KR100812318B1 - A curved surface attaching type tactile sensor and method for manufacturing the same - Google Patents

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KR100812318B1 KR1020070026830A KR20070026830A KR100812318B1 KR 100812318 B1 KR100812318 B1 KR 100812318B1 KR 1020070026830 A KR1020070026830 A KR 1020070026830A KR 20070026830 A KR20070026830 A KR 20070026830A KR 100812318 B1 KR100812318 B1 KR 100812318B1
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resistors
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김종호
권현준
박연규
김민석
강대임
최재혁
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한국표준과학연구원
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    • G01L5/228Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to manipulators, e.g. the force due to gripping using tactile array force sensors

Abstract

A curved surface attaching type tactile sensor and a manufacturing method thereof are provided to be adapted to a small curved surface such as a finger of a human robot by increasing tension in all directions. A curved surface attaching type tactile sensor includes lower and upper polymer layers. The lower and the upper polymer layers have an excellent restoring force and high flexibility and are made of polymer such as PDMS(Poly Di-Methyl Siloxane), silicon, and poly urethane. The lower polymer layer includes first signal lines(14) and first resistors(15). The first signal lines are arranged on a lower coating layer at certain intervals. The first resistors are arranged in matrix on the first signal line. The upper polymer layer includes second signal lines(24) and second resistors(25). The second signal lines are arranged beneath an upper coating layer at certain intervals. The second resistors are arranged in matrix beneath the second signal line. The first and second signal lines are vertically arranged to each other for connecting the first and second resistors.

Description

곡면 부착형 촉각 센서 및 그 제조 방법{A CURVED SURFACE ATTACHING TYPE TACTILE SENSOR AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}Curved tactile sensor and its manufacturing method {A CURVED SURFACE ATTACHING TYPE TACTILE SENSOR AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 곡면 부착형 촉각 센서의 평면도.1 is a plan view of a surface-mounted tactile sensor according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 곡면 부착형 촉각 센서의 단면도.FIG. 2 is a cross-sectional view of the curved tactile sensor of FIG. 1. FIG.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 곡면 부착형 촉각 센서의 평면도.3 is a plan view of the curved-attached tactile sensor according to a second embodiment of the present invention.

도 4a 내지 도 4i는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 곡면 부착형 촉각 센서 제조 방법을 순차로 나타낸 단면도.4A to 4I are cross-sectional views sequentially illustrating a method for manufacturing a curved tactile sensor according to a first embodiment of the present invention.

도 5a 내지 도 5i는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 곡면 부착형 촉각 센서 제조 방법을 순차로 나타낸 단면도.5A to 5I are cross-sectional views sequentially illustrating a method for manufacturing a curved tactile sensor according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 유연성을 갖는 촉각센서 제작 공정 및 실시 예를 나타낸 사진. Figure 6 is a photograph showing a manufacturing process and an embodiment of a tactile sensor having flexibility according to the present invention.

도 7은 종래 기술에 따른 촉각 센서의 일예를 나타낸 도면.7 is a view showing an example of a tactile sensor according to the prior art.

도 8은 종래 기술에 따른 촉각 센서의 다른 예를 나타낸 도면.8 shows another example of a tactile sensor according to the prior art.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 하부 패턴1: lower pattern

10 : 하판     10: lower plate

11 : 하판 고분자층    11: lower plate polymer layer

12 : 하부 고분자 필름    12: lower polymer film

13 : 제 1 신호 라인    13: first signal line

14 : 제 1 저항층    14: first resistive layer

2 : 상부 패턴2: upper pattern

20 : 상판     20: top plate

21 : 상판 고분자층    21: upper polymer layer

22 : 상부 고분자 필름    22: upper polymer film

23 : 제 2 신호 라인    23: second signal line

24 : 제 2 저항층    24: second resistance layer

본 발명은 촉각 센서 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 휘어짐 및 복원력이 우수한 상,하부의 필름에 각각 신호 라인과 저항체를 형성한 후 상호 수직하게 본딩함으로써 ,유연성을 증가시켜 곡률 반경이 작은 다차원 곡률에 적용할 수 있는 곡면 부착형 촉각 센서 및 그 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a tactile sensor and a method of manufacturing the same, and more particularly, by forming signal lines and resistors on upper and lower films having excellent bending and restoring forces, respectively, and bonding them vertically to each other, thereby increasing flexibility and increasing curvature radius. The present invention relates to a surface-mounted tactile sensor that can be applied to a small multidimensional curvature and a method of manufacturing the same.

현재, 접촉을 통한 주변 환경의 정보, 즉 접촉력, 진동, 표면의 거칠기, 열전도도에 대한 온도변화 등을 획득하는 촉각기능은 차세대 정보수집 매체로 인식되고 있으며, 촉각감각을 대체할 수 있는 생체 모방형 촉각센서는 혈관내의 미세수 술, 암진단 등의 각종 의료진단 및 시술에 사용될 뿐만 아니라 향후 가상환경 구현기술에서 중요한 촉각제시 기술에 적용될 수 있기 때문에 그 중요성이 더해지고 있다.Currently, the tactile function of acquiring the information of the surrounding environment through contact, that is, the contact force, vibration, surface roughness, temperature change for thermal conductivity, etc., is recognized as the next generation information gathering medium, and biomimetic that can replace tactile sensation The type tactile sensor is used for various medical diagnosis and procedures such as microscopic surgery and cancer diagnosis in blood vessels, and its importance is increasing because it can be applied to important tactile presentation techniques in the virtual environment implementation technology in the future.

생체모방형 촉각센서는 이미 산업용 로봇의 손목에 사용되고 있는 6자 유도의 힘/토크 센서와 로봇의 그립퍼(gripper)용으로 접촉 압력 및 순간적인 미끄러짐을 감지할 수 있는 것이 개발된 바 있으나, 이는 감지부의 크기가 비교적큰 관계로 민감도가 낮은 문제점을 안고 있다.The biomimetic tactile sensor has been developed to detect contact pressure and instantaneous slippage for the six-way inductive force / torque sensor and gripper of the robot, which is already used on the wrist of an industrial robot. Due to the relatively large size of wealth, it has a low sensitivity.

그리고, 미소기전집적시스템(MEMS;micro electro mechanical systems) 제작기술을 이용하여 촉각센서의 개발 가능성을 보여준 바 있으나, 이들은 실리콘웨이퍼 등으로 센서를 개발하였기 때문에 유연성을 갖지 못하는 단점을 가지고 있다.In addition, although the development of a tactile sensor has been shown using micro electro mechanical systems (MEMS) manufacturing technology, they have a disadvantage in that they do not have flexibility because the sensor is developed using a silicon wafer or the like.

도 7은 종래 기술에 따른 촉각 센서의 일예를 나타낸 도면으로, 일본 동경대에서 2005년 Takao Someya그룹이 발표한 것이다.7 is a view showing an example of a tactile sensor according to the prior art, which was released by Takao Someya Group in 2005 at Tokyo University in Japan.

이 기술에 따르면 촉각 센서를 단일 필름을 이용하여 펀칭 공정으로 제작하여 유연성과 확장성을 일부 구현하였다.According to this technology, the tactile sensor is manufactured in a punching process using a single film to realize some flexibility and expandability.

그런데, 상기 펀칭 공정에 의해 제작된 촉각 센서는 유연성을 주기 위해 한 장의 필름을 펀칭하였기 때문에 유연성을 극대화하지 못하였다. 따라서 원기둥이나 곡률 반경이 큰 구형에는 적용할 수 있으나, 사람 피부와 같은 부드러움은 부족해 인간형 로봇의 손가락과 같은 기관이나 아주 작은 구형에는 적용하기에는 무리가 있다. However, the tactile sensor manufactured by the punching process did not maximize flexibility because a single film was punched to give flexibility. Therefore, it can be applied to a cylinder or a sphere with a large radius of curvature, but lacks softness such as human skin, so it is difficult to apply it to an organ such as a finger of a humanoid robot or a very small sphere.

도 8은 종래 기술에 따른 촉각 센서의 다른 예를 나타낸 도면으로, 프리스톤 대학의 Wagner 그룹에 의해 2005년 발표된 것이다.FIG. 8 shows another example of a tactile sensor according to the prior art, which was published in 2005 by the Wagner group of Preston University.

이 기술에 따르면, PDMS(polydimethylsiloxane, 500) 기판 상에 메탈 라인(510)을 형성하고 메탈 라인 사이에 고정형 셀(520)을 형성한다. According to this technique, a metal line 510 is formed on a PDMS substrate and a fixed cell 520 is formed between the metal lines.

그런데, 메탈 라인과 기판 상 사이에 박리가 일어나거나 약간의 변형에 의해 메탈 라인에 크랙이 발생하는 문제점이 있으며, 지속적인 접촉에 따라 마모되는 단점이 있었다. However, there is a problem that cracking occurs in the metal line due to peeling or slight deformation between the metal line and the substrate, and there is a disadvantage in that wear occurs due to continuous contact.

상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 휘어짐 및 복원력이 우수한 재질의 고분자 필름에 각각 다수의 신호 라인과 저항체를 형성하고, 고분자 필름의 신호 라인이 상호 수직하게 교차하도록 휘어짐 및 복원력이 우수한 상판과 하판을 본딩하여 각각의 저항체가 교차점에서 접촉되도록 함으로써, 유연성이 뛰어난 센서 모양을 형성하여 곡률을 갖는 물체에 부착이 가능하도록 하는 곡면 부착형 촉각 센서 및 그 제조 방법을 제공함에 있다. An object of the present invention for solving the problems according to the prior art is to form a plurality of signal lines and resistors in the polymer film of the material having excellent bending and restoring force, respectively, and the signal lines of the polymer film are bent so as to cross perpendicular to each other and The present invention provides a curved tactile sensor and a method of manufacturing the same, which bond each upper and lower plate with excellent restoring force to contact each resistor at an intersection, thereby forming a flexible sensor shape and allowing attachment to an object having curvature. .

또한, 본 발명은 상판 및 하판에 형성되는 다수의 신호 라인을 물결무늬 패턴으로 형성한 후 상판과 하판을 본딩함으로써, X방향, Y방향 및 대각선 방향의 모든 방향에 대하여 인장/압축 변형 능력을 증가시킴으로써 미세 곡률 반경을 가지는 물체에 적용이 가능하도록 하는 곡면 부착형 촉각 센서 및 그 제작 방법을 제공하기 위한 것이다. In addition, the present invention forms a plurality of signal lines formed in the upper plate and the lower plate in a wavy pattern, and then bonds the upper plate and the lower plate, thereby increasing the tensile / compressive deformation ability in all directions in the X, Y and diagonal directions. It is to provide a surface-mounted tactile sensor that can be applied to an object having a fine radius of curvature, and a manufacturing method thereof.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 곡면 부착형 촉각 센서는 하부 고분자층과, 상기 하부 고분자층 상부면에 구비되는 하부 고분자 필름층 및 하부 코팅층과, 상기 하부 코팅층 상부면에 제 1 방향으로 일정 간격 이격되어 배열되는 다수의 제 1 신호 라인과, 상기 제 1 신호 라인과 수직한 제 2 방향으로 일정 간격 이격되어 배열되는 다수의 제 2 신호 라인과, 상기 제 1 신호 라인과 제 2 신호라인의 교차점의 제 1 신호라인 상부에 구비되는 다수의 제 1 저항체와, 상기 제 1 저항체의 상부에 각각 구비되어 상기 제 1 저항체에 전기적으로 접속되는 다수의 제 2 저항체와, 상기 접속된 제 1 저항체와 제 2 저항체 다수를 상호 접촉시키도록 상기 제 2 신호라인 상부면에 순차로 적층된 상부 코팅층과 상부 고분자 필름층, 및 상기 상부 고분자 필름층 상부에 구비되는 상부 고분자층을 포함하여 구성된다. Curved type tactile sensor of the present invention for solving the above technical problem is a lower polymer layer, a lower polymer film layer and a lower coating layer provided on the upper surface of the lower polymer layer, and the lower surface of the coating layer in a first direction A plurality of first signal lines arranged at intervals apart from each other, a plurality of second signal lines arranged at regular intervals in a second direction perpendicular to the first signal lines, and the first signal lines and the second signal lines A plurality of first resistors provided on an upper portion of the first signal line at an intersection point, a plurality of second resistors respectively provided on an upper portion of the first resistor and electrically connected to the first resistors, and the connected first resistors; An upper coating layer and an upper polymer film layer sequentially stacked on an upper surface of the second signal line to contact a plurality of second resistors, and the upper polymer film layer It is configured to include an upper polymer layer that is provided on the unit.

여기서, 제 1 신호 라인과 제 2 신호 라인은 일자 형태이기 때문에 X방향과 Y방향의 인장/압축 변형은 쉽지 않고 대각선 방향으로의 유연성은 가능하다. 따라서 X방향과 Y방향뿐만 아니라 대각선 방향으로의 유연성이 증가하도록 구성하기 위해서는 각각 신호라인의 형태를 일자가 아닌 물결무늬 패턴으로 만드는 것이 바람직하다.Here, since the first signal line and the second signal line have a straight shape, tensile / compression deformation in the X direction and the Y direction is not easy, and flexibility in the diagonal direction is possible. Therefore, in order to increase the flexibility in the diagonal direction as well as the X direction and the Y direction, it is preferable to make the shape of the signal line as a wavy pattern instead of a date.

또한, 제 1 신호 라인과 제 2 신호 라인을 이루는 하부 고분자 필름층, 상부 고분자 필름층 대신 유연성과 복원력이 우수한 메탈 판(metal sheet)을 사용하면 제작공정을 단순화 시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, using a metal sheet having excellent flexibility and resilience instead of the lower polymer film layer and the upper polymer film layer forming the first signal line and the second signal line has an advantage of simplifying the manufacturing process.

또한, 제 1 저항체 및 제 2 저항체는 감압 잉크 또는 니크롬(N-Cr)합금 또는 카본 블랙 또는 탄소나노튜브 중 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다.In addition, the first resistor and the second resistor may be made of any one selected from a pressure-sensitive ink, a nichrome (N-Cr) alloy, carbon black, or carbon nanotubes.

또한, 본 발명의 일 양상에 따른 곡면 부착형 촉각 센서의 제조 방법은, 하 부 고분자 필름층 상에 하부 코팅층과 제 1 금속층을 차례로 형성하는 단계와, 상기 제 1 금속층과 하부 코팅층 및 하부 고분자 필름층을 가공하여 일정 간격 이격되는 다수의 제 1 신호 라인을 형성하는 단계와, 상기 제 1 신호 라인 상부에 매트릭스 배열되는 다수의 제 1 저항체를 형성하는 단계로 이루어지는 하부 패턴 형성 단계; 상부 고분자 필름층 상에 상부 코팅층과 제 2 금속층을 차례로 형성하는 단계와, 상기 제 2 금속층과 상부 코팅층 및 상부 고분자 필름층을 가공하여 일정 간격 이격되는 다수의 제 2 신호 라인을 형성하는 단계와, 상기 제 2 신호 라인 상부에 매트릭스 배열되는 다수의 제 2 저항체를 형성하는 단계로 이루어지는 상부 패턴을 형성 단계; 상기 하부 패턴을 하부 고분자층이 코팅된 하판 상에 본딩하는 단계와, 상기 상부 패턴을 상부 고분자층이 코팅된 상판 상에 본딩하는 단계와, 상기 제 1 신호 라인과 제 2 신호라인을 수직하게 상호 교차시켜 상기 제 1 저항체와 상기 제 2 저항체가 교차점에서 전기적으로 접속되도록 상기 하판의 상부에 상기 상판을 겹치고 큐어링을 통해 접착시키는 단계로 이루어지는 본딩 단계; 및 상기 하판과 상판을 제거하는 단계를 포함한다.In addition, the method for manufacturing the curved tactile sensor according to an aspect of the present invention comprises the steps of sequentially forming a lower coating layer and a first metal layer on the lower polymer film layer, the first metal layer and the lower coating layer and the lower polymer film Forming a plurality of first signal lines spaced apart from each other by processing a layer, and forming a plurality of first resistors arranged in a matrix on the first signal line; Sequentially forming an upper coating layer and a second metal layer on the upper polymer film layer, processing the second metal layer, the upper coating layer, and the upper polymer film layer to form a plurality of second signal lines spaced apart at regular intervals; Forming an upper pattern comprising forming a plurality of second resistors arranged in a matrix on the second signal line; Bonding the lower pattern on the lower plate coated with the lower polymer layer, bonding the upper pattern on the upper plate coated with the upper polymer layer, and vertically mutually connecting the first signal line and the second signal line Bonding the upper plate to the upper portion of the lower plate so as to be electrically connected at the intersection point by crossing the upper plate and bonding the upper plate to the upper plate; And removing the lower plate and the upper plate.

또, 본 발명의 다른 양상에 따른 곡면 부착형 촉각 센서의 제조 방법은, 하부 고분자 필름층 상에 하부 코팅층을 형성하고 상기 하부 코팅층과 상기 하부 고분자 필름층을 펀칭 공정을 통해 패터닝하는 단계와, 상기 하부 코팅층 상에 제 1 금속층을 증착하여 다수의 제 1 신호 라인을 형성하는 단계와, 상기 다수의 제 1 신호 라인 상부에 매트릭스 배열되는 다수의 제 1 저항체를 형성하는 단계로 이루어지는 하부 패턴 형성 단계; 상부 고분자 필름층 상에 상부 코팅층을 형성하고 상 기 상부 코팅층과 상기 상부 고분자 필름층을 펀칭 공정을 통해 패터닝하는 단계와, 상기 상부 코팅층 상에 제 2 금속층을 증착하여 다수의 제 2 신호 라인을 형성하는 단계와, 상기 제 2 신호 라인 상부에 매트릭스 배열되는 다수의 제 2 저항체를 형성하는 단계로 이루어지는 상부 패턴 형성 단계; 상기 하부 패턴을 하부 고분자층이 코팅된 하판 상에 본딩하는 단계와, 상기 상부 패턴을 상부 고분자층이 코팅된 상판 상에 본딩하는 단계와, 상기 제 1 신호 라인과 제 2 신호라인을 수직하게 상호 교차시켜 상기 제 1 저항체와 상기 제 2 저항체가 교차점에서 전기적으로 접속되도록 상기 하판의 상부에 상기 상판을 겹치고 큐어링을 통해 접착시키는 단계로 이루어지는 본딩 단계; 및 상기 하판과 상판을 제거하는 단계 포함한다.In addition, according to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a curved-attached tactile sensor, forming a lower coating layer on a lower polymer film layer, and patterning the lower coating layer and the lower polymer film layer through a punching process; Forming a plurality of first signal lines by depositing a first metal layer on the lower coating layer, and forming a plurality of first resistors arranged in a matrix on the plurality of first signal lines; Forming an upper coating layer on the upper polymer film layer, patterning the upper coating layer and the upper polymer film layer through a punching process, and depositing a second metal layer on the upper coating layer to form a plurality of second signal lines And forming a plurality of second resistors arranged in a matrix on the second signal line; Bonding the lower pattern on the lower plate coated with the lower polymer layer, bonding the upper pattern on the upper plate coated with the upper polymer layer, and vertically mutually connecting the first signal line and the second signal line Bonding the upper plate to the upper portion of the lower plate so as to be electrically connected at the intersection point by crossing the upper plate and bonding the upper plate to the upper plate; And removing the lower plate and the upper plate.

상기 본 발명의 다양한 양상에 따른 곡면 부착형 촉각 센서의 제조 방법에서, 상기 제 1 신호 라인과 제 2 신호 라인은 일자 형태이기 때문에 X방향과 Y방향의 인장/압축 변형은 쉽지 않고 대각선 방향으로의 유연성은 가능하다. 따라서 X방향과 Y방향뿐만 아니라 대각선 방향으로의 유연성이 증가하도록 구성하기 위해서는 각각 신호라인의 형태를 일자가 아닌 물결무늬 패턴으로 만드는 것이 바람직하다.In the method of manufacturing a curved-attached tactile sensor according to various aspects of the present invention, since the first signal line and the second signal line have a straight shape, tensile / compression deformation in the X and Y directions is not easy, Flexibility is possible. Therefore, in order to increase the flexibility in the diagonal direction as well as the X direction and the Y direction, it is preferable to make the shape of the signal line as a wavy pattern instead of a date.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 본 발명의 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하도록 한다. The invention will become more apparent through the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings. Hereinafter will be described in detail to enable those skilled in the art to easily understand and reproduce through embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 곡면 부착형 촉각 센서의 평면도이고, 도 2는 도 1의 곡면 부착형 촉각 센서의 단면도이다. 1 is a plan view of the curved-attached tactile sensor according to the first embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the curved-attached tactile sensor of FIG.

도 1을 참조하면, (가)는 하부패턴의 평면도, (나)는 상부패턴의 배면도, (다)는 하부패턴과 상부패턴의 결합 평면도로, 본 발명의 실시예에 따른 곡면 부착형 촉각 센서는 하부 패턴(1)과 상부 패턴(2)으로 이루어지는 것으로서, 하부 고분자층(11) 및 상부 고분자층(21)을 포함하여 이루어진다. Referring to FIG. 1, (a) is a plan view of a lower pattern, (b) is a rear view of an upper pattern, and (c) is a plan view of a combination of a lower pattern and an upper pattern, and the surface-attached touch type according to an embodiment of the present invention. The sensor consists of a lower pattern 1 and an upper pattern 2, and includes a lower polymer layer 11 and an upper polymer layer 21.

이때, 하부 고분자층(11) 및 상부 고분자층(21)은 복원력이 우수하며 휘어짐이 좋은 높은 유연성을 가지는 고분자로 예를 들어 PDMS, 실리콘, 폴리우레탄 등의 각종 고분자 재료를 이용할 수 있다. PDMS의 경우 마모에 취약하므로 내모마성과 복원력이 우수한 PU를 이용함이 바람직하다. 여기서, 하부 고분자층(11)에는 하부 고분자 필름층(12)과, 하부 코팅층(13), 하부 코팅층(13) 상부에 일정 간격 이격되어 배열되는 다수의 제 1 신호 라인(14), 및 제 1 신호 라인(14) 상에 매트릭스 배열되는 다수의 제 1 저항체(15)가 구비된다. In this case, the lower polymer layer 11 and the upper polymer layer 21 is a polymer having excellent resilience and good flexibility, such as PDMS, silicone, polyurethane, and the like. Since PDMS is vulnerable to abrasion, it is preferable to use PU having excellent abrasion resistance and resilience. Here, the lower polymer layer 11 includes a lower polymer film layer 12, a lower coating layer 13, a plurality of first signal lines 14 arranged on the lower coating layer 13 at regular intervals, and a first one. A plurality of first resistors 15 are arranged on the signal line 14 in a matrix.

또한, 상부 고분자층(21)에는 상부 고분자 필름층(22)과, 상부 코팅층(23)과, 상부 코팅층(23)의 하부에 일정 간격 이격되어 배열되는 다수의 제 2 신호 라인(24) 및 제 2 신호 라인(24) 하부에 매트릭스 배열되는 다수의 제 2 저항체(25)가 구비된다. In addition, the upper polymer layer 21 includes a plurality of second signal lines 24 and a second polymer film layer 22, an upper coating layer 23, and a plurality of second signal lines arranged at a predetermined interval below the upper coating layer 23. A plurality of second resistors 25 are arranged below the two signal lines 24 in a matrix.

이때, 하부 고분자 필름층(12) 및 상부 고분자 필름층(22)은 복원력이 우수하며 휘어짐이 좋은 높은 유연성을 가지는 고분자 필름 예를 들어 폴리이미드 필름, 폴리에스터 필름 등의 각종 필름 또는 Va-Cu와 같은 금속 시트를 이용할 수 있다. At this time, the lower polymer film layer 12 and the upper polymer film layer 22 are excellent in resilience and flexible polymer film having a high flexibility, such as, for example, various films such as polyimide film, polyester film or Va-Cu and The same metal sheet can be used.

또한, 제 1 저항체(15) 및 제 2 저항체(25)는 감압잉크 또는 니크롬(Ni-Cr) 또는 카본 블랙 또는 탄소 나노 튜브 중 선택된 어느 하나를 사용하되, 감압잉크를 사용하는 경우에는 스크린 인쇄법을 이용하여 감압잉크를 도포하여 형성하고, 니크롬을 이용하는 경우에는 니크롬을 이-빔 또는 스퍼터 장비를 이용하여 증착한 후 에칭을 통해 형성하는 것이 바람직하다.In addition, the first resistor 15 and the second resistor 25 may be any one selected from reduced pressure ink or nichrome (Ni-Cr), carbon black, or carbon nanotube, and in the case of using a reduced pressure ink, the screen printing method may be used. It is preferable to form by applying a reduced pressure ink using, and when using chromium, the chromium is deposited by using an e-beam or a sputtering equipment and then formed by etching.

이러한 구성에 의해, 여기서, 제 1 신호 라인(14)과 제 2 신호 라인(24)은 각 교차점에서 제 1 저항체(15)와 제 2 저항체(25)가 상호 전기적으로 접속되도록, 제 1 신호 라인(14)은 제 1 방향으로 배치되고, 제 2 신호 라인(24)은 제 1 신호 라인(14)에 대하여 수직한 제 2 방향으로 배치된다. With this configuration, the first signal line 14 and the second signal line 24 here are connected to the first signal line such that the first resistor 15 and the second resistor 25 are electrically connected to each other at each intersection. Reference numeral 14 is arranged in the first direction, and the second signal line 24 is arranged in the second direction perpendicular to the first signal line 14.

그리고, 하부 패턴과 상부 패턴의 사이 공간부는 큐어링된 하부 고분자층과 상부 고분자층이 충진되어 있어, 상호 고정될 뿐만 아니라 절연된다. In addition, the space between the lower pattern and the upper pattern is filled with the cured lower polymer layer and the upper polymer layer, and are not only fixed to each other but also insulated.

이러한 본 발명의 제 1 실시예에 따르면 유연성이 뛰어난 상,하부 고분자층의 상부에 각각 신호 라인과 저항체를 형성하고, 이를 상호 부착함으로써 X 방향 또는 Y 방향으로는 잡아당길 수는 없으나 대각선 방향으로의 유연성이 증가하여 대각선 방향으로 인장시킬 수 있다. According to the first embodiment of the present invention, the signal lines and the resistors are formed on the upper and lower polymer layers having excellent flexibility, respectively, and attached to each other, but cannot be pulled in the X direction or the Y direction, but in the diagonal direction. Increased flexibility allows for tension in the diagonal direction.

이에 따라, 1차원 곡률을 가지는 원기둥이나 곡률 반경이 큰 구형뿐만 아니라 다차원 곡률을 가지는 탁구공 크기 이하의 구형 물체에 부착이 가능하여 인간형 로봇의 손가락과 같은 기관이나 아주 작은 구형에 적용할 수 있다. Accordingly, it can be attached to a cylinder having a one-dimensional curvature or a sphere having a large radius of curvature, as well as a spherical object having a size less than or equal to a ping pong ball having a multi-dimensional curvature, and can be applied to an organ or a very small sphere such as a finger of a humanoid robot.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 곡면 부착형 촉각 센서의 평면도로, 본 발명의 제 1 실시예와 동일한 구성 요소에 대한 설명은 생략하도록 한다. FIG. 3 is a plan view of the curved tactile sensor according to the second embodiment of the present invention, and descriptions of the same components as those of the first embodiment of the present invention will be omitted.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 특징적인 양상에 따라 제 1 신호 라인(14)과 제 2 신호 라인(24)이 각각 물결무늬 패턴으로 이루어진다. Referring to FIG. 3, according to a characteristic aspect of the second exemplary embodiment of the present invention, the first signal line 14 and the second signal line 24 each have a wavy pattern.

여기서, 제 1 신호 라인(14)과 제 2 신호 라인(24) 뿐만 아니라 하부 고분자 필름층(12)과, 하부 코팅층(13), 상부 코팅층(23) 및 상부 고분자 필름층(22)은 각각의 신호 라인과 같이 물결무늬 패턴을 갖는다. Here, the lower polymer film layer 12, the lower coating layer 13, the upper coating layer 23, and the upper polymer film layer 22, as well as the first signal line 14 and the second signal line 24, may be formed respectively. It has a wavy pattern like signal lines.

이와 같이 본 발명의 제 2 실시예에 따른 곡면 부착형 촉각 센서에서 제 1 신호 라인 및 제 2 신호 라인은 물결무늬 패턴을 가지기 때문에, X축 방향과, Y축 방향 및 대각선 방향으로의 유연성이 증가하여 모든 방향으로의 인장이 가능해진다.As described above, since the first signal line and the second signal line have a wavy pattern in the curved tactile sensor according to the second embodiment of the present invention, flexibility in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the diagonal direction increases. This allows tension in all directions.

이에 따라, 곡률 반경이 아주 작은 다차원 곡률 물체에 적용이 가능해진다. This makes it possible to apply to multidimensional curvature objects having a very small radius of curvature.

아울러, 본 발명의 실시예들에 따르면 유연성이 뛰어난 고분자 필름층 상부에 전극을 형성하기 때문에 신호 라인 즉 메탈이 박리가 거의 발생하지 않는다. 이것은 메탈과 고분자 필름과의 접촉강도가 매우 우수하기 때문이다. 따라서 메탈과 고분자층을 직접적으로 결합한 기존 촉각센서에 비해 박리가 발생하지 않아 우수한 내구성을 보여 준다. In addition, according to the embodiments of the present invention, since the electrode is formed on the polymer film layer having excellent flexibility, the signal line, that is, the metal is hardly peeled off. This is because the contact strength between the metal and the polymer film is very excellent. Therefore, peeling does not occur compared to the existing tactile sensor which directly combines the metal and the polymer layer, thereby showing excellent durability.

본 발명의 실시예가 적용되는 접촉 저항 방식을 갖는 곡면 부착형 촉각 센서는 이미 공지된 기술이므로 이에 대한 구체적인 도면 및 구성 설명은 생략하도록 한다. Since the curved-attachment type tactile sensor having a contact resistance method to which the embodiment of the present invention is applied is already known, specific drawings and configuration description thereof will be omitted.

이하에서는 다양한 실시예를 통해 본 발명의 곡면 부착형 촉각 센서 제조 방법을 설명하도록 한다. Hereinafter, a method of manufacturing a curved-attached tactile sensor according to the present invention will be described through various embodiments.

도 4a 내지 도 4i는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 곡면 부착형 촉각 센서 제조 방법을 순차로 나타낸 단면도이다. 4A to 4I are cross-sectional views sequentially illustrating a method for manufacturing a curved tactile sensor according to a first embodiment of the present invention.

도 4a를 참조하면, 하부 고분자 필름층(110) 상에 필름 표면 거칠기를 줄이기 위하여 하부 코팅층(120)과 제 1 금속층(130)을 형성한다.Referring to FIG. 4A, the lower coating layer 120 and the first metal layer 130 are formed on the lower polymer film layer 110 to reduce the film surface roughness.

도 4b의 (가)에 도시된 단면도와 도 4b의 (나)에 도시된 평면도를 참조하면, 제 1 금속층(130)과 하부 코팅층(120) 및 하부 고분자 필름층(110)을 가공하여 일정 간격 이격되는 다수의 제 1 신호 라인(130')을 형성한다. Referring to the cross-sectional view shown in (a) of Figure 4b and the top view shown in (b) of Figure 4b, the first metal layer 130, the lower coating layer 120 and the lower polymer film layer 110 by processing a predetermined interval A plurality of first signal lines 130 'spaced apart from each other is formed.

이때, 제 1 신호 라인(130')은 단면에서는 나타나지 않으나 물결무늬 형태로도 가공할 수 있다.In this case, the first signal line 130 ′ may not be seen in a cross section but may be processed in a wavy pattern.

도 4c를 참조하면, 제 1 신호 라인(130') 상부에 매트릭스 배열되는 다수의 제 1 저항체(140)를 형성함으로써 하부 패턴(100)을 완성한다. Referring to FIG. 4C, the lower pattern 100 is completed by forming a plurality of first resistors 140 arranged in a matrix on the first signal line 130 ′.

여기서, 제 1 저항체(140)는 감압잉크 또는 니크롬(Ni-Cr) 또는 카본 블랙 또는 탄소 나노 튜브 중 선택된 어느 하나로 형성하되, 감압잉크를 사용하는 경우에는 스크린 인쇄법을 이용하여 감압잉크를 도포하여 형성하고, 니크롬을 이용하는 경우에는 니크롬을 이-빔(E-Beam) 또는 스퍼터 장비를 이용하여 증착한 후 에칭을 통해 형성하는 것이 바람직하다. Here, the first resistor 140 is formed of any one of pressure-sensitive ink or nichrome (Ni-Cr) or carbon black or carbon nanotubes, in the case of using a pressure-sensitive ink by applying a pressure-sensitive ink using a screen printing method In the case of forming and using nichrome, it is preferable to form nichrome after etching by using an E-Beam or a sputtering equipment.

도 4d를 참조하면, 상부 고분자 필름층(210) 상에 필름 표면 거칠기를 줄이기 위하여 코팅층(220)과 제 2 금속층(230)을 형성한다.Referring to FIG. 4D, the coating layer 220 and the second metal layer 230 are formed on the upper polymer film layer 210 to reduce the film surface roughness.

도 4e의 (가)에 도시된 단면도와 도 4e의 (나)에 도시된 평면도를 참조하면, 제 2 금속층(230)과 상부 고분자 필름층(220)을 가공하여 일정 간격 이격되는 다수의 제 2 신호 라인(230')을 형성한다. 이때, 제 2 신호 라인(230')은 단면도 상에는 나타나지 않으나 물결무늬 패턴으로 형성함이 바람직하다.Referring to the cross-sectional view shown in (a) of FIG. 4e and the top view shown in (b) of FIG. 4e, a plurality of second spaced apart by a predetermined interval by processing the second metal layer 230 and the upper polymer film layer 220 Signal line 230 'is formed. In this case, the second signal line 230 ′ is not shown on the cross-sectional view but is preferably formed in a wavy pattern.

도 4f를 참조하면, 제 2 신호 라인(230') 상부에 매트릭스 배열되는 다수의 제 2 저항체(240)를 형성함으로써 상부 패턴을 완성한다. Referring to FIG. 4F, the upper pattern is completed by forming a plurality of second resistors 240 arranged in a matrix on the second signal line 230 ′.

도 4g를 참조하면, 도 4c의 하부 패턴(100)을 하부 고분자층(160)이 코팅된 하판(150)상에 본딩하고, 도 4h를 참조하면 도 4f의 상부 패턴(200)을 상부 고분자층(260)이 코팅된 상판(250) 상에 본딩한다. Referring to FIG. 4G, the lower pattern 100 of FIG. 4C is bonded onto the lower plate 150 coated with the lower polymer layer 160, and referring to FIG. 4H, the upper pattern 200 of FIG. 4F is upper polymer layer. 260 is bonded onto the coated top plate 250.

도 4i를 참조하면, 제 1 신호 라인(130')과 제 2 신호라인(230')을 상호 교차시켜 상기 제 1 저항체(140)와 상기 제 2 저항체(240)가 교차점에서 전기적으로 접속되도록, 하부 고분자층(160)의 상부에 상부 고분자층(260)을 겹치고 큐어링을 통해 접착시킨다. 마지막으로 큐어링 후에 하판(150) 및 상판(250)을 제거하여 센서를 제작한다.Referring to FIG. 4I, the first resistor 140 and the second resistor 240 are electrically connected to each other by crossing the first signal line 130 ′ and the second signal line 230 ′. The upper polymer layer 260 overlaps the upper portion of the lower polymer layer 160 and adheres through curing. Finally, after curing, the lower plate 150 and the upper plate 250 are removed to manufacture a sensor.

이때, 하부 고분자층(160) 및 상부 고분자층(260)은 복원력이 우수하며 휘어짐이 좋은 높은 유연성을 가지는 고분자로 예를 들어 PDMS, 실리콘, 폴리우레탄 등의 각종 고분자 재료를 이용할 수 있다. PDMS의 경우 마모에 취약하므로 내모마성과 복원력이 우수한 PU를 이용함이 바람직하다.At this time, the lower polymer layer 160 and the upper polymer layer 260 is a polymer having excellent resilience and good flexibility, for example, various polymer materials such as PDMS, silicone, polyurethane, etc. may be used. Since PDMS is vulnerable to abrasion, it is preferable to use PU having excellent abrasion resistance and resilience.

이때, 하부 고분자 필름층(110) 및 상판 고분자 필름층(210)은 복원력이 우수하며 휘어짐이 좋은 높은 유연성을 가지는 고분자 필름 예를 들어 폴리이미드 필름, 폴리에스터 필름 등의 각종 필름 또는 Va-Cu와 같은 금속 시트를 이용할 수 있다.At this time, the lower polymer film layer 110 and the upper polymer film layer 210 is excellent in the resilience and has a high flexibility, such as a high-flex polymer film, such as polyimide film, polyester film and various films such as Va-Cu and The same metal sheet can be used.

도 5a 내지 도 5i는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 곡면 부착형 촉각 센서 제조 방법을 순차로 나타낸 공정 단면도이다. 5A to 5I are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a curved tactile sensor according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 5a를 참조하면, 하부 고분자 필름층(310) 상에 HD 4000과 같은 고분자 재료로 이루어지는 하부 코팅층(320)을 형성한다.Referring to FIG. 5A, a lower coating layer 320 made of a polymer material such as HD 4000 is formed on the lower polymer film layer 310.

도 5b를 참조하면, 하부 코팅층(320)과 하부 고분자 필름층(310)을 펀칭 공정을 통해 패터닝한다. Referring to FIG. 5B, the lower coating layer 320 and the lower polymer film layer 310 are patterned through a punching process.

도 5c를 참조하면, 패터닝된 하부 코팅층(320) 상에 제 1 금속층을 증착하여 다수의 제 1 신호 라인(330)을 형성하고, 순차로 다수의 제 1 신호 라인(330) 상부에 매트릭스 배열되는 다수의 제 1 저항체(340)를 형성하여 하부 패턴(300)을 완성한다.Referring to FIG. 5C, a plurality of first signal lines 330 are formed by depositing a first metal layer on the patterned lower coating layer 320, and the matrix is sequentially arranged on the plurality of first signal lines 330. A plurality of first resistors 340 are formed to complete the lower pattern 300.

도 5d를 참조하면, 상부 고분자 필름층(410) 상에 상부 코팅층(420)을 형성하고 상부 코팅층(420)과 상부 고분자 필름층(410)을 펀칭 공정을 통해 패터닝한다. Referring to FIG. 5D, an upper coating layer 420 is formed on the upper polymer film layer 410, and the upper coating layer 420 and the upper polymer film layer 410 are patterned through a punching process.

도 5e를 참조하면, 상부 코팅층(420) 상에 제 2 금속층을 증착하여 다수의 제 2 신호 라인(430)을 형성한다. Referring to FIG. 5E, a plurality of second signal lines 430 are formed by depositing a second metal layer on the upper coating layer 420.

도 5f를 참조하면, 제 2 신호 라인(430) 상부에 매트릭스 배열되는 다수의 제 2 저항체(440)를 형성하여 상부 패턴(400)을 완성한다.Referring to FIG. 5F, a plurality of second resistors 440 arranged in a matrix on the second signal line 430 is formed to complete the upper pattern 400.

도 5g를 참조하면, 하부 패턴(300)을 하부 고분자층(360)이 코팅된 하판(350) 상에 본딩하고, 도 5h를 참조하면 상부 패턴(400)을 상부 고분자층(460)이 코팅된 상판(450) 상에 본딩한다. Referring to FIG. 5G, the lower pattern 300 is bonded onto the lower plate 350 coated with the lower polymer layer 360. Referring to FIG. 5H, the upper pattern 400 is coated with the upper polymer layer 460. Bonding on top plate 450.

도 5i를 참조하면, 제 1 신호 라인(330)과 제 2 신호라인(430)을 수직하게 상호 교차시켜 제 1 저항체(340)와 제 2 저항체(440)가 교차점에서 전기적으로 접 속되도록 하부 고분자층(360)의 상부에 상기 상부 고분자층(460)을 겹치고 큐어링을 통해 접착시키는 본딩 공정을 진행한다. Referring to FIG. 5I, the lower polymer may cross the first signal line 330 and the second signal line 430 vertically so that the first resistor 340 and the second resistor 440 may be electrically connected at the intersection. The bonding process of overlapping the upper polymer layer 460 on the upper part of the layer 360 and bonding through curing is performed.

여기서, 단면도에서 나타나지는 않았으나 본 발명의 부가적인 양상에 따라 제 1 신호 라인과 제 2 신호 라인을 각각 물결무늬 패턴으로 형성하여 X축 방향과 Y축 방향 및 대각선 방향으로의 인장 능력을 향상시키는 것이 더욱 바람직하다. Here, although not shown in the cross-sectional view, according to an additional aspect of the present invention, forming the first signal line and the second signal line in a wavy pattern to improve the tensile ability in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the diagonal direction, respectively. More preferred.

도 6은 본 발명에 따른 유연성을 갖는 촉각센서 제작 공정 및 실시 예를 나타낸 사진이다.Figure 6 is a photograph showing a tactile sensor manufacturing process and an embodiment having flexibility according to the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따라 뛰어난 유연성을 가지는 고분자층 상부에 전극층이 형성된 하부 패턴 및 상부 패턴을 각각 본딩하고, 각 패턴에 형성된 신호 라인이 상호 수직하게 교차하도록 본딩하였다.Referring to FIG. 6, the lower pattern and the upper pattern in which the electrode layer is formed on the polymer layer having excellent flexibility according to the embodiments of the present invention are bonded to each other, and the signal lines formed in each pattern are bonded to each other perpendicularly.

이렇게 제조된 촉각 센서는 유연성이 뛰어나며 메탈로 이루어진 신호 라인의 박리가 거의 발생하지 않으므로, 사진에서와 같이 곡률 반경이 작은 구형에 적용이 가능해진다. The manufactured tactile sensor is excellent in flexibility and hardly causes delamination of a signal line made of metal, so that the tactile sensor can be applied to a sphere having a small radius of curvature as shown in the photograph.

상술한 바와 같이 본 발명은 휘어짐 및 복원력이 우수한 재질의 상,하판 고분자층에 각각 다수의 신호 라인과 저항체를 형성하고, 상판과 하판의 신호 라인이 상호 수직하게 교차하도록 상판과 하판을 본딩하여 각각의 저항체가 교차점에서 접촉되도록 함으로써, 유연성이 뛰어난 필름 사이에 신호 라인 및 저항체를 형성하여 곡률을 갖는 물체에 부착이 가능하도록 하는 이점이 있다. As described above, the present invention forms a plurality of signal lines and resistors in the upper and lower polymer layers of materials having excellent bending and restoring power, respectively, and bonds the upper and lower plates so that the upper and lower signal lines cross each other perpendicularly. By contacting the resistors at the intersection point, there is an advantage that can be attached to the object having a curvature by forming a signal line and a resistor between the flexible film.

또한, 본 발명은 상판 및 하판에 형성되는 다수의 신호 라인을 물결무늬 패 턴으로 형성한 후 상판과 하판 고분자층을 본딩함으로써, X방향, Y방향 및 대각선 방향의 모든 방향에 대하여 인장 능력을 증가시킴으로써 미세 곡률 반경을 가지는 물체에 적용이 가능하도록 하여 인간형 로봇의 손가락과 같은 기관이나 아주 작은 구형에 적용할 수 있는 이점이 있다. In addition, the present invention by forming a plurality of signal lines formed in the upper plate and the lower plate with a wavy pattern, and then bonding the upper plate and the lower polymer layer, thereby increasing the tensile capacity in all directions in the X direction, Y direction and diagonal direction By doing so, it is possible to apply to an object having a fine radius of curvature, so that it can be applied to an organ such as a humanoid robot or a very small sphere.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many different and obvious modifications are possible without departing from the scope of the invention from this description. Therefore, the scope of the invention should be construed by the claims described to include many such variations.

Claims (7)

하부 고분자층(11)과,The lower polymer layer 11, 상기 하부 고분자층(11) 상부면에 구비되는 하부 고분자 필름층(12) 및 하부 코팅층(13)과,A lower polymer film layer 12 and a lower coating layer 13 provided on an upper surface of the lower polymer layer 11, 상기 하부 코팅층(13) 상부면에 제 1 방향으로 일정 간격 이격되어 배열되는 다수의 제 1 신호 라인(14)과,A plurality of first signal lines 14 arranged on the upper surface of the lower coating layer 13 at regular intervals in a first direction; 상기 제 1 신호 라인(14)과 수직한 제 2 방향으로 일정 간격 이격되어 배열되는 다수의 제 2 신호 라인(24)과,A plurality of second signal lines 24 arranged at regular intervals in a second direction perpendicular to the first signal line 14; 상기 제 1 신호 라인(14)과 제 2 신호라인(24)의 교차점의 제 1 신호라인(14) 상부에 구비되는 다수의 제 1 저항체(15)와,A plurality of first resistors 15 provided on an upper portion of the first signal line 14 at the intersection of the first signal line 14 and the second signal line 24; 상기 제 1 저항체(15)의 상부에 각각 구비되어 상기 제 1 저항체(15)에 전기적으로 접속되는 다수의 제 2 저항체(25)와, A plurality of second resistors 25 respectively provided on the first resistors 15 and electrically connected to the first resistors 15; 상기 접속된 제 1 저항체(15)와 제 2 저항체(25) 다수를 상호 접촉시키도록 상기 제 2 신호라인(24) 상부면에 순차로 적층된 상부 코팅층(23)과 상부 고분자 필름층(22), 및The upper coating layer 23 and the upper polymer film layer 22 sequentially stacked on the upper surface of the second signal line 24 to contact the plurality of connected first and second resistors 15 and 25. , And 상기 상부 고분자 필름층(22) 상부에 구비되는 상부 고분자층(21)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 곡면 부착형 촉각 센서. Surface-mounted tactile sensor characterized in that it comprises an upper polymer layer (21) provided on the upper polymer film layer (22). 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 신호 라인(14)과 하부 코팅층(13)과 하부 고분자 필름층(12)과 제 2 신호 라인(23), 상부 코팅층(23) 및 상부 고분자 필름층(22)은 각각 물결무늬 패턴으로 이루어진 것을 특징으로 하는 곡면 부착형 촉각 센서.The first signal line 14, the lower coating layer 13, the lower polymer film layer 12, the second signal line 23, the upper coating layer 23, and the upper polymer film layer 22 each have a wavy pattern. Surface-mounted tactile sensor, characterized in that made. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 하부 고분자 필름층(12)과 상기 상부 고분자 필름층(22)은 폴리이미드 필름, 폴리에스터 필름 또는 금속 시트 중 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 곡면 부착형 촉각센서.The lower polymer film layer 12 and the upper polymer film layer 22 is a surface-attached tactile sensor, characterized in that made of any one selected from polyimide film, polyester film or metal sheet. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제 1 저항체(15) 및 제 2 저항체(25)는 감압 잉크 또는 니크롬(N-Cr) 또는 카본 블랙 또는 탄소나노튜브 중 선택된 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 곡면 부착형 촉각 센서. The first and second resistors (15) and 25 (25) is a surface-attached tactile sensor, characterized in that made of any one selected from the pressure-sensitive ink or nichrome (N-Cr), carbon black or carbon nanotubes. 촉각 센서의 제조 방법에 있어서,In the manufacturing method of the tactile sensor, 하부 고분자 필름층 상에 하부 코팅층과 제 1 금속층을 차례로 형성하는 단계와, Sequentially forming a lower coating layer and a first metal layer on the lower polymer film layer; 상기 제 1 금속층과 하부 코팅층 및 하부 고분자 필름층을 가공하여 일정 간격 이격되는 다수의 제 1 신호 라인을 형성하는 단계와, Forming a plurality of first signal lines spaced apart from each other by processing the first metal layer, the lower coating layer, and the lower polymer film layer; 상기 제 1 신호 라인 상부에 매트릭스 배열되는 다수의 제 1 저항체를 형성 하는 단계로 이루어지는 하부 패턴 형성 단계;A lower pattern forming step of forming a plurality of first resistors arranged in a matrix on the first signal line; 상부 고분자 필름층 상에 상부 코팅층과 제 2 금속층을 차례로 형성하는 단계와,Sequentially forming an upper coating layer and a second metal layer on the upper polymer film layer; 상기 제 2 금속층과 상부 코팅층 및 상부 고분자 필름층을 가공하여 일정 간격 이격되는 다수의 제 2 신호 라인을 형성하는 단계와,Processing the second metal layer, the upper coating layer, and the upper polymer film layer to form a plurality of second signal lines spaced apart at regular intervals; 상기 제 2 신호 라인 상부에 매트릭스 배열되는 다수의 제 2 저항체를 형성하는 단계로 이루어지는 상부 패턴 형성 단계; An upper pattern forming step of forming a plurality of second resistors arranged in a matrix on the second signal line; 상기 하부 패턴을 하부 고분자층이 코팅된 하판 상에 본딩하는 단계와,Bonding the lower pattern on a lower plate coated with a lower polymer layer; 상기 상부 패턴을 상부 고분자층이 코팅된 상판 상에 본딩하는 단계와, Bonding the upper pattern on the upper plate coated with the upper polymer layer; 상기 제 1 신호 라인과 제 2 신호라인을 수직하게 상호 교차시켜 상기 제 1 저항체와 상기 제 2 저항체가 교차점에서 전기적으로 접속되도록 상기 하판의 상부에 상기 상판을 겹치고 큐어링을 통해 접착시키는 단계로 이루어지는 본딩 단계; 및Vertically intersecting the first signal line and the second signal line so as to overlap the upper plate with an upper portion of the lower plate such that the first resistor and the second resistor are electrically connected at an intersection point, and bonding the upper plate to the upper surface of the lower plate. Bonding step; And 상기 하판과 상판을 제거하는 단계; Removing the lower plate and the upper plate; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면 부착형 촉각 센서 제조 방법. Surface-mounted tactile sensor manufacturing method comprising a. 촉각 센서의 제조 방법에 있어서,In the manufacturing method of the tactile sensor, 하부 고분자 필름층 상에 하부 코팅층을 형성하고 상기 하부 코팅층과 상기 하부 고분자 필름층을 펀칭 공정을 통해 패터닝하는 단계와,Forming a lower coating layer on the lower polymer film layer and patterning the lower coating layer and the lower polymer film layer through a punching process; 상기 하부 코팅층 상에 제 1 금속층을 증착하여 다수의 제 1 신호 라인을 형 성하는 단계와, Depositing a first metal layer on the lower coating layer to form a plurality of first signal lines; 상기 다수의 제 1 신호 라인 상부에 매트릭스 배열되는 다수의 제 1 저항체를 형성하는 단계로 이루어지는 하부 패턴 형성 단계;A lower pattern forming step of forming a plurality of first resistors arranged in a matrix on the plurality of first signal lines; 상부 고분자 필름층 상에 상부 코팅층을 형성하고 상기 상부 코팅층과 상기 상부 고분자 필름층을 펀칭 공정을 통해 패터닝하는 단계와, Forming an upper coating layer on the upper polymer film layer and patterning the upper coating layer and the upper polymer film layer through a punching process; 상기 상부 코팅층 상에 제 2 금속층을 증착하여 다수의 제 2 신호 라인을 형성하는 단계와,Depositing a second metal layer on the top coating layer to form a plurality of second signal lines; 상기 제 2 신호 라인 상부에 매트릭스 배열되는 다수의 제 2 저항체를 형성하는 단계로 이루어지는 상부 패턴 형성 단계;An upper pattern forming step of forming a plurality of second resistors arranged in a matrix on the second signal line; 상기 하부 패턴을 하부 고분자층이 코팅된 하판 상에 본딩하는 단계와,Bonding the lower pattern on a lower plate coated with a lower polymer layer; 상기 상부 패턴을 상부 고분자층이 코팅된 상판 상에 본딩하는 단계와, Bonding the upper pattern on the upper plate coated with the upper polymer layer; 상기 제 1 신호 라인과 제 2 신호라인을 수직하게 상호 교차시켜 상기 제 1 저항체와 상기 제 2 저항체가 교차점에서 전기적으로 접속되도록 상기 하판의 상부에 상기 상판을 겹치고 큐어링을 통해 접착시키는 단계로 이루어지는 본딩 단계; 및Vertically intersecting the first signal line and the second signal line so as to overlap the upper plate with an upper portion of the lower plate such that the first resistor and the second resistor are electrically connected at an intersection point, and bonding the upper plate to the upper surface of the lower plate. Bonding step; And 상기 하판과 상판을 제거하는 단계; Removing the lower plate and the upper plate; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 곡면 부착형 촉각 센서 제조 방법. Surface-mounted tactile sensor manufacturing method comprising a. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,The method according to claim 5 or 6, 상기 하부 고분자 필름층과, 하부 코팅층과, 제 1 신호 라인과, 제 2 신호 라인과, 상부 코팅층과, 하부 고분자 필름층은 물결무늬 패턴으로 형성하는 것을 특징으로 하는 곡면 부착형 촉각 센서 제조 방법. The lower polymer film layer, the lower coating layer, the first signal line, the second signal line, the upper coating layer, the lower polymer film layer is a curved tactile sensor manufacturing method characterized in that formed in a wavy pattern.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100980740B1 (en) * 2008-07-03 2010-09-07 한국과학기술원 The touch screen in which 3d signal processing is possible
KR100997108B1 (en) * 2008-05-19 2010-11-29 한국표준과학연구원 Tactile sensor and method for manufacturing thereof
KR101014263B1 (en) * 2008-09-04 2011-02-16 삼성전기주식회사 Tactile sensor
KR101222028B1 (en) * 2010-07-20 2013-01-14 한국표준과학연구원 Method for fabricating elastic tactile sensor
WO2013133514A1 (en) * 2012-03-09 2013-09-12 Korea Research Institute Of Standards And Science Apparatus for providing texture with highly integrated, highly integrated-performance actuator, actuator array, and apparatus for providing tactile feedback
KR101440326B1 (en) 2007-07-26 2014-09-15 니타 가부시키가이샤 Sensor sheet
KR101910712B1 (en) * 2016-11-24 2018-10-22 한국산업기술대학교산학협력단 Pressure sensor and method for manufacturing the same
KR102153937B1 (en) * 2020-02-04 2020-09-10 주식회사 폴리웍스 Amorphous stretchable strain sensor sheet

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100608927B1 (en) 2005-05-26 2006-08-08 한국과학기술원 Electrode layer for capacitor, method of manufacturing the electrode layer, unit sensor using the electrode layer and tactile sensor using the unit sensor
KR20070006409A (en) * 2005-07-08 2007-01-11 삼성전기주식회사 Flexible tactile sensor and fabrication method of the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100608927B1 (en) 2005-05-26 2006-08-08 한국과학기술원 Electrode layer for capacitor, method of manufacturing the electrode layer, unit sensor using the electrode layer and tactile sensor using the unit sensor
KR20070006409A (en) * 2005-07-08 2007-01-11 삼성전기주식회사 Flexible tactile sensor and fabrication method of the same

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101440326B1 (en) 2007-07-26 2014-09-15 니타 가부시키가이샤 Sensor sheet
KR100997108B1 (en) * 2008-05-19 2010-11-29 한국표준과학연구원 Tactile sensor and method for manufacturing thereof
KR100980740B1 (en) * 2008-07-03 2010-09-07 한국과학기술원 The touch screen in which 3d signal processing is possible
KR101014263B1 (en) * 2008-09-04 2011-02-16 삼성전기주식회사 Tactile sensor
US7926364B2 (en) 2008-09-04 2011-04-19 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Tactile sensor
KR101222028B1 (en) * 2010-07-20 2013-01-14 한국표준과학연구원 Method for fabricating elastic tactile sensor
WO2013133514A1 (en) * 2012-03-09 2013-09-12 Korea Research Institute Of Standards And Science Apparatus for providing texture with highly integrated, highly integrated-performance actuator, actuator array, and apparatus for providing tactile feedback
KR101910712B1 (en) * 2016-11-24 2018-10-22 한국산업기술대학교산학협력단 Pressure sensor and method for manufacturing the same
KR102153937B1 (en) * 2020-02-04 2020-09-10 주식회사 폴리웍스 Amorphous stretchable strain sensor sheet

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