CN116324357A - 压敏传感器 - Google Patents

Abstract

压敏传感器(1A)包含：基材(11)；电阻体(14)，其设置在基材(11)上；配线图案(12)，其设置在基材(11)上并与电阻体连接；梳齿图案(15B～15J)，其设置在基材(11)上且分别独立地与电阻体连接；基材(21)，其与梳齿图案对置且具有能够朝向基材(11)接近的按压部；间隔件(30)，其具有开口(31)并介于基材(11、12)之间；连接体(22)，其设置在基材(21)上；以及配线图案(16)，其以经由开口而与连接体对置的方式设置在基材(11)上，且由于按压部的按压而与连接体电连接，电阻体配置在俯视来看不与连接体重叠的位置，配线图案(12、16)之间的电阻值根据施加于按压部的载荷而变化。

Description

压敏传感器

技术领域

本发明涉及一种电阻值根据所施加的载荷而变化的压敏传感器。

对于认可基于文献引用的并入的指定国，将2020年12月16日在日本提出的特愿2020-208233专利申请所记载的内容通过引用并入本说明书，作为本说明书记载的一部分。

背景技术

一种现有的压敏传感器具备：上部电路基板，其具有相互进入的一对梳齿状的电极；以及下部电路基板，其具有与该梳齿状的电极对置的圆盘状的电极。在该压敏传感器中，上述3个电极中的至少一个作为压敏电阻体(例如参照专利文献1(第[0002]～[0005]段、图1(a)～图1(c))。另外，另一现有的压敏传感器具备：上部电路基板，其具有圆盘状的压敏电阻体；以及下部电路基板，其具有与该压敏电阻体对置的圆盘状的对置电极(例如参照专利文献1(第[0006]～[0008]段、图2(a)～图2(c)))。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-158103号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

关于上述各压敏传感器，当从上方按压上部电路基板时，配置于该按压部分下方的电极彼此直接接触。而且，如果该按压力进一步增加，则该电极间的接触面积增大而电阻值降低。上述压敏传感器均基于与电阻体直接接触的面积的变化来检测按压力，因此存在无法稳定地获得良好的输出特性的问题。

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种能够稳定地获得良好的输出特性的压敏传感器。

(二)技术方案

(1)关于本发明的压敏传感器，具备：第一基材；电阻体，其设置在所述第一基材上；第一配线图案，其设置在所述第一基材上并与所述电阻体连接；多个第一梳齿图案，其设置在所述第一基材上且分别独立地与所述电阻体连接；按压单元，其与所述第一梳齿图案对置，且具有：能够朝向所述第一基材接近的按压部、以及保持于所述按压部且通过所述按压部的按压而与所述第一梳齿图案电连接的连接体；以及第二配线图案，其设置在所述第一基材上且通过所述按压部的按压而与所述连接体电连接，或者包含于所述按压单元并与所述连接体连接，构成所述电阻体的材料的电阻率比下述的各电阻率高，即：构成所述第一配线图案的材料的电阻率、构成所述第一梳齿图案的材料的电阻率、构成所述连接体的材料的电阻率、以及构成所述第二配线图案的材料的电阻率，所述电阻体配置在俯视来看不与所述连接体重叠的位置，所述第一配线图案与所述第二配线图案之间的电阻值根据施加于所述按压部的载荷而变化。

(2)在上述发明中，可以是，所述第一配线图案与所述电阻体的一端连接，所述多个第一梳齿图案以沿着所述电阻体的长度方向相互隔开间隔的状态连接在所述电阻体的一端与另一端之间。

(3)在上述发明中，可以是，所述多个第一梳齿图案在与所述连接体对置的所述第一基材的对置区域隔开间隔并相互实质上平行地配置。

(4)在上述发明中，可以是，所述多个第一梳齿图案在所述对置区域从内侧朝向外侧隔开间隔排列。

(5)在上述发明中，可以是，所述多个第一梳齿图案在与所述连接体对置的所述第一基材的对置区域以特定点为中心呈同心圆状配置。

(6)在上述发明中，所述特定点可以是所述对置区域的中心。

(7)在上述发明中，可以是，各所述第一梳齿图案包含：检测部，其配置于所述对置区域；以及引出部，其将所述检测部与所述电阻体电连接。

(8)在上述发明中，可以是，所述多个第一梳齿图案的所述检测部包含：在与所述连接体对置的所述第一基材的对置区域隔开间隔并相互实质上平行地配置的部分。

(9)在上述发明中，可以是，所述多个第一梳齿图案的所述检测部包含：在所述对置区域从内侧朝向外侧隔开间隔排列的部分。

(10)在上述发明中，可以是，所述多个第一梳齿图案的所述检测部包含：在与所述连接体对置的所述第一基材的对置区域以特定点为中心呈同心圆状配置的部分。

(11)在上述发明中，可以是，所述第二配线图案的前端部是宽度比所述第二配线图案的其他部分宽的扩径部。

(12)在上述发明中，可以是，所述多个第一梳齿图案以如下方式设置在所述第一基材上，即：所述第一梳齿图案的与所述电阻体的连接位置越靠近所述电阻体的另一端侧，则在与所述连接体对置的所述第一基材的对置区域，所述第一梳齿图案就越位于特定点的附近。

(13)在上述发明中，可以是，所述电阻体通过印刷含有碳颗粒的碳糊或碳墨并使其固化而形成。

(14)在上述发明中，可以是，所述压敏传感器还具备第三配线图案，该第三配线图案设置在所述第一基材上并与所述电阻体的另一端连接，构成所述电阻体的材料的电阻率比构成所述第三配线图案的材料的电阻率高。

(15)在上述发明中，可以是，所述压敏传感器还具备：第三配线图案，其设置在所述第一基材上并与所述电阻体的另一端连接；第二梳齿图案，其以与所述连接体对置的方式设置在所述第一基材上并与所述第一配线图案连接；以及第三梳齿图案，其以与所述连接体对置的方式设置在所述第一基材上并与所述第三配线图案连接，构成所述电阻体的材料的电阻率比下述的各电阻率高，即：构成所述第三配线图案的材料的电阻率、构成所述第二梳齿图案的材料的电阻率、以及构成所述第三梳齿图案的材料的电阻率，所述第一梳齿图案、所述第二梳齿图案、所述第三梳齿图案在与所述连接体对置的所述第一基材的对置区域隔开间隔并实质上平行地配置。

(16)在上述发明中，可以是，所述按压单元具备：第二基材，其具有所述连接体；以及间隔件，其介于所述第一基材与所述第二基材之间，所述间隔件具有使所述连接体与所述第一梳齿图案对置的开口。

(17)在上述发明中，可以是，所述第二配线图案以与所述连接体对置的方式设置在所述第一基材上。

(18)在上述发明中，所述特定点可以是所述第二配线图案的前端部。

(19)在上述发明中，所述第二配线图案可以与所述电阻体连接。

(20)在上述发明中，可以是，所述第一配线图案和第三配线图案对所述电阻体施加规定的电压，所述第二配线图案输出与施加于所述按压部的载荷对应的电压。

(21)在上述发明中，可以是，与连接体电连接的第一梳齿图案的数量根据施加于所述按压部的载荷而变化，从而所述第一配线图案与所述第二配线图案之间的电阻值变化。

(三)有益效果

在本发明中，将电阻体配置在俯视来看不与连接体重叠的位置，随着按压部的按压，使连接体与连接于该电阻体的梳齿图案电连接。因此，在本发明中，电阻体不会与连接体接触，因此能够提供一种能够稳定地获得良好的输出特性的压敏传感器。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式中的压敏传感器的俯视图。

图2是沿着图1的II-II线的剖视图。

图3是表示本发明第一实施方式中的下侧膜基板的俯视图。

图4是表示本发明第一实施方式中的间隔件及上侧膜基板的仰视图。

图5是表示本发明的实施方式中的梳齿图案的变形例的俯视图。

图6的(a)～图6的(c)是表示本发明第一实施方式中的压敏传感器的动作的剖视图，其中，图6的(a)是表示连接体开始与梳齿图案接触的状态的图；图6的(b)是表示与图6的(a)相比施加载荷增加的状态的图；图6的(c)是表示与图6的(b)相比施加载荷进一步增加的状态的图。

图7是表示本发明第二实施方式中的压敏传感器的俯视图。

图8是沿着图7的VIII-VIII线的剖视图。

图9是表示本发明第二实施方式中的下侧膜基板的俯视图。

图10是表示本发明第二实施方式中的间隔件及上侧膜基板的仰视图。

图11是表示本发明第三实施方式中的压敏传感器的剖视图。

图12是表示本发明第三实施方式中的压敏传感器的变形例的剖视图。

图13是表示本发明第四实施方式中的压敏传感器的下侧膜基板的剖视图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。

<<第一实施方式>>

图1是表示本发明第一实施方式中的压敏传感器的俯视图，图2是沿着图1的II-II线的剖视图。另外，图3是表示本实施方式中的下侧膜基板的俯视图，图4是表示本实施方式中的间隔件及上侧膜基板的仰视图。

本实施方式中的压敏传感器1A是电阻值的大小根据所施加的载荷的大小而变化的传感器。如图1～图4所示，该压敏传感器1A具备下侧膜基板10、上侧膜基板20和间隔件30。本实施方式中的上侧膜基板20和间隔件30相当于本发明中的“按压单元”的一例，本实施方式中的间隔件30相当于本发明中的“间隔件”的一例。

如图3所示，下侧膜基板10是具备基材11、配线图案12、13、电阻体14、梳齿图案15A～15K和配线图案16的配线板。

本实施方式中的基材11相当于本发明中的“第一基材”的一例，本实施方式中的配线图案12相当于本发明中的“第一配线图案”的一例，本实施方式中的配线图案13相当于本发明中的“第三配线图案”的一例，本实施方式中的配线图案16相当于本发明中的“第二配线图案”的一例。另外，本实施方式中的梳齿图案15A相当于本发明中的“第二梳齿图案”的一例，本实施方式中的梳齿图案15B～15J相当于本发明中的“第一梳齿图案”的一例，本实施方式中的梳齿图案15K相当于本发明中的“第三梳齿图案”的一例。

基材11是由具有挠性和电绝缘性的材料构成的膜状的部件。作为构成该基材11的材料，例如可以例示树脂材料等，更具体而言，可以例示聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。另外，该基材11也可以不具有挠性。

配线图案12、13通过将导电性糊剂印刷在基材11的上表面并使其固化(硬化)而形成。导电性糊剂是将导电性粒子和粘合剂树脂混合于水或溶剂、以及各种添加剂而构成的。构成该配线图案12、13的导电性糊剂是具有比较小的电阻值的低电阻的导电性糊剂。另外，配线图案12、13的形成方法并不特别限定于上述方法。例如，也可以代替导电性糊剂，通过对金属箔进行蚀刻来形成配线图案12、13。

作为导电性粒子的具体例，可以例示银、铜、镍、锡、铋、锌、铟、钯以及它们的合金等。另外，作为粘合剂树脂的具体例，可以例示丙烯酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、有机硅树脂、氟树脂等。进而，作为导电性糊剂中所含的溶剂，可以例示α-萜品醇、丁基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇、1-癸醇、丁基溶纤剂、二乙二醇单乙醚醋酸酯、十四烷等。

虽然没有特别限定，但在本实施方式中，作为低电阻的导电性糊剂，使用以银为导电性粒子的主要成分的银糊剂、或者以铜为导电性粒子的主要成分的铜糊剂。另外，作为导电性糊剂中含有的导电性粒子，可以使用金属盐。作为金属盐，可以举出上述金属的盐。另外，也可以从上述的导电性糊剂中省略粘合剂树脂。另外，也可以使用导电性油墨来代替上述的导电性糊剂。

作为导电性糊剂的涂布方法，没有特别限定，可以使用接触涂布法或非接触涂布法中的任一种。作为接触涂布法的具体例，可以例示丝网印刷、凹版印刷、胶版印刷、凹版胶版印刷、柔性版印刷等。另一方面，作为非接触涂布法的具体例，可以例示喷墨印刷、喷涂法、分配涂布法、喷射分配法等。另外，作为用于使导电性糊剂固化的热源，没有特别限定，可以例示电热烤箱、红外线烤箱、远红外炉(IR)、近红外炉(NIR)、激光照射装置等，也可以是将它们组合而成的热处理。

在本实施方式中，配线图案12沿着图中X方向呈线状延伸。该配线图案12的端部121被电阻体14覆盖，并且在该端部121连接有梳齿图案15A。同样地，配线图案13也沿着图中X方向呈线状延伸。该配线图案13的端部131被电阻体14覆盖，并且在该端部131连接有梳齿图案15K。虽然未特别图示，但一个配线图案12与电源连接，与此相对，另一个配线图案13接地。此外，配线图案12、13的平面形状只要是线状，则不限于上述那样的直线状。

配线图案12的端部121和配线图案13的端部131沿着图中Y方向分离配置。电阻体14沿着图中Y方向设置，该电阻体14的一个端部141覆盖配线图案12的端部121，并且该电阻体14的另一个端部142覆盖配线图案13的端部131。因此，一个配线图案12与另一个配线图案13经由该电阻体14电连接。该电阻体14以俯视来看不与上侧膜基板20的连接体22重叠的方式设置在基材11中远离对置区域111(后述)的位置。

与上述的配线图案12、13同样地，该电阻体14也通过将导电性糊剂印刷于基材11的上表面并使其固化而形成。构成该电阻体14的导电性糊剂是与上述低电阻的导电性糊剂相比具有更高的电阻值的高电阻的导电性糊剂。构成该电阻体14的导电性糊剂含有具有比构成上述配线图案12、13的导电性糊剂的导电性粒子的电阻率高的电阻率的导电性粒子。即，电阻体14由电阻率比构成配线图案12、13的材料的电阻率更高的材料构成，电阻体14的电阻值充分高于配线图案12、13的电阻值，达到能够忽略配线图案12、13的电阻值的程度。具体而言，电阻体14的电阻值为配线图案12、13的电阻值的10倍以上，优选为配线图案12、13的电阻值的100倍以上。另外，构成电阻体14的材料的电阻率为构成配线图案12、13的材料的电阻率的10倍以上，优选为100倍以上。

作为这样的高电阻的导电性糊剂的具体例，可以例示碳糊。作为构成电阻体14的导电性糊剂所含有的导电性粒子的具体例，可以例示石墨、炭黑(炉黑、乙炔黑、科琴黑)、碳纳米管、碳纳米纤维等碳系材料。另外，也可以使用碳墨来代替上述碳糊。

与上述的配线图案12、13同样地，多个(在本例中为11个)梳齿图案15A～15K通过将低电阻的导电性糊剂印刷在基材11上并使其固化而形成。即，各梳齿图案15A～15K由电阻率比构成电阻体14的材料的电阻率更低的材料构成，电阻体14的电阻值充分高于该梳齿图案15A～15K的电阻值，达到能够忽略各梳齿图案15A～15K的电阻值的程度。具体而言，电阻体14的电阻值为梳齿图案15A～15K的电阻值的10倍以上，优选为梳齿图案15A～15K的电阻值的100倍以上。另外，构成电阻体14的材料的电阻率为构成梳齿图案15A～15K的材料的电阻率的10倍以上，优选为100倍以上。另外，梳齿图案15A～15K的形成方法并不特别限定于上述方法。例如，也可以代替导电性糊剂，通过对金属箔进行蚀刻来形成梳齿图案15A～15K。

与上述的配线图案12、13同样地，配线图案16也通过将低电阻的导电性糊剂印刷于基材11的上表面并使其固化而形成。即，该配线图案16由电阻率比构成电阻体14的材料的电阻率更低的材料构成，电阻体14的电阻值充分高于该配线图案16的电阻值，达到能够忽略配线图案16的电阻值的程度。具体而言，电阻体14的电阻值为配线图案16的电阻值的10倍以上，优选为配线图案16的电阻值的100倍以上。另外，构成电阻体14的材料的电阻率为构成配线图案16的材料的电阻率的10倍以上，优选为100倍以上。另外，配线图案16的形成方法并不特别限定于上述方法。例如，也可以代替导电性糊剂，通过对金属箔进行蚀刻来形成配线图案16。

在本实施方式中，各梳齿图案15A～15K具有直线部151和圆弧部152。各梳齿图案15A～15K的直线部151沿图中X方向呈直线状延伸，该直线部151的一部分位于对置区域111之外。与此相对，各梳齿图案15A～15K的圆弧部152位于对置区域111中，经由直线部151而与电阻体14电连接。在此，对置区域111是指：俯视来看与上侧膜基板20的连接体22对置的基材11的上表面的圆形的区域。

在本实施方式中，在梳齿图案15A～15K中位于对置区域111中的部分作为检测施加于压敏传感器1A的载荷的检测部155发挥功能，在该检测部155中包含圆弧部152。与此相对，在该梳齿图案15A～15K中位于对置区域11之外的部分作为将上述的检测部155与电阻体14电连接的引出部156发挥功能，在该引出部156中包含直线部151的一部分。

对于多个梳齿图案15A～15K而言，在基材11上除了经由电阻体14的电连接以外，在该梳齿图案15A～15K彼此之间确保间隔，从而相互电绝缘。另外，梳齿图案的数量只要是多个，则不特别限定于上述方式，但如后述那样，梳齿图案15A～15K的数量越多，使该梳齿图案的间距就越窄，越能够提高压敏传感器1A的输出的分辨率(解析度)。

另外，在本实施方式中，梳齿图案15A～15K具有实质上相同的宽度，但并不特别限定于此，也可以使梳齿图案15A～15K的线宽不同。另外，在本实施方式中，各梳齿图案15A～15K在全长范围内具有实质上相同的宽度，但并不特别限定于此，各梳齿图案15A～15K也可以具有局部不同的宽度。

在11条梳齿图案15A～15K中位于两端的梳齿图案15A、15K的直线部151分别与配线图案12、13的端部121、131连接。剩余的9条梳齿图案15B～15J的直线部151被电阻体14覆盖，该梳齿图案15B～15J与电阻体14连接。此外，两端的梳齿图案15A、15K也可以不与配线图案12、13直接连接，而与梳齿图案15B～15J同样地埋设于电阻体14。

该内侧的梳齿图案15B～15J的直线部151以沿着电阻体14的长度方向(图中的Y方向)相互隔开间隔的状态连接于电阻体14的一个端部141与另一个端部142之间，该梳齿图案15B～15J分别独立地连接于电阻体14。即，电阻体14介于梳齿图案15B～15J的直线部151的端部彼此之间。另外，电阻体14也介于配线图案12的端部121与梳齿图案15B的直线部151的端部之间，并且电阻体14也介于配线图案13的端部131与梳齿图案15J的直线部151的端部之间。

另外，在本实施方式中，梳齿图案15B～15J实质上等间隔地与电阻体14连接，但只要梳齿图案15B～15J相互隔开间隔地与电阻体14连接，则并不特别限定于此。例如，虽然未特别图示，但也可以是，随着对置区域中的梳齿图案的位置接近外侧，而使得该梳齿图案与电阻体的连接间隔变窄。

11条梳齿图案15A～15K的直线部151从电阻体14向对置区域111朝向图中-X方向侧呈直线状延伸，隔开间隔并相互实质上平行地延伸。配线图案16也隔开间隔与梳齿图案15K的直线部151实质上平行地延伸，但该配线图案16延伸至对置区域111的中心CP并在该中心CP具有前端部161。

该前端部161成为具有圆形形状的扩径部，该圆形形状具有比配线图案16的其他部分(例如，对置区域111内的前端部161以外的配线图案16的部分)的宽度更大的直径。这样，通过配线图案16在前端具有扩径部161，能够实现按压开始时的载荷检测的稳定化。另外，扩径部161的平面形状并不限于圆形，例如也可以是椭圆形、长圆形、矩形或多边形等。另外，配线图案16也可以在其前端不具有扩径部。

与此相对，梳齿图案15A～15K在对置区域111中以包围配线图案16的前端部161的周围的方式隔开间隔并相互实质上平行地延伸。更具体而言，在本实施方式中，梳齿图案15A～15K在对置区域111中具有以包围配线图案16的前端部161的周围的方式分别呈圆弧状延伸的圆弧部152。该多个梳齿图案15A～15K的圆弧部152以配线图案16的前端部161为中心呈同心圆状配置。

另外，在本实施方式中，梳齿图案15B～15J的圆弧部152实质上等间隔配置，但只要在圆弧部152彼此之间确保间隔，则圆弧部152的配置并不特别限定于此。例如，虽然未特别图示，但也可以是，随着对置区域中的梳齿图案的位置接近外侧，而使得该梳齿图案的圆弧部的间隔变窄。

另外，在本实施方式中，对按压件(后述)的按压开始位置(连接体22相对于下侧膜基板10的接触开始位置)与对置区域111的中心CP实质上一致的情况进行了说明，但该按压开始位置也可以是对置区域111的中心CP以外的位置，只要是对置区域111内则能够任意地设定。在这种情况下，梳齿图案以对置区域111的中心CP以外的该按压开始位置为中心呈同心圆状配置。该按压开始位置相当于本发明中的“特定点”的一例。

此外，在基材11上，上述的配线图案16与最内侧的梳齿图案15K电绝缘，但并不特别限定于此，配线图案16也可以具有与该梳齿图案15K连接的连接线。这样，通过经由连接线将配线图案16与梳齿图案15K电连接，能够将非按压状态下的压敏传感器1A的输出设定为期望的值。

另外，梳齿图案的检测部的形状也只要是在对置区域中多个梳齿图案从内侧朝向外侧隔开间隔排列的形状，则不特别限定于上述的形状。虽然没有特别限定，但例如也可以将梳齿图案的检测部的形状设为图5所示那样的形状。图5是表示本实施方式中的梳齿图案的变形例的俯视图。

例如，如图5所示，梳齿图案15A～15K也可以在对置区域111中代替圆弧部152而具有实质上呈直角弯曲的具有大致U字形状的弯曲部153。多个梳齿图案15A～15K的弯曲部153以包围配线图案16的前端部161的方式隔开间隔并相互实质上平行地配置，从对置区域111的内侧朝向外侧隔开间隔排列。

另外，在图5所示的变形例中，也能够将按压件的按压开始位置设定在中心CP以外的对置区域111内的任意位置。在这种情况下，梳齿图案以包围对置区域111的中心CP以外的该按压开始位置的方式隔开间隔并相互实质上平行地配置。

另外，在本实施方式中，梳齿图案15A～15K在对置区域111之外呈直线状延伸，但对置区域之外的梳齿图案的平面形状只要是线状，则并不特别限定于此。另外，在本实施方式中，梳齿图案15A～15K在对置区域111之外也实质上平行地配置，但并不特别限定于此，在对置区域之外，多个梳齿图案也可以实质上不平行地配置。

如图4所示，上侧膜基板20具备基材21和连接体22。本实施方式中的基材21相当于本发明中的“第二基材”的一例。

与上述的基材11同样，基材21是由具有挠性和电绝缘性的材料构成的膜状的部件。作为构成该基材21的材料，例如可以例示树脂材料等，更具体而言，可以例示聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。此外，作为基材21，也可以使用金属制的薄膜，在这种情况下，该基材21也可以具有连接体22的功能，即基材21也可以兼作连接体22。

如图1和图4所示，连接体22具有与下侧膜基板10的梳齿图案15A～15K的圆弧部152的形状对应的圆形状的平面形状。更具体而言，该连接体22具有圆形形状，该圆形形状具有比最外侧的梳齿图案15A的圆弧部152的直径更大的直径。在本实施方式中，该连接体22具有比间隔件30的开口31更大的直径，但并不特别限定于此，连接体22也可以具有开口31的内径以下的直径。该连接体22以如下方式形成于基材21，即：在经由间隔件30层叠膜基板10、20时，与梳齿图案15A～15K的圆弧部152对置，并且该连接体22的中心与配线图案16的前端部161重叠。

与上述的配线图案12、13同样地，该连接体22通过将低电阻的导电性糊剂印刷于基材21的下表面并使其固化而形成。即，该连接体22由电阻率比构成电阻体14的材料的电阻率更低的材料构成，电阻体14的电阻值充分高于该连接体22的电阻值，达到能够忽略连接体22的电阻值的程度。具体而言，电阻体14的电阻值为连接体22的电阻值的10倍以上，优选为连接体22的电阻值的100倍以上。另外，构成电阻体14的材料的电阻率为构成连接体22的材料的电阻率的10倍以上，优选为100倍以上。

此外，该连接体22也可以具备保护层，该保护层覆盖通过印刷电阻体的导电性糊剂并使其固化而形成的上述层。该保护层通过印刷与上述低电阻的导电性糊剂相比具有更高的电阻值的高电阻的导电性糊剂并使其固化而形成。作为这样的高电阻的导电性糊剂的具体例，没有特别限定，例如可以例示碳糊。

与上述的基材11、21同样，间隔件30是由具有挠性和电绝缘性的材料构成的膜状的部件。作为构成该基材30的材料，例如可以例示树脂材料等，更具体而言，可以例示聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)。

如图1和图4所示，该间隔件30具有与下侧膜基板10的梳齿图案15A～15K的圆弧部152的形状对应的圆形状的开口31。更具体而言，该开口31具有内径比最外侧的梳齿图案15A的圆弧部152的直径更大的圆形形状。虽然没有特别限定，但是俯视来看，该开口31与最外侧的梳齿图案15A的圆弧部152的间隔优选为间隔件30的厚度以上。该开口31形成在与下侧膜基板10的梳齿图案15A～15K的圆弧部152和上侧膜基板20的连接体22对应的位置。在经由间隔件30层叠膜基板10、20时，梳齿图案15A～15K的圆弧部152与连接体22经由该开口31对置。

另外，开口31的平面形状并不限于圆形，例如也可以是椭圆形、长圆形、矩形或多边形等。另外，连接部22、梳齿图案15A～15K的检测部155的形状也不特别限定于上述形状，例如，也可以是与开口31的形状对应的形状。另外，在本实施方式中，在上侧膜基板20的基材21中与该开口31对置的部分相当于本发明中的“按压部”的一例。

下侧膜基板10和上侧膜基板20经由间隔件30层叠。具体而言，下侧膜基板10的基材11的上表面与间隔件30的下表面经由粘接层(未图示)相互粘贴，并且间隔件30的上表面与上侧膜基板20的基材21的下表面经由粘接层(未图示)相互粘贴。

此时，如图1所示，俯视来看，下侧膜基板10的对置区域111的中心CP与间隔件30的开口31的中心实质上一致。另外，俯视来看，该中心CP与下侧膜基板10的配线图案16的前端部161重叠，并且也与上侧膜基板20的连接体22的中心实质上一致。而且，经由间隔件30的开口31，上侧膜基板20的连接体22与下侧膜基板10的配线图案16的前端部161和梳齿图案15A～15K的圆弧部152对置。

如图2所示，通过该间隔件30，在连接体22与配线图案16的前端部161之间确保间隔，并且在该连接体22与梳齿图案15A～15K之间也确保间隔。如后所述，通过由按压件施加的载荷，上侧膜基板20的基材21变形，通过该变形，连接体22与配线图案16的前端部161接触而电连接，并且该连接体22与梳齿图案15A～15K接触而电连接。

此外，在本实施方式中，以在非按压时连接体22不与梳齿图案15A～15K、配线图案16接触的方式设定间隔件30的厚度，但并不特别限定于此。也可以是，以连接体22始终与梳齿图案15A～15K、配线图案16接触的方式设定间隔件30的厚度。

在此，在本实施方式中，将连接体与梳齿图案“电连接”是指：该连接体与梳齿图案之间的电阻值为规定的阈值以下的状态，不包含在上述那样的非按压时仅连接体与梳齿图案单纯接触的状态。同样地，在本实施方式中，将连接体与配线图案“电连接”是指：该连接体与配线图案之间的电阻值为规定的阈值以下的状态，不包含在上述那样的在非按压时仅连接体与配线图案单纯接触的状态。

参照图6的(a)～图6的(c)对以上说明的压敏传感器1A的动作进行说明。图6的(a)～图6的(c)是表示本实施方式中的压敏传感器的动作的剖视图。特别地，图6的(a)是表示连接体开始与梳齿图案接触的状态的图，图6的(b)是表示与图6的(a)相比施加载荷增加的状态的图，图6的(c)是表示与图6的(b)相比施加载荷进一步增加的状态的图。

当压敏传感器1A被按压件(未图示)按压时，如图6的(a)所示，上侧膜基板20的基材21从间隔件30的开口31的中心开始凹陷。由此，设置在该基材21下表面的连接体22首先与下侧膜基板10的配线图案16的前端部161接触，并且该连接部22仅与最内侧的梳齿图案15K接触。此时，如上所述，对与电阻体14连接的一个配线图案12施加电源电压(例如5[V])，与此相对，与该电阻体14连接的另一个配线图案13接地，最内侧的梳齿图案15K与该另一个配线图案13直接连接。因此，配线图案16检测与地大致相同电位的电压，通过与配线图案12、16连接的万用表(未图示)等，将电源电压与配线图案16的检测电压之间的电位差(例如5[V])输出。

在此，虽然未特别图示，但按压件例如是由树脂材料等构成的部件，以能够相对于上侧膜基板20的基材21的上表面接近或远离的方式支撑于该上侧膜基板20的上方。在本实施方式中，按压件配置为使得该按压件的中心与间隔件30的开口31的中心(下侧膜基板10的基材11的对置区域111的中心CP)实质上一致，且构成为当通过按压件按压上侧膜基板20时，连接体22首先与配线图案16的前端部161和最内侧的梳齿图案15K接触。作为这样的按压件的具体例，可以例示控制器的操作键等。此外，按压件也可以如后述的按压部件40(参照图12)那样具有朝向下方呈凸状突出的部分。或者，按压件也可以是操作者的手指。

而且，随着按压件的按压力(施加载荷)的增加，上侧膜基板20的基材21的凹陷的部分扩展，连接体22的连接对象扩展到更外侧的梳齿图案15J～15B。由此，电阻体14中的一个端部141与该连接对象的连接位置之间的距离变短，因此结果为，配线图案12、16间的电阻值降低。

这样，在本实施方式中，通过改变与连接体22接触的梳齿图案中的位于最外侧的梳齿图案，电阻体14的经由连接体22以及梳齿图案15A～15K与配线图案16的连接位置发生变化，因此电阻体14中的一个端部141与该连接位置之间的距离发生变化。即，在本实施方式的压敏传感器1A中，电阻体14的电阻长度(电阻值)根据按压件的按压力而变化，因此由配线图案16检测出的电压根据按压件的按压力而变化。

若举出一例，则如图6的(b)所示，与图6的(a)的状态相比施加载荷增加，连接体22除了与配线图案16以及梳齿图案15K接触以外，还与梳齿图案15J～15F接触，则配线图案16检测电源电压的大致一半的电位的电压，通过万用表等将电源电压与配线图案16的检测电压之间的电位差(例如，2.5[V])输出。

此外，在本实施方式中，配线图案12、16间的电阻值根据在电阻体14经由连接体22而与配线图案16连接的梳齿图案15B～15J的连接位置而变化，因此压敏传感器1A的输出为阶梯状。因此，梳齿图案的数量越多，该梳齿图案的间距就越窄，越能够提高压敏传感器1A的输出的分辨率(解析度)。

如果与图6的(b)的状态相比施加载荷进一步增加而压敏传感器1A被充分地压入，则如图6的(c)所示，连接体22除了与配线图案16以及梳齿图案15K～15B接触之外，还与最外侧的梳齿图案15A接触。此时，该最外侧的梳齿图案15A与连接于电源电压的一个配线图案12直接连接，因此配线图案16检测与电源电压大致相同电位的电压，通过万用表等将电源电压与配线图案16的检测电压之间的电位差(例如，0[V])输出。

当解除了按压件的按压时，进行与上述相反的动作。即，随着施加载荷的减少，上侧膜基板20的基材21的凹陷部分变小，连接体22的连接对象收窄于更内侧的梳齿图案15B～15J。由此，电阻体14中的一个端部141与该连接对象的连接位置之间的距离变长，因此结果为，配线图案12、16间的电阻值增加。

另外，压敏传感器1A的输出的取得方法并不特别限定于上述方法。例如，也可以使用电阻测量器来测量配线图案12、16间的电阻值。

如上所述，在本实施方式中，将电阻体14配置在俯视来看不与连接体22重叠的位置，随着按压件的按压，使连接体22与连接于该电阻体14的梳齿图案15B～15J电连接。因此，在本实施方式中，电阻体14不会与连接体22接触，因此能够稳定地获得压敏传感器1A的良好的输出特性。

特别地，对于由具有高电阻率的碳构成的电阻体的电阻值而言，存在该电阻体的距离越长则越不稳定的倾向。另外，该电阻体的电阻值也存在因接触的再现性而不稳定的倾向。因此，在利用连接体与电阻体的接触面积的变化的情况下，难以使该压敏传感器的输出特性(施加载荷-电阻值)成为接近理想(线性)的输出，另外，存在每次按压时输出产生偏差的情况。

与此相对，在本实施方式中，将低电阻的梳齿图案15B～15J在对置区域111中以配线图案16的前端部161为中心呈同心圆状配置，并且将该梳齿图案15B～15J隔开间隔地与高电阻的电阻体14连接，根据施加载荷使经由连接体22而与配线图案16连接的梳齿图案15B～15J的位置变化，由此使电阻体14的电阻长度(电阻值)变化。这样，在本实施方式中，不是利用连接体与电阻体的接触面积，而是使用电阻体14的电阻长度来检测与施加载荷对应的电阻值，因此能够稳定地获得压敏传感器1A的良好的输出特性。

另外，在本实施方式中，最外侧的梳齿图案15A与一个配线图案12直接连接，并且最内侧的梳齿图案15K与另一个配线图案13直接连接。因此，能够使压敏传感器1A的输出的最大值与电源电压相等，并且能够使该输出的最小值与地相等。

并且，在本实施方式中，由于与外部连接的全部配线图案12、13、16设置于同一基材11的上表面，因此仅在该上表面安装连接器即可，能够实现压敏传感器1A的结构的简化。

<<第二实施方式>>

图7是表示本发明第二实施方式的压敏传感器的俯视图，图8是沿着图7的VIII-VIII线的剖视图，图9是表示本实施方式中的下侧膜基板的俯视图，图10是表示本实施方式中的间隔件及上侧膜基板的仰视图。

如图7～图10所示，本实施方式的压敏传感器1B与第一实施方式的压敏传感器1A相比，不同点在于：(1)配线图案16设置于上侧的基材21，与连接体22直接连接；以及(2)不具有圆弧部152，直线状的梳齿图案15A～15K贯通对置区域111，除此以外的结构与第一实施方式相同。以下，关于第二实施方式中的压敏传感器1B，仅对与第一实施方式的不同点进行说明，对与第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。

如图8及图10所示，本实施方式中的配线图案16形成于上侧膜基板20的基材21的下表面。而且，该配线图案16通过与连接体22一体地形成而与连接体22直接连接。另外，在使用金属制的薄膜作为基材21的情况下，该基材21可以具有连接体22的功能，基材21也可以具有配线图案16的功能。

另外，如图7以及图9所示，多个梳齿图案15A～15K不具有圆弧部152，仅由直线部151构成，该直线部151贯通对置区域111。在本实施方式中，多个梳齿图案15A～15K的直线部151配置于对置区域111的下侧(图中-Y方向侧)的一半的区域，从对置区域111的中心CP朝向外侧隔开间隔且隔开间隔并相互实质上平行地配置。

另外，在本实施方式中，也能够将按压件的按压开始位置设定在中心CP以外的对置区域111内的任意位置。在这种情况下，梳齿图案的直线部从对置区域111的中心CP以外的该按压开始位置朝向对置区域111的外侧隔开间隔并相互实质上平行地配置。

在本实施方式的压敏传感器1B中，也与第一实施方式同样地，根据按压件(未图示)的按压力(施加载荷)的大小，电阻体14的经由连接体22以及梳齿图案15A～15K与配线图案16的连接位置发生变化，因此电阻体14的电阻长度(电阻值)的大小发生变化。

在本实施方式中，也与第一实施方式同样地，将电阻体14配置于俯视来看不与连接体22重叠的位置，随着按压件的按压，使连接体22与连接于该电阻体14的梳齿图案15B～15J电连接。因此，在本实施方式中，电阻体14不会与连接体22接触，因此能够稳定地获得压敏传感器1B的良好的输出特性。

另外，在本实施方式中，两端的梳齿图案15A、15K分别与配线图案12、13直接连接。因此，能够使压敏传感器1B的输出的最大值与电源电压相等。

<<第三实施方式>>

图11是表示本发明第三实施方式的压敏传感器的剖视图。

如图11所示，本实施方式的压敏传感器1C与第一实施方式的压敏传感器1A相比，不同点在于：(1)代替上侧的基材21而具备按压部件40；以及(2)代替间隔件30而具备支撑部件50，但除此以外的结构与第一实施方式相同。以下，关于第三实施方式中的压敏传感器1C，仅对与第一实施方式的不同点进行说明，对与第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记并省略说明。

按压部件40例如由硅橡胶等具有电绝缘性的弹性材料构成，在下部具有朝向下方呈凸状突出的圆锥状的锥形部41。而且，在本实施方式中，代替基材21，在按压部件40的锥形部41的下表面形成有连接体22。在本实施方式中，下侧膜基板10的基材11的对置区域111是在该基材11中与连接体22对置的区域。

另外，在本实施方式中，按压部件40具有与梳齿图案15A～15K的圆弧部152对应的圆形的平面形状，但按压部件40的平面形状并不特别限定于此。例如，按压部件40的平面形状也可以具有与梳齿图案15A～15K的圆弧部152的一部分对应的带状的平面形状。在这种情况下，该按压部件40只要与全部的梳齿图案15A～15K部分地重叠即可。

此外，例如也可以由导电性橡胶等具有导电性的弹性材料构成按压部件40，从而使按压部件40自身具有导电性。在这种情况下，按压部件40可以具有连接体22的功能，也可以与按压部件40分别地在锥形部41形成连接体22。或者，也可以在按压部件40中仅锥形部41具有导电性。

支撑部件50也由例如硅橡胶等弹性材料构成，并设置在下侧膜基板10的基材11的对置区域111的周围。按压部件40以锥形部41与梳齿图案15A～15K的检测部155以及配线图案16的前端部161对置的方式支撑于支撑部件50。在本实施方式中也是：对置区域111的中心CP俯视来看与配线图案16的前端部161重叠，并且与按压部件40的锥形部41的中心实质上一致。

此外，在本实施方式中，采用了在按压部件40的两侧连接有支撑部件50的两端支撑结构，但并不特别限定于此。也可以采用仅在按压部件40的一侧连接有支撑部件50的一端支撑结构。

本实施方式中的连接体22、按压部件40以及支撑部件50相当于本发明中的“按压单元”的一例，本实施方式中的按压部件40相当于本发明中的“按压部”的一例。

图12是表示本实施方式的压敏传感器的变形例的剖视图。

可以如图12所示的压敏传感器1D那样，将支撑部件50设置为能够相对于基材11上下移动，并且在该支撑部件50的下表面设置连接体22。更具体而言，支撑部件50的脚部51的前端插入基材11的贯通孔，该支撑部件50经由螺旋弹簧等弹性体(未图示)支撑于基材11。另外，连接体22具有与梳齿图案15A～15K的检测部155的一部分对应的带状的平面形状，并且由中央向下方突出的大致V字状的金属片构成。该连接体22在其一端固定于支撑部件50。

另外，连接体22的平面形状并不特别限定于上述形状，例如也可以是与梳齿图案15A～15K的检测部155的形状对应的圆形的平面形状。另外，连接体22的截面形状也不特别限定于上述形状。例如，在图12中，连接体22在其一端固定于支撑部件50，但是只要连接体22的位置相对地不偏移即可，因此只要连接体22的位置不偏移，则两端也可以不固定于支撑部件50。另外，支撑部件50具有在其两端具有脚部51的两端支撑结构，但并不特别限定于此。支撑部件50也可以具有仅在一个端部具有脚部51的一端支撑结构。

此外，在本例中，连接体22以及支撑部件50相当于本发明中的“按压单元”的一例，支撑部件50中的与连接体22对置的部分相当于本发明中的“按压部”的一例。

返回图11，在本实施方式的压敏传感器1C中，也与第一实施方式同样地，根据按压部件40的按压力(施加载荷)的大小，电阻体14的经由连接体22以及梳齿图案15A～15K与配线图案16的连接位置发生变化，因此电阻体14的电阻长度(电阻值)发生变化。

在本实施方式中，也与第一实施方式同样地，将电阻体14配置在俯视来看不与连接体22重叠的位置，随着按压部件40的按压，使连接体22与连接于该电阻体14的梳齿图案15B～15J电连接。因此，在本实施方式中，电阻体14不会与连接体22接触，因此能够稳定地获得压敏传感器1C的良好的输出特性。

此外，以上说明的实施方式是为了容易理解本发明而记载的，并不是为了限定本发明而记载的。因此，上述的实施方式所公开的各要素的主旨在于，也包含属于本发明的技术范围的全部设计变更、等同物。

例如，在上述的第一实施方式中，将配线图案16形成于下侧膜基板10的基材11的上表面，但并不特别限定于此。具体而言，在图1～图4所示的方式中，与第二实施方式同样地，也可以在上侧膜基板20的基材21的下表面形成配线图案16，并将该配线图案16与连接体22直接连接。同样地，在图5所示的变形例中，也可以在上侧膜基板20的基材21的下表面形成配线图案16，并将该配线图案16与连接体22直接连接。

另外，在第二实施方式中，将配线图案16形成于上侧膜基板20的基材21的下表面，并将该配线图案16与连接体22直接连接，但并不特别限定于此。具体而言，在图7～图10所示的方式中，与第一实施方式同样地，也可以在下侧膜基板10的基材11的上表面形成配线图案16。

另外，在第三实施方式中，也将配线图案16形成于下侧膜基板10的基材11的上表面，但并不特别限定于此。具体而言，在图11以及图12所示的方式中，也可以在支撑部件50上形成配线图案16，并将该配线图案16与连接体22直接连接。

另外，在上述的第一实施方式中，将配线图案12与电源连接，并且将配线图案13接地，取得配线图案16的检测电压，由此检测出电阻体14的电阻值，但用于检测电阻体14的电阻值的电路结构并不特别限定于此。

例如，虽然未特别图示，但也可以不设置配线图案13而将电源与配线图案12、16连接。或者，如图13所示，也可以用电阻体14的另一个端部142覆盖配线图案16来代替配线图案13。在这些情况下，配线图案12、16间的电阻值也根据按压件的按压力而变化。图13是表示本发明第四实施方式的压敏传感器的下侧膜基板的剖视图。

另外，也可以使用上述的压敏传感器1A来构成就座传感器。该就座传感器是检测乘员向搭载于汽车等车辆的座椅的就座状况的传感器。此外，也可以代替压敏传感器1A而使用在上述的第二～第四实施方式中说明的压敏传感器1B～1D来构成就座传感器。

具体而言，该就座传感器通过在汽车的座椅的就座部埋设压敏传感器1A而构成。此外，埋设于座椅的就座部的压敏传感器1A的数量没有特别限定，可以是一个，也可以是多个。该压敏传感器1A例如与该汽车的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)连接，将与对应于乘员体重的电阻体14的电阻长度(电阻值)对应的电压值向ECU输出。

在乘员就座于该座椅的情况下，至少配线图案16的前端部161与最内侧的梳齿图案15K经由连接体22连接。因此，ECU通过确认将压敏传感器A1的输出值与规定的阈值进行比较，来判定乘员是否就座于座椅上。

另外，在该压敏传感器A中，由于与连接体22接触的梳齿图案15A～15K中位于最外侧的梳齿图案根据就座于座椅的乘员的体重而变化，因此电阻体14的电阻长度(电阻值)根据该乘员的体重而变化。因此，ECU通过将压敏传感器1A的输出值与多个规定范围进行比较，从而将该乘员的体重分类于与该规定范围分别对应的体重区域。

虽然没有特别限定，但基于ECU的这些判定结果例如被用于SBR(Seat BeltRemiter：安全带调节器)系统等。

另外，上述的压敏传感器1A～1D的用途并不限于就座传感器。例如，为了SRS系统(Supplemental Restraint System：辅助约束系统)等，也可以将压敏传感器1A～1D埋设于汽车的座椅的座椅靠背来检测乘员的姿势、体格。或者，也可以将上述压敏传感器1A～1D用于汽车以外的用途。

附图标记说明

1A～1D…压敏传感器；10…下侧膜基板；11…基材；111…对置区域；12…配线图案；121…端部；13…配线图案；131…端部；14…

电阻体；141、142…端部；15A～15K…梳齿图案；151…直线部；152…

圆弧部；153…弯曲部；155…检测部；156…引出部；16…配线图案；161…前端部(扩径部)；163…连接线；17…虚设图案；20…上侧隔膜基板；21…基材；22…连接体；30…间隔件；31…开口；40…按压部件；41…锥形部；50…支撑部件；51…脚部。

Claims (10)

1.一种压敏传感器，具备：

第一基材；

电阻体，其设置在所述第一基材上；

第一配线图案，其设置在所述第一基材上并与所述电阻体连接；

多个第一梳齿图案，其设置在所述第一基材上且分别独立地与所述电阻体连接；

按压单元，其与所述第一梳齿图案对置，且具有：能够朝向所述第一基材接近的按压部、以及保持于所述按压部且通过所述按压部的按压而与所述第一梳齿图案电连接的连接体；以及

第二配线图案，其设置在所述第一基材上且通过所述按压部的按压而与所述连接体电连接，或者包含于所述按压单元并与所述连接体连接，

构成所述电阻体的材料的电阻率比下述的各电阻率高，即：构成所述第一配线图案的材料的电阻率、构成所述第一梳齿图案的材料的电阻率、构成所述连接体的材料的电阻率、以及构成所述第二配线图案的材料的电阻率，

所述电阻体配置在俯视来看不与所述连接体重叠的位置，

所述第一配线图案与所述第二配线图案之间的电阻值根据施加于所述按压部的载荷而变化。

2.根据权利要求1所述的压敏传感器，其特征在于，

所述第一配线图案与所述电阻体的一端连接，

所述多个第一梳齿图案以沿着所述电阻体的长度方向相互隔开间隔的状态连接在所述电阻体的一端与另一端之间。

3.根据权利要求1或2所述的压敏传感器，其特征在于，

所述多个第一梳齿图案在与所述连接体对置的所述第一基材的对置区域隔开间隔并相互实质上平行地配置。

4.根据权利要求3所述的压敏传感器，其特征在于，

所述多个第一梳齿图案在所述对置区域从内侧朝向外侧隔开间隔排列。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的压敏传感器，其特征在于，

所述多个第一梳齿图案在与所述连接体对置的所述第一基材的对置区域以特定点为中心呈同心圆状配置。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的压敏传感器，其特征在于，

所述多个第一梳齿图案以如下方式设置在所述第一基材上，即：所述第一梳齿图案的与所述电阻体的连接位置越靠近所述电阻体的另一端侧，则在与所述连接体对置的所述第一基材的对置区域，所述第一梳齿图案就越位于特定点的附近。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的压敏传感器，其特征在于，

所述压敏传感器还具备：

第三配线图案，其设置在所述第一基材上并与所述电阻体的另一端连接；

第二梳齿图案，其以与所述连接体对置的方式设置在所述第一基材上并与所述第一配线图案连接；以及

第三梳齿图案，其以与所述连接体对置的方式设置在所述第一基材上并与所述第三配线图案连接，

构成所述电阻体的材料的电阻率比下述的各电阻率高，即：构成所述第三配线图案的材料的电阻率、构成所述第二梳齿图案的材料的电阻率、以及构成所述第三梳齿图案的材料的电阻率，

所述第一梳齿图案、所述第二梳齿图案、所述第三梳齿图案在与所述连接体对置的所述第一基材的对置区域隔开间隔并实质上平行地配置。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的压敏传感器，其特征在于，

所述按压单元具备：

第二基材，其具有所述连接体；以及

间隔件，其介于所述第一基材与所述第二基材之间，

所述间隔件具有使所述连接体与所述第一梳齿图案对置的开口。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的压敏传感器，其特征在于，

所述第二配线图案以与所述连接体对置的方式设置在所述第一基材上。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的压敏传感器，其特征在于，

所述第二配线图案与所述电阻体连接。

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