静电电容式传感器的制造方法

静电电容式传感器的制造方法
【专利摘要】静电电容式传感器(1)具备：聚合物制的电介质层(10)；配置在电介质层(10)的正面侧的长条状的正面侧电极(01X～08X)；配置在电介质层(10)的背面侧的长条状的背面侧电极(01Y～08Y)；与正面侧电极连接的正面侧布线(01x～08x)；与背面侧电极连接的背面侧布线(01y～08y)；以及在正面侧电极与背面侧电极之间形成的多个检测部(A0101～A0808)。正面侧电极和背面侧电极分别具有：包含粘合剂和导电材料的长条状的电极主体(21、31)；在电极主体(21、31)的长度方向上延伸且体积电阻率比电极主体(21、31)小的延长布线部(22、32)，其中，正面侧布线和背面侧布线与电极主体(21、31)相比体积电阻率小。
【专利说明】静电电容式传感器

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种能够根据静电电容的变化检测面压分布的静电电容式传感器，详 细地说，涉及其电极以及布线结构。

【背景技术】
[0002] 例如，如专利文献1所公开的那样，能够隔着电介质层地配置正面侧电极和背面 侧电极而构成静电电容式传感器。在正反方向上相向的正面侧电极和背面侧电极之间，形 成有多个检测部。如果对静电电容式传感器施加负荷，则与被施加负荷的部分对应的检测 部的厚度、即正面侧电极和背面侧电极之间的距离减小。由此，检测部的静电电容增大。静 电电容式传感器根据该静电电容的变化而检测面压分布。
[0003] 在专利文献1所公开的静电电容式传感器中，电介质层由弹性体构成。由此，为了 不对电介质层的弹性变形产生限制，正面侧电极、背面侧电极（以下适当地统称为"电极"） 分别由包含弹性体的聚合物和碳黑的导电涂料形成。为了使正面侧布线、背面侧布线（以 下适当地统称为"布线"）与电极相比电阻小，而分别由包含弹性体的聚合物和银粉末的导 电涂料形成正面侧布线、背面侧布线。
[0004] 专利文献1 :日本特开2010-43881号公报
[0005] 专利文献2 :日本特开2010-21371号公报
[0006] 专利文献3 :日本特公平6-29801号公报
[0007] 专利文献4 :日本特开2008-224334号公报


【发明内容】

[0008] 发明要解决的问是页
[0009] 根据以下的公式（1)计算物体的电阻。
[0010] r = p L/S ... (1)
[0011] 在公式（1)中，r是电阻，P是体积电阻率，L是长度，S是截面积（厚度X宽度）。 如根据公式（1)可知的那样，在截面积固定的情况下，物体的长度越长，则电阻r越大。在 上述的静电电容式传感器中，电极呈现带状。因此，在将布线与电极的长度方向一端连接的 情况下，越是从布线的连接部远离，即越是接近长度方向的另一端，则电极的电阻越大。在 电极的电阻不同时，静电电容会产生偏差，其结果是会产生位置依存性，即根据检测部的位 置而面压分布的测定精度不同。
[0012] 碳黑的体积电阻率比银等金属大。因此，在由包含碳黑的导电涂料形成电极时，基 于相对于布线的连接部的距离产生的电阻的增加增大。因此，在从布线的连接部远离的下 游侧的检测部中，无法正确地检测出静电电容的问题更显著。另一方面，作为布线材料，已 知在粘合剂中填充了银粉末所得的银膏。由银膏形成布线的电阻小。因此，如果由银膏形 成电极，则长度方向上的电阻的增加缓和。但是，银粉末比碳黑昂贵。因此，在由银膏形成 占大面积的电极时，成本提高。
[0013] 本发明就是鉴于这样的情况而提出的，其课题在于：提供一种抑制电极的长度方 向上的电阻的增加而比较廉价并且面压分布的测定精度高的静电电容式传感器。
[0014] 用于解决问题的方案
[0015] (1)为了解决上述课题，本发明的静电电容式传感器具备：聚合物制的电介质层； 配置在该电介质层的正面侧的长条状的正面侧电极；配置在该电介质层的背面侧的长条状 的背面侧电极；与该正面侧电极连接的正面侧布线；与该背面侧电极连接的背面侧布线； 以及在正反方向上相向的该正面侧电极与该背面侧电极之间形成的多个检测部，该静电电 容式传感器能够根据该检测部的静电电容的变化检测面压分布，该静电电容式传感器的特 征在于，该正面侧电极和该背面侧电极分别具有：包含粘合剂和导电材料的长条状的电极 主体；在该电极主体的长度方向上延伸且体积电阻率比该电极主体小的延长布线部，其中， 该正面侧布线及该背面侧布线与该电极主体相比体积电阻率小。
[0016] 在本发明的静电电容式传感器中，正面侧电极和背面侧电极分别具有长条状的电 极主体和延长布线部。延长布线部与电极主体相比体积电阻率小，在电极主体的长度方向 上延伸地配置。通过由电极主体和延长布线部构成电极，与只由电极主体构成的情况相比， 能够抑制电极的长度方向上的电阻的增加，并且能够减小电极主体的电阻。因此，在本发明 的静电电容式传感器中，因检测部的位置造成的电容的偏差少，面压分布的测定精度高。
[0017] 另外，在本发明的静电电容式传感器中，即使使用比较廉价的导电性碳粉末作为 电极主体的导电材料，也能够实现导电性高、长度方向上的电阻的增加小的电极。因此，能 够比较廉价地制造本发明的静电电容式传感器。
[0018] 顺便地说，在上述专利文献3中，公开了用包含碳粉末的导电膏制的保护膜覆盖 银膏制的布线的布线基板。但是，专利文献3所公开的是布线基板的技术。即，只不过是通 过用保护膜覆盖银布线来抑制银布线的迁移，确保相邻的布线间的绝缘性。因此，并没有考 虑到抑制电极的长度方向上的电阻的增加。另外，在上述专利文献4、5中，公开了具备相对 的一对电极的银电极。作为电极，公开了被碳电极覆盖的银电极。在此，碳电极只不过是银 电极的保护膜。因此，在专利文献4、5中，也没有考虑到抑制电极的长度方向上的电阻的增 加。
[0019] (2)优选在上述（1)的结构中，可以构成为由相同的材料连续地形成上述正面侧 电极的上述延长布线部和上述背面侧布线，由相同的材料连续地形成上述背面侧电极的该 延长布线部和上述背面侧布线。
[0020] 正面侧电极和背面侧电极的延长布线部、正面侧布线、以及背面侧布线的体积电 阻率都比电极主体的体积电阻率小。因此，能够用相同的材料形成延长布线部、正面侧布线 和背面侧布线。根据本结构，只通过在电极主体的长度方向上延长正面侧布线、背面侧布 线，就能够容易地形成延长布线部。
[0021] (3)优选在上述⑴或⑵的结构中，可以构成为上述电极主体的上述粘合剂是树 脂。
[0022] 电极主体包含粘合剂和导电材料。作为粘合剂，能够使用树脂、弹性体（交联橡胶 以及热可塑性弹性体）。作为导电材料，能够使用碳黑、石墨粉末等导电性碳粉末、银、铜等 金属粉末。在本结构中，使用树脂作为粘合剂。树脂与弹性体相比，具有以下优点，即难以 老化，抗风化和印刷特性良好。另外，在形成电极主体的情况下，还具有电阻的随时间变化 小的优点。
[0023] (4)优选在上述⑴?⑶的任意一个结构中，可以构成为上述电极主体的体积电 阻率是1X 101 Ω · cm以下。
[0024] 在本结构中，电极主体的体积电阻率比较小。因此，也可以不考虑与电极主体的长 度方向交叉的方向上的电阻的增加。因此，只通过沿着电极主体的长度方向配置延长布线 部，就能够减小电极主体的电阻。
[0025] (5)优先在上述⑴?⑷的任意一个结构中，可以构成为上述延长布线部包含粘 合剂和金属粉末。
[0026] -般，金属的体积电阻率小。由此，根据本结构，能够容易地形成体积电阻率比电 极主体小的延长布线部。另外，在使用包含粘合剂和金属粉末的导电涂料时，能够利用印刷 法等，容易地将薄膜状的延长布线部形成为各种形状。
[0027] 作为金属粉末，可以使用从银、金、铜、镍、铑、钯、铬、钛、钼、铁、以及它们的合金中 选择出的一种以上的粉末。另外，也可以使用由银覆盖铜粉末等被金属覆盖的粒子构成的 粉末。金属粉末既可以单独地使用一种，也可以混合使用两种以上。其中，银的体积电阻率 小，因此是适合的。因此，可以使用银粉末、银覆盖铜粉末、银合金粉末作为金属粉末。
[0028] 延长布线部的体积电阻率比电极主体的体积电阻率小即可。例如，在体积电阻值 是IX 1(Γ3Ω · cm以下时，电极的导电性提高效果高，是适合的。
[0029] (6)优选在上述⑴?（5)的任意一个结构中，可以构成为在上述正面侧电极和上 述背面侧电极的各个中，连接上述正面侧布线或上述背面侧布线的上游端部与长度方向末 端的下游端部之间的电阻是3000 Ω以下。
[0030] 根据本结构，能够减小长的电极主体的电阻。由此，向形成在从布线的连接部远离 的电极之间的检测部也供给充分的电流，因此能够正确地测定静电电容。因此，根据本结 构，因检测部的位置造成的静电电容的偏差更少，面压分布的测定精度更高。
[0031] (7)优选在上述（1)?（6)的任意一个结构中，可以构成为上述延长布线部的面积 比上述电极主体的面积小。
[0032] 在延长布线部使用成本高的金属粉末的情况下，能够与面积小的量对应地降低金 属粉末的使用量。由此，能够削减成本，能够实现更廉价的电极、进而静电电容式传感器。
[0033] (8)优选在上述⑴?（7)的任意一个结构中，可以构成为上述电极主体和上述延 长布线部都通过印刷法形成。
[0034] 根据印刷法，在延长布线部的厚度薄的情况、面积大的情况下，都能够容易地形 成。另外，在印刷法中，容易区分进行涂膜的部分和不进行涂膜的部分的涂抹。因此，即使 电极主体、延长布线部是细线、复杂的形状，也能够容易地形成。作为印刷法，例如能够列举 喷墨印刷、柔性版印刷、凹版印刷、丝网印刷、补白印刷、平版印刷等。其中，也能够使用高粘 度的涂料，从容易调整涂膜厚度的理由出发，丝网印刷法是适合的。
[0035] (9)优选在上述（1)?（8)的任意一个结构中，可以构成为还具备隔着上述电介质 层而配置的一对正面侧薄片和背面侧薄片，上述正面侧电极被形成在该正面侧薄片的与该 电介质层接触的背面，该正面侧电极的上述延长布线部被夹在上述电极主体与该正面侧薄 片之间来安装，上述背面侧电极被形成在该背面侧薄片的与该电介质层接触的正面，该背 面侧电极的该延长布线部被夹在该电极主体与该背面侧薄片之间来安装。
[0036] 例如，在电介质层由弹性体或树脂的发泡体构成的情况下，难以在电介质层的正 背两面直接形成电极。对于该点，根据本结构，即使不直接形成在电介质层上，也能够将正 面侧电极配置在电介质层的正面，将背面侧电极配置在背面。因此，电介质层的材料选择的 自由度提高。
[0037] 在直接在电介质层的正背两面形成电极的情况下，利用压缩时的电介质层的伸长 所伴随的电极间距离和电极面积的变化，检测负荷。因此，在希望检测比较小的负荷的情况 下，必须对电介质层使用柔软（弹性率小）的材料使得电介质层容易变形。在该情况下，电 介质层容易老化等而耐久性成为问题。对于该点，根据本结构，在正面侧薄片上形成正面侧 电极，在背面侧薄片上形成背面侧电极。因此，能够主要根据电极间距离（检测部的厚度） 的变化所伴随的静电电容的变化而检测负荷。因此，也容易检测比较小的负荷。
[0038] 根据本结构，延长布线部被夹在电极主体和正面侧薄片（或背面侧薄片）之间来 安装。因此，延长布线部难以与空气接触，由此即使在延长布线部中包含金属粒子，金属粒 子也难以氧化。因此，即使长期使用，延长布线部的导电性也难以降低。即，根据本结构，电 极的耐久性高。
[0039] (10)优选在上述⑴?（9)的任意一个结构中，可以构成为以充电电荷方式或阻 抗方式进行上述静电电容的测定。
[0040] 在本发明的静电电容式传感器中，抑制了电极的长度方向上的电阻的增加。因此， 例如在充电电荷方式中，因检测部的位置造成的电荷充电量的变化小。因此，面压分布的测 定精度高。

【专利附图】

【附图说明】
[0041] 图1是第一实施方式的静电电容式传感器的俯视透视图。
[0042] 图2是图1的II-II截面图。
[0043] 图3是该静电电容式传感器的正面侧电极01X的俯视图。
[0044] 图4是该静电电容式传感器的背面侧电极01Y的俯视图。
[0045] 图5是第二实施方式的静电电容式传感器的正面侧电极01X的俯视图。
[0046] 图6是第三实施方式的静电电容式传感器的正面侧电极01X的俯视图。
[0047] 图7是第四实施方式的静电电容式传感器的正面侧电极01X的俯视图。
[0048] 图8是第五实施方式的静电电容式传感器的正面侧电极01X的俯视图。
[0049] 图9是第六实施方式的静电电容式传感器的正面侧电极01X的俯视图。
[0050] 附图标记说明
[0051] 1 :静电电容式传感器；10 :电介质层；11 :烙接部；20 :正面侧薄片；21 :电极主体； 22、22a、22b :延长布线部；23 :正面连接器；220 :主干部；221 :分支部；240 :前端部；241 : 后端部；30 :背面侧薄片；31 :电极主体；32 :延长布线部；33 :背面连接器；340 :左端部； 341 :右端部。40 :计算部；01X?08X :正面侧电极；01Y?08Y :背面侧电极；Olx?08x :正 面侧布线；〇ly?〇8y :背面侧布线；A0101?A0808 :检测部。

【具体实施方式】
[0052] 接着，说明本发明的静电电容式传感器的实施方式。
[0053]〈第一实施万式〉
[0054][静电电容式传感器的结构]
[0055] 首先，说明本实施方式的静电电容式传感器的结构。在图1中表示本实施方式的 静电电容式传感器的俯视透视图。在图2中表示图1的II-II截面图。在图3中表示该静 电电容式传感器的正面侧电极01X的俯视图。在图4中表示该静电电容式传感器的背面侧 电极01Y的俯视图。在图1中，透视地表示在正反方向（厚度）上层叠的构件。在图3、图 4中，对延长布线部22、32施加阴影地表示。如图1、图2所示那样，本实施方式的静电电容 式传感器1具备电介质层10、正面侧薄片20、背面侧薄片30、正面侧电极01X?08X、背面 侧电极01Y?08Y、检测部A0101?A0808、正面侧布线Olx?08x、背面侧布线Oly?08y、 正面连接器23、背面连接器33、以及计算部40。此外，在检测部的符号"Α〇〇ΛΛ"中，上 两位的"〇〇"与正面侧电极01Χ?08Χ对应。下两位的"ΛΛ"与背面侧电极01Υ?08Υ 对应。
[0056] 电介质层10是聚氨酯泡沫制的，呈现长方形的膜状。电介质层10的厚度是 300 μ m。电介质层10在ΧΥ方向（左右和前后方向）延伸。聚氨酯泡沫体包含在本发明的 "聚合物"中。
[0057] 正面侧薄片20被配置在电介质层10的上侧（正面）。正面侧薄片20是聚对苯 二甲酸乙二醇酯（PET)制的，呈现长方形状。背面侧薄片30被配置在电介质层10的下侧 (背面）。背面侧薄片30是PET制的，呈现与正面侧薄片20相同的长方形状。正面侧薄片 20和背面侧薄片30隔着电介质层10而层叠。
[0058] 在正面侧薄片20的下面（背面）形成合计8个正面侧电极01X?08X。正面侧电 极01X?08X分别呈现带状。正面侧电极01X?08X分别向Y方向（前后方向）延伸。正 面侧电极01X?08X以在X方向（左右方向）上每隔规定间隔地离开且相互大致平行来配 置。
[0059] 如在图3中表示一个例子那样，正面侧电极01X?08X分别具有电极主体21、延长 布线部22。电极主体21呈现带状。电极主体21被配置得与电介质层10的上面接触。电 极主体21包含聚酯树脂和石墨粉末。电极主体21的宽度（左右方向长度）是10_，体积 电阻率是〇. 1 Ω · cm。
[0060] 延长布线部22呈现从电极主体21的前端部240连接后端部241的直线状。延长 布线部22被配置在电极主体21的上面（正面）的宽度方向中央。延长布线部22被夹在 电极主体21和正面侧薄片20之间来安装。延长布线部22包含聚酯树脂和银覆盖铜粉末。 延长布线部22的体积电阻率是1 X 10_4 Ω κπι。延长布线部22由与正面侧布线Olx?08x 相同的导电材料构成，与正面侧布线Olx?〇8x分别连接而形成。在正面侧电极01X?08X 的各个中，前端部240和后端部241之间的电阻是400 Ω。在此，前端部240包含在本发明 的"上游端部"中，后端部241包含在本发明的"下游端部"中。
[0061] 在正面侧薄片20的下面形成合计8个正面侧布线Olx?08x。正面侧布线Olx? 08x分别呈现线状。正面侧布线Olx?08x包含聚酯树脂和银覆盖铜粉末。正面连接器23 被配置在正面侧薄片20的左前角。正面连接器23与计算部40电连接。正面侧布线Olx? 〇8x分别将正面侧电极01X?08X的前端部240和正面连接器23连接起来。
[0062] 在背面侧薄片30的上面（正面）形成合计8个背面侧电极01Y?08Y。背面侧电 极01Y?08Y呈现带状。背面侧电极01Y?08Y分别在X万向（左右万向）上延伸。背面 侧电极01Y?08Y以在Y方向（前后方向）上按照规定间隔地离开相互大致平行的方式来 配置。
[0063] 背面侧电极01Y?08Y的结构与正面侧电极01X?08X的结构相同。即，如在图 4中表不一个例子那样，背面侧电极01Y?08Y分别具有电极主体31和延长布线部32 (在 图4中透视地表示延长布线部32)。电极主体31呈现带状。将电极主体31配置得与电介 质层10的下面接触。电极主体31包含聚酯树脂和石墨粉末。电极主体31的宽度（前后 方向长度）是l〇mm，体积电阻率是〇· 1 Ω · cm。
[0064] 延长布线部32呈现从电极主体31的左端部340连接右端部341的直线状。延长 布线部32被配置在电极主体31的下面（背面）的宽度方向中央。延长布线部32被夹在 电极主体31和背面侧薄片30之间来安装。延长布线部32包含聚酯树脂和银覆盖铜粉末。 延长布线部32的体积电阻率是1 X 10_4 Ω ?cm。延长布线部32由与背面侧布线Oly?08y 相同的导电材料构成，与背面侧布线〇ly?〇8y分别连接地形成。在背面侧电极01Y?08Y 的各个中，左端部340和右端部341之间的电阻是400 Ω。在此，左端部340包含在本发明 的"上游端部"中，右端部341包含在本发明的"下游端部"中。
[0065] 在背面侧薄片30的下面形成合计8个背面侧布线Oly?08y。背面侧布线Oly? 〇8y分别呈现线状。背面侧布线01y?08y包含聚酯树脂和银覆盖铜粉末。背面连接器33 被配置在背面侧薄片30的左前角。背面连接器33与计算部40电连接。背面侧布线Oly? 〇8y分别将背面侧电极01Y?08Y的左端部340和背面连接器33连接起来。
[0066] 正面侧薄片20和背面侧薄片30隔着电介质层10地相向。在正面侧薄片20和背 面侧薄片30的周缘部，如在图1中用阴影表示的那样，配置有多个熔接部11。多个熔接部 11以围在电介质层10的周围的方式被配置为虚线状。正面侧薄片20和背面侧薄片30在 溶接部11接合。
[0067] 检测部A0101?A0808被配置在从上下方向观察时正面侧电极01X?08X和背面 侧电极01Y?08Y交叉的部分（重复的部分）。检测部A0101?A0808分别具备正面侧电 极01X?08X的一部分、背面侧电极01Y?08Y的一部分、电介质层10的一部分。配置有 合计64个（=8个X8个）检测部A0101?A0808。检测部A0101?A0808大致等间隔地 配置在电介质层10的大致整个面中。在包围检测部A0101?A0808的矩形状的区域中，检 测面压分布。
[0068] 计算部40向正面侧电极01X?08X、背面侧电极01Y?08Y施加矩形波电压。计 算部40具有积分电路（图略）。积分电路由电阻、电容、以及运算放大器构成。在检测部 A0101?A0808中产生的电荷在积分电路中积分而变换为电压值后，被放大输出。根据所输 出的电压值计算静电电容C。
[0069][静电电容式传感器的制造方法]
[0070] 接着，说明本实施方式的静电电容式传感器1的制造方法。本实施方式的静电电 容式传感器1的制造方法具有印刷工序、层叠工序、以及薄片熔接工序。
[0071] 在印刷工序中，在正面侧薄片20上形成正面侧电极01X?08X和正面侧布线 01x?08x。同样，在背面侧薄片30上形成背面侧电极01Y?08Y和背面侧布线Oly?08y。 首先，调制用于形成正面侧电极01X?08X的延长布线部22、正面侧布线01x?08x、背面 侧电极01Y?08Y的延长布线郃32、以及背面侧布线Oly?08y的第一导电涂料。另外，调 制用于形成正面侧电极01X?08X的电极主体21、以及背面侧电极01Y?08Y的电极主体 31的第二导电涂料。
[0072] 接着，使用丝网印刷机，在正面侧薄片20的下面（图2中的下面。在印刷时向上 配置）印刷所调制出的第一导电涂料。然后，通过加热使涂膜硬化，形成8个延长布线部22 和正面侧布线〇lx?08x。接着，使用丝网印刷机印刷所调制出的第二导电涂料，使得覆盖 所形成的各个延长布线部22。然后，通过加热使涂膜硬化，形成8个电极主体21。这样，在 正面侧薄片20上形成正面侧电极01X?08X和正面侧布线Olx?08x。
[0073] 同样，在背面侧薄片30的上面，印刷第一导电涂料，形成8个延长布线部32和背 面侧布线〇ly?〇8y。另外，印刷第二导电涂料，形成8个电极主体31。这样，在背面侧薄 片30上形成背面侧电极01Y?08Y和背面侧布线01y?08y。
[0074] 在层叠工序中，从下开始顺序地层叠背面侧薄片30、电介质层10、以及正面侧薄 片20。即，以电介质层10介于形成于背面侧薄片30上的背面侧电极01Y?08Y、以及形成 于正面侧薄片20上的正面侧电极01X?08X之间的方式层叠背面侧薄片30、电介质层10、 以及正面侧薄片20。
[0075] 在薄片熔接工序中，以规定的间隔对层叠后的正面侧薄片20和背面侧薄片30的 周缘部进行点熔接（参照图1的熔接部11)。最后，将正面侧布线〇lx?〇8x与正面连接器 23连接，将背面侧布线01y?08y与背面连接器33连接，制造出本实施方式的静电电容式 传感器1。
[0076][静电电容式传感器的动作]
[0077] 接着，说明本实施方式的静电电容式传感器1的动作。在静电电容式传感器1中， 作为静电电容的测定方法，采用充电电荷方式。首先，在向静电电容式传感器1施加负荷之 前（初始状态），从计算部40向正面侧电极01X?08X、背面侧电极01Y?08Y施加矩形波 电压,对每个检测部A0101?A0808计算静电电容C。即，以如同扫描了检测部A0101?检 测部A0808的方式计算静电电容C。接着，在向静电电容式传感器1施加负荷之后，同样对 每个检测部A0101?A0808计算静电电容C。在被施加了负荷的部分的检测部中，正面侧 电极和背面侧电极之间的距离变小。由此，该检测部的静电电容C变大。根据该静电电容 C的变化量Λ C，计算每个检测部A0101?A0808的面压。
[0078] [作用效果]
[0079] 接着，说明本实施方式的静电电容式传感器1的作用效果。根据本实施方式的静 电电容式传感器1，正面侧电极〇IX?08Χ具有电极主体21和延长布线部22。同样，背面 侧电极01Υ?08Υ具有电极主体31和延长布线部32。由此，与分别只由电极主体21、31构 成正面侧电极01Χ?08Χ、背面侧电极01Υ?08Υ的情况相比，能够抑制电极的长度方向上 的电阻的增加，并且能够减小电极整体的电阻。具体地说，在正面侧电极01Χ?08Χ的各个 中，前端部240和后端部241之间的电阻是400 Ω。在背面侧电极01Υ?08Υ的各个中，左 端部340和右端部341之间的电阻是400 Ω。因此，由于检测部的位置造成的静电电容的偏 差少。因此，在静电电容式传感器1中，面压分布的测定精度高。
[0080] 在此，电极主体21、31的导电材料是石墨粉末。根据静电电容式传感器1，即使使 用比较廉价的石墨粉末，通过层叠延长布线部22、32,也能够实现导电性高、长度方向上的 电阻的增加小的电极。此外，电极主体21、31的体积电阻率是0. 1 Ω Mm。电极主体21、31 的体积电阻率比较小，因此也可以不考虑电极主体21、31的宽度方向上的电阻的增加。因 此，只通过将宽度比电极主体21、31小的延长布线部22、32形成为一条在电极主体21、31 的长度方向上延伸的直线状，能够减小电极整体的电阻。
[0081] 延长布线部22、32、正面侧布线Olx?08x、背面侧布线Oly?08y的材质相同。分 别通过丝网印刷法连续地形成延长布线部22和正面侧布线Olx?08x。同样，分别通过丝 网印刷法连续地形成延长布线部32和背面侧布线Oly?08y。这样，只通过使正面侧布线 Olx?08x、背面侧布线Oly?08y向电极主体21、31的长度方向延长，就能够容易地形成 延长布线部22、32。另外，也通过丝网印刷法形成电极主体21、31。根据丝网印刷法，即使 电极、布线是细线、薄膜、大面积，也能够容易地形成电极、布线。
[0082] 延长布线部22、32的导电材料的银覆盖铜粉末除了体积电阻率小以外，与银粉末 相比廉价。另外，延长布线部22、32呈现细的直线状。即，延长布线部22、32的面积比电极 主体21、31的面积小。因此，能够减少银覆盖粉末的使用量。因此，能够削减成本，能够实 现更廉价的电极、进而静电电容式传感器1。
[0083] 电极主体21、31使用聚酯树脂作为粘合剂。聚酯树脂与弹性体相比，难以老化，抗 风化和印刷特性优良。另外，在使用聚酯树脂时，能够减小电极主体21、31的电阻的随时间 变化。进而，聚酯树脂的氧透过性比较小。因此，延长布线部22、32的保护效果高。即，延长 布线部22被夹在电极主体21和正面侧薄片20之间来安装。同样，延长布线部32被夹在 电极主体31和背面侧薄片30之间来安装。正面侧薄片20和背面侧薄片30是PET制的。 正面侧薄片20和背面侧薄片30的氧透过性也比较小。因此，包含在延长布线部22、32中 的银覆盖铜粉末难以氧化。因此，即使长期使用，延长布线部22、32的导电性也难以降低。 由此，正面侧电极01X?08X、背面侧电极01Y?08Y的耐久性优良。
[0084] 隔着电介质层10地层叠印刷了电极和布线的正面侧薄片20和背面侧薄片30,来 制造静电电容式传感器1。因此，容易制造。另外，能够使用难以直接印刷电极的聚氨酯泡沫 体作为电介质层10。根据静电电容式传感器1，能够主要根据电极间距离（检测部A0101? 0808的厚度）的变化所伴随的静电电容的变化而检测负荷。因此，也容易检测比较小的负 荷。
[0085] 在静电电容式传感器1中，以充电电荷方式进行静电电容的测定。如上述那样，电 极的电阻小，因此因检测部的位置造成的电荷充电量的变化小。因此，面压分布的测定精度 商。
[0086] 〈第二?第六实施方式〉
[0087] 第二?第六实施方式的静电电容式传感器与第一实施方式的静电电容式传感器 的不同点在于正面侧电极01X?08X、背面侧电极01Y?08Y的延长布线部22、32的配置形 式。因此，在此只说明不同点。此外，在第二?第六实施方式中，正面侧电极01X?08X、延 长布线部22、32的构造完全相同。因此，只说明正面侧电极01X。
[0088] 在图5中，表示第二实施方式的静电电容式传感器的正面侧电极01X的俯视图。在 图5中，对延长布线部施加阴影地表示（以下在图6?图9中相同）。如图5所示，正面侧 电极01X具有电极主体21和2个延长布线部22a、22b。延长布线部22a、22b分别呈现从电 极主体21的前端部240向后端部241延伸的直线状。在宽度方向（左右方向）上离开地 将延长布线郃22a、22b平彳：Γ配置在电极主体21的上面。与正面侧布线Olx连续地形成延 长布线部22a、22b。根据本实施方式，能够进一步减小正面侧电极01X整体的电阻。
[0089] 在图6中，表示第三实施方式的静电电容式传感器的正面侧电极01X的俯视图。如 图6所示，延长布线部22由主干部220和六个分支部221构成。主干部220呈现从电极主 体21的前端部240向后端部241延伸的直线状。主干部220被配置在电极主体21的上面 左侧。六个分支部221分别从主干部220向右方分支地配置。六个分支部221分别以在前 后方向上等间隔地离开且相互大致平行的方式来配置。与正面侧布线〇lx连续地形成延长 布线部22。根据本实施方式，能够进一步减小正面侧电极01X整体的电阻。
[0090] 在图7中，表示第四实施方式的静电电容式传感器的正面侧电极0IX的俯视图。如 图7所示，延长布线部22由主干部220和六个分支部221构成。主干部220呈现从电极主 体21的前端部240向后端部241延伸的直线状。主干部220被配置在电极主体21的上面 的宽度方向中央。六个分支部221分别从主干部220向左右双方分支地配置。六个分支部 221分别以在前后方向上等间隔地离开且相互大致平行的方式来配置。与正面侧布线Olx 连续地形成延长布线部22。根据本实施方式，能够进一步减小正面侧电极01X整体的电阻。
[0091] 在图8中，表示第五实施方式的静电电容式传感器的正面侧电极01X的俯视图。如 图8所示，延长布线部22呈现从电极主体21的前端部240向后端部241前进的矩形波状。 根据本实施方式，能够进一步减小正面侧电极01X整体的电阻。
[0092] 在图9中，表示第六实施方式的静电电容式传感器的正面侧电极01X的俯视图。如 图9所示，延长布线部22呈现框状。沿着电极主体21的周缘部配置延长布线部22。根据 本实施方式，能够进一步减小正面侧电极〇IX整体的电阻。
[0093] 〈其他〉
[0094] 以上，说明了本发明的静电电容式传感器的实施方式。但是，实施方式并不限于上 述形式。也能够按照本【技术领域】的技术人员进行的各种变形形式、改进形式来实施。
[0095] 电极主体以及延长布线部（电极）、构成布线的粘合剂的种类并没有特别限定。粘 合剂从树脂和弹性体中适当地选择即可。在上述实施方式中，将粘合剂全部设为聚酯树脂， 但也可以对每个构件使用不同的粘合剂。作为树脂，除了聚酯树脂以外，还能够列举环氧树 月旨、改性聚酯树脂（聚氨酯改性聚酯树脂、环氧改性聚酯树脂、丙烯酸改性聚酯树脂等）、聚 醚聚氨酯树脂、聚碳酸酯聚氨酯树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、酚醛树脂、丙烯酸类树 月旨、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂、硝基纤维素、改性纤维素类（乙酸丁酸 纤维素（CAB)、醋酸丙酸纤维素（CAP)等）。作为弹性体，能够列举硅橡胶、乙烯丙烯共聚物 橡胶、天然橡胶、丁苯共聚物橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚橡胶、丙烯酸类橡胶、表氯醇橡校、 氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、聚氨酯橡胶等。
[0096] 另外，导电材料的种类也没有特别限定。考虑到电极、布线的导电性、成本等，导电 材料从碳黑、石墨粉末等导电性碳粉末，银、铜等金属粉末中，适当地选择即可。此外，对于 电极和布线，除了粘合剂和导电材料以外，也可以配合各种添加剂。作为添加剂，例如能够 列举固化剂、交联剂、硫化促进剂、硫化助剂、抗老化剂、可塑剂、软化剂、着色剂、分散剂、偶 联剂、流平剂、消泡剂等。
[0097] 电极主体的体积电阻率并没有特别限定。但是，从减小电阻的观点出发，优选 lXlO1。· cm以下。延长布线部的体积电阻率比电极主体的体积电阻率小即可，例如优选 是IX 1(ΓΩ · cm以下。另外，在上述实施万式中，在宽度10mm的电极中，将上游端郃和下 游端部之间的电阻设为400 Ω。与电极宽度对应地适当地决定电极的上游端部和下游端部 之间的适合的电阻即可。例如在电极宽度为l〇mm以上的情况下，优选将电极的上游端部和 下游端部之间的电阻设为3000 Ω以下。
[0098] 延长布线部的配置形式只要能够抑制电极的长度方向的电阻的增加，则没有特别 限定。即，将延长布线部配置得电极的上游端部和下游端部之间的电阻比电极主体单体小 即可。例如，可以配置得覆盖电极主体的表面整体。但是，从降低成本的观点出发，优选延 长布线部的面积比电极主体的面积小。作为延长布线部的配置形式，除了上述实施方式以 夕卜，也可以是曲线状、蛇行状、之字形状等。另外，在上述实施方式的静电电容式传感器中， 对于正面侧电极和背面侧电极也可以采用不同的配置形式。
[0099] 电极主体的形状只要是长条状的即可，没有特别限定。电极主体的宽度也可以在 长度方向上不固定。例如，长度方向的规定的部分的宽度既可以宽，相反规定的部分的宽度 也可以窄。另外，电极主体的侧部既可以是直线状，也可以是曲线状。另外，电极的个数、相 邻的电极之间的间隔等并不限于上述实施方式。
[0100] 在上述实施方式中，由相同的导电材料连续地形成延长布线部和布线。但是，也可 以由不同的导电材料分别形成延长布线部和布线。除了丝网印刷以外，也可以通过喷墨印 刷、柔性版印刷、凹版印刷、补白印刷、平版印刷等形成电极和布线。或者也可以通过定型剂 法、喷射法、条形码法等形成。
[0101] 静电电容的测定方法并不限于充电电荷方式。例如也可以采用阻抗方式。
[0102] 作为电介质层，使用弹性体或树脂即可。例如在增大静电电容的观点上，优选介电 常数高的材料。具体地说，优选常温下的介电常数为3以上、更优选5以上的材料。例如具 有酯基、羧基、羟基、卤素基团、酰胺基、磺基、氨基甲酸酯基、腈基等极性官能团的弹性体、 或添加了具有这些极性官能团的极性低分子量化合物的弹性体是适合的。弹性体既可以交 联，也可以不交联。另外，通过调整电介质层所使用的弹性体或树脂的杨氏模量，能够调整 静电电容式传感器的检测灵敏度、检测范围。例如在检测小的负荷的情况下，可以使用杨氏 模量小的发泡体。
[0103] 作为适合的弹性体，例如能够列举硅橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚橡胶、丙烯酸类橡 胶、表氯醇橡校、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、聚氨酯橡胶等。另外，作为适合的树脂，能够 列举聚乙烯、聚丙烯、聚氨酯、聚苯乙烯（包含交联发泡聚苯乙烯）、聚氯乙烯、偏二氯乙烯 共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等。作为聚丙烯，也可以使用通过聚乙烯和/或乙丙橡胶 (EPR)改性了的聚丙烯（改性PP)。另外，也可以使用包含这些树脂的两种以上的聚合物合 金或聚合物共混物。
[0104] 正面侧薄片、背面侧薄片的材质并没有特别限定。除了上述实施方式的PET以外， 也能够使用由聚酰亚胺、聚乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN)等形成的具有弯曲性的树脂 膜。另外，也可以不在正面侧薄片、背面侧薄片上形成，而直接在电介质层的正反两面上形 成电极和布线。在该情况下，优选隔着电介质层而配置绝缘性的覆盖膜，使得覆盖露出的电 极、布线。
【权利要求】
1. 一种静电电容式传感器，具备： 聚合物制的电介质层； 配置在该电介质层的正面侧的长条状的正面侧电极； 配置在该电介质层的背面侧的长条状的背面侧电极； 与该正面侧电极连接的正面侧布线； 与该背面侧电极连接的背面侧布线；以及 在正反方向上相向的该正面侧电极与该背面侧电极之间形成的多个检测部， 该静电电容式传感器能够根据该检测部的静电电容的变化检测面压分布，该静电电容 式传感器的特征在于， 该正面侧电极和该背面侧电极分别具有：包含粘合剂和导电材料的长条状的电极主 体；在该电极主体的长度方向上延伸且体积电阻率比该电极主体小的延长布线部， 其中，该正面侧布线及该背面侧布线与该电极主体相比体积电阻率小。
2. 根据权利要求1所述的静电电容式传感器，其特征在于， 由相同的材料连续地形成上述正面侧电极的上述延长布线部和上述正面侧布线， 由相同的材料连续地形成上述背面侧电极的上述延长布线部和上述背面侧布线。
3. 根据权利要求2所述的静电电容式传感器，其特征在于， 上述电极主体的上述粘合剂是树脂。
4. 根据权利要求1?3的任意一项所述的静电电容式传感器，其特征在于， 上述电极主体的体积电阻率是IX · cm以下。
5. 根据权利要求1?4的任意一项所述的静电电容式传感器，其特征在于， 上述延长布线部包含粘合剂和金属粉末。
6. 根据权利要求1?5的任意一项所述的静电电容式传感器，其特征在于， 在上述正面侧电极和上述背面侧电极的各个中，连接上述正面侧布线或上述背面侧布 线的上游端部与长度方向末端的下游端部之间的电阻是3000 Ω以下。
7. 根据权利要求1?6的任意一项所述的静电电容式传感器，其特征在于， 上述延长布线部的面积比上述电极主体的面积小。
8. 根据权利要求1?7的任意一项所述的静电电容式传感器，其特征在于， 上述电极主体和上述延长布线部都通过印刷法形成。
9. 根据权利要求1?8的任意一项所述的静电电容式传感器，其特征在于， 还具备隔着上述电介质层而配置的一对正面侧薄片和背面侧薄片， 上述正面侧电极被形成在该正面侧薄片的与该电介质层接触的背面，该正面侧电极的 上述延长布线部被夹在上述电极主体与该正面侧薄片之间来安装， 上述背面侧电极被形成在该背面侧薄片的与该电介质层接触的正面，该背面侧电极的 该延长布线部被夹在该电极主体与该背面侧薄片之间来安装。
10. 根据权利要求1?9的任意一项所述的静电电容式传感器，其特征在于， 按照充电电荷方式或阻抗方式进行上述静电电容的测定。
【文档编号】G01L5/00GK104067099SQ201280067775
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2012年12月21日 优先权日:2012年3月26日
【发明者】前田一之助, 柴田哲好 申请人:东海橡塑工业株式会社