出了单个导电图案110，可以理解的是，可以在一可变形基板100上形成多个导电图案110。通常，所述导电图案110位于一第三平面116中。
所述导电图案110优选由一种金属合金形成，通常为康铜(constantan)，其为一镍铜合金或者替代地为一镍铬合金或任何其它合适的金属，并且优选具有一厚度为2.5至5微米。优选地通过光刻技术对其进行图案化，以定义一连续并排阵列的大致平行的细长线，优选具有10-40微米的一间距。所述阵列的相对端与一对的内部连接垫118整体连接，所述内部连接垫118也位于所述第三平面116中。
形成于所述导电图案110上的是一电性绝缘层120，通常由环氧树脂形成，通常具有10-12微米之间的一厚度。所述电性绝缘层120通常位于一第四平面122中，平行于所述第一平面102、所述第二平面114和所述第三平面116。
通常通过溅射、蒸镀或浸没电镀或其任何合适的组合，在所述电性绝缘层120上形成一对电性连接垫130，并且至少部分地覆盖所述导电图案110和所述内部连接垫118。多个电性连接垫130通常位于一第五平面132中，平行于所述多个平面102、114、116和122。
本发明的一个实施例的特征在于，所述对的电性连接垫130中的每一个通过一过孔150电连接到所述对的内部连接垫118中的相对应的一个，延伸通过所述电性绝缘层120。多个过孔150优选地通过光刻技术通过在所述电性绝缘层120中形成的孔进行电镀来形成。所述多个过孔150通常位于所述第四平面122中。
应当理解，图1的所述应变计可以弯曲、拉伸、压缩或以其他方式配置成非平面。
现在参考图2，图2是根据本发明另一个优选实施例构造和操作的一应变计的简化图。
如图2所示，所述应变计优选地包括一可变形基板200，其通常由一种聚合物形成，并且优选地由聚酰亚胺形成，优选具有一厚度为7-50微米。通常，所述可变形基板200位于一第一平面202中。
至少一个导电图案210形成在所述可变形基板200上。在一个实施例中，所述导电图案210通过一层薄的环氧树脂212粘附到所述可变形基板200，优选地具有一厚度约为2微米。通常，所述环氧树脂层212位于一第二平面214中。
在一个替代实施例中，所述聚酰亚胺可变形基板200浇铸在所述导电图案210上，而不使用一环氧粘合剂。
在图2所示的实施例中，示出了四个导电图案210以一闭合的惠斯通电桥电路配置连接，应当理解，多个导电图案210可以以任何合适的电路配置中形成在一可变形基板200上。通常，所述多个导电图案210位于与平面202和214平行的一第三平面216中。
所述多个导电图案210中的每一个优选地由一种金属合金形成，通常为康铜，其为一镍-铜合金，替代地由一镍铬合金或任何其它合适的金属形成，并且优选地具有介于2.5和5微米之间的一厚度。它们各自优选地通过光刻技术被图案化，以定义一连续并排阵列的大致平行的细长线，优选地具有10-40微米之间的一间距。每个阵列的相对端部分别与一对的内连接垫218整体连接，所述对的内连接垫218也位于所述第三平面216中。
形成于所述导电图案210上的是一第一电性绝缘层220，通常由环氧树脂形成，通常具有10-12微米之间的一厚度。所述第一电性绝缘层220通常位于一第四平面222中，平行所述于第一平面202、所述第二平面214和所述第三平面216。
多条电性互连接线230通常通过溅射、蒸镀或浸镀形成在所述第一电性绝缘层220上，并且至少部分地覆盖所述导电图案210和所述多个内连接垫218。所述多条电性互连接线230通常位于与平面202、214、216和222平行的一第五平面232中。所述多条电性互连接线230与各种不同的多个导电图案210的多个内连接垫218互连。
本发明的一个实施例的特定特征在于，所述多个内连接垫218中的每一个通过一过孔250电连接到一个对应的电性互连接线230，延伸穿过所述第一电性绝缘层220。多个过孔250优选地通过光刻技术在所述第一电性绝缘层220中形成的孔进行电镀而形成。所述多个过孔250通常位于所述第四平面222中。
形成在所述多条电性互连接线230上的是一第二电性绝缘层260，通常由环氧树脂形成，通常具有10-12微米之间的一厚度。所述第二电性绝缘层260通常位于一第六平面262中，平行于平面202、214、216、222和232。
通常多个电连接垫280通过溅射，蒸镀或浸镀或其任何合适的组合形成在所述第二电性绝缘层260上，并且至少部分地覆盖所述导电图案210、所述多个内连接垫218和所述多条电性互连接线230。所述多个电连接垫280通常位于一第七平面282中，平行于平面202、214、216、222、232和262。
本发明的一个实施例的特征在于，所述对的电连接垫280中的每一个通过一过孔290电连接到所述多条电性互连接线230中的相对应的一个，延伸通过所述第二电性绝缘层260。多个过孔290优选地通过光刻技术在所述电性绝缘层260中形成的孔进行电镀而形成。所述多个过孔290通常位于所述第六平面262中。
应当理解，图2的所述应变计可以弯曲、拉伸、压缩或以其他方式配置成非平面的。
还应当理解，图2中所示的一般类型的应变计可以形成另外的多个电性绝缘层和另外的导电线，以便提供额外的功能，例如在所述应变计中包括电阻器。
还应理解，各种导电图案之间的互连可以是任何合适的互连，例如一开式惠斯通电桥、半桥、四分之一电桥或玫瑰花结(Rosette)。
本领域技术人员将理解，本发明不限于上文特别示出和描述的内容。相反地，本发明的范围包括本文描述的各种特征的组合和子组合以及在现有技术中不存在的修改。

Claims (20)

1.一种紧凑型应变计，其特征在于，所述紧凑型应变计包括：
一可变形基板；
至少一个导电图案，形成在所述可变形基板上；
一电性绝缘层，形成在所述导电图案上；
至少一个电性连接垫，形成在所述电性绝缘层上并至少部分地与所述导电图案相重叠；和
至少一个过孔，延伸穿过所述电性绝缘层并将所述导电图案电连接到所述至少一个电性连接垫。
2.如权利要求1所述的紧凑型应变计，其特征在于：所述至少一个导电图案通过一粘合剂粘附到所述可变形基板上。
3.如权利要求1所述的紧凑型应变计，其特征在于：所述可变形基板和所述至少一个电性连接垫位于相互平行的两个平面中。
4.如权利要求1所述的紧凑型应变计，其特征在于：所述至少一个导电图案和所述至少一个电性连接垫位于相互平行的两个平面中。
5.一种紧凑型应变计，其特征在于，所述紧凑型应变计包括：
一可变形基板，设置在一第一平面中；
一导电图案，形成在所述可变形基板上；
一电性绝缘层，形成在所述导电图案上；
至少一个电性连接垫，设置在一第二平面中，所述第二平面至少部分地在垂直于所述第一平面的方向上与所述第一平面在空间上分离；和
至少一个过孔，延伸穿过所述电性绝缘层并将所述导电图案电连接到所述至少一个电性连接垫。
6.如权利要求5所述的紧凑型应变计，其特征在于：所述至少一个导电图案通过一粘合剂粘附到所述可变形基板。
7.如权利要求1所述的紧凑型应变计，其特征在于：所述至少一个导电图案和所述至少一个电性连接垫位于相互平行的两个平面中。
8.如权利要求5所述的紧凑型应变计，其特征在于：所述至少一个电性连接垫至少部分地与所述导电图案相重叠。
9.一种应变计，其特征在于，所述应变计包括：
一可变形基板；
至少两个导电图案，形成在所述可变形基板上；
至少一个第一电性绝缘层，形成在所述至少两个导电图案上；
至少一个电性互连接线，形成在所述至少一个第一电性绝缘层上，并且电互连所述至少两个导电图案；
至少一个第二电性绝缘层，形成在所述至少一个电性互连接线上；
至少两个电性连接垫，形成在所述至少一个电性绝缘层上并至少部分地覆盖所述导电图案；
至少一个第一过孔，延伸穿过所述至少一个第一电性绝缘层并将所述至少两个导电图案电连接到所述至少一个电性互连接线；和
至少一个第二过孔，延伸穿过所述至少一个第二电性绝缘层并将所述至少一个电性互连接线与所述至少两个电性连接垫电连接。
10.如权利要求9所述的应变计，其特征在于：所述至少两个导电图案通过一粘合剂粘附到所述可变形基板。
11.如权利要求9所述的应变计，其特征在于：所述可变形基板和所述至少两个电性连接垫位于相互平行的两个平面中。
12.如权利要求9所述的应变计，其特征在于：所述至少两个导电图案和所述至少两个电性连接垫位于相互平行的两个平面中。
13.一种应变计，其特征在于，所述应变计包括：
一可变形基板，设置在一第一平面中；
至少两个导电图案，形成在所述可变形基板上；
至少一个第一电性绝缘层，形成在所述至少两个导电图案上；
至少一个电性互连接线，形成在所述至少一个第一电性绝缘层上，并且电互连所述至少两个导电图案；
至少一个第二电性绝缘层，形成在所述至少一个电性互连接线上；
至少两个电性连接垫，设置在一第二平面中，所述第二平面至少部分地在垂直于所述第一平面的方向上与所述第一平面在空间上分离；
至少一个第一过孔，延伸穿过所述至少一个第一电性绝缘层并将所述至少两个导电图案电连接到所述至少一个电性互连接线；和
至少一个第二过孔，延伸穿过所述至少一个第二电性绝缘层并将所述至少一个电性互连接线与所述至少两个电性连接垫电连接。
14.如权利要求13所述的应变计，其特征在于：所述至少一个第一过孔沿在所述第一和第二平面之间的一第三平面延伸。
15.如权利要求13所述的应变计，其特征在于：所述至少一个导电图案通过一粘合剂粘附到所述可变形基板。
16.如权利要求14所述的应变计，其特征在于：所述至少一个导电图案通过一粘合剂粘附到所述可变形基板。
17.如权利要求13所述的应变计，其特征在于：所述至少两个导电图案和所述至少两个电性连接垫位于相互平行的两个平面中。
18.如权利要求14所述的应变计，其特征在于：所述至少两个导电图案和所述至少两个电性连接垫位于相互平行的两个平面中。
19.如权利要求13所述的应变计，其特征在于：所述至少一个电性连接垫至少部分地与所述导电图案相重叠。
20.如权利要求14所述的应变计，其特征在于：所述至少一个电性连接垫至少部分地与所述导电图案相重叠。
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