变形检测传感器的制作方法

1.本发明涉及对检测对象的变形进行检测的变形检测传感器。


背景技术：

2.在专利文献1中公开了使用压电膜的按压传感器。压电膜被检测电极和接地电极夹着。按压传感器通过检测在检测电极和接地电极产生的电位差，来检测按压。
3.专利文献1：国际公开第2015/159628号
4.专利文献1那样的按压传感器需要用于将传感器的信号输出到运算电路的布线。为了连接传感器和布线，例如使用端子部件等安装部件。但是，若使用安装部件，则厚度增加，不能有效利用厚度较薄的压电膜的特征。另外，需要确保用于在传感器上安装端子部件等的安装部分。


技术实现要素：

5.因此，本发明的目的在于提供能够有效利用厚度较薄的压电膜的特征而不需要确保用于在传感器上安装端子部件等的安装部分的变形检测传感器。
6.本发明的变形检测传感器具备：检测电极；第一接地电极；第二接地电极；压电膜，被上述检测电极以及上述第一接地电极夹着；基材，形成有上述检测电极以及上述第二接地电极；布线，与上述检测电极连接；以及接合构件，将上述布线以及上述检测电极接合。而且，在俯视时，上述接合构件与上述第一接地电极重叠，并配置在上述基材中的与配置上述压电膜的第一面侧相反侧的第二面侧。
7.这样，在本发明的变形检测传感器中，布线以及检测电极通过接合构件(例如焊料、各向异性导电树脂等)接合。由此，本发明的变形检测传感器不使用端子部件，因此能够有效利用厚度较薄的压电膜的特征。另外，由于接合的部位是与配置压电膜的第一面侧相反侧的第二面侧，因此不需要在压电膜的面侧设置安装部分。也就是说，能够增大压电膜的占有面积，并能够减小整个传感器的面积。
8.根据本发明，能够提供可以有效利用厚度较薄的压电膜的特征而不需要确保在传感器上安装端子部件等的安装部分的变形检测传感器。
附图说明
9.图1的(a)是具备按压传感器10的电子设备1的俯视图，图1的(b)是电子设备1的侧视图。
10.图2的(a)是按压传感器10的俯视图，图2的(a)是a-a线的剖视图。
11.图3是变形例1的按压传感器10a的剖视图。
12.图4的(a)是变形例2所涉及的按压传感器10b的俯视图，图4的(b)是a-a线的剖视图。
13.图5是变形例3的按压传感器10c的剖视图。
14.图6是变形例4的按压传感器10d的剖视图。
15.图7是变形例5的按压传感器10e的剖视图。
16.图8是按压传感器10f的俯视图。
17.图9的(a)是按压传感器10f的立体图，图9的(b)是局部分解立体图。
18.图10的(a)是图8所示的a-a线的剖视图，图10的(b)是图8所示的b-b线的剖视图。
具体实施方式
19.图1的(a)是具备按压传感器10的电子设备1的俯视图。图1的(b)是电子设备1的侧视图。
20.电子设备1例如是智能手机等信息处理终端。电子设备1具备：框体2、表面面板3以及显示装置4。在框体2内置有信息处理终端的各种电路。
21.显示装置4具备静电电容传感器5以及显示部6。静电电容传感器5检测对表面面板3的触摸操作。显示部6由lcd或oled构成，显示图像。
22.表面面板3若被手指等按压则变形。按压传感器10是本发明的变形检测传感器的一个例子。按压传感器10与表面面板3一体地变形。在正面观察时，按压传感器10是长方形。
23.图2的(a)是按压传感器10的俯视图，图2的(a)是a-a线的剖视图。按压传感器10由压电膜15、基材16、布线20以及连接构件50构成。
24.在压电膜15的第一主面配置第一接地电极12，在第二主面配置检测电极13。在基材16的第一主面配置检测电极13，在第二主面配置第二接地电极14。
25.布线20具备：布线基材23、形成于布线基材23的第一主面的布线接地电极22以及形成于布线基材23的第二主面的布线检测电极21。
26.基材16的检测电极13和布线20的布线检测电极21通过接合构件30接合。
27.连接构件50与表面面板3等变形检测的对象物连接。由此，连接构件50伴随表面面板3的变形而变形。在连接构件50的上表面经由未图示的粘合剂等粘贴第二接地电极14。
28.基材16例如由聚酰亚胺等绝缘性构件构成。在基材16的两主面形成有铜箔等电极。在该例子中，在基材16中的第一接地电极侧的第一主面形成的电极成为检测电极13，在相反侧的第二主面形成的电极成为第二接地电极14。
29.在检测电极13的上表面经由未图示的粘合剂等粘贴压电膜15。在压电膜15的上表面粘贴第一接地电极12。第一接地电极12例如由导电性粘合剂和金属薄膜构成。
30.第一接地电极12的面积与压电膜15的面积大致相同，或大于压电膜15的面积，在俯视时覆盖压电膜15。
31.在俯视时，基材16沿着压电膜15的长轴方向向侧方延长。在该延长的部分中，在检测电极13的上表面配置接合构件30。接合构件30将检测电极13以及布线检测电极21电连接并物理地连接。
32.布线基材23例如由聚酰亚胺等绝缘性构件构成。在布线基材23的两主面形成有铜箔等电极。在该例子中，在布线基材23中的第一接地电极侧的第一主面形成的电极成为布线接地电极22，在相反侧的第二主面形成的电极成为布线检测电极21。
33.第一接地电极12以及第二接地电极14经由未图示的导通孔导体等与布线接地电极22连接。
34.接合构件30例如由焊料、各向异性导电树脂等构成。各向异性导电树脂通过被热压接而将检测电极13以及布线检测电极21电连接并物理地接合。
35.在俯视时，接合构件30与第二接地电极14以及布线接地电极22重叠。因此，接合构件30中的屏蔽性提高。另外，第二接地电极14以及布线接地电极22都由分别形成于基材16以及布线基材23的电极构成。因此，接合构件30中的机械强度提高。
36.对于本实施方式的按压传感器10a而言，由于基材16与布线20的电连接没有使用端子部件，因此能够有效利用厚度较薄的压电膜15的特征。
37.接下来，图3是变形例1的按压传感器10a的剖视图。对与图2的(b)共同的结构标注相同的附图标记，省略说明。
38.变形例1的按压传感器10a在连接构件50与第二接地电极14之间具备加强构件70。加强构件70例如由sus板构成。加强构件70通过焊料等接合构件与第二接地电极14以及连接构件50接合。由此，在变形例1的按压传感器10a中，接合构件30中的屏蔽性以及机械强度提高。
39.接下来，图4的(a)是变形例2所涉及的按压传感器10b的俯视图，图4的(b)是a-a线的剖视图。对与图2的(a)以及图2的(b)共同的结构标注相同的附图标记，省略说明。
40.在该例子中，在基材16的第一主面及第二主面形成的电极被图案化。形成于第一主面的电极被分割成检测电极13a和接地电极13b。检测电极13a配置在与压电膜15对置的位置。接地电极13b配置在不与压电膜15对置的位置且俯视时基材16以及布线20大致重叠的位置。
41.形成于第二主面的电极被分割成检测电极14a和接地电极14b。如图4的(a)的阴影线所示，检测电极14a形成在俯视时基材16以及布线20重叠的位置、和与压电膜15的一部分重叠的位置。另外，检测电极14a形成在基材16的除了短轴方向的两端的位置。接地电极13b形成在俯视时与压电膜15的大致整个面重叠的位置、和俯视时基材16以及布线20重叠的位置。接地电极13b配置在俯视时基材16以及布线20重叠的位置处短轴方向的两端侧。
42.检测电极13a以及检测电极14a在俯视时与压电膜15重叠的位置通过导通孔导体90电连接。此外，导通孔导体90的位置并不限于该例子。也就是说，在该例子中，检测电极由配置在基材16中的第一面侧的第一电极(检测电极13a)和配置在第二面侧的第二电极(检测电极14a)构成。
43.另外，形成于布线基材23的第一主面的电极也被图案化。形成于布线基材23的第一主面的电极被分割成布线检测电极21a和布线接地电极21b。在俯视时，布线检测电极21a形成在布线基材23的除了短轴方向的两端的位置。在俯视时，布线接地电极21b形成在布线基材23的短轴方向的两端侧。
44.布线检测电极21a以及检测电极14a通过接合构件30连接。另外，布线接地电极21b以及接地电极14b通过未图示的其它接合构件连接。
45.在压电膜15的上表面粘贴第一接地电极12a。第一接地电极12a例如由导电性粘合剂和金属薄膜构成。在变形例2的按压传感器10b中，第一接地电极12a被粘贴为不仅压电膜15的上表面，还覆盖基材16的整个面。第一接地电极12a也粘贴在接地电极13b上。接地电极13b通过未图示的导通孔导体等与接地电极14b连接。也就是说，在该例子中，第一接地电极由粘贴于压电膜15的导电性构件的第一接地电极12a和配置在基材16中的第一面侧的接地
电极13b构成。
46.变形例2的按压传感器10b在基材16中的与配置有压电膜15的第一主面侧相反侧的第二主面侧接合布线20。由此，无需在配置有压电膜15的第一主面侧设置用于连接布线20的安装部分。也就是说，变形例2的按压传感器10b能够增大压电膜15的占有面积。换言之，即使是相同的压电膜15的面积，也能够减小整个传感器的面积。
47.图5是变形例3所涉及的按压传感器10c的剖视图。对与图4的(b)的剖视图共同的结构标注相同的附图标记，省略说明。
48.在变形例3所涉及的按压传感器10c中，压电膜15的面积比变形例2的按压传感器10b大。在图5的例子中，压电膜15也配置在俯视时与接合构件30重叠的位置。由此，变形例3的按压传感器10c能够进一步增大压电膜15的占有面积。
49.图6是变形例4所涉及的按压传感器10d的剖视图。对与图5的剖视图相同的结构标注相同的附图标记，省略说明。
50.在图6的例子中，在作为变形检测的对象物的表面面板3连接布线20。在图6中，布线20的布线接地电极22与表面面板3接触，但实际上，布线20经由粘合剂等粘贴于表面面板3并固定。此外，在该例子中，表面面板3是变形检测的对象物，当然，框体2也可以是变形检测的对象物。
51.按压传感器10d将布线20与变形检测的对象物连接，因此在对象物变形的情况下，能够将由该对象物的变形引起的形变经由布线20的连接部分传递到压电膜15。由此，按压传感器10d的检测灵敏度提高。例如，在图5的按压传感器10c的输出为0.15vpp(vpp是峰间电压)的情况下，相同条件下的图6的按压传感器10d的输出成为0.22vpp，约提高1.5倍。另外，能够检测比压电膜15的面积大的面积的部分中的形变。特别是，对与布线20的连接部分的按压的检测灵敏度显著提高。
52.接下来，图7是变形例5所涉及的按压传感器10e的剖视图。对与图2的(b)的剖视图相同的结构标注相同的附图标记，省略说明。
53.在俯视时，基材16以及连接构件50沿着压电膜15的长轴方向向侧方延长。在图7中，在俯视时，第二接地电极14也沿着压电膜15的长轴方向向侧方延长，但第二接地电极14向侧方延长不是必须的。
54.在该延长的部分中，基材16以及连接构件50与作为变形检测的对象物的表面面板3连接。也就是说，在俯视时未配置压电膜15的位置，基材16也与变形检测的对象物连接。因此，在对象物变形的情况下，能够将由该对象物的变形引起的形变经由连接部分传递到压电膜15。由此，按压传感器10e的检测灵敏度提高。另外，能够检测比压电膜15的面积大的面积的部分的形变。特别是，对向侧方延长的部分的按压的检测灵敏度显著提高。
55.接下来，图8是表示按压传感器10f的整体构造的俯视图，图9的(a)是按压传感器10f的立体图，图9的(b)是局部的分解立体图。图10的(a)是图8所示的a-a线的剖视图。图10的(b)是图8所示的b-b线的剖视图。
56.该例子的按压传感器10f具有传感器部80以及布线部81。布线部81具有放大电路等电路部件39以及输出端子390。传感器部80具有粘合剂200和隔离物201。如图10的(a)所示，在接地电极14b粘贴粘合剂200。粘合剂200例如由丙烯酸系粘合剂构成。在粘合剂200粘贴隔离物201。隔离物201保护粘合剂200的粘着面。在隔离物201具有用于剥下该隔离物201
的脱模部。脱模部是隔离物201中的未粘贴在粘合剂200的部分。压电传感器100的利用者(例如电子设备的制造者)通过用镊子等夹住脱模部并拉动，来剥下隔离物201。剥下隔离物201后的粘合剂200粘贴于电子部件的框体等。此外，不一定需要设置电路部件39。
57.第一接地电极12a粘贴于接地电极13b。但是，在该例子中，在俯视时，第一接地电极12a不与接合构件30重叠。如果在第一接地电极12a和接地电极13b双方与接合构件30重叠，第一接地电极12a的厚度产生偏差的情况下，则接合构件30的接合强度有可能产生偏差。另外，如果在第一接地电极12a和接地电极13b双方与接合构件30重叠，第一接地电极12a由于热而变形的情况下，则第一接地电极12a以及接地电极13b的密接性也有时产生偏差。该情况下，有可能压电膜15所涉及的应力产生偏差，传感器的特性产生偏差。但是，由于俯视时第一接地电极12a不与接合构件30重叠，因此能够防止这样的接合强度、密接性的偏差。
58.另一方面，在俯视时，接地电极13b与基材16以及接合构件30重叠。通过接地电极13b与基材16重叠，从而基材16的主面容易保持为平坦的形状。如果接地电极13b也成为俯视时不与接合构件30重叠的结构，则有时基材16的主面由于布线检测电极21a的形状的影响而变得不平坦，接合构件30的接合强度有可能产生偏差。在本实施方式中，通过接地电极13b与基材16重叠，从而基材16的主面被保持为平坦的形状，能够防止接合构件30的接合强度的偏差。
59.另外，在该例子中，如图10的(b)所示，接合构件30的沿着x方向的长度(宽度)a1比检测电极14a的宽度a2以及布线检测电极21a的宽度a3宽。由此，接合构件30的宽度方向的端部在接合时与基材16以及布线基材23接触，接合强度提高。另外，在图10的(b)的例子中，布线检测电极21a的宽度a3比检测电极14a的宽度a2宽。但是，检测电极14a的宽度a2也可以比布线检测电极21a的宽度a3宽。也就是说，布线检测电极21a的宽度a3和检测电极14a的宽度a2的任意一方的宽度比另一方的宽度宽。由此，即使在接合时位置稍微偏离，布线检测电极21a以及检测电极14a的任意一方的整个主面也与另一方的主面重叠。因此，对接合构件30进行热压接来接合时的稳定性提高。
60.另外，接地电极13b的宽度a4以及布线接地电极22的宽度a4比检测电极14a的宽度a2以及布线检测电极21a的宽度a3宽。接地电极13b以及布线接地电极22等接地电极对接合部分进行加强。通过接地电极的宽度比检测电极的宽度宽，从而对接合构件30进行热压接来接合时的稳定性进一步提高，能够防止局部产生较高的热应力等。
61.另外，接地电极与检测电极14a以及布线检测电极21a不同，是在接合部分未进行图案化的实心电极。通过配置这样的宽度较宽的实心电极，从而热和压力沿平面方向均匀地传递到接合构件30。并且，通过配置宽度较宽的实心电极，从而从布线部38传递到传感器部35的应力的偏差减少，传感器的特性偏差也减少。
62.另外，布线部81具有俯视时宽度变短的部分(缩颈部85)。布线部81具有缩颈部85，从而挠性提高。由此，对于布线部81，即使在使用时在布线部81的布线基材23产生应力的情况下，通过缩颈部85缓和应力，也能够抑制该应力传递到传感器部80，能够防止传感器的误动作。此外，传感器部80以及布线部81各自的两主面被抗蚀剂(未图示)覆盖，但对于缩颈部85的周围，也可以除去该抗蚀剂(未图示)。布线部81通过除去缩颈部85的周围的抗蚀剂而能够进一步提高挠性。
63.本实施方式的说明在所有方面是例示，并非是对本发明进行的限制。本发明的范围不是由上述的实施方式表示，而是由权利要求书表示。并且，本发明的范围意在包括与权利要求书等同的意思以及在范围内的全部变更。
64.附图标记说明
[0065]1…
电子设备；2
…
框体；3
…
表面面板；4
…
显示装置；5
…
静电电容传感器；6
…
显示部；10、10a、10b、10c
…
按压传感器；12、12a
…
第一接地电极；13、13a
…
检测电极；13b
…
接地电极；14
…
第二接地电极；14a
…
检测电极；14b
…
接地电极；15
…
压电膜；16
…
基材；20
…
布线；21、21a
…
布线检测电极；22
…
布线接地电极；21b
…
布线接地电极；23
…
布线基材；30
…
接合构件；50
…
连接构件；70
…
加强构件；90
…
导通孔导体。