CN113108684A - 应变仪、负载传感器以及应变仪的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供应变仪、负载传感器以及应变仪的制造方法。应变仪(10)具有由树脂材料形成的基体材料(1)、设置于上述基体材料(1)上的电阻器(2)以及设置于上述基体材料(1)的与设置有上述电阻器(2)的面相反一侧的面的融着层(4)。上述融着层(4)是热塑性聚酰亚胺层。本发明使应变仪(10)尽可能薄，并提供能够以更简单的工序制造负载传感器(100)的应变仪(10)。

Description

应变仪、负载传感器以及应变仪的制造方法
本申请是中国申请号为201680056644.X的发明专利申请的分案申请(原申请的名称为“应变仪、负载传感器以及应变仪的制造方法”，原申请的申请日为2016年09月28日)。
技术领域
本发明涉及具备热塑性聚酰亚胺(TPI)层作为融着层的应变仪、具备该应变仪的负载传感器以及该应变仪的制造方法。
背景技术
用于物体的重量测量等的负载传感器主要具备应变体与应变仪。应变体一般是铝合金等金属制，根据测量对象的重量而变形(产生应变)。应变仪一般具备：具有绝缘性的板状基体材料以及设置于基体材料的一个面上的电阻器，基体材料的另一个面通过粘合剂固定于应变体的表面。若在应变体产生变形(应变)，则与此相应地在应变仪的电阻器产生伸缩，电阻器的电阻值变化。测量对象的重量基于该电阻器的电阻值的变化求出。应变传感器的一个例子在专利文献1中公开。
专利文献1：日本特开2014－85259号
在负载传感器中，从抑制蠕变现象使得不会损害应变跟随性的观点、应变的传递良好的观点出发，希望维持电阻器与应变体之间的绝缘性和粘合性并使应变仪较薄。
然而，为了制造上述那样的负载传感器，一般使用热固化性的粘合剂将应变仪粘合于应变体。在粘合中，在应变仪涂覆粘合剂，在使涂覆有粘合剂的应变仪与应变体接触的状态下，通过夹具将它们保持为一体，对应变仪与应变体的接触面进行加压保持。接下来，将保持为一体的应变仪与应变体放入炉中加热使粘合剂固化。在加热后，将应变仪以及应变体从炉中取出将夹具取下，最后，从应变仪与应变体的接触面除去多余的粘合剂。
也迫切期望将这种使用粘合剂的复杂且费时的负载传感器的制造工序更加单纯化或简化来提高制造效率。
发明内容
本发明的目的在于提供能够解决上述课题使应变仪尽可能薄并能够以更简单的工序制造负载传感器的应变仪、具备该应变仪的负载传感器以及该应变仪的制造方法。
根据本发明的第一方式，提供一种应变仪，具有：
基体材料，其由树脂材料形成；
电阻器，其设置于上述基体材料上；以及
融着层，其设置于上述基体材料的与设置有上述电阻器的面相反一侧的面，
上述融着层是热塑性聚酰亚胺层。
第一方式的应变仪可以还具备覆盖上述电阻器的保护罩。
在第一方式的应变仪中，上述融着层的厚度也可以是3μm～12μm，上述树脂材料也可以是聚酰亚胺。
在第一方式的应变仪中，上述热塑性聚酰亚胺层也可以含有除热塑性聚酰亚胺以外的树脂以及/或者填充物。上述除热塑性聚酰亚胺以外的树脂可以是环氧树脂或酚醛树脂。上述除热塑性聚酰亚胺以外的树脂也可以是工程塑料。上述填充物可以是无机微粒。
根据本发明的第二方式，提供一种负载传感器，具备：
应变体；
安装于上述应变体的第一方式的应变仪。
在第二方式的负载传感器中，上述应变仪也可以经由上述融着层安装于上述应变体，对上述应变体的表面上的供上述融着层接触的部分实施粗面处理。
在第二方式的负载传感器中，实施了上述粗面处理的部分的表面粗糙度也可以是3～7μm。
在第二方式的负载传感器中，上述融着层的厚度可以为实施了上述粗面处理的部分的表面粗糙度以上且12μm以下。
根据本发明的第三方式，提供一种应变仪的制造方法，包含如下工序：
在由树脂材料形成的基体材料的一个面上形成多个电阻器；
在上述基体材料的另一个面上形成作为热塑性聚酰亚胺层的融着层；以及
切断上述基体材料，获得在被切断的上述基体材料的一个面上具有电阻器并且在另一个面上具有上述融着层的多个应变仪。
在第三方式的应变仪的制造方法中，形成上述融着层的工序可以包含在上述基体材料的另一个面上涂覆配合有环氧树脂的热塑性聚酰胺酸清漆并进行烧制的工序。
本发明的应变仪较薄且能够以更简单的工序制造负载传感器。
附图说明
图1是本发明的实施方式的应变仪的立体图。
图2是表示融着层的厚度与应变仪的各特性的关系的曲线图。
图3是表示应变仪的制造工序的流程图。
图4是表示将应变仪安装于应变体而制造负载传感器的工序的流程图。
图5中的(a)～(d)是表示将应变仪安装于应变体的样子的说明图。
图6是本发明的实施方式的负载传感器的立体图。
具体实施方式
参照图1～图6说明本发明的应变仪的实施方式。
如图1所示，实施方式的应变仪10主要具有基体材料1、设置于基体材料1的一个面上的电阻器2、覆盖电阻器2的罩3以及设置于基体材料1的其他面上的融着层4。
基体材料1是由树脂材料形成的具有柔性的板状部件，更具体而言是平行平板。优选树脂材料是聚酰亚胺(PI)树脂，以下，聚酰亚胺作为基体材料进行说明，但也可以是聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚乙烯(PE)、聚醚醚酮(PEEK)等。基体材料1的厚度例如是约12μm～约25μmm。
电阻器2例如是由铜镍合金形成的金属有供外部连接用的导线接合的一对引板2t、以及从一个引板2t呈之字形折回延伸并与另一个引板2t连接的测量敏感部2c。
罩3以仅覆盖电阻器2的测量敏感部2c的方式设置于电阻器2之上，防止测量敏感部2c产生损伤等。作为一个例子，罩3可以由聚酰亚胺形成，但也可以由上述PAI、PE、PEEK等形成。此外，在图1中，为了明示电阻器2的测量敏感部2c，罩3用虚线表示。
融着层4是层叠于基体材料1的与形成有电阻器2的面相反一侧的面的热塑性聚酰亚胺层。优选融着层4的厚度为3μm～12μm，例如可以为5μm。根据图2说明优选该数值范围的理由。图2是表示在将应变仪10与进行后述粗面处理之后得到的应变体20粘合了时的应变仪的融着层的厚度与应变仪的各特性(剥离强度、绝缘性以及应变跟随性)的关系的曲线图。在融着层4的厚度为3μm时，剥离强度为3N/cm，在融着层4的厚度为3μm以下时，无法将应变仪10以足够的剥离强度固定于应变体20(图6)。另外，在本发明中，由于该融着层4(热塑性聚酰亚胺层)与基体材料1(聚酰亚胺基体材料)一起承担将电阻器2与应变体20绝缘的功能，所以在融着层4(热塑性聚酰亚胺层)的厚度过薄时，还担心绝缘性降低。在图2中，绝缘性用任意标度表示，与剥离强度相同表现出融着层4的厚度越高而绝缘性越高的趋势。另一方面，在融着层4的厚度比12μm大时，应变体20的粗面处理的影响也存在，而粘合强度进一步提高，但无法充分获得蠕变特性之类的应变跟随性。
在如后述那样使融着层4与对表面进行粗面处理之后得到的应变体20融着时，融着层4的厚度可以为应变体20的表面粗糙度以上。在融着层4的厚度小于应变体20的表面粗糙度时，融着层4无法进入至应变体20的凹凸的凹部的底，存在融着层4与应变体20之间的粘合强度不足够或如后述实施例所示那样可靠性受损的可能。
除热塑性聚酰亚胺之外，热塑性聚酰亚胺层可以含有除热塑性聚酰亚胺以外的树脂以及/或者填充物。由于热塑性聚酰亚胺的价格高，所以通过热塑性聚酰亚胺层含有低成本的树脂以及/或者填充物，能够降低应变仪的原料费。
作为除热塑性聚酰亚胺以外的树脂，例举环氧树脂、酚醛树脂、氧杂环丁烷树脂等。另外，也可以使用聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(PES)、聚醚酰亚胺(PEI)等工程塑料。
含有环氧树脂的热塑性聚酰亚胺层能够通过混合聚酰胺酸与环氧树脂并加热来获得。如后述参考例所示，与不含有环氧树脂的热塑性聚酰亚胺层相比，这样获得的含有环氧树脂的热塑性聚酰亚胺层具有粘合强度更高的优点。
作为填充物，举出氧化铝、氧化钛、氮化硼、氧化硅等无机微粒。如后述参考例所示，通过使热塑性聚酰亚胺层以适当的比率含有无机微粒，能够调整融着层4的线膨胀系数。本实施方式的应变仪10的融着层4的厚度比现有的应变仪的粘合剂的厚度大，将本实施方式的应变仪10安装于应变体20时的融着层4的加热温度(融着温度)比将现有的应变仪安装于应变体时的粘合剂的加热温度高。因此，对于安装到应变体20的本实施方式的应变仪10的融着层4而言，存在容易产生残余应力的趋势。因此，在本实施方式的应变仪10中，优选使融着层4的线膨胀系数为接近应变体20的线膨胀系数的值，由此抑制残余应力。因此，优选能够通过无机微粒的配合量调整线膨胀系数的含有无机微粒的热塑性聚酰亚胺层，来作为本实施方式的应变仪10的融着层4的材料。
接下来，根据图3的流程图说明本实施方式的应变仪10的制造方法。
如图3所示，本实施方式的应变仪10的制造方法包含：基板准备工序(S01)，在该工序中，对在单面上形成有金属箔的聚酰亚胺树脂进行层叠；融着层形成工序(S02)，在该工序中，在聚酰亚胺基板的与形成有金属箔的面相反一侧的面形成融着层4；电阻器形成工序(S03)，在该工序中，由聚酰亚胺基板上的金属箔形成多个电阻器2；罩形成工序(S04)，在该工序中，用罩3覆盖所形成的多个电阻器2的各个；以及分割工序(S05)，在该工序中，将基板切断成多个应变仪10。
在基板准备工序S01中，例如，在金属箔上涂覆聚酰亚胺并烧制，由此形成聚酰亚胺基板。由此，形成在单面上设置有金属箔的板状的聚酰亚胺基板。
在融着层形成工序S02中，例如，在聚酰亚胺基板的与形成有金属箔的面相反一侧的面涂覆热塑性聚酰亚胺清漆并烧制。由此，作为热塑性聚酰亚胺层的融着层4被形成在聚酰亚胺基板上。此外，热塑性聚酰亚胺清漆可以含有除热塑性聚酰亚胺以外的树脂以及/或者填充物。另外，也可以取代热塑性聚酰亚胺清漆，使用热塑性聚酰胺酸清漆。在电阻器形成工序S03中，使用光刻法由金属箔形成多个电阻器2，在罩形成工序S04中，针对形成在基板上的多个电阻器2的各个，用聚酰亚胺的罩3覆盖测量敏感部2c。在分割工序S05中，根据电阻器2的配置切削基板而获得多个应变仪10，多个应变仪10分别具有基体材料1、电阻器2、罩3以及融着层4各1个。
接下来，说明将本实施方式的应变仪10安装于应变体20(图6)制造负载传感器的方法。
如图4的流程图所示，将应变仪10安装于应变体20的工序包含：在应变体20的表面形成凹凸的表面处理工序(S11)；在应变体20融着应变仪10的加热/加压工序(S12)；以及对相互固定的应变仪10与应变体20进行空冷的冷却工序(S13)。
应变体20可以由铝合金等金属形成。另外，应变体20不限定于图6所示的板状部件，可以为罗伯瓦尔形(Roberval)、环形等各种形状。另外，安装于应变体20的应变仪10的数量不限定为一个，是任意的。
在表面处理工序S11中，对应变体20的供应变仪10融着的部分实施粗面处理。粗面处理例如通过喷砂、激光喷射、化学蚀刻等在应变体20的表面形成细微的凹凸。例如，使该部分的表面粗糙度Ra约为5μm。作为中心值，约为5μm，优选为3μm～7μm。之后，对实施了粗面处理的部分进行清洗。由此，能够在应变体20的表面形成微小的凹凸而增大应变体20与应变仪10的融着层4的接触面积，从而能够以更高的粘合强度将应变仪10融着于应变体20。
在加热/加压工序S12中，如以下详述，在应变仪10的融着层4与应变体20的实施了粗面处理的部分接触后的状态下，进行加热以及加压，将应变仪10融着于应变体20。图5中的(a)～图5中的(d)表示实施加热/加压工序S12的具体顺序的一个例子。首先，如图5中的(a)所示，使利用夹具50保持的应变仪10与载置到输送机90上的应变体20接近，接下来，如图5中的(b)所示，使应变仪10的融着层4与应变体20接触。
接下来，如图5中的(c)所示，通过配置于输送机90的下方的瞬间加热器70，对应变体20的一部分即接触有应变仪10的融着层4的部分进行局部加热。同时，将夹具50进一步向下方按压，由此将应变仪10按压于应变体20，对应变仪10的融着层4与应变体20的实施了粗面处理的表面进行压接。由此，形成融着层4的热塑性聚酰亚胺熔融，侵入到在表面处理工序S11中在应变体20的表面形成的微小的凹部。
作为一个例子，加热温度可以为220℃～260℃左右，作为一个例子，加压力可以为1N/m2～2N/m2左右，作为一个例子，进行加热以及加压的时间可以为5秒～20秒左右。
在冷却工序S13中，如图5中的(d)所示，解除夹具50对应变仪10的保持，对应变仪10与应变体20进行空冷。由此，形成融着层4的热塑性聚酰亚胺凝固，应变仪10以高的粘合强度融着于应变体20。
这样，能够制造图6所示那样的具备应变体20与安装于应变体20的一部分的应变仪10的负载传感器100。
如上述所述，在本实施方式的应变仪10的安装方法中，使应变仪10的融着层4与应变体20接触，同时进行加热以及加压，接下来，只要冷却就能够以高的粘合强度将应变仪10固定于应变体20。因此，与包含在应变仪涂覆粘合剂的涂覆工序、以及从应变仪与应变体的接触面除去多余的粘合剂的粘合剂除去工序并且使用热固化性的粘合剂的现有工序相比，能够在短时间内高效地进行应变仪10向应变体20的安装。
在本实施方式的应变仪10的安装方法中，通过瞬间加热器70仅对应变仪10的融着层4与应变体20的接触面附近进行局部加热，来进行应变仪10向应变体20的融着。因此，根据本实施方式的安装方法，与在炉内配置通过夹具被固定的应变仪与应变体并且以150度以上加热应变仪、应变体、夹具的整体1个小时以上的现有工序相比，能够大幅减少加热所需的能量。
由于本实施方式的应变仪10所具备的融着层4能够通过短时间的加热以及加压融着于应变体20，所以能够使将应变仪10安装于应变体20的安装工序，作为使用夹具50与瞬间加热器70的单流水线工序来实现。这种单流水线的安装工序比现有方法的加热/加压工序简略，该现有方法的加热/加压工序作为包含1个小时以上的加热工序的批处理工序来进行(即，现有方法的加热/加压工序包含如下工序：通过夹具将应变仪与应变体保持为一体，对应变仪与应变体的接触面进行加压，在炉内对保持为一体的应变仪与应变体进行加热，在加热后，将应变仪以及应变体从炉中取出，将夹具取下)。
然而，作为应变跟随性恶化的一个例子，存在如下情况，即，在安装于应变体的应变仪的基体材料中，远离应变体的部分的应变量、即与和应变体进行粘合的粘合面相反一侧的面亦即设置有电阻器的面的弹性变形的量(应变量)随着时间经过而逐渐变小，由此产生蠕变现象。为了抑制这种蠕变现象，优选减小基体材料的厚度，尽可能将电阻器配置在应变体的附近。
另一方面，由于电阻器以及应变体是导体，所以需要通过电介质亦即基体材料将电阻器与应变体绝缘。因此，若过度减小基体材料的厚度以抑制蠕变现象的产生，则破坏绝缘从而负载传感器破损。
本实施方式的应变仪10具有由基体材料1与融着层4构成的层叠构造，其中，基体材料1由聚酰亚胺形成，融着层4形成于基体材料1的与形成有电阻器2的面相反一侧的面并且是热塑性聚酰亚胺层。因此，即便减小由聚酰亚胺形成的基体材料1的厚度，也能通过由基体材料1与融着层4构成的层叠构造将电阻器2与应变体20良好绝缘。因此，根据本实施方式的应变仪10，也具有能够将电阻器2与应变体20良好绝缘并且减小基体材料1的厚度来抑制产生蠕变现象这样的效果。
换言之，也可以说本实施方式的应变仪10构成为，将聚酰亚胺基体材料的一部分置换为热塑性聚酰亚胺层亦即融着层。由此，本实施方式的应变仪10能够减小基体材料1的厚度来抑制产生蠕变现象，同时能够通过基体材料1与热塑性聚酰亚胺层亦即融着层4的层叠构造来维持绝缘性能，并且使用融着层4高效地进行应变仪10向应变体20的粘合。
本实施方式的应变仪10由聚酰亚胺形成基体材料1，并由热塑性聚酰亚胺形成融着层4，由于聚酰亚胺与热塑性聚酰亚胺都是聚酰亚胺系的材料，所以它们相容性良好，具有较高的粘合强度地相互被粘合。因此，在将应变仪10安装到应变体20的状态下，也具有应变仪10的基体材料1具有较高的粘合强度地固定于应变体20这样的效果。此外，与热塑性聚酰亚胺相同，PAI、PE、PEEK也具有足够的粘合强度以及绝缘性能，也可以取代聚酰亚胺由这些材料形成基板1。另外，只要与热塑性聚酰亚胺具有足够的粘合强度，则能够取代聚酰亚胺而使用其他树脂材料。
对于本实施方式的应变仪10而言，由于基体材料1的厚度较薄，所以从应变仪10中除去融着层4之外的部分的厚度比现有的应变仪的厚度、即不具有融着层而使用粘合剂安装于应变体的应变仪的厚度小。因此，比较将本实施方式的应变仪10经由融着层4安装于应变体20的状态、与使用粘合剂将现有的应变仪安装于应变体的状态，本实施方式的应变仪10的厚度比现有的应变仪与粘合材料的合计厚度小。
另外，由于本实施方式的应变仪10的融着层4由热塑性聚酰亚胺形成，所以与热固化性的粘合剂不同，能够在常温下半永久保存。因此，本实施方式的应变仪10容易保存、操作。
根据本实施方式的应变仪10的制造方法，在进行分割工序S05之前，进行融着层形成工序S04，将多个应变仪10的融着层4一并在一个工序中形成。因此，能够高效制造具有融着层4的应变仪10。
此外，在上述实施方式的应变仪10中，罩3由聚酰亚胺形成，但罩3也可以由其他材料形成。具体而言，例如，罩3也可以由热塑性聚酰亚胺形成。
此外，在上述实施方式的安装方法中，在将应变仪10融着于应变体20时，从应变体20侧进行加热，但也可以从应变仪10侧进行加热。具体而言，例如，可以在夹具50设置加热器，使用夹具50进行加热与加压双方。或者，加热/加压工序S12也可以通过在炉内配置利用夹具以加压状态保持的应变仪10与应变体20来进行。
此外，上述实施方式的安装方法也可以不包含表面处理工序。
实施例
通过实施例说明本发明的应变仪以及负载传感器，但本发明不限定于此。
实施例1
在实施例1中，如以下那样制成应变仪。首先，通过铸造法在金属箔上涂覆聚酰亚胺清漆并烧制，由此获得在单面设置有金属箔的聚酰亚胺基板。接下来，通过铸造法在聚酰亚胺基板的与设置有金属箔的面反向的面涂覆热塑性聚酰亚胺清漆并烧制，而形成4μm厚度的融着层。通过光刻法在金属箔上形成抗蚀图案，对金属箔进行蚀刻，由此在聚酰亚胺基板上形成多个电阻器。进而，在电阻器的测量敏感部上涂覆聚酰亚胺清漆而形成罩。根据电阻器的配置，切削聚酰亚胺基板获得多个应变仪。
使用获得的应变仪，如以下那样制成负载传感器。通过激光喷射对作为应变体使用的厚度1mm的铝基板的表面进行了粗面处理、清洗。通过表面粗糙度仪(东京精密社制SURFCOM系列，触针式的表面粗糙度测量仪)测定出进行粗面处理后的表面的粗糙度，该表面的粗糙度为7μm。这里测定出的表面粗糙度是最大高度粗糙度(Rz)。通过夹具保持应变仪，使应变仪的融着层与应变体的进行粗面处理后的部分接触，并以30kgf/cm2的压力加压，并且利用配置于应变体的下方的加热器，将应变体与融着层的接触部分以270℃加热13秒。接下来，解除夹具对应变仪的保持，对应变仪与应变体进行了空冷。由此，应变仪融着于应变体，获得负载传感器。
实施例2
除通过烧制涂覆9μm厚度的成为融着层的热塑性聚酰亚胺清漆以外，与实施例1相同地制成多个应变仪。另外，与实施例1相同地制成负载传感器。
＜可靠性试验＞
准备16个实施例1的负载传感器、15个实施例2的负载传感器并测定出各负载传感器的零点平衡。接下来，在应变仪周边涂覆人造汗液，在常温常湿下放置了24小时。之后，在高温高湿环境下，将负载传感器暴露1周，之后测定负载传感器的零点平衡，并求出其与初始值之差(变化量)。此外，测定零点平衡是指在无负荷时测定施加了额定外加电压时的负载传感器的输出电压。
在实施例1中，在16个负载传感器中的4个负载传感器的零点平衡的变化量超过0.025mV。另一方面，在实施例2中，在15个负载传感器中，没有一个负载传感器的零点平衡的变化量超过0.025mV。对于实施例1的负载传感器，由于融着层的厚度比应变体的表面粗糙度小，因此认为融着层的材料未填充至应变体的凹凸的凹部的底，人造汗水侵入至应变体与融着层之间的间隙。另一方面，对于实施例2的负载传感器，由于融着层的厚度比应变体的表面粗糙度大，因此认为融着层的材料充分填充至应变体的凹凸的凹部的底。
参考例1
在热塑性聚酰亚胺清漆、或作为热塑性聚酰亚胺的前体的热塑性聚酰胺酸清漆中，以双酚A型环氧树脂的重量比例为表1记载的值的方式，配合有双酚A型环氧化合物。相同地，在热塑性聚酰亚胺清漆、或热塑性聚酰胺酸清漆中，以表2记载的重量比例配合有双酚F型环氧化合物。另外，在热塑性聚酰亚胺清漆、或热塑性聚酰胺酸清漆中，以表3记载的重量比例配合有日产化学工业社制TEPIC(注册商标)作为环氧化合物。
在玻璃板(JIS R3203)上涂覆所获得的组成物，以120℃加热20分钟，之后以200℃加热10分钟。
加热后的组成物的性状在表1～3中示出，加热后的组成物完全固化未产生粘性(发粘)，用○表示，产生粘性，用×表示。
[表1]
Figure BDA0002982299240000111
[表2]
Figure BDA0002982299240000112
[表3]
Figure BDA0002982299240000113
如表1～3所示，在热塑性聚酰亚胺清漆中配合有环氧化合物时，无论环氧化合物的配合量如何，在加热后均发粘。另一方面，在热塑性聚酰胺酸清漆中配合有环氧化合物时，通过使环氧化合物的配合量为适当值，完全固化不发粘。在热塑性聚酰胺酸清漆中配合环氧化合物使之固化由此获得的树脂层(热塑性聚酰亚胺层)含有热塑性聚酰亚胺与环氧树脂。
此外，为了使热塑性聚酰胺酸清漆固化(聚酰亚胺化)，通常需要加热至约300℃，但在本参考例中，考虑添加的环氧树脂与聚酰胺酸发生反应，由此固化反应在200℃左右的较低温度进行。
用针刮擦未发粘的在热塑性聚酰胺酸清漆中以10～85wt％配合有双酚A型环氧化合物的组成物、在热塑性聚酰胺酸清漆中以10～85wt％配合有双酚F型环氧化合物的组成物以及在热塑性聚酰胺酸清漆中以10wt％配合有TEPIC的组成物的固化物，对该组成物的固化物是否从玻璃板剥离进行了调查。另外，通过在玻璃板上涂覆热塑性聚酰亚胺清漆，并以200℃加热30分钟使其固化，由此形成热塑性聚酰亚胺层。相同地，通过在玻璃板上涂覆热塑性聚酰胺酸清漆，并以300℃加热60分钟使其固化，由此形成热塑性聚酰亚胺层。也用针刮擦这些热塑性聚酰亚胺层，对它们是否从玻璃板剥离进行了调查。
其结果是，仅由热塑性聚酰亚胺清漆获得的热塑性聚酰亚胺层以及仅由热塑性聚酰胺酸清漆获得的热塑性聚酰亚胺层均从玻璃板剥离，但由在热塑性聚酰胺酸清漆中配合有环氧化合物的组成物获得的、含有环氧树脂的热塑性聚酰亚胺层未从玻璃板剥离。其结果是，含有环氧树脂的热塑性聚酰亚胺层与不含有环氧树脂的热塑性聚酰亚胺层相比，表现出相对于玻璃的粘合强度较高。由此推测出，通过使热塑性聚酰亚胺层(融着层)含有环氧树脂，也能够提高由铝等金属构成的应变体与融着层的粘合强度。
参考例2
计算出含有填充物的热塑性聚酰亚胺层的线膨胀系数，该含有填充物的热塑性聚酰亚胺层通过使在热塑性聚酰胺酸清漆、或热塑性聚酰亚胺清漆中配合有氧化铝微粒(线膨胀系数7.2ppm/℃)、金红石型氧化钛微粒(线膨胀系数7.2ppm/℃)、氮化硼微粒(线膨胀系数0.57ppm/℃)、氧化硅微粒(线膨胀系数0.55ppm/℃)、聚醚醚酮(PEEK)微粒(线膨胀系数45ppm/℃)作为填充物得到的材料固化由此获得。此外，不含有填充物的热塑性聚酰亚胺层的线膨胀系数为40ppm/℃。线膨胀系数的计算结果如表4所示。
[表4]
Figure BDA0002982299240000131
如表4所示，含有作为无机材料的氧化铝、氧化钛、氮化硼、氧化硅的微粒作为填充物的热塑性聚酰亚胺层能够通过填充物的配合量在广泛的范围内调整线膨胀系数。例如，在热塑性聚酰亚胺层含有氧化铝微粒约40～50wt％、含有氧化钛微粒约40～50wt％、含有氮化硼微粒约30～40wt％或含有氧化硅微粒约30～40wt％时，热塑性聚酰亚胺层的线膨胀系数约为25ppm/℃。在使用线膨胀系数25ppm/℃的铝合金A2024作为应变体的材料时，优选由这种热塑性聚酰亚胺层构成的融着层。这是因为融着层与应变体的线膨胀系数大致相等，能够抑制由融着等热处理引起的残余应力的产生。这样，热塑性聚酰亚胺层含有无机微粒具有能够配合应变体的线膨胀系数来调整融着层的线膨胀系数这样的效果。另一方面，在热塑性聚酰亚胺层含有PEEK微粒时，如表4所示，线膨胀系数的可调整范围较窄，因此存在难以配合应变体的线膨胀系数来调整融着层的线膨胀系数的趋势。
只要维持本发明的特征，本发明不限定于上述实施方式，在本发明的技术思想的范围内考虑的其他方式也包含在本发明的范围内。
工业上的可利用性
根据本发明的应变仪，能够高效制造可抑制产生蠕变现象的负载传感器。因此，能够有助于负载传感器、使用该负载传感器的测量仪器的高精度化以及低价格化。
附图标记说明：
1…基体材料；2…电阻器；3…罩；4…融着层；10…应变仪；20…应变体；100…负载传感器。

Claims (13)

1.一种应变仪，其中，具有：
基体材料，其由树脂材料形成；
金属制的电阻器，其设置于所述基体材料上，并具有一对引板、以及从所述一对引板的一方呈之字形折回延伸并与所述一对引板的另一方连接的测量敏感部；以及
融着层，其设置于所述基体材料的与设置有所述电阻器的面相反一侧的面，
所述应变仪是用于通过在使所述融着层与应变体接触的状态下对所述应变体的与接触所述融着层的面相反侧的面进行加热，而经由所述融着层贴于根据测量对象的重量而变形的金属制且平板状的所述应变体的应变仪，
所述基体材料为厚度是12μm～25μm且具有挠性的聚酰亚胺的板状部件，
所述融着层为厚度是3μm～12μm的热塑性聚酰亚胺层。
2.根据权利要求1所述的应变仪，其中，
还具备覆盖所述电阻器的保护罩。
3.根据权利要求1或2所述的应变仪，其中，
所述热塑性聚酰亚胺层含有除热塑性聚酰亚胺以外的树脂以及/或者填充物。
4.根据权利要求3所述的应变仪，其中，
所述热塑性聚酰亚胺层含有所述除热塑性聚酰亚胺以外的树脂，
所述除热塑性聚酰亚胺以外的树脂是环氧树脂。
5.根据权利要求3所述的应变仪，其中，
所述热塑性聚酰亚胺层含有所述除热塑性聚酰亚胺以外的树脂，
所述除热塑性聚酰亚胺以外的树脂是酚醛树脂。
6.根据权利要求3所述的应变仪，其中，
所述热塑性聚酰亚胺层含有所述除热塑性聚酰亚胺以外的树脂，
所述除热塑性聚酰亚胺以外的树脂是工程塑料。
7.根据权利要求3所述的应变仪，其中，
所述热塑性聚酰亚胺层含有所述填充物，
所述填充物是无机微粒。
8.一种负载传感器，其中，具备：
应变体；以及
安装于所述应变体的权利要求1～7中的任一项所述的应变仪。
9.根据权利要求8所述的负载传感器，其中，
所述应变仪经由所述融着层安装于所述应变体，
对所述应变体的表面上的供所述融着层接触的部分实施粗面处理。
10.根据权利要求9所述的负载传感器，其中，
实施了所述粗面处理的部分的表面粗糙度是3～7μm。
11.根据权利要求9或10所述的负载传感器，其中，
所述融着层的厚度是实施了所述粗面处理的部分的表面粗糙度以上且12μm以下。
12.一种应变仪的制造方法，其中，包含如下工序：
在由树脂材料形成的基体材料的一个面上形成多个电阻器；
在所述基体材料的另一个面上形成作为厚度是3μm～12μm的热塑性聚酰亚胺层的融着层；以及
切断所述基体材料，获得在被切断的所述基体材料的一个面上具有电阻器并且在另一个面上具有所述融着层的多个应变仪，
所述多个电阻器分别是金属制的电阻器，并具有一对引板、以及从所述一对引板的一方呈之字形折回延伸并与所述一对引板的另一方连接的测量敏感部，
所述应变仪是用于通过在使所述融着层与应变体接触的状态下对所述应变体的与接触所述融着层的面相反侧的面进行加热，而经由所述融着层贴于根据测量对象的重量而变形的金属制且平板状的所述应变体的应变仪，
所述基体材料为厚度是12μm～25μm且具有挠性的聚酰亚胺的板状部件。
13.根据权利要求12所述的应变仪的制造方法，其中，
形成所述融着层的工序包含在所述基体材料的另一个面上涂覆配合有环氧树脂的热塑性聚酰胺酸清漆并进行烧制的工序。
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