CN116724210A

CN116724210A - 应变片

Info

Publication number: CN116724210A
Application number: CN202280010336.9A
Authority: CN
Inventors: 泷本达也; 高田真太郎; 户田慎也; 浅川寿昭; 足立重之
Original assignee: MinebeaMitsumi Inc
Current assignee: MinebeaMitsumi Inc
Priority date: 2021-01-18
Filing date: 2022-01-13
Publication date: 2023-09-08
Also published as: EP4261494A4; US20230400370A1; JP2022110230A; EP4261494A1; WO2022154057A1; JP7189240B2

Abstract

本应变片具有：基材，具有可挠性；电阻体，在所述基材的一个面上，由包含Cr、CrN、以及Cr₂N的膜形成；以及树脂制的阻挡层，覆盖所述电阻体，其中，所述阻挡层的透湿度(g/m²/24h)与厚度(mm)之比为5：1以上，所述阻挡层的厚度为100μm以上3mm以下。

Description

应变片

技术领域

本发明涉及一种应变片(strain gauge)。

背景技术

已知一种应变片，其粘贴在测定对象物上，以对测定对象物的应变进行检测。应变片具备用于对应变进行检测的电阻体，电阻体例如形成在绝缘性树脂上。电阻体例如经由布线与电极连接(例如参见专利文献1)。

<现有技术文献>

<专利文献>

专利文献1：日本特开2016-74934号公报

发明内容

<本发明要解决的问题>

关于上述那样的应变片，在水中或水飞散的环境等中使用的情况下，因漏电流会引起稳定性的问题。特别是在应变率较高的应变片的情况下，漏电流的影响明显，输出电压会产生偏差。

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种应变片，其能够降低因漏电流的影响而引起的输出电压的偏差。

<用于解决问题的手段>

<发明的效果>

根据所公开的技术，能够提供一种应变片，其能够降低因漏电流的影响而引起的输出电压的偏差。

附图说明

图1是示例性地示出根据第1实施方式的应变片的平面图。

图2是示例性地示出根据第1实施方式的应变片的剖面图(其1)。

图3是用于对因阻挡层产生的漏电流降低效果进行确认的实验结果。

图4是示例性地示出根据第1实施方式的应变片的剖面图(其2)。

图5是示例性地示出根据第1实施方式的变形例1的应变片的平面图。

图6是示例性地示出根据第1实施方式的变形例1的应变片的剖面图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在各附图中，对相同的构成部分赋予相同的符号，并且有时会省略重复的说明。

<第1实施方式>

图1是示例性地示出根据第1实施方式的应变片的平面图。图2是示例性地示出根据第1实施方式的应变片的剖面图，示出了沿图1的A-A线的剖面。如图1和图2所示，应变片1具有基材10、电阻体30、布线40、电极50、以及阻挡层70。

需要说明的是，在本实施方式中，为了方便起见，在应变片1中，基材10的设置有电阻体30的一侧为上侧或一侧，未设置有电阻体30的一侧为下侧或另一侧。另外，各部位的设置有电阻体30的一侧的表面为一个表面或上表面，未设置有电阻体30的一侧的表面为另一个表面或下表面。但是，也可以以上下颠倒的状态来使用应变片1，或者可以以任意角度来布置应变片1。另外，假设平面视图是指从基材10的上表面10a的法线方向对对象物进行观察的视图，平面形状是指从基材10的上表面10a的法线方向对对象物进行观察时的形状。

基材10是作为用于形成电阻体30等的基底层的部件，并且具有可挠性。对于基材10的厚度并无特别限制，可以根据目的适当地选择，例如可以为大约5μm～500μm。特别地，从来自经由粘接层等接合在基材10的下表面上的应变体表面的应变的传递性、对于环境的尺寸稳定性的观点来看，基材10的厚度优选为5μm～200μm，从绝缘性的观点来看，更优选为10μm以上。

基材10例如可以由PI(聚酰亚胺)树脂、环氧树脂、PEEK(聚醚醚酮)树脂、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)树脂、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂、PPS(聚苯硫醚)树脂、LCP(液晶聚合物)树脂、聚烯烃树脂等绝缘树脂薄膜形成。需要说明的是，薄膜是指厚度为大约500μm以下、并且具有可挠性的部件。

在此，“由绝缘树脂薄膜形成”并不妨碍基材10在绝缘树脂薄膜中含有填充剂或杂质等。基材10例如也可以由含有二氧化硅或氧化铝等填充剂的绝缘树脂薄膜形成。

作为基材10的树脂以外的材料，例如可以举出SiO₂、ZrO₂(也包含YSZ)、Si、Si₂N₃、Al₂O₃(也包含蓝宝石)、ZnO、钙钛矿系陶瓷(CaTiO₃、BaTiO₃)等结晶性材料，此外，除此之外还可以举出非晶质的玻璃等。另外，作为基材10的材料，也可以使用铝、铝合金(杜拉铝)、钛等金属。在此情况下，例如在金属制的基材10上形成绝缘膜。

电阻体30是以预定图案形成在基材10上的薄膜，并且是经受应变而产生电阻变化的感测部。电阻体30可以直接形成在基材10的上表面10a上，也可以经由其他层而形成在基材10的上表面10a上。需要说明的是，在图1中，为了方便起见，以较浓的阴影花纹示出电阻体30。

电阻体30的结构为：多个细长状部将长度方向朝向相同方向(图1的A-A线的方向)以预定间隔布置，并且相邻的细长状部的端部交错地连结，从而作为整体呈之字形折返。多个细长状部的长度方向为栅格方向，与栅格方向垂直的方向为栅格宽度方向。

位于栅格宽度方向的最外侧的两个细长状部的长度方向的一个端部在栅格宽度方向上弯曲，形成电阻体30的栅格宽度方向的各自的末端30_e1和30_e2。电阻体30的栅格宽度方向的各自的末端30_e1和30_e2经由布线40与电极50电连接。换言之，布线40将电阻体30的栅格宽度方向的各自的末端30_e1和30_e2与各自的电极50电连接。

电阻体30例如可以由包含Cr(铬)的材料、包含Ni(镍)的材料、或包含Cr和Ni两者的材料形成。即，电阻体30可以由包含Cr和Ni中的至少一者的材料形成。作为包含Cr的材料，例如可以举出Cr混合相膜。作为包含Ni的材料，例如可以举出Cu-Ni(铜镍)。作为包含Cr和Ni两者的材料，例如可以举出Ni-Cr(镍铬)。

在此，Cr混合相膜是对Cr、CrN、Cr₂N等进行相混合而成的膜。Cr混合相膜可以包含氧化铬等不可避免的杂质。

对于电阻体30的厚度并无特别限制，可以根据目的适当地选择，例如可以为大约0.05μm～2μm。特别地，从构成电阻体30的晶体的结晶性(例如，α-Cr的结晶性)得到提高的观点来看，电阻体30的厚度优选为0.1μm以上。另外，从能够减少因构成电阻体30的膜的内部应力而引起的膜的裂纹或从基材10上翘曲的观点来看，电阻体30的厚度更优选为1μm以下。如果对电阻值或横向灵敏度等要求规格进行优化，并且考虑到断线对策，则电阻体30的宽度优选为10μm以上100μm以下。

例如，在电阻体30是Cr混合相膜的情况下，通过以作为稳定的结晶相的α-Cr(α-铬)作为主成分，从而能够提高应变特性的稳定性。另外，通过使电阻体30以α-Cr作为主成分，从而能够将应变片1的应变率设为10以上，并且将应变率温度系数TCS和电阻温度系数TCR设为-1000ppm/℃～+1000ppm/℃的范围内。在此，主成分是指对象物质占构成电阻体的全部物质的50质量％以上，从提高应变特性的观点来看，电阻体30优选包含80重量％以上的α-Cr，更优选包含90重量％以上的α-Cr。需要说明的是，α-Cr是bcc结构(体心立方晶格结构)的Cr。

另外，在电阻体30是Cr混合相膜的情况下，Cr混合相膜中包含的CrN和Cr₂N优选为20重量％以下。通过使Cr混合相膜中包含的CrN和Cr₂N为20重量％以下，从而能够对应变率的降低进行抑制。

另外，CrN和Cr₂N中的Cr₂N的比例优选为80重量％以上且小于90重量％，更优选为90重量％以上且小于95重量％。通过使CrN和Cr₂N中的Cr₂N的比例为90重量％以上且小于95重量％，从而通过具有半导体的性质的Cr₂N使TCR的降低(负的TCR)进一步显著。此外，通过减少陶瓷化，从而实现脆性断裂的减少。

另一方面，在膜中混入、存在微量的N₂或原子状的N的情况下，由于其会因外部环境(例如高温环境)而向膜外逸出，因此会产生膜应力的变化。通过产生化学上稳定的CrN，从而能够获得稳定的应变片，而不会产生上述不稳定的N。

布线40形成在基材10上。电极50形成在基材10上，并且经由布线40与电阻体30电连接，例如，与布线40相比扩宽以形成为大致矩形形状。电极50是用于将因应变而产生的电阻体30的电阻值的变化输出至外部的一对电极，例如与外部连接用的引线等接合。在图1中，为了方便起见，以比电阻体30淡的阴影花纹示出布线40和电极50。

需要说明的是，虽然为了方便起见对电阻体30和布线40和电极50赋予不同符号，但是其可以在相同工序中由相同材料一体地形成。因此，电阻体30和布线40和电极50的厚度大致相同。

可以用由电阻比布线40或电极50低的材料形成的金属来覆盖布线40或电极50的上表面。例如，在电阻体30、布线40及电极50是Cr混合相膜的情况下，作为电阻比Cr混合相膜低的金属的材料，可以举出Cu、Ni、Al、Ag、Au、Pt等、或该些元素中的任意的金属的合金、该些元素中的任意的金属的化合物、或者将该些元素中的任意的金属、合金、化合物适当地层叠而成的层叠膜。

阻挡层70被设置成覆盖电阻体30。阻挡层70是为了降低流向电阻体30的漏电流而形成的树脂制的层，并且由绝缘性的材料形成。需要说明的是，在本申请中，绝缘性的材料是指体积电阻率为0.1MΩ·m以上的材料，优选为1MΩ·m以上。

阻挡层70的透湿度(g/m²/24h)与厚度(mm)之比为5：1以上。例如，如果阻挡层70的透湿度为5g/m²/24h，则阻挡层70的厚度为1mm以上。另外，如果阻挡层70的透湿度为0.5g/m²/24h，则阻挡层70的厚度为0.1mm(100μm)以上。另外，如果阻挡层70的透湿度为0.05g/m²/24h，则阻挡层70的厚度为0.01mm(10μm)以上。阻挡层70的最小厚度x(mm)为阻挡层材料的透湿度A(g/m²/24h)×透湿度A测定时的厚度B(mm)/系数C。系数C是作为用于计算最小厚度(mm)的系数值的5(g/m²/24h)。

需要说明的是，在本申请中，透湿度是每24小时透过单位面积(1m²)的阻挡层70的水蒸气的质量(g)。另外，在本申请中，在40℃且90％RH的环境下，根据JIS Z0208的规定来测定透湿度。

另外，定义与透湿度之比时的阻挡层70的厚度为与电阻体30的上表面相接的部分的阻挡层70的厚度。即，其是从电阻体30的上表面在电阻体30的上表面的法线方向上进行测定时的阻挡层70的厚度。

如果透湿度(g/m²/24h)与厚度(mm)之比为5：1以上，则阻挡层70的材料可以适当选择，例如可以由氟树脂、环氧树脂、或丙烯酸树脂形成。阻挡层70可以是层叠多个由不同材料构成的层而成的层叠结构。另外，例如也可以是将环氧树脂和丙烯酸树脂复合而成的混合(hybrid)树脂。

例如，在有可能与药品接触的情况下，作为阻挡层70的材料，优选耐药品性较高的氟树脂。另外，在较高的温度下使用的用途的情况下，作为阻挡层70的材料，优选耐热性优异的环氧树脂。另外，在较低的温度下使用的用途的情况下，作为阻挡层70的材料，优选即使在低温下也能够确保柔软性的丙烯酸树脂。

如上所述，阻挡层70的透湿度(g/m²/24h)与厚度(mm)之比为5：1以上即可。然而，并非即使是透湿度较高的树脂则只要加厚就一定能够使用。由于如果阻挡层70变厚，则固化收缩应力等会成为问题，因此需要一定程度地薄化。如果考虑固化收缩应力等，则阻挡层70的厚度优选为3mm以下。另一方面，由于制造上的极限，阻挡层70的厚度优选为100μm以上。

这样一来，在应变片1中，以覆盖电阻体30的方式形成树脂制的阻挡层70，阻挡层70的透湿度(g/m²/24h)与厚度(mm)之比为5：1以上，并且厚度为100μm以上3mm以下。

由此，即使在水中或水飞散的环境等中使用应变片1的情况下，由于阻挡层70对水蒸气的透过进行抑制，因此能够降低流向电阻体30的漏电流。因此，在应变片1中，能够降低因漏电流的影响而引起的输出电压的偏差。

特别是，由于使用Cr混合相膜作为电阻体30的应变率为10以上的高灵敏度的应变片与应变率小于10的传统的应变片相比灵敏度更高，因此容易受到水分的影响，容易在输出电压上产生测定误差或偏差。因此，以覆盖电阻体30的方式，形成透湿度(g/m²/24h)与厚度(mm)之比为5：1以上，且厚度为100μm以上3mm以下的阻挡层70，在使用Cr混合相膜作为电阻体30的应变率为10以上的高灵敏度的应变片中特别有效。

优选阻挡层70被设置成连续地覆盖电阻体30的上表面和侧表面。由此，与阻挡层70仅覆盖电阻体30的上表面的情况相比，降低水分的影响的效果更大。但是，只要阻挡层70覆盖电阻体30的至少一部分，就能够在降低水分的影响上获得一定的效果。

图3是用于对因阻挡层产生的漏电流降低效果进行确认的实验结果。在图3中，试验样品A是在图1和图2的结构的应变片中未设置阻挡层70的试验样品，试验样品B是如图1和图2的结构的应变片1那样设置有阻挡层70的试验样品。

在试验样品A和B中，使用膜厚为200nm的Cr混合相膜作为电阻体30。另外，在试验样品B中，使用膜厚为1mm的丙烯酸树脂作为阻挡层70。此时，透湿度(g/m²/24h)与厚度(mm)之比为5：1.1。

在实验中，在经过测定稳定时间(图3中的单点划线)后，使用市售的加压式喷雾器对试验样品A和B喷雾水分，对将试验样品A和B暴露于水的飞散环境中时的输出电压的时间变化进行测定。

从图3能够确认：在不具有阻挡层的试验样品A中，在暴露于水分的阶段，由于漏电流的影响，使得电阻体的电阻值下降，因此输出电压急剧上升。另一方面，在具有阻挡层70的试验样本B中，未能确认由于漏电流的影响而引起的输出电压的上升。需要说明的是，在试验样品B中，输出电压缓慢地上升，但由于其显示出与温度变化同样的举动，因此其取决于应变片的热特性(TCR)，而非水分的影响。

发明人反复进行与图3同样的实验，结果发现：如果阻挡层70的透湿度(g/m²/24h)与厚度(mm)之比为5：1以上，则不会出现如试验样品A那样的输出电压的急剧上升，而是显示出如试验样品B那样的与温度变化同样的举动。另外，根据发明人的研究，在使用环氧树脂和氟树脂作为阻挡层70的情况下，也得到与使用丙烯酸树脂的图3的试验样品B同样的结果。

为了制造应变片1，首先，准备基材10，在基材10的上表面10a上形成金属层(为了方便起见，设为金属层A)。金属层A是最终被图案化而成为电阻体30、布线40、以及电极50的层。因此，金属层A的材料和厚度与上述的电阻体30、布线40、以及电极50的材料和厚度相同。

金属层A例如可以通过以能够形成金属层A的原料为靶的磁控溅射法来进行成膜。对于金属层A，也可以使用反应性溅射法、蒸镀法、电弧离子镀法、脉冲激光沉积法等来代替磁控溅射法而进行成膜。

从使应变特性稳定化的观点来看，优选在对金属层A进行成膜之前，在基材10的上表面10a上例如利用传统的溅射法真空成膜出预定厚度的功能层作为基底层。

在本申请中，功能层是指至少具有促进作为上层的金属层A(电阻体30)的晶体生长的功能的层。功能层优选还具有防止金属层A因基材10中所含的氧或水分而氧化的功能、以及提高基材10与金属层A之间的密合性的功能。功能层还可以具有其他功能。

由于构成基材10的绝缘树脂薄膜包含氧或水分，因此特别是在金属层A包含Cr的情况下，由于Cr会形成自氧化膜，因此使功能层具有防止金属层A氧化的功能是有效的。

关于功能层的材料，只要其是至少具有促进作为上层的金属层A(电阻体30)的晶体成长的功能的材料，便无特别限制，可以根据目的适当选择，例如可以举出选自由Cr(铬)、Ti(钛)、V(钒)、Nb(铌)、Ta(钽)、Ni(镍)、Y(钇)、Zr(锆)、Hf(铪)、Si(硅)、C(碳)、Zn(锌)、Cu(铜)、Bi(铋)、Fe(铁)、Mo(钼)、W(钨)、Ru(钌)、Rh(铑)、Re(铼)、Os(锇)、Ir(铱)、Pt(铂)、Pd(钯)、Ag(银)、Au(金)、Co(钴)、Mn(锰)、Al(铝)组成的群组的一种或多种的金属、该群组中的任意金属的合金、或者该群组中的任意金属的化合物。

作为上述合金，例如可以举出FeCr、TiAl、FeNi、NiCr、CrCu等。另外，作为上述化合物，例如可以举出TiN、TaN、Si₃N₄、TiO₂、Ta₂O₅、SiO₂等。

在功能层由诸如金属或合金等导电材料形成的情况下，优选功能层的膜厚为电阻体的膜厚的1/20以下。如果膜厚为该范围，则能够促进α-Cr的晶体生长，并且能够防止流向电阻体的电流的一部分流向功能层而使应变的检测灵敏度降低。

在功能层由诸如金属或合金等导电材料形成的情况下，更优选功能层的膜厚为电阻体的膜厚的1/50以下。如果膜厚为该范围，则能够促进α-Cr的晶体生长，并且能够进一步防止流向电阻体的电流的一部分流向功能层而使应变的检测灵敏度降低。

在功能层由诸如金属或合金等导电材料形成的情况下，进一步优选功能层的膜厚为电阻体的膜厚的1/100以下。如果膜厚为该范围，则能够进一步防止流向电阻体的电流的一部分流向功能层而使应变的检测灵敏度降低。

在功能层由诸如氧化物或氮化物等绝缘材料形成的情况下，优选功能层的膜厚为1nm～1μm。如果膜厚为该范围，则能够促进α-Cr的晶体生长，并且能够容易地进行成膜而不会在功能层中产生裂纹。

在功能层由诸如氧化物或氮化物等绝缘材料形成的情况下，更优选功能层的膜厚为1nm～0.8μm。如果膜厚为该范围，则能够促进α-Cr的晶体生长，并且能够更容易地进行成膜而不会在功能层中产生裂纹。

在功能层由诸如氧化物或氮化物等绝缘材料形成的情况下，进一步优选功能层的膜厚为1nm～0.5μm。如果膜厚为该范围，则能够促进α-Cr的晶体生长，并且能够进一步容易地进行成膜而不会在功能层中产生裂纹。

需要说明的是，功能层的平面形状例如被图案化成与图1所示的电阻体的平面形状大致相同。然而，功能层的平面形状不限于与电阻体的平面形状大致相同的情况。在功能层由绝缘材料形成的情况下，也可以不将其图案化成与电阻体的平面形状相同的形状。在此情况下，功能层可以至少在形成有电阻体的区域中形成为整面铺开状。或者，功能层也可以在基材10的整个上表面上形成为整面铺开状。

另外，在功能层由绝缘材料形成的情况下，通过将功能层的厚度形成为50nm以上1μm以下的较厚的厚度，并且形成为整面铺开状，从而使功能层的厚度和表面积增加，因此能够将电阻体发热时的热量向基材10侧散热。因此，在应变片1中，能够对因电阻体的自身发热引起的测量精度的降低进行抑制。

功能层例如可以利用传统的溅射法来进行真空成膜，该传统的溅射法以能够形成功能层的原料作为靶，并且向腔室内导入Ar(氩)气体。通过使用传统的溅射法，从而能够一边利用Ar对基材10的上表面10a进行蚀刻一边形成功能层，因此能够使功能层的成膜量为最小限度从而获得密合性改善效果。

但是，其仅是功能层的成膜方法的一个示例，也可以利用其他方法来形成功能层。例如，可以使用在功能层的成膜之前通过使用了Ar等的等离子体处理等将基材10的上表面10a活性化，从而获得密合性改善效果，然后通过磁控溅射法对功能层进行真空成膜的方法。

对于功能层的材料与金属层A的材料的组合并无特别限制，可以根据目的适当地选择，例如可以使用Ti作为功能层，并且形成以α-Cr(α铬)作为主成分的Cr混合相膜作为金属层A。

在此情况下，例如可以利用以能够形成Cr混合相膜的原料作为靶、并且向腔室内导入Ar气体的磁控溅射法，来形成金属层A。或者，也可以以纯Cr作为靶，向腔室内导入Ar气体以及适量的氮气，并利用反应性溅射法来形成金属层A。此时，可以通过改变氮气的导入量或压力(氮气分压)或设置加热工序来调整加热温度，以对Cr混合相膜中包含的CrN和Cr₂N的比例、以及CrN和Cr₂N中的Cr₂N的比例进行调整。

在这些方法中，可以以由Ti构成的功能层为开端对Cr混合相膜的生长面进行限制，并且形成以作为稳定的晶体结构的α-Cr为主成分的Cr混合相膜。另外，通过使构成功能层的Ti扩散到Cr混合相膜中，从而使应变特性得到提高。例如，能够使应变片1的应变率为10以上，并且使应变率温度系数TCS和电阻温度系数TCR在-1000ppm/℃～+1000ppm/℃的范围内。需要说明的是，在功能层由Ti形成的情况下，有时会在Cr混合相膜中包含Ti或TiN(氮化钛)。

需要说明的是，在金属层A为Cr混合相膜的情况下，由Ti构成的功能层具备促进金属层A的晶体生长的功能、防止金属层A因包含在基材10中的氧或水分而氧化的功能、以及提高基材10与金属层A之间的密合性的功能的全部功能。使用Ta、Si、Al、Fe来代替Ti用作功能层的情况也同样。

这样一来，通过在金属层A的下层设置功能层，从而能够促进金属层A的晶体生长，并且能够制作由稳定的晶相构成的金属层A。因此，在应变片1中，能够提高应变特性的稳定性。另外，通过使构成功能层的材料扩散至金属层A，从而能够在应变片1中提高应变特性。

接着，利用光刻法对金属层A进行图案化，形成图1所示的平面形状的电阻体30、布线40、以及电极50。

需要说明的是，在基材10的上表面10a上设置功能层作为电阻体30、布线40、以及电极50的基底层的情况下，应变片1为图4所示的剖面形状。用符号20表示的层是功能层。设置功能层20的情况下的应变片1的平面形状例如与图1相同。但是，如上所述，功能层20也可以在基材10的上表面的一部分或全部上形成为整面铺开状。

接着，在基材10的上表面10a上，以覆盖电阻体30并露出电极50的方式形成阻挡层70。阻挡层70只要至少覆盖电阻体30，则还可以覆盖布线40的一部分或全部。阻挡层70的材料和厚度如上所述。需要说明的是，在图1中，阻挡层70被形成为覆盖布线40的一部分。

对于阻挡层70的形成方法并无特别限制，可以根据目的适当地选择，例如，可以在基材10的上表面10a上以覆盖电阻体30并露出电极50的方式层压半固化状态的热固化性的绝缘树脂薄膜，并进行加热使其固化来制作。阻挡层70也可以在基材10的上表面10a上，以覆盖电阻体30并露出电极50的方式涂布液状或糊状的热固化性的绝缘树脂，并进行加热使其固化来制作。通过以上的工序，完成应变片1。

<第1实施方式的变形例1>

在第1实施方式的变形例1中，示出在应变片上设置应力缓和层的示例。需要说明的是，在第1实施方式的变形例1中，有时会省略针对与已经说明的实施方式相同的构成部的说明。

图5是示例性地示出根据第1实施方式的变形例1的应变片的平面图。图6是示例性地示出根据第1实施方式的变形例1的应变片的剖面图，示出了沿图5的B-B线的剖面。参照图5和图6，应变片1A与应变片1(参见图1、图2等)的不同之处在于：应变片1A具有绝缘性的应力缓和层60。

在应变片1A中，应力缓和层60布置在电阻体30与阻挡层70之间。即，应力缓和层60以覆盖电阻体30的方式形成，阻挡层70以覆盖应力缓和层60的方式形成。需要说明的是，也可以仅将应力缓和层60形成在电阻体30的上表面，并且用阻挡层70直接覆盖电阻体30的侧表面。

应力缓和层60由杨氏模量比阻挡层70低的有机膜形成。如果阻挡层70的杨氏模量或固化收缩应力较高，则有时会使应变片1A的应变率降低。通过在电阻体30与阻挡层70之间布置由杨氏模量比阻挡层70低的有机膜构成的绝缘性的应力缓和层60，从而能够利用应力缓和层60对在阻挡层70中产生的应力进行缓和，使其难以传递到电阻体30。

由此，能够对应变片1A的应变率的降低进行抑制。如果与阻挡层70的效果一起进行考虑，则能够在不牺牲应变片1A的应变率的情况下，降低因漏电流的影响而引起的输出电压的偏差。

需要说明的是，优选应力缓和层60的线性膨胀系数接近基材10的线性膨胀系数。如果应力缓和层60的线性膨胀系数与基材10的线性膨胀系数之差变大，则会由于膨胀相对于温度变化的不同而导致应变扩大，使得电阻体30的电阻值的变化变大。另一方面，通过使应力缓和层60的线性膨胀系数接近基材10的线性膨胀系数，从而能够获得减小TCR的效果。

作为应力缓和层60的材料，例如可以举出树脂、橡胶等有机材料。例如，应力缓和层60的材料可以与基材10的材料相同。应力缓和层60的厚度例如可以为2μm以上500μm以下。应力缓和层60的厚度可以与基材10的厚度相同。应力缓和层60例如可以利用与阻挡层70同样的方法来形成。

以上对优选的实施方式等进行了详细说明，但不限于上述的实施方式等，在不脱离权利要求书所记载的范围的情况下，可以对上述实施方式等进行各种变形和替换。

本国际申请以于2021年1月18日提交的日本发明专利申请第2021-005495号作为要求优先权的基础，本国际申请援引日本发明专利申请第2021-005495号的全部内容。

符号说明

1、1A应变片；10基材；10a上表面；20功能层；30电阻体；30_e1、30_e2末端；40布线；50电极；60应力缓和层；70阻挡层。

Claims

1.一种应变片，具有：

基材，具有可挠性；

电阻体，在所述基材的一个面上，由包含Cr、CrN、以及Cr₂N的膜形成；以及

树脂制的阻挡层，覆盖所述电阻体，

其中，所述阻挡层的透湿度(g/m²/24h)与厚度(mm)之比为5：1以上，所述阻挡层的厚度为100μm以上3mm以下。

2.根据权利要求1所述的应变片，其中，

所述阻挡层由氟树脂、环氧树脂、或丙烯酸树脂形成。

3.根据权利要求1或2所述的应变片，其中，

所述阻挡层连续地覆盖所述电阻体的上表面和侧表面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的应变片，其中，

在所述电阻体与所述阻挡层之间布置有绝缘性的应力缓和层。

5.根据权利要求4所述的应变片，其中，

所述应力缓和层是杨氏模量比所述阻挡层小的有机膜。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的应变片，其中，

应变率为10以上。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的应变片，其中，

所述电阻体中包含的CrN和Cr₂N为20重量％以下。

8.根据权利要求7所述的应变片，其中，

所述CrN和所述Cr₂N中的所述Cr₂N的比例为80重量％以上且小于90重量％。