WO2022025232A1 - 変形検出センサ - Google Patents

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electrode
wiring
ground electrode
base material
detection
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真吾 原田
英和 加納
芽衣 渡邊
宏明 北田
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株式会社村田製作所
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    • H10N30/872—Connection electrodes of multilayer piezoelectric or electrostrictive devices, e.g. external electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a deformation detection sensor that detects deformation of a detection target.
  • Patent Document 1 discloses a pressing sensor using a piezoelectric film.
  • the piezoelectric film is sandwiched between the detection electrode and the ground electrode.
  • the pressing sensor detects pressing by detecting the potential difference between the detection electrode and the ground electrode.
  • a pressing sensor as in Patent Document 1 requires wiring to output the sensor signal to the arithmetic circuit.
  • a mounting component such as a terminal component is used.
  • the thickness increases, and the characteristics of the thin piezoelectric film cannot be utilized.
  • an object of the present invention is to provide a deformation detection sensor that can utilize the characteristics of a thin piezoelectric film and does not need to secure a mounting portion for mounting terminal components or the like on the sensor.
  • the deformation detection sensor of the present invention includes a detection electrode, a first ground electrode, a second ground electrode, a piezoelectric film sandwiched between the detection electrode and the first ground electrode, and the detection electrode and the second ground electrode.
  • the formed base material, a wiring connected to the detection electrode, and a joining member for joining the wiring and the detection electrode are provided. Then, the joining member overlaps with the first ground electrode in a plan view, and is arranged on the second surface side of the base material opposite to the first surface side on which the piezoelectric film is arranged.
  • the wiring and the detection electrode are joined by a joining member (for example, solder, anisotropic conductive resin, etc.).
  • a joining member for example, solder, anisotropic conductive resin, etc.
  • the portion to be joined is the second surface side opposite to the first surface side on which the piezoelectric film is arranged, it is not necessary to provide a mounting portion on the surface side of the piezoelectric film. That is, the occupied area of the piezoelectric film can be increased, and the area of the sensor as a whole can be reduced.
  • the present invention it is possible to utilize the characteristics of a thin piezoelectric film, and to provide a deformation detection sensor that does not require a mounting portion for mounting a terminal component or the like on the sensor.
  • FIG. 1A is a plan view of an electronic device 1 provided with a pressing sensor 10, and FIG. 1B is a side view of the electronic device 1.
  • FIG. 2A is a plan view of the pressing sensor 10, and FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line AA. It is sectional drawing of the pressing sensor 10A of the modification 1.
  • FIG. 4A is a plan view of the pressing sensor 10B according to the modified example 2, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA. It is sectional drawing of the pressing sensor 10C of the modification 3.
  • FIG. It is sectional drawing of the pressing sensor 10D of the modification 4.
  • FIG. is sectional drawing of the pressing sensor 10E of the modification 5.
  • FIG. It is a top view of the pressing sensor 10F.
  • FIG. 9 (A) is a perspective view of the pressing sensor 10F
  • FIG. 9 (B) is a partially disassembled perspective view.
  • 10 (A) is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 8
  • FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG.
  • FIG. 1A is a plan view of an electronic device 1 provided with a pressing sensor 10.
  • FIG. 1B is a side view of the electronic device 1.
  • the electronic device 1 is an information processing terminal such as a smartphone.
  • the electronic device 1 includes a housing 2, a surface panel 3, and a display device 4.
  • Various circuits of the information processing terminal are built in the housing 2.
  • the display device 4 includes a capacitance sensor 5 and a display unit 6.
  • the capacitance sensor 5 detects a touch operation on the surface panel 3.
  • the display unit 6 is composed of an LCD or an OLED and displays an image.
  • the surface panel 3 is deformed when pressed by a finger or the like.
  • the pressing sensor 10 is an example of the deformation detection sensor of the present invention.
  • the pressing sensor 10 is integrally deformed with the surface panel 3.
  • the pressing sensor 10 has a rectangular shape when viewed from the front.
  • FIG. 2A is a plan view of the pressing sensor 10, and FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line AA.
  • the pressing sensor 10 includes a piezoelectric film 15, a base material 16, wiring 20, and a connecting member 50.
  • the first ground electrode 12 is arranged on the first main surface of the piezoelectric film 15, and the detection electrode 13 is arranged on the second main surface.
  • the detection electrode 13 is arranged on the first main surface of the base material 16, and the second ground electrode 14 is arranged on the second main surface.
  • the wiring 20 includes a wiring base material 23, a wiring ground electrode 22 formed on the first main surface of the wiring base material 23, and a wiring detection electrode 21 formed on the second main surface of the wiring base material 23. It is equipped with.
  • the detection electrode 13 of the base material 16 and the wiring detection electrode 21 of the wiring 20 are joined by the joining member 30.
  • the connecting member 50 is connected to an object for deformation detection such as the surface panel 3. As a result, the connecting member 50 is deformed as the surface panel 3 is deformed.
  • the second ground electrode 14 is attached to the upper surface of the connecting member 50 via an adhesive (not shown) or the like.
  • the base material 16 is made of an insulating member such as polyimide. Electrodes such as copper foil are formed on both main surfaces of the base material 16. In this example, the electrode formed on the first main surface on the first ground electrode side of the base material 16 is the detection electrode 13, and the electrode formed on the second main surface on the opposite side is the second ground electrode 14. It becomes.
  • a piezoelectric film 15 is attached to the upper surface of the detection electrode 13 via an adhesive (not shown) or the like.
  • the first ground electrode 12 is attached to the upper surface of the piezoelectric film 15.
  • the first ground electrode 12 is composed of, for example, a conductive pressure-sensitive adhesive and a metal thin film.
  • the first ground electrode 12 has approximately the same area as the piezoelectric film 15 or is larger than the area of the piezoelectric film 15 and covers the piezoelectric film 15 in a plan view.
  • the base material 16 is laterally extended along the long axis direction of the piezoelectric film 15 in a plan view.
  • the joining member 30 is arranged on the upper surface of the detection electrode 13. The joining member 30 electrically and physically connects the detection electrode 13 and the wiring detection electrode 21.
  • the wiring base material 23 is made of an insulating member such as polyimide. Electrodes such as copper foil are formed on both main surfaces of the wiring base material 23.
  • the electrode formed on the first main surface on the first ground electrode side is the wiring ground electrode 22, and the electrode formed on the second main surface on the opposite side is the wiring detection electrode. It becomes 21.
  • the first ground electrode 12 and the second ground electrode 14 are connected to the wiring ground electrode 22 via a via conductor (not shown) or the like.
  • the joining member 30 is made of, for example, solder, an anisotropic conductive resin, or the like.
  • the anisotropic conductive resin is thermocompression bonded to electrically connect the detection electrode 13 and the wiring detection electrode 21 and physically bond them.
  • the joining member 30 overlaps the second ground electrode 14 and the wiring ground electrode 22 in a plan view. Therefore, the shielding property of the joining member 30 is improved. Further, both the second ground electrode 14 and the wiring ground electrode 22 are composed of electrodes formed on the base material 16 and the wiring base material 23, respectively. Therefore, the mechanical strength of the joining member 30 is improved.
  • the pressing sensor 10A of the present embodiment does not use terminal parts for the electrical connection between the base material 16 and the wiring 20, the feature of the thin piezoelectric film 15 can be utilized.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the pressing sensor 10A of the modified example 1.
  • the same reference numerals are given to the configurations common to those in FIG. 2B, and the description thereof will be omitted.
  • the pressing sensor 10A of the first modification is provided with a reinforcing member 70 between the connecting member 50 and the second ground electrode 14.
  • the reinforcing member 70 is made of, for example, a SUS plate.
  • the reinforcing member 70 is a joining member such as solder, and is joined to the second ground electrode 14 and the connecting member 50. As a result, the pressing sensor 10A of the first modification improves the shielding property and the mechanical strength of the joining member 30.
  • FIG. 4A is a plan view of the pressing sensor 10B according to the modified example 2
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line AA.
  • the same reference numerals are given to the configurations common to those in FIGS. 2 (A) and 2 (B), and the description thereof will be omitted.
  • the electrodes formed on the first main surface and the second main surface of the base material 16 are patterned.
  • the electrode formed on the first main surface is divided into a detection electrode 13A and a ground electrode 13B.
  • the detection electrode 13A is arranged at a position facing the piezoelectric film 15.
  • the ground electrode 13B is arranged at a position not facing the piezoelectric film 15 and at a position where the base material 16 and the wiring 20 overlap with each other in a substantially plan view.
  • the electrode formed on the second main surface is divided into a detection electrode 14A and a ground electrode 14B.
  • the detection electrode 14A is formed at a position where the base material 16 and the wiring 20 overlap each other and a position where the piezoelectric film 15 partially overlaps in a plan view.
  • the detection electrode 14A is formed at a position excluding both ends of the base material 16 in the minor axis direction.
  • the ground electrode 13B is formed at a position where the ground electrode 13B overlaps substantially the entire surface of the piezoelectric film 15 in a plan view and a position where the base material 16 and the wiring 20 overlap in a plan view.
  • the ground electrodes 13B are arranged on both ends in the short axis direction at positions where the base material 16 and the wiring 20 overlap in a plan view.
  • the detection electrode 13A and the detection electrode 14A are electrically connected by a via conductor 90 at a position where they overlap with the piezoelectric film 15 in a plan view.
  • the position of the via conductor 90 is not limited to this example. That is, in this example, the detection electrodes include a first electrode (detection electrode 13A) arranged on the first surface side of the base material 16 and a second electrode (detection electrode 14A) arranged on the second surface side. Consists of.
  • the electrodes formed on the first main surface of the wiring base material 23 are also patterned.
  • the electrode formed on the first main surface of the wiring base material 23 is divided into a wiring detection electrode 21A and a wiring ground electrode 21B.
  • the wiring detection electrode 21A is formed at a position excluding both ends of the wiring base material 23 in the minor axis direction in a plan view.
  • the wiring ground electrode 21B is formed on both ends of the wiring base material 23 in the short axis direction in a plan view.
  • the wiring detection electrode 21A and the detection electrode 14A are connected by a joining member 30. Further, the wiring ground electrode 21B and the ground electrode 14B are connected by another joining member (not shown).
  • the first ground electrode 12A is attached to the upper surface of the piezoelectric film 15.
  • the first ground electrode 12A is composed of, for example, a conductive pressure-sensitive adhesive and a metal thin film.
  • the first ground electrode 12A is attached so as to cover not only the upper surface of the piezoelectric film 15 but also the entire surface of the base material 16.
  • the first ground electrode 12A is also attached to the ground electrode 13B.
  • the ground electrode 13B is connected to the ground electrode 14B by a via conductor (not shown) or the like. That is, in this example, the first ground electrode is composed of the first ground electrode 12A of the conductive member attached to the piezoelectric film 15 and the ground electrode 13B arranged on the first surface side of the base material 16. ..
  • the pressing sensor 10B of the second modification joins the wiring 20 on the second main surface side of the base material 16 opposite to the first main surface side on which the piezoelectric film 15 is arranged. As a result, it is not necessary to provide a mounting portion for connecting the wiring 20 on the first main surface side where the piezoelectric film 15 is arranged. That is, the pressing sensor 10B of the modification 2 can increase the occupied area of the piezoelectric film 15. In other words, even if the area of the same piezoelectric film 15 is the same, the area of the sensor as a whole can be reduced.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the pressing sensor 10C according to the modified example 3.
  • the same reference numerals are given to the configurations common to the cross-sectional view of FIG. 4B, and the description thereof will be omitted.
  • the area of the piezoelectric film 15 is larger than that of the pressing sensor 10B of the modified example 2.
  • the piezoelectric film 15 is also arranged at a position where it overlaps with the joining member 30 in a plan view. As a result, the pressing sensor 10C of the modified example 3 can further increase the occupied area of the piezoelectric film 15.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the pressing sensor 10D according to the modified example 4.
  • the same reference numerals are given to the configurations common to the cross-sectional view of FIG. 5, and the description thereof will be omitted.
  • the wiring 20 is connected to the surface panel 3 which is the object of deformation detection.
  • the wiring ground electrode 22 of the wiring 20 is in contact with the surface panel 3, but in reality, the wiring 20 is attached to and fixed to the surface panel 3 via an adhesive or the like.
  • the surface panel 3 is the object of deformation detection, but of course, the housing 2 may be the object of deformation detection.
  • the pressing sensor 10D connects the wiring 20 to the object for deformation detection, when the object is deformed, the strain due to the deformation of the object is transmitted to the piezoelectric film 15 via the connecting portion of the wiring 20. can do. As a result, the detection sensitivity of the pressing sensor 10D is improved. For example, when the output of the pressing sensor 10C in FIG. 5 is 0.15Vpp (Vpp is a peak to peak voltage), the output of the pressing sensor 10D in FIG. 6 under the same conditions is 0.22Vpp, which is about 0.22Vpp. It improves by 1.5 times. In addition, strain can be detected in a portion having an area larger than the area of the piezoelectric film 15. In particular, the detection sensitivity of pressing against the connection portion with the wiring 20 is remarkably improved.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the pressing sensor 10E according to the modified example 5.
  • the same reference numerals are given to the configurations common to the cross-sectional view of FIG. 2B, and the description thereof will be omitted.
  • the base material 16 and the connecting member 50 are laterally extended along the long axis direction of the piezoelectric film 15 in a plan view.
  • the second ground electrode 14 is also laterally extended along the long axis direction of the piezoelectric film 15 in a plan view, but it is not essential that the second ground electrode 14 is laterally extended. ..
  • the base material 16 and the connecting member 50 are connected to the surface panel 3 which is the object of deformation detection. That is, the base material 16 is connected to the object for deformation detection even at a position where the piezoelectric film 15 is not arranged in a plan view. Therefore, when the object is deformed, the strain due to the deformation of the object can be transmitted to the piezoelectric film 15 via the connecting portion. As a result, the detection sensitivity of the pressing sensor 10E is improved. In addition, strain can be detected in a portion having an area larger than the area of the piezoelectric film 15. In particular, the detection sensitivity of pressing on the laterally extended portion is significantly improved.
  • FIG. 8 is a plan view showing the overall structure of the pressing sensor 10F
  • FIG. 9A is a perspective view of the pressing sensor 10F
  • FIG. 9B is a partially exploded perspective view.
  • 10 (A) is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 10
  • (B) is a cross-sectional view taken along the line BB shown in FIG.
  • the pressing sensor 10F of this example has a sensor unit 80 and a wiring unit 81.
  • the wiring unit 81 has a circuit component 39 such as an amplifier circuit and an output terminal 390.
  • the sensor unit 80 has an adhesive 200 and a separator 201.
  • the pressure-sensitive adhesive 200 is attached to the ground electrode 14B.
  • the pressure-sensitive adhesive 200 is composed of, for example, an acrylic pressure-sensitive adhesive.
  • a separator 201 is attached to the pressure-sensitive adhesive 200.
  • the separator 201 protects the adhesive surface of the adhesive 200.
  • the separator 201 has a mold release portion for peeling off the separator 201.
  • the release portion is a portion of the separator 201 that is not attached to the pressure-sensitive adhesive 200.
  • a user of the piezoelectric sensor 100 peels off the separator 201 by picking and pulling the release portion with tweezers or the like.
  • the adhesive 200 after peeling off the separator 201 is attached to a housing or the like of an electronic component.
  • the circuit component 39 does not necessarily have to be provided.
  • the first ground electrode 12A is attached to the ground electrode 13B. However, in this example, the first ground electrode 12A does not overlap the joining member 30 in a plan view. If both the first ground electrode 12A and the ground electrode 13B overlap the joining member 30, and the thickness of the first ground electrode 12A varies, the bonding strength of the bonding member 30 may vary. be. Further, if both the first ground electrode 12A and the ground electrode 13B overlap the joining member 30 and the first ground electrode 12A is deformed by heat, the adhesion between the first ground electrode 12A and the ground electrode 13B varies. It may occur. In this case, the stress related to the piezoelectric film 15 may vary, and the characteristics of the sensor may vary. However, since the first ground electrode 12A does not overlap the joining member 30 in a plan view, it is possible to prevent such variations in joining strength and adhesion.
  • the ground electrode 13B overlaps the base material 16 and the joining member 30 in a plan view. Since the ground electrode 13B overlaps the base material 16, the main surface of the base material 16 can be easily held in a flat shape. If the ground electrode 13B is also configured so as not to overlap the joining member 30 in a plan view, the main surface of the base material 16 may not be flat due to the influence of the shape of the wiring detection electrode 21A, and the joining strength of the joining member 30 varies. May occur. In the present embodiment, since the ground electrode 13B overlaps the base material 16, the main surface of the base material 16 is maintained in a flat shape, and it is possible to prevent variations in the joining strength of the joining member 30.
  • the length (width) A1 of the joining member 30 along the X direction is wider than the width A2 of the detection electrode 14A and the width A3 of the wiring detection electrode 21A. ..
  • the width A3 of the wiring detection electrode 21A is wider than the width A2 of the detection electrode 14A.
  • the width A2 of the detection electrode 14A may be wider than the width A3 of the wiring detection electrode 21A.
  • one of the width A3 of the wiring detection electrode 21A and the width A2 of the detection electrode 14A is wider than the other.
  • the entire main surface of either the wiring detection electrode 21A or the detection electrode 14A overlaps with the other main surface. Therefore, the stability when the joining member 30 is thermocompression bonded and joined is improved.
  • the width A4 of the ground electrode 13B and the width A4 of the wiring ground electrode 22 are wider than the width A2 of the detection electrode 14A and the width A3 of the wiring detection electrode 21A.
  • the ground electrodes such as the ground electrode 13B and the wiring ground electrode 22 reinforce the joint portion. Since the width of the ground electrode is wider than the width of the detection electrode, the stability when the joining member 30 is thermocompression bonded and joined is further improved, and it is possible to prevent the occurrence of high thermal stress or the like locally.
  • the ground electrode is a solid electrode that is not patterned at the joint portion.
  • the wiring portion 81 has a portion (constricted portion 85) whose width is shortened in a plan view.
  • the wiring portion 81 has a constricted portion 85, so that the flexibility is improved.
  • the wiring portion 81 can relieve the stress by the constricted portion 85 and suppress the stress from being transmitted to the sensor portion 80, and the sensor can be suppressed. It is possible to prevent malfunction.
  • both main surfaces of the sensor unit 80 and the wiring unit 81 are covered with a resist (not shown), the resist (not shown) may be removed around the constricted portion 85.
  • the wiring portion 81 can further improve the flexibility by removing the resist around the constricted portion 85.

Abstract

変形検出センサ（１０）は、検出電極（１３）と、第１グランド電極（１２）と、前記検出電極（１３）および前記第１グランド電極（１２）で挟まれる圧電フィルム（１５）と、前記検出電極（１３）および第２グランド電極（１４）が形成された基材（１６）と、前記検出電極（１３）に接続される配線（２０）と、前記配線（２０）および前記検出電極（１３）を接合する接合部材（３０）と、を備える。

Description

変形検出センサ
　本発明は、検出対象の変形を検出する変形検出センサに関する。
　特許文献１には、圧電フィルムを用いた押圧センサが開示されている。圧電フィルムは、検出電極とグランド電極とで挟まれる。押圧センサは、検出電極とグランド電極で生じる電位差を検出することで、押圧を検出する。
国際公開第２０１５／１５９６２８号
　特許文献１の様な押圧センサは、センサの信号を演算回路に出力するための配線が必要になる。センサと配線を接続するためには、例えば端子部品等の実装部品が用いられる。しかし、実装部品を用いると厚みが増し、厚みの薄い圧電フィルムの特徴を活かすことができない。また、センサ上に端子部品等を実装するための実装部分を確保する必要がある。
　そこで、本発明は、厚みの薄い圧電フィルムの特徴を活かすことができ、センサ上に端子部品等を実装するための実装部分を確保する必要のない変形検出センサを提供することを目的とする。
　本発明の変形検出センサは、検出電極と、第１グランド電極と、第２グランド電極と、前記検出電極および前記第１グランド電極で挟まれる圧電フィルムと、前記検出電極および前記第２グランド電極が形成された基材と、前記検出電極に接続される配線と、前記配線および前記検出電極を接合する接合部材と、を備える。そして、前記接合部材は、平面視して前記第１グランド電極と重なり、前記基材のうち前記圧電フィルムが配置される第１面側と反対側の第２面側に配置される。
　この様に、本発明の変形検出センサでは、配線および検出電極は、接合部材（例えばはんだや異方性導電樹脂等）で接合される。これにより、本発明の変形検出センサは、端子部品を用いないため、厚みの薄い圧電フィルムの特徴を活かすことができる。また、接合される箇所は、圧電フィルムが配置される第１面側と反対側の第２面側であるため、圧電フィルムの面側に実装部分を設ける必要がない。つまり、圧電フィルムの占有面積を大きくすることができ、センサ全体としての面積を小さくすることができる。
　この発明によれば、厚みの薄い圧電フィルムの特徴を活かすことができ、センサ上に端子部品等を実装する実装部分を確保する必要のない変形検出センサを提供することができる。
図１（Ａ）は押圧センサ１０を備えた電子機器１の平面図であり、図１（Ｂ）は、電子機器１の側面図である。 図２（Ａ）は、押圧センサ１０の平面図であり、図２（Ａ）は、Ａ－Ａ線の断面図である。 変形例１の押圧センサ１０Ａの断面図である。 図４（Ａ）は、変形例２に係る押圧センサ１０Ｂの平面図であり、図４（Ｂ）は、Ａ－Ａ線の断面図である。 変形例３の押圧センサ１０Ｃの断面図である。 変形例４の押圧センサ１０Ｄの断面図である。 変形例５の押圧センサ１０Ｅの断面図である。 押圧センサ１０Ｆの平面図である。 図９（Ａ）は、押圧センサ１０Ｆの斜視図であり、図９（Ｂ）は、一部分解斜視図である。 図１０（Ａ）は、図８に示すＡ－Ａ線の断面図であり、図１０（Ｂ）は、図８に示すＢ－Ｂ線の断面図である。
　図１（Ａ）は、押圧センサ１０を備えた電子機器１の平面図である。図１（Ｂ）は、電子機器１の側面図である。
　電子機器１は、例えばスマートフォン等の情報処理端末である。電子機器１は、筐体２と表面パネル３および表示装置４を備えている。筐体２には、情報処理端末の各種回路が内蔵されている。
　表示装置４は、静電容量センサ５および表示部６を備える。静電容量センサ５は、表面パネル３に対するタッチ操作を検出する。表示部６は、ＬＣＤまたはＯＬＥＤからなり、画像を表示する。
　表面パネル３は、指等により押圧されると変形する。押圧センサ１０は、本発明の変形検出センサの一例である。押圧センサ１０は、表面パネル３と一体的に変形する。押圧センサ１０は、正面視して長方形状である。
　図２（Ａ）は、押圧センサ１０の平面図であり、図２（Ａ）は、Ａ－Ａ線の断面図である。押圧センサ１０は、圧電フィルム１５と、基材１６と、配線２０と、接続部材５０と、からなる。
　圧電フィルム１５の第１主面には、第１グランド電極１２が配置され、第２主面には検出電極１３が配置される。基材１６の第１主面には検出電極１３が配置され、第２主面には第２グランド電極１４が配置される。
　配線２０は、配線基材２３と、配線基材２３の第１主面に形成されている配線グランド電極２２と、配線基材２３の第２主面に形成されている配線検出電極２１と、を備えている。
　基材１６の検出電極１３と配線２０の配線検出電極２１は、接合部材３０で接合される。
　接続部材５０は、表面パネル３等の変形検出の対象物に接続される。これにより、接続部材５０が表面パネル３の変形に伴って変形する。接続部材５０の上面には、不図示の粘着剤等を介して、第２グランド電極１４が貼り付けられる。
　基材１６は、例えばポリイミド等の絶縁性部材からなる。基材１６の両主面には、銅箔等の電極が形成されている。この例では、基材１６のうち第１グランド電極側の第１主面に形成されている電極が検出電極１３となり、反対側の第２主面に形成されている電極が第２グランド電極１４となる。
　検出電極１３の上面には、不図示の粘着剤等を介して圧電フィルム１５が貼り付けられる。圧電フィルム１５の上面には、第１グランド電極１２が貼り付けられる。第１グランド電極１２は、例えば導電性粘着剤と金属薄膜と、からなる。
　第１グランド電極１２は、圧電フィルム１５とほぼ同じ面積か、圧電フィルム１５の面積よりも大きく、平面視して圧電フィルム１５を覆う。
　基材１６は、平面視して圧電フィルム１５の長軸方向に沿って側方に延長されている。当該延長されている部分において、検出電極１３の上面には、接合部材３０が配置される。接合部材３０は、検出電極１３および配線検出電極２１を電気的に接続し、かつ物理的に接続する。
　配線基材２３は、例えばポリイミド等の絶縁性部材からなる。配線基材２３の両主面には、銅箔等の電極が形成されている。この例では、配線基材２３のうち第１グランド電極側の第１主面に形成されている電極が配線グランド電極２２となり、反対側の第２主面に形成されている電極が配線検出電極２１となる。
　第１グランド電極１２および第２グランド電極１４は、不図示のビア導体等を介して、配線グランド電極２２に接続される。
　接合部材３０は、例えば、はんだや異方性導電樹脂等からなる。異方性導電樹脂は、熱圧着されることで、検出電極１３および配線検出電極２１を電気的に接続し、かつ物理的に接合する。
　接合部材３０は、平面視して第２グランド電極１４および配線グランド電極２２に重なっている。したがって、接合部材３０におけるシールド性が向上する。また、第２グランド電極１４および配線グランド電極２２とも、それぞれ基材１６および配線基材２３に形成された電極からなる。したがって、接合部材３０における機械的強度が向上する。
　本実施形態の押圧センサ１０Ａは、基材１６と配線２０の電気的接続に端子部品を用いないため、厚みの薄い圧電フィルム１５の特徴を活かすことができる。
　次に、図３は、変形例１の押圧センサ１０Ａの断面図である。図２（Ｂ）と共通する構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
　変形例１の押圧センサ１０Ａは、接続部材５０と第２グランド電極１４との間に補強部材７０を備えている。補強部材７０は、例えばＳＵＳ板からなる。補強部材７０は、はんだ等の接合部材で、第２グランド電極１４および接続部材５０に接合される。これにより、変形例１の押圧センサ１０Ａは、接合部材３０におけるシールド性および機械的強度が向上する。
　次に、図４（Ａ）は、変形例２に係る押圧センサ１０Ｂの平面図であり、図４（Ｂ）は、Ａ－Ａ線の断面図である。図２（Ａ）および図２（Ｂ）と共通する構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
　この例では、基材１６の第１主面および第２主面に形成されている電極がパターニングされている。第１主面に形成されている電極は、検出電極１３Ａとグランド電極１３Ｂに分断されている。検出電極１３Ａは、圧電フィルム１５に対向する位置に配置されている。グランド電極１３Ｂは、圧電フィルム１５に対向しない位置で、概ね平面視して基材１６および配線２０の重なる位置に配置されている。
　第２主面に形成されている電極は、検出電極１４Ａとグランド電極１４Ｂに分断されている。図４（Ａ）のハッチングに示す様に、検出電極１４Ａは、平面視して基材１６および配線２０の重なる位置と、圧電フィルム１５の一部に重なる位置とに形成されている。また、検出電極１４Ａは、基材１６の短軸方向の両端を除く位置に形成されている。グランド電極１３Ｂは、平面視して圧電フィルム１５の略全面に重なる位置と、平面視して基材１６および配線２０の重なる位置と、に形成されている。グランド電極１３Ｂは、平面視して基材１６および配線２０の重なる位置において短軸方向の両端側に配置されている。
　検出電極１３Ａおよび検出電極１４Ａは、平面視して圧電フィルム１５と重なる位置においてビア導体９０で電気的に接続される。なお、ビア導体９０の位置は、この例に限らない。つまり、この例では、検出電極は、基材１６のうち第１面側に配置される第１電極（検出電極１３Ａ）と、第２面側に配置される第２電極（検出電極１４Ａ）と、からなる。
　また、配線基材２３の第１主面に形成されている電極もパターニングされている。配線基材２３の第１主面に形成されている電極は、配線検出電極２１Ａと配線グランド電極２１Ｂに分断されている。配線検出電極２１Ａは、平面視して配線基材２３の短軸方向の両端を除く位置に形成されている。配線グランド電極２１Ｂは、平面視して配線基材２３の短軸方向の両端側に形成されている。
　配線検出電極２１Ａおよび検出電極１４Ａは、接合部材３０で接続される。また、配線グランド電極２１Ｂおよびグランド電極１４Ｂは、不図示の別の接合部材で接続される。
　圧電フィルム１５の上面には、第１グランド電極１２Ａが貼り付けられる。第１グランド電極１２Ａは、例えば導電性粘着剤と金属薄膜と、からなる。変形例２の押圧センサ１０Ｂでは、第１グランド電極１２Ａは、圧電フィルム１５の上面だけでなく、基材１６の全面を覆う様に貼り付けられている。第１グランド電極１２Ａは、グランド電極１３Ｂにも貼り付けられる。グランド電極１３Ｂは、不図示のビア導体等でグランド電極１４Ｂに接続される。つまり、この例では、第１グランド電極は、圧電フィルム１５に貼り付けられる導電性部材の第１グランド電極１２Ａと、基材１６のうち第１面側に配置されるグランド電極１３Ｂと、からなる。
　変形例２の押圧センサ１０Ｂは、基材１６のうち圧電フィルム１５の配置されている第１主面側と反対側の第２主面側で、配線２０を接合する。これにより、圧電フィルム１５の配置されている第１主面側には、配線２０を接続するための実装部分を設ける必要がない。つまり、変形例２の押圧センサ１０Ｂは、圧電フィルム１５の占有面積を大きくすることができる。言い換えると、同じ圧電フィルム１５の面積であってもセンサ全体としての面積を小さくすることができる。
　図５は、変形例３に係る押圧センサ１０Ｃの断面図である。図４（Ｂ）の断面図と共通する構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
　変形例３に係る押圧センサ１０Ｃでは、圧電フィルム１５の面積が、変形例２の押圧センサ１０Ｂに比べて大きくなっている。図５の例では、圧電フィルム１５は、平面視して接合部材３０と重なる位置においても配置されている。これにより、変形例３の押圧センサ１０Ｃは、圧電フィルム１５の占有面積をさらに大きくすることができる。
　図６は、変形例４に係る押圧センサ１０Ｄの断面図である。図５の断面図と共通する構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
　図６の例では、変形検出の対象物である表面パネル３に配線２０が接続される。図６では、配線２０の配線グランド電極２２が表面パネル３に接触しているが、実際には、配線２０は粘着剤等を介して表面パネル３に貼り付けられて固定される。なお、この例では、表面パネル３が変形検出の対象物であるが、無論、筐体２が変形検出の対象物であってもよい。
　押圧センサ１０Ｄは、配線２０を変形検出の対象物に接続しているため、対象物が変形した場合に、当該対象物の変形によるひずみを、配線２０の接続部分を介して圧電フィルム１５に伝達することができる。これにより、押圧センサ１０Ｄは、検出感度が向上する。例えば、図５の押圧センサ１０Ｃの出力が０．１５Ｖｐｐ（Ｖｐｐは、ピークｔｏピーク電圧である。）である場合に、同条件での図６の押圧センサ１０Ｄの出力は０．２２Ｖｐｐとなり、約１．５倍に向上する。また、圧電フィルム１５の面積よりも広い面積の部分におけるひずみを検出することができる。特に、配線２０との接続部分に対する押圧の検出感度が顕著に向上する。
　次に、図７は、変形例５に係る押圧センサ１０Ｅの断面図である。図２（Ｂ）の断面図と共通する構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
　基材１６および接続部材５０は、平面視して圧電フィルム１５の長軸方向に沿って側方に延長されている。図７では、第２グランド電極１４も平面視して圧電フィルム１５の長軸方向に沿って側方に延長されているが、第２グランド電極１４が側方に延長されることは必須ではない。
　当該延長されている部分において、基材１６および接続部材５０は、変形検出の対象物である表面パネル３に接続される。つまり、平面視して圧電フィルム１５が配置されていない位置においても、基材１６は、変形検出の対象物に接続される。そのため、対象物が変形した場合に、当該対象物の変形によるひずみを、接続部分を介して圧電フィルム１５に伝達することができる。これにより、押圧センサ１０Ｅは、検出感度が向上する。また、圧電フィルム１５の面積よりも広い面積の部分におけるひずみを検出することができる。特に、側方に延長した部分に対する押圧の検出感度が顕著に向上する。
　次に、図８は、押圧センサ１０Ｆの全体構造を示す平面図であり、図９（Ａ）は、押圧センサ１０Ｆの斜視図であり、図９（Ｂ）は、一部の分解斜視図である。図１０（Ａ）は、図８に示すＡ－Ａ線の断面図である。図１０（Ｂ）は、図８に示すＢ－Ｂ線の断面図である。
　この例の押圧センサ１０Ｆは、センサ部８０および配線部８１を有する。配線部８１は、増幅回路等の回路部品３９、および出力端子３９０を有する。センサ部８０は、粘着剤２００と、セパレータ２０１と、を有する。図１０（Ａ）に示す様に、グランド電極１４Ｂには、粘着剤２００が貼り付けられる。粘着剤２００は、例えばアクリル系粘着剤で構成される。粘着剤２００には、セパレータ２０１が貼り付けられる。セパレータ２０１は、粘着剤２００の粘着面を保護する。セパレータ２０１には、該セパレータ２０１を引き剥がすための離型部を有する。離型部は、セパレータ２０１のうち粘着剤２００に貼り付けられていない部分である。圧電センサ１００の利用者（例えば電子機器の製造者）は、離型部をピンセット等で摘まんで引っ張ることで、セパレータ２０１を引き剥がす。セパレータ２０１を引き剥がした後の粘着剤２００は、電子部品の筐体等に貼り付けられる。なお、回路部品３９については必ずしも設けられている必要はない。
　第１グランド電極１２Ａは、グランド電極１３Ｂに貼り付けられる。ただし、この例では、第１グランド電極１２Ａは、平面視して接合部材３０に重なっていない。仮に、第１グランド電極１２Ａとグランド電極１３Ｂの両方が接合部材３０に重なり、第１グランド電極１２Ａの厚みにばらつきが生じた場合に、接合部材３０の接合強度にばらつきが生じてしまう可能性がある。また、仮に、第１グランド電極１２Ａとグランド電極１３Ｂの両方が接合部材３０に重なり、第１グランド電極１２Ａが熱により変形した場合に、第１グランド電極１２Ａおよびグランド電極１３Ｂの密着性にばらつきが生じる場合もある。この場合、圧電フィルム１５に係る応力がばらつき、センサの特性にばらつきが生じる可能性がある。しかし、第１グランド電極１２Ａは、平面視して接合部材３０に重なっていないため、この様な接合強度や密着性のばらつきを防止することができる。
　一方で、グランド電極１３Ｂは、平面視して基材１６および接合部材３０に重なる。グランド電極１３Ｂが基材１６に重なっていることで、基材１６の主面は、平坦な形状に保持し易くなる。仮にグランド電極１３Ｂも平面視して接合部材３０に重ならない構成にすると、基材１６の主面が配線検出電極２１Ａの形状の影響により平坦にならない場合があり、接合部材３０の接合強度にばらつきが生じてしまう可能性がある。本実施形態では、グランド電極１３Ｂが基材１６に重なっていることで、基材１６の主面が、平坦な形状に保持され、接合部材３０の接合強度のばらつきを防止することができる。
　また、この例では、図１０（Ｂ）に示す様に、接合部材３０のＸ方向に沿った長さ（幅）Ａ１は、検出電極１４Ａの幅Ａ２および配線検出電極２１Ａの幅Ａ３よりも広い。これにより、接合部材３０の幅方向の端部は、接合時に基材１６および配線基材２３に接触し、接合強度が向上する。また、図１０（Ｂ）の例では、配線検出電極２１Ａの幅Ａ３は、検出電極１４Ａの幅Ａ２よりも広い。ただし、検出電極１４Ａの幅Ａ２が配線検出電極２１Ａの幅Ａ３より広くてもよい。つまり、配線検出電極２１Ａの幅Ａ３と検出電極１４Ａの幅Ａ２は、いずれか一方の幅が他方の幅よりも広い。これにより、接合時にわずかに位置がずれても、配線検出電極２１Ａおよび検出電極１４Ａのいずれか一方の全主面が他方の主面に重なる。したがって、接合部材３０を熱圧着して接合する時の安定性が向上する。
　また、グランド電極１３Ｂの幅Ａ４および配線グランド電極２２の幅Ａ４は、検出電極１４Ａの幅Ａ２および配線検出電極２１Ａの幅Ａ３より広い。グランド電極１３Ｂおよび配線グランド電極２２等のグランド電極は、接合部分を補強する。グランド電極の幅が検出電極の幅よりも広いことで、接合部材３０を熱圧着して接合する時の安定性がさらに向上し、局所的に高い熱応力等が生じることを防ぐことができる。
　また、グランド電極は、検出電極１４Ａおよび配線検出電極２１Ａと異なり、接合部分においてはパターニングされていないベタ電極である。この様な幅の広いベタ電極を配置することで、接合部材３０には、平面方向に均一に熱と圧力が伝わる。さらに、幅の広いベタ電極を配置することで、配線部３８からセンサ部３５に伝わる応力のばらつきが低減し、センサの特性バラつきも低減される。
　また、配線部８１は、平面視して幅が短くなっている部分（くびれ部８５）を有する。配線部８１は、くびれ部８５を有することで、可撓性が向上する。これにより、配線部８１は、使用時に配線部８１の配線基材２３に応力が生じた場合でも、くびれ部８５により応力を緩和し、センサ部８０に当該応力が伝わることを抑制でき、センサの誤動作を防止することができる。なお、センサ部８０および配線部８１のそれぞれの両主面は、レジスト（不図示）で覆われているが、くびれ部８５の周囲については、当該レジスト（不図示）を除去してもよい。配線部８１は、くびれ部８５の周囲のレジストを除去することでさらに可撓性を向上させることができる。
　本実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではない。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
１…電子機器
２…筐体
３…表面パネル
４…表示装置
５…静電容量センサ
６…表示部
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…押圧センサ
１２，１２Ａ…第１グランド電極
１３，１３Ａ…検出電極
１３Ｂ…グランド電極
１４…第２グランド電極
１４Ａ…検出電極
１４Ｂ…グランド電極
１５…圧電フィルム
１６…基材
２０…配線
２１，２１Ａ…配線検出電極
２２…配線グランド電極
２１Ｂ…配線グランド電極
２３…配線基材
３０…接合部材
５０…接続部材
７０…補強部材
９０…ビア導体

Claims (6)

  1. 　検出電極と、
    　第１グランド電極と、
    　第２グランド電極と、
    　前記検出電極および前記第１グランド電極で挟まれる圧電フィルムと、
    　前記検出電極および前記第２グランド電極が形成された基材と、
    　前記検出電極に接続される配線と、
    　前記配線および前記検出電極を接合する接合部材と、
    　を備え、
    　前記接合部材は、前記基材のうち前記圧電フィルムが配置される第１面側と反対側の第２面側に配置される、
    　変形検出センサ。
  2. 　前記基材を補強し、前記第２グランド電極に接続され、前記基材を補強する補強部材を備えた、
    　請求項１に記載の変形検出センサ。
  3. 　前記検出電極は、前記基材のうち前記第１面側に配置される第１電極と、前記第２面側に配置される第２電極と、からなり、
    　前記第１電極と前記第２電極とを電気的に接続するビア導体を備える、
    　請求項１または請求項２に記載の変形検出センサ。
  4. 　前記第１グランド電極は、前記圧電フィルムに貼り付けられる導電性部材と、前記基材のうち前記第１面側に配置される第１電極と、からなる、
    　請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の変形検出センサ。
  5. 　前記配線は、変形検出の対象物に接続される、
    　請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の変形検出センサ。
  6. 　前記接合部材は平面視して前記第１グランド電極と重なる、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の変形検出センサ。
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