压力测量机构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种压力测量机构，包含一第一基板、一第二基板、一第一电极层、一第二电极层及至少一压阻层。第二基板面向第一基板。第一电极层设于第一基板，且面向第二基板。第二电极层设于第二基板，且面向第一电极层。压阻层介于第一电极层与第二电极层之间。布线层设于第二基板，且背向第一基板。布线层包含多条导线。部分所述导线与第一电极层电性连接，另一部分所述导线与第二电极层电性连接。
【专利说明】压力测量机构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种压力测量机构，特别是一种具有高密度测量阵列的压力测量机构。
【背景技术】
[0002]足部乃是扮演人体和地面接触时支撑身体重量、减轻下肢和相关关节的受力、吸收震动、减缓冲击及控制身体平衡的重要角色。而此功能主要是靠足部内的骨骼、韧带及肌肉等各组织所协调组成。
[0003]在普通大众中，至少有百分之八十的人有足部方面的问题，而脚踝和足部的伤害会改变步态的力学，进而对其它下肢的关节造成压力，因此可能会导致这些关节产生病变。但是这些问题通常都可以借助适当的评估、治疗与照顾来加以矫正。
[0004]现今的步态评估(Gait Assessment)是通过一种压力测量设备来进行的,压力测量设备应用于测量足部时，会将压力测量设备设计成一鞋垫形的片状测量板，可置于鞋底供患者穿着而进行活动测量，以测量患者于步态过程的反作用力。
[0005]为了提升压力测量设备的测量精确度，一般压力测量设备是采用阵列压力感测元件。阵列压力感测元件主要是通过χ、Y轴电极交叠来达到扫瞄式阵列压力检测的功效。然而阵列数目影响所需的布线面积。举例而言，若此阵列为10X10阵列数目，在设计上X及Y轴均需有10组的电极布线，而电极布线宽度随着工艺设备有其极限所在，因此，在测量空间有限的情况下，若布线区域与感测区域位在同一平面时，势必会牺牲掉部分感测区域。如此一来，可能降低部分足部风险评估项目的准确度，甚至无法评估，特别是在重心偏移分析(Center of pressure, COP)的评估可能会因为此空间的数据空缺而造成重心偏移分析的误判。
[0006]因此，如何在测量空间有限的情况下，提升压力测量设备感测的测量精准度将是研发人员必须克服的一项重要课题。
【发明内容】
[0007]鉴于以上的问题，本发明提出一种压力测量机构，以在测量空间有限的情况下，提升压力测量设备的测量精准度。
[0008]本发明的压力测量机构，包含一第一基板、一第二基板、一第一电极层、一第二电极层、至少一压阻层及一布线层。第二基板面向第一基板。第一电极层设于第一基板，且面向第二基板。第二电极层设于第二基板，且面向第一电极层。压阻层介于第一电极层与第二电极层之间。布线层设于第二基板，且背向第一基板。布线层包含多条导线。部分所述导线与第一电极层电性连接，另一部分所述导线与第二电极层电性连接。
[0009]根据上述本发明所提出的压力测量机构，布线层独立设于第一电极层与第二电极层外，故当增加第一电极层与第二电极层的感测元件时，布线层并不会占据第一电极层与第二电极层的感测区域，进而能够在不降低压力测量设备的感测区域的情况下，提升压力测量设备感测的测量精准度。
[0010]此外,布线层设于第二基板的一侧,且第一电极层与第二电极层均电性连接于布线层。由于压力测量机构仅需要一布线层，故制作压力测量机构时，可减少网板的使用数量、印料的数量及工艺时间(网印次数)。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为一实施例所公开的压力测量机构的平面示意图；
[0012]图2为图1的分解示意图；
[0013]图3A为图1的放大示意图；
[0014]图3B为图3A沿第3B-3B剖面线的结构简化的剖面示意图；
[0015]图4A为沿图1的4A-4A剖面线结构简化的剖面示意图；
[0016]图4B为沿图1的4B-4B剖面线的结构简化的剖面示意图；
[0017]图4C与图4D为又一实施例的压力测量机构的部分剖面示意图；
[0018]图5为另一实施例的压力测量机构的部分剖面示意图；
[0019]图6为再一实施例的压力测量机构的部分剖面示意图。
[0020]【主要元件符号说明】
[0021]10压力测量机构
[0022]100 第一基板
[0023]200 第二基板
[0024]300第一电极层
[0025]310第一感测组
[0026]311第一感测元件
[0027]312第一电性接点
[0028]400第二电极层
[0029]410第二感测组
[0030]411第二感测元件
[0031]412第二电性接点
[0032]500压阻层
[0033]510压阻元件
[0034]600布线层
[0035]610 导线
[0036]700黏着层
[0037]710黏着单元
[0038]720黏着块
[0039]800导电件
[0040]800a 导电针
[0041]800b 导电针
[0042]800c铜箔胶带
[0043]800d铜箔胶带【具体实施方式】
[0044]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
[0045]请参阅图1，图1为一实施例所公开的压力测量机构的平面示意图。在本实施例中，压力测量机构10应用于测量足部的压力状况。
[0046]请参阅图2，图2为图1的分解示意图。本实施例的压力测量机构10，包含一第一基板100、一第二基板200、一第一电极层300、一第二电极层400、至少一压阻层500及一布线层600。此外，压力测量机构10还包含一黏着层700。在本实施例中，第一电极层300、压阻层500及黏着层700实际上是通过网印的方式形成于第一基板100上。第二电极层400、布线层600实际上是通过网印的方式形成于第二基板200上。第一基板100的材质为绝缘材质。
[0047]第一电极层300设于第一基板100,其中第一电极层300的材质为导电材质。第一电极层300包含多个第一感测组。举例来说，以图2中的第一感测组310为例。每一第一感测组310包含多个第一感测元件311。第一感测组310的各第一感测元件311彼此电性连接，而相异第一感测组310的各第一感测元件311彼此电性绝缘。并且，第一感测组310的各第一感测元件311实质上沿一第一方向(如箭头a所指的方向)排列。此处所指实质上沿第一方向排列涵盖沿第一方向直线排列或曲线排列的情况。
[0048]压阻层500位于第一电极层300上。压阻层500包含多个压阻元件510。所述压阻元件510以阵列的方式排列，且所述压阻元件510分别与所述第一感测元件311电性连接。
[0049]第二电极层400位于压阻层500上方，其中第二电极层400的材质为导电材质。第二电极层400包含多个第二感测组410。举例来说，以图2的第二感测组410为例，每一第二感测组410包含多个第二感测元件411。第二感测组410的各第二感测元件411彼此电性连接。而相异第二感测组410的各第二感测元件411彼此电性绝缘。并且，第二感测组410的各第二感测元件411实质上沿一第二方向(如箭头b所指的方向)排列。此处所指实质上沿第二方向排列涵盖沿第二方向直线排列或曲线排列的情况。此外，第二方向与第一方向近似正交。 [0050]第二基板200位于第二电极层400上，其中第二基板200的材质为绝缘材质。
[0051]黏着层700设于第一基板100或是第二基板200 (附图中未显示)。黏着层700主要是将第一基板100与第二基板200相黏合。黏着层700包含多个黏着单元710及多个黏着块720。各黏着单元710以阵列的方式排列，且各黏着单元710介于各压阻元件510之间。黏着块720彼此间隔排列，且沿第一电极层300的周缘设置。详细来说，黏着层700以点阵列的方式黏着第一基板100与第二基板200，使得第一基板100与第二基板200间保持气体可以流通的状态。据此，可防止第一基板100与第二基板200间的空气无法释放而产生迟滞现象，进而影响压力测量机构10的测量精确度。
[0052]布线层600设于第二基板200，且背向第一基板100。换言之，布线层600与第二电极层400分别位于第二基板200的相对两面。布线层600的材质为导电材质。布线层600包含多条导线610。部分导线610与第一电极层300电性连接，另一部分导线610与第二电极层400电性连接。由于布线层600分别与第一电极层300及第二电极层400位于相异层，故布线层600并不会影响到第一电极层300及第二电极层400的感测区域。此外，由于布线层600位于第二基板200的一侧，且第一电极层300及第二电极层400的各感测元件的线路集中连接于布线层600，故压力测量机构10仅需网印一次布线层600，进而可减少网印的次数及降低网板的制作成本与时间。
[0053]导电件800包含多个导电针800a、800b。所述导电针800a分别电性连接导线610与第一电性接点312。所述导电针800b分别电性连接导线610与第二电性接点412。
[0054]以下将对压力测量机构进行更详细的描述。请一并参阅图3A与图3B，其中图3A为图1的放大示意图，图3B为图3A沿第3B-3B剖面线的结构简化的剖面示意图。压阻层500设置于第一电极层300上。换言之，所述压阻元件510分别介于所述第一感测元件311与所述第二感测元件411之间，且与所述第一感测元件311重叠。压阻元件510的材质中含有碳，当压阻元件510受到挤压时会改变压阻元件510中碳的排列，进而改变本身的电阻值。因此，所述第一感测元件311与所述第二感测元件411能够感应压阻元件510的电阻值变化。举例来说，当压阻元件510受到较大的压力时，会产生较小的电阻值，当压阻元件510受到较小的压力时，会产生较大的电阻值。取其中一组压阻元件510、第一感测元件311及第二感测元件411作为说明，压阻元件510介于第一感测元件311及第二感测元件411之间，并与第一感测元件311及第二感测元件411构成一电性回路。当压阻元件510承受压力时，会改变此电性回路的电阻值。并由所述电阻值推算出相对应的压力值。此外，各第一感测元件311与各第二感测元件411分别沿相异方向排列而构成一平面坐标系统，故压力测量机构10可依据各第一感测元件311及各第二感测元件411间的各电阻值来推算多个坐标点的压力值。
[0055]请参阅图4A至图4B，图4A为沿图1的4A-4A剖面线的结构简化的剖面示意图，图4B为沿图1的4B-4B剖面线的结构简化的剖面示意图。本实施例的压力测量机构10还包含多个导电件800。导电件800的材质为导电材质。每一第一感测组310具有一第一电性接点312。每一第二感测组410具`有一第二电性接点412。部分导电件800电性连接部分导线610与各第一电性接点312。另一部分导电件800电性连接另一部分导线610与各第二电性接点412。如图4A与图4B所示，所述导电针800a贯穿第二基板200，且电性连接一导线610与第一电性接点312 (如图4A所示)，以及导电针800b电性连接另一导线610与第二电性接点412 (如图4B所示)。
[0056]然而，图4A所显示的实施例并非用于限制导电件800的种类。请参阅图4C至图4D，图4C与图4D为又一实施例的压力测量机构的部分剖面示意图。在4C图所显示的实施例中，导电件800包含多个铜箔胶带800c、800d，铜箔胶带800c分别电性连接部分导线610与第一电性接点312 (如图4C所示)，以及铜箔胶带800d电性连接另一部分导线610与第二电性接点412 (如图4D所示)。
[0057]上述图3B的压阻层500设置于第一电极层300上。但并不以此为限，请参阅图5，图5为另一实施例的压力测量机构的部分剖面示意图。本实施例的压阻层500的压阻元件510叠设于第二电极层400的第二感测元件411。或者，请参阅图6，图6为再一实施例的压力测量机构的部分剖面示意图。本实施例的压阻层500的数量为二个，且二压阻层500的二压阻元件510分别叠设于第一电极层300的第一感测元件311与第二电极层400的第二感测元件411。
[0058]根据上述本发明所提出的压力测量机构，布线层独立设于第一电极层与第二电极层外，故在空间有限的情况下增加第一电极层与第二电极层的感测元件时，布线层并不会占据第一电极层与第二电极层的感测区域，进而能够在不降低压力测量设备的感测区域的情况下，提升压力测量设备感测的测量精准度。
[0059]此外，布线层设于第二基板的一侧，且第一电极层与第二电极层均电性连接于布线层。由于压力测量机构仅需要一布线层，故制作压力测量机构时，可减少网板的使用数量、印料的数量及工艺时间(网印次数)。
[0060]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种压力测量机构，其特征在于，包含: 一第一基板； 一第二基板，面向该第一基板； 一第一电极层，设于该第一基板，且面向该第二基板； 一第二电极层，设于该第二基板，且面向该第一电极层； 至少一压阻层，介于该第一电极层与该第二电极层之间；以及 一布线层，设于该第二基板，且背向该第一基板，该布线层包含多条导线，部分所述导线与该第一电极层电性连接，另一部分所述导线与该第二电极层电性连接。
2.根据权利要求1所述的压力测量机构，其特征在于，该第一电极层包含多个第一感测组，每一该第一感测组包含多个第一感测元件，同一该第一感测组的所述第一感测元件彼此电性连接，且所述第一感测元件实质上沿一第一方向排列，该第二电极层包含多个第二感测组，每一该第二感测组包含多个第二感测元件，同一该第二感测组的所述第二感测元件彼此电性连接，且所述第二感测元件实质上沿一第二方向排列，该第二方向与该第一方向相交。
3.根据权利要求2所述的压力测量机构，其特征在于，还包含多个导电件，每一该第一感测组具有一第一电性接点，每一该第二感测组具有一第二电性接点，部分所述导电件电性连接部分所述导线与所述第一电性接点，另一部分所述导电件电性连接另一部分所述导线与所述第二电性接点。
4.根据权利要求3所述的压力测量机构，其特征在于，每一该导电件为一导电针，所述导电件贯穿该第二基板，且 部分所述导电件电性连接部分所述导线与所述第一电性接点，另一部分所述导电件电性连接另一部分所述导线与所述第二电性接点。
5.根据权利要求3所述的压力测量机构，其特征在于，每一该导电件为一铜箔胶带，且部分所述导电件电性连接部分所述导线与所述第一电性接点，另一部分所述导电件电性连接另一部分所述导线与所述第二电性接点。
6.根据权利要求2所述的压力测量机构，其特征在于，该压阻层设于该第一电极层，该压阻层包含多个压阻元件，所述压阻元件以阵列的方式排列，且所述压阻元件分别与所述第一感测元件电性连接。
7.根据权利要求6所述的压力测量机构，其特征在于，所述压阻元件分别与所述第一感测元件重叠。
8.根据权利要求6所述的压力测量机构，其特征在于，还包含一黏着层，该黏着层黏着该第一基板及该第二基板，该黏着层包含多个黏着单元，所述黏着单元以阵列的方式排列，且所述黏着单元介于所述压阻元件之间。
9.根据权利要求2所述的压力测量机构，其特征在于，该压阻层叠设于该第二电极层，该压阻层包含多个压阻元件，所述压阻元件以阵列的方式排列，且所述压阻元件分别与所述第二感测元件电性连接。
10.根据权利要求9所述的压力测量机构，其特征在于，所述压阻元件分别与所述第二感测元件重叠。
11.根据权利要求2所述的压力测量机构，其特征在于，该至少一压阻层的数量为二，该二压阻层分别叠设于该第一电极层及该第二电极层，该二压阻层各包含多个压阻元件，该二压阻层的所述压阻元件分别以阵列的方式排列，且该二压阻层之一的所述压阻元件分别与所述第一感测元件电性连接，该二压阻层中的另一压阻层的所述压阻元件分别与所述第二感测元件电性连接。
12.根据权利要求11所述的压力测量机构，其特征在于，该二压阻层之一的所述压阻元件分别与所述第一感测元件重叠，该二压阻层中的另一压阻层的所述压阻元件分别与所述第二感测元件 重叠。
【文档编号】A61B5/22GK103800018SQ201210572747
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年12月20日 优先权日:2012年11月13日
【发明者】邱俊凯, 林雁容, 刘昌和, 陈昌毅 申请人:财团法人工业技术研究院