JP2016130736A - 感圧センサの製造方法 - Google Patents
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まず、図1A及び図1Bを用いて、後述する製造方法により製造される本実施形態に係る感圧センサ1の構成例について説明する。図1Aは、本実施形態に係る感圧センサ1を例示する斜視図である。図1Bは、図1AのIB−IB線に沿った断面図である。なお、各図では、説明の便宜のため、X軸、Y軸及びZ軸を用いて各方向を例示している。ここでは、X軸方向及びY軸方向は、後述する各シート部材(10、20)の平面内で互いに直行しており、それぞれ各シート部材(10、20)に形成される電極(22、12)の延びる方向に相当する。また、Z軸方向は、X軸方向及びY軸方向に直交しており、両シート部材(10、20)を重ねる方向に相当する。以降の図においても同様である。
次に、図3、図4A〜図4D、図5A〜図5D及び図6A〜図6Dを更に用いて、本実施形態に係る感圧センサ1の製造方法を、従来の製造方法と比較しつつ説明する。図3は、本実施形態に係る各シート部材(10、20)の作製工程の一例を示すフローチャートである。また、図4A〜図4D、図5A〜図5D、及び図6A〜図6Dは、各シート部材(10、20)の作製工程の例示として、感圧センサ1の第1シート部材10を作製する過程を順に示している。なお、以下で説明する感圧センサ1の製造工程は一例に過ぎず、各ステップは可能な限り変更されてもよい。また、以下で説明する製造工程について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換、及び追加が可能である。
以上のように、各シート部材(10、20)の各電極(12、22)を上記ステップS2〜S6の工程により形成することで、各電極(12、22)の表面粗さ(算術平均粗さ)Raを0.6μm以下にすることができる。そのため、本実施形態の製造方法によれば、各電極(12、22)表面を、スクリーン印刷等の印刷法を用いた従来の製造方法に比べて、大幅に平滑にすることができる。
以上、本発明の実施形態を説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、以下の変更が可能である。なお、以下で説明する変形例では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、適宜説明を省略した。また、以下に示す複数の変形例は、適宜組み合わせてよい。
例えば、上記実施形態では、第1シート部材10が上側に配置され、第2シート部材20が下側に配置されている。しかしながら、このような例に限定されなくてもよく、第1シート部材10が下側に配置され、第2シート部材20が上側に配置されてよい。また、上記実施形態では、第1シート部材10の各電極12はY軸方向に沿って延び、第2シート部材20の各電極22はX軸方向に沿って延びている。しかしながら、各電極12及び各電極22の延びる方向はそれぞれ、このような例に限定されなくてもよく、各電極12と各電極22とが交差していれば、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。
また、例えば、上記実施形態では、各電極(12、22)の形成された領域全面を覆うように各導電層(16、27)が形成されている。すなわち、上記ステップS9では、各電極12(22)の形成された領域全域に導電性のインク34が塗布(べた塗り)されている。しかしながら、各導電層(16、27)の構成は、このような例に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。例えば、図7に例示されるように、各導電層(16、27)を構成してもよい。
また、例えば、上記実施形態では、第1シート部材10及び第2シート部材20の両方に導電層(16、27)が形成されている。しかしながら、導電層は、第1シート部材10及び第2シート部材20の少なくとも一方に形成されていればよい。すなわち、第1シート部材10及び第2シート部材20の作製工程のいずれかにおいて、上記ステップS9を省略することで、導電層16及び導電層27のいずれか一方を省略してもよい。
また、例えば、上記実施形態では、各電極12(22)を作製する際に、感光した領域が残存するネガ型のフォトグラフィを利用している。しかしながら、各電極12(22)を作製する際に利用するフォトグラフィのタイプは、ネガ型に限定されなくてもよく、感光した領域が溶解するポジ型であってもよい。この場合、ステップS3で、感光性フィルム32に紫外線等の光を照射した後、ステップS5では、感光性フィルム32の未露光部ではなく、感光性フィルム32の露光部が取り除かれる。そのため、この場合、ステップS2で配置される回路パターンフィルム33では、各電極12(22)が形成されない領域に対応して紫外線が透過する穴等の透過部が設けられる。なお、ポジ型のフォトグラフィを実施する際の感光性フィルム32として、例えば、ドライフィルムを用いることができ、また、インク状のレジストをスクリーン印刷による塗布、液状のエッチングレジストをコーティングすることもできる。
また、例えば、上記実施形態では、各電極12(22)の表面にメッキ処理が施され、メッキ膜15(26)が形成されている。しかしながら、各電極12(22)のメッキ処理は省略されてもよい。すなわち、第1シート部材10及び第2シート部材20の作製工程それぞれにおいて、上記ステップS8を省略することで、メッキ膜(15、26)を省略してもよい。
また、例えば、上記実施形態では、感圧センサ1は、圧力検出機能を有する電気回路を備えているコネクタ30に接続されており、これによって、感圧センサ1に加えられた圧力を検出(測定)することができる。しかしながら、感圧センサ1に加えられた圧力を検出(測定)する構成は、このような例に限定されなくてもよく、実施形態に応じて適宜選択されてよい。
また、例えば、上記実施形態では、第1シート部材10の製造工程及び第2シート部材20の製造工程は共にフォトリソグラフィ工程によって構成されている。しかしながら、第1シート部材10の製造工程及び第2シート部材20の製造工程の両方で、フォトリソグラフィ工程を採用する例に限定されなくてもよく、第1シート部材10及び第2シート部材20のいずれか一方は、フォトリソグラフィ工程とは異なる方法で作製されてもよい。例えば、第1シート部材10及び第2シート部材20のいずれか一方は、スクリーン印刷等の印刷法を利用した従来の製造方法により製造されてよい。この場合、従来の製造方法で製造したシート部材の電極の表面粗さRaは、約1.2μm程度になり、その電極上に形成した導電層の表面粗さRaは、約0.2μmになる。ただし、いずれか一方のシート部材を上記フォトリソグラフィ工程を採用して製造することで、当該シート部材の電極の表面粗さRaを上記のとおり平滑にすることができるため、他方のシート部材を従来の製造方法で製造しても、検出精度の高い感圧センサを構成することができる。
まず、本発明の製造方法により製造した感圧センサの感圧点間の出力バラツキを調べるため、次のような実施例1と比較例1とを作製した。すなわち、実施例1に係る感圧センサとして、上記製造方法により、図1A及び図1Bに示す構成を有する感圧センサを作製した。また、比較例1に係る感圧センサとして、実施例1に係る感圧センサと同じ構成を有する感圧センサを作製した。ただし、比較例1では、上記フォトリソグラフィではなく、スクリーン印刷によって各シート部材の各電極を作製した。実施例1及び比較例1の製造条件を以下の表1に示す。なお、第1シート部材(上側)の電極と第2シート部材(下側)の電極とで電極ピッチ、電極幅、及び電極ギャップは同じにした。ここで、電極ギャップとは、隣接する電極の間隙の距離である。つまり、実施例1及び比較例1に係る感圧センサにおいて、列電極及び行電極をそれぞれ、同じピッチ及び同じ幅で形成した。
次に、本発明の製造方法により製造した感圧センサの圧力検出の分解能を調べるため、次のような実施例2〜4を作製した。
次に、本発明の製造方法により製造した感圧センサの出力再現性を調べるため、次のような実施例5、実施例6及び比較例2を作製した。すなわち、実施例5及び6に係る感圧センサとして、上記製造方法により、図1A及び図1Bに示す構成を有する感圧センサを作製した。また、比較例2に係る感圧センサとして、実施例5及び6に係る感圧センサと同じ構成を有する感圧センサを作製した。ただし、上記比較例1と同様に、比較例2では、上記フォトリソグラフィではなく、スクリーン印刷によって各シート部材の各電極を作製した。また、実施例5の第1シート部材では、比較例2と同様に、上記フォトリソグラフィではなく、スクリーン印刷によって各電極を作製した。更に、キーエンス社のレーザ顕微鏡(VK−8710)を用いて、実施例5、実施例6及び比較例2の各電極及び各導電層の表面粗さRaを測定した。実施例5、実施例6及び比較例2の製造条件と電極及び導電層の表面粗さRaの測定結果とを以下の表4に示す。なお、第1シート部材(上側)の電極と第2シート部材(下側)の電極とで電極ピッチ、電極幅、及び電極ギャップは同じにした。すなわち、実施例5、実施例6及び比較例2に係る感圧センサにおいて、列電極及び行電極をそれぞれ、同じピッチ及び同じ幅で形成した。ただし、実施例5の第2シート部材及び実施例6の両シート部材に係る各電極の厚みが9μmであったのに対して、実施例5の第1シート部材及び比較例2の両シート部材に係る各電極の厚みは8μmであった。また、実施例5の第2シート部材及び実施例6の両シート部材に係る各電極は、ニッケル及び金によりメッキ処理を施した。当該メッキ処理により形成されたメッキ膜は、2μmの厚みであった。更に、各実施例(5、6)及び比較例に係る感圧センサの粘着層の厚みは、10μmであった。
また、上記出力再現性の実験に利用した加圧装置500を用いて、実施例5、実施例6及び比較例2に係る感圧センサについて、クリープ率(出力の経時変化)の測定を行った。具体的には、上記出力再現性の実験では、加圧と抜圧とを交互に繰り返したが、本実験では、一定荷重(1000kPa)を各感圧センサに加え続けた。本実験の測定結果を図14に示す。
10…第1シート部材、
11…シート基材、12…電極(第1電極)、15…メッキ膜、
16…導電層(第1導電層)、
20…第2シート部材、
21…シート基材、22…電極(第2電極)、26…メッキ膜、
27…導電層(第2導電層)
Claims (10)
- 複数の第1電極を有する第1シート部材と、複数の第2電極を有する第2シート部材と、を備え、前記第1電極上及び前記第2電極上の少なくとも一方には導電層が設けられ、前記第1電極と前記第2電極とが互いに交差し且つ対向するように前記第1シート部材と前記第2シート部材とが重ねられて配置された感圧センサを製造する方法であって、
前記第1シート部材を作製する第1シート部材作製工程と、
前記第2シート部材を作製する第2シート部材作製工程と、
を備え、
前記第1シート部材作製工程及び前記第2シート部材作製工程の少なくとも一方はフォトリソグラフィ工程で構成されており、
前記フォトリソグラフィ工程は、
金属薄膜が形成されたシート基材に、前記金属薄膜を被覆するように感光性レジストを積層する感光性レジスト積層工程と、
前記感光性レジスト上に、所定の回路のパターンに対応した回路パターンを配置する回路パターン配置工程と、
前記回路パターンをマスクとして感光性レジストを露光する露光工程と、
前記露光工程後に、前記回路パターンと前記感光性レジストの露光部又は未露光部とを前記金属薄膜から取り除く第1感光性レジスト除去工程と、
残存している前記感光性レジストをマスクとして前記金属薄膜の露出領域を除去することで、前記各電極を形成する電極形成工程と、
残存している前記感光性レジストを除去する第2感光性レジスト除去工程と、
を備えている、
感圧センサの製造方法。 - 前記第1シート部材作製工程及び前記第2シート部材作製工程は共に前記フォトリソグラフィ工程で構成される、
請求項1に記載の感圧センサの製造方法。 - 前記第1シート部材作製工程は、前記フォトリソグラフィ工程で構成され、
前記第1シート部材作製工程は、前記第2感光性レジスト除去工程後に、前記複数の第1電極の表面をメッキ処理する工程を更に備えている、
請求項1又は2に記載の感圧センサの製造方法。 - 前記第2シート部材作製工程は、前記フォトリソグラフィ工程で構成され、
前記第2シート部材作製工程は、前記第2感光性レジスト除去工程後に、前記複数の第2電極の表面をメッキ処理する工程を更に備えている、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の感圧センサの製造方法。 - 前記第1シート部材作製工程は、前記フォトリソグラフィ工程で構成され、
前記第1シート部材作製工程は、前記第2感光性レジスト除去工程後に、前記導電層として、前記各第1電極上に第1導電層を形成する工程を更に備えている、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の感圧センサの製造方法。 - 前記第2シート部材作製工程は、前記フォトリソグラフィ工程で構成され、
前記第2シート部材作製工程は、前記第2感光性レジスト除去工程後に、前記導電層として、前記各第2電極上に第2導電層を形成する工程を更に備えている、
請求項1〜5のいずれか1項に記載の感圧センサの製造方法。 - 複数の第1電極を有する第1シート部材と、
複数の第2電極を有する第2シート部材と、
を備える感圧センサであって、
前記第1電極上及び前記第2電極上の少なくとも一方には導電層が設けられ、
前記第1電極と前記第2電極とが互いに交差し且つ対向するように前記第1シート部材と前記第2シート部材とが重ねられて配置され、
前記複数の第1電極及び前記複数の第2電極の少なくとも一方の表面の表面粗さRaが0.6μm以下であり、
前記導電層の表面粗さRaが0.1μm以下である、
感圧センサ。 - 前記複数の第1電極及び前記複数の第2電極の少なくとも一方の表面の表面粗さRaが0.2μm以下であり、
前記導電層の表面粗さRaが0.06μm以下である、
請求項7に記載の感圧センサ。 - 前記複数の第1電極及び前記複数の第2電極の少なくとも一方の電極ピッチは40mm以下である、
請求項7又は8に記載の感圧センサ。 - 前記複数の第1電極及び前記複数の第2電極の少なくとも一方の電極ピッチは0.65mm未満である、
請求項9に記載の感圧センサ。
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