WO2002065487A1

WO2002065487A1 - Element de resistance, capteur de contrainte et procede de fabrication correspondant

Info

Publication number: WO2002065487A1
Application number: PCT/JP2002/001250
Authority: WO
Inventors: Etsuo Ooba; Atsuomi Inukai; Fumiaki Karasawa; Hiroshi Yajima
Original assignee: K-Tech Devices Corp.
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2002-08-22
Also published as: US20060218779A1; US7262682B2; JPWO2002065487A1; US20050050959A1; EP1406271A1; US7151431B2; JP3462494B2

Description

明細書

抵抗素子、応力センサ及びそれらの製造法技術分野

本発明は抵抗素子に関し、またその適用分野としての、例えばパーソナルコンビュ —夕用ボインティングディバイスや、各種電子機器用多機能 · 多方向スィツチ等に用いることができる応力センサに関するものである。背景技術

絶縁基板面にポストが固着又は一体化され、当該ポストへの応力付与に起因する複数の抵抗素子への刺激による当該抵抗素子の抵抗値変化から前記応力の方向と大きさとを把握し得る応力センサについては、特開 2 0 0 0— 2 6 7 8 0 3号公報にその開示がある。ここで開示されている,歪ゲージである抵抗素子の形成は、当該抵抗素子の全ての構成要素をセラミヅク基板面上へスクリーン印刷することによる。

その構造は図 1 5に示すように、抵抗素子 2 2が、絶縁基板 2 0面中心を交点とする絶縁基板 2 0面に沿った直交する二直線上に、且つ当該交点から実質的に等距離位置に 4つ配され、絶縁基板 2 0面中心と底面輪郭が疋方形であるポスト 3 0の底面の中心とが実質的に一致するよう、且つポスト 3 0底面の輪郭の各辺が各々の抵抗素子 2 2と対向するよう固着されている。また基板端子部 2 4は絶縁基板 2 0の全周に亘り略一定間隔をもって端部に配されている。また抵抗素子 2 2 と接続される導体（電極）及び基板端子部 2 4は絶縁基板 2 0面にスクリーン印刷法により形成されているため、それらは絶縁基板 2 0面から一定（所定）の高さを有している。

近年、抵抗素子の全ての構成要素が、セラミック基板面上へスクリーン印刷することにより得られる形態の応力センサに加え、表面の導体層の一部を除去処理し、その残部として得られる導体を有する絶縁基板を用いた応力センサの開発が進められている。このような絶縁基板における導体は、スクリーン印刷技術等の厚膜技術に比ぺフアインパターン化が容易である上に、製造コストが低い利点を有しているためであるしかしながら、応力センサ用絶縁基板が、表面の導体層の一部を除去処理し、その残部として得られる'導体を有する絶縁基板であり、応力センサが当該導体 9の一部を電極とし、当該絶縁基板面上の一対の前記電極間に膜形成される抵抗体からなる抵抗素子を歪ゲージとしている場合、上記従来の技術にはない問題点がある。

その問題は、抵抗素子を構成する電極（導体）が従来はスクリーン印刷技術により形成されていたのに対し、当該導体は表面の導体層の一部を除去処理し、その残部として形成される違いに起因して発生する。

上記違いの概要を図 7に示す。図 7 ( a ) は、絶縁絶縁基板 3表面の導体層の一部を除去処理して得た導体（回路パターン電極 1 ) を電極とした抵抗素子 8の断面概要図である。また図 7 ( b ) は厚膜技術であるスクリーン印刷により得た導体（抵抗素子用電極（以下、厚膜電極と記す。））を用いた抵抗素子 8の断面概要図である。図 7 ( a ) の導体高さは、当初に絶縁基板 3面に配される銅などからなる導体層の厚みに略依存する。通常この厚みは 1 8〜 3 6 m程度である。更に絶縁基板 3がスル一ホール内導電物質をめつきにより形成し、それを介して絶縁基板 3両面の導体 9 同士を導通する、いわゆる両面基板については、当該めつきにより導体 9に更に導電物質が付着し、その高さを更に 4 0 ~ 7 0〃m程度にまで高くする場合もある。それに対し図 7 ( b ) の厚膜電極 1 3の厚みは、ある程度任意に設定可能であり、通常 1 0〃m程度に設定されている。

また回路パターン電極 1 と厚膜電極 1 3 との断面形状の相違について述べる。回路パターン電極 1はその断面形状が長方形に近似しており、回路パターン電極 1が絶縁基板 3面から略垂直な面を有していることが把握できる（図 7 ( a ) ) 。それに対し厚膜電極 1 3の断面形状は、絶縁基板 3面に対し斜め成分を主とする曲線からなり、厚膜電極 1 3が主として絶縁基板 3面に対しなだらかな面よりなることが把握できる (図 7 ( b ) ) 。

これら回路パターン電極 1 と厚膜電極 1 3との相違により、回路パターン電極 1を電極とした抵抗素子 8 (図 7 ( a ) ) は、厚膜電極 1 3を電極とした抵抗素子 8 (図 7 ( b ) ) に比べて抵抗値ばらつきが大きくなる。前者が抵抗体 2の形状を均一化するのが困難だからである。抵抗値ばらつきが大きいと所望の抵抗値にまで調整する、いわゆるトリミング工程の際に過剰に長いトリミング溝を形成することを余儀なくされる抵抗素子 8 と、トリミング溝を殆ど形成する必要の無い抵抗素子 8とが混在することとなる。抵抗値が同じであっても、このようにトリミング溝長さが極端に異なると、周囲環境、特に周囲温度による抵抗値安定性を得ることができない。つまり公称の抵抗値が同一であっても、抵抗値以外の緒特性のばらつきの大き抵抗素子 8を作製することとなる。また歪ゲージとしてトリミング溝を有する抵抗素子 8を用いる応力センサにあっては、トリミング溝 J¾辺の微細なクラックが長期間の使用により広がり、初期の抵抗値を維持できなくなる場合もある。

このように回路パターン電極 1を用いた場合が、厚膜電極 1 3を用いた場合に比して電極間にスクリーン印刷技術等の厚膜技術により厚膜形成される抵抗体 2の形状が安定しにくくなる理由は、 2つあると考えられる。

第 1の理由は、前述のように回路パターン電極 1高さが高いことである。スクリーン印刷法により抵抗体 2膜を形成する場合を例にとると、マスク（スクリーン）を通過して略一定量のペースト状抵抗体が一対の回路パターン電極 1間に配されることとなる。すると周囲温度やペースト温度、スクリーン印刷後にそれを焼成又は硬化させて抵抗体 2の形状が固定するまでの放置時間等の要因によって、固定された抵抗体 2 の形状が異なってくる。例えば周囲温度が高い等の理由で、ペースト粘度が低い場合には一対の回路パターン電極 1間の抵抗体 2上面が略平坦になり、比較的安定した形状となる。それに対しペーストが、粘度の高い状態で一対の回路パターン電極 1間に配されると、配された当初の形状をある程度保ちながら焼成 ·硬化により固化される。この傾向は、抵抗体ペーストが熱硬化性樹脂を含んでいると顕著になると考えられる。加熱'によってもペースト粘度の低下が起こりにくいと考えられるためである。ここで回路パターン電極 1高さが高いと、当該回路パターン 1周辺が抵抗ペースト粘度が高い場合のペーストの易流動領域となる。回路パターン電極 1頂面付近のペーストが、自重により高所から低所へと移動するためである。またスクリーン印刷法により抵抗体 2膜を形成する場合において、回路パターン電極 1高さが過剰に高いと、スキージによりペースト状抵抗体をマスク通過させる際に、該スキージが回路パターン電極 1にぶつかりやすくなる。すると該スキージはスムーズでない動きでペースト状抵抗体をマスク通過させることとなり、マスクを通過するペースト状抵抗体量をばらっかせ、更にはペースト状抵抗体を配する位置のずれを起こし、回路パターン電極 1間に膜形成される抵抗体 2の形状が安定しにくくなる現象に拍車をかける。

第 2の理由は、回路パターン電極 1が絶縁基板 3面から略垂直な面を有していることである。前記略垂直な面上に存在する抵抗体 2膜厚は、それを一定値に制御することが極めて困難である。その理由は前述したように、回路パターン電極 1頂面付近のペーストが自重により高所から低所に移動するに際し、前記略垂直な面に沿っての移動のされ方は、予想が困難だからである。この第 2の理由は前記略垂直な面を有するのみではなく、 1つ目の理由に付随することにより抵抗体 2の形状が安定しにくくなることとなる。つまり回路パターン電極 1高さが低い場合は、前述した回路パターン電極 1頂面付近のペーストが、自重により高所から低所へと移動する距離が短く、前記略垂直な面から垂直方向の抵抗体 2厚みの違いによる抵抗素子の抵抗値のばらつきは殆ど無視できるためである。

この第 2の理由は、スクリーン印刷等の厚膜技術による抵抗体 2膜形成に限らず、例えばスパッタリング等の薄膜技術による抵抗体 2膜形成による抵抗素子 8についてもあてはまる。例えば回路パターン電極 1高さが高く、旦っ略垂直な面を有している状態でスパッ夕リング操作をすると、その略垂直面に付着する抵抗体 2膜厚みを一定値に制御することは困難なためである。つまり薄膜技術による抵抗体 2膜形成においても抵抗体 2形状を一定にするのは困難で、抵抗値のばらつきが生じやすい。

このようなことから、本発明が解決しょうとする課題は、絶縁基板表面の導体層の一部を除去処理し、その残部として得られる導体の一部を電極とし、当該絶縁基板 3 面上の一対の前記電極間に膜形成される抵抗体を有する抵抗素子において、その抵抗値ばらつきを低減することである。また当該抵抗素子を用いた応力センサを提供することである。発明の開示

図 1を主に参照しながら、以下に本発明の第 1 a〜第 1 dの構成の応力センサについて述べる。上記課題を解決するため、本発明の第 1 aの構成の応力センサは、絶縁基板 3面にポスト 6が固着又は一体化され、当該ポスト 6への応力付与に起因する複数の抵抗素子 8への刺激による当該抵抗素子 8の抵抗値変化から前記応力の方向と大きさとを把握し得る応力センサであって、当該抵抗素子 8は、絶縁基板 3面に配された対となる抵抗素子用電極（回路パターン電極 1 ) 間にスクリーン印刷法により形成される _;抵抗体 2で構成され、当該抵抗素子用電極は、絶縁基板 3の一の端に配される基板端子部 5へ導体 9により接続され、当該抵抗素子用電極及び導体 9は、絶縁基,板 3面から所定高さを有しており、当該複数の抵抗素子 8全てについて、その付近の導体 9及び抵抗素子用電極の配置が、同一又は類似であることを特徴とする。

また上記課題を解決するため、本発明の応力センサの第 1 bの構成は、絶縁基板 3面にポスト 6が固着又は一体化され、当該ポスト 6への応力付与に起因する複数の抵抗素子 8への刺激による当該抵抗素子 8の抵抗値変化から前記応力の方向と大きさとを把握し得る応力センサであって、抵抗素子 8は、絶縁基板 3面に配された対となる抵抗素子用電極 (回路パターン電極 1 ) 間にスクリーン印刷法により形成される抵抗体 2で構成され、当該抵抗素子用電極は、絶縁基板 3の一の端に配される基板端子部 5へ導体 9により接続され、当該抵抗素子用電極及び導体 9若しくは印刷精度調整部材 7は、絶縁基板 3面から所定高さを有しており、当該複数の抵抗素子全てについて、それら付近の導体 9及び抵抗素子用電極若しくは印刷精度調整部材 7の配置が、同一又は類似であることを特徴とする。上記本発明の第 l a、 1 bの構成を備えることにより、つまり複数の抵抗素子全てについて、その付近の導体 9及び抵抗素子用電極（回路パターン電極 1 ) 若しくは印刷精度調整部材 7の配置が、同一又は類似であることにより、一つの応力センサを構成する絶縁基板 3全体の導体 9及び抵抗素子用電極若しくは印刷精度調整部材 7がバ 7ンス良く配置されることとなる。そのため、抵抗体 2をスクリーン印刷形成する際のスキージ動作や、抵抗体ペーストを絶縁基板 3面の一対の回路パターン電極 1間に吐出する際のスキージ形状を各抵抗体 2毎に均一化することができる。従って一つの応力センサ内での各抵抗体 2形状のばらつきを抑制することができ、本発明の課題を解決できる。尚、通常のスキージの材質はゴム系材料からなり、容易に且つ弾力的に形状変化する。またそれ故にペーストをスクリーン開口部を通過させることができるのである。

図 2 ( a ) はスクリーン印刷工程の様子を、スキージの移動方向と直交する側面方向から観察した側面図として示している。図 2 ( a ) と同時期を、スクリーンと絶縁基板 3との隙間から、且つ観察する角度を絶縁基板 3面に沿って 9 0 ° 回転させて観察したのが図 2 ( b ) である。図 2 ( b ) において、右側の一対の抵抗素子用電極である回路パターン電極 1と左側の一対の回路パターン電極 1とを比較すると、前者の周囲には導体 9や印刷精度調整部材 7が存在しないのに対し、後者の周囲にはそれらが存在している。従って前者の回路パターン電極 1間と、後者の回路パターン電極 1間とに抵抗体 2をスクリーン印刷形成する際のスキージ動作や、抵抗体ペーストを絶縁基板 3面に吐出する際のスキージ形状が異なってくるのは当然である。そこで上記本発明の第 1 a、 l bの構成を採用することにより、回路パターン電極 1周囲の導体 9や印刷精度調整部材 7の配置条件を均一化でき、前述した抵抗体 2をスクリーン印刷形成する際のスキージ動作や、抵抗体ペーストを絶縁基板 3面に吐出する際のスキージ形状を均一化することができるのである。

上記刺激とは、絶縁基板 3の撓みに起因する、絶縁基板 3に配された抵抗素子 8の伸張、収縮や、ポスト 6底面が絶縁基板 3を介さずにする抵抗素子 8の押圧、当該押圧解除等である。

一般的に応力センサは、上記抵抗値等の電気特性を検知、演算等する制御部があってはじめて応力センサとして機能する。しかし本明細書では、便宜上前記制御部を除いた部分について「応力センサ」と表現することとする。

また「ポスト 6が絶縁基板 3面に固着される」とは、ポスト 6と絶縁基板 3とがそれそれ別の部材であり、両者が接着剤等で固定される状態を言う。また「ポスト 6が絶縁基板 3面と一体化される」とは、ポスト 6と絶縁基板 3とが一体成形等で形成された状態を言う。後者の場合、本明細書中で「ポスト 6底面の輪郭」と表現する箇所があつたときは、前者の場合における「ポスト 6底面の輪郭」と対応する部分を指している。

上記抵抗素子用電極とは、抵抗体 2と接触する電子伝導性を有する物質であり、多くの場合導体 9の一部である。例えば回路パターン電極 1をいう。

上記所定高さは、スクリーン印刷法等で導体 9を厚膜形成した場合にあっては、数 m 〜十数/ z mとなる。また、スパヅタリング等で導体 9を薄膜形成した場合にあっては数十 n m程度となる。また、いわゆるサブストラクト法ゃアディティブ法等の通常の印刷回路板への導体 9形成技術を採用した場合にあっては数〜数十〃mとなる。また「所定」であるから、絶縁基板 3面に埋設されるような形態は除外される。ここで、通常この「所定」高さは、「一定」高さである。即ち一つの応力センサ内での導体等の高さに大きなばらつきがないことを意味する。 '

ここでいう「一定」は、実質的な一定を意味し、'厳密な一定を意味しない。例えばめつきによる付着量のばらつきは無視される。「一定」とすることの利点は、スクリーン印刷時のスキージ動作をよりスムーズにすることである。

また「一の端」の用語について、その表現から狭義に、絶縁基板 3を構成する一辺のみと解されるおそれが無いよう、図 6 ( a ) ~ ( g ) に絶縁基板 3の一の端に基板端子部 5 が配された構成の要部を例示している。即ち「一の端」は、絶縁基板 3全周縁のうちの比較的狭い領域を指している。

また上記「抵抗素子 8全てについて、その付近」とあるが、その付近とは、スクリーン印刷法による抵抗体 2形成により得られる抵抗体 2形状に大きな影響を与える領域である。スクリーン印刷による抵抗体 2形成の際に、'応力センサ特性への影響が無視できる程度の些細な抵抗体 2形状のばらつきを生じさせる領域はここでは含まれない。

また上記「類似」は、原則として応力センサ特性への影響が無視できる程度を基準に類否判断する。但し、合理的に対比すべき形状が近似していることを条件とする。例えば図 1に示す、 4つの抵抗素子 8の付近の回路パターン電極 1、又は印刷制度調整部材 7及び抵抗体 2の配置は全体として外観上類似している。

また上記印刷精度調整部材 7とは、導体 9及び抵抗素子用電極（回路パターン電極 1 ) 以外の部材であって、必要に応じて導体 9及び抵抗素子用電極に付加して、抵抗体 2をスクリーン印刷形成する際のスキージ動作や、抵抗体ペーストを絶縁基板 3面に吐出する際のスキージ形状を各抵抗体 2每に均一化するために絶縁基板 3面上に設ける部材である。その材質は導体、絶縁体であるを問わない。

また印刷精度調整部材 7は、導体 9及び抵抗素子用電極（回路パターン電極 1 ) と同時形成することが、それらの高さを略一定にできる点、及び製造の容易化の点で好ましい。例えばこれら.三者をスクリーン印刷により形成する場合は、一つの製版にこれら三者をパターニング（開口部形成） 'する。またいわゆるサブストラクト法によりこれら三者をパタ一二ングする際も同様に 1回のエッチング操作でこれら三者が得られるようにする。また上記課題を解決するため、本発明の応力センサの第 1 cの構成は、絶縁基板 3面にポスト 6が固着又は一体化され、当該ポスト 6への応力付与に起因する複数の抵抗素子への刺激による当該抵抗素子の抵抗値変化から前記応力の方向と大きさとを把握し得る応力センサであって、抵抗素子は、絶縁基板 3面に配された対となる抵抗素子用電極（回路パターン電極 1 ) 間にスクリーン印刷法により形成される抵抗体 2で構成され、当該抵抗素子用電極は、絶縁基板 3の一の端に配される基板端子部 5へ導体 9により接続され、当該抵抗素子用電極及び導体 9若しくは印刷精度調整部材 7は、絶縁基板 3面から所定高さを有しており、当該複数の抵抗素子全てについて、それら付近の導体 9及び抵抗素子用電極（回路パターン電極 1 ) 若しくは印刷精度調整部材 7の配置が、抵抗体 2周縁の三方以上を取り囲むようにされることを特徴とする。

上記本発明の第 1 cの構成が上記本発明の第 1 a、 1 bの構成と対比し特徴とする点は、後者が複数の抵抗素子全てについて、それら付近の導体 9及び抵抗素子用電極（回路パターン電極 1 ) 若しくは印刷精度調整部材 7の配置が、同一又は類似であるのに対し、前者が複数の抵抗素子 8全てについて、それらの付近の導体 9及び抵抗素子用電極（回路パターン電極 1 ) 若しくは印刷精度調整部材 7の配置が、抵抗体 2周縁の三方以上を取り囲むようにされる点である。他の点における用語の意味や各構成要素がもたらす作用等は共通している。また第 1 aや 1 bの構成と第 1 cの構成との併有を否定するものではないことは言うまでもない。例えぱ図 1に示す 4つの抵抗素子 8は第 1 aの構成と第 1 bの構成と第 1 cの構成とを併有している。上記「抵抗体 2周縁」とは、スクリーン印刷法による抵抗体 2形成により得られる抵抗体 2形状に大きな影響を与える抵抗体端部付近、及びそれよりも外側の領域である。これは凡そ図 1に示す抵抗体 2と接触する抵抗素子用電極（回路パターン電極 1 ) 又はそれよりも外側、導体 9や印刷精度調整部材 7における抵抗体 2と近接する部分の周辺等である。スクリーン印刷による抵抗体 2形成の際に、応力センサ特性への影響が無視できる程度の些細な抵抗体 2形状のばらつきを生じさせる領域はここでは含まれない

抵抗体 2をスクリーン印刷形成する際のスキージ動作や、抵抗体ペーストを絶縁基板 3 面に吐出する際のスキージ形状の各抵抗体 2毎の均一化は、第 1 cの構成の採用によって達成可能である。その理由は、抵抗体 2周縁の三方以上を導体 9及び抵抗素子用電極（回路パターン電極 1 ) 若しくは印刷精度調整部材 7で取り囲んでいるため、少なくとも抵抗体 2が印刷される近辺では導体 9及び抵抗素子用電極若しくは印刷精度調整部材 7とスキージとの、スクリーンを介した接点が、多くの場合連続して多数存在しており、当該接点がスキージ動作や、抵¾¾体ペーストを絶縁基板 3面に吐出する際のスキージ形状の各抵抗体 2毎の均一化に寄与するためである。

また上記課題を解決するため、本発明の応力センサの第 1 dの構成は、絶縁基板 3面にポスト 6が固着又は一体化され、当該ポスト 6への応力付与に起因する複数の抵抗素子 8への刺激による当該抵抗素子の抵抗値変化から前記応力の方向と大きさとを把握し得る応力センサであって、当該抵抗素子 8は、絶縁基板 3面に配された対となる抵抗素子用電極（回路パターン電極 1 ) 間にスクリーン印刷法により形成される抵抗体 2で構成され、当該回路パターン電極 1は、絶縁基板 3の一の端に配される基板端子部 5へ導体 9により接続され、当該回路パターン電極 1及び導体 9若しくは印刷精度調整部材 7は、絶縁基板 3面から所定高さを有しており、当該複数の抵抗素子全てを断続的又は連続的に取り囲むよう、回路パターン電極 1及び導体 9若しくは印刷精度調整部材 7が配されることを特徴とする。

上記本発明の第 1 dの構成が上記本発明の第 1 cの構成と対比し特徴とする点は、後者が複数の抵抗素子個々を取り囲む導体 9及び抵抗素子用電極（回路パターン電極 1 ) 若しくは印刷精度調整部材 7が存在するのに対し、前者は複数の抵抗素子をまとめて取り囲む導体 9及び抵抗素子用電極若しくは印刷精度調整部材 7が存在する点である。他の点における用語の意味や各構成要素がもたらす作用等は共通している。また第 1 aの構成及び Z 又は第 1 bの構成及び/又は第 1 cの構成と第 1 dの構成との併有を否定しないことは言うまでもない。むしろ両者の利点が加算されて、より好ましい。

これら第 1 a ~ 1 dの構成において、応力センサの構成部材として、絶縁基板 3面に金属箔を貼付し、その後当該金属箔の不要部分をエッチング処理し、抵抗素子用電極（回路パターン電極 1 ) 、導体 9又は印刷精度調整部材 7を得たものを用いることが好ましい。当該構成部材は、通常絶縁基板 3面にスクリーン印刷やスパッタリング等の厚膜 ·薄膜技術により抵抗素子用電極、導体 9又は印刷精度調整部材 7を形成した場合に比べ、前述のように抵抗素子用電極、導体 9又は印刷精度調整部材 7の絶縁基板 3面からの高さが高い。これは前記金属箔厚みに依存したり、スルーホール内壁への導電性物質形成のための無電解めつき工程により当該金属箔上に当該導電性物質が析出することによるためである。当該金属箔の厚みは現状 9 ~ 3 6 m程度であり、通常 1 8〃m程度のものが用いられている。これに前記無電解めつき工程が加わると、通常 3 0〜 5 0 mの回路パターン電極 1、導体 9又は印刷精度調整部材 7高さとなる。このように抵抗素子用電極、導体 9又は印刷精度調整部材 7の絶縁基板 3面からの高さが高いものについては、抵抗体 2をスクリ —ン印刷形成する際のスキージ動作や、抵抗体ペーストを絶縁基板 3面に吐出する際のスキ一ジ形状の各抵抗体 2毎の均一化が特に困難であり、本発明の適用が応力センサ特性向上に大きく寄与する。

この大きな寄与が得られるのは、概ね抵抗素子用電極（回路パターン電極 1 ) 、導体 9 又は印刷精度調整部材 7の絶縁基板 3面からの高さが 1 0〃m以上であり、また 2 0 m 以上の場合はより大きな寄与が得られ、 3 0 m以上となると更に大きな寄与が得られるまた上記課題を解決するため、本発明の応力センサの製造法は、絶縁基板 3面にポスト 6が固着又は一体化され、当該ポスト 6への応力付与に起因する複数の抵抗素子 8への刺激による当該抵抗素子 8の抵抗値変化から前記応力の方向と大きさとを把握し得る応力センサの製造法であって、当該抵抗素子用電極（回路パターン電極 1 ) が、絶縁基板 3の一の端に配される基板端子部 5へ導体 9により接続されるよう、回路パターン電極 1、基板端子部 5及び導体 9を形成する第 1の工程と、少なくとも当該回路パターン電極 1を被覆しないように絶縁膜を絶縁基板 3面に配する第 2の工程と、絶縁基板 3面に配された対となる回路パターン電極 1間にスクリーン印刷法により抵抗体 2を形成する第 3の工程を有し、前記第 1の工程、第 2の工程及び第 3の工程をこの順に実施することを特徴とする上記第 1の工程は、アルミナ等の絶縁基板 3面へ導体ペーストをスクリーン印刷すること、又はガラス繊維混入エポキシ樹脂の板状成形体面に銅箔を貼付し、導体 9として残したい部分以外をエッチング処理にて除去する、いわゆるサブストラクト法、又はいわゆるアディティブ法やめつき法等で必要部分に導体 9を析出形成する手法等にて実現される。上記第 2の工程は、後の第 3の工程におけるスクリーン印刷法による抵抗体 2形成の際のスキージ動作や、抵抗体ペーストを絶縁基板 3面に吐出する際のスキージ形状を各抵抗体 2毎に均一化させるため、抵抗素子用電極、基板端子部 5及び導体 9の絶縁基板 3面からの高さを調節する工程である。即ち、前述のように抵抗素子用電極、導体 9又は印刷精度調整部材 7の絶縁基板 3面からの高さが高い程、換言するとスクリーン印刷用スキージがスクリーンを介して当接する被印刷物面の凹凸差が大きい程、前述のスキージ動作等を均一化し難い。そこで当該凹凸差を小さくする、又は無くするために、絶縁基板 3面を嵩上げして抵抗素子用電極や導体 9高さに近づける、又は当該高さを超えて前記絶縁膜にて導体 9を覆うのである。

応力センサが、ポスト 6に付与された応力により絶縁基板 3を撓ませ、それに伴って抵抗素子 8が橈み、そのときの抵抗素子 8の抵抗値変化を感知するものである場合、前記絶 -縁膜は、当該絶縁基板 3よりも柔軟な材料であることが好ましい。絶縁膜が絶縁基板 3よりも剛性の高い材料であると、前記絶縁基板 3の橈みを阻害するおそれがあるためである。例えば絶縁基板 3材料がガラス繊維混入のエポキシ樹脂成形体である場合には、シリコーン樹脂ペーストを硬化させたもの等が好適に使用可能である。この場合にあっては、例えば当該ペーストをスクリーン印刷等で絶縁基板 3面及び当該絶縁基板 3面に配されている導体 9を覆うように配する。すると高所である導体 9上のペーストが、低所である絶縁基板 3面へ流れ、その後当該ペーストを加熱硬化することで絶縁膜が形成され、，前記凹凸差を小さくする又は無くすることができる。このとき、抵抗素子用電極（回路パターン電極 1 ) 表面には前記ぺ一ストが配されないように留意する。その理由は、後の工程で形成される抵抗体 2との電気接続を妨げる物質を存在させないようにするためである。ここで言う抵抗素子用電極表面とは、当該電極頂面及び/又は側面である。従って当該電極頂面が露出していれば抵抗体 2が配される電極間に絶縁膜が配されていても良い場合があることは言うまでもない。

ここで回路パターン電極 1表面に前記ペーストを'配しないための手段は、例えば、当該ペーストと回路パターン電極 1との接触を妨げるためのマスキング処理、当該ペースト硬化後のマスク除去である。また、一旦回路パターン電極 1表面に当該ペーストを被着硬化した後、当該回路パターン電極 1表面を研削処理して、ペーストを除去する等である。上記課題を解决する本発明の抵抗素子 8の第 1の構成は、表面の導体層の一部を除去処理し、その残部として得られるか、若しくはアディティブ法により得られる絶縁基板 3面上の導体 9の一部を電極（回路パターン電極 1 ) とし、絶縁基板 3面上の一対の回路パターン電極 1間に膜形成される抵抗体 2を有するものであって、前記一対の電極間距離（L ) と電極高さ（h ) の比 L / hが 3 0以上であることを特徴とする

.図 9に上記電極間距離（L ) 及び上記電極高さ（h ) の寸法測定位置を示した。比 L / hを 3 0以上とするための手段としては、電極高さ（h ) を低くする手段や電極間距離（L ) を長くする手段がある。またこれら手段の併用の手段があることは言うまでもない。

電極高さ（h ) を低くする手段により、上記した第 1の理由及び第 2の理由に起因する、抵抗素子 8の抵抗値ばらつきを低減することができる。また当該手段により、比 L Z hを 3 0以上とすることで、表面の導体層の一部を除去処理し、その残部として得られるか、若しくはアディティブ法により得られる導体 9の一部を電極（回路パターン電極 1 ) とし、絶縁基板 3面上の一対の前記電極間に膜形成される抵抗体 2を有する抵抗素子 8であっても、その抵抗値ばらつきを低減することができる。ここで電極高さ（h) を低くする場合において、絶縁基板 3面と回路パターン電極 1頂面とが同一平面上にある構成や、絶縁基板 3面よりも低い位置に回路パターン電極 1頂面がある構成にあっては、 hの値が 0以下となり、比 L/hが 3 0以上とならなくなる。しかしながらこの場合にあっても上記第 1の構成及び第 2の構成と同等の効果が得られるため、本発明においては hの値が 0以下の場合も前記本発明の構成に含まれることとする。

また電極間距離（L) を長くする手段により、比 L/hを 3 0以上とすることで、上記した第 1の理由及び第 2の理由に起因する、回路パターン電極 1付近における抵抗体 2形状のばらつきが生じた場合であっても、抵抗値のばらつきが無視できる程度とすることができる。つまり、一対の回路パターン電極 1間にある抵抗体 2において、回路パターン電極 1表面から沖合いにある、比較的形状に再現性のある抵抗体 2存在比を高めることによって、抵抗素子 8の抵抗値ばらつきを低減するのである。換言すれば抵抗値を決定する要因の中の、不安定な要因（回路パターン電極 1近辺の抵抗体 2 ) と安定な要因（回路パターン電極 1表面から沖合いにある、比較的形状に再現性のある抵抗体 2) との比において、安定な要因比を増加させることによって、抵抗素子 8の抵抗値ばらっきを抑えるのである。

本発明の第 1の構成の抵抗素子 8において、比 L / hを 3 0以上とする技術的意味は、実験結果による。比 L/hを約 24とした場合には、抵抗素子 8の抵抗値ばらつきが土 1 7 %の範囲（n= 30) だった。そこで比 LZhを約 3 0とした場合には、抵抗素子 8の抵抗値ばらつきが ± 9 %の範囲（n== 3 0) となり、その後比 L/hを約 40、約 45、約 5 0、約 5 5、約 6 0とすると、僅かながら抵抗値ばらつきが順に小さくなつていくが、概ね比 L/hを約 3 0とした場合と大きく差が広がらなかつた。これが「比 L/hを 3 0以上」を誘導した過程 ·理由である。

上述した課題を解決するための本発明の第 1の構成の抵抗素子の製造法は、絶縁基板 3面上の導体 9を得る第 4の工程と、当該導体 9の一部又は全部の高さを能動的に調整する第 5の工程と、前記導体 9の一部を電極とし、絶縁基板 3面上の一対の前記電極間に抵抗体 2を膜形成する第 6の工程とを有し、これら第 4〜6の工程をこの番号順に実施し、当該第 5の工程において前記一対の電極間距離（L ) と導体 9高さ（ h ) の比 L / hを 3 0以上とするか、又は前記 hの値を 0以下とすることを特徴とする。

上記第 4の工程は、前述したよう 'に絶縁基板 3表面の導体 9層を除去処理するか、若しくはアディティブ法により絶縁基板 3面上の導体 9層を得る工程等である。

上記第 5の工程は、例えば絶縁基板 3面のプレス工程による。これは一旦高く形成した回路パターン電極 1を絶縁基板 3内にめり込ませるか、回路パターン電極 1 自体を変形させて結果的に電極高さ（h ) を低くなるよう調整し、比 L / hを 3 0以上とする工程である。ここでのプレス工程は、口一ラープレスや、窪みの無い平板をダイとして用いる圧下によるプレス等での絶縁基板 3面全体のプレス工程、又は回路パ夕ーン電極 1に相当する部分のみのプレス工程等が含まれる。

また上記第 5の工程は、例えば絶縁基板' 3面の研削又は酸処理工程としてもよい。この工程は紙やすり等での機械的な研削や、絶縁基板 3を酸性溶液に浸漬して金属を溶解し、結果的に回路パターン電極 1高さ（h ) を低くなるよう調整し、比 L / hを 3 0以上とする工程である。この場合において、スルーホール内導電物質を介して絶縁基板 3両面の導体 9パターンが導通する部分を有する形態の絶縁基板 3を用いる際には、該スルーホール内導電物質が過剰に溶解しないよう、スルーホール部をマスキングして酸性溶液に接しないようにすることが好ましい。

上記本発明の抵抗素子 8の第 1の構成において、スルーホール内導電物質を介して絶縁基板 3両面の回路パターンが導通する部分を有し、絶縁基板 3面の導体 9の一部を回路パターン電極 1 とし、絶縁基板 3面上の一対の前記電極間に膜形成される抵抗体 2を有する場合、特に電極高さ（h ) が高くなるおそれがあり、本発明の適用は好ましい。前記電極高さ（h ) が高くなるおそれがある理由は、いわゆる両面配線基板製造過程では、絶縁基板 3のスルーホール内壁に導電層を形成して両面の配線を導通させるために、無電解めつき工程を有し、その際に回路パターン電極 1 となる部分にも無電解めつき層が形成されるためである。

このようにめつき工程を含む場合の上記第 5の工程は、絶縁基板 3面上の一対の電極を被覆した上での絶縁基板 3スルーホール内へのめっき処理工程としてもよい。そして電極高さ（h ) を低く維持するよう調整し、比 L / hを 3 0以上とする。

本発明において、これら例示した第 5の工程を 2以上組合せてもよいことは言うまでもない。 '

また本発明の応力センサの第 2の構成は、上述した全ての本発明の第 1の構成の抵抗素子 8を構成する絶縁基板 3のどちらか一方の面にボスト 6が固着又は一体化され、ポスト 6への応力付与に起因する抵抗素子 8の抵抗値変化により前記応力の方向と大きさとを把握することを特徴とする。

上記応力センサは、例えば図 1や図 8に示すように、抵抗素子 8を構成する絶縁基板 3面のセンサ有効領域の中心を交点とする、絶縁基板 3面に沿った直交する二直線上、且つ当該交点から実質的に等距離位置に抵抗素子 8が配され、ポスト 6が絶縁基板 3面中心とポスト 6底面の中心とが実質的に一致するよう絶縁基板 3面に固着又は一体化され、ポスト 6への応力付与に起因する抵抗素子 8の伸張、収縮又は圧縮による抵抗値変化から前記応力の方向と強さとを把握するものである。

図 8に基いて更に本発明の応力センサの構成一例を説明する。絶縁基板 3は、例えばガラス繊維が混入されたエポキシ樹脂の板からなる。絶縁基板 3下面には四対の回路パターン電極 1が設けられ、それぞれの電極間には抵抗体 2が配されており、これらにより抵抗素子 8が構成される。抵抗素子 8は、絶縁基板 3面中心を交点とする、絶縁基板 3面に沿った直交する二直線上、且つ当該交点から実質的に等距。離位置に配される。絶縁基板 3上面には底面外形が略正方形のポスト 6が接着剤等で固着されている。このときポスト 6底面の中心と前記絶縁基板 3面中心とが実質的に一致するようにする。

また絶縁基板 3には L字状の穴 1 0力 L字の曲がり角部が絶縁基板 3中心に向かうように設けられている。この穴 1 0は、ポスト 6へ付与された応力により絶縁基板 3を撓み易くする役割、及び当該応力を各々の抵抗素子 8に効率良く伝達する役割を有している。即ち穴 1 0が無い状態でポスト 6に応力を任意方向に付与すると、絶縁基板 3の橈み量が十分でない場合がある上に、当該任意方向に付与された応力がその方向とは無関係な抵抗素子 8にまで伝播するそれがあるため、穴 1 0が形成されているのが好ましい。

また各々の抵抗素子 8 と直列接続されるトリマブルチップ抵抗器 1 1が絶縁基板 3 上面に配されている。絶縁基板 3下面の抵抗素子 8と絶縁基板 3上面のトリマプルチヅプ抵抗器 1 1 とは、図示しない絶縁基板 3スルーホール（バイァホール）を通じて電気接続される。トリマブルチップ抵抗器 1 1は、各々の抵抗素子 8の抵抗値を一定範囲に調整するのが困難な場合、トリマブルチップ抵抗器 1 1をレ一ザトリマ等でトリミングして、抵抗素子 8とトリマブルチップ抵抗器 1 1 との抵抗値の和を一定範囲に調整して用いる際に要する。その際の抵抗素子 8とトリマブルチップ抵抗器 1 1 との電気接続状態は、例えば図 4に示すようにする。応力センサからの電気信号は端子 1 0を介して出力される。

支持用穴 1 2は応力センサを電子機器等の筐体に固定する際に、その固定用として用いられる。その固定状態では穴 1 0の外側の絶縁基板 3周縁部は、ポスト 6に応力を付与した場合でも殆ど変形しない非変形部となり、六 1 0の内側はポスト 6に応力を付与すると変形し、抵抗素子 8を伸張、収縮させる変形部となる。トリマブルチップ抵抗器 1 1は、その絶縁基板 3の変形の影響を受けて抵抗値変化しないよう、前記非変形部に配するのが好ましい。 ■ 第 2の構成の応力センサに用いた用語の意味は第 1 a〜 1 dの構成の応力センサと共通している。また第 1 a〜第 1 dの構成と第 2の構成の併有を否定しないことは言うまでもない。むしろこれらの構成の利点が加算され、より好ましい。

図 8に示す構成において、特に穴 1 0、支持用穴 1 2、トリマブルチップ抵抗器 1 1は第 2の構成の応力センサにとって任意的構成要件（必須要件でない）である。'仮にこれらを構成要件に含めるとしても、穴 1 0の形状は L字状に限定されないし、支持用六 1 2の配置は外形が四角形の絶縁基板 3の四隅に限定されない。穴 1 0形状は、例えば円形、四角形、丸みを帯びた四角形等、応力センサの設計上の制限事項、求められる機能、用途等に応じて適宜変更可能である。また支持用穴 1 2は、図 8における四角形の絶縁基板 3端部の各辺の中間付近に配する等が可能である。図 1又は図 8に示す構成において、ポスト 6底面と抵抗素子 8の一部又は全域が、絶縁基板 3を介さずに重なった状態にある構成としてもよい。この場合ポスト 6 と抵抗素子 8とが同一絶縁基板 3面上に配される。この構成は、抵抗素子 8の感度を高めることができる利点を有している。その理由はポスト 6に与えられた応力が絶縁基板 3を介さずにポスト 6底面により略直接抵抗素子 2を刺激するためである。その刺激の結果、抵抗素子 8の抵抗体 2部分が圧縮され、特性値である抵抗値が大きく変化することとなる。前記刺激を解くと、一旦圧縮された抵抗体部分が伸張し、抵抗値が元に戻る。

このように同一絶縁基板 3面上に抵抗素子 8が配され且つポスト 6が固着される構成の更なる利点は、絶縁基板 3の一方の面への搭載の操作のみにより本発明の応力センサが製造可能となることである。前記搭載操作とは、抵抗体 2を配する操作や、ポスト 6の絶縁基板 3面への接着剤等を用いた固着操作等である。絶縁基板 3両面に搭載する場合、一方の絶縁基板 3面へ搭載する際に他方の絶縁基板 3面を載置する場所の清浄さ、柔らかさ等、厳しい条件が課される。その点同一絶縁基板 3面に搭載するのであれば、そのような厳しい条件は課されない。更なる利点は、抵抗素子 8とポスト 6 との位置合わせ作業が容易となることである。抵抗素子 8とポスト 6 との位置関係は、応力センサの性能を左右する重要な要因である。

例,えば図 8において、ポスト 6位置が抵抗素子 8位置に対して大きくずれてしまうと、ポスト 6へ付与された応力による各抵抗素子 8への伝わり方が異なる結果となる。絶縁基板 3にポスト 6 と抵抗素子 8とを別々の面に搭載する場合、一方の絶縁基板 3面を目視していれば、'他方の絶縁基板 3面を見ることができない。このためポスト 6と抵抗素子 8との相対的な位置関係を把握することは困難で、それらの位置ずれが起こりやすかつた。その点同一絶縁基板 3面に搭載するのであれば、ポスト 6 と抵抗素子 8 との相対的な位置関係を把握することは非常に容易なため、前記位啬ずれは起こりにくい。また一旦位置ずれを起こしたものを除去する際の目視チェックも容易となる。

また上記図 1又は図 8に示した構成において、少なくとも抵抗素子 8を覆う保護膜を有することが好ましい。当該保護層は、絶縁基板 3よりも柔軟な材料等であり。そのような材料としてはシリコーン系樹脂材料、ゴム系材料などがある。当該柔軟な材料は、絶縁基板 3の撓みに追随する抵抗素子 8の繰返しの橈み（伸張、収縮）に起因する、絶縁基板 3 と抵抗素子 8との密着性低下を抑制する効果がある。

また上記図 1や図 8に示した構成において、ポスト 6の材質は、金属、セラミック、樹脂又は繊維強化樹脂からなるものから選択できる。鉄や高炭素鋼等の金属やセラ 'ミックをポスト 6の材質とする場合の利点は、それらの剛性から、与えられた応力を正確に抵抗素子 8に伝達できることである。また樹脂又は繊維強化樹脂をポスト 6の材質とする場合の 1の利点は、その製造に際し、エネルギー消費が少ないことが挙げられる。例えば樹脂又は繊維強化樹脂を成形 ·硬化させる温度は、セラミックの焼結温度や金属の铸造温度に比して非常に低い。第 2の利点はセラックゃ金属に比して成形性に優れることである。例えば複雑な形状のポスト 6を製造する際には、セラミックの成形 ·焼結工程、金属の錶造工程を経るとヒビが入るおそれがある。この原因は冷却の際に、非常に高い温度から常温まで.の温度変化に伴う体積収縮に剛体が追随しにくいことにある。それに対し樹脂又は繊維強化樹脂を用いる場合は、樹脂の溶融温度が前記焼結温度ゃ銪造温度に比して非常に低い上に、樹脂の剛性が金属やセラミックに比して低いため、そのようなおそれは殆ど無いと言える。

このポスト 6は、本発明の応力センサをパーソナルコンピュータ用ポィンティングディバイスや、携帯電話等の各種電子機器、特に小型携帯電子機器の多機能多方向スイッチ等に適用する際に用いられ得る。ここで前記多機能多方向スィッチとして本発明の応力センサを用いる場合は、操作する者が触感でどの方向に応力を付与するべきかを認識可能とするために、ポスト 6側面の断面形状を多角形とし、ポスト 6側面における各平面に対し垂直に応力を付与することによって各命令を電子機器に送信させることができるようにするのが好ましい。このような断面多角形とする場合のポスト 6形状の複雑さ等を考慮した場合、前述したようにポスト 6は樹脂又は繊維強化樹脂からなることが好ましい。

また樹脂を用いる場合の材料としては、ポリビニルテレフ夕レート（P V T ) や、ポリブチレンテレフタレート（P B T ) が、特に好適に使用できる。この P V T、 P B Tは、樹脂系材料の中では特に剛性に優れるため、付与された応力を比較的正確に伝達できる利点がある。また耐熱性も良好であることから、使用環境が常温よりも多少高温である場合であっても、前記剛性を維持し得る利点を有している。

また上記図 1や図 8に示した構成において、絶縁基板 3の材質は樹脂系材料を主成分とするもの、非導電性材料で表面を被覆した金属、又はセラミック等から選択できる。前記樹脂系材料を主成分とするものとしては、例えばフエノール樹脂単体や、ガラス繊維混入エポキシ樹脂成形体等の繊維強化樹脂等がある。前記非導電性材料で表面を被覆した金属としては、鉄やアルミニゥム板にポリェチレン樹脂をコーティングしたもの等である。前記セラミックとしては、アルミナ等がある。絶縁基板 3は、ある程度橈むことのできる柔軟性及び多数回の撓みに対して、応力を除いたときにその形状を復元することができる剛性及び弾力性とを併せ持つ必要があり、これら例示した材料はいずれもそれらを満足し得る。

第 2の構成の応力センサが、本発明の第 1の構成の抵抗素子 8を構成要件とする理由を説明する。本発明の応力センサは、ポスト 6への応力付与に起因する抵抗素子 8 の抵抗値変化により前記応力の方向と大きさとを把握する。従って、各抵抗素子 8の形成状態に大きな違いがあると、応力センサの出力特性のバランスや安定性に問題を生ずる。例えば各抵抗素子 8が直接トリミングされるものである場合、形成されるトリミング溝長さに大きな違いがあると、その溝長さが長いもの程感度が高くなる。また感度が高い抵抗素子 8は、長期間に亘る使用により初期の抵抗値からのずれを生じやすい。これらのことから各抵抗素子 8のトリミング溝形成前の抵抗値ばらつきを極力小さくし、トリミング溝長さを均一にできる方が好ましい。従って本発明の抵抗素子 8のように、形成当初から抵抗値ばらつきの小さいものを構成要件とするのは、大きな利点である。同様の理由から、第 2の構成と第 1 a ~ 1 dのいずれかの構成とを併有する応力センサは更に好ましい構成である。

また各抵抗素子 8が直接トリミングされず、上記のようにトリマプルチップ抵抗器 1 1をトリミングすることにより間接的に抵抗値調整された応力センサであっても、そのトリマブルチップ抵抗器 1 1のトリミング溝長さのばらつきが大きい場合には、周囲環境によっては応力センサの出力特性のバランスや安定性に問題を生ずる。例えばトリマプルチヅプ抵抗器 1 1のトリミング溝長さが長いものは、周西温度によって抵抗値が変化しやすい。従ってトリマブルチップ抵抗器 1 1を用いて抵抗値調整する場合であっても本発明の抵抗素子 8のように、形成当初から抵抗値ばらつきの小さいものを構成要件とするのは、大きな利点である。

また後者の場合は、各抵抗素子 8の抵抗値ばらつきが直接に出力（感度）のばらつきとなる。具体例を、図 8に示す一つの応力センサに 4つの抵抗素子 8がある場合について述べる。一つの抵抗素子 Aの抵抗値を Rとし、別の抵抗素子 Bの抵抗値を抵抗素子 Aの半分の R Z 2 と仮定する。絶縁基板 3を、抵抗素子 A、抵抗素子 Bを同量撓ませるよう撓ませた場合、 '抵抗素子 Aの抵抗値が仮に 2倍になると、抵抗素子 Bの抵抗値も 2倍になる。その結果抵抗素子 Aの抵抗値は 2 X Rとなり、抵抗素子 Bの抵抗値は Rとなる。従って抵抗素子 Aの抵抗値変化量は Rとなり、抵抗素子 Bの抵抗値変化量は R / 2となる。このように同じ応力を、抵抗値の異なる抵抗素子に付与した場合、抵抗値変化率は等しいが、抵抗値変化量は 2倍異なる。通常抵抗素子を歪ゲージとする応力センサは、抵抗値変化量を応力の大きさとして出力する。従って本発明の抵抗素子 8のように、形成当初から抵抗値ばらつきの小さいものを構成要件とするのは、大きな利点である。

上記課題を解決するための本発明の第 3の応力センサは、表面の導体層の一部を除去処理し、その残部として得られるか、若しくはアディティブ法により得られる絶縁基板 3面上の導体 9を有する絶縁基板 3面に抵抗素子 8が配され、絶縁基板 3のどちらか一方の面にポスト 6が固着又は一体化され、ポスト 6への応力付与に起因する抵抗素子 8の抵抗値変化により前記応力の方向と大きさとを把握する応力センサであつて、抵抗素子 8が、導体 9 と電気接続するよう膜形成された抵抗素子 8用電極と抵抗素子 8用電極間に厚膜形成される抵抗体 2からなり、抵抗体 2が主として抵抗素子 8 用電極の平坦部と接していることを特徴とする。

上記第 3の構成を有することで、抵抗素子 8を構成する電極について、高さが高いこと（第 1の理由）、絶縁基板 3面から略垂直な面を有していること'（第 2の理由）、これら 2つの理由を本発明の構成に含ませないことができ、そのことにより、抵抗素子 8の抵抗値ばらつきを低減できる。

図 1 0におけるスクリーン印刷法等による厚膜電極 1 3は、抵抗体 2 との接触面において第 1の理由及び第 2の理由を有さない（図 1 0 ( b ) ) ため、厚膜電極 1 3を用いナこ抵抗素子 8は、その抵抗値ばらつきが小さい。但し、抵抗値ばらつきを更に低減するには、抵抗体 2が主として抵抗素子 8用電極（厚膜電極 1 3 ) の平坦部と接するようにする。この理由は、前記第 1の理由の影響を避けるためである,。例えば図 1 0 ( b ) において、導体 9近傍の厚膜電極 1 3は、絶縁基板 3に対し前記略垂直な面を有している。この前記略垂直な面に抵抗体 2が接触する程にまで抵抗体 2 と導体 9 とを接近させることは、前述した第 1の理由を含むこととなり、好ましくないためである。

図 1 1は上記平坦部の意味をある程度明らかにするための説明図である。抵抗素子用電極である厚膜電極 1 3を a、 b、 c、の断面領域に分ける。 aの'領域は実質的に導体 9の外形と相似であり、この領域に抵抗体 2が配される場合は、前述した第 1及び第 2の理由を含む抵抗素子 8を得ることとなる。 bの領域は、略平坦部であり、絶縁基板 3面からの高さが通常の厚膜印刷（スクリーン印刷等）で得られる、 1 0〃m 程度である。従ってこの領域に抵抗体 2が配される場合は、前述した第 1及び第 2の理由を有さない抵抗素子 8を得ることとなる。 c.の領域はその厚膜電極 1 3の外形が平坦ではないが、絶縁基板 3面からの高さが 1 0 mを下回る厚みで、且つなだらかな斜面となっている。従ってこの領域に抵抗体 2が配される場合は、前述した第 1及び第 2の理由を有さない抵抗素子 8を得ることとなる。本発明で「主として抵抗素子用電極の平坦部」というときには、図 1 1における領域 b及び領域 cを指している。また使用する抵抗体 2用ペーストのペースト性状によっては、 aの領域が図 1 1 に示したような絶縁基板 3面に対して垂直な面とならずに、絶縁基板 3面に対して斜め成分を主とした面を含む場合がある。そのような場合は、実質的に平坦で、前述した第 1及び第 2の理由を有さない領域が bの領域、 cの領域となる。現在のところ、導体 9 と、抵抗体 2との最短距離を概ね導体 9高さ分以上とすることにより、経験的に前述した第 1及び第 2の理由を有さない抵抗素子 8を得ることができることが把握できている。

このように導体 9と、抵抗体 2 との最短距離を所定距離（導体 9高さ）以上とすることにより、前述したような、スクリーン印刷法により抵抗体 2膜を形成する場合において、導体 9 とスキージとのぶつかりに起因するペースト状抵抗体量のばらつき、 ' ペースト状抵抗体を配する位置のずれを低減でき、導体 9間に膜形成される抵抗体 2 の形状を安定させることがでぎる。スキージが導体 9 とぶつかる位置と、実際にぺースト状抵抗体を配する位置とが離れているためである。ここで厚膜電極 1 3をスクリ —ン印刷法により配する場合にはスキージが導体 9 とぶつかる影響を受けるが、その影響は導体 9付近におけるものが主であり、抵抗体 2 との接触部付近は影響を受けにくい。その理由は、前記接触部付近における厚膜電極 1 3の形成が、抵抗体 2 と導体 9との最短距離以上離れた位置における厚膜電極 1 3の形成であり、前述した、抵抗体 2膜を形成する場合に前記影響を受けにくい理由と同様の理由があるためである。また導体 9と厚膜電極 1 3 との接続状態に多少のばらつきがあっても、それらの固有抵抗の低さから、殆ど抵抗素子 8の抵抗値ばらつきに影響を与えない。

応力センサ用歪ゲージとしての抵抗素子 8を構成する抵抗体 2及び厚膜電極 1 3を共に形成する別の利点は、それらの密着強度が高いことである。導体 9 と抵抗体 2 との密着性は低く、応力センサ動作時に導体 9 と抵抗体 2との界面に多数回の繰返しの応力が付与された場合、当該界面において剥離するおそれは否定できない。それに対し、抵抗体 2 と厚膜電極 1 3 との界面は、通常の応力センサの使用状態を長期間継続したとしても剥離するようなおそれはないと考えられる。ここで言う抵抗体 2、厚腠電極 1 3としてはメタルグレーズ系材料と樹脂系材料との双方を含む。特に抵抗体 2、厚膜電極 1 3の双方が樹脂系材料である場合、それら界面の密着性の高さ、及び樹脂の弾性による付与される応力への追随性、応力解除時の復元性の点で他の材料系に比して応力センサ用歪ゲージとしての抵抗素子 8構成材料として、適していると言える。上記抵抗素子の構成において、スルーホール内導電物質を介して絶縁基板 3両面の導体 9が導通する部分を有する場合、通常よりも導体 9高さが高くなるおそれがあり、本発明の適用は特に好ましい。導体 9高さが高くなるおそれがある理由は、いわゆる両面配線基板製造過程でほ、絶縁基板 3のスルーホール内壁に導電層を形成して両面の配線を導通させるために、無電解めつき工程を有し、その際に導体 9 となる部分にも無電解めつき層が形成されるためである。

第 3の構成の応力センサは、例えば図 8に示すように、抵抗素子 8を構成する絶縁基板 3面のセンサ有効領域の中心を交点とする、絶縁基板 3面に沿った直交する二直線上、且つ当該交点から実質的に等距離位置に抵抗素子 8が配され、ポスト 6が絶縁基板 3面中心とポスト 6底面の中心とが実質的に一致するよう絶縁基板 3面に固着又は一体化され、ポスト 6への応力付与に起因する抵抗素子 8の伸張、収縮又は圧縮による抵抗値変化から前記応力の方向と強さとを把握するものである。

図 8に基いて第 3の構成の応力センサの一例を説明する。ここで図 8における抵抗体 2 と接する導体 9、即ち回路パターン電極 1は、厚膜電極 1 3に代わることとなる。絶縁基板 3は、例えばガラス繊維が混入されたエポキシ樹脂の板からなる。絶縁基板 3下面には 4対の厚膜電極 1 3が導体 9 と電気接続するよう設けられ、それそれの対となる厚膜電極 1 3間には抵抗体 2が配されており、これらにより抵抗素子 8が構成される。抵抗素子 8は、絶縁基板 3面中心を交点とする、絶縁基板 3面に沿った直交する二直線上、且つ当該交点から実質的に等距離位置に配される。絶縁基板 3上面には底面外形が略正方形のポスト 6が接着剤等で固着ざれている。このときポスト 6 底面の中心と前記絶縁基板 3面中心とが実質的に一致するようにする。また絶縁基板 3には L字状の穴 1 0が、 L字の曲がり角部が絶縁基板 3中心に向かうように設けられている。この穴 1 0の役割は、前述の第 2の構成の応力センサについての説明のとおりである。

また各々の抵抗素子 8 と直列接続されるトリマブルチップ抵抗器 1 1が絶縁基板 3 上面に配されていることの利点は、第 2の構成の説明と重複するため省略する。

上記「センサ有効領域の中心」、「ポスト 6底面の中心」における「中心 j は、厳密な中心点を指すのではなく、応力センサが有効に機能する範囲での当該中心点からのずれを含む。その他の第 3の構成の応力センサの説明に用いた用語の意味は第 1 a〜 1 d又は第 2の構成の応力センサと共通している。また第 1 a〜第 1 dの構成及び第 2の構成と第 3の構成の併有を否定しないことは言うまでもない。むしろこれらの構成の利点が加算され、より好ましい。

図 8に示す第 3の応力センサの構成においても、特に穴 1 0、支持用穴 1 2、トリマブルチップ抵抗器 1 1は本発明の応力センサにとって任意的構成要件（必須要件でない）である。仮にこれらを構成要件に含めるとしても、六 1 0の形状は L字状に限定されないし、支持用穴 1 2の配置は外形が四角形の絶縁基板 3の四隅に限定されない。穴 1 0形状は、例えば円形、四角形、丸みを帯びた四角形等、応力センサの設計上の制限事項、 '求められる機能、用途等に応じて適宜変更可能である。また支持用六

1 2は、図 8における四角形の絶縁基板 3端部の各辺の中間付近に配する等が可能でめる。

図 8に示す第 3の構成の応力センサにおいても、ポスト 6底面と抵抗素子 8の一部又は全域が、絶縁基板 3を介さずに重なった状態にある構成としてもよい。この場合の利点は、第 2の構成の応力センサにおける同様の構成により得られる利点と同様である。また第 2の構成の応力センサと同様の理由から上記図 8に示した第 3の構成において、少なくとも抵抗素子 8を覆う保護膜を有することが好ましい。第 3の構成の応力センサが、抵抗素子 8を構成要件とする利点についても形成当初から抵抗値ばらつきの小さいものを用いる点で第 2の構成の応力センサと同様である。

上記課題を解決するための本発明の抵抗素子 8の第 2の構成は、表面の導体層の一部を除去処理し、その残部として得られるか、若しくはアディティブ法により得られる絶縁基板 3面上の導体 9の一部を電極とし、絶縁基板 3面上の一対の回路パターン電極 1間に膜形成される抵抗体 2を有するものであって、抵抗体 2が前記一対の回路パターン電極 1幅方向両端を覆うことを特徴とする。ここで電極幅方向とは、抵抗素子 8に通電した際の電流進行方向と、絶縁基板 3面に沿って直交する方向である。上記本発明の抵抗素子 8の第 2の構成を有することで、図 1 2 ( a ) に示す、従来発生させていた滲み 1 4の発生を低減できるので、抵抗素子 8の抵抗値ばらつきを低減できる。滲み 1 4は抵抗体 2からなり、回路パターン電極 1に接し、もう一方の対向する電極と導通することから、抵抗素子 8の抵抗値に影響する。その影響の度合いは、滲み 1 4の量や形状等に依存する不確定な要因である。それは前述したように滲み 1 4量やその形状をコントロールすることが極めて困難だからである。そこで上記本発明の構成のように上記不確定要因を略無くすことで、表面の導体層の一部を除去処理し、その残部として得られる導体 9の一部を電極とし、当該絶縁基板 3面上の一対の前記電極間に膜形成される抵抗体 2を有する抵抗素子 8においてもその抵抗値ばらっきを低減することができるのである。

このように回路パターン電極 1を用いた場合が、厚膜電極 1 3を用いた場合に比し ' て滲み 1 4が発生しゃすい、考えられる理由を述べる。前述のように回路パター,ン電極 1高さが高く、且つ回路パターン電極 1が絶縁基板 3面から略垂直な面を有していることが主な理由であると考えられる。つまり、スクリーン印刷法により厚膜抵抗体を形成する場合を例にとると、まずマスクを通過して略一定量のペースト状抵抗体が一対の回路パターン電極 1間に配される。すると回路パターン電極 1周辺が抵抗ぺーストの易流動領域となる。回路パターン電極 1周辺は、回路パターン電極 1頂面付近のペーストが、自重により高所から低所へと前記略垂直な面に沿って移動し易くなるためである。この移動のし易さによりその移動量が過剰となり、当該過剰分が滲み 1 4となる。

従来の、図 1 2 ( b ) に示した抵抗素子 8では、厚膜電極 1 3の高さが低く、厚膜電極 1 3が絶縁基板 3面からなだらかな面を有しているため、その面上はペースト状抵抗体の易流動領域とはならず、滲み 1 4が発生しにくい条件となっているのである次に、上記本発明の抵抗素子 8の第 2の構成を有することで、上記不確定要因を無くすことができているかどうかについて説明する。図 1 3に本発明の抵抗素子 8の一例を示した。この抵抗素子 8断面は、図 2 ( a ) に示す断面と略同じ形態を有すると考えられる。しかし図 1 3に示すように予め滲み 1 4 (図 1 2 ( a ) ) が発生するだろう部分にペースト状の抵抗体 2を配しておくと、仮に上記易流動領域において当該ペーストの自重による高所から低所への略垂直な面に沿った移動が起こったとしても、過剰の移動量分は、回路パターン電極 1表面から沖合いにある、抵抗体 2ペーストと混ざり合うこととなる。もともと摻み 1 4にかかる抵抗体 2ペースト量は微量であるため、前記沖合いにある抵抗体 2ペーストと混ざり合ったとしても、その抵抗値変化は無視できる程度であり、上記不確定要因とはなり得ない。図 1 2 ( a ) における滲み 1 4は、微量ではあるが、通電時に電流密度が高い、対向する抵抗素子用電極間における柢抗体 2 /回路パターン電極 1界面の面積を増加させる要因となっていたため、その抵抗値に対する影響度が大きく、上記不確定要因となっていたのである。これで上記本発明の構成を有することで、上記不確定要因を無くすことができることが明確になった。，

上記本発明の抵抗素子 8の第 2の構成において、スルーホール内導電物質を介して絶縁基板 3両面の回路パターンが導通する部分を有し、絶縁基板 3面の導体 9の一部を電極とし、絶縁基板 3面上の一対の前記電極間に膜形成される抵抗体 2を有する場合、通常よりも電極高さが高くなるおそれがあり、本発明の適用は特に好ましい。前記電極高さが高くなるおそれがある理由は、いわゆる両面配線基板製造過程では、絶縁基板 3のスルーホール内壁に導電層を形成して両面の配線を導通させるために、無電解めつき工程を有し、その際に回路パターン電極 1 となる部分にも無電解めつき層が形成されるためである。 . ，

また本発明の第 4の構成の応力センサは,、上述した本発明の第 2構成又はそれを基本とした好ましい構成における抵抗素子 8を歪みゲージとして用い、絶縁基板 3のどちらか一方の面にポスト 6が固着又は一体化され、ポスト 6への応力付与に起因する抵抗素子 8の抵抗値変化により前記応力の方向と大きさとを把握することを特徴とする。

上記応力センサは、例えば図 1や図 8に示すように、抵抗素子 8を構成する絶縁基板 3面のセンサ有効領域の中心を交点とする、絶縁基板 3面に沿った直交する二直線上、且つ当該交点から,実質的に等距離位置に抵抗素子 8が配され、ポスト 6が絶縁基板 3面中心とポスト 6底面の中心とが実質的に一致するよう絶縁基板 3面に固着又は一体化され、ポスト 6への応力付与に起因する抵抗素子 8の伸張、収縮又は圧縮による抵抗値変化から前記応力の方向と強さとを把握するものである。

第 4の構成の応力センサの動作や利点は第 3の応力センサのそれと同様である。また例えばトリマブルチップ抵抗器 1 1を用いる等、第 3の形態と同様の応用形態を採ることができる。第 4の構成の応力センサの説明に用いた用語の意味は第 1 a ~ 1 d又は第 2、第 3 aの構成の応力センサと共通している。また第 1 a〜第 1 dの構成及び第 2 、第 3の構成と第 4の構成の併有を否定しないことは言うまでもない。むしろこれらの構成の利点が加算され、より好ましい。図面の簡単な説明

図 1は、本発明に係る応力センサの導体 9 レイアウトの一例を示す図である。図 2 ( a ) は、スクリーン印刷工程を示す側面概略図である。図 2 ( b ) は（a ) におけるスクリーンと基板との隙間から角度を変えて見た場合のスクリーン印刷工程を示す側面概略図である。図 3は、本発明の応力センサの動作の様子を示す一例の図である。図 4は、本発明の応力センサにおける、電気信号入出力の状態の概要の一例を示す図である。図 5は、本発明ではない応力センサの導体 9レイアウトの一例を示す図である。図 6は、本発明における.「一の端」を説明する図である。図 7 ( a ) は、回路パターン電極により構成される抵抗素子断面図、図 7 ( b ) は、厚膜電極により構成される抵抗素子断面図、図 8は本発明の応力センサの実施の形態の一例を示す図である。図 9は、電極間距離（L ) 及び上記電極高さ（h ) の寸法測定位置を示す図である。図 1 0 ( a ) は、本発明の第 3の構成の応力センサを構成する抵抗素子の上面図であり、同図（b ) は側面図である。図 1 1は、本発明の第 3の構成の応力センサの要部を説明する図である。図 1 2は、抵抗素子における抵抗体の滲みの発生を説明する図である。図 1 3は、本発明の第 4の構成の応力センサを構成する本発明の第 2の構成の抵抗素子の上面図である。図 1 4は、本発明の第 4の構成の応力センサを構成する本発明の第 2の構成の抵抗素子の上面図である。図 1 5は、従来の応力センサの導体 9等のレイァゥトを示す図である。

これらの図面に付した符号は、 1…回路パターン電極、 2…抵抗体、 3…絶縁基板、 5…基板端子部、 6…ポスト、 7…印刷精度調整部材、 8…抵抗素子、 9…導体、 1 0…穴、 1 1…トリマブルチヅプ抵抗器、 1 2…支持用穴、 1 3…厚膜電極、 1 4…滲み、 2 0…基板、 2 2…抵抗素子、 2 4…基板端子部、 3 0…ポスト、である

発明を実施するための最良の形態

W下図面を参照しながら、ガラス繊維混入エポキシ樹脂成形体を基板（厚み 1 . 2 m m ) とする本発明の第 1 a〜第 1 dの構成の応力センサについての実施の形態の例を示す。

まず、絶縁基板 3両面に厚み 1 8 mの銅箔を貼付した後に当該銅箔の必要部分を除いて公知のエッチング処理を施すことにより、導体 9、抵抗素子用電極（回路パターン電極 1 ) 及び基板端子部 5が形成される。そうして得た単位応力センサにおける絶縁基板 3表面の導体 9及び抵抗素子用電極のレイァゥトは、図 1に示されている。ここでは抵抗素子が配される側のみを示しているが、当該絶縁基板 3裏面にも導体による配線を有している。

ここで絶縁基板 3表面には、前記エッチング処理によって配線に寄与しない導体 9 (印刷精度調整部材 7 ) を残した。この印刷精度調整部材 7の存在により、 4つの抵抗素子 8全てについて、その付近の導体 9、抵抗素子用電極及び印刷精度調整部材 7 の配置が類似することとなっている。また、 4つの抵抗素子 8全てについて、それら付近の導体 9、抵抗素子用電極及び印刷精度調整部材 7の配置が、抵抗体 2周縁の三方を取り囲むようにされている。

次いで絶縁基板 3に予め設けられているスルーホール内壁に無電解めつき法にて導電性物質を配することにより、絶縁基板表裏面の導体同士を導通させる。図 1 にはこの部分を「スルーホール部」として示した。このとき、無電解めつきにより析出する導電性物質は導体 9、抵抗素子用電極及び印刷精度調整部材 7表面にも析出し、そのことにより導体 9、抵抗素子用電極及び印刷精度調整部材 7のそれそれの高さは、 3 0 ~ 5 0 mの略一定値になる。

その後カーボン · レジン系の抵抗体ペーストをスクリーン印刷法により抵抗素子用電極（回路パターン電極 1) 間に配する。このときのスキージ進行方向は図 1における絶縁基板 3に対し斜め約 45 ° の方向とした。そして当該レジンを熱硬化させ、抵抗体 2を得る。更に当該抵抗体 2を保護するため、図示しないシリコーン系レジンからなる保護膜を少なくとも抵抗素子を被覆するようにスクリーン印刷法により配し、熱硬化させる。

その後絶縁基板 3裏面に、底面が正方形である柱状のポスト 6を、エポキシ樹脂系接着剤にて固定する。このとき、当該底面の正方形の各辺（ポスト 6底面の輪郭）が絶縁基板 3表面の抵抗素子と対応する位置となるようにする。

更に各抵抗素子（R 1〜R4) と直列に電気接続されるトリマブルチップ抵抗器（ R l t r im〜R 4 t r im) を図 4に示す電気接続状態となるように絶縁基板 3裏面に搭載する。当該搭載は公知の電子部品実装技術の採用により為される。その後各抵抗素子及びそれと直列接続されるトリマブルチップ抵抗器とを組とした場合の当該組の抵抗値の和が略同一となるよう、トリマブルチップ抵抗器へのレーザトリミングにより抵抗値調整を実施する。当該組は、 R 1と R 1 t r i m等、. 対応する数字で構成される。

以上で本発明の応力センサを得ることができる。この応力センサは通常絶縁基板 3 の端部、特に絶縁基板' 3が四角形である場合、その四隅を固定して使用する。当該使用状態での、ポスト 6に横方向の応力を付与した場合の動作の概要を図 3に示した。ポスト 6底面と接する絶縁基板 3は殆ど橈まず、ポスト 6底面の輪郭付近を最大橈み領域として、それより外側が多少橈んでいる。

図 4はまた本発明の応力センサにおける、電気信号入出力の状態の概要を示している。 4組の抵抗素子とトリマブルチップ抵抗器 1 1がブリッジ回路を構成している。このブリッジ回路の電圧印加端子（Vc c) — (GND) 間には所定の電圧が印加されている。また同図左側の抵抗素子とトリマブルチヅプ抵抗器及び Y端子（Y o u t ) により Y軸方向の応力センサが構成され、更に同図右側の抵抗素子とトリマプルチヅプ抵抗器及び X端子（X o u t ) により X軸方向の応力センサが構成される。

図 5には本発明の'ものではない応力センサ（以下応力センサ Bと記す。）の絶縁基板 3表面レイアウトを示している。ここでは図 1に示したような、印刷精度調整部材 7が存在していない。また 4つの抵抗素子 8全てについて、その付近の導体 9及び抵抗素子用電極（回路パターン電極 1 ) の配置が、同一又は類似になっていない。また、 4つの抵抗素子の 2つについては、それら付近の導体 9及び抵抗素子用電極の配置が、抵抗体 2周縁の三方を取り囲むようにされていない。

(実験）

上記本発明の応力センサと応力センサ Bとの比較実験を実施した。両者は絶縁基板 3表面レイアウト以外の製造条件等は全く同一である。実験（評価）項目は、抵抗素子形成後の各抵抗素子の抵抗値ばらつきである。各応力センサの数それぞれ 3 0個について、即ち抵抗素子数 1 2 0個の抵抗値ばらつきを標準偏差で示すと、本発明の応力センサは 4 1 . 5 Ωであったのに対して、応力センサ Bは 5 7 . 3 Ωだった。しかも本発明の応力センサは、一つの応力センサ内での各抵抗体形状のばらつきが殆どなかったのに対し、応力センサ Bでは一つの応力センサ内での各抵抗値のばらつきは前記標準偏差と同程度のばらつきを有していた。このことから、一つの応力センサ内での各抵抗体形状のばらつきを抑制することができたことは明らかである。

次に図面（特に図 8 ) を参照しながら、本発明の第 1の構成の抵抗素子及び第 2の構成の応力センサについての実施の形態の例を示す。

ガラス繊維混入エポキシ系樹脂を主成分とする厚み 0 . 8 m mの積層板両面に、厚み約 1 8 mの導体層としての銅箔が配された、両面銅張積層板を用意する。この両面銅張積層板は、図 8に示す、外形が略正方形の絶縁基板 3を 1単位として、それが縦横に多数連なるような配線 7及び回路パターン電極 1 となるよう、且つ最終的に抵抗素子 8 とトリマブルチップ抵抗器 1 1 とが図 4のような電気接続状態となるよう、絶縁基板 3表裏に亘りパターニングする。当該パターニングの第 1ステップは、前記両面銅張積層板の表裏に亘る導電通路となるに必要な箇所を穴開け加工する。第 2ステップは前記穴開け加工したスルーホール内壁に導体形成し、表裏の銅箔をを導通させる目的で触媒付与無電解銅めつき及び電解銅めつきをこの順に施す。こ'のとき基板両面の銅箔上にもめつきによる銅が付着し、基板両面の銅の総厚みが約 5 0 となる。第 3ステヅプ以降は公知のドライフィルムレジストによるフォトエッチング法により、表面の導体層を一部除去する。その残部として配線 7、及び回路パターン電極 1を得る。これらのステップを経た後の 1対の回路パターン電極 1間距離（L ) は 1 . 2 m mである。従って比 L / hは 2 4である。

次いで得られた大型の絶縁基板をロールプレスし、回路パターン電極 1高さが 3 0 mとなるよう調節する,。これで比 L / hが 4 0 となる。そして上記 1単位の絶縁基板 3各々に対し、打抜き加工により図 8に示す穴 1 0を形成する。

その後熱硬化樹脂系（カーボン ' レジン系）の抵抗体ペーストをスクリーン印刷により回路パターン電極 1間に形成 ·加熱硬化させて抵抗体 2 とする。更に抵抗体 2を保護するため、シリコーン系樹脂ペーストをスクリーン印刷し、その後当該ペーストを硬化して保護膜を形成する。これで本発明の第 1の構成を具えた抵抗素子 8が得られる。

次いでこれら各抵抗素子 8と直列に配線することにより電気接続されたトリマブルチップ抵抗器 1 1を、図 4に示すような抵抗体 2 との接続状態を実現するよう、公知の実装技術、リフロー技術により配する。またトリマブルチップ抵抗器 1 1は、図 8 に示すように、基板 4の抵抗素子 8が配された面と逆の面に、且つ前述した非変形部に配した。

その後抵抗素子 8と、それぞれの抵抗素子 8 と直列に電気接続されたトリマプルチップ抵抗器 1 1 との抵抗値の和を所定範囲に調整するため、トリマブルチップ抵抗器 1 1に対しレーザトリミングを施す。直接抵抗素子 8を構成する抵抗体 2に対してトリミングを施さなかった理由は、樹脂からなる抵抗体 2、及び抵抗体 2が配されている、樹脂を主成分とする基板 4に対しトリミングを施すことによる抵抗値の不安定化の防止を考慮したためである。これら樹脂はレーザトリミングのように非常に高温の処理に対しては不安定な挙動を示す。トリマブルチヅプ抵抗器 1 1を用いるべきか否かは、抵抗素子 8を構成する各部材の材質や、絶縁基板 3の材質により判断すべきである。例えば絶縁基板 3の材質がセラミックであって、抵抗体 2の材質がメタルグレーズである場合には、直接抵抗素子 8を構成する抵抗体 2に対してレーザートリミングを施したとしても、その後の抵抗値の不安定化のような不都合は無視できる程度である。従って、このような場合は、トリマプルチップ抵抗器 1 1を用いなくてもよい。但しその他の原因等があり、トリマプルチヅプ抵抗器 1 1を用いる必要がある場合は、の必要に応じて用いるべきであることは言うまでもない。，

そして図 8に示すように、各々の 1単位の絶縁基板 3について、 P B Tを成形した、底面の輪郭が正方形のポスト 6を、その底面が絶縁基板 3の抵抗素子 8が配された面とは逆の面に当接するよう、且つその底面の中心が各 1単位の絶縁基板 3の中心と実質的に一致するようエポキシ系接着剤で固定する。これで本発明の応力センサの集合体が得られる。

次いで大型の絶縁基板を各 1単位の絶縁基板 3 となるよう、大型の絶縁基板面に縦横に多数設けられた分割用ライン（可視のラインでも不可視のラインでもよい）に沿つてディスクカッターにより切断 ·分割し、個々の応力センサとする。本例のようにポスト 6を分割前に固定することにより、作業性が良好になる。その理由は、個々の応力センサに分割した後にポスト 6を各々の応力センサを有する絶縁基板 3に取付ける作業は、大型の絶縁基板に対する作業に比して取扱い性、ハンドリング性に劣り、煩雑なためである。

大型の絶縁基板がアルミナ等のセラミック製である場合には、縦横に多数の分割溝を予め形成してある大型の絶縁基板を用いることが好ましい。その理由はディスクカッ夕ーを用いな'くとも、当該分割溝を開くように手等で力を加えることで、容易に分割作業ができるためである。

本発明の応力センサは、例えば図 8に示す支持用穴 1 2を介して電子機器の筐体等に応力センサを固定させて使用する。すると固定状態では穴 1 0の外側の絶縁基板 3 周縁部は、ポスト 6に応力を付与した場合でも殆ど変形しない非変形部となり、穴 1 0の内側はポスト 6に応力を付与すと変形し、抵抗素子 ¾を伸張、収縮させる変形部となる。当該変形部が、絶縁基板 3面の「センサ有効領域」となる。 ' 図 4には第 2の構成の応力センサにおける、電気信号入出力の状態の概要を示している。前述した第 1 a〜 1 dの構成の応力センサと同様である。

ここで筐体に応力センサが固定された状態で、応力センサ下面に空隙が存在する場合、ポスト 6を下向き（Z方向）に応力付与したことを検知させることが可能となる。その理由は、前記下向きに応力付与することにより、歪ゲージである 4つの抵抗素子全てを伸張させ、.各々の抵抗値を略同程度にまで大きくすることができるためである。このような電気特性は、横方向（X方向、 Y方向）に応力を付与した場合と異なる電気的特性であり、それらとは区別できる。

応力センサにおいて、下向き（2方向）への応力付与に何らかの機能を付与することにより、多機能化が図れる。例えばコンピュータのポィンティングディバイスとして本発明の応力センサを使用した場合、いわゆるマウスをクリックする機能を前記下向きへの応力付与に対応させることができる。また、例えばいわゆる携帯電話等の小型携帯機器用の多機能 · 多方向スィツチとして本発明の応力センサを使用した場合には、所定時間下向きへの応力付与をしたときに当該携帯機器の電源のオン · オフの命令に対応させる等が可能となる。

本例では表面の導体層である銅箔の一部を除去処理するために、ドライフィルムレジストによるフォトエッチング法を採用したが、それに代えてフォトレジストを電気泳動法着ける、いわゆる E D ( E l e c t r o D e p o s i t i o n ) 法を採用可能である。また図 8における導体 9及び回路パターン電極 1を形成する手段として、表面の導体層の一部を除去処理するのではなく、絶縁基板 3表面（スルーホール内壁面を含む）に無電解めつきで銅を成長させてパターニングする、いわゆるアディティブ法を採用できることは言うまでもない。

次に、図面を参照しながら、本発明の第 2の構成の抵抗素子及び第 4の構成の応力センサについての実施の形態の例を示す。 .

抵抗体をスクリーン印刷により形成するまでの、ガラス繊維混入エポキシ樹脂成形体からなる絶縁基板 3及び回路パターン電極 1の形成過程は、上記第 2の構成の抵抗素子の実施の形態例と同様である。その後の熱硬化樹脂系（カーボン ' レジン系）の抵抗体ペーストをスクリーン印刷により回路パターン電極 1間に形成 ·加熱硬化させて抵抗体 2とする際に、回路パターン電極 1の幅を 1 . 2 m mとし、牴抗体 2幅を 1 . 6 m mとし、図 8に示すように抵抗体 2が回路パターン電極 1の幅方向両端を覆うようにする。またここでは回路パターン電極 1の上面全域を抵抗体 2で覆っている。回路パターン電極 1の導体 9 (図 8 ) 側の抵抗体 2の回路パターン電極 1からのはみ出し距離は、各々約 0 . 2 m mとした。

その後抵抗体 2を保護するため、シリコーン系樹脂ペーストをスクリーン印刷し、その後当該ペーストを硬化して保護膜を形成する。これで本発明の第 2の構成の抵抗素子 8を得ることができる。

その後の応力センサを構成するまでの過程は、上記第 2の構成の応力センサと同様にして、本発明の第 3の構成の応力センサを得ることができる。

本例においてもドライフィルムレジストによるフォトエッチング法に代えて E D法やアディティブ法を採用可能であることは言うまでもない。

図 1 4に示したのは、本発明の抵抗素子 8の形態の別の一例である。ここでは図 1 3に示したように、上面から見た回路パターン電極 1の幅方向両端全域を覆っているのではなく、回路パターン電極 1幅方向両端の一部を残して覆っている。この場合、図 1 2 ( a ) と異なる箇所に滲み 1 4が図 1 2 ( a ) の場合と同じメカニズムにより発生する。当該箇所に量や形状のコントロールが困難な滲み 1 4が発生したとしても、抵抗素子 8の抵抗値への影響は無視できる程度である。その理由は、ここでの滲み 1 4が、対となる回路パターン電極 1が対向する抵抗体 2領域（電流密度の最も高くなる領域）以外の領域における、些細な不確定要因であるためである。従って図 5に示す抵抗素子 8は本発明が解決しょうとする課題を解決しており、本発明の抵抗素子 8の形態の一例であると言える。

次に、図面を参照しながら、本発明の第 3の構成の応力センサについての実施の形態の例を示す。抵抗体をスクリーン印刷により形成するまでの、ガラス繊維混入エポキシ樹脂成形体からなる基板及び回路パターンの形成過程は、上記第 2、第 3の構成の抵抗素子の実施の形態例と同様である。但し回路パターン電極 1は形成せず、それに代えて以下のように厚膜電極を形成する。

熱硬化樹脂系（銀 · レジン系）導電ペーストをスクリーン印刷 .加熱硬化により、図 1 0に示すように回路パターンと接触させながら厚膜電極 1 3 として形成する。更にその後熱硬化樹脂系（カーボン ' レジン系）の抵抗体ペーストを対となる厚膜電極 1 3間に形成 '加熱硬化させて抵抗体 2 とする。このとき、厚膜電極 1 3 と抵抗体 2 とが、図 1 1に示すように領域 b、 cにおいて接触する状態となるようにする。更に抵抗体 2を保護するため、シリコーン系樹脂ペーストをスクリーン印刷し、その後当該ペーストを硬化して保護膜を形成する。

その後の応力センサを構成するまでは、上記第 2、第 3の構成の応力センサと同様の過程を経ることで、本発明の第 4の構成の応力センサを得ることができる。

本例では抵抗素子 8用電極として厚膜電極 1 3を用いたが、それに代えてスパヅ夕リングや蒸着、めっき等の薄膜技術により抵抗素子 8用電極を形成してもよい。形成厚みが常識的範囲（数/ m ) であれば、上述した第 1及び第 2の理由を有さない抵抗素子 8を得ることができ、本発明が解決しょうとする課題を解決できる。特に本例のような絶縁基板 3スルーホール内壁を銅めつきする工程を有している場合、それと同時に抵抗素子 8用電極を形成することも可能である。従って本例のように厚膜電極 1 3形成工程を経ることなく、本発明の応力センサを得ることができる点で好ましいと考えられる。産業上の利用可能性

本発明により、表面の導体層の一部を除去処理し、その残部として得られる導体の一部を電極とし、当該絶縁基板面上の一対の前記電極間に膜形成される抵抗体を有する抵抗素子においてもその抵抗値ばらつきを低減することができた。またそのような抵抗値ばらつきを低減した抵抗素子を用いた応力センサを提供することができた。当該応力センサは、パーソナルコンピュータ用ポインティングディバイスや、各種電子機器用多機能 · 多方向スィツチ等に好適に用いることができる。

また当該応力センサは、ガラス繊維混入エポキシ樹脂を板状に成形した基板を用いた、従来よりもコストの低減を図ることができる応力センサに特に好適に適用できる o

Claims

請求の範囲

1 . 絶縁基板面にポストが固着又は一体化され、当該ポストへの応力付与に起因する複数の抵抗素子への刺激による当該抵抗素子の抵抗値変化から前記応力の方向と大きさとを把握し得る応力センサにおいて、

当該抵抗素子は、絶縁基板面に配された対となる抵抗素子用電極間にスクリーン印刷法により形成される抵抗体で構成され、

当該抵抗素子用電極は、絶縁基板の一の端に配される基板端子部 5へ導体により接続され、

( A ) 当該抵抗素子用電極及び導体は、絶縁基板面から所定高さを有しており、

( B ) 当該複数の抵抗素子全てについて、その付近の導体及び抵抗素子用電極の配置が、同一又は類似であることを特徴とする応力センサ。

2 . 絶縁基板面にポストが固着又は一体化され、当該ポストへの応力付与に起因する複数の抵抗素子への刺激による当該抵抗素子の抵抗値変化から前記応力の方向と大きさとを把握し得る応力センサにおいて、

( C ) 当該抵抗素子用電極及び導体は、絶縁基板面から所定高さを有しており、

( D ) 当該複数の抵抗素子全てについて、それら付近の導体及び抵抗素子用電極の配置が、抵抗体周縁の三方以上を取り囲むようにされることを特徴とする応力センサ。

3 . 絶縁基板面にポストが固着又は一体化され、当該ポストへの応力付与に起因する複数の抵抗素子への刺激による当該抵抗素子の抵抗値変化から前記応力の方向と大きさとを把握し得る応力センサにおいて、当該抵抗素子は、絶縁基板面に配された対となる抵抗素子用電極間にスクリーン印刷法により形成される抵抗体で構成され、

当該抵抗素子; i電極は、絶縁基板の一の端に配される基板端子部 5へ導体により接続され、

( E ) 当該抵抗素子用電極及び導体は、絶縁基板面から所定高さを有しており、

( F ) 当該複数の抵抗素子全てを断続的又は連続的に取り囲むよう、抵抗素子用電極及び導体が配されることを特徴とする応力センサ。

4 . ( A ) 、（B ) 、（C ) 、（D ) 、（E ) 及び（F ) の段落に記載した抵抗素子用電極及び導体に代えて、抵抗素子用電極及び導体若しくは印刷精度調整部材とすることを特徴とする請求項 1〜 3のいずれかに記載の応力センサ。

5 . 絶縁基板面にポストが固着又は一体化され、当該ポストへの応力付与に起因する複数の抵抗素子への刺激による当該抵抗素子の抵抗値変化から前記応力の方向と大きさとを把握し得る応力センサの製造法において、

当該抵抗素子用電極が、絶縁基板の一の端に配される基板端子部へ導体により接続されるよう、抵抗素子用電極、基板端子部及び導体を形成する第 1の工程と、少なくとも当該抵抗素子用電極を被覆しないように絶縁膜を基板面に配する第 2の工程と、

絶縁基板面に配され'た対となる抵抗素子用電極間にスクリーン印刷法により抵抗体を形成する第 3の工程を有し、

前記第 1の工程、第 2の工程及び第 3の工程をこの順に実施することを特徴とする応力センサの製造法。

6 . 表面の導体層の一部を除去処理し、その残部として得られるか、若しくはアディティブ法により得られる絶縁基板面上の導体の一部を電極とし、当該絶縁基板面上の一対の前記電極間に膜形成される抵抗体を有する抵抗素子であって、前記一対の電極間距離（L ) と電極高さ（h ) の比 L / hが 3 0以上であることを特徴とする抵抗素子。

7 . 表面の導体層の一部を除去処理し、その残部として得られるか、若しくはアディティブ法により得られる絶縁基板面上の導体の一部を電極とし、当該絶縁基板面上の一対の前記電極間に膜形成される抵抗体を有する抵抗素子であって、

前記一対の電極高さ（h ) が 0以下であることを特徴とする抵抗素子。

8 . スルーホール内導電物質を介して基板両面の回路パターンが導通する部分を有し、絶縁基板面上の導体の一部を電極とし、当該絶縁基板面上の一対の前記電極間に膜形成される抵抗体を有する請求項 6又は 7記載の抵抗素子。

9 . スルーホール内への導電物質がめっきにより形成されることを特徴とする請求項 8記載の抵抗素子。

1 0 . 請求項 6〜 9のいずれかに記載した抵抗素子を構成する絶縁基板のどちらか一方の面にポストが固着又は一体化され、当該ポストへの応力付与に起因する前記抵抗素子の抵抗値変化により前記応力の方向と大きさとを把握することを特徴とする応力センサ。

1 1 . 請求項 6〜 9のいずれかに記載した抵抗素子を構成する絶縁基板面のセンサ有効領域の中心を交点とする、絶縁基板面に沿った直交する二直線上、且つ当該交点から実質的に等距離位置に前記抵抗素子が配され、ポストが前記絶縁基板面中心と当該ポスト底面の中心とが実質的に一致するよう当該絶縁基板面に固着又は一体化され、当該ポストへの応力付与に起因する前記抵抗素子の伸張、収縮又は圧縮による抵抗値変化から前記応力の方向と強さとを把握する応力センサ。

1 2. 各々の抵抗素子と直列接続されるトリマブルチップ抵抗器が絶縁基板面に配されることを特徴とする請求項 5又は 6に記載の応力センサ。

1 3. 絶縁基板面上の導体を得る第 1の工程と、当該導体の一部又は全部の高さを能動的に調整する第 2の工程と'、前記導体の一部を電極とし、当該絶縁基板面上の一対の前記電極間に抵抗体を膜形成する第 3の工程とを有し、これら第 1 ~ 3の工程をこの番号順に実施する抵抗素子の製造法であって、

1 4. 第 1の工程が、絶縁基板表面の導体層を除去処理するか、若しくはアディティブ法により導体を得る工程である請求項 1 3記載の抵抗素子の製造法。

1 5. 第 1の工程と第 2の工程との間に絶縁基板のスルーホール内へめっき処理する工程を有することを特徴とする請求項 1 3又は 14記載の抵抗素子の製造法。

1 6. 第 2の工程が、基板面のプレス工程であることを特徴とする請求項 1 3 ~ 1 5のいずれかに記載の抵抗素子の製造法。

1 7. 第 2の工程が絶縁基板面の研削又は酸処理工程であることを特徴とする請求項 1 3~ 1 5のいずれかに記載の抵抗素子の製造法。

1 8. 第 2の工程が、基板面上の一対の電極を被覆した上での絶縁基板のスル一ホール内へのめっき処理工程であることを特徴とする請求項 1 3〜 1 5のいずれかに記載の抵抗素子の製造法。

1 9 . 縦横に多数の分割用ラインを有する大型の絶縁基板に対し、当該分割用ライ ' ンで囲まれた一区画内に一つの応力センサとして機能するに必要な抵抗素子を、請求項 1 3〜 1 8のいずれかの抵抗素子の製造法.により形成する A工程と、

前記抵抗素子と対応する前記基板面位置にポストを固定する B工程と、

前記分割用ラインに沿って大型の絶縁基板を分割し、個々の応力センサとする C I 程とを有し、

A工程、 B工程、 C工程の順に実施することを特徴とする応力センサの製造法。

2 0 . 表面の導体層の一部を除去処理し、その残部として得られるか、若しくはァディティブ法により得られる絶縁基板面上の導体の一部を電極とし、当該絶縁基板面上の一対の前記電極間に厚膜形成される抵抗体を有する抵抗素子であって、前記抵抗体が前記一対の電極幅方向両端を覆うことを特徴とする抵抗素子。

2 1 . スルーホール内導電物質を介して絶縁基板両面の回路パターンが導通する部分を有し、絶縁基板面上の導体の一部を電極とし、当該絶縁基板面上の一対の前記電極間に膜形成される抵抗体を有する請求項 2 0記載の抵抗素子。

2 2 . 請求項 2 0又は 2 1に記載した抵抗素子を構成する絶縁基板のどちらか一方の面にポストが固着又は一体化され、当該ボストへの応力付与に起因する前記抵抗素子の抵抗値変化により前記応力の方向と大きさとを把握することを特徴とする応力センサ。

2 3 . 請求項 2 0又は 2 1に記載した抵抗素子を構成する絶縁基板面の.センサ有効領域の中心を交点とする、絶縁基板面に沿った直交する二直線上、且つ当該交点から実質的に等距離位置に前記抵抗素子が配され、ポストが前記絶縁基板面中心と当該ポスト底面の中心とが実質的に一致するよう当該絶縁基板面に固着又は一体化され、当該ポストへの応力付与に起因する前記抵抗素子の伸張、収縮又は圧縮による抵抗値変化から前記応力の方向と強さとを把握する応力センサ。

2 4 . 各々の抵抗素子と直列接続されるトリマブルチップ抵抗器が絶縁基板面に配されることを特徴とする請求項 2 2又は 2 3に記載の応力センサ。

2 5 . 表面の導体層の一部を除去処理し、その残部として得られるか、若しくはァディティブ法により得られる導体を有する糸色縁基板面に抵抗素子が配され、当該絶縁基板のどちらか一方の面にボストが固着又は一体化され、当該ポストへの応力付与に起因する前記抵抗素子の抵抗値変化により前記応力の方向と大きさとを把握する応力センサであって、

前記抵抗素子が、前記導体と電気接続するよう膜形成された抵抗素子用電極と当該抵抗素子用電極間に厚膜形成される抵抗体からなり、当該抵抗体が主として当該抵抗素子用電極の平坦部と接していることを特徴とする応力センサ。

2 6 . 表面の導体層の一部を除去処理し、その残部として得られるか、若しくはァディティブ法により得られる導体を有する絶縁基板面のセンサ有効領域の中心を交点とする、基板面に沿った直交する二直線上、且つ当該交点から実質的に等距離位置に前記抵抗素子が配され、ポストが前記絶縁基板面中心と当該ポスト底面の中心とが実質的に一致するよう当該絶縁基板面に固着又は一体化され、当該ポストへの応力付与に起因する前記抵抗素子の伸張、収縮又は圧縮による抵抗値変化から前記応力の方向と強さとを把握する応力センサであって、

2 7 . スルーホール内導電物質を介して絶縁基板両面の導体が導通する部分を有する請求項 2 5又は 2 6記載の応力センサ。

2 8 . 各々の抵抗素子と直列接続されるトリマプルチップ抵抗器が絶縁基板面に配されることを特徴とする請求項 2 5〜2 7のいずれかに記載の応力センサ。

2 9 . 請求項 6〜 9、 2 0、 2 1のいずれかの抵抗素子を用いることを特徴とする請求項 1 ~ 4のいずれかに記載の応力センサ。