CN112970084A - 用于制造基于箔的压力传感器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于制造基于箔的压力传感器(1)的方法。为了促进对基于箔的压力传感器中的传感器单元的导通点的精确设置，本发明提供了所述方法，所述方法包括：‑提供具有底部箔(3)和设置在底部箔(3)上的至少一个底部电极(4、6、8)的底部元件(2)，‑提供多个顶部元件(20)，每个顶部元件(20)包括具有设置在顶部箔(21)之下的至少一个顶部电极(22)的顶部箔(21)，顶部元件(20)的组合面积小于底部元件(2)的面积，‑将顶部元件(20)单独放置并且将顶部元件(20)至少间接地连接至底部元件(2)，从而每个顶部元件(20)的至少一个顶部电极(22)设置在底部元件(2)的至少一个底部电极(4、6、8)之上，以形成传感器单元(30)，该传感器单元(30)适于在作用于传感器单元(30)的压力(pext)超过导通点时被激活，其中，对于至少一个传感器单元(30)，通过从多个位置(A1、A2、B1、B2)选择顶部元件(20)的位置(A1、A2、B1、B2)而调整导通点，传感器单元(30)在所述多个位置中工作，但是所述多个位置的导通点不同。

Description

用于制造基于箔的压力传感器的方法
技术领域
本发明总体上涉及用于制造基于箔的压力传感器的方法和基于箔的压力传感器。
背景技术
现代化交通工具通常配备有占位检测系统，其自动检测交通工具座位上的驾驶员或乘客的存在，例如作为用于安全带提醒器的输入。除了电容式检测系统之外，还有基于压力传感器的系统，其检测由交通工具座位上的人的体重生成的压力。这些系统中的一些使用基于箔的压力传感器。这样的传感器通常包括单独的但是电连接的传感器单元的阵列。每个单元包括底部电极和顶部电极，作用于单元上的外部压力可以使底部电极和顶部电极发生电接触，由此激活该单元。激活单元所需的压力的量又被称为导通点。
传感器通常由三个完整的，即全区域箔层构成，也就是具有导体线和底部电极的印刷底部衬底、具有双面粘合剂的结构化间隔体箔、以及具有导体线和顶部电极的印刷顶部衬底箔。间隔体箔包括孔或切口，顶部电极和底部电极设置在孔和切口中。所有的三个箔通过两步工艺在彼此的顶部上层合，从而形成压力敏感单元。在汽车座位中使用的乘员检测传感器由感测单元(通常4-10个)的阵列构成，而在层合片上放置4-50个传感器。为了进行层合，对准标记可以用于三个片的准确叠覆。然而，由于工艺和材料公差(印刷、加热、切割、层合、箔收缩)，并非所有的传感器单元将被完全对准，即并非所有顶部电极完全放置在底部电极之上。总的现有技术公差在0.75mm的范围内。这导致了导通点的宽分布，其为顶部电极相对底部电极的每0.1mm的位移的约5-10毫巴移位。然而，对于一些应用而言，传感器单元内的导通点应当尽可能是可复现的，以确保在例如汽车座位环境中正确地激活传感器，从而与未检测出汽车座位上的物体相比可靠地检测出人的存在。
在一些状况下，有必要在不改变传感器的总配置的情况下修改压力传感器中的具体传感器单元的导通点，例如，当存在具有不同坐垫的汽车座位的不同变型时。根据现有技术，通常通过改变间隔体孔的尺寸或者箔厚度以给定的一组材料完成对导通点的修改，即，改变单元设计或改变所使用的材料。因此，即使调整单个单元的导通点，也需要对间隔体箔和/或顶部箔重新设计。
发明目的
因而，本发明的目的在于促进基于箔的压力传感器中的传感器单元的导通点的准确设置。
这一问题是通过根据权利要求1所述的方法并且通过根据权利要求15所述的传感器解决的。
发明内容
本发明提供了用于制造基于箔的压力传感器的方法。所述传感器可以用于各种应用，例如，可以将其用于交通工具(例如，汽车)中的占位检测系统。传感器是压力敏感的，这意味着可以通过电方式检测作用于传感器上的压力。这通常不意味着能够检测出压力的确切量。
在方法的一个步骤中，提供底部元件，该底部元件包括底部箔和设置在底部箔上的至少一个底部电极。底部元件还可以被称为衬底元件或基底元件等。诸如“底部”、“顶部”、“水平”和“垂直”等的术语涉及参照系，其中，所要检测的压力垂直向下作用在至少局部沿水平平面延伸的压力传感器上。然而，这里提到的垂直方向并不是必须对应于重力方向，并且传感器的整体也不是必须是平面的，而是至少可以在一些部分中为曲面的或弯曲的。因此，更一般来讲，水平平面可以被称为(可能非平面的)“传感器表面”或“正切表面”，并且该垂直方向可以被称为局部垂直于传感器表面的“法线方向”。底部箔通常由电隔离材料(例如，塑料、橡胶或者有机硅等)构成。具体而言，其可以是弹性材料。本发明一般不对底部箔的厚度限制，其往往在0.01-0.5mm的范围内。由于底部箔的低厚度并且可能由于底部箔的材料特性，底部元件通常是柔性的。至少一个底部电极设置在底部箔上，即，相应的底部电极至少部分地设置在底部箔的上侧上。底部电极可以被印刷在底部电极上，例如，作为导电墨水材料，或者底部电极可以是附接至底部电极的上表面的金属箔。还有其他的用于提供(一个或多个)底部电极的选项。通常，相应的底部电极的厚度小于底部箔的厚度。尽管参考了至少一个底部电极，但是底部元件通常包括至少两个底部电极。
在该方法的另一步骤中，提供多个顶部元件，每个顶部元件包括具有设置在顶部箔之下的至少一个顶部电极的顶部箔，顶部元件的组合面积小于底部元件的面积。顶部箔可以由与用于底部箔的相同的材料制成，并且其厚度可以与底部箔的厚度类似或等同。同样地，顶部电极可以由与用于(一个或多个)底部电极的相同的材料制成。相应的顶部电极设置在顶部箔之下，即，其至少部分地设置在顶部箔的下侧上，参考顶部元件在组装传感器中的取向。顶部元件的组合面积或总面积小于底部元件的面积。在这一上下文中，面积是沿相应的顶部箔或底部箔的表面测量的。由于他们的组合面积较小，因而组合后的所有顶部元件不能完全覆盖底部元件。
在另一步骤中，对顶部元件单独放置，并且将它们至少间接地连接至底部元件，从而将每个顶部元件的至少一个顶部电极设置在底部元件的至少一个底部电极之上，以形成传感器单元，该传感器单元适于当作用于传感器单元上的压力超过导通点时被激活。将顶部元件单独放置在底部元件上，其包括对所有顶部元件同时放置的可能性，但是它们的位置可以是独立于彼此选择或确定的。在放置每个底部元件时，将其直接地或间接地(例如，经由内插元件)连接至底部元件。通常，按照偏移方式设置顶部元件，从而使它们不成对叠覆。连接方法一般不受限制，但是通常包括层合或胶合，其有可能使用升高的温度。执行放置和连接，使得至少一个顶部电极被设置在至少一个底部电极之上。
通过将顶部元件连接至底部元件，形成了传感器单元。还有可能使用单个顶部元件形成多个传感器单元，但这种方案往往不是优选的。由于针对多个顶部元件的每个存在至少一个传感器单元，因而还存在多个传感器单元。每个传感器单元在作用于其上(或者更具体地作用在顶部元件上)的压力超过导通点时被激活。在传感器单元被激活时，能够对此做出电检测。在一些实施例中，只有多个传感器单元的同时激活可以是可检测的。通常，在压力低于导通点时至少一个顶部电极和至少一个底部电极分开，但是在压力超过导通点时至少一个顶部电极与底部电极电接触。然而，本发明不限于这种工作原理。例如，传感器单元可以包括两个底部电极和单个顶部电极，所述单个顶部电极在传感器无负载，即没有任何(显著)压力作用于传感器单元时与底部电极分开。在压力作用于顶部元件上时，顶部元件发生形变，并且向下被推向底部元件。在超过导通点时，顶部电极与两个底部电极电接触，由此使底部电极之间的电连接关闭。这一电连接能够被检测到。应当认识到，还可以将根据本发明的“模块化构思”扩展到其他类型的基于箔的传感器，例如，基于顶部电极和底部电极之间的电容差的传感器。
导通点可以取决于各种参数。具体而言，其往往取决于针对水平平面(或者更一般地，针对传感器表面)的相应顶部电极相对于底部电极的位置。在下文中将这一位置称为“水平位置”，这一位置能够以高精确度确定，因为每个顶部元件(包括至少一个顶部电极)是单独放置的。这极大地有别于现有技术，在现有技术中，所有“上部”电极通过通常具有与底部元件相同面积的单个箔连接。如上文所解释的，先前已知的构思几乎不可能对用于所有传感器单元的所有电极充分放置，其大部分由于材料公差、收缩等。然而，借助于本发明的构思，这是有可能的，因为所有顶部元件是被单独放置。此外，本发明的构思有助于减少所需材料的量，因为顶部元件的组合面积小于底部元件的面积。例如，只有在相应的传感器单元处需要顶部箔，而在传感器单元之间则可以省略顶部箔。
对于至少一个传感器单元而言，通过从多个位置选择顶部元件的位置而对导通点进行调整，传感器单元在所述多个位置中工作，但是所述多个位置存在其导通点的差异。应当理解，顶部元件的位置是相对于底部元件的位置。一般而言，可以通过上述(二维)水平位置以及通过关于垂直轴的取向来表征这一位置。通过从多个可能的位置选择顶部元件的位置而调整用于至少一个传感器单元的导通点。所有这些可能的位置将导致工作的传感器单元，但是对于不同的位置具有不同的导通点。
除了顶部电极和底部电极之外，传感器往往需要将其电连接至外部设备(例如，控制单元)的电路，所述外部设备确定传感器是否被激活。高度优选的是底部元件包括这一电路，所述电路可以包括例如导体线、电端子和/或至少一个电阻器。
根据一个实施例，通过选择顶部元件相对于底部元件的多个水平位置中的一个来调整至少一个传感器单元的导通点，所述传感器单元在这些水平位置中工作，但是这些水平位置存在其导通点的差异。换言之，对于这一具体的传感器单元而言，存在传感器单元工作的多个可能的水平位置，但是这些位置存在其导通点的差异。如上文提及的，水平位置是沿二维水平平面的位置。通过选择多个可能的水平位置中的一个来调整导通点。例如，如果顶部电极相对于两个底部电极被对称地设置，则导通点可以比同一顶部电极非对称设置的情况低。因此，可以针对具体要求来调谐导通点，例如，针对具有传感器被不同的泡沫层覆盖的位置的不同汽车座位。如果覆盖泡沫较软，则与覆盖泡沫较硬的情况相比，应当将导通点调整到较高值。水平位置与导通点之间的关系可以通过例如一系列实验来确定。
优选地，该方法包括将至少一个顶部元件经由至少一个间隔体元件连接至底部元件，从而将间隔体元件插置在顶部箔和底部箔之间。间隔体元件通常由非导电材料制成。例如，间隔体元件可以至少部分地由与顶部箔和底部箔相同的材料制成。间隔体元件插置在顶部箔和底部箔之间，其包括间隔体元件的至少部分不与顶部箔和/或底部箔直接接触而是插入又一元件的可能性。例如，顶部电极的一部分可以插置在顶部箔与间隔体元件之间。然而，至少一个间隔体元件不覆盖(或者至少不完全覆盖)电极的区域。因此，在电极的附近，在顶部箔和底部箔之间存在垂直空间，该垂直空间或多或少对应于至少一个间隔体元件的厚度。在无负载状态下，可以由至少一个间隔体元件保持至少一个顶部电极和至少一个底部电极之间的垂直空间。
将设想的是，在对相应的顶部元件进行放置和连接之前将间隔体元件放置并连接至底部元件。然而，这通常使组装过程更加复杂。因此，至少一个顶部元件优选地被提供有间隔体元件，所述间隔体元件在顶部元件连接至底部元件之前连接至顶部箔。也可以说，这种情况下的间隔体元件是顶部元件的部分。可以预先准备包括间隔体元件的相应顶部元件，而且只需在相对简单的过程中将其放置并连接至底部元件。这样做消除了顶部元件与间隔体元件之间的任何错位风险，错位也将影响导通点。
至少一个间隔体元件可以包括粘合剂材料，所述粘合剂材料接合至底部元件，从而将顶部元件连接至底部元件。存在各种利用粘合剂材料的选项。一种选项是间隔体元件总体由粘合剂材料构成，例如，其通过喷涂、印刷或者任何适当的方法施加至顶部箔，并且在放置顶部元件时接合至底部元件。另一种选项可以是间隔体元件包括具有双面粘合剂衬层的箔。衬层的一面用于在放置顶部元件之前将间隔体元件接合至顶部箔，并且衬层的另一面用于将顶部元件接合至底部元件。
优选地，间隔体元件包括开口，顶部电极的至少一部分设置在所述开口中。这一开口又可以被称为切口，其被间隔体元件的材料沿圆周包围。开口在很大程度上限定了传感器单元。顶部电极的至少一部分——以及在顶部元件与底部元件组装之后的底部电极的至少一部分——被设置在开口中。可以将“设置在开口中”更一般地描述为“与开口垂直对准”。开口的形状不以任何方式受到限制，并且可以是例如矩形或圆形等。导通点还部分地取决于开口的尺寸和形状。
为了促进放置过程，底部元件优选地包括第一对准标记，并且第一对准标记用于确定顶部元件相对于底部元件的位置。换言之，相应的顶部元件相对于第一对准标记的位置可以被认为是顶部元件相对于底部元件的参考。相对于水平平面，第一对准标记设置在底部元件的区域中。对准标记可以是例如触觉标记，但是通常是可以被印刷到底部箔上的光学标记。一种可能性可以是第一对准标记指示(矩形)顶部元件的对角的最佳位置。
此外，至少一个顶部元件可以包括第二对准标记，并且第一和第二对准标记可以用于确定顶部元件相对于底部元件的位置。相对于水平平面，第二对准标记设置在顶部元件的区域中。而且，第二对准标记通常也是能够印刷到顶部箔上的光学标记。通过对准第一和第二对准标记，能够容易地确定顶部元件的水平位置。这一目的可以由这一事实促进：顶部箔通常是透明或者至少半透明的，因此即使在顶部箔被设置在底部箔之上时，第一对准标记也是可见的。然而，如果要通过选择具体的水平位置来选择若干导通点中的一个，则该目的也可以由对准标记促进。例如，顶部元件或底部元件可以包括指示对应于不同导通点的不同位置的不同对准标记。
如上文所提及的，只要传感器处于无负载状态，每个顶部电极就可以与底部电极电隔离。然而，在至少一个顶部电极与一个底部电极之间也可以存在永久性电连接。根据这样的实施例，至少一个顶部元件包括与至少一个顶部电极电接触的垂直延伸连接器元件，通过将顶部元件连接至底部元件使连接器元件与至少一个底部电极接触，由此在顶部电极和底部电极之间建立永久性电连接。应当理解，连接器元件是导电的，并且在组装后在顶部电极和底部电极之间建立永久性电连接。在一些情况下，也可以将连接器元件视为顶部电极的部分。
由于独立于其他顶部元件来单独地放置每个顶部元件，因而存在各种各样的可能性来根据不同要求对传感器进行调适或定制。根据一个实施例，本发明的方法包括：在将顶部元件放置并且连接至底部元件之前选择顶部元件的相对于底部元件的围绕垂直轴的多个可能取向中的一个。垂直轴(更一般地可以指法线轴)垂直于水平平面(或者更一般地，垂直于传感器表面)。由于选择围绕垂直轴的多个取向中的一个，因而这意味着存在顶部元件的不同位置，这些位置在水平平面中相差一定的旋转。例如，这些取向中的两个相差180°旋转。然而，相应的角度也可以是90°，乃至是奇数角。在一方面，这可以用于在调整水平位置之外或者作为其替代来调整导通点。另一方面，甚至可以采用其建立完全不同的开关状态。例如，在一种取向中，具体的顶部电极可以被设置为连接第一和第二底部电极，而在另一种取向中，这一顶部电极被设置为连接第三和第四底部电极。同样，可以使用如上文所述的对准标记来指示适当的取向。
还可以通过选择顶部元件的第一位置和第二位置中的一个来调整导通点，在第一位置中，从顶部箔向下延伸的至少一个顶部支撑结构被设置为与从底部箔向上延伸的至少一个底部支撑结构垂直相对，并且在第二位置中，至少一个顶部支撑结构与至少一个底部支撑结构相对于彼此水平偏移。通常将顶部支撑结构和底部支撑结构设置为相对于至少一个间隔体元件偏移，或者如果间隔体元件包括开口，则它们通常设置在开口内。顶部支撑结构和底部支撑结构的组合垂直尺寸(即组合高度或者组合厚度)通常小于顶部箔与底部箔之间的距离。在选择顶部元件的第一位置时，两个支撑结构被设置为沿垂直方向彼此相对。在顶部箔因压力发生形变时，即使在顶部箔的相对小的形变之后，支持结构也会发生接触。在支撑结构发生接触时，只有在压力的相当大地提高之下顶部箔才有可能发生进一步的形变，这意味着提高了导通点。然而，在第二位置中，第一和第二支撑结构水平偏移，因而在顶部箔的形变下，它们彼此不发生接触，这促进了顶部箔的形变。因而，导通点比第一位置中的低。通常，顶部支撑结构被设置在顶部电极附近，和/或底部支撑结构被设置在底部电极附近。
一种可能性是上文提及的第一位置和第二位置的差异在于顶部元件相对于底部元件的水平偏移量，即这些位置是不同的水平位置。根据另一种可能性，第一位置和第二位置对应于围绕垂直轴的不同取向。例如，第一位置和第二位置可以相差180°旋转。
除了改变给定顶部元件的水平位置或围绕垂直轴的取向之外，可以通过为给定的传感器单元选择多个具有不同特性的顶部元件中的一个而调整导通点。换言之，本发明允许根据模块化设计制造传感器，其中，对于至少一个传感器单元并且有可能对于所有传感器单元，给定底部元件与各种顶部元件组合。很大的优点在于，如果只需调整用于一个传感器单元或者用于一些传感器单元的导通点，可以通过为这些(一个或多个)传感器单元选择适当的顶部模块同时使用于其余(一个或多个)传感器单元的顶部模块保持相同而容易地实现这一目的。不同的顶部元件往往具有影响导通点的不同的机械特性。
存在很多种能够通过顶部元件的特性影响导通点的可能性。例如，顶部元件的间隔体元件所具有的开口可以具有不同的尺寸和/或形状。另一个示例可以是顶部元件所具有的顶部支撑结构具有不同的数量、尺寸和/或材料。另一种可能性是至少两个顶部元件所具有的顶部箔具有不同的柔韧性。这一柔韧性尤其可以归因于顶部箔的不同厚度。替代性地或此外，不同的材料可以用于顶部箔。
本发明还提供了基于箔的压力传感器。该传感器包括具有底部箔和设置在底部箔上的至少一个底部电极的底部元件、以及多个顶部元件，每个顶部元件包括具有设置在顶部箔之下的至少一个顶部电极的顶部箔，顶部元件的组合面积小于底部元件的面积。顶部元件被设置在底部元件上方并且至少间接地连接至底部元件，从而将每个顶部元件的至少一个顶部电极设置在底部元件的至少一个底部电极之上，以形成传感器单元，该传感器单元适于在作用于传感器单元上的压力超过导通点时被激活。对于至少一个传感器单元而言，顶部元件的位置是多个位置中的一个，传感器单元在所述多个位置中工作，但是所述多个位置存在其导通点的差异。上文已经参考本发明的方法解释了所有这些术语，并且因此将不再对其重复解释。
本发明的传感器的优选实施例对应于本发明的方法的那些实施例。
附图说明
根据以下参考附图的非限制性实施例的具体实施方式，本发明的其他细节和优点将变得显而易见，其中：
图1是在组装之前的本发明的压力传感器的第一实施例的透视图；
图2是来自图1的压力传感器的一部分的顶视图；
图3是沿图2中的线III-III的截面图；
图4是本发明的压力传感器的第二实施例的透视图；
图5是沿图4的V-V线的截面图；
图6是本发明的压力传感器的第三实施例的顶视图；并且
图7是根据图6中的线VII-VII的截面图。
具体实施方式
图1-3示意性地示出了可以用于交通工具座位中的占位检测的本发明的基于箔的压力传感器1的第一实施例。传感器1包括具有底部箔3的底部元件2，底部箔3在由第一水平轴X和第二水平轴Y限定的水平平面中延伸。垂直轴Z可以对应于传感器1被安装在交通工具座位中时的重力方向，但是传感器1也可以按照不同方式对准。底部箔3可以例如由柔性塑料材料、有机硅或橡胶制成。底部元件2包括分别连接至第一导体路径5和第二导体路径7的两个端子10。第一导体路径5连接两个第一底部电极4，而第二导体路径7连接两个第二底部电极6。第三导体路径9连接四个第三底部电极8。所有的底部电极4、6、8设置在底部箔3的上侧上，并且可以例如由印刷到底部箔3上的导电墨水制成，或者可以由层合到底部箔3上的金属箔制成。每个第三底部电极8分别设置在第一底部电极4和第二底部电极6附近。在这一实施例中，底部元件2的总体形状对应于叉子或者字母“Y”，但这仅用于示例。
传感器1还包括四个顶部元件20，四个顶部元件20中的每个包括顶部箔21，顶部箔21可以由与底部箔3相同的材料制成。顶部电极22设置在顶部箔21的下侧上。与底部电极4、6、8类似，顶部电极22可以例如由导电墨水或金属箔制成。每个顶部元件20的顶部箔21具有矩形形状。在顶部箔21的下侧上，每个顶部元件20包括间隔体元件23。间隔体元件23也可以由柔性塑料、有机硅或橡胶箔制成，但与底部箔3和顶部箔20相比通常具有沿垂直方向Z的更大厚度。间隔体元件23的外侧尺寸对应于顶部箔21的那些外侧尺寸。每个间隔体元件23具有矩形切口或开口24，相应的顶部电极22设置在其中。顶部元件20是在与底部元件2组装之前预先制造的。每个间隔体元件23可以包括双面粘合剂衬层，从而在顶部元件20的制造过程期间将间隔体元件23层合或接合到顶部箔20。
为了根据本发明的方法完成压力传感器1的制造，每个预先制造的顶部元件20放置在底部元件2上，并且通过使用相应间隔体元件23的粘合剂衬层的接合过程使之与底部元件2连接。由于顶部元件20相互隔开，因而能够对它们中的每个单独放置，这样做实现了高精确度。为了促进这一精确放置，底部元件2包括多个第一对准标记11，并且每个顶部元件20具有对应的第二对准标记26。相应的第一对准标记11和第二对准标记26是印刷在相应的箔3和箔21上的光学标记。顶部箔21和间隔体元件23可以是透明或半透明的，从而使第一对准标记11穿过顶部元件20可见。通过对准第一对准标记11和第二对准标记26，能够准确地调整相应的顶部元件20相对于底部元件2的水平位置。
在组装时，每个顶部元件20与底部元件2一起形成了传感器单元30，在图2和图3中示出了其中的一个。顶部电极22设置在第一底部电极4和第三底部电极8两者之上。由于间隔体元件23的存在，在没有压力作用在传感器单元30上时，即传感器1处于无负载状态时，顶部电极22与任一底部电极4、8垂直隔开。然而，在外部压力pext超过导通点时，这种情况发生了改变，如图3中所示。图3的上部部分示出了顶部元件20相对于底部元件2在第一水平位置A1中，在该位置中，顶部电极22相对于底部电极4、8被对称地设置。通过顶部箔21的弹性形变，使顶部电极22与底部电极4、8发生接触，由此建立了电接触，使得电流能够在第一底部电极4和第三底部电极8之间流动。通过超过导通点，传感器单元30被激活。图3的下部部分示出了顶部元件20相对于底部元件2在第二水平位置A2中，在该位置中，顶部电极22相对于底部电极4、8被非对称设置。第一位置A1和第二位置A2沿第一水平轴X相差水平偏移量s。尽管压力pext和顶部箔21的弹性形变与图3的上部部分中的相同，但是顶部电极20仅与第三底部电极8发生接触。由于在顶部电极20与第一底部电极4之间没有电接触，因而传感器单元30未被激活。只有超过显著更高的导通点，激活才有可能。
由于导通点可以取决于顶部元件20相对于底部元件2的水平位置，因而顶部元件20的单独放置允许准确地确定顶部元件的相应传感器单元30的导通点。例如，如果使第一对准标记11和第二对准标记26保持一致，其将对应于顶部电极22的对称位置，可以通过实验预先确定导通点。然而，如果第一对准标记和第二对准标记相对于彼此水平偏移，如图2中所示，其将对应于顶部电极22的具有不同导通点的非对称位置，也可以通过实验预先确定导通点。
除了允许对顶部元件20单独放置以及准确地确定导通点之外，应当理解，本发明的具有小的分开的顶部元件20的构思将显著减少材料使用，因为只有顶部元件20的区域需要顶部箔21和间隔体元件23，该区域显著小于底部元件2的区域。
图4和图5示出了本发明的传感器1(更确切地说，传感器1的一部分)的第二实施例。在这一实施例中，顶部电极22在间隔体元件23中水平延伸超出开口24，并且电连接至也是顶部元件20的一部分的连接器元件27。连接器元件27从顶部电极22垂直向下延伸，并且对其垂直厚度加以选择，从而在组装状态下在顶部电极22和第一底部电极4之间建立永久性电连接，如从图5中可看出的。在图4和图5中所示的无负载状态下，顶部电极22被设置为与第二底部电极6垂直隔开。在压力pext作用于传感器单元30上时，顶部箔21发生弹性形变，并且在压力pext超过导通点时，在顶部电极22和第二底部电极6之间建立电接触。
图6和图7示出了本发明的传感器1的第三实施例，其具有的传感器单元30与图2和图3中所示的传感器单元类似。然而，顶部元件20包括从顶部箔21向下延伸的六个顶部支撑结构28，并且底部元件2包括六个对应的底部支撑结构12。一方面，顶部支撑结构28的存在影响顶部箔21的形变，但是如果顶部支撑结构28的总面积比开口24的面积小得多，则这一影响通常较小。图6和图7的右侧示出了第一取向B1，每个顶部支撑结构28被设置为与对应的底部支撑结构12垂直相对。因此，在顶部箔22发生弹性形变时，顶部支撑结构28与底部支撑结构12毗邻，这使得传感器单元30的刚度显著提高。在这一点上，顶部电极22仍然未与底部电极4、6接触，即传感器单元30未被激活。只有通过压力pext的显著提高才有可能。
图6的左侧示出了顶部元件20围绕垂直方向Z的第二取向B2，其围绕垂直轴Z与第一取向B1相差180°旋转。在这一取向中，所有顶部支撑结构28相对于底部支撑结构12水平偏移。然而，在至少一个顶部支撑结构28与底部元件2毗邻，和/或至少一个底部支撑结构12与顶部元件20毗邻时，只有显著提高的压力pext才有可能使顶部箔21发生进一步的形变。然而，这种情况发生在比第一取向B1中显著更大的形变下。通过适当地调整顶部电极22、底部电极4、8、以及顶部支撑结构28的厚度，有可能在顶部支撑结构28与底部元件2发生接触之前激活传感器单元30。换言之，第一取向B1对应于比第二取向B2显著更高的导通点。
应当指出，在所有的所示实施例中，也可以通过其他参数影响导通点。例如，具有不同特性的不同顶部元件20可以用于每个传感器单元30。在制造过程中，选择这些顶部元件20中的一个，由此影响传感器单元30的导通点。例如，顶部元件20所具有的开口24可以具有不同的形状和/或尺寸。而且，它们可以具有由不同的材料制成或者具有不同的厚度的顶部箔21。
附图标记列表
1 传感器
2 底部元件
3 底部箔
4、6、8 底部电极
5、7、9 导体路径
10 端子
11、26 对准标记
12、28 支撑结构
20 顶部元件
21 顶部箔
22 顶部电极
23 间隔体元件
24 开口
27 连接器元件
30 传感器单元
A1、A2 水平位置
B1、B2 取向
I 电流
pext 压力
s 偏移量
X 第一水平轴
Y 第二水平轴
Z 垂直轴

Claims (15)

1.一种用于制造基于箔的压力传感器(1)的方法，包括：
-提供具有底部箔(3)和设置在所述底部箔(3)上的至少一个底部电极(4、6、8)的底部元件(2)，
-提供多个顶部元件(20)，每个顶部元件(20)包括顶部箔(21)，所述顶部箔(21)具有设置在所述顶部箔(21)之下的至少一个顶部电极(22)，所述顶部元件(20)的组合面积小于所述底部元件(2)的面积，
-将所述顶部元件(20)单独放置并且将所述顶部元件(20)至少间接地连接至所述底部元件(2)，从而每个顶部元件(20)的至少一个顶部电极(22)设置在所述底部元件(2)的至少一个底部电极(4、6、8)之上，以形成传感器单元(30)，所述传感器单元(30)适于在作用于所述传感器单元(30)的压力(pext)超过导通点时被激活，其中，对于至少一个传感器单元(30)，所述导通点通过从多个位置(A1、A2、B1、B2)选择顶部元件(20)的位置(A1、A2、B1、B2)而被调整，所述传感器单元(30)在所述多个位置中工作，但是所述多个位置的导通点不同。
2.根据权利要求1所述的方法，特征在于：至少一个传感器单元(30)的所述导通点通过选择顶部元件(20)相对于所述底部元件(2)的多个水平位置(A1、A2)中的一个水平位置来调整，所述传感器单元(30)在所述水平位置(A1、A2)中工作，但是所述水平位置的导通点不同。
3.根据前述任一权利要求所述的方法，特征在于：所述方法包括将至少一个顶部元件(20)经由至少一个间隔体元件(23)连接至所述底部元件(2)，从而将所述间隔体元件(23)插置在所述顶部箔(21)和所述底部箔(3)之间。
4.根据前述任一权利要求所述的方法，特征在于：至少一个顶部元件(20)被提供有所述间隔体元件(23)，所述间隔体元件(23)在所述顶部元件(20)连接至所述底部元件(2)之前连接至所述顶部箔(21)。
5.根据前述任一权利要求所述的方法，特征在于：至少一个间隔体元件(23)包括粘合剂材料，所述粘合剂材料接合至所述底部元件(2)，以将所述顶部元件(20)连接至所述底部元件(2)。
6.根据前述任一权利要求所述的方法，特征在于：所述间隔体元件(23)包括开口(24)，所述至少一个顶部电极(22)的至少一部分设置在所述开口中。
7.根据前述任一权利要求所述的方法，特征在于：所述底部元件(2)包括第一对准标记(11)，并且所述第一对准标记(11)用于确定顶部元件(20)相对于所述底部元件(2)的位置(A1、A2、B1、B2)。
8.根据权利要求7所述的方法，特征在于：至少一个顶部元件(20)包括第二对准标记(26)，并且所述第一对准标记(11)和所述第二对准标记(26)用于确定所述顶部元件(20)相对于所述底部元件(2)的位置(A1、A2、B1、B2)。
9.根据前述任一权利要求所述的方法，特征在于：至少一个顶部元件(20)包括与至少一个顶部电极(22)电接触的垂直延伸的连接器元件(27)，所述连接器元件(27)是通过将所述顶部元件(20)连接至所述底部元件(2)而与至少一个底部电极(4、6、8)发生接触的，由此在所述顶部电极(22)和所述底部电极(4、6、8)之间建立永久性电连接。
10.根据前述任一权利要求所述的方法，特征在于：所述方法包括，在放置顶部元件(20)并且将所述顶部元件(20)连接至所述底部元件(2)之前，选择所述顶部元件(20)的相对于所述底部元件(2)的围绕垂直轴(Z)的多个可能取向(B1、B2)中的一个取向。
11.根据前述任一权利要求所述的方法，特征在于：所述导通点通过选择顶部元件(20)的第一位置(B1)和第二位置(B2)中的一个来调整，在所述第一位置中，在顶部电极(22)的附近从所述顶部箔(21)向下延伸的至少一个顶部支撑结构(28)被设置为与在底部电极(4、6、8)的附近从所述底部箔(3)向上延伸的至少一个底部支撑结构(12)垂直相对，并且在所述第二位置中，所述至少一个顶部支撑结构(28)与所述至少一个底部支撑结构(12)相对于彼此水平偏移。
12.根据权利要求11所述的方法，特征在于：所述第一位置(B1)和所述第二位置(B2)对应于围绕所述垂直轴的不同取向。
13.根据前述任一权利要求所述的方法，特征在于：所述导通点通过为给定传感器单元(30)选择多个具有不同特性的顶部元件(20)中的一个顶部元件而被调整。
14.根据权利要求13所述的方法，特征在于：至少两个顶部元件(20)具有柔韧性不同的顶部箔(21)。
15.一种基于箔的压力传感器，包括：
-底部元件(2)，所述底部元件(2)具有底部箔(3)和设置在所述底部箔(3)上的至少一个底部电极(4、6、8)，以及
-多个顶部元件(20)，每个顶部元件(20)包括顶部箔(21)，所述顶部箔(21)具有设置在所述顶部箔(21)之下的至少一个顶部电极(22)，所述顶部元件(20)的组合面积小于所述底部元件(2)的面积，
其中，所述顶部元件(20)设置在所述底部元件(2)上方并且至少间接地连接至所述底部元件(2)，从而每个顶部元件(20)的至少一个顶部电极(22)设置在所述底部元件(2)的至少一个底部电极(4、6、8)之上，以形成传感器单元(30)，所述传感器单元(30)适于在作用于所述传感器单元(30)上的压力(pext)超过导通点时被激活，并且对于至少一个传感器单元(30)，顶部元件(20)的位置(A1、A2、B1、B2)是从多个位置(A1、A2、B1、B2)中选择的，所述传感器单元(30)在所述多个位置中工作，但是所述多个位置的导通点不同。
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