JPH04329328A - Contact pressure sensor and its measurement method - Google Patents

Contact pressure sensor and its measurement method

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JPH04329328A
JPH04329328A JP10093491A JP10093491A JPH04329328A JP H04329328 A JPH04329328 A JP H04329328A JP 10093491 A JP10093491 A JP 10093491A JP 10093491 A JP10093491 A JP 10093491A JP H04329328 A JPH04329328 A JP H04329328A
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JP
Japan
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contact pressure
pressure sensor
load
pressure receiving
elastic
Prior art date
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Pending
Application number
JP10093491A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsumichi Kamiyanagi
勝道 上▲柳▼
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP10093491A priority Critical patent/JPH04329328A/en
Publication of JPH04329328A publication Critical patent/JPH04329328A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enable detection of load stabilized with high sensitivity and high precision by using a single body sensor based on a variety of contact pressure measurement conditions. CONSTITUTION:A contact pressure sensor 15 is formed by a semiconductor strain gauge 2 and multiple terminals 5, a load detection element 10 composed of a silicon chip having a pressure receiving cylinder 4 in a central part and a flexible print wiring board 6 connected to chip 1 is supported by an elastic floor 11. A pressure receiving plate 13 is provided corresponding to the size of elastic floor 11 on the upper surface of pressure receiving cylinder 4, a space between pressure receiving plate 13 and elastic floor 11 is filled with an elastic adhesive agent 14.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、接触圧力センサに関し
、特に任意面内において、接触した物体から受ける圧力
の分布を測定するのに好適な単体1素子型の接触圧力セ
ンサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a contact pressure sensor, and more particularly to a single-element contact pressure sensor suitable for measuring the distribution of pressure exerted by an object in contact within an arbitrary plane.

【0002】0002

【従来の技術】図6に従来の歪ゲージ式接触圧力センサ
の一例を示す。本例はその(A)に示すようにポリイミ
ドやフェノール系の樹脂フィルムおよび絶縁された金属
箔によって形成された膜体25上にCu−Ni,Ni−
Crやその他の合金による通常120〜1000Ωの抵
抗を有する抵抗素子26を接着して構成された歪ゲージ
27を、ステンレス鋼などの金属材料でできた構造体2
8の歪を発生する部位に貼設して構成されるもので、そ
の(B)にこのようにして構成された従来の接触圧力セ
ンサ29を示す。なお、このセンサ29により検出され
た信号は歪ゲージ27の端子30にはんだ付けされた配
線31によって取り出されるのであるが、このような接
触圧力センサ29による感度は、市販されているもので
1〜6mV/kgfが一般的で、通常1000〜200
0倍のアンプ回路によって増幅して使用されるのが通例
である。
2. Description of the Related Art FIG. 6 shows an example of a conventional strain gauge type contact pressure sensor. In this example, as shown in (A), Cu-Ni, Ni-
A strain gauge 27 constructed by bonding a resistance element 26 made of Cr or other alloy and having a resistance of usually 120 to 1000Ω is attached to a structure 2 made of a metal material such as stainless steel.
(B) shows a conventional contact pressure sensor 29 constructed in this way. Note that the signal detected by this sensor 29 is taken out by the wiring 31 soldered to the terminal 30 of the strain gauge 27, but the sensitivity of such a contact pressure sensor 29 is 1 to 1. 6mV/kgf is common, usually 1000-200
Usually, it is amplified and used by a 0x amplifier circuit.

【0003】図7は従来の他の例で、半導体ストレンゲ
ージ式の接触圧力センサを示す。ここで、32はシリコ
ンチップ、33はチップ32の荷重を受ける側を研削し
て形成した受圧柱33であり、その裏面側には半導体ス
トレンゲージ34と、その検出回路35と、回路35を
駆動するのに必要な信号端子36とが形成されている。 そして、このようにして構成された荷重検出素子37を
回路基板38上に取付けると共に、基板38上に形成さ
れた端子39と信号端子36とをワイヤボンディングに
よる配線40で接続した上、さらに回路基板38から配
線31によって上記信号を取り出すようにしている。
FIG. 7 shows another conventional example of a semiconductor strain gauge type contact pressure sensor. Here, 32 is a silicon chip, 33 is a pressure receiving column 33 formed by grinding the load receiving side of the chip 32, and on the back side thereof is a semiconductor strain gauge 34, its detection circuit 35, and a driving circuit 35. A signal terminal 36 necessary for this purpose is formed. Then, the load detection element 37 configured in this manner is mounted on the circuit board 38, and the terminal 39 formed on the board 38 and the signal terminal 36 are connected with wiring 40 by wire bonding. The above signal is taken out from 38 through wiring 31.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
図6に示したような歪ゲージ式接触圧力センサにおける
第1の問題点は製造工程が複雑なことである。特に、歪
を生じる構造体25の特定の部位に、歪ゲージ27を貼
着するという作業は、その貼着される位置や接着条件に
よって、センサの感度や諸特性に最も影響を与えるとい
う難しい作業であるために、その作業者の技能に頼らざ
るを得ず、センサ特性にばらつきが生じるという問題が
ある。
However, the first problem with the conventional strain gauge type contact pressure sensor as shown in FIG. 6 is that the manufacturing process is complicated. In particular, the task of attaching the strain gauge 27 to a specific part of the structure 25 that causes strain is a difficult task that has the greatest impact on the sensitivity and various characteristics of the sensor depending on the location and bonding conditions. Therefore, it is necessary to rely on the skill of the operator, and there is a problem in that sensor characteristics vary.

【0005】第2の問題点として抵抗素子の抵抗が12
0〜1000Ωと小さいため、誘導型のノイズがのりや
すい。
The second problem is that the resistance of the resistance element is 12
Since it is small (0 to 1000Ω), it is easy for inductive noise to occur.

【0006】第3の問題点として歪ゲージの歪による長
さ変化に対する抵抗変化の割合(ゲージ率という)が小
さいため1〜6mV/kgf程度の低い感度しか得られ
ない。
The third problem is that because the ratio of resistance change to length change due to strain in the strain gauge (referred to as gauge factor) is small, only a low sensitivity of about 1 to 6 mV/kgf can be obtained.

【0007】第4の問題点として接触圧力センサから信
号を取り出す配線には、通常ノイズ対策のためシールド
線が使用されるが、配線の径が大きくなり接触圧力セン
サが折角小型に構成可能であるという特長が失われてし
まう。
[0007] The fourth problem is that shielded wires are normally used for the wiring for extracting signals from the contact pressure sensor to prevent noise, but the diameter of the wiring becomes large and the contact pressure sensor can be constructed to be more compact. This feature will be lost.

【0008】一方、図7に示したような従来の半導体ス
トレンゲージ式接触圧力センサでは第1〜3の問題点は
解決しているが、第5の問題点として配線に使用される
ワイヤボンディングの機械的強度が信頼性の点で劣る。
On the other hand, the conventional semiconductor strain gauge contact pressure sensor shown in FIG. 7 has solved the first to third problems, but the fifth problem is that the wire bonding used for wiring has Poor mechanical strength and reliability.

【0009】また、第6の問題点として半導体ストレン
ゲージを形成しているシリコンチップは硬くて脆い材質
のために衝撃に弱い。
A sixth problem is that the silicon chip forming the semiconductor strain gauge is made of a hard and brittle material and is therefore susceptible to impact.

【0010】さらにまた、第7の問題点としてこのよう
な従来の構造ではその受圧柱33における受圧面積が小
さいために柔らかい物体から受ける接触圧力を測定する
場合、受圧柱33が物体にのめり込む傾向が生じるため
に接触圧力センサに荷重を加えたときの検出荷重がリニ
アな特性を示さないという点がある。
Furthermore, the seventh problem is that in such a conventional structure, the pressure receiving area of the pressure receiving column 33 is small, so when measuring the contact pressure received from a soft object, the pressure receiving column 33 tends to sink into the object. Because of this, when a load is applied to the contact pressure sensor, the detected load does not exhibit linear characteristics.

【0011】本発明の目的は、かかる従来の問題の解決
を図り、あらゆる接触圧力測定条件の元で、単体のセン
サにより高感度,高精度の安定した荷重検出が可能な接
触圧力センサおよびその測定方法を提供することにある
The object of the present invention is to solve such conventional problems, and to provide a contact pressure sensor and its measurement capable of stably detecting a load with high sensitivity and high precision using a single sensor under all contact pressure measurement conditions. The purpose is to provide a method.

【0012】0012

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、半導体ストレンゲージおよび該半導体
ストレンゲージが組込まれたホイートストーンブリッジ
回路と、該回路への電源,グランド,素子選択用スイッ
チおよび出力信号供給用の各端子とが形成されたシリコ
ンセルの中央部に、荷重を受けるための受圧柱を有する
荷重検出素子と、該荷重検出素子の前記各端子に接続さ
れたフレキシブルプリント配線板と、前記荷重検出素子
のシリコンセルをほぼ中央部に支持する弾性床と、前記
受圧柱上面に前記シリコンセルと平行して固定され、前
記弾性床とほぼ同径に形成された受圧板と、該受圧板と
前記弾性床との間の隙間に充填された弾性の接着剤とを
具備したことを特徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor strain gauge, a Wheatstone bridge circuit incorporating the semiconductor strain gauge, and a power supply, ground, and element selection circuit for the circuit. A load detecting element having a pressure receiving column for receiving a load in the center of a silicon cell in which a switch for output signals and terminals for supplying output signals are formed, and a flexible print connected to each terminal of the load detecting element. a wiring board, an elastic floor that supports the silicon cell of the load detection element substantially in the center, and a pressure receiving plate that is fixed to the upper surface of the pressure receiving column in parallel with the silicon cell and that is formed to have approximately the same diameter as the elastic floor. and an elastic adhesive filled in a gap between the pressure receiving plate and the elastic bed.

【0013】[0013]

【作用】本発明によれば、歪が発生し易いシリコンチッ
プの中央部分に受圧柱、および半導体プロセス技術によ
って形成した半導体ストレンゲージ等を設け、これにフ
レキシブルプリント配線板の端部を接続して荷重検出素
子を構成した上、このような素子を弾性床のほぼ中央部
に支持させるようになし、さらに、受圧柱の上面に弾性
床と対応した寸法の受圧板を設けて、受圧板と弾性床と
の間を弾性の接着剤で充填するもので、従来に比してゲ
ージ率を高めることができると共にシリコンセルにかか
る衝撃が緩衝され、しかも単体で支持体上に設置できて
、高い精度で接触圧力を検出することができる。
[Operation] According to the present invention, a pressure-receiving pillar and a semiconductor strain gauge formed by semiconductor process technology are provided in the central part of the silicon chip where strain is likely to occur, and the ends of the flexible printed wiring board are connected to this. In addition to configuring a load detection element, such an element is supported almost at the center of the elastic floor, and a pressure receiving plate with a size corresponding to the elastic floor is provided on the top surface of the pressure receiving column, and the pressure receiving plate and the elastic This technology fills the space between the floor and the floor with an elastic adhesive, which increases the gauge factor compared to conventional methods and buffers the impact on the silicon cell.Furthermore, it can be installed alone on a support, resulting in high precision. contact pressure can be detected.

【0014】[0014]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
かつ具体的に説明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail and specifically based on the drawings.

【0015】図1は本発明の第1の実施例を示す。図1
の(A)はその接触圧力センサの単体の構成を示すもの
で、ここで、1はシリコンチップ、2はシリコンチップ
1の中央部近傍に(B)に示すようにして形成された半
導体ストレンゲージであり、これらの半導体ストレンゲ
ージ2は図1の(C)に示すようにホイートストーンブ
リッジ回路3に組込まれている。4はかかるシリコンチ
ップ1の中央部にはんだ接合された受圧柱、5は同じく
シリコンチップ1の端部に形成されたはんだバンプによ
る端子、6はこれらの端子5に接続され、端子5を介し
て信号を取出すためのフレキシブルプリント配線板であ
る。
FIG. 1 shows a first embodiment of the invention. Figure 1
(A) shows the structure of a single contact pressure sensor, where 1 is a silicon chip, and 2 is a semiconductor strain gauge formed near the center of the silicon chip 1 as shown in (B). These semiconductor strain gauges 2 are incorporated into a Wheatstone bridge circuit 3 as shown in FIG. 1(C). 4 is a pressure receiving column soldered to the center of the silicon chip 1; 5 is a terminal formed by a solder bump formed at the end of the silicon chip 1; and 6 is connected to these terminals 5 through the terminal 5. This is a flexible printed wiring board for extracting signals.

【0016】なお、フレキシブルプリント配線板6は厚
さ数十μmのベースフィルム7に対してその下面側に信
号配線8と上面側にシールド層として金属箔9を全面に
形成したもので、このような配線板6を端子5に接続し
た上、かかる構成の荷重検出素子10を弾性床11の凹
部11Aに収め、接着で固定する。12は配線板6を弾
性床11に保持させるために設けられた押え板であり、
この押え板12によって配線板6の端子5への接続部に
無理な力が作用しないように保護している。また、13
は受圧柱4の上部に取付けられた受圧板であり、ここで
、弾性床11と受圧板13とは共に同じ径の円板状に形
成されていて、受圧柱4を囲繞する弾性床11,受圧板
13間の空間には比較的柔軟な接着剤14が充填してあ
る。なお、本例ではかかる接着剤14にヤング率が0.
35kgf/mm2 のエポキシ樹脂を使用した。
The flexible printed wiring board 6 has a base film 7 with a thickness of several tens of micrometers, and has signal wiring 8 on the bottom side and a metal foil 9 as a shield layer on the top side. After connecting the wiring board 6 to the terminal 5, the load detection element 10 having such a structure is placed in the recess 11A of the elastic floor 11 and fixed with adhesive. 12 is a holding plate provided to hold the wiring board 6 on the elastic floor 11;
This holding plate 12 protects the connection portion of the wiring board 6 to the terminal 5 from being subjected to excessive force. Also, 13
is a pressure receiving plate attached to the upper part of the pressure receiving column 4, and here, the elastic floor 11 and the pressure receiving plate 13 are both formed in the shape of a disk with the same diameter, and the elastic floor 11, which surrounds the pressure receiving column 4, The space between the pressure receiving plates 13 is filled with a relatively flexible adhesive 14. In this example, the adhesive 14 has a Young's modulus of 0.
Epoxy resin of 35 kgf/mm2 was used.

【0017】図2はこのようにして構成した接触圧力セ
ンサ15により荷重を検出した一例であって、この場合
は柔軟な例えば皮革のようなシート(以下で皮革体とい
う)16の上部から付加された荷重をセンサ15により
検出するようにした例である。なお、図2の(A)が本
実施例による検出測定例で、図2の(B)は本実施例と
比較するために図7に示した形態の従来例による接触圧
力センサ15Fを用いた例である。また、いずれのセン
サ15,15Fもこれを支持している支持体17と皮革
体16との間には隙間Hが保たれるようにしてある。つ
まり、センサ15や15Fの荷重を受ける上面がいずれ
も支持体17の上面17Aから上記寸法Hだけ突出する
ようにしてある。
FIG. 2 shows an example in which a load is detected by the contact pressure sensor 15 constructed in this manner. This is an example in which the sensor 15 detects the applied load. Note that (A) in FIG. 2 is a detection measurement example according to this embodiment, and (B) in FIG. 2 is an example in which a conventional contact pressure sensor 15F having the form shown in FIG. 7 was used for comparison with this embodiment. This is an example. Further, a gap H is maintained between the leather body 16 and the support body 17 that supports both the sensors 15 and 15F. In other words, the upper surfaces that receive the loads of the sensors 15 and 15F are designed to protrude from the upper surface 17A of the support body 17 by the above-mentioned dimension H.

【0018】そこで、このような状態で皮革体16を介
して負荷された荷重Pに対して本発明センサ15により
検出された荷重P15と従来例によるセンサ15Fによ
り検出された荷重P15Fとを図3に比較して示した。 すなわち、本図からも明らかなように、本発明センサ1
5によるものは負荷荷重Pに対応してP15に示すよう
に正確にリニアの線で荷重を検出することができるのに
対し、従来例のセンサ15FによるものはP15Fに示
すように荷重がリニアに検出されず、受圧部の面積が挾
いことと皮革体16を介して負荷荷重Pがうまくセンサ
15Fに伝達されないことによって検出荷重が不正確と
なる。
FIG. 3 shows the load P15 detected by the sensor 15 of the present invention and the load P15F detected by the conventional sensor 15F with respect to the load P applied through the leather body 16 in such a state. A comparison is shown. That is, as is clear from this figure, the sensor 1 of the present invention
5 can accurately detect the load in a linear line as shown on P15 in response to the applied load P, whereas the conventional sensor 15F can detect the load linearly as shown on P15F. The detected load becomes inaccurate because the area of the pressure receiving part is small and the applied load P is not properly transmitted to the sensor 15F via the leather body 16.

【0019】ついで、図4により本発明センサ15を用
いて荷重を検出した他の実施例について説明する。
Next, another embodiment in which the load is detected using the sensor 15 of the present invention will be described with reference to FIG.

【0020】本例は、支持体17によって図2に示した
と同様にして支持される接触圧力センサ15の上部に皮
革体16を配置し、この皮革体16のさらに上部に皮革
体16を介して、センサ15に均等に荷重がかかるよう
にした固体18を載置してその上部から圧力Fをかける
ようにしたものである。そして、このときに皮革体16
から受けるセンサの分担荷重Psに対応して検出される
荷重をPvとしてPv/Ps=GのGが上述したセンサ
15の突出量Hに対して変化する関係を図5に示した。
In this example, a leather body 16 is placed above the contact pressure sensor 15 which is supported by a support 17 in the same manner as shown in FIG. , a solid body 18 is placed on the sensor 15 so that a load is evenly applied thereto, and a pressure F is applied from above. At this time, the leather body 16
FIG. 5 shows the relationship in which G of Pv/Ps=G changes with respect to the protrusion amount H of the sensor 15 described above, where Pv is the load detected corresponding to the shared load Ps of the sensor received from the sensor.

【0021】この図から明らかなように本実施例ではH
=0.1mmとしたときに丁度センサ分担荷重Psに対
応した荷重が接触圧力センサ15によって正確に検出さ
れることが分かる。すなわち、本例の場合、Hを0.1
mmに保つようにしておくことによってセンサ15が埋
設される支持体17の面が平面でも曲面でも同様の検出
精度が得られることを示している。
As is clear from this figure, in this embodiment, H
It can be seen that when = 0.1 mm, the contact pressure sensor 15 accurately detects a load corresponding to the sensor shared load Ps. That is, in this example, H is 0.1
This shows that by keeping the value at mm, the same detection accuracy can be obtained whether the surface of the support 17 in which the sensor 15 is embedded is a flat or curved surface.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、半導体ストレンゲージおよび該半導体ストレンゲー
ジが組込まれたホイートストーンブリッジ回路と、該回
路への電源,グランド,素子選択用スイッチおよび出力
信号供給用の各端子とが形成されたシリコンセルの中央
部に、荷重を受けるための受圧柱を有する荷重検出素子
と、該荷重検出素子の前記各端子に接続されたフレキシ
ブルプリント配線板と、前記荷重検出素子のシリコンセ
ルをほぼ中央部に支持する弾性床と、前記受圧柱上面に
前記シリコンセルと平行して固定され、前記弾性床とほ
ぼ同径に形成された受圧板と、該受圧板と前記弾性床と
の間の隙間に充填された弾性の接着剤とを具備し、受圧
板を介して周囲の接着剤層に保護されながら素子に伝達
される荷重を検出するようにしたのでセンサ感度のばら
つきを低減することができると同時に、感度の向上が期
待でき、試作したセンサでは約70mV/kgfの感度
を確認できた。
As explained above, according to the present invention, there is provided a semiconductor strain gauge, a Wheatstone bridge circuit incorporating the semiconductor strain gauge, a power supply to the circuit, a ground, an element selection switch, and a Wheatstone bridge circuit incorporating the semiconductor strain gauge. A load detection element having a pressure receiving column for receiving a load in the center of a silicon cell in which terminals for supplying output signals are formed, and a flexible printed wiring board connected to each of the terminals of the load detection element. , an elastic floor supporting the silicon cell of the load sensing element substantially in the center; a pressure receiving plate fixed to the upper surface of the pressure receiving column in parallel with the silicon cell and formed to have substantially the same diameter as the elastic bed; An elastic adhesive is filled in the gap between the pressure receiving plate and the elastic floor, and the load transmitted to the element through the pressure receiving plate while being protected by the surrounding adhesive layer is detected. Therefore, it is possible to reduce the variation in sensor sensitivity, and at the same time, it is expected that the sensitivity will be improved, and the prototype sensor was able to confirm a sensitivity of about 70 mV/kgf.

【0023】また、請求項2および3に記載のようにフ
レキシブルプリント配線板を形成することによって、接
触圧力センサを支持させるスペースが少なくてすみ、さ
らに、配線の耐屈曲性を向上することができる上に配線
接続部の機械的外力に対する信頼性の向上が図られる。
Furthermore, by forming a flexible printed wiring board as described in claims 2 and 3, the space required to support the contact pressure sensor can be reduced, and furthermore, the bending resistance of the wiring can be improved. Moreover, the reliability of the wiring connection portion against external mechanical forces can be improved.

【0024】さらにまた、請求項4に記載のような弾性
の接着剤充填によりセンサの耐衝撃性が向上する。また
、柔らかい物体を介して付加された荷重に対してもリニ
アな荷重検出特性が得られる。
Furthermore, the impact resistance of the sensor is improved by filling the sensor with an elastic adhesive. Furthermore, linear load detection characteristics can be obtained even for loads applied via soft objects.

【0025】また、請求項5に記載の測定方法を適用す
ることにより、受圧板を設けたことによるセンサ感度の
低下を最小限に抑制することができ、ヤング率0.35
kgf/mm2 では91→72mV/kgfと約20
%の感度低下に抑えることが確認できた。
Furthermore, by applying the measuring method according to claim 5, it is possible to minimize the decrease in sensor sensitivity due to the provision of the pressure receiving plate, and the Young's modulus is 0.35.
kgf/mm2: 91 → 72mV/kgf, about 20
It was confirmed that the decrease in sensitivity could be suppressed to .

【0026】なお、このような測定方法の適用では自在
に検出値が補正可能なために接触圧力センサを設置する
際に、受圧板を周囲面より突出させる高さHを精密に設
定する必要が無い。
[0026] In addition, when applying such a measurement method, since the detected value can be freely corrected, it is necessary to precisely set the height H at which the pressure receiving plate protrudes from the surrounding surface when installing the contact pressure sensor. None.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明の構成の一例を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of the present invention.

【図2】本発明と従来例とによる接触圧力測定の具体例
を比較して示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a comparison of specific examples of contact pressure measurement according to the present invention and a conventional example.

【図3】図2に示す測定結果の出力特性曲線図である。FIG. 3 is an output characteristic curve diagram of the measurement results shown in FIG. 2;

【図4】本発明による他の測定例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing another measurement example according to the present invention.

【図5】図4に示す測定結果から得られたセンサ設置条
件にかかわる特性曲線図である。
FIG. 5 is a characteristic curve diagram related to sensor installation conditions obtained from the measurement results shown in FIG. 4;

【図6】従来例の構成を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of a conventional example.

【図7】半導体ストレンゲージ式の従来例の構成を示す
断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing the configuration of a conventional semiconductor strain gauge type.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  シリコンチップ 2  半導体ストレンゲージ 3  ホイートストーンブリッジ回路 4  受圧柱 5  端子 6  フレキシブルプリント配線板 7  ベースフィルム 8  配線 9  金属箔 10  荷重検出素子 11  弾性床 12  押え板 13  受圧板 14  接着剤 15  接触圧力センサ 16  皮革体 17  支持体 1 Silicon chip 2 Semiconductor strain gauge 3 Wheatstone bridge circuit 4 Pressure receiving column 5 Terminal 6 Flexible printed wiring board 7 Base film 8 Wiring 9 Metal foil 10 Load detection element 11 Elastic floor 12 Presser plate 13 Pressure receiving plate 14 Adhesive 15 Contact pressure sensor 16 Leather body 17 Support

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  半導体ストレンゲージおよび該半導体
ストレンゲージが組込まれたホイートストーンブリッジ
回路と、該回路への電源,グランド,素子選択用スイッ
チおよび出力信号供給用の各端子とが形成されたシリコ
ンセルの中央部に、荷重を受けるための受圧柱を有する
荷重検出素子と、該荷重検出素子の前記各端子に接続さ
れたフレキシブルプリント配線板と、前記荷重検出素子
のシリコンセルをほぼ中央部に支持する弾性床と、前記
受圧柱上面に前記シリコンセルと平行して固定され、前
記弾性床とほぼ同径に形成された受圧板と、該受圧板と
前記弾性床との間の隙間に充填された弾性の接着剤とを
具備したことを特徴とする接触圧力センサ。
[Claim 1] A semiconductor strain gauge, a Wheatstone bridge circuit incorporating the semiconductor strain gauge, and a silicon substrate in which a power supply to the circuit, a ground, a switch for selecting an element, and terminals for supplying an output signal are formed. A load sensing element having a pressure receiving column for receiving a load in the center of the cell, a flexible printed wiring board connected to each terminal of the load sensing element, and a silicon cell of the load sensing element approximately in the center. a supporting elastic bed; a pressure receiving plate fixed to the upper surface of the pressure receiving column in parallel with the silicon cell and formed to have approximately the same diameter as the elastic bed; and filling a gap between the pressure receiving plate and the elastic bed. A contact pressure sensor comprising: an elastic adhesive;
【請求項2】  前記フレキシブルプリント配線板は、
その端部が前記受圧板と弾性床との間の隙間より薄い押
え板によって前記弾性床に固定されることを特徴とする
請求項1に記載の接触圧力センサ。
2. The flexible printed wiring board comprises:
2. The contact pressure sensor according to claim 1, wherein an end portion of the contact pressure sensor is fixed to the elastic floor by a holding plate that is thinner than a gap between the pressure receiving plate and the elastic floor.
【請求項3】  前記フレキシブルプリント配線板は、
厚さ25μm以下のベースフィルムの一方の面に形成さ
れた配線と、他方の全面に形成されたシールド用の金属
箔と、前記ベースフィルムの両面にその上から覆蓋され
た厚さ25〜100μmの膜体とを有し、全体厚さのほ
ぼ中心部に前記配線が配設されることを特徴とする請求
項1に記載の接触圧力センサ。
3. The flexible printed wiring board comprises:
Wiring formed on one side of a base film with a thickness of 25 μm or less, metal foil for shielding formed on the entire surface of the other side, and a metal foil with a thickness of 25 to 100 μm covered on both sides of the base film. The contact pressure sensor according to claim 1, wherein the contact pressure sensor has a membrane body, and the wiring is disposed approximately at the center of the entire thickness.
【請求項4】  前記弾性の接着剤は、そのヤング率が
1kgf/mm2以下であることを特徴とする請求項1
に記載の接触圧力センサ。
4. The elastic adhesive has a Young's modulus of 1 kgf/mm2 or less.
Contact pressure sensor described in .
【請求項5】  請求項1に記載の接触圧力センサを支
持体に支持させるようになし、前記受圧板の上面を前記
支持体の頂面より高さHだけ突出させて、当該高さHと
、前記受圧板の上面に加えられた荷重のうち当該受圧板
が担持する荷重で検出される荷重を割った値Gとの関係
に基づいて、前記接触圧力センサにより検出される荷重
を補正することを特徴とする接触圧力センサの測定方法
5. The contact pressure sensor according to claim 1 is supported by a support, and the upper surface of the pressure receiving plate is made to protrude from the top surface of the support by a height H. , correcting the load detected by the contact pressure sensor based on a relationship with a value G obtained by dividing the load detected by the load carried by the pressure plate out of the load applied to the upper surface of the pressure plate; A measuring method for a contact pressure sensor characterized by:
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