WO2022244642A1 - センサモジュール、電池パック - Google Patents

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WO2022244642A1
WO2022244642A1 PCT/JP2022/019728 JP2022019728W WO2022244642A1 WO 2022244642 A1 WO2022244642 A1 WO 2022244642A1 JP 2022019728 W JP2022019728 W JP 2022019728W WO 2022244642 A1 WO2022244642 A1 WO 2022244642A1
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strain
sensor module
resistor
layer
housing
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PCT/JP2022/019728
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English (en)
French (fr)
Inventor
公生 森
Original Assignee
ミネベアミツミ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
    • G01B7/18—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge using change in resistance
    • G01B7/20—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge using change in resistance formed by printed-circuit technique
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to sensor modules and battery packs.
  • the battery may expand due to a decrease in the life of the battery in the battery pack, causing leaks, etc. Therefore, in a battery pack, it is important to detect battery expansion, and various devices for detecting battery expansion have been proposed.
  • One example is a device that detects internal pressure with a strain gauge placed in the inner space of a lithium secondary battery and displays the detected internal pressure on a display. This device can determine whether the lithium secondary battery is normal or abnormal by monitoring the displayed internal pressure (see, for example, Patent Document 1).
  • the present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide a sensor module that can accurately detect the state of a battery.
  • This sensor module includes a metal strain body adhered to the outer surface of a housing that accommodates a battery, a strain gauge having a Cr mixed phase film as a resistor provided on one surface of the strain body, and and a plurality of mutually-separated bonding regions bonded to the housing are defined on the other surface of the strain body, and the strain gauge is attached to the bonding region on one surface of the strain body. are arranged in non-opposing regions.
  • FIG. 1 is a plan view illustrating a battery pack according to a first embodiment
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a battery pack according to a first embodiment
  • FIG. 3 is a cross-sectional view (part 1) exemplifying how the housing is deformed due to the expansion of the battery
  • 1 is a plan view illustrating a strain gauge according to a first embodiment
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a strain gauge according to a first embodiment
  • FIG. 10 is a plan view illustrating a battery pack according to a second embodiment
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a battery pack according to a second embodiment
  • FIG. 11 is a cross-sectional view (part 2) exemplifying how the housing is deformed due to the expansion of the battery;
  • the sensor module detects various states of the battery.
  • the various states of the battery include, for example, contraction of the battery, presence or absence of protrusions and recesses, shape distribution, temperature, etc., in addition to expansion of the battery.
  • FIG. 1 is a plan view illustrating a battery pack according to a first embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the battery pack according to the first embodiment, showing a cross section along line AA in FIG.
  • the battery pack 1 has a housing 10, a sensor module 20, and adhesive layers 31 and 32.
  • the battery pack 1 is a battery pack in which a sensor module 20 is adhered to the outer surface of a housing 10 that houses batteries, and can be widely used in various electronic devices such as personal computers and smartphones, mobile terminals, and the like.
  • the housing 10 is a case that houses a battery, and is made of metal or resin, for example. Members other than the battery, such as a circuit board and an external output terminal, may be accommodated inside the housing 10 .
  • the battery housed in the housing 10 is, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery, and is housed in a plurality of batteries connected in parallel and/or series as appropriate.
  • the sensor module 20 is a sensor that detects deformation of the housing 10 due to battery expansion.
  • the sensor module 20 has a strain body 50 and a strain gauge 100 arranged on one surface of the strain body 50 with an adhesive layer 70 interposed therebetween.
  • the strain-generating body 50 has a rectangular shape in a plan view, and is bent in an L shape in a cross-sectional view.
  • the strain gauge 100 is provided on the upper surface of the L-shaped long side of the strain-generating body 50 in the vicinity of the bent portion where the long side and the short side of the L-shape are connected via the adhesive layer 70 . In other words, the strain gauge 100 is arranged above the corner where the upper surface and the side surface of the housing 10 are connected.
  • the material of the adhesive layer 70 is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.
  • epoxy resin, modified epoxy resin, silicone resin, modified silicone resin, urethane resin, modified urethane resin, etc. can be used.
  • a double-sided tape may be used as the adhesive layer 70 .
  • the thickness of the adhesive layer 70 is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • a plurality of mutually-separated adhesion areas to be adhered to the housing 10 are defined on the lower surface of the strain-generating body 50 .
  • one bonding region is defined at each of the ends of the long sides and the ends of the short sides of the L-shape.
  • An adhesive layer 32 is provided in the adhesive area on the side.
  • the L-shaped bent portion is a non-adhesive region that is not adhered to the housing 10 .
  • the long side of the L-shape of the strain-generating body 50 is adhered to the upper surface of the housing 10 via an adhesive layer 31 , and the short side of the L-shape of the strain-generating body 50 is bonded to the housing 10 via an adhesive layer 32 .
  • is glued to the side of the Adhesive layers 31 and 32 may be similar to adhesive layer 70, for example.
  • the strain gauge 100 On the side of the strain body 50 opposite to the area where the strain gauge 100 is arranged (on the housing 10 side), no adhesive layer is arranged and a space S is provided.
  • the strain gauge 100 is arranged on the upper surface of the strain body 50 in a region that does not face the bonding region. Since the space S is provided, the strain body 50 can be easily expanded and contracted as the housing 10 is deformed due to the expansion of the battery. can be detected with high sensitivity.
  • the strain-generating body 50 is made of metal.
  • a material of the strain generating body 50 for example, SUS (stainless steel), Al, Fe, or the like can be used. Among these, it is preferable to use SUS from the viewpoint of low height and easiness of correcting the strain gauge for the strain-generating body.
  • the thickness of the strain generating body 50 can be, for example, about 0.05 mm or more and 0.2 mm or less. By setting the thickness of the strain generating body 50 to 0.05 mm or more, necessary rigidity can be obtained and the space S can be secured. By setting the thickness of the strain-generating body 50 to 0.2 mm or less, the strain-generating body 50 can expand and contract sufficiently.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view (part 1) illustrating how the housing is deformed due to the expansion of the battery. As shown in FIG. 3, for example, when gas is generated inside a battery placed in the housing 10, the battery expands, the central portion of the upper and lower surfaces of the housing 10 swells, and the corners are also deformed. Then, distortion occurs in the central portion and corner portions of the housing 10 .
  • the strain body 50 is also deformed as the housing 10 is deformed due to the expansion of the battery.
  • the resistance value of the strain gauge 100 changes, and deformation of the housing 10 can be detected. That is, it is possible to detect the expansion of the battery accommodated inside the housing 10 .
  • a space S is provided between the lower surface of the strain-generating body 50 and the housing 10 , and the strain gauge 100 is attached to the bonding area on the upper surface of the strain-generating body 50 .
  • strain gauge 100 will be explained.
  • FIG. 4 is a plan view illustrating the strain gauge according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the strain gauge according to the first embodiment, showing a cross section along line BB in FIG. 4 and 5, the strain gauge 100 has a substrate 110, a resistor 130, wiring 140, electrodes 150, and a cover layer 160.
  • FIG. 4 only the outer edge of the cover layer 160 is shown with a dashed line for convenience. Note that the cover layer 160 may be provided as necessary.
  • the base material 110 is a member that serves as a base layer for forming the resistor 130 and the like, and has flexibility.
  • the thickness of the base material 110 is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose. In particular, when the thickness of the base material 110 is 5 ⁇ m to 200 ⁇ m, the transmission of strain from the surface of the strain generating body bonded to the lower surface of the base material 110 via an adhesive layer or the like, and the dimensional stability against the environment.
  • the thickness is preferably 10 ⁇ m or more, and more preferable from the viewpoint of insulation.
  • the substrate 110 is made of, for example, PI (polyimide) resin, epoxy resin, PEEK (polyetheretherketone) resin, PEN (polyethylene naphthalate) resin, PET (polyethylene terephthalate) resin, PPS (polyphenylene sulfide) resin, LCP (liquid crystal It can be formed from an insulating resin film such as polymer) resin, polyolefin resin, or the like. Note that the film refers to a flexible member having a thickness of about 500 ⁇ m or less.
  • the base material 110 may be formed from an insulating resin film containing a filler such as silica or alumina, for example.
  • Materials other than the resin of the base material 110 include, for example, SiO 2 , ZrO 2 (including YSZ), Si, Si 2 N 3 , Al 2 O 3 (including sapphire), ZnO, perovskite ceramics (CaTiO 3 , BaTiO 3 ) and other crystalline materials, as well as amorphous glass and the like.
  • a metal such as aluminum, an aluminum alloy (duralumin), or titanium may be used.
  • an insulating film is formed on the base material 110 made of metal.
  • the resistor 130 is a thin film formed in a predetermined pattern on the base material 110, and is a sensing part that undergoes a change in resistance when subjected to strain.
  • the resistor 130 may be formed directly on the upper surface 110a of the base material 110, or may be formed on the upper surface 110a of the base material 110 via another layer.
  • the resistor 130 is shown with a dark pear-skin pattern for the sake of convenience.
  • the resistor 130 has a plurality of elongated portions arranged in the same longitudinal direction (the direction of line BB in FIG. 4) at predetermined intervals, and the ends of adjacent elongated portions are alternately connected. , is a zigzag folding structure as a whole.
  • the longitudinal direction of the elongated portions is the grid direction, and the direction perpendicular to the grid direction is the grid width direction (the direction perpendicular to line BB in FIG. 4).
  • One ends in the longitudinal direction of the two elongated portions located on the outermost side in the grid width direction are bent in the grid width direction to form respective ends 130e 1 and 130e 2 of the resistor 130 in the grid width direction.
  • Each end 130 e 1 and 130 e 2 of the resistor 130 in the grid width direction is electrically connected to the electrode 150 via the wiring 140 .
  • the wiring 140 electrically connects the ends 130e 1 and 130e 2 of the resistor 130 in the grid width direction and each electrode 150 .
  • the resistor 130 can be made of, for example, a material containing Cr (chromium), a material containing Ni (nickel), or a material containing both Cr and Ni. That is, the resistor 130 can be made of a material containing at least one of Cr and Ni.
  • Materials containing Cr include, for example, a Cr mixed phase film.
  • Materials containing Ni include, for example, Cu—Ni (copper nickel).
  • Materials containing both Cr and Ni include, for example, Ni—Cr (nickel chromium).
  • the Cr mixed phase film is a film in which Cr, CrN, Cr 2 N, or the like is mixed.
  • the Cr mixed phase film may contain unavoidable impurities such as chromium oxide.
  • the thickness of the resistor 130 is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the crystallinity of the crystal for example, the crystallinity of ⁇ -Cr
  • the thickness of the resistor 130 is 1 ⁇ m or less in that cracks in the film caused by internal stress of the film constituting the resistor 130 and warping from the base material 110 can be reduced.
  • the width of the resistor 130 can be optimized with respect to the required specifications such as the resistance value and the lateral sensitivity, and can be set to, for example, about 10 ⁇ m to 100 ⁇ m in consideration of disconnection countermeasures.
  • the stability of gauge characteristics can be improved by using ⁇ -Cr (alpha chromium), which is a stable crystal phase, as the main component.
  • the gauge factor of the strain gauge 100 is 10 or more, and the temperature coefficient of gauge factor TCS and the temperature coefficient of resistance TCR are in the range of -1000 ppm/°C to +1000 ppm/°C.
  • the term "main component" means that the target material accounts for 50% by weight or more of all the materials constituting the resistor. It preferably contains 90% by weight or more, more preferably 90% by weight or more.
  • ⁇ -Cr is Cr with a bcc structure (body-centered cubic lattice structure).
  • the resistor 130 is a Cr mixed phase film
  • CrN and Cr 2 N contained in the Cr mixed phase film be 20% by weight or less.
  • CrN and Cr 2 N contained in the Cr mixed phase film are 20% by weight or less, a decrease in gauge factor can be suppressed.
  • the ratio of Cr 2 N in CrN and Cr 2 N is preferably 80% by weight or more and less than 90% by weight, more preferably 90% by weight or more and less than 95% by weight.
  • the ratio of Cr 2 N in CrN and Cr 2 N is 90% by weight or more and less than 95% by weight, the decrease in TCR (negative TCR) becomes more pronounced due to Cr 2 N having semiconducting properties. .
  • by reducing ceramicization brittle fracture is reduced.
  • the wiring 140 is formed on the base material 110 and electrically connected to the resistor 130 and the electrode 150 .
  • the wiring 140 has a first metal layer 141 and a second metal layer 142 laminated on the upper surface of the first metal layer 141 .
  • the wiring 140 is not limited to a straight line, and may have any pattern. Also, the wiring 140 can be of any width and any length.
  • the wiring 140 and the electrode 150 are shown with a pear-skin pattern that is thinner than the resistor 130 for the sake of convenience.
  • the electrode 150 is formed on the base material 110 and electrically connected to the resistor 130 via the wiring 140.
  • the electrode 150 is wider than the wiring 140 and formed in a substantially rectangular shape.
  • the electrodes 150 are a pair of electrodes for outputting to the outside the change in the resistance value of the resistor 130 caused by strain, and for example, a lead wire for external connection, a flexible substrate, or the like is joined.
  • the substrate 110 and the wiring 140 may be stretched so that the electrode 150 is positioned at the end of the strain body 50 . This facilitates electrical connection between the electrode 150 and the outside.
  • the electrode 150 has a pair of first metal layers 151 and a second metal layer 152 laminated on the upper surface of each first metal layer 151 .
  • the first metal layer 151 is electrically connected to the ends 130e 1 and 130e 2 of the resistor 130 via the first metal layer 141 of the wiring 140 .
  • the first metal layer 151 is formed in a substantially rectangular shape in plan view.
  • the first metal layer 151 may be formed to have the same width as the wiring 140 .
  • the resistor 130, the first metal layer 141, and the first metal layer 151 are denoted by different symbols for convenience, they can be integrally formed from the same material in the same process. Therefore, the resistor 130, the first metal layer 141, and the first metal layer 151 have substantially the same thickness.
  • the second metal layer 142 and the second metal layer 152 are given different symbols for the sake of convenience, they can be integrally formed from the same material in the same process. Therefore, the second metal layer 142 and the second metal layer 152 have substantially the same thickness.
  • the second metal layers 142 and 152 are made of a material with lower resistance than the resistor 130 (the first metal layers 141 and 151).
  • the materials for the second metal layers 142 and 152 are not particularly limited as long as they have lower resistance than the resistor 130, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the material of the second metal layers 142 and 152 is Cu, Ni, Al, Ag, Au, Pt, etc., or an alloy of any of these metals, or any of these. or a laminated film obtained by appropriately laminating any of these metals, alloys, or compounds.
  • the thickness of the second metal layers 142 and 152 is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, but can be, for example, about 3 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the second metal layers 142 and 152 may be formed on part of the top surfaces of the first metal layers 141 and 151 or may be formed on the entire top surfaces of the first metal layers 141 and 151 .
  • One or more other metal layers may be laminated on the upper surface of the second metal layer 152 .
  • a copper layer may be used as the second metal layer 152, and a gold layer may be laminated on the upper surface of the copper layer.
  • a copper layer may be used as the second metal layer 152, and a palladium layer and a gold layer may be sequentially laminated on the upper surface of the copper layer. Solder wettability of the electrode 150 can be improved by using a gold layer as the top layer of the electrode 150 .
  • the wiring 140 has a structure in which the second metal layer 142 is laminated on the first metal layer 141 made of the same material as the resistor 130 . Therefore, since the wiring 140 has a lower resistance than the resistor 130, the wiring 140 can be prevented from functioning as a resistor. As a result, the accuracy of strain detection by the resistor 130 can be improved.
  • the wiring 140 having a resistance lower than that of the resistor 130 it is possible to limit the substantial sensing portion of the strain gauge 100 to the local area where the resistor 130 is formed. Therefore, the strain detection accuracy by the resistor 130 can be improved.
  • the wiring 140 has a lower resistance than the resistor 130, and the resistor 130 is formed as a substantial sensing part. Restricting to a local region exhibits a significant effect in improving strain detection accuracy. Further, making the wiring 140 lower in resistance than the resistor 130 also has the effect of reducing lateral sensitivity.
  • a cover layer 160 is formed on the base material 110 to cover the resistors 130 and the wirings 140 and expose the electrodes 150 .
  • a portion of the wiring 140 may be exposed from the cover layer 160 .
  • the cover layer 160 can be made of insulating resin such as PI resin, epoxy resin, PEEK resin, PEN resin, PET resin, PPS resin, composite resin (eg, silicone resin, polyolefin resin).
  • the cover layer 160 may contain fillers and pigments.
  • the thickness of the cover layer 160 is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the base material 110 is prepared, and a metal layer (referred to as metal layer A for convenience) is formed on the upper surface 110a of the base material 110.
  • the metal layer A is a layer that is finally patterned to become the resistor 130 , the first metal layer 141 and the first metal layer 151 . Therefore, the material and thickness of the metal layer A are the same as those of the resistor 130, the first metal layer 141, and the first metal layer 151 described above.
  • the metal layer A can be formed, for example, by magnetron sputtering using a raw material capable of forming the metal layer A as a target.
  • the metal layer A may be formed by using a reactive sputtering method, a vapor deposition method, an arc ion plating method, a pulse laser deposition method, or the like instead of the magnetron sputtering method.
  • a functional layer having a predetermined thickness is vacuum-formed on the upper surface 110a of the base material 110 as a base layer by conventional sputtering, for example. is preferred.
  • a functional layer refers to a layer having a function of promoting crystal growth of at least the upper metal layer A (resistor 130).
  • the functional layer preferably further has a function of preventing oxidation of the metal layer A due to oxygen and moisture contained in the base material 110 and a function of improving adhesion between the base material 110 and the metal layer A.
  • the functional layer may also have other functions.
  • the insulating resin film that constitutes the base material 110 contains oxygen and moisture, especially when the metal layer A contains Cr, Cr forms a self-oxidizing film. Being prepared helps.
  • the material of the functional layer is not particularly limited as long as it has a function of promoting the crystal growth of at least the upper metal layer A (resistor 130), and can be appropriately selected according to the purpose. Chromium), Ti (titanium), V (vanadium), Nb (niobium), Ta (tantalum), Ni (nickel), Y (yttrium), Zr (zirconium), Hf (hafnium), Si (silicon), C ( carbon), Zn (zinc), Cu (copper), Bi (bismuth), Fe (iron), Mo (molybdenum), W (tungsten), Ru (ruthenium), Rh (rhodium), Re (rhenium), Os ( osmium), Ir (iridium), Pt (platinum), Pd (palladium), Ag (silver), Au (gold), Co (cobalt), Mn (manganese), Al (aluminum) 1 selected from the group consisting of Metal or metals, alloys of any of this group of
  • Examples of the above alloy include FeCr, TiAl, FeNi, NiCr, CrCu, and the like.
  • Examples of the above compounds include TiN, TaN , Si3N4 , TiO2 , Ta2O5 , SiO2 and the like.
  • the thickness of the functional layer is preferably 1/20 or less of the thickness of the resistor. Within this range, it is possible to promote the crystal growth of ⁇ -Cr, and to prevent a part of the current flowing through the resistor from flowing through the functional layer, thereby preventing a decrease in strain detection sensitivity.
  • the thickness of the functional layer is more preferably 1/50 or less of the thickness of the resistor. Within this range, it is possible to promote the crystal growth of ⁇ -Cr, and further prevent the deterioration of the strain detection sensitivity due to part of the current flowing through the resistor flowing through the functional layer.
  • the thickness of the functional layer is more preferably 1/100 or less of the thickness of the resistor. Within such a range, it is possible to further prevent a decrease in strain detection sensitivity due to part of the current flowing through the resistor flowing through the functional layer.
  • the film thickness of the functional layer is preferably 1 nm to 1 ⁇ m. Within such a range, the crystal growth of ⁇ -Cr can be promoted, and the film can be easily formed without causing cracks in the functional layer.
  • the thickness of the functional layer is more preferably 1 nm to 0.8 ⁇ m. Within such a range, the crystal growth of ⁇ -Cr can be promoted, and the functional layer can be formed more easily without cracks.
  • the thickness of the functional layer is more preferably 1 nm to 0.5 ⁇ m. Within such a range, the crystal growth of ⁇ -Cr can be promoted, and the functional layer can be formed more easily without cracks.
  • the planar shape of the functional layer is, for example, patterned to be substantially the same as the planar shape of the resistor shown in FIG.
  • the planar shape of the functional layer is not limited to being substantially the same as the planar shape of the resistor. If the functional layer is made of an insulating material, it may not be patterned in the same planar shape as the resistor. In this case, the functional layer may be solidly formed at least in the region where the resistor is formed. Alternatively, the functional layer may be formed all over the top surface of the substrate 110 .
  • the thickness and surface area of the functional layer can be increased by forming the functional layer relatively thick such that the thickness is 50 nm or more and 1 ⁇ m or less and forming the functional layer in a solid manner. Since the resistance increases, the heat generated by the resistor can be dissipated to the base material 110 side. As a result, in the strain gauge 100, deterioration in measurement accuracy due to self-heating of the resistor can be suppressed.
  • the functional layer can be formed, for example, by conventional sputtering using a raw material capable of forming the functional layer as a target and introducing Ar (argon) gas into the chamber in a vacuum.
  • Ar argon
  • the functional layer is formed while etching the upper surface 110a of the substrate 110 with Ar, so that the amount of film formation of the functional layer can be minimized and the effect of improving adhesion can be obtained.
  • the functional layer may be formed by other methods.
  • the upper surface 110a of the substrate 110 is activated by a plasma treatment using Ar or the like to obtain an adhesion improvement effect, and then the functional layer is vacuum-formed by magnetron sputtering. You may use the method to do.
  • the combination of the material of the functional layer and the material of the metal layer A is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. It is possible to form a Cr mixed phase film as a main component.
  • the metal layer A can be formed by magnetron sputtering using a raw material capable of forming a Cr mixed-phase film as a target and introducing Ar gas into the chamber.
  • the metal layer A may be formed by reactive sputtering using pure Cr as a target, introducing an appropriate amount of nitrogen gas into the chamber together with Ar gas.
  • the introduction amount and pressure (nitrogen partial pressure) of nitrogen gas and adjusting the heating temperature by providing a heating process by changing the introduction amount and pressure (nitrogen partial pressure) of nitrogen gas and adjusting the heating temperature by providing a heating process, the ratio of CrN and Cr 2 N contained in the Cr mixed phase film, and the ratio of CrN and Cr The proportion of Cr2N in 2N can be adjusted.
  • the growth surface of the Cr mixed phase film is defined by the functional layer made of Ti, and a Cr mixed phase film whose main component is ⁇ -Cr, which has a stable crystal structure, can be formed.
  • the diffusion of Ti constituting the functional layer into the Cr mixed phase film improves the gauge characteristics.
  • the strain gauge 100 can have a gauge factor of 10 or more and a temperature coefficient of gauge factor TCS and a temperature coefficient of resistance TCR within the range of -1000 ppm/°C to +1000 ppm/°C.
  • the Cr mixed phase film may contain Ti or TiN (titanium nitride).
  • the functional layer made of Ti has the function of promoting the crystal growth of the metal layer A and the function of preventing oxidation of the metal layer A due to oxygen and moisture contained in the base material 110. , and the function of improving the adhesion between the base material 110 and the metal layer A.
  • Ta, Si, Al, or Fe is used as the functional layer instead of Ti.
  • the functional layer below the metal layer A in this manner, it is possible to promote the crystal growth of the metal layer A, and the metal layer A having a stable crystal phase can be produced. As a result, in the strain gauge 100, the stability of gauge characteristics can be improved. In addition, by diffusing the material forming the functional layer into the metal layer A, the gauge characteristics of the strain gauge 100 can be improved.
  • a second metal layer 142 and a second metal layer 152 are formed on the upper surface of the metal layer A.
  • the second metal layer 142 and the second metal layer 152 can be formed by photolithography, for example.
  • a seed layer is formed so as to cover the upper surface of the metal layer A by, for example, sputtering or electroless plating.
  • a photosensitive resist is formed on the entire upper surface of the seed layer, exposed and developed to form openings exposing regions where the second metal layers 142 and 152 are to be formed.
  • the pattern of the second metal layer 142 can be made into an arbitrary shape by adjusting the shape of the opening of the resist.
  • the resist for example, a dry film resist or the like can be used.
  • a second metal layer 142 and a second metal layer 152 are formed on the seed layer exposed in the opening, for example, by electroplating using the seed layer as a power supply path.
  • the electroplating method is suitable in that the tact time is high and low-stress electroplating layers can be formed as the second metal layer 142 and the second metal layer 152 .
  • the strain gauge 100 can be prevented from warping by reducing the stress of the thick electroplated layer.
  • the second metal layer 142 and the second metal layer 152 may be formed by electroless plating.
  • the resist can be removed, for example, by immersing it in a solution capable of dissolving the material of the resist.
  • a photosensitive resist is formed on the entire upper surface of the seed layer, exposed and developed, and patterned into a planar shape similar to the resistor 130, wiring 140, and electrode 150 in FIG.
  • the resist for example, a dry film resist or the like can be used.
  • the metal layer A and the seed layer exposed from the resist are removed to form the planar resistor 130, the wiring 140 and the electrode 150 shown in FIG.
  • wet etching can remove unnecessary portions of the metal layer A and the seed layer.
  • the functional layer is patterned by etching into the planar shape shown in FIG. At this point, a seed layer is formed on the resistor 130, the first metal layer 141, and the first metal layer 151. Next, as shown in FIG.
  • the unnecessary seed layer can be removed by wet etching using an etchant that etches the seed layer but does not etch the functional layer, resistor 130 , wiring 140 , and electrode 150 .
  • the strain gauge 100 is completed by providing a cover layer 160 that covers the resistor 130 and the wiring 140 and exposes the electrodes 150 on the upper surface 110a of the base material 110, if necessary.
  • a cover layer 160 for example, a semi-cured thermosetting insulating resin film is laminated on the upper surface 110a of the base material 110 so as to cover the resistor 130 and the wiring 140 and expose the electrodes 150, and is cured by heating.
  • the cover layer 160 is formed by coating the upper surface 110a of the base material 110 with a liquid or paste thermosetting insulating resin so as to cover the resistor 130 and the wiring 140 and expose the electrodes 150, and heat and harden the resin. may be made.
  • the Cr mixed phase film has high sensitivity. Therefore, by using the strain gauge 100 having the Cr mixed-phase film as the resistor 130 in the sensor module 20, the resistance to the expansion of the battery is reduced compared to the case where the resistor 130 is formed of Cu—Ni or Ni—Cr. sensitivity is greatly improved.
  • the resistor 130 is formed of a Cr mixed phase film, the sensitivity of the resistance value to battery expansion is about 5 to 10 times higher than when the resistor 130 is formed of Cu—Ni or Ni—Cr. becomes. Therefore, by forming the resistor 130 from a Cr mixed-phase film, it is possible to accurately detect the expansion of the battery.
  • ⁇ Second embodiment> an example of a sensor module having a different shape of strain bodies and a battery pack to which the sensor module is applied is shown.
  • the description of the same components as those of the already described embodiment may be omitted.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating a battery pack according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the battery pack according to the second embodiment, showing a cross section along line CC of FIG.
  • the battery pack 1A differs from the battery pack 1 (see FIGS. 1 to 3, etc.) in that the sensor module 20 is replaced with a sensor module 20A.
  • the sensor module 20A is a sensor that detects deformation of the housing 10 due to battery expansion.
  • the sensor module 20A has a strain body 50A and a strain gauge 100 arranged on one surface of the strain body 50A with an adhesive layer 70 interposed therebetween.
  • the strain-generating body 50A is an elongated flat plate and is not bent like the strain-generating body 50 is.
  • the strain body 50A has a substantially rectangular shape in plan view, but partially has a stress concentration portion 51 .
  • the stress concentration portion 51 is a region formed such that the transverse cross-sectional area of the strain generating body 50A is smaller than other regions.
  • the strain gauge 100 is arranged at the stress concentration portion 51 .
  • the stress concentration portion 51 has two constrictions facing each other across the strain gauge 100 in a plan view.
  • the stress concentration portion 51 is formed by providing two trapezoidal constrictions on the two long sides of the rectangle so as to face each other with the strain gauge 100 interposed therebetween.
  • the position of the constriction is not necessarily limited to the vicinity of the center in the longitudinal direction of the strain body 50A, and may be provided at a position offset from the center.
  • a constriction may be provided in the non-bonded area at a position close to the bonded area.
  • a plurality of adhesion areas to be adhered to the housing 10 are defined on the lower surface of the strain body 50A.
  • one bonding region is defined at each end in the longitudinal direction of the strain generating body 50A.
  • a layer 32 is provided.
  • regions other than both ends are non-bonded regions that are not bonded to the housing 10.
  • the stress concentration portion 51 is provided in the non-adhesion region.
  • the length of the region between the two bonded regions is preferably longer than the total length of the bonded regions. Since the strain gauge 100 can detect the strain in the non-bonded area, by lengthening the non-bonded area, the deformation of the housing 10 due to battery expansion can be detected in the longer area of the strain body 50A.
  • the housing 10 is made of metal
  • the strain gauge 100 is attached directly to the upper surface of the housing 10 without the strain-generating body 50A, only strain in the area where the strain gauge 100 is attached can be detected.
  • the elongated strain-generating body 50A having the strain gauge 100 is attached to the upper surface of the housing 10 with both ends supported, it is possible to detect a wide range of strain between the two supported points.
  • the strain gauge 100 is preferably arranged near the central portion of the stress concentration portion 51 on the upper surface of the strain generating body 50A. In other words, it is preferable that the strain gauge 100 is arranged on the upper surface of the strain generating body 50A in a region having the smallest transverse cross-sectional area among the stress concentration portions 51 .
  • a space S is provided on the side opposite to the area where the strain gauges 100 of the strain body 50A are arranged (the housing 10 side).
  • the strain gauge 100 is arranged in a region that does not face the bonding region on the upper surface of the strain body 50A. Since the space S is provided, the strain body 50A can easily expand and contract as the housing 10 deforms due to the expansion of the battery. can be detected with high sensitivity.
  • the material and thickness of the strain body 50A can be the same as those of the strain body 50.
  • the longitudinal length of the strain generating body 50A preferably matches the length of the housing 10. As a result, misalignment when the strain generating body 50A is attached to the housing 10 can be reduced.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view (part 2) illustrating how the housing is deformed due to the expansion of the battery. As shown in FIG. 8, for example, when gas is generated inside a battery placed in the housing 10, the battery expands, the central portion of the upper and lower surfaces of the housing 10 swells, and the corners are also deformed. Then, distortion occurs in the central portion and corner portions of the housing 10 .
  • the strain body 50A is also deformed with the deformation of the housing 10 due to the expansion of the battery.
  • the resistance value of the strain gauge 100 changes, and deformation of the housing 10 can be detected. That is, it is possible to detect the expansion of the battery accommodated inside the housing 10 .
  • a space S is provided between the lower surface of the strain-generating body 50A and the housing 10, and the strain gauge 100 is attached to the bonding region on the upper surface of the strain-generating body 50A.
  • the space S which is a region that does not face the .
  • the strain gauge 100 in the stress concentration portion 51, it is possible to improve the detection sensitivity of the deformation of the housing 10 due to the expansion of the battery.
  • a stress concentration portion may be provided in the L-shaped strain body 50 when viewed in cross section, and the strain gauge 100 may be arranged in the stress concentration portion.
  • multiple sensor modules may be attached to one housing.
  • one sensor module may have a plurality of strain gauges.
  • one sensor module may have four strain gauges and they may be connected in a full bridge.

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Abstract

本センサモジュールは、電池を収容する筐体の外面に接着される金属製の起歪体と、前記起歪体の一方の面に設けられた、Ｃｒ混相膜を抵抗体とするひずみゲージと、を有し、前記起歪体の他方の面に、前記筐体と接着される互いに離隔した複数の接着領域が画定され、前記ひずみゲージは、前記起歪体の一方の面の前記接着領域とは対向しない領域に配置される。

Description

センサモジュール、電池パック
　本発明は、センサモジュール、電池パックに関する。
　モバイル機器等に用いられる電池パックにおいて、電池パック内の電池の寿命の低下等に起因して電池が膨張し、液漏れ等を引き起こす場合がある。そこで、電池パックにおいて、電池の膨張を検出することは重要であり、電池の膨張を検出する様々な装置が提案されている。
　一例として、リチウム２次電池の内側空間に配置したひずみゲージにより内部圧力を検出し、検出した内部圧力を表示器に表示する装置が挙げられる。この装置では、表示された内部圧力を監視することにより、リチウム２次電池が正常であるか異常であるかを判定することができる（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２－２８９２６５号公報
　しかしながら、電池の膨張により生じる歪みは小さいため、従来提案されていた装置では精度よく検出することが困難であった。
　本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、電池の状態を精度よく検出することが可能なセンサモジュールを提供することを目的とする。
　本センサモジュールは、電池を収容する筐体の外面に接着される金属製の起歪体と、前記起歪体の一方の面に設けられた、Ｃｒ混相膜を抵抗体とするひずみゲージと、を有し、前記起歪体の他方の面に、前記筐体と接着される互いに離隔した複数の接着領域が画定され、前記ひずみゲージは、前記起歪体の一方の面の前記接着領域とは対向しない領域に配置される。
　開示の技術によれば、電池の状態を精度よく検出することが可能なセンサモジュールを提供できる。
第１実施形態に係る電池パックを例示する平面図である。 第１実施形態に係る電池パックを例示する断面図である。 電池の膨張による筐体が変形した様子を例示する断面図（その１）である。 第１実施形態に係るひずみゲージを例示する平面図である。 第１実施形態に係るひずみゲージを例示する断面図である。 第２実施形態に係る電池パックを例示する平面図である。 第２実施形態に係る電池パックを例示する断面図である。 電池の膨張により筐体が変形した様子を例示する断面図（その２）である。
　以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
　なお、以下の各実施形態や変形例では、主に電地の膨張を検出する例を示すが、これには限定されず、各実施形態に係るセンサモジュールは、電池の様々な状態を検出することができる。電池の様々な状態とは、電池の膨張以外には、例えば、電池の収縮、凸部や凹部の有無、形状分布、温度等が挙げられる。
　〈第１実施形態〉
　図１は、第１実施形態に係る電池パックを例示する平面図である。図２は、第１実施形態に係る電池パックを例示する断面図であり、図１のＡ－Ａ線に沿う断面を示している。
　図１及び図２を参照すると、電池パック１は、筐体１０と、センサモジュール２０と、接着層３１及び３２とを有している。電池パック１は、センサモジュール２０が電池を収容する筐体１０の外面に接着された電池パックであり、パーソナルコンピュータやスマートフォン等の各種電子機器や携帯端末等に広く用いることができる。
　筐体１０は、電池を収容するケースであり、例えば金属或いは樹脂により形成されている。筐体１０の内部には、電池以外の部材、例えば、回路基板や外部出力端子等が収容されてもかまわない。筐体１０に収容される電池は、例えば、リチウムイオン電池等の２次電池であり、適宜並列及び／又は直列に接続されて複数個収容されている。
　センサモジュール２０は、電池の膨張による筐体１０の変形を検出するセンサである。センサモジュール２０は、起歪体５０と、接着層７０を介して起歪体５０の一方の面に配置されたひずみゲージ１００とを有している。
　起歪体５０は、平面視で長方形状であり、断面視でＬ字型に屈曲している。ひずみゲージ１００は、起歪体５０のＬ字の長辺側の上面において、Ｌ字の長辺側と短辺側とが接続する屈曲部近傍に接着層７０を介して設けられてる。言い換えれば、ひずみゲージ１００は、筐体１０の上面と側面とが接続する角部の上方に配置されている。
　接着層７０の材料は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、エポキシ樹脂、変性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、変性ウレタン樹脂等を用いることができる。また、接着層７０として、両面テープを用いても良い。接着層７０の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、０．１μｍ～５０μｍ程度とすることができる。
　起歪体５０の下面には、筐体１０と接着される互いに離隔した複数の接着領域が画定されている。図２の例では、Ｌ字の長辺側の端部と短辺側の端部に１つずつ接着領域が画定されており、長辺側の接着領域には接着層３１が設けられ、短辺側の接着領域には接着層３２が設けられている。起歪体５０において、Ｌ字の屈曲部は、筐体１０と接着されない非接着領域である。
　起歪体５０のＬ字の長辺側は接着層３１を介して筐体１０の上面に接着されており、起歪体５０のＬ字の短辺側は接着層３２を介して筐体１０の側面に接着されている。接着層３１及び３２は、例えば、接着層７０と同様とすることができる。
　起歪体５０のひずみゲージ１００が配置されている領域の反対面側（筐体１０側）には、接着層は配置されていなく、空間Ｓが設けられている。言い換えれば、ひずみゲージ１００は、起歪体５０の上面の接着領域とは対向しない領域に配置されている。空間Ｓが設けられていることで、電池の膨張による筐体１０の変形に伴ない起歪体５０が容易に伸縮できるため、ひずみゲージ１００の抵抗値の変化が大きくなり、筐体１０の変形を感度良く検出することができる。
　起歪体５０は、金属製である。起歪体５０の材料としては、例えば、ＳＵＳ（ステンレス鋼）、Ａｌ、Ｆｅ等を用いることができる。これらの中でも、低背化の点や、起歪体に対するひずみゲージの補正し易さの点で、ＳＵＳを用いることが好ましい。起歪体５０の厚さは、例えば、０．０５ｍｍ以上０．２ｍｍ以下程度とすることができる。起歪体５０の厚さを０．０５ｍｍ以上とすることで、必要な剛性が得られ、空間Ｓを確保することができる。起歪体５０の厚さを０．２ｍｍ以下とすることで、起歪体５０が十分に伸縮することができる。
　図３は、電池の膨張により筐体が変形した様子を例示する断面図（その１）である。図３に示すように、例えば筐体１０に配置された電池の内部にガスが発生すると、電池が膨張し、筐体１０の上面や下面の中央部が盛り上がり、角部も変形する。そして、筐体１０の中央部や角部にひずみが発生する。
　図３において、電池の膨張による筐体１０の変形に伴ない起歪体５０も変形していることがわかる。これにより、ひずみゲージ１００の抵抗値が変化して、筐体１０の変形を検出することができる。すなわち、筐体１０の内部に収容された電池の膨張を検出することができる。
　このように、起歪体５０を筐体１０に接着する際に、起歪体５０の下面と筐体１０との間に空間Ｓを設け、ひずみゲージ１００を起歪体５０の上面の接着領域とは対向しない領域である空間Ｓ上に配置することで、電池の膨張による筐体１０の変形を感度良く検出することができる。
　ここで、ひずみゲージ１００について説明する。
　図４は、第１実施形態に係るひずみゲージを例示する平面図である。図５は、第１実施形態に係るひずみゲージを例示する断面図であり、図４のＢ－Ｂ線に沿う断面を示している。図４及び図５を参照すると、ひずみゲージ１００は、基材１１０と、抵抗体１３０と、配線１４０と、電極１５０と、カバー層１６０とを有している。なお、図４では、便宜上、カバー層１６０の外縁のみを破線で示している。なお、カバー層１６０は、必要に応じて設ければよい。
　基材１１０は、抵抗体１３０等を形成するためのベース層となる部材であり、可撓性を有する。基材１１０の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、５μｍ～５００μｍ程度とすることができる。特に、基材１１０の厚さが５μｍ～２００μｍであると、接着層等を介して基材１１０の下面に接合される起歪体表面からの歪の伝達性、環境に対する寸法安定性の点で好ましく、１０μｍ以上であると絶縁性の点で更に好ましい。
　基材１１０は、例えば、ＰＩ（ポリイミド）樹脂、エポキシ樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂、ＬＣＰ（液晶ポリマー）樹脂、ポリオレフィン樹脂等の絶縁樹脂フィルムから形成できる。なお、フィルムとは、厚さが５００μｍ以下程度であり、可撓性を有する部材を指す。
　ここで、『絶縁樹脂フィルムから形成する』とは、基材１１０が絶縁樹脂フィルム中にフィラーや不純物等を含有することを妨げるものではない。基材１１０は、例えば、シリカやアルミナ等のフィラーを含有する絶縁樹脂フィルムから形成しても構わない。
　基材１１０の樹脂以外の材料としては、例えば、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２（ＹＳＺも含む）、Ｓｉ、Ｓｉ２Ｎ３、Ａｌ２Ｏ３（サファイヤも含む）、ＺｎＯ、ペロブスカイト系セラミックス（ＣａＴｉＯ３、ＢａＴｉＯ３）等の結晶性材料が挙げられ、更に、それ以外に非晶質のガラス等が挙げられる。また、基材１１０の材料として、アルミニウム、アルミニウム合金（ジュラルミン）、チタン等の金属を用いてもよい。この場合、金属製の基材１１０上に、例えば、絶縁膜が形成される。
　抵抗体１３０は、基材１１０上に所定のパターンで形成された薄膜であり、ひずみを受けて抵抗変化を生じる受感部である。抵抗体１３０は、基材１１０の上面１１０ａに直接形成されてもよいし、基材１１０の上面１１０ａに他の層を介して形成されてもよい。なお、図４では、便宜上、抵抗体１３０を濃い梨地模様で示している。
　抵抗体１３０は、複数の細長状部が長手方向を同一方向（図４のＢ－Ｂ線の方向）に向けて所定間隔で配置され、隣接する細長状部の端部が互い違いに連結されて、全体としてジグザグに折り返す構造である。複数の細長状部の長手方向がグリッド方向となり、グリッド方向と垂直な方向がグリッド幅方向（図４ではＢ－Ｂ線と垂直な方向）となる。
　グリッド幅方向の最も外側に位置する２つの細長状部の長手方向の一端部は、グリッド幅方向に屈曲し、抵抗体１３０のグリッド幅方向の各々の終端１３０ｅ１及び１３０ｅ２を形成する。抵抗体１３０のグリッド幅方向の各々の終端１３０ｅ１及び１３０ｅ２は、配線１４０を介して、電極１５０と電気的に接続されている。言い換えれば、配線１４０は、抵抗体１３０のグリッド幅方向の各々の終端１３０ｅ１及び１３０ｅ２と各々の電極１５０とを電気的に接続している。
　抵抗体１３０は、例えば、Ｃｒ（クロム）を含む材料、Ｎｉ（ニッケル）を含む材料、又はＣｒとＮｉの両方を含む材料から形成できる。すなわち、抵抗体１３０は、ＣｒとＮｉの少なくとも一方を含む材料から形成できる。Ｃｒを含む材料としては、例えば、Ｃｒ混相膜が挙げられる。Ｎｉを含む材料としては、例えば、Ｃｕ－Ｎｉ（銅ニッケル）が挙げられる。ＣｒとＮｉの両方を含む材料としては、例えば、Ｎｉ－Ｃｒ（ニッケルクロム）が挙げられる。
　ここで、Ｃｒ混相膜とは、Ｃｒ、ＣｒＮ、Ｃｒ２Ｎ等が混相した膜である。Ｃｒ混相膜は、酸化クロム等の不可避不純物を含んでもよい。
　抵抗体１３０の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、０．０５μｍ～２μｍ程度とすることができる。特に、抵抗体１３０の厚さが０．１μｍ以上であると、抵抗体１３０を構成する結晶の結晶性（例えば、α－Ｃｒの結晶性）が向上する点で好ましい。また、抵抗体１３０の厚さが１μｍ以下であると、抵抗体１３０を構成する膜の内部応力に起因する膜のクラックや基材１１０からの反りを低減できる点で更に好ましい。抵抗体１３０の幅は、抵抗値や横感度等の要求仕様に対して最適化し、かつ断線対策も考慮して、例えば、１０μｍ～１００μｍ程度とすることができる。
　例えば、抵抗体１３０がＣｒ混相膜である場合、安定な結晶相であるα－Ｃｒ（アルファクロム）を主成分とすることで、ゲージ特性の安定性を向上できる。また、抵抗体１３０がα－Ｃｒを主成分とすることで、ひずみゲージ１００のゲージ率を１０以上、かつゲージ率温度係数ＴＣＳ及び抵抗温度係数ＴＣＲを－１０００ｐｐｍ／℃～＋１０００ｐｐｍ／℃の範囲内とすることができる。ここで、主成分とは、対象物質が抵抗体を構成する全物質の５０重量％以上を占めることを意味するが、ゲージ特性を向上する観点から、抵抗体１３０はα－Ｃｒを８０重量％以上含むことが好ましく、９０重量％以上含むことが更に好ましい。なお、α－Ｃｒは、ｂｃｃ構造（体心立方格子構造）のＣｒである。
　また、抵抗体１３０がＣｒ混相膜である場合、Ｃｒ混相膜に含まれるＣｒＮ及びＣｒ２Ｎは２０重量％以下であることが好ましい。Ｃｒ混相膜に含まれるＣｒＮ及びＣｒ２Ｎが２０重量％以下であることで、ゲージ率の低下を抑制できる。
　また、ＣｒＮ及びＣｒ２Ｎ中のＣｒ２Ｎの割合は８０重量％以上９０重量％未満であることが好ましく、９０重量％以上９５重量％未満であることが更に好ましい。ＣｒＮ及びＣｒ２Ｎ中のＣｒ２Ｎの割合が９０重量％以上９５重量％未満であることで、半導体的な性質を有するＣｒ２Ｎにより、ＴＣＲの低下（負のＴＣＲ）が一層顕著となる。更に、セラミックス化を低減することで、脆性破壊の低減がなされる。
　一方で、膜中に微量のＮ２もしくは原子状のＮが混入、存在した場合、外的環境（例えば高温環境下）によりそれらが膜外へ抜け出ることで、膜応力の変化を生ずる。化学的に安定なＣｒＮの創出により上記不安定なＮを発生させることがなく、安定なひずみゲージを得ることができる。
　配線１４０は、基材１１０上に形成され、抵抗体１３０及び電極１５０と電気的に接続されている。配線１４０は、第１金属層１４１と、第１金属層１４１の上面に積層された第２金属層１４２とを有している。配線１４０は直線状には限定されず、任意のパターンとすることができる。また、配線１４０は、任意の幅及び任意の長さとすることができる。なお、図４では、便宜上、配線１４０及び電極１５０を抵抗体１３０よりも薄い梨地模様で示している。
　電極１５０は、基材１１０上に形成され、配線１４０を介して抵抗体１３０と電気的に接続されており、例えば、配線１４０よりも拡幅して略矩形状に形成されている。電極１５０は、ひずみにより生じる抵抗体１３０の抵抗値の変化を外部に出力するための一対の電極であり、例えば、外部接続用のリード線やフレキシブル基板等が接合される。基材１１０及び配線１４０を伸ばして、電極１５０が起歪体５０の端部に位置するようにしてもよい。これにより、電極１５０と外部との電気的な接続が容易となる。
　電極１５０は、一対の第１金属層１５１と、各々の第１金属層１５１の上面に積層された第２金属層１５２とを有している。第１金属層１５１は、配線１４０の第１金属層１４１を介して抵抗体１３０の終端１３０ｅ１及び１３０ｅ２と電気的に接続されている。第１金属層１５１は、平面視において、略矩形状に形成されている。第１金属層１５１は、配線１４０と同じ幅に形成しても構わない。
　なお、抵抗体１３０と第１金属層１４１と第１金属層１５１とは便宜上別符号としているが、同一工程において同一材料により一体に形成できる。従って、抵抗体１３０と第１金属層１４１と第１金属層１５１とは、厚さが略同一である。また、第２金属層１４２と第２金属層１５２とは便宜上別符号としているが、同一工程において同一材料により一体に形成できる。従って、第２金属層１４２と第２金属層１５２とは、厚さが略同一である。
　第２金属層１４２及び１５２は、抵抗体１３０（第１金属層１４１及び１５１）よりも低抵抗の材料から形成されている。第２金属層１４２及び１５２の材料は、抵抗体１３０よりも低抵抗の材料であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できる。例えば、抵抗体１３０がＣｒ混相膜である場合、第２金属層１４２及び１５２の材料として、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等、又は、これら何れかの金属の合金、これら何れかの金属の化合物、あるいは、これら何れかの金属、合金、化合物を適宜積層した積層膜が挙げられる。第２金属層１４２及び１５２の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、３μｍ～５μｍ程度とすることができる。
　第２金属層１４２及び１５２は、第１金属層１４１及び１５１の上面の一部に形成されてもよいし、第１金属層１４１及び１５１の上面の全体に形成されてもよい。第２金属層１５２の上面に、更に他の１層以上の金属層を積層してもよい。例えば、第２金属層１５２を銅層とし、銅層の上面に金層を積層してもよい。あるいは、第２金属層１５２を銅層とし、銅層の上面にパラジウム層と金層を順次積層してもよい。電極１５０の最上層を金層とすることで、電極１５０のはんだ濡れ性を向上できる。
　このように、配線１４０は、抵抗体１３０と同一材料からなる第１金属層１４１上に第２金属層１４２が積層された構造である。そのため、配線１４０は抵抗体１３０よりも抵抗が低くなるため、配線１４０が抵抗体として機能してしまうことを抑制できる。その結果、抵抗体１３０によるひずみ検出精度を向上できる。
　言い換えれば、抵抗体１３０よりも低抵抗な配線１４０を設けることで、ひずみゲージ１００の実質的な受感部を抵抗体１３０が形成された局所領域に制限できる。そのため、抵抗体１３０によるひずみ検出精度を向上できる。
　特に、抵抗体１３０としてＣｒ混相膜を用いたゲージ率１０以上の高感度なひずみゲージにおいて、配線１４０を抵抗体１３０よりも低抵抗化して実質的な受感部を抵抗体１３０が形成された局所領域に制限することは、ひずみ検出精度の向上に顕著な効果を発揮する。また、配線１４０を抵抗体１３０よりも低抵抗化することは、横感度を低減する効果も奏する。
　カバー層１６０は、基材１１０上に形成され、抵抗体１３０及び配線１４０を被覆し電極１５０を露出する。配線１４０の一部は、カバー層１６０から露出してもよい。抵抗体１３０及び配線１４０を被覆するカバー層１６０を設けることで、抵抗体１３０及び配線１４０に機械的な損傷等が生じることを防止できる。また、カバー層１６０を設けることで、抵抗体１３０及び配線１４０を湿気等から保護できる。なお、カバー層１６０は、電極１５０を除く部分の全体を覆うように設けてもよい。
　カバー層１６０は、例えば、ＰＩ樹脂、エポキシ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＮ樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＰＰＳ樹脂、複合樹脂（例えば、シリコーン樹脂、ポリオレフィン樹脂）等の絶縁樹脂から形成できる。カバー層１６０は、フィラーや顔料を含有しても構わない。カバー層１６０の厚さは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、２μｍ～３０μｍ程度とすることができる。
　ひずみゲージ１００を製造するためには、まず、基材１１０を準備し、基材１１０の上面１１０ａに金属層（便宜上、金属層Ａとする）を形成する。金属層Ａは、最終的にパターニングされて抵抗体１３０、第１金属層１４１、及び第１金属層１５１となる層である。従って、金属層Ａの材料や厚さは、前述の抵抗体１３０、第１金属層１４１、及び第１金属層１５１の材料や厚さと同様である。
　金属層Ａは、例えば、金属層Ａを形成可能な原料をターゲットとしたマグネトロンスパッタ法により成膜できる。金属層Ａは、マグネトロンスパッタ法に代えて、反応性スパッタ法や蒸着法、アークイオンプレーティング法、パルスレーザー堆積法等を用いて成膜してもよい。
　ゲージ特性を安定化する観点から、金属層Ａを成膜する前に、下地層として、基材１１０の上面１１０ａに、例えば、コンベンショナルスパッタ法により所定の膜厚の機能層を真空成膜することが好ましい。
　本願において、機能層とは、少なくとも上層である金属層Ａ（抵抗体１３０）の結晶成長を促進する機能を有する層を指す。機能層は、更に、基材１１０に含まれる酸素や水分による金属層Ａの酸化を防止する機能や、基材１１０と金属層Ａとの密着性を向上する機能を備えていることが好ましい。機能層は、更に、他の機能を備えていてもよい。
　基材１１０を構成する絶縁樹脂フィルムは酸素や水分を含むため、特に金属層ＡがＣｒを含む場合、Ｃｒは自己酸化膜を形成するため、機能層が金属層Ａの酸化を防止する機能を備えることは有効である。
　機能層の材料は、少なくとも上層である金属層Ａ（抵抗体１３０）の結晶成長を促進する機能を有する材料であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｔａ（タンタル）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｙ（イットリウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｓｉ（シリコン）、Ｃ（炭素）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｃｕ（銅）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｆｅ（鉄）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｒｅ（レニウム）、Ｏｓ（オスミウム）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｏ（コバルト）、Ｍｎ（マンガン）、Ａｌ（アルミニウム）からなる群から選択される１種又は複数種の金属、この群の何れかの金属の合金、又は、この群の何れかの金属の化合物が挙げられる。
　上記の合金としては、例えば、ＦｅＣｒ、ＴｉＡｌ、ＦｅＮｉ、ＮｉＣｒ、ＣｒＣｕ等が挙げられる。また、上記の化合物としては、例えば、ＴｉＮ、ＴａＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ２等が挙げられる。
　機能層が金属又は合金のような導電材料から形成される場合には、機能層の膜厚は抵抗体の膜厚の１／２０以下であることが好ましい。このような範囲であると、α－Ｃｒの結晶成長を促進できると共に、抵抗体に流れる電流の一部が機能層に流れて、ひずみの検出感度が低下することを防止できる。
　機能層が金属又は合金のような導電材料から形成される場合には、機能層の膜厚は抵抗体の膜厚の１／５０以下であることがより好ましい。このような範囲であると、α－Ｃｒの結晶成長を促進できると共に、抵抗体に流れる電流の一部が機能層に流れて、ひずみの検出感度が低下することを更に防止できる。
　機能層が金属又は合金のような導電材料から形成される場合には、機能層の膜厚は抵抗体の膜厚の１／１００以下であることが更に好ましい。このような範囲であると、抵抗体に流れる電流の一部が機能層に流れて、ひずみの検出感度が低下することを一層防止できる。
　機能層が酸化物や窒化物のような絶縁材料から形成される場合には、機能層の膜厚は、１ｎｍ～１μｍとすることが好ましい。このような範囲であると、α－Ｃｒの結晶成長を促進できると共に、機能層にクラックが入ることなく容易に成膜できる。
　機能層が酸化物や窒化物のような絶縁材料から形成される場合には、機能層の膜厚は、１ｎｍ～０．８μｍとすることがより好ましい。このような範囲であると、α－Ｃｒの結晶成長を促進できると共に、機能層にクラックが入ることなく更に容易に成膜できる。
　機能層が酸化物や窒化物のような絶縁材料から形成される場合には、機能層の膜厚は、１ｎｍ～０．５μｍとすることが更に好ましい。このような範囲であると、α－Ｃｒの結晶成長を促進できると共に、機能層にクラックが入ることなく一層容易に成膜できる。
　なお、機能層の平面形状は、例えば、図４に示す抵抗体の平面形状と略同一にパターニングされている。しかし、機能層の平面形状は、抵抗体の平面形状と略同一である場合には限定されない。機能層が絶縁材料から形成される場合には、抵抗体の平面形状と同一形状にパターニングしなくてもよい。この場合、機能層は少なくとも抵抗体が形成されている領域にベタ状に形成されてもよい。あるいは、機能層は、基材１１０の上面全体にベタ状に形成されてもよい。
　また、機能層が絶縁材料から形成される場合に、機能層の厚さを５０ｎｍ以上１μｍ以下となるように比較的厚く形成し、かつベタ状に形成することで、機能層の厚さと表面積が増加するため、抵抗体が発熱した際の熱を基材１１０側へ放熱できる。その結果、ひずみゲージ１００において、抵抗体の自己発熱による測定精度の低下を抑制できる。
　機能層は、例えば、機能層を形成可能な原料をターゲットとし、チャンバ内にＡｒ（アルゴン）ガスを導入したコンベンショナルスパッタ法により真空成膜できる。コンベンショナルスパッタ法を用いることにより、基材１１０の上面１１０ａをＡｒでエッチングしながら機能層が成膜されるため、機能層の成膜量を最小限にして密着性改善効果を得ることができる。
　ただし、これは、機能層の成膜方法の一例であり、他の方法により機能層を成膜してもよい。例えば、機能層の成膜の前にＡｒ等を用いたプラズマ処理等により基材１１０の上面１１０ａを活性化することで密着性改善効果を獲得し、その後マグネトロンスパッタ法により機能層を真空成膜する方法を用いてもよい。
　機能層の材料と金属層Ａの材料との組み合わせは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、機能層としてＴｉを用い、金属層Ａとしてα－Ｃｒ（アルファクロム）を主成分とするＣｒ混相膜を成膜可能である。
　この場合、例えば、Ｃｒ混相膜を形成可能な原料をターゲットとし、チャンバ内にＡｒガスを導入したマグネトロンスパッタ法により、金属層Ａを成膜できる。あるいは、純Ｃｒをターゲットとし、チャンバ内にＡｒガスと共に適量の窒素ガスを導入し、反応性スパッタ法により、金属層Ａを成膜してもよい。この際、窒素ガスの導入量や圧力（窒素分圧）を変えることや加熱工程を設けて加熱温度を調整することで、Ｃｒ混相膜に含まれるＣｒＮ及びＣｒ２Ｎの割合、並びにＣｒＮ及びＣｒ２Ｎ中のＣｒ２Ｎの割合を調整できる。
　これらの方法では、Ｔｉからなる機能層がきっかけでＣｒ混相膜の成長面が規定され、安定な結晶構造であるα－Ｃｒを主成分とするＣｒ混相膜を成膜できる。また、機能層を構成するＴｉがＣｒ混相膜中に拡散することにより、ゲージ特性が向上する。例えば、ひずみゲージ１００のゲージ率を１０以上、かつゲージ率温度係数ＴＣＳ及び抵抗温度係数ＴＣＲを－１０００ｐｐｍ／℃～＋１０００ｐｐｍ／℃の範囲内とすることができる。なお、機能層がＴｉから形成されている場合、Ｃｒ混相膜にＴｉやＴｉＮ（窒化チタン）が含まれる場合がある。
　なお、金属層ＡがＣｒ混相膜である場合、Ｔｉからなる機能層は、金属層Ａの結晶成長を促進する機能、基材１１０に含まれる酸素や水分による金属層Ａの酸化を防止する機能、及び基材１１０と金属層Ａとの密着性を向上する機能の全てを備えている。機能層として、Ｔｉに代えてＴａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｆｅを用いた場合も同様である。
　このように、金属層Ａの下層に機能層を設けることにより、金属層Ａの結晶成長を促進可能となり、安定な結晶相からなる金属層Ａを作製できる。その結果、ひずみゲージ１００において、ゲージ特性の安定性を向上できる。また、機能層を構成する材料が金属層Ａに拡散することにより、ひずみゲージ１００において、ゲージ特性を向上できる。
　次に、金属層Ａの上面に、第２金属層１４２及び第２金属層１５２を形成する。第２金属層１４２及び第２金属層１５２は、例えば、フォトリソグラフィ法により形成できる。
　具体的には、まず、金属層Ａの上面を覆うように、例えば、スパッタ法や無電解めっき法等により、シード層を形成する。次に、シード層の上面の全面に感光性のレジストを形成し、露光及び現像して第２金属層１４２及び第２金属層１５２を形成する領域を露出する開口部を形成する。このとき、レジストの開口部の形状を調整することで、第２金属層１４２のパターンを任意の形状とすることができる。レジストとしては、例えば、ドライフィルムレジスト等を用いることができる。
　次に、例えば、シード層を給電経路とする電解めっき法により、開口部内に露出するシード層上に第２金属層１４２及び第２金属層１５２を形成する。電解めっき法は、タクトが高く、かつ、第２金属層１４２及び第２金属層１５２として低応力の電解めっき層を形成できる点で好適である。膜厚の厚い電解めっき層を低応力とすることで、ひずみゲージ１００に反りが生じることを防止できる。なお、第２金属層１４２及び第２金属層１５２は無電解めっき法により形成してもよい。
　次に、レジストを除去する。レジストは、例えば、レジストの材料を溶解可能な溶液に浸漬することで除去できる。
　次に、シード層の上面の全面に感光性のレジストを形成し、露光及び現像して、図４の抵抗体１３０、配線１４０、及び電極１５０と同様の平面形状にパターニングする。レジストとしては、例えば、ドライフィルムレジスト等を用いることができる。そして、レジストをエッチングマスクとし、レジストから露出する金属層Ａ及びシード層を除去し、図４の平面形状の抵抗体１３０、配線１４０、及び電極１５０を形成する。
　例えば、ウェットエッチングにより、金属層Ａ及びシード層の不要な部分を除去できる。金属層Ａの下層に機能層が形成されている場合には、エッチングによって機能層は抵抗体１３０、配線１４０、及び電極１５０と同様に図４に示す平面形状にパターニングされる。なお、この時点では、抵抗体１３０、第１金属層１４１、及び第１金属層１５１上にシード層が形成されている。
　次に、第２金属層１４２及び第２金属層１５２をエッチングマスクとし、第２金属層１４２及び第２金属層１５２から露出する不要なシード層を除去することで、第２金属層１４２及び第２金属層１５２が形成される。なお、第２金属層１４２及び第２金属層１５２の直下のシード層は残存する。例えば、シード層がエッチングされ、機能層、抵抗体１３０、配線１４０、及び電極１５０がエッチングされないエッチング液を用いたウェットエッチングにより、不要なシード層を除去できる。
　その後、必要に応じ、基材１１０の上面１１０ａに、抵抗体１３０及び配線１４０を被覆し電極１５０を露出するカバー層１６０を設けることで、ひずみゲージ１００が完成する。カバー層１６０は、例えば、基材１１０の上面１１０ａに、抵抗体１３０及び配線１４０を被覆し電極１５０を露出するように半硬化状態の熱硬化性の絶縁樹脂フィルムをラミネートし、加熱して硬化させて作製できる。カバー層１６０は、基材１１０の上面１１０ａに、抵抗体１３０及び配線１４０を被覆し電極１５０を露出するように液状又はペースト状の熱硬化性の絶縁樹脂を塗布し、加熱して硬化させて作製してもよい。
　このように、Ｃｒ混相膜は高感度である。そのため、センサモジュール２０に、Ｃｒ混相膜を抵抗体１３０とするひずみゲージ１００を用いることで、抵抗体１３０がＣｕ－ＮｉやＮｉ－Ｃｒから形成されている場合と比べ、電池の膨張に対する抵抗値の感度が大幅に向上する。抵抗体１３０がＣｒ混相膜から形成されている場合、電池の膨張に対する抵抗値の感度は、抵抗体１３０がＣｕ－ＮｉやＮｉ－Ｃｒから形成されている場合と比べ、おおよそ５～１０倍程度となる。そのため、抵抗体１３０をＣｒ混相膜から形成することで、電池の膨張を精度よく検出することが可能となる。
　〈第２実施形態〉
　第２実施形態では、起歪体の形状が異なるセンサモジュール、およびこれを適用する電池パックの例を示す。なお、第２実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
　図６は、第２実施形態に係る電池パックを例示する平面図である。図７は、第２実施形態に係る電池パックを例示する断面図であり、図６のＣ－Ｃ線に沿う断面を示している。
　図６及び図７を参照すると、電池パック１Ａは、センサモジュール２０がセンサモジュール２０Ａに置換された点が、電池パック１（図１～図３等参照）と相違する。
　センサモジュール２０Ａは、電池の膨張による筐体１０の変形を検出するセンサである。センサモジュール２０Ａは、起歪体５０Ａと、接着層７０を介して起歪体５０Ａの一方の面に配置されたひずみゲージ１００とを有している。
　起歪体５０Ａは、細長状の平板であり、起歪体５０のように屈曲はしていない。起歪体５０Ａは、平面視でおおよそ長方形状であるが、部分的に応力集中部５１を有する。応力集中部５１は、起歪体５０Ａの短手方向の断面積が他の領域よりも小さくなるように形成された領域である。ひずみゲージ１００は、応力集中部５１に配置されている。
　応力集中部５１は、平面視でひずみゲージ１００を挟んで対向する２つの括れを有している。なお、図６の例では、長方形の２つの長辺側に、ひずみゲージ１００を挟んで対向するように台形状の２つの括れを設けることで応力集中部５１を形成しているが、この形状には限定されない。また、括れの位置は、必ずしも起歪体５０Ａの長手方向の中央付近には限定されず、中央からオフセットした位置に設けてもよい。例えば、非接着領域の中で接着領域に近い位置に括れを設けてもよい。
　起歪体５０Ａの下面には、筐体１０と接着される複数の接着領域が画定されている。図７の例では、起歪体５０Ａの長手方向の両端に１つずつ接着領域が画定されており、一端側の接着領域には接着層３１が設けられ、他端側の接着領域には接着層３２が設けられている。起歪体５０Ａにおいて、両端を除く領域は、筐体１０と接着されない非接着領域である。なお、応力集中部５１は、非接着領域に設けられている。
　起歪体５０Ａの長手方向の断面視において、２つの接着領域の間の領域の長さ（すなわち、非接着領域の長さ）は、接着領域の合計の長さよりも長いことが好ましい。ひずみゲージ１００は、非接着領域におけるひずみを検出できるため、非接着領域を長くすることで、起歪体５０Ａのより長い領域において電池の膨張による筐体１０の変形を検出できる。
　例えば筐体１０が金属により形成されている場合、起歪体５０Ａを介さずに筐体１０の上面に直接ひずみゲージ１００を貼り付けると、ひずみゲージ１００を貼り付けた領域のひずみしか検出できない。これに対して、ひずみゲージ１００を有する細長状の起歪体５０Ａを、両端支持により筐体１０の上面に貼り付けることで、支持された２点間の広い範囲のひずみを検出できる。
　起歪体５０Ａの長手方向の一端側は接着層３１を介して筐体１０の上面に接着されており、起歪体５０Ａの長手方向の他端側は接着層３２を介して筐体１０の上面に接着されている。ひずみゲージ１００は、起歪体５０Ａの上面において、応力集中部５１の中央部近傍に配置されていることが好ましい。言い換えれば、ひずみゲージ１００は、起歪体５０Ａの上面において、応力集中部５１の中でも短手方向の断面積が最も小さい領域に配置されていることが好ましい。
　電池パック１Ａでは、電池パック１と同様に、起歪体５０Ａのひずみゲージ１００が配置されている領域の反対面側（筐体１０側）には、空間Ｓが設けられている。言い換えれば、ひずみゲージ１００は、起歪体５０Ａの上面の接着領域とは対向しない領域に配置されている。空間Ｓが設けられていることで、電池の膨張による筐体１０の変形に伴ない起歪体５０Ａが容易に伸縮できるため、ひずみゲージ１００の抵抗値の変化が大きくなり、筐体１０の変形を感度良く検出することができる。なお、起歪体５０Ａの材料や厚さは、起歪体５０と同様とすることができる。
　起歪体５０Ａの長手方向の長さは、筐体１０の長さと一致することが好ましい。これにより、起歪体５０Ａを筐体１０に貼り付ける際の貼りずれを小さくできる。
　図８は、電池の膨張により筐体が変形した様子を例示する断面図（その２）である。図８に示すように、例えば筐体１０に配置された電池の内部にガスが発生すると、電池が膨張し、筐体１０の上面や下面の中央部が盛り上がり、角部も変形する。そして、筐体１０の中央部や角部にひずみが発生する。
　図８において、電池の膨張による筐体１０の変形に伴ない起歪体５０Ａも変形していることがわかる。これにより、ひずみゲージ１００の抵抗値が変化して、筐体１０の変形を検出することができる。すなわち、筐体１０の内部に収容された電池の膨張を検出することができる。
　このように、起歪体５０Ａを筐体１０に接着する際に、起歪体５０Ａの下面と筐体１０との間に空間Ｓを設け、ひずみゲージ１００を起歪体５０Ａの上面の接着領域とは対向しない領域である空間Ｓ上に配置することで、電池の膨張による筐体１０の変形を感度良く検出することができる。特に、ひずみゲージ１００を応力集中部５１に配置することで、電池の膨張による筐体１０の変形の検出感度を向上することができる。センサモジュール２０Ａに、Ｃｒ混相膜を抵抗体１３０とするひずみゲージ１００を用いると好適な点も第１実施形態と同様である。
　以上、好ましい実施形態等について詳説したが、上述した実施形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。
　例えば、断面視Ｌ字型の起歪体５０に応力集中部を設け、ひずみゲージ１００を応力集中部に配置してもよい。これにより、電池の膨張による筐体１０の変形の検出感度をさらに向上することができる。
　また、１つの筐体に複数のセンサモジュールを接着してもよい。また、１つのセンサモジュールは、複数のひずみゲージを有してもよい。例えば、１つのセンサモジュールが４つのひずみゲージを有し、それらをフルブリッジ接続してもよい。
　本国際出願は２０２１年５月１７日に出願した日本国特許出願２０２１－０８２９０９号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願２０２１－０８２９０９号の全内容を本国際出願に援用する。
１，１Ａ　電池パック、１０　筐体、２０，２０Ａ　センサモジュール、３１，３２　接着層、５０，５０Ａ　起歪体、５１　応力集中部、７０　接着層、１００　ひずみゲージ、１１０　基材、１１０ａ　上面、１３０　抵抗体、１４０　配線、１４１，１５１　第１金属層、１４２，１５２　第２金属層、１５０　電極、１６０　カバー層

Claims (11)

  1. 　電池を収容する筐体の外面に接着される金属製の起歪体と、
    　前記起歪体の一方の面に設けられた、Ｃｒ混相膜を抵抗体とするひずみゲージと、を有し、
    　前記起歪体の他方の面に、前記筐体と接着される互いに離隔した複数の接着領域が画定され、
    　前記ひずみゲージは、前記起歪体の一方の面の前記接着領域とは対向しない領域に配置される、センサモジュール。
  2. 　前記起歪体は、断面視でＬ字型である、請求項１に記載のセンサモジュール。
  3. 　前記接着領域は、Ｌ字の長辺側と短辺側に１つずつ画定されている、請求項２に記載のセンサモジュール。
  4. 　Ｌ字の屈曲部は、前記筐体と接着されない非接着領域である、請求項２又は３に記載のセンサモジュール。
  5. 　前記起歪体は、細長状の平板であり、
    　前記接着領域は、前記起歪体の長手方向の両端に１つずつ画定されている、請求項１に記載のセンサモジュール。
  6. 　前記起歪体の長手方向の断面視において、２つの前記接着領域の間の領域の長さは、前記接着領域の合計の長さよりも長い、請求項５に記載のセンサモジュール。
  7. 　前記起歪体の長手方向の長さは、前記筐体の長さと一致する、請求項５又は６に記載のセンサモジュール。
  8. 　前記起歪体は、応力集中部を有し、
    　前記ひずみゲージは、前記応力集中部に配置されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のセンサモジュール。
  9. 　前記応力集中部は、平面視で前記ひずみゲージを挟んで対向する２つの括れを有する、請求項８に記載のセンサモジュール。
  10. 　前記接着領域に接着層が設けられている、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のセンサモジュール。
  11. 　請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のセンサモジュールが電池を収容する筐体の外面に接着された電池パック。
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