DE19716588A1

DE19716588A1 - Force sensor for determination of force applied to test-piece

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Publication number: DE19716588A1
Application number: DE19716588A
Authority: DE
Original assignee: SENSOTRONIK GmbH
Current assignee: SENSOTRONIK GmbH
Priority date: 1996-04-20
Filing date: 1997-04-21
Publication date: 1997-11-13

Abstract

The sensor has a support (4) over which is a pressure-sensitive layer (1) with conductors (3) and a force initiating punch (5), the edges of which are positioned so that they are above groove areas (6) in the top surface of the pressure-sensitive layer. There is no direct contact between the edges and the pressure-sensitive layer. A possible alternative is to extend the conducting paths (3) over the whole surface of the conducting layer and/or the whole punch surface. Further, two pressure-sensitive layers may be arranged on either side of a support with two corresponding punches so that a force can be applied from each side.

Description

Kraft- und Drucksensoren lassen sich besonders anpassungsfähig in der Form und preisgünstig aus piezoresistiven, elektrischen Widerstandsschichten in einer der bekannten Schichttechniken herstellen, z. B. durch Aufschmelzen in Dickschichttechnik, durch Aufdampfen in Dünnschichttechnik, durch Aufkleben usw.Force and pressure sensors are particularly adaptable in shape and inexpensive from piezoresistive, electrical resistance layers in produce one of the known layering techniques, e.g. B. by melting in Thick film technology, by vapor deposition in thin film technology, by Stick on etc.

Bei einer Reihe bekannter Anordnungen, wie z. B. der EP 0 190270 B1 und der DE 38 18 190 A1, ist vorgesehen, die zu messenden Kräfte bzw. Drücke direkt auf die piezoresistive Widerstandsschicht einwirken zu lassen, wobei vorteilhafterweise der für die ebenfalls bekannten Kraftsensoren mit Dehnungsmeßelementen erforderliche Verformungskörper entfällt. Im Bereich der technischen Kraftmessung mit mechanisch hartem, vorwiegend aus Stahl gefertigtem Krafteinleitungsteil hat sich jedoch von den Anordnungen dieser Art bisher keine gegen die konkurrierenden Einrichtungen mit Verformungskörpern oder mit piezoelektrischen Scheiben durchgesetzt, weil entweder gar kein entsprechender Krafteinleitungskörper in den Anordnungen enthalten ist, wie z. B. in der DE 43 00 995 A1 u. a. oder der angegebene Krafteinleitungsteil für den genannten Anwendungsbereich nicht vorgesehen bzw. nicht geeignet ist.In a number of known arrangements, such as. B. the EP 0 190270 B1 and DE 38 18 190 A1, it is provided that those to be measured Forces or pressures directly on the piezoresistive resistance layer to act, advantageously for the also known Force sensors with strain gauges required Deformation body is eliminated. In the field of technical force measurement with mechanically hard, mainly made of steel force introduction part However, none of the arrangements of this type have so far been against the competing devices with deformation bodies or with Piezoelectric disks enforced because either none at all corresponding force introduction body is contained in the arrangements, such as e.g. B. in DE 43 00 995 A1 u. a. or the specified force introduction part for the specified field of application is not provided or is not suitable.

Die Gründe dafür liegen in den speziellen Problemen, die auftreten, wenn ein aus vergleichsweise hartem und zähem Werkstoff wie Stahl bestehender Krafteinleitungsteil auf Widerstandsschichten drückt, die spröde sind oder unter mechanischer Spannung zu Rißbildung neigen. Wie aus K. Girkmann, Flächentragwerke, Springer-Verlag (1963) S. 72 u. a. hervorgeht, führen die eingeleiteten Kräfte in der Schicht unter den Kanten von Krafteinleitungskörpern zu Sprüngen bzw. Spitzen in der Normal- und Tangential-Spannungsverteilung, die umso steiler bzw. höher sind, je scharfkantiger der Krafteinleitungsteil ist und je mehr die Querdehnung an der Krafteinleitungsfläche durch Reibung zwischen dem Krafteinleitungskörper und der Unterlage behindert wird. In der Unterlage treten dabei unter dem Krafteinleitungskörper Druckspannungen und neben dem Krafteinleitungskörper Zugspannungen auf. Um unerwünschte Spannungen zu vermeiden, kann man die sensitiven Elemente, wie z. B. in den DE 33 33 285 A1 und DE 41 42 141 A1, im Kraftnebenschluß anordnen, wodurch aber nachteilig die Empfindlichkeit der Anordnung herabgesetzt wird.The reasons for this lie in the special problems that arise when a made of comparatively hard and tough material such as steel Force application part presses on resistance layers that are brittle or tend to crack under mechanical tension. As from K. Girkmann, Flächentragwerke, Springer-Verlag (1963) p. 72 u. a. emerges, lead the induced forces in the layer under the edges of Force transmission bodies to jumps or peaks in the normal and Tangential stress distribution, the steeper or higher, depending the more forceful the force introduction part is and the more the transverse elongation the force application surface due to friction between the Force transmission body and the pad is hindered. In the document Compressive stresses occur under the force introduction body and alongside tensile stresses on the force introduction body. To unwanted To avoid tension, you can use the sensitive elements such. Tie DE 33 33 285 A1 and DE 41 42 141 A1, arrange in the force shunt, thereby disadvantageously reducing the sensitivity of the arrangement becomes.

Die schmalen Randzonen in den Widerstandsschichten direkt unter und neben den Kanten eines Krafteinleitungsteils, wie er z. B. in der DE 39 12 280 A1 beschrieben ist, erfahren jedenfalls erhebliche mechanische Beanspruchungen, die im Zugspannungsbereich dicht neben den Kanten des Krafteinleitungskörpers besonders nachteilig sind, weil die Zugspannungsfestigkeit von Dickschichtmaterial um mehr als eine Zehnerpotenz kleiner ist als seine Druckfestigkeit. Bei andauernden dynamischen Belastungen beginnt in diesen Randzonen die Rißbildung in der Widerstandsschicht, die sich ungünstig auf die Langzeitstabilität des Sensors auswirkt.The narrow edge zones in the resistance layers directly below and in addition to the edges of a force introduction part, as z. B. in the DE 39 12 280 A1 describes, in any case, experience considerable mechanical Stresses in the tension area close to the edges of the Force transmission body are particularly disadvantageous because the Tensile strength of thick film material by more than one Power of ten is less than its compressive strength. With ongoing The dynamic formation of cracks begins in these marginal zones Resistance layer that adversely affects the long-term stability of the sensor affects.

Aus der DE 38 18 191 A1 und der DE 42 21 426 C1 sind ferner Kraftsensoren bekannt, bei denen der Krafteinleitungskörper auch auf die Bereiche der Widerstandsschichten drückt, die die Leiterbahnen überlappen. Da in diesem Überlappungsbereich die Widerstandsschicht elektrisch parallel zur Leiterbahn liegt, bewirkt der dort eingeleitete Kraftanteil eine Widerstandsänderung, die nicht festgestellt wird, d. h. also einen nicht mitgemessenen Kraftnebenschluß. Außerdem ist bei diesen Anordnungen von Nachteil, daß die im Sensorelement aufgrund der dreidimensionalen Elastizität auftretenden Querdehnungen (senkrecht zur Kraftrichtung) zu Querkräften auf die Leiterbahnen führen und andererseits innerhalb der Widerstandsbahnen Querdehnungsbehinderungen durch die eingrenzenden Leiterbahnen entstehen.From DE 38 18 191 A1 and DE 42 21 426 C1 there are also force sensors known in which the force introduction body also on the areas of Resistive layers that overlap the conductor tracks. Because in this Overlap area the resistance layer electrically parallel to the Conductor path, the force component introduced there causes a Change in resistance that is not detected, d. H. so not one measured force shunt. In addition, in these arrangements of Disadvantage that the sensor element due to the three-dimensional Elasticity occurring transverse strains (perpendicular to the direction of force) Lead transverse forces on the conductor tracks and on the other hand within the Resistance traverses obstacles due to the narrowing Conductor tracks are created.

Aus der DE 42 21 426 C1 ist ferner eine Variante eines Drucksensors bekannt, bei der die Widerstandsschicht die Leiterbahnen und darüber hinaus einen zwischen diesen befindlichen Auflagebereich überdeckt, welcher höher als die Leiterbahnen ist. Durch das Überstehen des Krafteinleitungskörpers über den Auflagebereich wird erreicht, daß dessen Kanten nicht störende oder schädigende Wirkungen auf die Widerstandsschicht ausüben können. Nachteilig bei dieser Anordnung ist jedoch, daß ein eigener Auflagebereich gefertigt werden muß, dessen Höhe die der Leiterbahnen so deutlich übersteigt, daß es bei allen denkbaren Belastungen nicht zu einem Aufsetzen des Krafteinleitungskörpers auf den Leiterbahnen kommt. Der Krafteinleitungskörper bekommt hierdurch einen erhöhten Abstand zum Trägerkörper, welcher die Stabilitätseigenschaften der Anordnung verschlechtert.DE 42 21 426 C1 is also a variant of a pressure sensor known, in which the resistance layer the conductor tracks and beyond covers a support area located between these, which is higher than the conductor tracks is. By protruding from the force transmission body The contact area ensures that its edges are not disturbing or can have damaging effects on the resistance layer. A disadvantage of this arrangement, however, is that its own support area must be manufactured, the height of which is so clear of the conductor tracks exceeds that there is no touchdown at all conceivable loads of the force introduction body comes on the conductor tracks. Of the Force introduction body thereby gets an increased distance from Carrier body, which the stability properties of the arrangement worsened.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Kraftsensor anzugeben, bei dem Kraftnebenschlüsse, Querdehnungsbehinderungen und Rißbildung wegen Kanteneinwirkung der Krafteinleitungskörper durch geeigneten Aufbau so weit wie möglich ausgeschlossen werden. Ferner soll die Meßpräzision des Kraftsensors verbessert werden.The invention is based on the object of specifying a force sensor, in the case of force shunts, impediments to transverse expansion and cracking due to the influence of edges of the force introduction body by a suitable one Construction as far as possible be excluded. Furthermore, the Measuring precision of the force sensor can be improved.

Diese Aufgabe wird durch Kraftsensoren nach den selbständigen Ansprüchen 1, 4, 6, 10 und 14 gelöst. In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen angegeben. This task is done by force sensors according to the independent Claims 1, 4, 6, 10 and 14 solved. There are more in the subclaims advantageous embodiments specified.

Wie bei dem bekannten Stand der Technik enthalten die erfindungsgemäßen Kraftsensoren einen Träger, der dem Aufbau des gesamten Elementes dient, sowie mindestens eine drucksensitive Schicht, die über dem Träger angeordnet ist und die mit Leiterbahnen verbunden ist. Dabei können zwischen Träger und Schicht ggf. weitere Materialschichten angeordnet sein. Ferner enthalten die Kraftsensoren einen Krafteinleitungsstempel mit einer durch Kanten begrenzten Kontaktfläche, die im Auflagebereich mit der Schicht in Verbindung steht. Der Krafteinleitungsstempel kann je nach Anforderung der Anwendung nahezu beliebige Form haben. Über eine seiner Außenflächen, die Kontaktfläche, hat er (direkt oder über Zwischenschichten) Verbindung zur drucksensitiven Schicht, wobei der Kontakt allerdings nur über den Innenbereich der Kontaktfläche stattfindet, d. h. nicht über die Kanten. Hierdurch werden Beschädigungen der drucksensitiven Schicht durch die Kanten vermieden. Der erfindungsgemäße Kraftsensor ist dadurch gekennzeichnet, daß die dem Krafteinleitungsstempel zugewandte Oberfläche der Schicht nutenförmige Vertiefungen aufweist, über welchen die Kanten der Kontaktfläche berührungsfrei liegen. Im Gegensatz zum Stand der Technik ist es also nicht erforderlich, einen Auflagebereich vorzusehen, der höher als die Leiterbahnen ist. Vielmehr kann der Kraftsensor mit einer drucksensitiven Schicht gebaut werden, die eine - bis auf die Nuten - einheitliche, gleichmäßige Höhe hat.As with the known prior art, the inventive ones Force sensors a carrier that serves to build up the entire element, as well as at least one pressure-sensitive layer over the carrier is arranged and which is connected to conductor tracks. You can further material layers may be arranged between the carrier and the layer. The force sensors also contain a force introduction stamp with a contact area limited by edges, which in the contact area with the Layer is connected. The force application stamp may vary Application requirements have almost any shape. About one of his He has outer surfaces, the contact surface (directly or over Intermediate layers) Connection to the pressure sensitive layer, the However, contact only takes place over the inner area of the contact surface, d. H. not over the edges. This will damage the pressure sensitive layer avoided by the edges. The invention Force sensor is characterized in that the force introduction stamp facing surface of the layer has groove-shaped depressions, about which the edges of the contact surface lie without contact. In contrast the prior art does not require a support area to be provided, which is higher than the conductor tracks. Rather, the Force sensor can be built with a pressure sensitive layer, the one - up on the grooves - has a uniform, uniform height.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Kraftsensors sind auf dem Träger ein (ein- oder mehrlagiger) erhöhter Auflagebereich und mit einem Zwischenraum von diesem beabstandet die Leiterbahnen angeordnet, wobei Leiterbahnen, Zwischenraum und Auflagebereich von der Schicht derart überdeckt sind, daß über dem Zwischenraum die nutenförmigen Vertiefungen gebildet werden. In a preferred embodiment of the force sensor are on the carrier one (single or multi-layer) raised support area and with one The conductor tracks are spaced from this, whereby Conductors, space and contact area from the layer like this are covered that over the space, the groove-shaped depressions be formed.

Vorzugsweise ist der Auflagebereich dabei einstückig aus dem Material des Trägers gebildet.The support area is preferably made in one piece from the material of the Carrier formed.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist ein gattungsgemäßer Kraftsensor dadurch gekennzeichnet, daß eine Leiterbahn ganzflächig zwischen Krafteinleitungsstempel und drucksensitiver Schicht und/oder eine (andere) Leiterbahn ganzflächig zwischen dieser Schicht und dem Träger angeordnet ist. Bei einer derartigen Anordnung fließt der elektrische Strom, der durch die Leiterbahn in die Schicht geleitet wird, orthogonal durch die Schicht, d. h. in der Regel in Richtung der Einwirkung der Druckkraft. Vorzugsweise wird dabei mindestens eine der Leiterbahnen durch das elektrisch leitfähige Material des Krafteinleitungsstempels oder des Trägers gebildet. Zum Ausgleich von Unregelmäßigkeiten der Oberflächen geschieht dies vorzugsweise unter Zwischenschaltung von geeigneten Ausgleichs schichten.According to a further embodiment of the invention is a generic Force sensor characterized in that a conductor track over the entire surface between force introduction stamp and pressure-sensitive layer and / or a (Other) conductor track over the entire area between this layer and the carrier is arranged. With such an arrangement, the electric current flows, which is conducted through the conductor track into the layer, orthogonally through the Layer, d. H. usually in the direction of the pressure force. Preferably, at least one of the conductor tracks is through the electrically conductive material of the force application stamp or the carrier educated. To compensate for irregularities in the surface happens this preferably with the interposition of suitable compensation layers.

Eine andere unabhängige Ausgestaltung der Erfindung sieht für einen gattungsgemäßen Kraftsensor vor, daß der Krafteinleitungsstempel an dem Innenbereich einer zweiten durch Kanten begrenzten Kontaktfläche mit einer zweiten drucksensitiven Schicht in Verbindung steht, wobei die zweite Schicht über einem zweiten Träger angeordnet ist und mit elektrischen Leiterbahnen verbunden ist. Bei diesem Sensor handelt es sich also um eine "Sandwich"- Bauweise, bei welcher an einem Krafteinleitungsstempel gleich zwei aktive Meßeinheiten ausgebildet sind. Der Krafteinleitungsstempel hat dabei in der Regel sehr viel kleinere Abmessungen als bei den "einfachen" Kraftsensoren, so daß die beiden Meßeinheiten räumlich eng beieinander liegen. Another independent embodiment of the invention provides for one Generic force sensor that the force introduction stamp on the Inner area of a second contact area delimited by edges with a is connected to the second pressure-sensitive layer, the second layer is arranged over a second carrier and with electrical conductor tracks connected is. So this sensor is a "sandwich" - Design, in which two active at a force introduction stamp Measuring units are formed. The force transmission stamp has in the Usually much smaller dimensions than the "simple" force sensors, so that the two measuring units are spatially close together.

Meßtechnisch wird es dabei in der Regel so aussehen, daß über den zweiten Träger die Einkopplung der äußeren, zu messenden Kraft erfolgt. Die mechanische und elektrische Kopplung von zwei Meßeinheiten bringt erhebliche Präzisionsvorteile. Denkbar ist auch, die "Sandwich"-Bauweise mehrfach anzuwenden, so daß an dasselbe Zwischenelement nicht nur zwei, sondern mehrere Sensoren-Untereinheiten angekoppelt sind.In terms of measurement technology, it will usually look like that over the second Carrier is the coupling of the external force to be measured. The brings mechanical and electrical coupling of two measuring units considerable precision advantages. The "sandwich" design is also conceivable to be used several times, so that not only two, but several sensor subunits are coupled.

Die einzelnen Meßeinheiten können für sich betrachtet einen Aufbau haben, wie er oben für "einfache" Kraftsensoren beschrieben wurde. Insbesondere ist es möglich, einen bezüglich des Krafteinleitungsstempels symmetrischen Aufbau zu wählen.The individual measuring units can have a structure, as described above for "simple" force sensors. In particular is it is possible to create a symmetrical one with respect to the force introduction stamp Construction to choose.

Eine andere Ausgestaltungsform der "Sandwich"-Bauweise eines Kraftsensors unterscheidet sich von der ersten dadurch, daß die Rollen von Träger und Krafteinleitungsstempel vertauscht sind. Diese Form ist dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Träger eine zweite drucksensitive Schicht angeordnet ist, die mit Leiterbahnen verbunden ist, und daß ein zweiter Krafteinleitungsstempel an dem Innenbereich einer durch Kanten begrenzten Kontaktfläche mit der zweiten drucksensitiven Schicht in Verbindung steht. Der Träger, an dem zwei Meßeinheiten ausgebildet sind, ist in der Regel klein ausgebildet, so daß die Meßeinheiten räumlich eng zusammenliegen.Another embodiment of the "sandwich" construction of a force sensor differs from the first in that the roles of carrier and Force application stamps are interchanged. This form is by that characterized in that a second pressure-sensitive layer on the carrier is arranged, which is connected to conductor tracks, and that a second Force application stamp on the inner area of a bordered by edges Contact area is connected to the second pressure-sensitive layer. The carrier on which two measuring units are formed is generally small trained so that the measuring units are spatially close together.

Die (mindestens) zwei Meßeinheiten können wiederum für sich betrachtet einen Aufbau haben, wie er oben für "einfache" Kraftsensoren beschrieben wurde. Insbesondere ist es möglich, einen bezüglich des Trägers symmetrischen Aufbau zu wählen. The (at least) two measuring units can in turn be considered individually have a structure as described above for "simple" force sensors has been. In particular, it is possible to choose one with respect to the carrier to choose symmetrical structure.

Nach einer weiteren unabhängigen Ausgestaltung der Erfindung ist der gattungsgemäße Kraftsensor dadurch gekennzeichnet, daß unter der drucksensitiven Schicht mindestens eine weitere drucksensitive Schicht angeordnet ist, die mit Leiterbahnen verbunden ist, wobei die genannten Schichten durch isolierende Zwischenschichten getrennt sind. Hierbei liegt also eine "Sandwich"-Bauweise bezüglich der drucksensitiven Schichten vor, während Träger und Krafteinleitungsstempel jeweils nur einmal vorhanden sind. Auch hierdurch kann eine erhebliche Präzisionssteigerung des Kraftsensors erzielt werden.According to a further independent embodiment of the invention Generic force sensor characterized in that under the pressure-sensitive layer at least one further pressure-sensitive layer is arranged, which is connected to conductor tracks, said Layers are separated by insulating intermediate layers. Here lies a "sandwich" construction with regard to the pressure-sensitive layers, while the carrier and the force application stamp are only available once are. This can also result in a significant increase in precision Force sensor can be achieved.

Die drucksensitiven Schichten der beschriebenen Kraftsensoren können aus einem Material bestehen, das in Abhängigkeit vom einwirkenden Druck ein elektrisches Signal liefert. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein piezoelektrisches oder piezoresistives Material oder ein Halbleitermaterial handeln. Vorteilhafterweise ist dies eines, das serienmäßig in der Halbleiterfertigung eingesetzt wird, wie z. B. eine Scheibendiode.The pressure-sensitive layers of the force sensors described can be made of consist of a material that depends on the pressure supplies electrical signal. This can be, for example, a piezoelectric or piezoresistive material or a semiconductor material act. Advantageously, this is one that is standard in the Semiconductor manufacturing is used, such as. B. a disc diode.

Bei den Kraftsensoren können ferner der Krafteinleitungsstempel und/oder der Träger mit einer isolierenden Beschichtung versehen sein. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die genannten Elemente selbst aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen.In the case of the force sensors, the force introduction stamp and / or the carrier may be provided with an insulating coating. This is especially the case if the elements mentioned themselves from one electrically conductive material exist.

Für die Beschichtung können isolierende Verbindungsmaterialien wie z. B. Kleber mit zeitabhängigem Aushärteprozeß oder Glas-Keramikfolien, sogenannte "Ceramic-tapes" benutzt werden, damit vor dem Aushärten bzw. Brennen vorteilhafterweise die gesamte Sensor-Anordnung planparallel aufeinandergepreßt werden kann. For the coating insulating connecting materials such. B. Glue with time-dependent curing process or glass-ceramic foils, so-called "ceramic tapes" are used so that before curing or The entire sensor arrangement advantageously burns plane-parallel can be pressed together.

Ebenso können bei der "Sandwich"-Bauweise als Materialien des mittigen Elementes (Träger oder Krafteinleitungsstempel) isolierende Verbindungsmaterialien wie z. B. Kleber mit zeitabhängigem Aushärteprozeß oder Glas-Keramikfolien, sogenannte "Ceramic-tapes" benutzt werden. Auch hierbei kann vor dem Aushärten bzw. Brennen vorteilhafterweise die gesamte Sensor-Anordnung planparallel aufeinandergepreßt werden.Likewise, the "sandwich" construction can be used as the material of the middle Insulating element (carrier or force introduction stamp) Connection materials such as B. adhesive with time-dependent curing process or glass ceramic films, so-called "ceramic tapes" can be used. Also In this case, the whole can advantageously be hardened or fired Sensor arrangement are pressed flat parallel to each other.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.Embodiments of the invention are shown in the drawings.

Fig. 1 zeigt eine Kraftsensor mit nutenförmigen Vertiefungen in der drucksensitiven Schicht, Fig. 1 shows a force sensor with groove-shaped depressions in the pressure-sensitive layer,

Fig. 2 zeigt zwei Zwischenstufen der Herstellung des Kraftsensors, Fig. 2 shows two intermediate stages of the manufacture of the force sensor,

Fig. 3 zeigt eine Variante mit an den Träger angeformtem Auflagebereich, Fig. 3 shows a variant with molded to the carrier support area,

Fig. 4 zeigt einen Kraftsensor mit orthogonaler Stromführung, Fig. 4 shows a force sensor with orthogonal flow guide,

Fig. 5 zeigt die "Sandwich"-Bauweise mit mittigem Krafteinleitungsstempel und nutenförmigen Vertiefungen, Fig. 5 shows the "sandwich" construction with a central force introduction punch and groove-shaped recesses,

Fig. 6 zeigt die "Sandwich"-Bauweise mit mittigem, weit überstehenden Krafteinleitungsteil, Fig. 6 shows the "sandwich" construction with a central, widely overhanging force introducing part,

Fig. 7 zeigt die "Sandwich"-Bauweise mit mittigem Träger, Fig. 7 shows the "sandwich" construction with central support,

Fig. 8 zeigt ein Sensorelement mit unterlegter Leiterbahn, Fig. 8 shows a sensor element having underlaid strip conductor,

Fig. 9 zeigt Vergleichsmessungen von ein-/zweiseitigen Sensoren. Fig. 9 shows comparison measurements of single- / double-side sensors.

Fig. 1 zeigt einen Kraftsensor mit einer sensitiven Widerstandsschicht 1, einer Unterlegschicht 2, Leiterbahnen 3, Träger - sogenanntes Substrat - 4 und Krafteinleitungsstempel 5, sowie isolierende Beschichtungen 7a, b für den Fall, daß Substrat und Krafteinleitungsstempel aus leitfähigem Material wie z. B. Stahl bestehen. Fig. 1 shows a force sensor with a sensitive resistance layer 1 , an underlayer 2 , conductor tracks 3 , carrier - so-called substrate - 4 and force application stamp 5 , and insulating coatings 7 a, b for the case that substrate and force application stamp made of conductive material such as. B. steel.

Fig. 2 zeigt die Anordnung von Leiterbahnen 3 mit den Lötkontaktflächen 8 auf den Leiterbahnenden und Unterlegschicht 2 auf dem Träger 4 sowie die Schichtenfolge mit der sensitiven Widerstandsschicht 1 über der Unterlegschicht 2 und überlappend auf den Leiterbahnen 3, ferner das mögliche, zusätzliche Aufbringen von elektrischen Bauelementen wie z. B. von Vergleichswiderständen ohne Unterlegschicht 9 auf dem Träger 4. Fig. 2 shows the arrangement of conductor tracks 3 with the solder contact surfaces 8 on the conductor track ends and underlayer 2 on the carrier 4 as well as the layer sequence with the sensitive resistance layer 1 over the underlayer 2 and overlapping on the conductor tracks 3 , as well as the possible additional application of electrical Components such as B. comparison resistors without underlayer 9 on the carrier 4th

Der ebene Träger besteht entweder ganz aus elektrisch isolierendem Material, z. B. Al₂O₃, oder aus einer mit elektrisch isolierendem Material 7b vorbeschichteten Grundplatte. Auf diesen Träger werden zunächst die Unterlegschicht 2 und die Leiterbahnen 3 aufgetragen, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Leiterbahnen dienen zum Anschluß des Sensors mit den Leiterbahnenden über Lötpunkte 8 durch Kabelanschluß an die äußere Meßschaltung. Wie Fig. 2 zeigt, wird auf den Träger mit Leiterbahnen und Unterlegschicht dann die piezoresistive Widerstandsschicht 1 aufgebracht und zwar so, daß durch Überlappung mit den Leiterbahnen ein Kontakt zu diesen entsteht.The flat carrier is made entirely of electrically insulating material, e.g. B. Al₂O₃, or from a base plate pre-coated with electrically insulating material 7 b. The underlayer 2 and the conductor tracks 3 are first applied to this carrier, as shown in FIG. 2. The conductor tracks are used to connect the sensor to the conductor track ends via soldering points 8 by means of a cable connection to the external measuring circuit. As shown in FIG. 2, the piezoresistive resistance layer 1 is then applied to the carrier with conductor tracks and underlayer in such a way that contact with the conductor tracks is created by overlapping them.

Fig. 1 zeigt, wie schließlich der Krafteinleitungskörper 5 mit einer durch einen Pfeil angedeuteten Kraft F auf die piezoresistive Schicht drückt und eine entsprechende Gegenkraft G hervorruft. Falls die Krafteinleitungskörper nicht aus elektrisch isolierendem Material bestehen, müssen sie vorher mit elektrisch isolierendem Material 7a vorbeschichtet sein, da sie sonst die Widerstandsschicht elektrisch überbrücken würden. Fig. 1 shows how eventually of the force introduction body 5 presses with a direction indicated by an arrow force F on the piezoresistive layer, and a corresponding counter-force G causes. If the force introduction bodies do not consist of electrically insulating material, they must be precoated beforehand with electrically insulating material 7 a, since they would otherwise bridge the resistance layer electrically.

Damit die Kanten des Krafteinleitungsstempels freiliegend sind, muß der Krafteinleitungsstempel bei mittiger Lage in seiner Abmessung c immer kleiner sein als d + 2a (d = Breite der kontaktierten Schicht; a = Breite der Vertiefungsnut), damit er nicht auf den überlappten Leiterbahnen aufliegt. Die aufgetragenen Schichten sollen bei allen Beschichtungsverfahren im Bereich d der Krafteinwirkung planparallel zum Träger verlaufen, was je nach Beschichtungsverfahren durch Anpressen mit Hilfe der Krafteinleitungsplatte oder einer Bearbeitungsplatte erreicht wird, solange die Schichten noch nicht ausgehärtet bzw. gebrannt sind.So that the edges of the force application stamp are exposed, the Force transmission stamp with a central position in its dimension c always be smaller than d + 2a (d = width of the contacted layer; a = width of the Deepening groove) so that it does not rest on the overlapped conductor tracks. The applied layers should be used in all coating processes Area d of the force is parallel to the beam, depending on Coating process by pressing with the help of the force application plate or a processing plate is reached as long as the layers are not are cured or fired.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante mit einer Grundplatte 4, die bereits das notwendige Profil mit erhöhtem Auflagebereich der Breite d aufweist. Fig. 3 shows an embodiment with a base plate 4 , which already has the necessary profile with an increased contact area of width d.

Dabei ist der Träger 4 z. B. durch Ätzen, Fräsen, Schleifen, Pressen usw. so geformt, daß keine Unterlegschicht erforderlich wird. Hier liegt zwischen Krafteinleitungsstempel 5 und Träger lediglich die sensitive Widerstandsschicht 1.The carrier 4 z. B. shaped by etching, milling, grinding, pressing, etc. so that no underlayer is required. Here only the sensitive resistance layer 1 lies between the force application stamp 5 and the carrier.

Fig. 4 zeigt eine Ausführung mit einer sensitiven Widerstandsschicht 1, die parallel zur Kraftrichtung vom elektrischen Strom durchflossen wird. Die sensitive Schicht 1 liegt hier großflächig zwischen den Leiterbahnen 3. Wenn die Grundplatte und die Krafteinleitungsplatte leitfähig sind, ist bei dieser Anordnung grundsätzlich auch eine direkte Kontaktierung zu diesen, ggfls. mittels ausgleichender, leitfähiger Zwischenschichten 3a, b und 3c, d möglich. FIG. 4 shows an embodiment with a sensitive resistance layer 1 , through which electrical current flows parallel to the direction of force. The sensitive layer 1 is here between the conductor tracks 3 over a large area. If the base plate and the force application plate are conductive, this arrangement also makes direct contact with them, if necessary. possible by means of compensating, conductive intermediate layers 3 a, b and 3 c, d.

Fig. 5 zeigt eine Ausführung in Sandwich-Bauweise mit zwei piezoresistiven Sensoren in mechanischer Reihenschaltung. Sie entsteht durch spiegelbildliche mechanische Reihenanordnung zweier Sensoren der Bauart nach Fig. 1. Dabei ist der Krafteinleitungsstempel 5 zu einem Zwischenstempel geworden, der die Kraft zwischen der oberen sensitiven Schicht 1b und der unteren sensitiven Schicht 1a überträgt. Die beiden sensitiven Widerstandsschichten können vorteilhafterweise zu einer sogenannten doppelt empfindlichen Brückenschaltung ergänzt werden. Fig. 5 shows an embodiment in a sandwich construction with two piezoresistive sensors in mechanical series. It is created by a mirror-image mechanical row arrangement of two sensors of the type shown in FIG. 1. The force introduction stamp 5 has become an intermediate stamp which transmits the force between the upper sensitive layer 1 b and the lower sensitive layer 1 a. The two sensitive resistance layers can advantageously be supplemented to form a so-called double-sensitive bridge circuit.

Fig. 6 zeigt eine andere Ausführung in Sandwich-Bauweise mit zwei piezoresistiven Sensoren in mechanischer Reihenschaltung. Sie entsteht durch spiegelbildliche mechanische Reihenanordnung zweier Sensoren einer Bauart nach dem Stand der Technik, bei der der Krafteinleitungsstempel weit ausladend über die Kontaktfläche zur drucksensitiven Schicht übersteht. Die Krafteinleitungsplatte ist hier zu einer Zwischenplatte 5 geworden, die die Kraft zwischen dem oberen sensitiven Bereich 4b und dem unteren sensitiven Bereich 4a überträgt. Auch hier ist dann eine doppelt empfindliche Brückenschaltung möglich. Fig. 6 shows another embodiment in sandwich construction with two piezoresistive sensors in a mechanical series connection. It is created by a mirror-image mechanical row arrangement of two sensors of a type according to the state of the art, in which the force introduction stamp protrudes over the contact surface to the pressure-sensitive layer. The force introduction plate has become an intermediate plate 5 , which transmits the force between the upper sensitive area 4 b and the lower sensitive area 4 a. A double sensitive bridge circuit is also possible here.

Fig. 7 zeigten a und b zeigt zwei Ausführungen mit spiegelbildlich zweiseitig aufgetragener Sensoranordnung auf Ober- und Unterseite einer Grundplatte 4. Hierbei entspricht die Vorrichtung gemäß Fig. 7b einer Umkehrung des Prinzips gemäß Fig. 6. Fig. 7 showed a and b show two embodiments with two mirror-image side-applied sensor arrangement on the top and underside of a base plate 4. Here, the device according to FIG. 7b corresponds to an inversion of the principle according to FIG. 6.

Bei Verwendung von Blechen für die Grundplatten 4 kann der erwünschte Effekt der Stauchung infolge orthogonaler Druckkraft im piezoresistiven Material durch Quereffekte aufgrund von Rückbiegung der Blechwölbungen überlagert werden. Wölbungen entstehen beispielsweise beim Erkalten nach einseitigem Auftragen der vorgeschlagenen Beschichtung wegen der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten zwischen Blech und Beschichtungsmaterial. Andere Ursachen für Blechverwölbungen, die unabhängig von der Beschichtung vorhanden sind, treten z. B. in gewalzten Blechen in Folge des Walzvorganges auf und sind u. a. von der Walzrichtung abhängig. When using sheets for the base plates 4 , the desired effect of the compression due to orthogonal compressive force in the piezoresistive material can be superimposed by transverse effects due to the bending of the sheet metal curvatures. Bulges occur, for example, when cooling after the proposed coating has been applied on one side because of the different expansion coefficients between sheet metal and coating material. Other causes for sheet warping, which are independent of the coating, occur e.g. B. in rolled sheets as a result of the rolling process and are dependent, among other things, on the rolling direction.

Leitet man die Kraft über Krafteinleitungsstempel oder -platte in einen Sensor ein, der durch einseitige Beschichtung auf einem Blech gefertigt wurde, so bildet sich zunächst die Blechwölbung zurück. Dabei entstehen zusätzliche Stauchungen bzw. Dehnungen in den Schichten an der Ober-, bzw. Unterseite der Grundplatte. Bei von Null aus ansteigender Kraft ist infolgedessen zunächst eine große Widerstandsänderung im piezoresistiven Material festzustellen, die stark streut und von Walzrichtung und den unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Blech und Keramik abhängt (Diagramm 1 in Fig. 9; horizontale Achse = Kraft [N], vertikale Achse = relative Widerstandsänderung; einseitiger Kraftsensor auf 2 mm Blech).If the force is introduced into a sensor via force introduction stamp or plate, which was produced by coating on one side of a sheet, the sheet curvature initially regresses. This creates additional compression or expansion in the layers on the top and bottom of the base plate. As a result, when the force increases from zero, a large change in resistance in the piezoresistive material can be determined, which is highly scattered and depends on the rolling direction and the different expansion coefficients of sheet metal and ceramic (diagram 1 in Fig. 9; horizontal axis = force [N], vertical axis = relative change in resistance; one-sided force sensor on 2 mm sheet).

Mit zunehmender Kraft überwiegt der rein orthogonale Effekt und die Empfindlichkeit geht zurück. Diese Sensorausführung ist wegen der starken Nichtlinearität und schlechten Reproduzierbarkeit sehr ungünstig.With increasing strength, the purely orthogonal effect and the Sensitivity decreases. This sensor version is because of the strong Non-linearity and poor reproducibility are very unfavorable.

Mit Blechen als Grundplatten, die gemäß Fig. 7 auf Ober- und Unterseite je mit dem spiegelbildlich gleichen Sensoraufbau beschichtet wurden, sind die bei einseitiger Beschichtung auftretenden zusätzlichen Blechverwölbungen nicht mehr zu beobachten. Ferner lassen sich die Widerstandsänderungen, die durch Rückbiegen von weiteren Verwölbungen anderer Ursache entstehen, dadurch eliminieren, daß ein Sensor auf der Oberseite mit einem spiegelbildlich auf der Unterseite angeordneten Sensor in Reihe oder parallel geschaltet wird. Derartig aufgebaute und verschaltete Sensoren zeigen die vorher beschriebenen Quereffekte nicht mehr (Diagramm 2 in Fig. 9; zweiseitiger Kraftsensor auf 1,5 mm Blech).With sheet metal as base plates, which were coated with the mirror image of the same sensor structure on the top and bottom side according to FIG. 7, the additional sheet metal curvatures occurring with one-sided coating can no longer be observed. Furthermore, the changes in resistance, which result from the bending back of further warpings of another cause, can be eliminated by connecting a sensor on the top side in series or in parallel with a sensor arranged in mirror image on the bottom side. Sensors constructed and connected in this way no longer show the cross effects described above (diagram 2 in FIG. 9; two-sided force sensor on 1.5 mm sheet metal).

Durch die Einhaltung eines hinreichenden Abstandes a (Fig. 1 bis 3 und Fig. 5 bis 7) derart, daß auch bei Höchstlast a nicht zu Null werden kann, ist sichergestellt, daß Querdehnungsbehinderungen weitgehend unterbunden sind. By maintaining a sufficient distance a ( Fig. 1 to 3 and Fig. 5 to 7) in such a way that even at maximum load a it cannot go to zero, it is ensured that impediments to transverse expansion are largely prevented.

Die Kanteneinwirkung der Krafteinleitungskörper auf die sensitiven Widerstandsschichten wird durch mittige Lage und geeignete Längsabmessungen der Krafteinleitungskörper vermieden, deren Längen c in Fig. 1, 3 und 7, bzw. ein Fig. 4, f in Fig. 5, g in Fig. 6, h in Fig. 8 auch bei Höchstlast größer sind als die Länge d des erhöht liegenden Bereichs der piezoresistiven Widerstandsbahnen, was sinngemäß auch für die Tiefenabmessungen gilt.The edge effect of the force introduction bodies on the sensitive resistance layers is avoided by the central position and suitable longitudinal dimensions of the force introduction bodies, the lengths c in FIGS. 1, 3 and 7, or a FIG. 4, f in FIG. 5, g in FIG. 6, h in FIG. 8 are greater than the length d of the elevated region of the piezoresistive resistance tracks even at maximum load, which also applies analogously to the depth dimensions.

Um Kraftnebenschlüsse über die Bereiche der Widerstandsschichten zu vermeiden, die die Leiterbahnen überlappen, sind bei den Ausführungen mit Krafteinleitungsstempel die Längen c dieser Stempel 5 sowie die Länge f des Zwischenstempels 5 bei Sandwich-Bauweise immer kleiner als d + 2a. Diese Begrenzung ist natürlich sinngemäß auch für die Tiefenabmessung erforderlich. Bei den Ausführungen mit Krafteinleitungsplatten gewährleistet die Einhaltung eines genügend großen Abstandes b (Fig. 4, 5, 6 und 7), der auch bei Höchstlast nicht Null werden darf, daß kein Kraftnebenschluß über die von Widerstandsschichten überlappten Bereiche der Leiterbahnen möglich ist.In order to avoid force shunts over the areas of the resistance layers that overlap the conductor tracks, the lengths c of these stamps 5 and the length f of the intermediate stamp 5 in the sandwich construction are always smaller than d + 2a in the designs with force introduction stamps. This limitation is of course also necessary for the depth dimension. In the designs with force introduction plates, the maintenance of a sufficiently large distance b ( FIGS. 4, 5, 6 and 7), which must not become zero even at maximum load, ensures that no force shunt is possible over the areas of the conductor tracks overlapped by resistance layers.

Die Unterlegschicht 2 kann grundsätzlich in allen Ausführungen, in denen sie verwendet wird, aus ein- oder mehrlagigem elektrisch isolierendem Material bestehen. Sie kann auch ein- oder mehrlagig aus dem gleichen piezoelektrischen Widerstandsmaterial bestehen wie die sensitive Schicht 1. Das Doppeltdrucken von Widerständen ist z. B. in der Dickschichttechnik ein übliches Verfahren. Im letzten Fall sind die Schichten 1 und 2 elektrisch parallelgeschlossen, so daß ihr Gesamtwiderstand niedriger wird als der Widerstand der Schicht 1 alleine. The backing layer 2 can basically consist of one or more layers of electrically insulating material in all versions in which it is used. It can also consist of one or more layers of the same piezoelectric resistance material as the sensitive layer 1 . The double printing of resistors is e.g. B. is a common method in thick film technology. In the latter case, layers 1 and 2 are electrically closed in parallel, so that their total resistance becomes lower than the resistance of layer 1 alone.

Schließlich kann die Unterlegschicht aber auch aus zwei oder mehr Schichten verschiedenen Materials bestehen, z. B. aus einer Leiterbahn und einer darübergelegten isolierenden Schicht. Das hat den Vorteil, daß die unterlegte Leiterbahn in Platz sparender Weise zugleich als Anschlußleitung für den Sensor dient, wie das Anwendungsbeispiel in Fig. 8 zeigt. Das hier gezeigte Element kann wie dargestellt einfach oder in Verbindung mit der Sandwich- Bauweise mehrfach, insbesondere doppelt verwendet werden. Die Leiterbahn 3a, die als Zuleitung zu dem räumlich entfernteren Anschluß des sensitiven Widerstandes führt, ist hier unter eine isolierende Dielektrikums-Schicht 7 gelegt. Wenn beim Beschichten die Widerstandsschicht 1 die freie Kontaktfläche überdeckt, wird die elektrische Durchverbindung mit der Leiterbahn hergestellt. Auf diese Weise können vorteilhafterweise Sensorelemente mit beiden elektrischen Anschlußkontakten 8 an einer Stirnseite hergestellt werden, was besonders für Matrixanordnungen günstig ist.Finally, the backing layer can also consist of two or more layers of different material, e.g. B. from a conductor track and an overlying insulating layer. This has the advantage that the underlying conductor track also serves as a connecting line for the sensor in a space-saving manner, as the application example in FIG. 8 shows. As shown, the element shown here can be used once, or in combination with the sandwich construction several times, in particular twice. The conductor track 3 a, which leads as a lead to the more distant connection of the sensitive resistor, is placed here under an insulating dielectric layer 7 . If, during coating, the resistance layer 1 covers the free contact area, the electrical through connection with the conductor track is produced. In this way, sensor elements with two electrical connection contacts 8 can advantageously be produced on one end face, which is particularly advantageous for matrix arrangements.

BezugszeichenlisteReference list

1 drucksensitive Schicht
2 Auflagebereich
3 Leiterbahn
4 Träger (Grundplatte)
5 Krafteinleitungsstempel, Krafteinleitungsplatte
6 Vertiefungsnut
7 Isolierschicht
8 Lötpunkte
9 Vergleichswiderstände
a Breite der Vertiefungsnut
b Abstand Widerstandsschicht über Leiterbahn zu Krafteinleitungsstempel
c, e, f, g, h Durchmesser des Krafteinleitungsstempels
d Kontaktbreite zur Schicht
F Kraft
G Gegenkraft 1 pressure sensitive layer
2 support area
3 conductor track
4 supports (base plate)
5 force transmission stamp, force transmission plate
6 deep groove
7 insulating layer
8 solder points
9 comparison resistors
a Width of the groove
b Distance of the resistance layer over the conductor track to the force application stamp
c, e, f, g, h diameter of the force introduction stamp
d Contact width to the layer
F force
G drag

Claims

1. Force sensor containing

a) a carrier ( 4 ),
b) a pressure-sensitive layer ( 1 ) which is arranged above the carrier ( 4 ) and which is connected to conductor tracks ( 3 ),
c) a force introduction stamp ( 5 ) with a contact area delimited by edges, which is connected to the layer ( 1 ) in the contact area,

characterized in that the surface of the layer ( 1 ) facing the force introduction stamp ( 5 ) has groove-shaped depressions ( 6 ) over which the edges of the contact surface lie without contact.

2. Force sensor according to claim 1, characterized in that on the carrier ( 4 ) a single or multi-layer raised support area ( 2 ) and with a space spaced therefrom the conductor tracks ( 3 ) are arranged, conductor tracks ( 3 ), space and Support area ( 2 ) are covered by the layer ( 1 ) in such a way that the groove-shaped depressions ( 6 ) are formed over the intermediate space.

3. Force sensor according to claim 2, characterized in that the support region ( 2 ) is formed in one piece from the material of the carrier ( 4 ).

4. Force sensor containing

characterized in that a conductor track ( 3 ) is located over the entire area between the force introduction stamp ( 5 ) and layer ( 1 ) and / or a conductor track ( 3 ) is located over the entire area between layer ( 1 ) and carrier ( 4 ).

5. Force sensor according to claim 4, characterized in that at least one of the conductor tracks ( 3 ) is formed by the electrically conductive material of the force introduction stamp ( 5 ) or the support ( 4 ), preferably with the interposition of compensating layers ( 3 a, b; 3 c , d).

6. Force sensor containing

a) a carrier ( 4 a),
b) a pressure-sensitive layer ( 1 a) which is arranged above the carrier ( 4 a) and which is connected to conductor tracks ( 3 ),
c) a force introduction part ( 5 ) with a contact area delimited by edges, which is connected to the layer ( 1 a) in the contact area,

characterized in that the force introduction part ( 5 ) is connected to a second pressure-sensitive layer ( 1 b) in the contact area of a second contact area delimited by edges, the second layer ( 1 b) being arranged over a second carrier ( 4 b) and with electrical conductor tracks is connected.

7. Force sensor according to claim 6, characterized in that the sub-unit formed from the first carrier ( 4 a), first layer ( 1 a) and force introduction part ( 5 ) has a structure according to one of claims 1 to 5.

8. Force sensor according to one of claims 6 or 7, characterized in that the sub-unit formed from second carrier ( 4 b), second layer ( 1 b) and force introduction part ( 5 ) has a structure according to one of claims 1 to 5.

9. Force sensor according to one of claims 6 to 8, characterized in that it is constructed symmetrically with respect to a plane passing through the force introduction part ( 5 ).

10. Force sensor containing

a) my carrier ( 4 ),
b) a pressure-sensitive layer ( 1 a) which is arranged above the carrier ( 4 ) and which is connected to conductor tracks ( 3 ),
c) a force introduction part ( 5 a) with a contact area delimited by edges, which is connected to the layer ( 1 a) in the contact area,

characterized in that a second pressure-sensitive layer ( 1 b) is arranged on the carrier ( 4 ) and is connected to conductor tracks, and in that a second force introduction part ( 5 b) in the contact area of a contact area delimited by edges with the second pressure-sensitive layer ( 1 b) communicates.

11. Force sensor according to claim 10, characterized in that the sub-unit formed from carrier ( 4 ), first layer ( 1 a) and first force introduction part ( 5 a) has a structure according to one of claims 1 to 5.

12. Force sensor according to claim 10 or 11, characterized in that the sub-unit formed from carrier ( 4 ), second layer ( 1 b) and second force introduction part ( 5 b) has a structure according to one of claims 1 to 5.

13. Force sensor according to one of claims 10 to 12, characterized in that it is constructed symmetrically with respect to a plane passing through the carrier ( 4 ).

14. Force sensor containing

a) a carrier,
b) a pressure-sensitive layer which is arranged over the carrier and which is connected to conductor tracks,
c) a force introduction stamp with a contact area delimited by edges, which is connected to the layer on its inner region,

characterized in that at least one under the layer another pressure-sensitive layer is arranged, which has conductor tracks is connected, said layers by insulating Interlayers are separated.

15. Force sensor according to one of claims 1 to 14, characterized in that the pressure-sensitive layer ( 1 ) consists of a piezoelectric, piezoresistive material or a semiconductor material.

16. Force sensor according to one of claims 1 to 15, characterized in that force introduction stamp ( 5 ) and / or carrier ( 4 ) are provided with an insulating coating ( 7 a, 7 b).

17. Force sensor according to claim 16, characterized in that insulating for the coating Connection materials such as B. Adhesive with time-dependent Hardening process or glass-ceramic films, so-called "Ceramic tapes "can be used.

18. Force sensor according to one of claims 6 to 9, characterized in that as a material for the force introduction stamp ( 5 ) insulating connecting materials such. B. adhesives with time-dependent curing process or glass-ceramic films, so-called "ceramic tapes" can be used.

19. Force sensor according to one of claims 10 to 13, characterized in that as a material for the carrier ( 4 ) insulating connecting materials such. B. adhesive with time-dependent curing process or glass-ceramic films, so-called "ceramic tapes" can be used.