JP2006194598A - Strain sensor and its manufacturing method - Google Patents

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Keiichi Nakao
恵一 中尾
Goji Himori
剛司 檜森
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a strain sensor and its manufacturing method capable of forming an insulating layer and wiring on the same plane with suppressed irregularities, suppressing to the minimum an influence of wiring steps or the like on printability of resistor paste, and reducing to the utmost characteristic dispersion of a strain-sensitive resistor. <P>SOLUTION: This strain sensor is characterized by having a substrate 21, and the insulating layer 22 with a plurality of electrodes 12 buried therein on the substrate 21, and having a protection layer 25 equipped with the strain-sensitive resistor 23 on the electrodes 12, for covering the strain-sensitive resistor 23 and at least a part of the electrodes. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は金属弾性体を用いた歪センサ及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a strain sensor using a metal elastic body and a manufacturing method thereof.

従来から金属弾性体上に絶縁体を介して感歪抵抗体が形成されてなる歪センサが提案されていた。こうした歪センサは自動車用のスマートエアバッグ(助手席の乗員の体重によってエアバッグの開き方を調整する)等の用途に広く使われ、今後、更に高性能化、低コスト化が望まれる。   Conventionally, a strain sensor has been proposed in which a strain sensitive resistor is formed on an elastic metal body via an insulator. Such strain sensors are widely used in applications such as smart airbags for automobiles (adjusting the opening of the airbag according to the weight of the passenger in the passenger seat), and further improvements in performance and cost are desired in the future.

従来の歪センサとしては、図17に示すものがある。図17は従来の歪センサの構成を示す断面図である。図17に示すように基板1の上には絶縁層2を介して、感歪抵抗体3とその両端に接続された複数の凸状電極4が形成されている。そして感歪抵抗体3や凸状電極4を覆うように保護層5が形成される構成である。   A conventional strain sensor is shown in FIG. FIG. 17 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional strain sensor. As shown in FIG. 17, a strain sensitive resistor 3 and a plurality of convex electrodes 4 connected to both ends thereof are formed on a substrate 1 with an insulating layer 2 interposed therebetween. The protective layer 5 is formed so as to cover the strain sensitive resistor 3 and the convex electrode 4.

また図18は、複数の感歪抵抗体素子が所定形状に接続されてブリッジ回路を形成する様子を示す図である。図18において、複数の感歪抵抗体素子6が所定のブリッジ回路を形成することで、センサの高感度化が可能になる。なお図18における感歪抵抗素子6は、図17における感歪抵抗体3とその両端に接続された凸状電極4に相当する。   FIG. 18 is a diagram showing a state in which a plurality of strain sensitive resistor elements are connected in a predetermined shape to form a bridge circuit. In FIG. 18, the plurality of strain sensitive resistor elements 6 form a predetermined bridge circuit, so that the sensitivity of the sensor can be increased. 18 corresponds to the strain-sensitive resistor 3 in FIG. 17 and the convex electrode 4 connected to both ends thereof.

しかし、このような構造の場合、図18に示す個々の感歪抵抗素子6の抵抗値バラツキを5%以内に抑えないと、ブリッジ回路としての特性が得られない。これはブリッジ回路を形成する複数の感歪抵抗素子6の抵抗値が互いにばらついた場合、ブリッジ回路に接続された半導体チップ(図18には図示していない)でキャリブレーションしきれない場合があるためである。   However, in the case of such a structure, the characteristic as a bridge circuit cannot be obtained unless the resistance value variation of the individual strain sensitive resistance elements 6 shown in FIG. In this case, when the resistance values of the plurality of strain sensitive resistor elements 6 forming the bridge circuit vary from one another, calibration may not be possible with a semiconductor chip (not shown in FIG. 18) connected to the bridge circuit. Because.

こうした課題に対して、従来から幾つかのアプローチがなされていた。図19は従来の対策の一例であり、特許文献1等で提案されたものである。図19において、第1の導電パターン7と第2の導電パターン8の間に抵抗体10を形成する場合、ダレ11が形成されやすい。このダレ11は、第1の導電パターン7や第2の導電パターン8が、基板上で厚み10〜30μm程度に凸状に盛り上がっているため、この上に印刷された抵抗体ペーストが印刷時に流れたり、にじんだりすることで発生するものである。そしてこのダレ11が抵抗値のバラツキの発生原因になるため、図19では凸状の接続部9を形成することで、抵抗値バラツキの低減を行おうとするものである。   There have been several approaches to this problem. FIG. 19 shows an example of a conventional measure, which is proposed in Patent Document 1 and the like. In FIG. 19, when the resistor 10 is formed between the first conductive pattern 7 and the second conductive pattern 8, the sag 11 is easily formed. In this sag 11, the first conductive pattern 7 and the second conductive pattern 8 are raised in a convex shape on the substrate to a thickness of about 10 to 30 μm, so that the resistor paste printed thereon flows during printing. It is caused by or blurring. Since the sag 11 causes the variation of the resistance value, the variation of the resistance value is attempted to be reduced by forming the convex connection portion 9 in FIG.

しかしこれらの手法を用いても、導電パターンが盛り上がっている以上、どうしてもダレ11が発生してしまうことになる。   However, even if these methods are used, since the conductive pattern is raised, the sag 11 is inevitably generated.

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
特開2004−55946号公報
As prior art document information relating to the invention of this application, for example, Patent Document 1 is known.
JP 2004-55946 A

しかしながら従来の構成では、図19に示すように抵抗体と第1の導電パターン7や第2の導電パターン8、あるいは凸状電極4は、本質的に絶縁層2の上に凸状に盛り上がっているために、どうしてもこれら電極の上に抵抗体ペーストを印刷すると、前記電極の厚みの影響を受けてダレ11が発生してしまい、複数の感歪抵抗素子6の抵抗値バラツキが発生しやすく、この結果、歪センサの歩留まりや特性に影響を与えてしまう可能性がある。   However, in the conventional configuration, as shown in FIG. 19, the resistor and the first conductive pattern 7, the second conductive pattern 8, or the convex electrode 4 are essentially raised on the insulating layer 2 in a convex shape. Therefore, when the resistor paste is inevitably printed on these electrodes, sagging 11 occurs due to the influence of the thickness of the electrodes, and the resistance value variation of the plurality of strain sensitive resistance elements 6 is likely to occur. As a result, the yield and characteristics of the strain sensor may be affected.

本発明は絶縁層と配線を同一平面に凹凸を抑えて形成することができ、配線の段差等による抵抗体ペーストの印刷性に対する影響を最小限に抑え、感歪抵抗体の特性バラツキをできるだけ少なくできる歪センサ及びその製造方法を提供することを目的とするものである。   In the present invention, the insulating layer and the wiring can be formed on the same plane while suppressing unevenness, minimizing the influence on the printability of the resistor paste due to the level difference of the wiring, and minimizing the characteristic variation of the strain sensitive resistor. An object of the present invention is to provide a strain sensor that can be used and a manufacturing method thereof.

上記目的を達成するために、本発明は、基板と、前記基板上に複数の電極を埋め込んだ絶縁層を有し、前記電極上に感歪抵抗体を備え、前記感歪抵抗体および前記電極の少なくとも一部を覆う保護層を有することを特徴とする歪センサであり、感歪抵抗体を絶縁層に埋め込まれた複数の電極パターンの間に形成することで、前記感歪抵抗体の抵抗値を安定化でき、抵抗値バラツキも抑えられるため、歪センサの特性を安定にすると共に、その歩留りを高められるという作用効果が得られる。   In order to achieve the above object, the present invention includes a substrate and an insulating layer in which a plurality of electrodes are embedded on the substrate, the strain sensitive resistor is provided on the electrode, and the strain sensitive resistor and the electrode A strain sensor having a protective layer covering at least a part of the resistance of the strain sensitive resistor by forming the strain sensitive resistor between a plurality of electrode patterns embedded in an insulating layer. Since the value can be stabilized and the variation in resistance value can be suppressed, the effect of stabilizing the characteristics of the strain sensor and increasing the yield can be obtained.

金属弾性体上に形成された絶縁層に埋め込まれた複数の電極パターンの間に感歪抵抗体が形成され、更に前記感歪抵抗体及び前記電極の一部が保護層で覆われた歪センサであり、絶縁層と配線との表面を同一平面に互いに段差が最小になるように形成することで、抵抗体ペーストの印刷性が改善され、複数個の感歪抵抗体を一度に印刷形成した場合でも感歪抵抗体の特性のバラツキが抑えられ、歪センサの特性を安定にすることができるという作用効果が得られる。   A strain sensor in which a strain sensitive resistor is formed between a plurality of electrode patterns embedded in an insulating layer formed on a metal elastic body, and the strain sensitive resistor and a part of the electrode are covered with a protective layer By forming the surfaces of the insulating layer and the wiring on the same plane so that the steps are minimized, the printability of the resistor paste is improved, and a plurality of strain sensitive resistors are printed and formed at a time. Even in this case, the variation in the characteristics of the strain sensitive resistor can be suppressed, and the effect that the characteristics of the strain sensor can be stabilized can be obtained.

(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態について、本発明の特に請求項1,2,13,14,17〜28の発明について図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明の実施の形態1における歪センサの構成を示す断面図である。図1において、12は埋込電極であり、金属弾性体からなる基板21の上に形成された絶縁層22の中に、その表面だけが露出するように埋め込まれている。そして複数の埋込電極12の間に、感歪抵抗体23が形成され、前記感歪抵抗体23や前記埋込電極12が保護層25によって保護されている。図1に示すように、配線を埋込電極12として、絶縁層22の内部に埋め込むことで、絶縁層22と埋込電極12との間に段差が生じないため、前記埋込電極12の上に、抵抗体ペーストを印刷し、焼成することで感歪抵抗体23を形成した場合でも、ダレ等が発生しないため、ブリッジ回路を形成する複数の感歪抵抗体の抵抗値のバラツキを少なくできるため、ブリッジ回路の出力を安定化できる。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a strain sensor according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 12 denotes an embedded electrode, which is embedded in an insulating layer 22 formed on a substrate 21 made of a metal elastic body so that only the surface thereof is exposed. A strain sensitive resistor 23 is formed between the plurality of embedded electrodes 12, and the strain sensitive resistor 23 and the embedded electrode 12 are protected by a protective layer 25. As shown in FIG. 1, since the wiring is embedded in the insulating layer 22 as the embedded electrode 12, no step is generated between the insulating layer 22 and the embedded electrode 12. In addition, even when the strain sensitive resistor 23 is formed by printing and firing the resistor paste, sagging or the like does not occur, and thus the variation in resistance values of the plurality of strain sensitive resistors forming the bridge circuit can be reduced. Therefore, the output of the bridge circuit can be stabilized.

次に、図2〜図6を用いて、本発明の歪センサの製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the strain sensor of the present invention will be described with reference to FIGS.

図2(A)、(B)は、未焼成絶縁層の上に所定の電極パターンを形成する工程を示す断面図である。図2(A)において、13は例えば未焼成ガラスからなる未焼成絶縁層であり、金属弾性体からなる基板21の上に所定のガラスペーストが所定パターンに印刷された後、乾燥されてなるものである。図2(B)において、14は硬化済配線であり、未焼成絶縁層13の上に、所定の電極ペーストを所定パターンに印刷した後、前記電極ペーストを硬化させたものである。   2A and 2B are cross-sectional views showing a process of forming a predetermined electrode pattern on the unsintered insulating layer. In FIG. 2A, reference numeral 13 denotes an unfired insulating layer made of, for example, unfired glass, which is dried after a predetermined glass paste is printed in a predetermined pattern on a substrate 21 made of a metal elastic body. It is. In FIG. 2B, reference numeral 14 denotes a cured wiring, which is obtained by printing a predetermined electrode paste in a predetermined pattern on the unfired insulating layer 13 and then curing the electrode paste.

図3は、硬化済配線を未焼成絶縁層に埋め込む工程を示す断面図である。図3において、基板21の上に形成された未焼成絶縁層の上には、硬化済配線14が形成されており、ヒーター17で所定温度に設定されたプレス装置16は、矢印18の方向に動き、防汚れフィルム15を介して、硬化済配線14を未焼成絶縁層13の内部に押し込むことになる。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing a process of embedding the cured wiring in the unfired insulating layer. In FIG. 3, the cured wiring 14 is formed on the unfired insulating layer formed on the substrate 21, and the press device 16 set at a predetermined temperature by the heater 17 is moved in the direction of the arrow 18. The cured wiring 14 is pushed into the unfired insulating layer 13 through the movement and the antifouling film 15.

このようにプレスの際に、防汚れフィルム15を使うことで、プレス装置16の表面に、未焼成絶縁層13や硬化済配線14から剥げ落ちた部材が付着することを防止でき、プレス工程の歩留りを高められる。また防汚れフィルム15として長尺のフィルム材料を用いることで、プレスの度に、防汚れフィルム15を少しずつ巻き取って、いつも新しい面が出るようにできる。このように少しずつ巻き取ることで、プレスによって防汚れフィルム15の表面にゴミや脱離した部材が付着したとしても、これが次のプレスに影響することがない。   Thus, by using the antifouling film 15 at the time of pressing, it is possible to prevent the members peeled off from the unfired insulating layer 13 and the cured wiring 14 from adhering to the surface of the pressing device 16, Yield can be increased. Further, by using a long film material as the antifouling film 15, the antifouling film 15 can be wound up little by little at every press so that a new surface always appears. By taking up little by little in this way, even if dust or detached members adhere to the surface of the antifouling film 15 by the press, this does not affect the next press.

図4は、硬化済配線を未焼成絶縁層の内部に押し込む工程を示す断面図である。図4において、プレス装置16が矢印18の方向に圧力をかけることで、硬化済配線14が、未焼成絶縁層13の内部に埋め込まれる。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step of pushing the cured wiring into the unfired insulating layer. In FIG. 4, when the pressing device 16 applies pressure in the direction of the arrow 18, the cured wiring 14 is embedded in the unfired insulating layer 13.

図5は、プレス後を示す断面図である。図5において、プレス装置16は矢印18の方向に引き上げられ、更に防汚れフィルム15も剥がされる。そして、基板21の未焼成絶縁層13の中に、硬化済配線14が埋め込まれることになる。   FIG. 5 is a cross-sectional view after pressing. In FIG. 5, the press device 16 is pulled up in the direction of the arrow 18 and the antifouling film 15 is also peeled off. Then, the hardened wiring 14 is embedded in the unfired insulating layer 13 of the substrate 21.

図6は、未焼成絶縁層と硬化済電極を同時焼成する工程を示す断面図である。図6(A)において、金属弾性体からなる基板21の上には、未焼成ガラスからなる未焼成絶縁層13と、そこに埋め込まれた硬化済配線14が形成されており、これが所定温度で焼成された後のものを図6(B)に示す。図6(B)において、基板21の上には、未焼成絶縁層13が焼成されてなる絶縁層22と、硬化済配線14が焼成されてなる埋込電極12が形成される。また未焼成絶縁層13と硬化済配線14は同時焼成されることで、互いに隙間無く充分な密着強度を有した状態で一体物として形成され、更にその表面には埋込電極12による凹凸の発生を防止できる。図6(C)は、埋込電極12の上に感歪抵抗体23を形成したものであり、この構成により感歪抵抗体23の形成時にダレ等の発生を防止できる。   FIG. 6 is a cross-sectional view showing a step of simultaneously firing the unfired insulating layer and the cured electrode. In FIG. 6A, an unfired insulating layer 13 made of unfired glass and a hardened wiring 14 embedded therein are formed on a substrate 21 made of a metal elastic body. FIG. 6B shows the result after firing. In FIG. 6B, an insulating layer 22 formed by baking the unfired insulating layer 13 and an embedded electrode 12 formed by baking the cured wiring 14 are formed on the substrate 21. Further, the unfired insulating layer 13 and the cured wiring 14 are simultaneously fired, so that they are formed as a single body with sufficient adhesion strength without a gap between them, and unevenness due to the embedded electrode 12 is generated on the surface. Can be prevented. FIG. 6C shows a case in which the strain sensitive resistor 23 is formed on the embedded electrode 12, and this configuration can prevent the occurrence of sagging or the like when the strain sensitive resistor 23 is formed.

更に詳しく説明する。まず、未焼成絶縁層13として、エチルセルロースやブチラール樹脂のような熱可塑性樹脂を用い、更に可塑剤等を添加させることで、柔らかくして押し付けるとめり込みやすいもの(あるいは、体積が変化しやすいもの、圧縮性の高いもの)を用いることが望ましい。また硬化済配線14として、硬化型樹脂を用いた電極ペーストを用いることで、硬化された後の配線を、硬くて変形しにくいもの(圧縮性の低いもの)を用いることが望ましい。   This will be described in more detail. First, as the unsintered insulating layer 13, a thermoplastic resin such as ethyl cellulose or butyral resin is used, and by adding a plasticizer or the like, it is soft and easily squeezed when pressed (or one whose volume is likely to change, It is desirable to use a highly compressible material. Further, it is desirable to use a hardened and hard-to-deform (low compressibility) wire after being hardened by using an electrode paste using a curable resin as the hardened wire 14.

このように、未焼成絶縁層13と硬化済配線14の硬度差や圧縮性の違いを用いて、硬化済配線14を変形させることなく、未焼成絶縁層13の中に埋め込みやすくなる。また未焼成絶縁層13の中に埋め込まれた硬化済配線14によるバルジ(押し込まれた周辺が少し盛り上がること)の発生も防止できる。   Thus, it becomes easy to embed in the non-fired insulating layer 13 without deforming the hardened wiring 14 by using the difference in hardness or compressibility between the non-fired insulating layer 13 and the hardened wiring 14. Further, it is possible to prevent the occurrence of a bulge (a slight rise in the pushed-in periphery) due to the cured wiring 14 embedded in the unfired insulating layer 13.

次に具体的に説明する。まず未焼成絶縁層13としては、所定のガラス粉を樹脂溶液の中に分散してなるガラスペーストを作製した。ここで樹脂溶液は、ポリビニールブチラール樹脂を、αテルピネオールとBCA(ブチルカルビトールアセテート)の混合溶剤の中に溶かし、更にフタル酸系の高沸点溶剤を可塑剤として加えた。   Next, a specific description will be given. First, as the unsintered insulating layer 13, a glass paste was prepared by dispersing a predetermined glass powder in a resin solution. Here, as the resin solution, polyvinyl butyral resin was dissolved in a mixed solvent of α-terpineol and BCA (butyl carbitol acetate), and a phthalic acid-based high boiling point solvent was added as a plasticizer.

そして、この樹脂溶液中に、前記ガラス粉を添加し、セラミック製3本ロールミルを用いて、均一に分散させた後、粘度調整した。最後に、市販のメッシュ(網)を用いて、前記ペーストをろ過し、ガラスペーストとして完成させた。このガラスペーストを、基板21の上に、スクリーン印刷方法を用いて所定パターン形状に印刷した後、約10分間レベリングさせ、最後に約200℃で10〜30分程度、乾燥させて、図2(A)に示すような未焼成絶縁層13を形成した。   And the said glass powder was added in this resin solution, the viscosity was adjusted, after making it disperse | distribute uniformly using the ceramic 3 roll mill. Finally, the paste was filtered using a commercially available mesh to obtain a glass paste. This glass paste is printed on the substrate 21 in a predetermined pattern using a screen printing method, then leveled for about 10 minutes, and finally dried at about 200 ° C. for about 10 to 30 minutes. An unfired insulating layer 13 as shown in A) was formed.

なおスクリーン印刷時のピンホールや泡が、製品の歩留りに影響するのを防ぐため、未焼成絶縁層13は、印刷、乾燥、印刷、乾燥と繰り返し、複数層を形成することで対処した。なお、ガラス粉の平均粒径は、0.1〜10μmが望ましい。0.1μm未満のガラス粉は、高価であるので製品価格に影響する場合がある。また10μmを超える場合、確率的に20μmや30μm、場合によっては40μmと大粒のガラス粉が混在している場合があり、ガラスペーストの印刷時や焼成時に課題となる場合がある。   In order to prevent pinholes and bubbles during screen printing from affecting the yield of the product, the unfired insulating layer 13 was repeatedly formed by printing, drying, printing, and drying to form a plurality of layers. In addition, as for the average particle diameter of glass powder, 0.1-10 micrometers is desirable. Since glass powder of less than 0.1 μm is expensive, it may affect the product price. When the thickness exceeds 10 μm, a large glass powder may be mixed with 20 μm or 30 μm, and in some cases 40 μm and large glass powder, which may be a problem when printing or baking the glass paste.

一方、硬化型配線14の材料としては、導電粉として市販の銀パラジウム粉を、硬化型樹脂溶液の中に分散してなる電極ペーストを作製した。ここで硬化型樹脂溶液としては、市販のエポキシ樹脂やキシレン樹脂といった硬化型樹脂を使い、必要に応じて粘度調整のためαテルピネオールやBCA(ブチルカルビトールアセテート)と言った溶剤を添加した。そして、この硬化型樹脂溶液の中に、前記銀パラジウム粉を添加し、3本ロールミルを用いて、前記銀パラジウム粉が変形しないように(ロールの間に挟まれて、銀パラジウム粉がフレーク状に潰れた場合、焼結性に影響を与える場合があるため)注意しながら均一に分散させた。そして粘度調整した後、最後に、市販のメッシュ(網)を用いて、このペーストをろ過し、電極ペーストとして完成させた。   On the other hand, as a material for the curable wiring 14, an electrode paste was prepared by dispersing commercially available silver palladium powder as a conductive powder in a curable resin solution. Here, as the curable resin solution, a curable resin such as a commercially available epoxy resin or xylene resin was used, and a solvent such as α-terpineol or BCA (butyl carbitol acetate) was added for viscosity adjustment as needed. Then, the silver palladium powder is added to the curable resin solution, and a three roll mill is used so that the silver palladium powder is not deformed (between the rolls, the silver palladium powder is flaked). When crushed, it may affect the sinterability). And after adjusting the viscosity, finally, this paste was filtered using a commercially available mesh (net) to complete an electrode paste.

そして、この電極ペーストを、図2(B)に示すように、未焼成絶縁層13の上に所定形状で印刷した。そして電極ペーストを200℃で10〜30分硬化させた。なおここで硬化型樹脂としては、熱硬化型以外に、UV(紫外線)硬化型、EB(電子線)硬化型、2液反応硬化型等を用いることができる。また硬化性樹脂としては、C、H、N、Oを主体としたものが望ましく、SやCl、P、Na、K等の元素が含まれていないことが望ましい。またこれら元素以外に金属原子も、場合によっては焼成後に特性に影響を与える場合がある。   Then, this electrode paste was printed in a predetermined shape on the unfired insulating layer 13 as shown in FIG. The electrode paste was cured at 200 ° C. for 10 to 30 minutes. Here, as the curable resin, in addition to the thermosetting type, a UV (ultraviolet) curable type, an EB (electron beam) curable type, a two-component reaction curable type, or the like can be used. The curable resin is preferably mainly composed of C, H, N, and O, and preferably does not contain elements such as S, Cl, P, Na, and K. In addition to these elements, metal atoms may affect the characteristics after firing in some cases.

こうして作製したサンプルを、図3、図4、図5に示すようにプレス装置を用いて、硬化済配線14を未焼成絶縁層13の内部に埋め込んだ。そして図6に示すように、未焼成絶縁層13に硬化済配線14を埋め込んだ状態で、これらを一括焼成し、埋込電極12が表面に埋め込まれた絶縁層22を形成した。   The thus prepared sample was embedded with the hardened wiring 14 inside the unfired insulating layer 13 using a press as shown in FIGS. 3, 4, and 5. Then, as shown in FIG. 6, with the cured wiring 14 embedded in the unfired insulating layer 13, these were baked together to form the insulating layer 22 with the embedded electrode 12 embedded in the surface.

そして、この埋込電極12上に所定の感歪抵抗体ペーストを、所定形状で印刷したところ、にじみやダレと言った抵抗値バラツキの発生原因無しに高精度に形成できた。この結果、ブリッジ回路を構成する複数個の感歪抵抗体素子の抵抗値バラツキは、99.8%以上の高歩留りで、半導体チップで調整できる範囲内に抑えることができた。   When a predetermined strain-sensitive resistor paste was printed on the embedded electrode 12 in a predetermined shape, it could be formed with high accuracy without causing a resistance value variation such as bleeding or sagging. As a result, the resistance value variation of the plurality of strain sensitive resistor elements constituting the bridge circuit can be suppressed within a range that can be adjusted by the semiconductor chip with a high yield of 99.8% or more.

比較のために、従来例として、図17に示す形状のものを作製した。まず上述した同じ部材を用いて、図2(A)、(B)と同じ順でサンプルを試作した後、図3、図4、図5のプレス工程を省略して、そのまま(未焼成絶縁層13の上に、硬化済配線14が凸状に盛り上がった状態のまま)、未焼成絶縁層13と硬化済配線14を同時焼成した。そして、この上に所定の感歪抵抗ペーストを印刷したところ、ダレやにじみが発生し、ブリッジ回路を構成する複数個の感歪抵抗体素子の抵抗値バラツキが大きくなり、半導体チップでは調整できない範囲のもの(スペックに収まらないもの)が、数%から数十%発生した。   For comparison, a conventional example having the shape shown in FIG. 17 was produced. First, using the same members as described above, samples were prototyped in the same order as in FIGS. 2A and 2B, and then the pressing steps of FIGS. 13), the unfired insulating layer 13 and the cured wiring 14 were fired at the same time. Then, when a predetermined strain sensitive resistor paste is printed on this, sagging or blurring occurs, the resistance value variation of the plurality of strain sensitive resistor elements constituting the bridge circuit increases, and the range that cannot be adjusted by the semiconductor chip (Something that does not fit the specs) occurred from several percent to several tens of percent.

そこで、図19に示したように、感歪抵抗体に接続される配線のパターン形状を工夫したが、ダレやにじみが発生してしまうことに変わりはなく、抵抗値バラツキがスペック内に収まらないサンプルが、一定量発生した。   Therefore, as shown in FIG. 19, the pattern shape of the wiring connected to the strain sensitive resistor has been devised, but there is no change in sagging or blurring, and the resistance value variation does not fall within the specifications. A certain amount of sample was generated.

また比較のために、硬化済配線14として、熱硬化性樹脂溶液の代わりに、ガラスペーストの作製に用いた樹脂溶液(ポリビニールブチラール樹脂を、有機溶剤や可塑剤の中に溶解したもの)を用い、ここに銀パラジウム粉を添加し、3本ロールミルで混練して、所定ペーストを作製し、これを図2(A)、(B)に示したように、未焼成絶縁層13の上に印刷した(以下、従来配線とする)。   For comparison, as the cured wiring 14, instead of the thermosetting resin solution, a resin solution (polyvinyl butyral resin dissolved in an organic solvent or a plasticizer) used for producing a glass paste is used. Used, silver palladium powder is added here, and kneaded with a three-roll mill to prepare a predetermined paste, which is formed on the unfired insulating layer 13 as shown in FIGS. 2 (A) and 2 (B). Printed (hereinafter referred to as conventional wiring).

そしてこれを図3、図4、図5のようにプレスしたところ、前記従来配線は、未焼成絶縁層13に食い込むことなく、その表面にパターンが広がるように潰れてしまった。そして、この潰れた従来配線を、未焼成絶縁層13と同時に焼成した。その後、同様にして感歪抵抗体23を形成した。しかしこうして作製されたサンプルで、ブリッジ回路を構成する複数個の感歪抵抗体の抵抗値バラツキを測定したところ、数十%以上、更には配線間でショートしているものもあり、製品歩留りは低かった。   When this was pressed as shown in FIGS. 3, 4, and 5, the conventional wiring was crushed so that the pattern spread on the surface without biting into the unfired insulating layer 13. The crushed conventional wiring was fired simultaneously with the unfired insulating layer 13. Thereafter, a strain sensitive resistor 23 was formed in the same manner. However, when the resistance value variation of a plurality of strain sensitive resistors constituting the bridge circuit was measured in the samples prepared in this way, some of them were more than several tens of percent, and some of them were short-circuited between the wires, and the product yield was It was low.

このように、本発明の場合、電極パターンをプレスによって、未焼成絶縁層に埋め込む場合、未焼成絶縁層は柔らかく、圧縮性に優れたもの(あるいは空気透過性の高いもの)とすることが望ましく、一方の電極パターンとしては、硬く圧縮されにくいもの(プレスの力で変形しにくいもの)とすることが望ましい。   Thus, in the case of the present invention, when the electrode pattern is embedded in the unsintered insulating layer by pressing, the unsintered insulating layer is desirably soft and excellent in compressibility (or highly air permeable). As one electrode pattern, it is desirable that the electrode pattern is hard and hard to be compressed (not easily deformed by pressing force).

なお、図6(B)において絶縁層22の厚みは10〜500μmが望ましい。厚みが10μm未満の場合、基板21と埋込電極12の間で絶縁不良を生じる可能性がある。また厚みが500μmを超える場合、絶縁層22の材料費が高くなってしまうことがある。ここで絶縁層22の厚みは基板21と埋込電極12の間に挟まれた厚みとする。また絶縁層22を1層以上で形成することが望ましい。   In FIG. 6B, the thickness of the insulating layer 22 is preferably 10 to 500 μm. When the thickness is less than 10 μm, there is a possibility that an insulation failure occurs between the substrate 21 and the embedded electrode 12. In addition, when the thickness exceeds 500 μm, the material cost of the insulating layer 22 may increase. Here, the insulating layer 22 has a thickness sandwiched between the substrate 21 and the embedded electrode 12. It is desirable to form the insulating layer 22 with one or more layers.

例えば、絶縁層22を複数層で形成することで、絶縁層22にゴミの付着や泡が発生しても絶縁不良等の発生原因にはなりにくい。また図6(C)においてガラスペーストからなる絶縁層22の厚みは10〜500μmが望ましい。埋込電極12を覆うガラスペーストからなる絶縁層22の厚みが10μm未満の場合、ゴミやピンホールの影響を受けやすくなる場合がある。また厚みが500μmを超える場合、ガラスペーストの使用量が増加するためにコスト高になる可能性がある。   For example, by forming the insulating layer 22 with a plurality of layers, even if dust adheres to the insulating layer 22 or bubbles are generated, it is difficult to cause an insulation failure. In addition, in FIG. 6C, the thickness of the insulating layer 22 made of glass paste is preferably 10 to 500 μm. When the thickness of the insulating layer 22 made of glass paste covering the embedded electrode 12 is less than 10 μm, it may be easily affected by dust and pinholes. Moreover, when thickness exceeds 500 micrometers, since the usage-amount of a glass paste increases, there exists a possibility that cost may become high.

なお、基板21の厚みは1〜100mmが望ましい。基板21の厚みが1mm未満の場合、歪センサとして要求される耐力が得られない場合がある。また基板21の厚みが100mmを超える場合、基板21の加工(例えば、金型による打ち抜きやレーザー加工等)が困難となる。また基板21の面積は0.1〜1000cm2が望ましい。基板21の面積が0.1cm2以下の場合、絶縁層22と埋込電極12との表面の段差を±5μm以内とした場合でも0.1cm2という微少な面積に複数の感歪抵抗体23として、例えばブリッジ回路は4個の感歪抵抗体23が必要となり、印刷して形成することが難しくなる。また基板21の面積は1000cm2を超える場合、基板21の材料費が増加して歪センサのコストに影響を与える可能性がある。 The thickness of the substrate 21 is desirably 1 to 100 mm. When the thickness of the substrate 21 is less than 1 mm, the proof stress required as a strain sensor may not be obtained. Further, when the thickness of the substrate 21 exceeds 100 mm, it becomes difficult to process the substrate 21 (for example, punching with a mold or laser processing). The area of the substrate 21 is preferably 0.1 to 1000 cm 2 . When the area of the substrate 21 is 0.1 cm 2 or less, the plurality of strain sensitive resistors 23 can be as small as 0.1 cm 2 even when the step between the surface of the insulating layer 22 and the embedded electrode 12 is within ± 5 μm. For example, the bridge circuit requires four strain sensitive resistors 23 and is difficult to form by printing. If the area of the substrate 21 exceeds 1000 cm 2 , the material cost of the substrate 21 may increase and affect the cost of the strain sensor.

また、硬化済配線14の厚みは50〜200μmが望ましい。厚みが5μm未満の場合、埋込電極12として抵抗値が高くなり歪センサとしての特性に影響を与える場合がある。また厚みが200μmより厚い場合、配線部材の量が多くなりコストアップの原因になる。なお埋込電極12にAgPd系の電極材料を用いることで耐半田喰われ性が改善でき、直接チップ部品や半導体チップ等を半田実装することも容易である。   Moreover, as for the thickness of the hardened | cured wiring 14, 50-200 micrometers is desirable. When the thickness is less than 5 μm, the resistance value of the embedded electrode 12 is increased, which may affect the characteristics of the strain sensor. On the other hand, when the thickness is greater than 200 μm, the amount of wiring members increases, resulting in an increase in cost. The use of an AgPd-based electrode material for the embedded electrode 12 can improve the solder erosion resistance, and it is easy to directly mount a chip component, a semiconductor chip or the like by soldering.

また未焼成絶縁層13は1層以上とすることが望ましい。例えば未焼成絶縁層13を2層、3層と多層化することによりガラスペーストのゴミの付着やピンホール等の影響を低減することができる。   Further, it is desirable that the unsintered insulating layer 13 be one or more layers. For example, by making the unsintered insulating layer 13 into two or three layers, it is possible to reduce the effects of adhesion of glass paste dust, pinholes, and the like.

なお未焼成絶縁層13を多層化する場合、ガラスペーストを塗布し乾燥した上に更にガラスペーストを塗布することで形成することができる。また基板21と接する絶縁層22は結晶化ガラスであり、その結晶化率は40%以上であることが望ましい。基板21と接する絶縁層22が非晶質ガラスの場合、感歪抵抗体23の焼成時に軟化して基板21との界面の接着強度が低下する場合がある。   In the case where the unsintered insulating layer 13 is multilayered, it can be formed by further applying a glass paste after applying and drying the glass paste. The insulating layer 22 in contact with the substrate 21 is crystallized glass, and the crystallization rate is desirably 40% or more. When the insulating layer 22 in contact with the substrate 21 is amorphous glass, it may be softened during the firing of the strain sensitive resistor 23 to reduce the adhesive strength at the interface with the substrate 21.

そのため基板21と接する絶縁層22を結晶化ガラスとすることで、感歪抵抗体23の焼成時に絶縁層22としてガラスが軟化しないため、基板21との界面の接着力が低下することはない。また結晶化ガラスを用いる場合、結晶化率は40%以上が望ましい。結晶化率が40%未満(つまり絶縁層の50%以上が非晶質ガラス)の場合、感歪抵抗体23の焼成時に非晶質ガラス成分が軟化して基板21との接着強度に影響を与える場合がある。   Therefore, when the insulating layer 22 in contact with the substrate 21 is made of crystallized glass, the glass does not soften as the insulating layer 22 when the strain sensitive resistor 23 is fired, so that the adhesive force at the interface with the substrate 21 does not decrease. When crystallized glass is used, the crystallization rate is preferably 40% or more. When the crystallization rate is less than 40% (that is, 50% or more of the insulating layer is amorphous glass), the amorphous glass component is softened during the firing of the strain sensitive resistor 23 and affects the adhesive strength with the substrate 21. May give.

なお絶縁層22の結晶化率はX線回折等の設備を用いて評価することができる。なお結晶化率の上限は80%程度までで充分である。これは結晶化ガラスの結晶化率を80%以上とするには、結晶化率を高めるための焼成条件やガラス組成の最適化となり、プロセスコストに影響を与える場合があるためである。そのため、歪センサに用いる場合、結晶化率が40〜100%(実質的には80%以下で充分)が望ましい。   The crystallization rate of the insulating layer 22 can be evaluated using equipment such as X-ray diffraction. The upper limit of the crystallization rate is sufficient up to about 80%. This is because, in order to increase the crystallization rate of the crystallized glass to 80% or more, the firing conditions and the glass composition for increasing the crystallization rate are optimized, which may affect the process cost. Therefore, when used in a strain sensor, it is desirable that the crystallization rate is 40 to 100% (substantially 80% or less is sufficient).

また、少なくとも埋込電極12の厚みは5〜100μmが望ましい。必要に応じて埋込電極12の一部にチップ部品が実装できるスペース(例えば、ランド等と呼ばれる半田付け実装部)を形成することが望ましい。このように埋込電極12の一部に感歪抵抗体23を形成し、他の一部に半導体や角チップ抵抗器等のチップ部品を実装することで歪センサの小型化や低コスト化が図れる。   The thickness of at least the embedded electrode 12 is preferably 5 to 100 μm. It is desirable to form a space (for example, a solder mounting portion called a land or the like) in which a chip component can be mounted on a part of the embedded electrode 12 as necessary. Thus, by forming the strain sensitive resistor 23 in a part of the embedded electrode 12 and mounting a chip component such as a semiconductor or a square chip resistor in the other part, the strain sensor can be reduced in size and cost. I can plan.

本発明の実施の形態1において、必要に応じて半田付け等の実装部の埋込電極12は絶縁層22に埋め込むことも可能である。また埋込電極12の厚みが5μm未満の場合、配線抵抗が増加するため歪センサとしての特性に影響を与える可能性がある。また埋込電極12の厚みが100μmを超える場合、埋込電極12の形成部材の材料費が増加して製品コストを高める可能性がある。   In the first embodiment of the present invention, the embedded electrode 12 of the mounting portion such as soldering can be embedded in the insulating layer 22 as necessary. When the thickness of the embedded electrode 12 is less than 5 μm, the wiring resistance increases, which may affect the characteristics as a strain sensor. Further, when the thickness of the embedded electrode 12 exceeds 100 μm, the material cost of the member for forming the embedded electrode 12 increases, which may increase the product cost.

なお、感歪抵抗体23の厚みは5〜50μmが望ましい。感歪抵抗体23の厚みが5μm以下の場合、絶縁層22と埋込電極12との表面の段差が±5μm以内とした場合でも感歪抵抗体23が微少な段差の影響を受ける可能性があり、更に感歪抵抗体23の下地となる絶縁層22の影響を(例えば、ガラス材料等の相互拡散等)を受けやすくなる。また感歪抵抗体23の厚みは50μmより厚い場合、感歪抵抗体23の材料費が増加するため製品コストを上げる可能性がある。また感歪抵抗体23の面積は0.1〜100mm2が望ましい。感歪抵抗体23の面積が0.1mm2未満の場合、本発明の歪センサのように絶縁層22と埋込電極12との表面の段差を±5μm以内とした場合でも感歪抵抗体23のパターンが小さくなりこの微少な段差の影響を受ける可能性がある。 In addition, as for the thickness of the strain sensitive resistor 23, 5-50 micrometers is desirable. When the thickness of the strain sensitive resistor 23 is 5 μm or less, there is a possibility that the strain sensitive resistor 23 may be affected by a minute step even when the step between the surface of the insulating layer 22 and the embedded electrode 12 is within ± 5 μm. In addition, the influence of the insulating layer 22 serving as a base of the strain sensitive resistor 23 (for example, mutual diffusion of glass material or the like) is easily received. Further, when the thickness of the strain sensitive resistor 23 is larger than 50 μm, the material cost of the strain sensitive resistor 23 is increased, which may increase the product cost. The area of the strain sensitive resistor 23 is preferably 0.1 to 100 mm 2 . When the area of the strain sensitive resistor 23 is less than 0.1 mm 2 , even when the step difference between the surface of the insulating layer 22 and the embedded electrode 12 is within ± 5 μm as in the strain sensor of the present invention, the strain sensitive resistor 23. The pattern becomes smaller and may be affected by this minute step.

また、感歪抵抗体23の面積が100mm2を超える場合、感歪抵抗体23の材料費が増加するため、製品コストを上げる可能性がある。感歪抵抗体23の抵抗値としては市販の酸化ルテニウムを用いた抵抗体ペーストからGF(Gauge Factor、ゲージファクター、歪に対する抵抗値の変化率)の高いものを選択して使うことができる。 Further, when the area of the strain sensitive resistor 23 exceeds 100 mm 2 , the material cost of the strain sensitive resistor 23 increases, which may increase the product cost. As the resistance value of the strain sensitive resistor 23, a commercially available resistor paste using ruthenium oxide having a high GF (Gauge Factor, gauge factor, rate of change in resistance value against strain) can be selected and used.

また、少なくとも感歪抵抗体23及び埋込電極12の全面あるいは感歪抵抗体23と埋込電極12の一部を樹脂もしくはガラスにより厚み10〜500μmの保護層(図示せず)で覆うことができる。このように少なくとも感歪抵抗体23と埋込電極12の一部を保護層で覆うことで感歪抵抗体23や埋込電極12の外的環境から保護することができ、信頼性を高めることができる。   Further, at least the entire surface of the strain sensitive resistor 23 and the embedded electrode 12 or a part of the strain sensitive resistor 23 and the embedded electrode 12 may be covered with a protective layer (not shown) having a thickness of 10 to 500 μm with resin or glass. it can. Thus, by covering at least a part of the strain sensitive resistor 23 and the embedded electrode 12 with the protective layer, it is possible to protect from the external environment of the strain sensitive resistor 23 and the embedded electrode 12 and to improve reliability. Can do.

また、埋込電極12の一部を露出しておくことで埋込電極12を用いて各種チップ部品等を実装することができ、歪センサの小型化、低コスト化が可能になる。なお少なくとも感歪抵抗体23を覆う保護層の厚みは10〜500μmが望ましい。保護層の厚みが10μm未満の場合、保護層にピンホールが発生する可能性がある。また保護層の厚みが500μmを超えると、保護層の形成部材の材料費がコストに影響を与える場合がある。   Further, by exposing a part of the embedded electrode 12, various chip parts and the like can be mounted using the embedded electrode 12, and the strain sensor can be reduced in size and cost. The thickness of the protective layer covering at least the strain sensitive resistor 23 is preferably 10 to 500 μm. When the thickness of the protective layer is less than 10 μm, pinholes may be generated in the protective layer. If the thickness of the protective layer exceeds 500 μm, the material cost of the protective layer forming member may affect the cost.

ここで、保護層は樹脂もしくはガラスが望ましい。保護層に樹脂を用いた場合、保護層の形成温度を下げることができ保護層の形成時の熱によって感歪抵抗体23の特性に影響を与えることはない。また保護層にガラスを用いた場合、保護層の形成時の温度は感歪抵抗体23の焼成温度より100℃以上下げる(例えば、感歪抵抗体の焼成温度が850℃の場合、保護層のガラスの焼成温度は700℃未満にする)ことが望ましい。これは保護層となるガラス材料の焼成時の熱処理によって感歪抵抗体の特性への影響を抑えるためである。   Here, the protective layer is preferably resin or glass. When a resin is used for the protective layer, the temperature for forming the protective layer can be lowered, and the characteristics of the strain sensitive resistor 23 are not affected by the heat during the formation of the protective layer. When glass is used for the protective layer, the temperature at the time of forming the protective layer is lowered by 100 ° C. or more from the firing temperature of the strain sensitive resistor 23 (for example, when the firing temperature of the strain sensitive resistor is 850 ° C., The firing temperature of the glass is preferably less than 700 ° C.). This is to suppress the influence on the characteristics of the strain sensitive resistor by the heat treatment at the time of firing the glass material to be the protective layer.

また、図6(B)に示すように基板21はガラスペーストからなる絶縁層22とこの絶縁層22の表面に埋め込まれた埋込電極12が同時に焼成され、図6(C)に示す絶縁層22や埋込電極12が形成されるが、ここで焼成温度を500〜950℃とすることが望ましい。温度500℃未満の低温で埋込電極12とガラスペーストを同時焼成した場合、埋込電極12の焼結が不充分で配線抵抗が下がらない場合やガラスペーストの焼結強度が充分に得られない場合がある。また焼成温度が950℃より高くなると基板21が酸化し、変色して耐力が低下する場合がある。   Further, as shown in FIG. 6B, the substrate 21 has an insulating layer 22 made of glass paste and a buried electrode 12 embedded in the surface of the insulating layer 22 fired at the same time, so that the insulating layer shown in FIG. 22 and the embedded electrode 12 are formed, and the firing temperature is preferably 500 to 950 ° C. here. When the embedded electrode 12 and the glass paste are fired at a low temperature of less than 500 ° C., the embedded electrode 12 is not sufficiently sintered and the wiring resistance does not decrease or the sintering strength of the glass paste cannot be obtained sufficiently. There is a case. Further, when the firing temperature is higher than 950 ° C., the substrate 21 may be oxidized and discolored, and the proof stress may be reduced.

なお、埋込電極12を形成するペーストに0.5〜20wt%の範囲でガラスペーストを予め添加しておいても有効である。こうして埋込電極12の内部に予めガラス成分を添加しておくことにより、ガラスペーストに埋め込んだ状態で埋込電極12を同時に焼成しても互いの界面で剥離や割れ等の発生を防止することができる。なおガラスペーストの添加量が0.5wt%未満の場合添加効果が得られない場合がある。また添加量が30wt%を超えると埋込電極12の抵抗値が増加し、歪センサとしての特性に影響を与える場合がある。   It is also effective to add a glass paste in the range of 0.5 to 20 wt% to the paste for forming the embedded electrode 12 in advance. By previously adding a glass component to the interior of the embedded electrode 12 in this way, even if the embedded electrode 12 is simultaneously fired in the state of being embedded in the glass paste, it is possible to prevent the occurrence of peeling or cracking at the mutual interface. Can do. In addition, when the addition amount of a glass paste is less than 0.5 wt%, the addition effect may not be acquired. On the other hand, if the added amount exceeds 30 wt%, the resistance value of the buried electrode 12 increases, which may affect the characteristics of the strain sensor.

なお、図3、図4、図5等で示すプレス装置16は必要に応じて一定温度に加熱しておくことが望ましい。例えば温度50〜200℃、特に70〜150℃が望ましい。温度が高すぎると、未焼成絶縁層13が柔らかくなりすぎて変形しやすくなったり、防汚れフィルム15の表面に付着しやすくなる。そのためプレス装置16は加熱する場合、室温以上250℃以下の温度が望ましい。   In addition, as for the press apparatus 16 shown in FIG.3, FIG.4, FIG.5 etc., it is desirable to heat to fixed temperature as needed. For example, a temperature of 50 to 200 ° C., particularly 70 to 150 ° C. is desirable. If the temperature is too high, the unsintered insulating layer 13 becomes too soft and easily deforms, or adheres to the surface of the antifouling film 15. Therefore, when the press device 16 is heated, a temperature of room temperature to 250 ° C. is desirable.

またプレス時間は0.1秒〜10分が望ましい。プレス時間が0.1秒未満の場合、充分な埋込効果が得られない場合がある。またプレス時間が10分を超えると、生産性に影響を与える場合がある。   The pressing time is preferably 0.1 second to 10 minutes. If the pressing time is less than 0.1 seconds, a sufficient embedding effect may not be obtained. Further, when the pressing time exceeds 10 minutes, productivity may be affected.

また、プレス圧力は1〜1000kg/cm2が望ましい。圧力が1kg/cm2未満の場合、硬化済配線14を未焼成絶縁層13の中に埋め込みにくい場合がある。またプレス圧力が1000kg/cm2を超える場合、剛性が高いため総圧力の大きな高価なプレス装置が必要となり製造コストを上げてしまうと共に、未焼成絶縁層13を変形させてしまう可能性がある。 The press pressure is preferably 1-1000 kg / cm 2 . When the pressure is less than 1 kg / cm 2 , it may be difficult to embed the cured wiring 14 in the unfired insulating layer 13. If the press pressure exceeds 1000 kg / cm 2 , the rigidity is high and an expensive press device having a large total pressure is required, which increases the manufacturing cost and may deform the unfired insulating layer 13.

なお、本発明の歪センサにおいて絶縁層22のガラスペーストに熱可塑性樹脂を使うことで熱接着性が得られる。この熱可塑性樹脂としてはPVB(ポリビニールブチラール)樹脂やアクリル系の樹脂を使うことができる。こうした樹脂はセラミックグリーンシートの製造に広く使われており、これらの中から基板21への接着性(あるいは熱転写性)の高いものを選択すればよい。   In the strain sensor of the present invention, thermal adhesiveness can be obtained by using a thermoplastic resin for the glass paste of the insulating layer 22. As this thermoplastic resin, PVB (polyvinyl butyral) resin or acrylic resin can be used. Such resins are widely used in the production of ceramic green sheets, and a resin having high adhesion (or thermal transferability) to the substrate 21 may be selected from these resins.

また、ガラスペーストからなる絶縁層22は樹脂及び有機溶剤よりなる樹脂溶液中に所定のガラス粉が40〜90wt%で分散するガラスペーストを用いることができる。これはガラスペースト中のガラス粉の割合が40wt%未満の場合、乾燥後にできる絶縁層22にピンホールが発生しやすくなる。またガラス粉の割合が90wt%を超える場合、樹脂溶液の割合が10wt%未満になりガラスペーストとしての流動性が低下し埋込電極12を覆う際に絶縁層22にピンホールが発生しやすくなる。   The insulating layer 22 made of glass paste can be a glass paste in which a predetermined glass powder is dispersed at 40 to 90 wt% in a resin solution made of a resin and an organic solvent. This is because when the proportion of glass powder in the glass paste is less than 40 wt%, pinholes are likely to occur in the insulating layer 22 formed after drying. When the glass powder ratio exceeds 90 wt%, the resin solution ratio is less than 10 wt%, the fluidity of the glass paste is lowered, and pinholes are easily generated in the insulating layer 22 when the embedded electrode 12 is covered. .

また、埋込電極12は樹脂及び溶剤よりなる樹脂溶液中に導電粉が40〜90wt%で分散される電極ペーストが樹脂フィルムの上で所定形状に印刷され、温度50〜200℃で乾燥されることが望ましい。電極ペースト中に含まれる導電粉が40wt%未満の場合、焼成後に埋込電極12の厚みが薄くなり配線抵抗が高くなり歪センサの特性に影響を与える。また導電粉が90wt%より多い場合、樹脂溶液の割合が10wt%未満と少なくなるため、電極ペーストの流動性が低下し、所定パターンの印刷に影響を与える。また電極ペーストの乾燥温度が50℃未満の場合、乾燥時間が長くなって生産コストを上げる可能性がある。また乾燥温度が200℃を超える場合、樹脂フィルムが熱変形する可能性がある。   The embedded electrode 12 has an electrode paste in which conductive powder is dispersed at 40 to 90 wt% in a resin solution composed of a resin and a solvent, printed in a predetermined shape on a resin film, and dried at a temperature of 50 to 200 ° C. It is desirable. When the conductive powder contained in the electrode paste is less than 40 wt%, the thickness of the embedded electrode 12 is reduced after firing, the wiring resistance is increased, and the characteristics of the strain sensor are affected. When the conductive powder is more than 90 wt%, the resin solution ratio is less than 10 wt%, so that the fluidity of the electrode paste is lowered and the printing of the predetermined pattern is affected. Moreover, when the drying temperature of electrode paste is less than 50 degreeC, drying time may become long and production cost may be raised. When the drying temperature exceeds 200 ° C., the resin film may be thermally deformed.

なお、防汚れフィルム15は、プレスした後、剥がす必要はない。例えば、防汚れフィルム15に、燃えやすくて薄いものを用いた場合、そのまま防汚れフィルム15を未焼成絶縁層13の上に残したまま、未焼成絶縁層13や硬化済配線14と共に同時焼成してもよい。   The antifouling film 15 does not need to be peeled off after being pressed. For example, when an anti-smudge film 15 that is flammable and thin is used, the anti-smudge film 15 is left on the unfired insulating layer 13 as it is, and simultaneously fired together with the unfired insulating layer 13 and the cured wiring 14. May be.

このように、金属弾性体からなる基板上に、電極パターンが埋め込まれた未焼成絶縁層を、前記未焼成絶縁層と前記電極パターンを同時に焼成して、電極埋め込み絶縁層を形成した後、前記電極の上に感歪抵抗体を形成し、更に少なくとも前記感歪抵抗体と前記電極埋め込み絶縁層の一部を保護層で覆うことで、歪センサを安価に製造できる。   As described above, after the non-fired insulating layer in which the electrode pattern is embedded on the substrate made of the metal elastic body, the non-fired insulating layer and the electrode pattern are simultaneously fired to form the electrode embedded insulating layer, A strain sensor can be manufactured at low cost by forming a strain sensitive resistor on the electrode and further covering at least a part of the strain sensitive resistor and the electrode-embedded insulating layer with a protective layer.

また同様に金属弾性体からなる基板上に未焼成絶縁層を形成した後、前記未焼成絶縁層の上に電極パターンを埋込み、前記未焼成絶縁層と前記電極パターンを同時に焼成して、電極埋め込み絶縁層を形成した後、前記電極の上に感歪抵抗体を形成し、更に少なくとも前記感歪抵抗体と前記電極埋め込み絶縁層の一部を保護層で覆うことで、歪センサを製造しても良い。また金属弾性体の上に未焼成絶縁層を形成し、前記未焼成絶縁層の上に電極パターンを形成し、プレス装置を用いて前記電極パターンを前記未焼成絶縁層に埋込んだ後、前記未焼成絶縁層と前記電極を同時に焼成して、電極埋め込み絶縁層を形成したあと、前記電極の上に感歪抵抗体を形成し、更に少なくとも前記感歪抵抗体と前記電極埋め込み絶縁層の一部を保護層で覆うことでも、本歪センサを製造することができる。   Similarly, after forming an unfired insulating layer on a substrate made of a metal elastic body, an electrode pattern is embedded on the unfired insulating layer, and the unfired insulating layer and the electrode pattern are simultaneously fired to embed the electrode. After forming the insulating layer, a strain-sensitive resistor is formed on the electrode, and at least a part of the strain-sensitive resistor and the electrode-embedded insulating layer is covered with a protective layer to manufacture a strain sensor. Also good. Further, after forming an unsintered insulating layer on the metal elastic body, forming an electrode pattern on the unsintered insulating layer, and embedding the electrode pattern in the unsintered insulating layer using a press device, After firing the unsintered insulating layer and the electrode simultaneously to form an electrode buried insulating layer, a strain sensitive resistor is formed on the electrode, and at least one of the strain sensitive resistor and the electrode buried insulating layer is formed. The present strain sensor can also be manufactured by covering the portion with a protective layer.

なお、未焼成絶縁層は、ガラス粉末が樹脂溶液に分散されてなるガラスペーストが、金属弾性体上に所定形状に印刷された後、50〜400℃の範囲で乾燥されることが望ましい。ガラスペーストが50℃未満では乾燥時間が長くなりすぎる。また400℃より高い温度の場合、ガラスペーストが硬化したり、ガラスペースト中の可塑剤が蒸発してしまったりして、硬化済配線を埋め込みにくい場合がある。またガラス粉末の粒度分布や樹脂量、あるいはガラスペーストの乾燥条件を調整することで、出来上がった未焼成絶縁層を空隙率が高い状態にすることができる。このように作製した未焼成絶縁層に対して、電極パターンを押し付けて埋め込んだとしても、バルジ(押し込まれた周辺が少し盛り上がること)の発生を防止できる。   The unsintered insulating layer is preferably dried in the range of 50 to 400 ° C. after a glass paste in which glass powder is dispersed in a resin solution is printed in a predetermined shape on a metal elastic body. If the glass paste is less than 50 ° C., the drying time becomes too long. When the temperature is higher than 400 ° C., the glass paste is hardened or the plasticizer in the glass paste is evaporated, which may make it difficult to embed the hardened wiring. Further, by adjusting the particle size distribution of the glass powder, the resin amount, or the drying conditions of the glass paste, the finished unsintered insulating layer can be brought into a state having a high porosity. Even if the electrode pattern is pressed and embedded in the unfired insulating layer produced in this way, it is possible to prevent the occurrence of a bulge (a slight increase in the pressed periphery).

また未焼成絶縁層の厚みは、10〜1000μmが望ましい。10μm未満の場合、所定の絶縁性が得られない場合がある。また厚みが1000μmを超えると材料費等が製品価格に影響を与える場合がある。   Moreover, as for the thickness of a non-baking insulating layer, 10-1000 micrometers is desirable. When the thickness is less than 10 μm, predetermined insulation may not be obtained. If the thickness exceeds 1000 μm, material costs may affect the product price.

また未焼成絶縁層は、ガラス粉末及び樹脂、若干の可塑剤から形成されていることが望ましい。ガラス粉の平均粒径としては、0.5〜10μmが望ましい。ガラス粉の平均粒径が0.5μm未満の場合、ガラス粉の粉砕や分級に伴う費用が増加する。またガラス粉の平均粒径が10μmを超える場合、硬化済配線14を埋め込む場合、硬化済配線14のパターンにダメージを与える場合がある。また可塑剤として、市販のフタル系の高沸点溶剤(例えば、DOP、DBB、BBP等、色々なものが市販されている)を用いることができる。   The unsintered insulating layer is preferably formed of glass powder, resin, and some plasticizer. As an average particle diameter of glass powder, 0.5-10 micrometers is desirable. When the average particle diameter of the glass powder is less than 0.5 μm, the cost associated with the pulverization and classification of the glass powder increases. Moreover, when the average particle diameter of glass powder exceeds 10 micrometers, when the hardened wiring 14 is embedded, the pattern of the hardened wiring 14 may be damaged. As the plasticizer, commercially available phthalic high-boiling solvents (for example, various products such as DOP, DBB, BBP are commercially available) can be used.

またこうした可塑剤は、樹脂に対して、5〜500wt%の範囲で添加することが望ましい。可塑剤が5wt%未満の場合、可塑剤の添加効果(つまり、樹脂の軟化効果、あるいは樹脂のガラス転移温度を下げる効果)が得られない場合がある。また可塑剤の添加量が500wt%を超えると、未焼成絶縁層から可塑剤が浮き出す(あるいは、可塑剤が、表面にベタベタと染み出してしまう)場合がある。   Moreover, it is desirable to add such a plasticizer in the range of 5 to 500 wt% with respect to the resin. When the plasticizer is less than 5 wt%, the effect of adding the plasticizer (that is, the effect of softening the resin or the effect of lowering the glass transition temperature of the resin) may not be obtained. On the other hand, when the added amount of the plasticizer exceeds 500 wt%, the plasticizer may come out of the unfired insulating layer (or the plasticizer may ooze out on the surface).

なお樹脂によっては、可塑剤を加えなくとも、柔らかい場合がある。そのため用いる樹脂のガラス転移温度(Tgとも呼ばれ、熱分析によって測定できる)が、20℃以上の場合、可塑剤の添加が望ましい。またTgが0℃未満の場合、可塑剤の添加無しでも、使うことができる。しかしこのようにTgが低い材料の場合、室温でもゴム状であり、取り扱いにくい場合がある。そのため、望ましくは本発明に用いる樹脂としては、Tgが0〜100℃の樹脂に、可塑剤を5〜500wt%の範囲で添加したものを使うことが望ましい。   Some resins may be soft without adding a plasticizer. Therefore, when the glass transition temperature (also referred to as Tg, which can be measured by thermal analysis) of the resin used is 20 ° C. or higher, it is desirable to add a plasticizer. Further, when Tg is less than 0 ° C., it can be used without adding a plasticizer. However, such a material having a low Tg is rubbery even at room temperature and may be difficult to handle. Therefore, the resin used in the present invention is desirably a resin having a Tg of 0 to 100 ° C. and a plasticizer added in the range of 5 to 500 wt%.

このような樹脂(あるいは樹脂+可塑剤)の組合せとすることで、室温では未焼成絶縁層は、硬く(少なくともゴム状にベタベタすることはなく)、一定温度に加熱したプレス装置(例えば100℃前後に設定した場合)プレス時に前記未焼成絶縁層が軟化(硬化済配線14がめり込みやすくなり)することができる。そして、プレス終了後(図5や図13に示す状態)では、プレスが離れた後、硬化済配線14が埋め込まれた未焼成絶縁層13が冷えやすく(必要に応じて、冷却装置や冷却板を用いることもできる)、プレスサイクルを早くすることができる。   By using such a combination of resin (or resin + plasticizer), the unfired insulating layer is hard at room temperature (at least without being sticky to rubber) and is heated to a certain temperature (for example, 100 ° C. When set to the front and back), the unsintered insulating layer can be softened (the cured wiring 14 is easily recessed) during pressing. After the press is completed (the state shown in FIGS. 5 and 13), after the press is released, the unfired insulating layer 13 in which the cured wiring 14 is embedded is easily cooled (if necessary, a cooling device or a cooling plate). The press cycle can be accelerated.

特に、ベースフィルム20を剥離する場合、未焼成絶縁層13や硬化済配線14を冷却することで、ベースフィルム20からの硬化済配線14の剥離性をスムーズにできる。   In particular, when the base film 20 is peeled, the peelability of the cured wiring 14 from the base film 20 can be made smooth by cooling the unfired insulating layer 13 and the cured wiring 14.

このように、硬化済配線14として、導電粉が硬化型樹脂溶液に分散されてなる電極ペーストを所定形状に印刷した後、硬化することによって、未焼成絶縁層13の上に形成された場合(図3、図7等の場合)、ベースフィルムの上に形成された場合(図10や図11の場合)であっても、パターン形状にダメージを与えることなく、未焼成絶縁層13の表面に食い込ませることができる。なお硬化型樹脂溶液としては、硬化型樹脂を所定の有機溶剤に溶解したものを用いることができる。   As described above, when the cured wiring 14 is formed on the unfired insulating layer 13 by printing an electrode paste in which conductive powder is dispersed in a curable resin solution in a predetermined shape and then curing the electrode paste ( 3 and 7), even when formed on the base film (in the case of FIGS. 10 and 11), the surface of the unfired insulating layer 13 is not damaged without damaging the pattern shape. Can be bitten. In addition, as a curable resin solution, what melt | dissolved curable resin in the predetermined | prescribed organic solvent can be used.

また電極パターンの厚みは5〜200μmが望ましい。電極パターンの厚みが5μm未満の場合、各チップ抵抗器や半導体部品、あるいはコネクタ等の半田実装強度が影響される場合がある。また厚みが200μmを超えると材料費への影響を増加する。またこの電極パターンは、少なくとも未焼成絶縁層に押し付けられる(あるいは埋め込まれる)際、導電粉末及び硬化性樹脂から構成されていることが望ましい。この押し付け(あるいは埋込)の際に、電極パターン内に溶剤成分(あるいは可塑剤成分等)等が一定量以上残っていると、電極パターンが望ましくない方向に変形(例えば、パターンが潰れてしまう等)する場合がある。また導電粉末としては、銀やパラジウム、白金、金等の導電性金属粉末(あるいは合金粉末)を用いることができる。   The thickness of the electrode pattern is preferably 5 to 200 μm. When the thickness of the electrode pattern is less than 5 μm, the solder mounting strength of each chip resistor, semiconductor component, or connector may be affected. Moreover, when thickness exceeds 200 micrometers, the influence on material cost will increase. Moreover, it is desirable that this electrode pattern is composed of conductive powder and a curable resin when pressed (or embedded) at least on the unfired insulating layer. During this pressing (or embedding), if a certain amount or more of a solvent component (or plasticizer component, etc.) remains in the electrode pattern, the electrode pattern is deformed in an undesired direction (for example, the pattern is crushed). Etc.). Further, as the conductive powder, conductive metal powder (or alloy powder) such as silver, palladium, platinum, and gold can be used.

また電極ペーストの硬化温度は、60〜400℃が望ましい。60℃未満では、充分な硬化が得られない(あるいは60℃未満の低温で硬化する樹脂材料は、室温でも硬化しやすいために、そのポットライフが短くなってしまう場合がある)場合がある。また硬化温度が400℃を超える場合、樹脂が熱で分解してしまう場合がある。また熱処理する時間は0.1秒〜30分が望ましい。0.1秒未満で熱硬化させようとすると、樹脂が特殊で高価なものを使う必要がある。また熱処理時間が30分を超えると、生産性に影響を与える場合があり、またその硬化自身をバッチ処理で行う必要があり、工程管理が煩雑になる。そのため熱処理時間を0.1秒〜30分(望ましくは1〜10分)とすることで、ロールtoロール等の生産性の高い工法を選ぶことができる。   The curing temperature of the electrode paste is preferably 60 to 400 ° C. If it is less than 60 ° C., sufficient curing cannot be obtained (or a resin material that cures at a low temperature of less than 60 ° C. is likely to be cured even at room temperature, which may shorten its pot life). When the curing temperature exceeds 400 ° C., the resin may be decomposed by heat. The heat treatment time is preferably 0.1 second to 30 minutes. If thermosetting is attempted in less than 0.1 seconds, it is necessary to use a special and expensive resin. When the heat treatment time exceeds 30 minutes, productivity may be affected, and the curing itself needs to be performed by batch processing, which makes process management complicated. Therefore, by setting the heat treatment time to 0.1 seconds to 30 minutes (desirably 1 to 10 minutes), a highly productive method such as roll-to-roll can be selected.

また未焼成絶縁層と、そこに埋め込まれた電極パターンは、同時に600〜1000℃で焼成されることが望ましい。焼成温度が600℃未満の場合、配線や絶縁層の焼結が不充分な場合がある。また焼成温度が1000℃を超えると、焼成炉が高価であり、また基板21にも高価な特殊部材を使う必要がある。   The unsintered insulating layer and the electrode pattern embedded therein are preferably fired at 600 to 1000 ° C. at the same time. When the firing temperature is less than 600 ° C., the wiring and the insulating layer may be insufficiently sintered. When the firing temperature exceeds 1000 ° C., the firing furnace is expensive, and it is necessary to use an expensive special member for the substrate 21.

またプレス圧力は、1〜1000Kg/cm2が望ましい。プレス圧力が1Kg/cm2未満の場合、硬化済配線14が未焼成絶縁層13への埋込が充分できない場合がある。またプレス圧力が1000Kg/cm2を超えると、未焼成絶縁層13自身が異常変形したり割れたりする場合がある。 The press pressure is preferably 1 to 1000 kg / cm 2 . When the pressing pressure is less than 1 kg / cm 2 , the cured wiring 14 may not be sufficiently embedded in the unfired insulating layer 13. On the other hand, when the pressing pressure exceeds 1000 kg / cm 2 , the unfired insulating layer 13 itself may be abnormally deformed or cracked.

またプレス時間は、0.1秒〜10分が望ましい。プレス時間が0.1秒未満の場合、未焼成絶縁層13が弾性変形してしまい、プレスを外した後、埋め込まれるべき硬化済配線14が埋め込まれずに、表面に盛り上がってしまう(未焼成絶縁層13の弾力性で元に戻ってしまう)場合がある。またプレス時間が10分を超えると、生産性に影響を与える場合がある。そのため望ましくはプレス時間(被プレス面に実際にプレス圧力が発生している時間)は、1秒以上が望ましい。   The pressing time is preferably 0.1 second to 10 minutes. When the pressing time is less than 0.1 seconds, the unfired insulating layer 13 is elastically deformed, and after the press is removed, the cured wiring 14 to be embedded is not embedded, but rises to the surface (unfired insulation). In some cases, the elasticity of the layer 13 returns to the original state). Further, when the pressing time exceeds 10 minutes, productivity may be affected. Therefore, the pressing time (the time during which the pressing pressure is actually generated on the surface to be pressed) is desirably 1 second or more.

またプレス温度は、20〜300℃が望ましい。プレスが20℃未満の場合、硬化済配線14が未焼成絶縁層13に充分食い込まない場合がある。またプレス温度が300℃以上の場合、未焼成絶縁層13が熱によって異常変形してしまう場合がある。そのため望ましくはプレス温度を80℃以上150℃の範囲とすることで、硬化済配線14を未焼成絶縁層13に埋込やすくできると共に、未焼成絶縁層13自体の熱変形(例えば、外形寸法が変化したり、割れたり、未焼成絶縁層13に形成したビア穴等の層間接続部分を潰してしまったり)する場合がある。   The pressing temperature is preferably 20 to 300 ° C. When the press is less than 20 ° C., the cured wiring 14 may not sufficiently penetrate the unfired insulating layer 13. When the press temperature is 300 ° C. or higher, the unfired insulating layer 13 may be abnormally deformed by heat. Therefore, desirably, by setting the pressing temperature in the range of 80 ° C. or more and 150 ° C., the hardened wiring 14 can be easily embedded in the unfired insulating layer 13, and thermal deformation of the unfired insulating layer 13 itself (for example, the external dimensions are In some cases, it may change, crack, or crush interlayer connection portions such as via holes formed in the unfired insulating layer 13).

以上、上述した適切なプレス条件で、各部材(埋め込む電極パターン側は硬くて、埋め込まれる未焼成絶縁層は柔らかくてフワフワ)をプレスすることで、電極パターンの埋め込まれていない部分の未焼成絶縁層も、このプレスの際に緻密化することができ、未焼成絶縁層中の空隙率を減らせる。この結果、未焼成絶縁層が焼成されてできた絶縁体内部にボイド(小さな空隙や穴)が発生しにくく、絶縁抵抗や絶縁歩留り、更には各種信頼性を高められることは言うまでもない。   As described above, by pressing each member (the electrode pattern side to be embedded is hard and the embedded unsintered insulating layer is soft and fluffy) under the appropriate pressing conditions described above, unsintered insulation of the part where the electrode pattern is not embedded is performed. The layer can also be densified during this pressing, reducing the porosity in the green insulating layer. As a result, it is needless to say that voids (small voids and holes) are not easily generated inside the insulator formed by firing the unfired insulating layer, and the insulation resistance, the insulation yield, and various reliability can be improved.

なお絶縁層に非晶質ガラスを使う場合、SiO2が40〜80wt%、CaOが5〜15wt%、PbOが3〜15wt%、Al23が1〜10wt%、ZrO2が2〜10wt%である非晶質ガラスを使うことができる。こうした非晶質ガラスは、感歪抵抗体とのマッチング性が高いため、感歪抵抗体の下地ガラスとすることができる。 In the case of using the amorphous glass insulating layer, SiO 2 is 40 to 80 wt%, CaO is 5 to 15 wt%, PbO is 3~15wt%, Al 2 O 3 is 110 wt.%, ZrO 2 is 2~10wt % Amorphous glass can be used. Since such amorphous glass has high matching properties with the strain sensitive resistor, it can be used as a base glass for the strain sensitive resistor.

ここで、SiO2の割合が40wt%未満や80wt%を超える場合、感歪抵抗体とのマッチング性が変化する場合がある(例えば、抵抗体の抵抗値やTCRが変化する場合がある。なおTCRとは抵抗値の温度依存性を意味する)。またCaOやPbOの割合が少ない場合(CaOが5wt%未満、PbOが3wt%未満)や多すぎる場合(CaOが15wt%以上、PbOが15wt%以上)、感歪抵抗体とのマッチング性に影響を与える場合がある。これは、これらCaOやPbOが、感歪抵抗体を構成するガラス元素の一部であるためと考えられている。 Here, when the proportion of SiO 2 is less than 40 wt% or exceeds 80 wt%, the matching with the strain sensitive resistor may change (for example, the resistance value or TCR of the resistor may change). TCR means temperature dependency of resistance value). Also, when the proportion of CaO or PbO is small (CaO is less than 5 wt%, PbO is less than 3 wt%) or too much (CaO is 15 wt% or more, PbO is 15 wt% or more), it affects the matching with the strain sensitive resistor. May give. This is thought to be because these CaO and PbO are part of the glass element that constitutes the strain sensitive resistor.

(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態について、本発明の特に請求項15の発明について図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 2)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図7〜図9は、プレス装置の表面に突起を設けることで、配線の所定部分だけを埋め込む方法を説明する断面図である。   7 to 9 are cross-sectional views illustrating a method of embedding only a predetermined portion of the wiring by providing protrusions on the surface of the pressing device.

図7において、プレス装置16の表面には突起が形成されている。そして図8のように、プレス装置16の突起部分を、未焼成絶縁層13の表面に押し付けることで、硬化済配線14の必要部分だけを、未焼成絶縁層13の内部に埋め込める。またこの際、プレス装置16の表面の突起部にRをつける(曲線状に滑らかにする)、台形にする(突起部が鋭くないように、なだらかにする)等の処理を行うことで、プレスされた際に、硬化済配線14へのダメージを抑えながら、必要部分だけを未焼成絶縁層13に埋め込むことができる。なお、図7から図9では、防汚れフィルム15等は省略している。   In FIG. 7, protrusions are formed on the surface of the press device 16. Then, as shown in FIG. 8, by pressing the protruding portion of the pressing device 16 against the surface of the unfired insulating layer 13, only the necessary portion of the cured wiring 14 can be embedded in the unfired insulating layer 13. Further, at this time, the press device 16 is subjected to processing such as applying R (smoothed in a curved shape) or trapezoid (smoothing so that the projecting portion is not sharp) to perform pressing. In this case, only necessary portions can be embedded in the unfired insulating layer 13 while suppressing damage to the cured wiring 14. 7 to 9, the antifouling film 15 and the like are omitted.

図10は、所定配線の一部だけを埋め込まれた製品を作製する様子を断面で示す図である。図10(A)において、基板21の上には、未焼成絶縁層13が形成され、未焼成絶縁層13の上には、一部が埋め込まれた硬化済配線14が形成されている。次に、未焼成絶縁層13と硬化済配線14を同時に焼成することで、図10(B)に示したように、基板21の上に絶縁層22と、一部が絶縁層22に埋め込まれた埋込電極12と凸状電極24が形成される。   FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which a product in which only a part of the predetermined wiring is embedded is manufactured. In FIG. 10A, an unfired insulating layer 13 is formed on a substrate 21, and a hardened wiring 14 partially embedded is formed on the unfired insulating layer 13. Next, the unsintered insulating layer 13 and the cured wiring 14 are fired simultaneously, so that the insulating layer 22 and part of the insulating layer 22 are embedded on the substrate 21 as shown in FIG. The embedded electrode 12 and the convex electrode 24 are formed.

なお図10において、埋込電極12と凸状電極24の違いは、絶縁層22に埋め込まれたかどうかだけであり、これは図7から図10(A)において、硬化済配線14が未焼成絶縁層13にプレスで埋め込まれたかどうかだけの差である。このように、硬化済配線14と未焼成絶縁層13を同時に焼成することで、互いの焼結収縮特性をマッチングさせやすく、互いにクラック(割れや剥がれ)や密着不足等の発生を防止できる。次に図10(C)に示すように埋込電極12の上に、感歪抵抗体23を形成する。最後に図10(D)に示すように、感歪抵抗体23や、埋込電極12、凸状電極24を覆うように、保護層25を形成する。   In FIG. 10, the difference between the embedded electrode 12 and the convex electrode 24 is only whether or not the embedded electrode 12 is embedded in the insulating layer 22. This is because the cured wiring 14 is not sintered in FIGS. 7 to 10A. The only difference is whether it was embedded in the layer 13 with a press. Thus, by simultaneously firing the hardened wiring 14 and the unfired insulating layer 13, it is easy to match the sintering shrinkage characteristics of each other, and it is possible to prevent the occurrence of cracks (breaking or peeling), insufficient adhesion, and the like. Next, a strain sensitive resistor 23 is formed on the embedded electrode 12 as shown in FIG. Finally, as shown in FIG. 10D, a protective layer 25 is formed so as to cover the strain sensitive resistor 23, the embedded electrode 12, and the convex electrode 24.

ここで図10(D)において、19は窓であり、保護層25の無い部分である。この保護層25に形成された窓19の内部には、所定の凸状電極24や、埋込電極12が露出しており、この窓19を用いることで各種チップ部品や半導体素子等を実装することができる。また保護層25として、ガラス系の材料を用いることで、凸状電極24や埋込電極12への水分の影響を抑えられるため、これら電極部材に銀系の材料を用いた場合でも、マイグレーションの発生を防止できる。   Here, in FIG. 10D, reference numeral 19 denotes a window, which is a portion without the protective layer 25. Predetermined convex electrodes 24 and embedded electrodes 12 are exposed inside the window 19 formed in the protective layer 25, and various chip components, semiconductor elements, and the like are mounted by using the window 19. be able to. Moreover, since the influence of the water | moisture content to the convex electrode 24 or the embedded electrode 12 can be suppressed by using a glass-type material as the protective layer 25, even when a silver-type material is used for these electrode members, it is a migration process. Occurrence can be prevented.

このように、プレス装置16の形状を工夫することで、硬化済配線14にダメージを与えることなく、必要部分だけを絶縁層22に埋め込めるため、様々な製品形態に対応することができる。   Thus, by devising the shape of the press device 16, only necessary portions can be embedded in the insulating layer 22 without damaging the cured wiring 14, so that various product forms can be dealt with.

(実施の形態3)
以下、本発明の実施の形態について、本発明の特に請求項16の発明について図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 3)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施の形態3では、フィルム上に形成された配線部材を絶縁層に埋め込む工程について、図11から図13を用いて説明する。   In Embodiment 3, a process of embedding a wiring member formed on a film in an insulating layer will be described with reference to FIGS.

図11はフィルム上に形成された配線部材を絶縁層に押し付ける前段階を示す断面図である。図11において、20はベースフィルムであり、ベースフィルム20の上には、所定パターンで硬化済配線14が形成されている。そして、図11に示すように、ヒーター17で所定温度に調整されたプレス装置16を矢印18の方向に動かす。   FIG. 11 is a cross-sectional view showing a stage before the wiring member formed on the film is pressed against the insulating layer. In FIG. 11, reference numeral 20 denotes a base film, and a hardened wiring 14 is formed on the base film 20 in a predetermined pattern. Then, as shown in FIG. 11, the press device 16 adjusted to a predetermined temperature by the heater 17 is moved in the direction of the arrow 18.

図12はフィルム上に形成された配線部材を絶縁層に押し付けている工程を示す断面図である。図12において、プレス装置16によって、ベースフィルム20上に形成された硬化済配線14は、未焼成絶縁層13の表面に押し付けられる。   FIG. 12 is a cross-sectional view showing a process of pressing the wiring member formed on the film against the insulating layer. In FIG. 12, the cured wiring 14 formed on the base film 20 is pressed against the surface of the unfired insulating layer 13 by the pressing device 16.

図13はフィルム上に形成された配線部材を絶縁層に転写した様子を示す断面図である。図13において、プレス装置16を矢印18の方向に引き上げ、更にベースフィルム20を、未焼成絶縁層13から引き剥がすことで、ベースフィルム20の表面に形成されていた硬化済配線14を、未焼成絶縁層13の表面に埋め込める。   FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state where a wiring member formed on a film is transferred to an insulating layer. In FIG. 13, the press device 16 is pulled up in the direction of the arrow 18, and the base film 20 is further peeled off from the unfired insulating layer 13, so that the cured wiring 14 formed on the surface of the base film 20 is unfired. It can be embedded in the surface of the insulating layer 13.

更に詳しく説明する。まずベースフィルムとしては、市販のPETフィルム等の樹脂フィルムを用いることができる。そして予め表面処理を行った樹脂ファイルをベースフィルム20として用いることで、図13に示すようなベースフィルム20を未焼成絶縁層13から引き剥がしやすくなる。ここで表面処理を行っていない場合、ベースフィルム20を未焼成絶縁層13から引き剥がす際、未焼成絶縁層13の形成部材が、ベースフィルム20に張付いて剥がれてしまう可能性がある。こうした表面処理としては、シリコーン処理、フッ素処理、あるいは樹脂コート等の色々な処理方法が、フィルムメーカー側から提案されており、これらの中から最適なもの(あるいは適切な品番)を選べばよい。   This will be described in more detail. First, as the base film, a resin film such as a commercially available PET film can be used. And it becomes easy to peel off the base film 20 as shown in FIG. 13 from the unbaked insulating layer 13 by using the resin file which surface-treated beforehand as the base film 20. When the surface treatment is not performed here, when the base film 20 is peeled off from the non-fired insulating layer 13, the forming member of the non-fired insulating layer 13 may stick to the base film 20 and be peeled off. As such surface treatment, various treatment methods such as silicone treatment, fluorine treatment, and resin coating have been proposed by the film manufacturer, and an optimum one (or an appropriate product number) may be selected from these methods.

ここで表面処理が強すぎる(撥水撥油処理が強い)場合は、ベースフィルム20の上に、硬化済配線14を形成しにくく(電極インキがはじかれたりして、うまく印刷できない場合がある)、更にベースフィルム20から硬化済配線14が剥がれやすくなったり(指先で触っただけでも剥がれて取れてしまう場合がある)使いづらい場合がある。   Here, when the surface treatment is too strong (the water and oil repellent treatment is strong), it is difficult to form the cured wiring 14 on the base film 20 (the electrode ink may be repelled and printing may not be performed properly). Further, the cured wiring 14 may be easily peeled off from the base film 20 (it may be peeled off even if it is touched with a fingertip) and may be difficult to use.

なおベースフィルム20としては、厚み10〜200μmの樹脂フィルムを用いることが望ましい。厚み10μm未満のフィルムの場合、フィルムの腰が無くて、取り扱いにくい場合がある。またフィルム厚が200μm以上の場合、フィルムコストが増加する。またフィルムとしては、ポリエステルフィルム、ポリプロピレンフィルム、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム、PEN、ポリイミド等のフィルムを用いることができる。   As the base film 20, it is desirable to use a resin film having a thickness of 10 to 200 μm. In the case of a film having a thickness of less than 10 μm, there is a case where it is difficult to handle because there is no elasticity of the film. Further, when the film thickness is 200 μm or more, the film cost increases. Moreover, as a film, films, such as a polyester film, a polypropylene film, PET (polyethylene terephthalate) film, PEN, a polyimide, can be used.

またこうしたフィルム上への電極印刷には、スクリーン印刷方法、ロータリースクリーン印刷方法等を用いることで、連続的に高速形成可能である。またフィルム上に形成した電極パターンと、未焼成絶縁層13のアライメント(位置合わせ)には、画像認識(例えば、基板21に形成した穴やマーキングを読み取ることもできる)以外に、外形合わせ、スプロケット穴等のピンや穴を用いた位置合わせを行うことも可能である。   In addition, electrode printing on such a film can be continuously performed at high speed by using a screen printing method, a rotary screen printing method, or the like. Further, the alignment (positioning) of the electrode pattern formed on the film and the unfired insulating layer 13 is not limited to image recognition (for example, holes and markings formed in the substrate 21 can be read), but also to external alignment, sprocket It is also possible to perform alignment using pins such as holes or holes.

(実施の形態4)
以下、本発明の実施の形態について、本発明の特に請求項3の発明について図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 4)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施の形態4では、絶縁層の内部に内部電極を形成する場合について、図14を用いて説明する。図14は埋込電極の形成された絶縁層の内部に内部電極を形成した様子を示す断面図である。図14において、26は内部電極である。このように絶縁層22の内部に内部電極26を形成することで、歪センサの耐ノイズ性(外来ノイズ等で、センサ出力が影響を受けること)を改善できる。更に埋込電極12や凸状電極24(図14には省略している)の一部を必要に応じて、スルーホール等を介して、前記内部電極26に接続できるため、配線の多層化も容易であり、基板21の小型化が可能となり、製品コストを下げられる。   In Embodiment 4, the case where an internal electrode is formed inside an insulating layer will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a cross-sectional view showing a state in which an internal electrode is formed inside an insulating layer in which a buried electrode is formed. In FIG. 14, 26 is an internal electrode. By forming the internal electrode 26 inside the insulating layer 22 in this way, the noise resistance of the strain sensor (the sensor output is affected by external noise or the like) can be improved. Furthermore, since a part of the embedded electrode 12 and the convex electrode 24 (not shown in FIG. 14) can be connected to the internal electrode 26 through a through hole or the like as required, the wiring can be multilayered. It is easy, the substrate 21 can be downsized, and the product cost can be reduced.

なお内部電極26の厚みは1〜50μmが望ましい。1μm未満の場合、抵抗値が高くなったり、パターンが切れやすくなる場合がある。また50μmより厚い場合は、内部電極26の材料費が製品コストに影響を与える場合がある。   The thickness of the internal electrode 26 is desirably 1 to 50 μm. When the thickness is less than 1 μm, the resistance value may increase or the pattern may be easily cut. If it is thicker than 50 μm, the material cost of the internal electrode 26 may affect the product cost.

また内部電極26を構成する部材としては、銀を主体とするものが望ましい。そして必要に応じてパラジウムや白金等を添加することで、内部電極26の焼結プロファイルをガラスのそれにマッチングさせやすくなり、その結果、内部電極26を構成する電極材料を未焼成絶縁層13と共に一括焼成した場合でも、デラミネーション(層間剥離)等の発生を防止できる。また必要に応じて、内部電極26にガラス部材を0.5〜20wt%の範囲内で添加することで、絶縁層22と内部電極26の接着強度を高めることができる。この場合、ガラス部材の添加量が0.5wt%未満の場合、添加効果が得られない場合がある。また添加量が20wt%を超えると、内部電極26の抵抗値が増加するため、出来上がった歪センサの特性に影響を与える場合がある。   Moreover, as a member which comprises the internal electrode 26, what mainly has silver is desirable. Then, by adding palladium, platinum or the like as necessary, it becomes easy to match the sintering profile of the internal electrode 26 with that of the glass, and as a result, the electrode materials constituting the internal electrode 26 together with the unfired insulating layer 13 are collectively collected. Even when baked, the occurrence of delamination (delamination) or the like can be prevented. Moreover, the adhesive strength of the insulating layer 22 and the internal electrode 26 can be raised by adding a glass member to the internal electrode 26 in the range of 0.5-20 wt% as needed. In this case, when the addition amount of the glass member is less than 0.5 wt%, the addition effect may not be obtained. On the other hand, if the addition amount exceeds 20 wt%, the resistance value of the internal electrode 26 increases, which may affect the characteristics of the completed strain sensor.

(実施の形態5)
以下、本発明の実施の形態について、本発明の特に請求項4の発明について図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 5)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施の形態5では、絶縁層を異なる部材の複数層で形成する場合について、図15を用いて説明する。図15は埋込電極の形成された絶縁層が、異なる部材の複数層からなる様子を示す断面図である。図15において、27は第1の絶縁層、28は第2の絶縁層である。このように、埋込電極12を第2の絶縁層28に形成し、基板21と第2の絶縁層28の間に、第1の絶縁層27を形成することで、埋込電極12と、基板21との絶縁歩留りを高められる。また絶縁層を複数層とすることで、基板21に接する第1の絶縁層27に、基板21との接着強度の高いものを選び、感歪抵抗体23と接する第2の絶縁層28に感歪抵抗体23とのマッチング性の高いものを選ぶことができる。   In Embodiment 5, the case where the insulating layer is formed using a plurality of layers of different members will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is a cross-sectional view showing a state in which the insulating layer on which the embedded electrode is formed is composed of a plurality of layers of different members. In FIG. 15, 27 is a first insulating layer, and 28 is a second insulating layer. As described above, the embedded electrode 12 is formed in the second insulating layer 28, and the first insulating layer 27 is formed between the substrate 21 and the second insulating layer 28. The insulation yield with respect to the substrate 21 can be increased. In addition, by using a plurality of insulating layers, a material having high adhesive strength with the substrate 21 is selected as the first insulating layer 27 in contact with the substrate 21, and the second insulating layer 28 in contact with the strain sensitive resistor 23 is sensitive. A thing with high matching property with the distortion resistor 23 can be selected.

特に感歪抵抗体23は、その下地となる絶縁層とのマッチングの程度によって、抵抗値がクリープしたり(抵抗値が時間と共に変化する現象)、GFのリニアリティが影響を受けたり(言い換えると、歪に対する抵抗値変化率が一定でなくなること)、あるいは抵抗体のTCR(抵抗値の温度変化、もしくは温度によって抵抗値が変化すること)が大きくなることがある。   In particular, in the strain sensitive resistor 23, the resistance value creeps (a phenomenon in which the resistance value changes with time) or the GF linearity is affected (in other words, depending on the degree of matching with the underlying insulating layer). The rate of change in resistance value with respect to strain may not be constant), or the TCR of the resistor (temperature change in resistance value or change in resistance value depending on temperature) may increase.

TCRが大きくなった場合、歪センサの温度によってその出力が影響を受けやすくなり、本歪センサを乗用車の助手席のスマートエアバッグ用に使用する場合、乗用車の室温によってその出力が影響を受けてしまう可能性がある。このように、感歪抵抗体23と、感歪抵抗体23の直下に形成された第2の絶縁層28のマッチングは、単なる材料設計だけでなくて、焼成時でのお互いの熱収縮あるいは熱膨張係数の違い等の影響も受けやすい。更に感歪抵抗体23自身も、GFやそのリヒアリティ、TCR等を考えると、実用に耐えうるのは極僅かの品番に絞られてしまう。こうした背景があるため、たとえ基板21の材質が変わったとしても、感歪抵抗体23や第2の絶縁層28はそのまま使わざるをえないことが多い。   When the TCR becomes large, the output of the strain sensor is easily affected by the temperature of the strain sensor. When this strain sensor is used for a smart airbag in a passenger seat of a passenger car, the output is affected by the room temperature of the passenger car. There is a possibility. As described above, the matching between the strain sensitive resistor 23 and the second insulating layer 28 formed immediately below the strain sensitive resistor 23 is not only a material design but also a thermal contraction or heat of each other at the time of firing. Also susceptible to differences in expansion coefficient. Furthermore, the strain sensitive resistor 23 itself is limited to a very few product numbers that can withstand practical use, considering GF, its reliability, TCR, and the like. Because of this background, even if the material of the substrate 21 changes, the strain sensitive resistor 23 and the second insulating layer 28 often have to be used as they are.

こうした場合、実施の形態5を用いることで、新しい基板21の材質に合わせて、新しく第1の絶縁層27の材料を開発するだけよく、第2の絶縁層28や感歪抵抗体23は従来どおりのものを流用することができる。こうして、開発速度を上げると共に、ユーザーに安定した品質の歪センサを安価に提供することができる。   In such a case, it is only necessary to develop a new material for the first insulating layer 27 in accordance with the material of the new substrate 21 by using the fifth embodiment, and the second insulating layer 28 and the strain sensitive resistor 23 are conventionally used. The same thing can be diverted. Thus, the development speed can be increased, and a stable quality strain sensor can be provided to the user at low cost.

更に詳しく説明する。例えば、基板21に接する第1の絶縁層として、結晶質ガラスを用いることが望ましい。結晶質ガラスは、結晶化温度を超えることでガラスが結晶化し、結晶化した後の再溶解温度は1000℃以上となるものである。そのため結晶化ガラスは、一般の非晶質ガラスに比べて、高強度で割れにくく、銀等が拡散しにくいことが知られている。そのため、本発明に用いる結晶化ガラスは、結晶化温度が550〜750℃の範囲が望ましい。   This will be described in more detail. For example, it is desirable to use crystalline glass as the first insulating layer in contact with the substrate 21. Crystalline glass has a crystallizing temperature exceeding the crystallization temperature, and the remelting temperature after the crystallization is 1000 ° C. or higher. Therefore, it is known that crystallized glass has high strength and is difficult to break, and silver or the like is difficult to diffuse compared to general amorphous glass. Therefore, the crystallized glass used in the present invention preferably has a crystallization temperature in the range of 550 to 750 ° C.

結晶化ガラスの結晶化温度が、この範囲のものは、結晶化した後の再溶解温度が1200℃以上となるため、感歪抵抗体23を800〜900℃の高温で焼成したとしても、この結晶化ガラスは基板21の上で固化したままで再溶解しないため、感歪抵抗体23の焼成時にデラミネーション(層間剥離)やボイド(小さな穴)を発生させることはない。こうした結晶化ガラスとしては、MgO、B23、SiO2を主体とした結晶化ガラス組成を用いることが望ましい。こうした部材は、熱膨張係数が比較的大きい(例えば、90×10-7から130×10-7/℃)ため、基板21に耐熱性の優れたSUS材料(もしくはSUS鋼材料)を使うことができる。またこうしたSUS鋼は、耐力が高いため、こうして出来上がった歪センサの信頼性を高めることができる。 When the crystallization temperature of the crystallized glass is within this range, the remelting temperature after crystallization is 1200 ° C. or higher. Therefore, even if the strain sensitive resistor 23 is fired at a high temperature of 800 to 900 ° C., Since the crystallized glass remains solidified on the substrate 21 and does not re-dissolve, delamination (delamination) and voids (small holes) do not occur when the strain sensitive resistor 23 is fired. As such crystallized glass, it is desirable to use a crystallized glass composition mainly composed of MgO, B 2 O 3 and SiO 2 . Since these members have a relatively large coefficient of thermal expansion (for example, 90 × 10 −7 to 130 × 10 −7 / ° C.), it is possible to use a SUS material (or a SUS steel material) having excellent heat resistance for the substrate 21. it can. Moreover, since such SUS steel has high yield strength, the reliability of the strain sensor thus completed can be improved.

次に、複数の異なる部材からなる絶縁層の内部に内部電極を形成した場合について、図16を用いて説明する。図16は埋込電極の形成された絶縁層は、異なる部材の複数層からなり、更に前記絶縁層の中には内部電極が形成されている様子を示す断面図である。図16において、基板21の上には、第1の絶縁層27、第2の絶縁層28等、複数の絶縁層が形成されており、更に前記絶縁層の一部には内部電極26が内蔵されている。このように、第1の絶縁層27の内部に内部電極26を形成することで、内部電極26をシールド層やGND層(グランド層)として使うことができ、歪センサが筐体や各種設備、あるいは乗用車等に取り付けられた場合、こうした筐体からのノイズの影響を抑えられる。   Next, the case where an internal electrode is formed inside an insulating layer made of a plurality of different members will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a cross-sectional view showing a state in which the insulating layer in which the embedded electrode is formed is composed of a plurality of layers of different members, and an internal electrode is formed in the insulating layer. In FIG. 16, a plurality of insulating layers such as a first insulating layer 27 and a second insulating layer 28 are formed on a substrate 21, and an internal electrode 26 is built in a part of the insulating layer. Has been. Thus, by forming the internal electrode 26 inside the first insulating layer 27, the internal electrode 26 can be used as a shield layer or a GND layer (ground layer), and the strain sensor can be used as a housing, various facilities, Alternatively, when mounted on a passenger car or the like, the influence of noise from such a case can be suppressed.

更に詳しく説明する。まず基板21の上に、焼成後の絶縁層27となるように、結晶化ガラス粉を樹脂溶液に3本ロールを用いて分散して作製した第1のガラスペーストを所定形状で印刷した。さらにその上に、焼成後に内部電極26となるように、銀を主体とする内部電極ペーストを印刷した。更にこの電極ペーストの上に、焼成後に絶縁層27となるように、前記第1のガラスペーストを所定形状で印刷した。そして、この上に、非晶質ガラス粉を樹脂溶液に分散してなる、この上に第2のガラスペーストを所定形状で印刷した。   This will be described in more detail. First, a first glass paste prepared by dispersing crystallized glass powder in a resin solution using three rolls so as to be an insulating layer 27 after firing was printed on the substrate 21 in a predetermined shape. Further thereon, an internal electrode paste mainly composed of silver was printed so as to become the internal electrode 26 after firing. Further, the first glass paste was printed in a predetermined shape on the electrode paste so as to become the insulating layer 27 after firing. And on this, the amorphous glass powder was disperse | distributed to the resin solution, and the 2nd glass paste was printed on this by the predetermined shape.

そして、図11から図13に示したように、前記第2のガラスペーストの表面に、硬化済配線14を埋め込んだ。そして第1のガラスペースト、内部電極ペースト、第2のガラスペースト、硬化済配線等を同時に焼成した。その後、この上に歪抵抗体ペーストを所定パターンで複数個がブリッジ回路を形成するように印刷し、850℃で焼成し、感歪抵抗体23を形成した。そして少なくとも感歪抵抗体23を覆うように、オーバーコート用ガラスペーストを所定パターンで印刷し、600℃で焼成した。   Then, as shown in FIGS. 11 to 13, the hardened wiring 14 was embedded in the surface of the second glass paste. Then, the first glass paste, internal electrode paste, second glass paste, cured wiring, and the like were fired at the same time. Thereafter, a strain resistor paste was printed thereon so that a plurality of strain resistor pastes were formed in a predetermined pattern so as to form a bridge circuit, and baked at 850 ° C. to form a strain sensitive resistor 23. Then, an overcoat glass paste was printed in a predetermined pattern so as to cover at least the strain-sensitive resistor 23 and fired at 600 ° C.

なおオーバーコート用のガラスペーストの焼成温度は500〜750℃が望ましい。750℃以上で焼成すると、感歪抵抗体内部に入っているPbO等のガラス成分が再溶解して、オーバーコート材料に拡散しやすく、その結果、抵抗値がずれてしまったり、抵抗値バラツキに影響を与える場合がある。また焼成温度が500℃未満の場合、出来上がったオーバーコート(図16では、保護層25に相当する)に、ピンホールや泡が発生する場合がある。このように、保護層25を形成するガラス部材としては、焼成温度を500〜750℃とすることで、感歪抵抗体の抵抗値に影響を与えにくい温度範囲で、保護層25を形成できるため、保護層25に泡やピンホールの発生を抑えられる(焼成温度が高いほど、保護層25に泡やピンホールは発生しにくいが、焼成温度が750を超えると、感歪抵抗体23の抵抗値が影響を受ける場合がある)。   The firing temperature of the glass paste for overcoat is preferably 500 to 750 ° C. When baked at 750 ° C. or higher, glass components such as PbO contained in the strain sensitive resistor are redissolved and easily diffused into the overcoat material. As a result, the resistance value shifts or the resistance value varies. May have an effect. When the firing temperature is less than 500 ° C., pinholes and bubbles may occur in the completed overcoat (corresponding to the protective layer 25 in FIG. 16). As described above, as the glass member for forming the protective layer 25, the protective layer 25 can be formed in a temperature range in which the resistance value of the strain sensitive resistor is hardly affected by setting the firing temperature to 500 to 750 ° C. The generation of bubbles and pinholes in the protective layer 25 can be suppressed (the higher the firing temperature, the less likely the bubbles and pinholes are generated in the protective layer 25. However, if the firing temperature exceeds 750, the resistance of the strain sensitive resistor 23 Value may be affected).

(実施の形態6)
以下、本発明の実施の形態について、本発明の特に請求項5〜9の発明について図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 6)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

実施の形態6では、本発明の絶縁層に用いる部材について詳しく説明する。まず絶縁層としては、ガラスもしくは、ガラスとセラミックからなるコンポジット材料を用いることができる。またその厚みは5〜500μmが望ましい。厚みが5μm未満の場合、電極パターンと金属弾性体の間に充分な絶縁特性が得られない場合がある。また厚みが500μmを超えると、絶縁層の材料費が製品コストに影響を与える場合がある。なお、ガラス材料としては、非晶質ガラスもしくは結晶質ガラスを単層、あるいは複数層組み合わせることができる。   In Embodiment 6, members used for the insulating layer of the present invention will be described in detail. First, as the insulating layer, glass or a composite material made of glass and ceramic can be used. The thickness is preferably 5 to 500 μm. When the thickness is less than 5 μm, sufficient insulating properties may not be obtained between the electrode pattern and the metal elastic body. On the other hand, when the thickness exceeds 500 μm, the material cost of the insulating layer may affect the product cost. As the glass material, amorphous glass or crystalline glass can be combined with a single layer or a plurality of layers.

結晶化ガラスを用いる場合、その組成はMgOが30〜55wt%、B23が5〜30wt%、SiO2が10〜25wt%、BaOが5〜30wt%、Al23が1〜30wt%、CaOが6wt%以下、ZrO2は5wt%以下のものが望ましい。 When using a crystallized glass, the composition of which is MgO 30~55wt%, B 2 O 3 is 5-30 wt%, SiO 2 is 10 to 25 wt%, BaO is 5-30 wt%, the Al 2 O 3 1-30 wt %, CaO is 6 wt% or less, and ZrO 2 is preferably 5 wt% or less.

非晶質ガラスを用いる場合、その組成はSiO2が40〜80wt%、CaOが5〜15wt%、PbOが3〜15wt%、Al23が1〜10wt%、ZrO2が2〜10wt%のものが望ましい。SiO2が40wt%未満と少なすぎる場合や、80wt%を超える場合は、充分な焼結性が得られない場合がある。 When amorphous glass is used, the composition is 40 to 80 wt% for SiO 2, 5 to 15 wt% for CaO, 3 to 15 wt% for PbO, 1 to 10 wt% for Al 2 O 3 , and 2 to 10 wt% for ZrO 2. Is desirable. If SiO 2 is too small, less than 40 wt%, or exceeds 80 wt%, sufficient sinterability may not be obtained.

また絶縁層として、これらガラス部材の中にセラミック部材を添加しておき、同時焼成してなるコンポジット材料を用いることもできる。   As the insulating layer, a composite material obtained by adding a ceramic member to these glass members and firing them simultaneously can also be used.

またここで用いるセラミック部材としては、SiO2、ZrO2、Al23、MgO、酸化カルシウムが酸化チタン等のセラミック粉を単体もしくは複数種を混合して用いることができる。この場合、これらセラミック粉の平均粒径は、0.01〜10μm未満が望ましい。平均粒径が0.01μm未満の場合、セラミック粉が高価になり製品コストに影響を与える場合がある。またその平均粒径が10μmを超えると、セラミック粉の分散が難しくなり、その結果、絶縁層の焼結性やその焼結均一性に影響を与える場合がある。このようにセラミック粉を絶縁層の中に一種のフィラーとして添加し、ガラス部材と同時焼成することで、出来上がった絶縁層の熱膨張係数を微調整できると共に、その低コスト化が可能になる。 As the ceramic member used here, ceramic powder such as SiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , MgO, calcium oxide and titanium oxide can be used alone or in combination. In this case, the average particle size of these ceramic powders is preferably less than 0.01 to 10 μm. When the average particle size is less than 0.01 μm, the ceramic powder becomes expensive and may affect the product cost. If the average particle size exceeds 10 μm, it is difficult to disperse the ceramic powder, and as a result, the sinterability of the insulating layer and the sintering uniformity may be affected. Thus, by adding ceramic powder as a kind of filler in the insulating layer and co-firing with the glass member, the thermal expansion coefficient of the completed insulating layer can be finely adjusted and the cost can be reduced.

またこれらガラスを複数層とする場合、互いにその組成の一部を異ならせることで、互いの焼結性に影響を与えることなくその熱膨張係数を最適化できる。例えば、複数のガラス層を絶縁層とする場合、ここに含まれているガラス成分(例えば、SiO2やMgOと言ったガラス成分)を、各層毎に最適化することができる。 Moreover, when these glass is made into multiple layers, the thermal expansion coefficient can be optimized, without affecting mutual sinterability by making a part of each composition differ. For example, when a plurality of glass layers are used as insulating layers, the glass components contained therein (for example, glass components such as SiO 2 and MgO) can be optimized for each layer.

また非晶質ガラスと結晶質ガラスを多層として用いる場合、下地になる方(つまり金属弾性体に近い側)を結晶質ガラスとすることが望ましい。結晶化ガラスは、金属弾性体上で焼成によって結晶化してしまった後は、後工程での熱処理で再溶解することはなく、非常に安定である。また銀等の拡散しやすい部材に対しても、その拡散を抑える効果が期待できる。その結果、図14に示したように、絶縁層22の内部に内部電極26を内蔵した場合でも、内部電極26の部材として、銀を主体としたものを選ぶことができ、その拡散による影響を抑えられる。   When amorphous glass and crystalline glass are used as a multilayer, it is desirable to use crystalline glass on the base (that is, the side close to the metal elastic body). After crystallized glass has been crystallized by firing on a metal elastic body, the crystallized glass is very stable without being re-dissolved by heat treatment in a subsequent process. Moreover, the effect which suppresses the spreading | diffusion can also be anticipated with respect to the member which spread | diffuses easily, such as silver. As a result, as shown in FIG. 14, even when the internal electrode 26 is built in the insulating layer 22, a member mainly composed of silver can be selected as the member of the internal electrode 26, and the influence of the diffusion is affected. It can be suppressed.

なお内部電極に銀を主体とする電極を用いる場合、その厚みは1〜50μmが望ましい。1μm未満の場合、必要な特性が得られない場合がある。また厚みが50μmを超えると、製品コストに影響を与える場合がある。また必要に応じて、内部電極にPdやPt、更にガラス部材を適量添加することで、その焼結収縮性を調整できるため、内部電極26と、それに隣接している絶縁層22を同時に焼成することができる(同時に焼成しても、層間剥離等の発生を防止できる)。   When an electrode mainly composed of silver is used for the internal electrode, the thickness is preferably 1 to 50 μm. If it is less than 1 μm, necessary characteristics may not be obtained. If the thickness exceeds 50 μm, the product cost may be affected. Further, if necessary, the sintering shrinkage can be adjusted by adding an appropriate amount of Pd or Pt and further a glass member to the internal electrode, so that the internal electrode 26 and the insulating layer 22 adjacent thereto are fired simultaneously. (Even if fired at the same time, delamination and the like can be prevented).

また感歪抵抗体としては、ルテニウム化合物を用いたものを使うことで、市販の金属箔ゲージ(GF=2)よりも高いGF(例えばGF=10〜20)を得ることができる。こうしたルテニウム化合物としては、酸化ルテニウム以外に、様々なルテニウム化合物を使うことができ、こうした材料としては市販されている抵抗体ペーストを用いることもできる。   Moreover, as a strain sensitive resistor, GF (for example, GF = 10-20) higher than a commercially available metal foil gauge (GF = 2) can be obtained by using a ruthenium compound. In addition to ruthenium oxide, various ruthenium compounds can be used as such a ruthenium compound, and a commercially available resistor paste can also be used as such a material.

なお、この場合、感歪抵抗体の厚みは、1〜100μmが望ましい。感歪抵抗体の厚みが1μm未満の場合、抵抗値がばらつきやすくなると共に、微細な抵抗体部材を用いる必要があり、GF値が低下する場合がある。また100μm以上の厚みの場合、製品コストに影響する場合がある。また感歪抵抗体内部に、酸化鉛を1〜70wt%の範囲で添加しておくことで、感歪抵抗体の焼結性を高められ、下地との密着強度も高められる。なお酸化鉛の添加量が1wt%未満の場合、添加効果が得られない場合がある。また70wt%を超えると、抵抗値が高くなりすぎたり、抵抗値の焼成温度に対する依存性が高くなって抵抗値が変動しやすくなる場合がある。   In this case, the thickness of the strain sensitive resistor is preferably 1 to 100 μm. When the thickness of the strain sensitive resistor is less than 1 μm, the resistance value tends to vary, and it is necessary to use a fine resistor member, and the GF value may decrease. Further, when the thickness is 100 μm or more, the product cost may be affected. Moreover, by adding lead oxide in the range of 1 to 70 wt% in the strain sensitive resistor, the sinterability of the strain sensitive resistor can be enhanced, and the adhesion strength with the base can also be enhanced. In addition, when the addition amount of lead oxide is less than 1 wt%, the addition effect may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 70 wt%, the resistance value may become too high, or the dependency of the resistance value on the firing temperature may become high, and the resistance value may easily fluctuate.

(実施の形態7)
以下、本発明の実施の形態について、本発明の特に請求項10〜12の発明について図面を参照しながら説明する。
(Embodiment 7)
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

実施の形態7では、本発明で提案する歪センサに用いる感歪抵抗体について説明する。感歪抵抗体としてはRuO2もしくはRu化合物が10〜40wt%、PbOが40〜60wt%、SiO2が5〜20wt%、B23が2〜10wt%、Al23が1〜10wt%含まれたものを使うことが望ましい。 In the seventh embodiment, a strain sensitive resistor used in the strain sensor proposed in the present invention will be described. As the strain sensitive resistor, RuO 2 or Ru compound is 10 to 40 wt%, PbO is 40 to 60 wt%, SiO 2 is 5 to 20 wt%, B 2 O 3 is 2 to 10 wt%, Al 2 O 3 is 1 to 10 wt%. It is desirable to use the ones that are included.

RuO2もしくはRu化合物が10wt%未満の場合、抵抗値が高くなりすぎて歪センサとして使えない場合がある。またRuO2もしくはRu化合物の割合が40wt%を超えると、Ruは貴金属であることもあり製品価格に影響を与える場合がある。またPbOが40wt%未満の場合、GFが低くなることがある。またPbOが60wt%以上の場合、オーバーコートに用いるガラス材料の影響を受ける場合がある。またSiO2の割合が5wt%未満の場合や20wt%を超えた場合、抵抗体の特性が焼成温度の影響を受けやすくなる場合がある。またB23の割合が2wt%未満や10wt%を超える場合、Al23の割合は1wt%未満や10wt%を超える場合でも、抵抗体の特性が不安定化する場合がある。 If the RuO 2 or Ru compound is less than 10 wt%, the resistance value may be too high to be used as a strain sensor. When the ratio of RuO 2 or Ru compound exceeds 40 wt%, Ru may be a noble metal and may affect the product price. Moreover, when PbO is less than 40 wt%, GF may become low. Moreover, when PbO is 60 wt% or more, it may be influenced by the glass material used for overcoat. Further, when the proportion of SiO 2 is less than 5 wt% or exceeds 20 wt%, the characteristics of the resistor may be easily affected by the firing temperature. Further, when the proportion of B 2 O 3 is less than 2 wt% or exceeds 10 wt%, the characteristics of the resistor may become unstable even when the proportion of Al 2 O 3 is less than 1 wt% or exceeds 10 wt%.

また歪センサを構成するルテニウム化合物のうち、50%以上は大きさ0.1〜3μmのルテニウム化合物であることが望ましい。ルテニウム化合物の直径が0.1μm未満と小さいものが、ルテニウム化合物の50%以上を占める場合、GF値が小さくなる場合がある。ルテニウム化合物の大きさを測定するには、ペースト状態ではペーストを乾燥させた状態で、完成された歪センサの場合では製品断面をSEM(走査型電子顕微鏡)やXMA(X線マイクロ分析)を使って解析することで確かめられる。   Of the ruthenium compounds constituting the strain sensor, 50% or more is preferably a ruthenium compound having a size of 0.1 to 3 μm. When the ruthenium compound has a small diameter of less than 0.1 μm and occupies 50% or more of the ruthenium compound, the GF value may be small. To measure the size of the ruthenium compound, the paste is dried in the paste state, and in the case of a completed strain sensor, the cross section of the product is used by SEM (scanning electron microscope) or XMA (X-ray microanalysis). It can be confirmed by analyzing.

XMAで解析する場合、Ru(ルテニウム)とPb(鉛)の蛍光X線の波長が近いため、設備によってはRuとPb元素を綺麗に分離できず、ルテニウム化合物の形や大きさまで判別できない場合がある。この場合は、エネルギー分散型ではなくて、波長分散型のXMA装置を用いることで、より正確にRu化合物の大きさを測定できる。またRu化合物の大きさの分布は、抵抗体の任意の断面をXMAで観察し、ここに観察されるRu化合物を10個〜100個程度サンプリングし、各々の寸法をXMAのマッピングデータから測定し(この場合、個々のRu化合物の真の大きさではなくて、Ru化合物の断面での大きさになるが、この測定方法が便利であり、この方法を使うことが望ましい)、その結果を元に、Ru化合物の寸法分布を求めれば良い。   When analyzing with XMA, Ru (ruthenium) and Pb (lead) fluorescent X-rays are close in wavelength, and depending on the equipment, Ru and Pb elements cannot be separated cleanly, and the shape and size of the ruthenium compound cannot be distinguished. is there. In this case, the size of the Ru compound can be measured more accurately by using a wavelength dispersion type XMA apparatus instead of the energy dispersion type. The size distribution of the Ru compound is determined by observing an arbitrary cross section of the resistor with XMA, sampling about 10 to 100 Ru compounds observed here, and measuring each dimension from the mapping data of XMA. (In this case, it is not the true size of each Ru compound, but the size of the Ru compound in cross section, but this measurement method is convenient and it is desirable to use this method). In addition, the size distribution of the Ru compound may be obtained.

なお発明者らの実験によるとペースト状態(Ru化合物が未焼成の状態)でも、Ru化合物がガラス中に閉じ込められ、その断面(Ru化合物もその断面で、その寸法が測定されることになる)で測定した場合でも、特に差は見られなかった。なおRu化合物としては、Ruの酸化物だけに限定する必要は無い。また必要に応じて、K2OやCaO、CuOを0.1〜3wt%の範囲で添加することで、抵抗体の感歪特性を高めたり、安定化しやすくなる。この場合これら、微量元素の添加量が0.1wt%未満の場合、添加量のコントロールが難しく、また添加効果が得られない場合がある。また添加量が3wt%を超えると、特性が不安定になる場合がある。またB23を1から10wt%の範囲で添加することで、感歪抵抗体の焼成温度に対する依存性を抑えることもできる。この場合、B23の添加量が1wt%未満の場合、添加効果が得られない場合がある。また10wt%を超えると、抵抗体の他の特性に影響を与える場合がある。 According to the experiments by the inventors, even in the paste state (the Ru compound is not fired), the Ru compound is confined in the glass and its cross section (the Ru compound is also measured in its cross section). Even when measured by, there was no particular difference. The Ru compound need not be limited to the Ru oxide. If necessary, K 2 O, CaO, or CuO is added in the range of 0.1 to 3 wt%, so that the strain sensitive characteristics of the resistor can be improved or stabilized. In this case, when the addition amount of these trace elements is less than 0.1 wt%, it is difficult to control the addition amount and the addition effect may not be obtained. If the amount added exceeds 3 wt%, the characteristics may become unstable. Further, by adding B 2 O 3 in the range of 1 to 10 wt%, the dependency of the strain sensitive resistor on the firing temperature can be suppressed. In this case, when the addition amount of B 2 O 3 is less than 1 wt%, the addition effect may not be obtained. If it exceeds 10 wt%, other characteristics of the resistor may be affected.

本発明にかかる歪センサ及びその製造方法は、歪センサの特性を決める感歪抵抗体を高精度かつ安定して形成することができるため、歪センサの特性を安定化できると共にその生産性を高めることができ、製品品質の安定化と低コスト化ができるという効果を有し、高精度な歪センサを低コストで市場に供給することができる。   The strain sensor and the manufacturing method thereof according to the present invention can stably form the strain sensor characteristics and increase the productivity because the strain sensitive resistor that determines the characteristics of the strain sensor can be formed with high accuracy and stability. Therefore, the product quality can be stabilized and the cost can be reduced, and a highly accurate strain sensor can be supplied to the market at a low cost.

本発明の実施の形態1におけるセンサの構成を示す断面図Sectional drawing which shows the structure of the sensor in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるセンサの製造工程を示す断面図Sectional drawing which shows the manufacturing process of the sensor in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるセンサの製造工程を示す断面図Sectional drawing which shows the manufacturing process of the sensor in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるセンサの製造工程を示す断面図Sectional drawing which shows the manufacturing process of the sensor in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるセンサの製造工程を示す断面図Sectional drawing which shows the manufacturing process of the sensor in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1におけるセンサの製造工程を示す断面図Sectional drawing which shows the manufacturing process of the sensor in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態2におけるセンサの製造工程を示す断面図Sectional drawing which shows the manufacturing process of the sensor in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2におけるセンサの製造工程を示す断面図Sectional drawing which shows the manufacturing process of the sensor in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2におけるセンサの製造工程を示す断面図Sectional drawing which shows the manufacturing process of the sensor in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2におけるセンサの製造工程を示す断面図Sectional drawing which shows the manufacturing process of the sensor in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3におけるセンサの製造工程を示す断面図Sectional drawing which shows the manufacturing process of the sensor in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3におけるセンサの製造工程を示す断面図Sectional drawing which shows the manufacturing process of the sensor in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3におけるセンサの製造工程を示す断面図Sectional drawing which shows the manufacturing process of the sensor in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4におけるセンサの製造工程を示す断面図Sectional drawing which shows the manufacturing process of the sensor in Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5におけるセンサの製造工程を示す断面図Sectional drawing which shows the manufacturing process of the sensor in Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態5におけるセンサの製造工程を示す断面図Sectional drawing which shows the manufacturing process of the sensor in Embodiment 5 of this invention. 従来のセンサの構成を示す断面図Sectional view showing the configuration of a conventional sensor 従来のセンサにおいて、複数の感歪抵抗体素子が所定形状に接続されてブリッジ回路を形成する様子を示す図The figure which shows a mode that several strain sensitive resistor elements are connected in the predetermined shape in the conventional sensor, and form a bridge circuit. 従来のセンサ対策の一例を示す図Diagram showing an example of conventional sensor countermeasures

符号の説明Explanation of symbols

12 埋込電極
13 未焼成絶縁層
14 硬化済み配線
15 防汚れフィルム
16 プレス装置
17 ヒーター
18 矢印
19 窓
20 ベースフィルム
21 基板
22 絶縁層
23 感歪抵抗体
24 凸状電極
25 保護層
26 内部電極
27 第1の絶縁層
28 第2の絶縁層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Embedded electrode 13 Unbaked insulating layer 14 Cured wiring 15 Antifouling film 16 Press apparatus 17 Heater 18 Arrow 19 Window 20 Base film 21 Substrate 22 Insulating layer 23 Strain sensitive resistor 24 Convex electrode 25 Protective layer 26 Internal electrode 27 First insulating layer 28 Second insulating layer

Claims (28)

基板と、前記基板上に複数の電極を埋め込んだ絶縁層を有し、前記電極上に感歪抵抗体を備え、前記感歪抵抗体および前記電極の少なくとも一部を覆う保護層を有することを特徴とする歪センサ。 A substrate and an insulating layer in which a plurality of electrodes are embedded on the substrate; a strain sensitive resistor provided on the electrode; and a protective layer covering at least a part of the strain sensitive resistor and the electrode. Characteristic strain sensor. 基板は、金属弾性体からなる請求項1に記載の歪センサ。 The strain sensor according to claim 1, wherein the substrate is made of a metal elastic body. 絶縁層の内部に内部電極が形成され、この内部電極は銀を主体とするものにガラスが添加されたものであり、厚みが1〜50μmである請求項1に記載の歪センサ。 2. The strain sensor according to claim 1, wherein an internal electrode is formed inside the insulating layer, and the internal electrode is made mainly of silver and glass is added, and has a thickness of 1 to 50 μm. 絶縁層は、結晶化ガラスと非晶質ガラスが各々3〜300μmの厚みで積層されている請求項1に記載の歪センサ。 The strain sensor according to claim 1, wherein the insulating layer is formed by laminating crystallized glass and amorphous glass with a thickness of 3 to 300 μm. 絶縁層は、ガラスもしくはガラスとセラミックからなるコンポジット材料であり、その厚みが5〜500μmである請求項1に記載の歪センサ。 The strain sensor according to claim 1, wherein the insulating layer is made of glass or a composite material made of glass and ceramic, and has a thickness of 5 to 500 μm. 電極は銀もしくは銀とパラジウムを主体とするものにガラスが添加されたものであり、その厚みが1〜100μmである請求項1に記載の歪センサ。 2. The strain sensor according to claim 1, wherein the electrode is made of silver or silver and palladium as a main component and glass is added, and the thickness thereof is 1 to 100 [mu] m. 保護層は、ガラスもしくはガラスとセラミックからなるコンポジット材料であり、その厚みが5〜500μmである請求項1に記載の歪センサ。 The strain sensor according to claim 1, wherein the protective layer is a composite material made of glass or glass and ceramic, and has a thickness of 5 to 500 μm. 絶縁層は、少なくともMgOが30〜55wt%、B23が5〜30wt%、SiO2が10〜25wt%、BaOが5〜25wt%、AL23が1〜30wt%、CaOは6wt%以下であり、結晶化率は40〜80%の結晶化ガラスである請求項1,5,7に記載の歪センサ。 Insulating layer, at least MgO is 30~55wt%, B 2 O 3 is 5-30 wt%, SiO 2 is 10 to 25 wt%, BaO is 5~25wt%, AL 2 O 3 is 1-30 wt%, CaO is 6wt The strain sensor according to claim 1, 5 or 7, which is a crystallized glass having a crystallization rate of 40% to 80%. 絶縁層は、少なくともSiO2が40〜80wt%、CaOが5〜15wt%、PbOが3〜15wt%、AL23が1〜10wt%、ZrO2が2〜10wt%の非晶質ガラスである請求項1,5,7に記載の歪センサ。 Insulating layer is at least SiO 2 is 40 to 80 wt%, CaO is 5 to 15 wt%, PbO is 3~15wt%, AL 2 O 3 is 110 wt.%, ZrO 2 is an amorphous glass of 2 to 10 wt% The strain sensor according to claim 1, 5, or 7. 感歪抵抗体は、ルテニウム化合物にガラスが添加されたものであり、その厚みが1〜100μmである請求項1記載の歪センサ。 The strain sensor according to claim 1, wherein the strain sensitive resistor is a ruthenium compound added with glass and has a thickness of 1 to 100 µm. 感歪抵抗体は、少なくともRuO2が10〜40wt%、PbOが40〜60wt%、SiO2が5〜20wt%、B23が2〜10wt%、Al23が1〜10wt%含まれている請求項1に記載の歪センサ。 The strain sensitive resistor contains at least RuO 2 10-40 wt%, PbO 40-60 wt%, SiO 2 5-20 wt%, B 2 O 3 2-10 wt%, Al 2 O 3 1-10 wt%. The strain sensor according to claim 1. 感歪抵抗体を構成するルテニウム化合物のうち、50%以上は大きさ0.1〜3μmのルテニウム化合物である請求項1記載の歪センサ。 2. The strain sensor according to claim 1, wherein 50% or more of the ruthenium compound constituting the strain sensitive resistor is a ruthenium compound having a size of 0.1 to 3 [mu] m. 基板上に、あらかじめ複数の電極を埋め込んだ未焼成絶縁層を積層し、次に前記未焼成絶縁層を前記電極と同時に焼成することにより電極埋め込み層を形成し、その後前記電極上に感歪抵抗体を形成し、次に前記感歪抵抗体および前記電極埋め込み絶縁層の少なくとも一部を保護層で覆うことを特徴とする歪センサの製造方法。 A non-sintered insulating layer in which a plurality of electrodes are embedded in advance is laminated on a substrate, and then the non-sintered insulating layer is fired simultaneously with the electrodes to form an electrode embedded layer, and then a strain sensitive resistor is formed on the electrodes. Forming a body, and then covering at least a part of the strain-sensitive resistor and the electrode-embedded insulating layer with a protective layer. 基板上に未焼成絶縁層を形成し、次に前記未焼成絶縁層の上に電極パターンを形成し、その後プレス装置を用いて前記電極パターンを前記未焼成絶縁層に埋込み、次に前記未焼成絶縁層と前記電極を同時に焼成し、その後電極埋め込み絶縁層を形成し、次に前記電極の上に感歪抵抗体を形成し、更に前記感歪抵抗体と前記電極埋め込み絶縁層の少なくとも一部を保護層で覆うことを特徴とする歪センサの製造方法。 Forming an unsintered insulating layer on the substrate, then forming an electrode pattern on the unsintered insulating layer, and then embedding the electrode pattern in the unsintered insulating layer using a pressing device; The insulating layer and the electrode are fired at the same time, and then an electrode buried insulating layer is formed, then a strain sensitive resistor is formed on the electrode, and at least a part of the strain sensitive resistor and the electrode buried insulating layer A method for manufacturing a strain sensor, characterized by covering the substrate with a protective layer. プレス装置は、プレスを行う側の面に突起を設けていることを特徴とする歪センサの製造方法。 The press device is provided with a protrusion on a surface to be pressed, and the method for manufacturing a strain sensor. フィルム上に所定の電極パターンを形成し、このフィルムを未焼成絶縁層が表面に形成された基板の上にセットし、次にプレス装置を用いて前記フィルム側から前記電極パターンを前記未焼成絶縁層の上に押し付けて埋め込み、その後前記フィルムのみを剥離し、次に前記未焼成絶縁層と前記電極パターンを同時に焼成し、その後電極埋め込み絶縁層を形成し、次に前記電極の上に感歪抵抗体を形成し、更に前記感歪抵抗体と前記電極埋め込み絶縁層の少なくとも一部を保護層で覆う歪センサの製造方法。 A predetermined electrode pattern is formed on the film, this film is set on a substrate on which a non-fired insulating layer is formed, and then the non-fired insulation of the electrode pattern is formed from the film side using a press device. Press to embed on the layer, then peel off only the film, then fire the unfired insulating layer and the electrode pattern at the same time, then form the electrode embedded insulating layer, and then strain sensitive on the electrode A method for manufacturing a strain sensor, comprising: forming a resistor, and further covering at least part of the strain-sensitive resistor and the electrode-embedded insulating layer with a protective layer. 基板は、金属弾性体からなるものを用いた、請求項13〜16に記載の歪センサの製造方法。 The method for manufacturing a strain sensor according to claim 13, wherein the substrate is made of a metal elastic body. 未焼成絶縁層は、ガラス粉末が樹脂溶液に分散されてなるガラスペーストが、金属弾性体上に所定形状に印刷された後、50〜400℃の範囲で乾燥されたものである請求項13〜16に記載の歪センサの製造方法。 The unsintered insulating layer is obtained by drying a glass paste, in which glass powder is dispersed in a resin solution, in a predetermined shape on a metal elastic body and then drying in a range of 50 to 400 ° C. A method for manufacturing the strain sensor according to claim 16. 未焼成絶縁層の厚みが10〜1000μmである請求項13〜16に記載の歪センサの製造方法。 The method for manufacturing a strain sensor according to any one of claims 13 to 16, wherein the unfired insulating layer has a thickness of 10 to 1000 µm. 未焼成絶縁層は、ガラス粉末及び樹脂、可塑剤からなる請求項13〜16に記載の歪センサの製造方法。 The method for manufacturing a strain sensor according to claim 13, wherein the unsintered insulating layer comprises glass powder, a resin, and a plasticizer. 電極パターンは、導電粉が硬化型樹脂溶液に分散されてなる電極ペーストを、所定形状に印刷した後、硬化されたものである請求項13〜16に記載の歪センサの製造方法。 The method for producing a strain sensor according to claim 13, wherein the electrode pattern is obtained by printing an electrode paste in which conductive powder is dispersed in a curable resin solution in a predetermined shape and then curing the electrode paste. 電極パターンの厚みが5〜200μmである請求項13〜16に記載の歪センサの製造方法。 The method for manufacturing a strain sensor according to claim 13, wherein the electrode pattern has a thickness of 5 to 200 μm. 電極パターンは、導電粉末および硬化性樹脂からなる請求項13〜16に記載の歪センサの製造方法。 The method for manufacturing a strain sensor according to claim 13, wherein the electrode pattern is made of a conductive powder and a curable resin. 電極パターンは、所定電極ペーストが60〜400℃の温度で、0.1秒〜30分の時間で硬化もしくは溶剤不要化されたものである請求項13〜16に記載の歪センサの製造方法。 17. The method for producing a strain sensor according to claim 13, wherein the electrode pattern is obtained by curing the predetermined electrode paste at a temperature of 60 to 400 [deg.] C. for 0.1 seconds to 30 minutes or eliminating the need for a solvent. 未焼成絶縁層と電極パターンは、同時に600〜1000℃で焼成される請求項13〜16に記載の歪センサの製造方法。 The method for producing a strain sensor according to claim 13, wherein the unfired insulating layer and the electrode pattern are fired at 600 to 1000 ° C. at the same time. プレス圧力は、1〜1000Kg/cm2である請求項14〜16に記載の歪センサの製造方法。 The method for producing a strain sensor according to claim 14, wherein the pressing pressure is 1-1000 Kg / cm 2 . プレス時間は、0.1秒〜10分である請求項14〜16に記載の歪センサの製造方法。 The method for producing a strain sensor according to claim 14, wherein the pressing time is 0.1 second to 10 minutes. プレス温度は、20〜300℃である請求項14〜16に記載の歪センサの製造方法。 The method for producing a strain sensor according to claims 14 to 16, wherein the pressing temperature is 20 to 300 ° C.
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