專利名稱：一種應(yīng)變計(jì)基材及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)變計(jì)基材及其制造方法，特別是指一種使用在傳感器上的應(yīng)變計(jì)基材及其制造方法。
(2)背景技術(shù)一般傳感器(Transducer/Sensor)的作用是將外界的物理量(如力、位移等)變換為電信號(hào)，傳感器的輸出型態(tài)甚多，常見(jiàn)為電阻、電壓、電流……等模擬量。
如圖1所示，較常見(jiàn)用來(lái)測(cè)重的傳感器，通常是在彈性元件1的表面上粘貼若干不同部位的薄片狀電阻式應(yīng)變計(jì)2。當(dāng)彈性元件受力變形時(shí)，粘貼在其表面的應(yīng)變計(jì)將形變轉(zhuǎn)換為電阻的變化，透過(guò)測(cè)量進(jìn)一步將該變化轉(zhuǎn)換成與被測(cè)物理量成比例的電信號(hào)輸出。
已有的薄片狀電阻式應(yīng)變計(jì)2的構(gòu)造如圖2所示，它具有相接合的一電路層21及一高分子材料薄膜層22。至于已有應(yīng)變計(jì)的制造過(guò)程則是，先以壓延工藝制造出一薄片狀銅箔，再將液態(tài)高分子塑膠材料(如聚酰亞胺，Polyimide，縮略為PI)直接涂布于壓延銅箔上，待干燥后即形成高分子薄膜層，該相接合的壓延銅箔與高分子薄膜層便構(gòu)成用來(lái)制造前述應(yīng)變計(jì)的基材，其后續(xù)工藝必須對(duì)該基材上的壓延銅箔進(jìn)行蝕刻，以形成所需的電路層。
在已有的應(yīng)變計(jì)基材中，高分子薄膜層約為25μm，壓延銅箔為銅、鎳合金，合金比例中銅占50％～60％、鎳占50％～40％，此種比例的銅、鎳合金俗稱為“康銅”，其壓延厚度一般約可薄至12μm。但通常當(dāng)壓延康銅的厚度在35μm以上時(shí)，良品率才會(huì)高，也就是說(shuō)使用厚度越接近12μm的壓延銅箔時(shí)，成本相對(duì)會(huì)越高。雖然較先進(jìn)的技術(shù)可在高溫、高壓等相關(guān)條件下，經(jīng)過(guò)多次壓延過(guò)程而制成厚度5μm的康銅，但所花費(fèi)的成本極高。另外，康銅層越薄，不僅在輥輪壓延過(guò)程中容易因輥輪上沾附灰塵導(dǎo)致康銅形成凹洞與破損，而且在涂布高分子薄膜層過(guò)程中，也越容易產(chǎn)生折損，即康銅越薄在應(yīng)變計(jì)基材制造過(guò)程中的損失率亦會(huì)相對(duì)升高。
此外，關(guān)于前述在壓延康銅表面涂布液態(tài)高分子塑膠材料后的干燥過(guò)程，必須先放置在180℃烘箱內(nèi)，使高分子塑膠材料內(nèi)含的溶劑揮發(fā)后，再放到350℃的高溫烘箱內(nèi)烘烤，此期間會(huì)讓塑膠分子的化學(xué)官能基產(chǎn)生反應(yīng)而聚在一起，因此會(huì)積蓄收縮力并結(jié)合成所需的高分子薄膜層。在壓延康銅未進(jìn)行蝕刻以前，壓延康銅能提供支撐力使前述高分子薄膜層的收縮力尚不致發(fā)生作用。但壓延康銅被蝕刻形成電路層后，由于電路層的線路間存在空隙，而會(huì)失去前述支撐力，使線路的寬度產(chǎn)生變化。例如原先設(shè)計(jì)為寬度100μm的線路，將受收縮力的影響而內(nèi)縮成95μm，造成失真。
CN 85100133B號(hào)專利申請(qǐng)公開(kāi)了一種微型箔式電阻應(yīng)變計(jì)的制造方法，它采用正性光刻膠光刻敏感柵，曝光光源為球形汞燈，采用0.8％～12％氫氧化鉀溶液作顯影液，用離心法制基底膜，用濃度為55°～60°(波美)三氯化鐵腐蝕液，一次腐蝕成型。該技術(shù)領(lǐng)域一直追求一種新工藝，以充分發(fā)揮其薄化效果，以提高電路的高密度化特性和測(cè)量精密度，解決涂布工藝中所造成的折損以及在輥輪壓延過(guò)程中因沾附灰塵所導(dǎo)致的破損與凹洞等問(wèn)題。
受限于康銅壓延時(shí)的厚度極限，導(dǎo)致前述應(yīng)變計(jì)基材進(jìn)行蝕刻所制作出的電路難以密集化，對(duì)測(cè)量精密度有負(fù)面影響。
(3)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)變計(jì)基材的制造方法，使其所制出的應(yīng)變計(jì)基材能顯著薄化，并適合用來(lái)蝕刻制成應(yīng)變計(jì)。
本發(fā)明所說(shuō)的應(yīng)變計(jì)基材為兩層結(jié)構(gòu)，一層為高分子薄膜層，及接合在高分子薄膜層一側(cè)表面的康銅附著層。所說(shuō)的康銅附著層為表面濺鍍康銅附著層。
本發(fā)明所說(shuō)的應(yīng)變計(jì)基材的制造方法為1、選好高分子薄膜層；2、在高分子薄膜層的一側(cè)表面濺鍍康銅附著層，所說(shuō)的康銅為銅、鎳合金，康銅附著層的厚度＜5μm。
所說(shuō)的高分子薄膜層可采用高分子塑膠材料，例如聚酰亞胺。高分子薄膜層的厚度可根據(jù)應(yīng)變的需求選定，例如15～35μm。
所說(shuō)的康銅為銅、鎳合金，銅與鎳的重量比為1∶(0.8～1)，康銅附著層的厚度可選擇1～2μm。
在用上述應(yīng)變計(jì)基材制成應(yīng)變計(jì)后，將其粘貼固定在傳感器的一彈性元件的表面上。
顯而易見(jiàn)，與已有的技術(shù)相比，本發(fā)明突破了長(zhǎng)期以來(lái)使用的傳統(tǒng)工藝，用濺鍍工藝在高分子薄膜層的側(cè)表面生成康銅附著層，其厚度＜5μm，尤其是控制在1～2μm，因此充分發(fā)揮其薄化效果，在用于制成應(yīng)變計(jì)的后續(xù)蝕刻工藝中，提高其電路的高密度化特性及測(cè)量的精密度，它將明顯優(yōu)于已有的采用壓延方式所制成的應(yīng)變計(jì)基材。另外，不會(huì)存在已有的采用涂布工藝所造成的折損，也不會(huì)發(fā)生在輥輪壓延過(guò)程中沾附灰塵所導(dǎo)致的破損與形成凹洞等情形，因此，可明顯降低生產(chǎn)成本，克服了長(zhǎng)期以來(lái)困擾該行業(yè)的難題。
(4)


圖1為已有傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的應(yīng)變計(jì)的剖面圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
(5)具體實(shí)施方式
圖3給出本發(fā)明實(shí)施例應(yīng)變計(jì)基材3的結(jié)構(gòu)示意圖，并說(shuō)明其制成應(yīng)變計(jì)后可以其一高分子薄膜層31粘固在傳感器的彈性元件4的表面上。
應(yīng)變計(jì)基材3包含有一高分子薄膜層31，及接合在該高分子薄膜層31一側(cè)面的康銅附著層32。
本實(shí)施例的應(yīng)變計(jì)的制造方法是在該高分子薄膜層31的一側(cè)表面濺鍍康銅附著層32。本實(shí)施例中該高分子薄膜層31采用由PI材料所制成的薄膜，其厚度約為20～30μm。至于濺鍍?cè)摽点~附著層32時(shí)，是以康銅為濺鍍靶材，該康銅為銅、鎳合金，合金比例中銅占50％～60％、鎳占50％～40％，其厚度為1～2μm。
由此所制成的應(yīng)變計(jì)基材3，可在康銅附著層32經(jīng)蝕刻而制成應(yīng)變計(jì)后，以高分子薄膜層31接合在傳感器的彈性元件4表面，在彈性元件4受力變形時(shí)，將變形轉(zhuǎn)換為電阻的變化并通過(guò)測(cè)量將該變化轉(zhuǎn)換成與被測(cè)物理量成比例的電信號(hào)輸出。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)變計(jì)基材，為兩層結(jié)構(gòu)，其特征在于一層為高分子薄膜層，及接合在高分子薄膜層一側(cè)表面的康銅附著層，所說(shuō)的康銅附著層為表面濺鍍康銅附著層。
2.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)變計(jì)基材，其特征在于所說(shuō)的康銅為銅、鎳合金，康銅附著層的厚度＜5μm。
3.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)變計(jì)基材，其特征在于所說(shuō)的高分子薄膜層采用高分子塑膠材料，高分子薄膜層的厚度為15～35μm。
4.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)變計(jì)基材，其特征在于所說(shuō)的康銅為銅、鎳合金，銅與鎳的重量比為1∶(0.8～1)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)變計(jì)基材，其特征在于康銅附著層的厚度為1～2μm。
6.一種應(yīng)變計(jì)基材的制造方法，其特征在于其步驟為1)、選好高分子薄膜層；2)、在高分子薄膜層的一側(cè)表面濺鍍康銅附著層，所說(shuō)的康銅為銅、鎳合金，康銅附著層的厚度＜5μm。
全文摘要
涉及一種應(yīng)變計(jì)基材及其制造方法，特別是指一種使用在傳感器上的應(yīng)變計(jì)基材及其制造方法。為兩層結(jié)構(gòu)，一層為高分子薄膜層，及接合在高分子薄膜層一側(cè)表面的康銅附著層，所說(shuō)的康銅附著層為表面濺鍍康銅附著層。充分發(fā)揮其薄化效果，在用于制成應(yīng)變計(jì)的后續(xù)蝕刻工藝中，提高其電路的高密度化特性及測(cè)量的精密度，明顯優(yōu)于已有的采用壓延方式所制成的應(yīng)變計(jì)基材。另外，不會(huì)存在已有的采用涂布工藝所造成的折損，也不會(huì)發(fā)生在輥輪壓延過(guò)程中沾附灰塵所導(dǎo)致的破損與形成凹洞等情形，可明顯降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)G01L1/22GK1434271SQ0310690
公開(kāi)日2003年8月6日 申請(qǐng)日期2003年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月25日
發(fā)明者黃堂杰, 莊朝欽 申請(qǐng)人:黃堂杰