專利名稱：應(yīng)力傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可應(yīng)用于微型計算機的指示儀器及應(yīng)用于各種電子設(shè)備用的多功能、多向開關(guān)等的應(yīng)力傳感器。
背景技術(shù)：
接線柱固定在絕緣基板表面或使其一體化，由于起因于給與有關(guān)接線柱的應(yīng)力而刺激應(yīng)變軌跡，從該應(yīng)變軌跡特性值的變化可把握所述應(yīng)力的方向和大小，由此所得到的這種應(yīng)力傳感器在特開2000-267803號公報上有所公示。
其構(gòu)造如圖6(a)所示，應(yīng)變軌跡的電阻元件22配置在沿著以基板20表面中心為交點的基板20表面的互相垂直的兩條直線上，并且設(shè)置在從有關(guān)交點到實際上的等距離位置上，基板20表面中心和底部輪廓與正方形的接線柱30的底部中心實際形成一致，并且接線柱底部的輪廓30b的各邊與各個電阻元件22對應(yīng)進行固定。
另外，在圖6(b)所示對于接線柱30給與X方向(也就是任意的橫向)的應(yīng)力時所述的應(yīng)力傳感器的動作；圖6(c)所示對于接線柱30給與Z方向(也就是向下方向)的應(yīng)力時所述的應(yīng)力傳感器的動作。
在所述的應(yīng)力傳感器的動作中，如圖6(b)所示向接線柱30給與X軸向的應(yīng)力時，以及如同圖6(b)所示向接線柱30給與Z軸向應(yīng)力時，無論哪種都利用電路板31，可以固定的焊錫32，將基板20的端部進行固定，所述應(yīng)力使對應(yīng)于基板20接線柱底面輪廓30b各邊的位置大部分彎曲。利用所述應(yīng)力，設(shè)置在有關(guān)位置的電阻元件22進行拉伸或收縮，隨之形成電阻元件22的電阻值進行變化的機構(gòu)。
因此，在上述現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)中，對于所給與接線柱30的應(yīng)力就會產(chǎn)生靈敏度(輸出)小的問題。其理由，可以認為給與接線柱30的應(yīng)力不能有效地向電阻值變化方面進行變換。
有鑒于此，本發(fā)明力求解決這一課題，提供了將接線柱的應(yīng)力可有效地向應(yīng)變軌跡特性值變化方面進行變換的應(yīng)力傳感器。
由此可見，上述現(xiàn)有的應(yīng)力傳感器仍存在有諸多的缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決現(xiàn)有的應(yīng)力傳感器的缺陷，相關(guān)廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計被發(fā)展完成，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。
有鑒于上述現(xiàn)有的應(yīng)力傳感器存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計制造多年豐富的實務(wù)經(jīng)驗及專業(yè)知識，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型的應(yīng)力傳感器，能夠改進一般現(xiàn)有的應(yīng)力傳感器，使其更具有實用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計，并經(jīng)反復(fù)試作樣品及改進后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的應(yīng)力傳感器存在的缺陷，而提供一種新的應(yīng)力傳感器，所要解決的技術(shù)問題是使接線柱的應(yīng)力可以更有效地向應(yīng)變軌跡的特性值變化方面變換，在這種情況下也可以維持應(yīng)力傳感器全部的強度。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
依據(jù)本發(fā)明提出的一種應(yīng)力傳感器，是在絕緣基板上固定接線柱或使其一體化，由于賦予接線柱的應(yīng)力的原因而刺激應(yīng)變軌跡，從該應(yīng)變軌跡的特性值變化可以得到把握所述應(yīng)力的方向和大小的應(yīng)力傳感器，其特征在于在所配備的所述應(yīng)變軌跡部件，具有局部容易變形部分，在其有關(guān)部分配置應(yīng)變軌跡。
一種應(yīng)力傳感器，其特征在于絕緣基板表面設(shè)有凹部，接線柱的底部在其凹部用嵌入狀態(tài)進行固定，通過該絕緣基板，在與凹部輪廓部位對應(yīng)的絕緣基板位置上配置應(yīng)變軌跡，并且賦予接線柱的應(yīng)力的原因而刺激應(yīng)變軌跡，可從有關(guān)應(yīng)變軌跡的特性值變化，把握所述應(yīng)力的方向和大小。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進一步實現(xiàn)。
前述的應(yīng)力傳感器，其中所述應(yīng)變軌跡配置在絕緣基板表面。
前述的應(yīng)力傳感器，其中所述應(yīng)變軌跡是電阻元件，特性值是電阻值。
前述的應(yīng)力傳感器，其中所述絕緣基板以樹脂類材料為主要成分。
前述的應(yīng)力傳感器，其中所述容易變形的部分是配置在應(yīng)變軌跡部件的局部的薄壁。
前述的應(yīng)力傳感器，其中所述薄壁部位可以填充比應(yīng)變軌跡配置的部件更柔軟的材料。
前述的應(yīng)力傳感器，其中容易變形的部分形成線狀。
前述的應(yīng)力傳感器，其中應(yīng)變軌跡配置在絕緣基板表面，存在于線狀的容易變形部分，與接線柱和絕緣基板端部結(jié)合的直線實際上為互相垂直。
前述的應(yīng)力傳感器，其中以絕緣基板表面的傳感器有效范圍的中心為交點，在沿著絕緣基板表面互相垂直的兩條直線上、并且從有關(guān)交點實際的等距離的位置上設(shè)置4處應(yīng)變軌跡，而且所述絕緣基板表面的傳感器有效范圍的中心與接線柱底部的中心實際上形成一致，使其接線柱與絕緣基板固定或一體化。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，為了達到前述發(fā)明目的，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下本發(fā)明提出一種應(yīng)力傳感器，其在絕緣基板1的表面固定接線柱6或使其一體化，并且賦予接線柱的應(yīng)力的原因而刺激應(yīng)變軌跡2(歪ゲ-ジ)，從有關(guān)應(yīng)變軌跡2特性值的變化把握所述應(yīng)力的方向和大小得到的應(yīng)力傳感器，應(yīng)變軌跡配備的部件，局部有容易變形的部分，在該部分設(shè)置應(yīng)變軌跡2。
應(yīng)變軌跡2配備的部件如果存在局部容易變形部分，所述應(yīng)力向應(yīng)變軌跡2配備的部件轉(zhuǎn)移，有關(guān)容易變形部分易于集中。于是，在應(yīng)力易于集中的部分配置應(yīng)變軌跡2，因此造成應(yīng)變軌跡2得到很大刺激，應(yīng)變軌跡2的特性值有很大變化。即，提供了接線柱6的應(yīng)力可以更有效地向應(yīng)變軌跡2特性值變化方面進行變換的應(yīng)力傳感器，以達到解決上述課題。
在這里“局部”的意思是應(yīng)變軌跡2配置部件的有關(guān)應(yīng)變軌跡2配置位置的附近范圍及根據(jù)需要其延長的范圍。例如，如圖1所示，在絕緣基板1形成線狀的薄壁部7，使應(yīng)變軌跡2上橫切后進行配置。將這種“局部”的意思定義為“窄范圍”的理由就是考慮了維持應(yīng)力傳感器全部的強度。如果僅僅是實現(xiàn)接線柱6的應(yīng)力有效地向應(yīng)變軌跡2特性值變化方面進行變換，例如圖1中絕緣基板1全部是薄的，在圖1(b)所示的薄壁部7周圍的全部范圍也可以為薄壁。但是這種構(gòu)成在使用中接線柱6的底部輪廓會過度刺激有關(guān)的薄壁部7，恐怕會引起后面所述的塑性變形。本發(fā)明也考慮到了消除這種不妥。
所述本發(fā)明的應(yīng)力傳感器的構(gòu)成，應(yīng)變軌跡2可以在絕緣基板1的表面形成，或者也可以在接線柱6的側(cè)面等形成。即，可以具有起因于給與接線柱6的應(yīng)力刺激應(yīng)變軌跡2的機構(gòu)。
所謂刺激，就是應(yīng)變軌跡2的電氣特性值進行變化得到的刺激。因此，是起因于接線柱6的側(cè)面或絕緣基板1的彎曲(形狀變化)，是配置在該絕緣基板1的應(yīng)變軌跡2的拉伸、收縮及接線柱6的底部的應(yīng)變軌跡2的壓力、該壓力的消除等。這里所述的應(yīng)變軌跡2的拉伸、收縮是圖6(b)、(c)所示的動作，依據(jù)電阻元件22的拉伸電阻值變大，依據(jù)電阻元件22的收縮電阻值變小。另外，應(yīng)變軌跡2的壓力、有關(guān)壓力的消除，可以根據(jù)例如接線柱6的底部和絕緣基板1表面之間配置的應(yīng)變軌跡的結(jié)構(gòu)進行。由于該應(yīng)變軌跡2的壓力，應(yīng)變軌跡2配置部件的容易變形的部分和應(yīng)變軌跡2同時變形后，特性值產(chǎn)生很大變化。而利用其壓力的消除，可以消除變形，特性值恢復(fù)到壓力前的值。
一般情況下的應(yīng)力傳感器，作為初始應(yīng)力傳感器的功能具有檢測所述電阻值等電氣特性、進行演算等的控制部。但是本發(fā)明的說明書中，除了關(guān)于便利的所述控制部以外，還表達了“應(yīng)力傳感器”。
另外，所謂的“接線柱6固定在基板1的表面”，說的是接線柱6和基板1各自是分開的部件，兩者用粘接劑等固定的狀態(tài)，所謂的“接線柱6與基板1為一體化”說的是接線柱6和基板1用一次成型等形成的狀態(tài)。后者在說明書中表達為“接線柱底部的輪廓”處時，指的是與前者情況中的“接線柱底部輪廓”對應(yīng)的部分。
另外，應(yīng)變軌跡2，如果由于起因于給與圖1(b)所示的電阻元件8等的應(yīng)力的刺激，具有使電氣特性變化的功能就可以適用，除去電阻元件8以外，例如已經(jīng)片狀的厚膜和薄膜，由在礬土等的絕緣基板1上形成的電阻器及PZT(鈦酸氧化硅鉛)構(gòu)成的壓電陶瓷等的壓電元件等，作為應(yīng)變軌跡可以適宜應(yīng)用。
所述的容易變形部分，是如圖1所示的在絕緣基板1形成的薄壁部7。形成薄壁部7的手段有絕緣基板1成型時使用的成型金屬模具備使其實現(xiàn)形成其形狀的手段、對于沒有薄壁部7的絕緣基板1，實施挖掘加工的手段、或者在合理進行激光輸出上，在絕緣基板1的表面進行激光照射，使絕緣基板1的表面局部性熔化形成溝槽的手段。關(guān)于激光照射的手段，優(yōu)選的方面有，利用電子束直徑的調(diào)整可以很容易的將薄壁部7的寬度變窄(數(shù)+μ)、還可以利用電子束直徑的調(diào)整很容易的調(diào)整薄壁部7的寬度，并且可進行其工程的大量加工，這一點是優(yōu)選的。另外將薄壁部7變窄的有利方面，可以控制薄壁部7的范圍縮小，因此作為應(yīng)力傳感器的全部以謀求其強度的維持。
另外優(yōu)選的是有關(guān)的薄壁部7有時可填充比應(yīng)變軌跡2配置的部件更柔軟的材料。這種情況適用于，為了形成薄壁部7，使用應(yīng)力傳感器時，由于給與接線柱6的應(yīng)力，應(yīng)變軌跡2配置的部件產(chǎn)生了超過彈性變形的塑性變形這種或然性高的情況。在這種情況下，所述柔軟材料的存在，絕不會使應(yīng)變軌跡2配置的部件容易變形部分的易變形度損壞，起到了薄壁部7補強的效果。另外根據(jù)其填充量的調(diào)整、填充點的選擇、填充材料的選擇，也可以調(diào)整接線柱的應(yīng)力向應(yīng)變軌跡特性值變化方面的變換率，并且根據(jù)填充狀態(tài)、例如填充物從薄壁部7填充到溢出時的有關(guān)溢出量、溢出距離等的溢出狀態(tài)的調(diào)整，可以調(diào)整所述變化率。
上面所述的柔軟材料，例如應(yīng)變軌跡2配置的部件材料由陶瓷構(gòu)成時，那么就是強化纖維塑料等，或者應(yīng)變軌跡2配置的部件材料由混入玻璃纖維的環(huán)氧樹脂等的強化纖維塑料構(gòu)成時，那么就是將沒有混入纖維的環(huán)氧樹脂類的糊劑進行硬化的材料、使硅膠熱硬化的材料及其他橡膠類材料。
另外，圖1(a)中的薄壁部7，從圖1(b)中的薄壁部7的配置應(yīng)該不能看見，但為便于理解作出表示。
在以上述本發(fā)明的構(gòu)成等為基本的優(yōu)選構(gòu)成中，如圖1(b)所示的應(yīng)變軌跡2配置在絕緣基板1的表面，存在于線狀的易變形部分(薄壁部7)，與接線柱6和絕緣基板1端部結(jié)合的直線實際上為互相垂直。采用這種構(gòu)成(以下簡稱為“線狀”構(gòu)成)，可以提供的應(yīng)力傳感器為盡可能的降低給與接線柱6的應(yīng)力的損耗，然后向所述的易變形部分(薄壁部7)轉(zhuǎn)移應(yīng)力，接線柱6的應(yīng)力可以更有效地向應(yīng)變軌跡2特性值變化方面進行變換。其理由如下述。
使應(yīng)力傳感器作用的絕緣基板1彎曲(變形)的所需最小限范圍是應(yīng)變軌跡2(電阻元件8)的存在范圍。假定如果沒有所述的易變形部分(薄壁部7)，則給與接線柱6的應(yīng)力也許會波及整個絕緣基板1。即，導(dǎo)致使不需要范圍的絕緣基板1的范圍彎曲。所謂不需要范圍，是例如圖1中的從應(yīng)變軌跡2外側(cè)(絕緣基板1端部側(cè))的絕緣基板1范圍及鄰接應(yīng)變軌跡2之間絕緣基板1的范圍。將這種絕緣基板1的不需要范圍彎曲的應(yīng)力，應(yīng)變軌跡2不能感知，形成應(yīng)力的損耗。
另外假定易變形部分(薄壁部7)在所述的線狀不存在而散在的情況下，有關(guān)點不存在，并且使沒有配置應(yīng)變軌跡2的絕緣基板1的范圍進行彎曲的應(yīng)力成為應(yīng)力損耗。但是有關(guān)點與點接近，實際上可以看作線狀時，可以說應(yīng)力的損耗幾乎沒有。這種情況下，具有與所述“線狀”同樣的構(gòu)成，由于得到了與所述“線狀”同樣的效果，應(yīng)該為“線狀”。
具有這種所述“線狀”的構(gòu)成，可以降低應(yīng)力損耗，更有效地向易變形部分(薄壁部7)進行應(yīng)力集中。假定使接線柱6的側(cè)面具有所述的“線狀”構(gòu)成，則使接線柱6的周圍連續(xù)的或斷續(xù)的形成溝槽等。
另外圖2中應(yīng)力傳感器的俯視圖所示“線狀”構(gòu)成的變形實例。圖2中的應(yīng)變軌跡2配置在絕緣基板1的里面。圖2(a)接線柱6的底部是正方形，在對應(yīng)于有關(guān)正方形各個邊的位置，應(yīng)變軌跡2配置在絕緣基板1的里面，對應(yīng)于各應(yīng)變軌跡2的薄壁部7各自獨立存在，各薄壁部沒有構(gòu)成連接。圖2(b)在圖1(b)的構(gòu)成中，薄壁部7散在，并且有關(guān)點與點之間接近，實際上可以看作線狀的構(gòu)成。圖2(c)接線柱6的底部形狀是圓形，并且薄壁部7是圓環(huán)狀的構(gòu)成，即使是這種構(gòu)成，薄壁部7可以說與接線柱6和絕緣基板1的端部結(jié)合的直線實際上是互相垂直的。圖2(d)在圖2(c)中薄壁部7是散在的，并且有關(guān)點與點之間接近，實際上可以看作線狀的結(jié)構(gòu)。圖2(e)在圖2(c)中，對應(yīng)于各應(yīng)變軌跡2的薄壁部7各自獨立存在，各薄壁部沒有構(gòu)成連接。
在這里，對應(yīng)于應(yīng)變軌跡2的薄壁部7各自獨立存在、各薄壁部沒有構(gòu)成連接、薄壁部7散在、并且有關(guān)點與點之間接近、實際上可看作線狀的結(jié)構(gòu)都存在如前所述的應(yīng)力損耗。但是應(yīng)變軌跡2配置的部件材料的強度有時是比較低的情況，這種結(jié)構(gòu)反而有時是優(yōu)選的。其理由，維持絕緣基板1等的應(yīng)變軌跡2配置的部件材料的強度及維持應(yīng)力損耗的降低和提高應(yīng)力傳感器輸出值，完全滿足這兩個方面是很困難的，可以說是倒易事項。因此，依據(jù)這兩方面的原因就有了本發(fā)明的應(yīng)力傳感器的設(shè)計。
當(dāng)然，優(yōu)選的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是，所述的應(yīng)力損耗可以忽視的程度不能成為問題、可以預(yù)想例如應(yīng)變軌跡2所需刺激的應(yīng)力超過的部分的應(yīng)力等、對應(yīng)于應(yīng)變軌跡2的薄壁部7各自獨立存在、各薄壁部沒有連接的結(jié)構(gòu)、薄壁部7散在、并且有關(guān)點與點之間接近、實際上可以看作線狀結(jié)構(gòu)。
在關(guān)于以上“線狀”結(jié)構(gòu)的說明中，與本發(fā)明有關(guān)的“易變形部分”表達為薄壁部7。但是，當(dāng)然“線狀”結(jié)構(gòu)中的易變形部分不僅僅限定于薄壁部7。例如“易變形部分”是與絕緣基板1的材質(zhì)不同而構(gòu)成的。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點本發(fā)明提供了一種接線柱的應(yīng)力可以更有效地向應(yīng)變軌跡的特性值變化方面變換的應(yīng)力傳感器。在這種情況下也可以維持應(yīng)力傳感器全部的強度。
綜上所述，本發(fā)明特殊結(jié)構(gòu)的應(yīng)力傳感器，其具有上述諸多的優(yōu)點及實用價值，并在同類產(chǎn)品中未見有類似的結(jié)構(gòu)設(shè)計公開發(fā)表或使用而確屬創(chuàng)新，其不論在產(chǎn)品或功能上皆有較大的改進，在技術(shù)上有較大的進步，并產(chǎn)生了好用及實用的效果，且較現(xiàn)有的應(yīng)力傳感器具有增進的多項功效，從而更加適于實用，而具有產(chǎn)業(yè)的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設(shè)計。
上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下的實施例及其附圖詳細給出。


圖1是本發(fā)明的應(yīng)力傳感器實例的側(cè)視圖(a)及仰視圖(b)。圖2是本發(fā)明的應(yīng)力傳感器的俯視圖。
圖3所示本發(fā)明的應(yīng)力傳感器中電氣信號輸出輸入狀態(tài)的簡要實例。
圖4所示本發(fā)明的實施方式實例的應(yīng)力傳感器，圖(a)是側(cè)視圖，(b)是仰視圖，(c)是俯視圖。
圖5所示本發(fā)明其他實施方式的應(yīng)力傳感器，(a)是接線柱嵌入前的側(cè)視圖，(b)是接線柱嵌入狀態(tài)的側(cè)視圖，(c)是俯視圖，是表示位于仰視的應(yīng)變軌跡的位置圖。
圖6(a)是與以往的應(yīng)力傳感器有關(guān)的各構(gòu)成要素的位置關(guān)系實例圖，(b)、(c)是應(yīng)力傳感器動作狀態(tài)實例示圖。
標(biāo)號1...絕緣基板2...應(yīng)變軌跡3...電阻體 5...導(dǎo)體6...接線柱 7...薄壁部8...電阻元件10...端子12...支承用孔 14...微調(diào)電容器電阻器(トリマプルチップ)16...基板孔 18...端子集合部19...凹部 20...基板22...電阻元件 23...接線柱操作部24...導(dǎo)體 30...接線柱30b...接線柱底部輪廓31...電路板32...焊錫。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的應(yīng)力傳感器，其具體結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細說明如后。
以下是關(guān)于本發(fā)明的實施方式的實例在微型計算機的指示儀表中應(yīng)用本發(fā)明的應(yīng)力傳感器的實例。
如圖4所示，準(zhǔn)備以混入玻璃纖維的環(huán)氧類樹脂為主要成分、厚度約為0.8mm的疊層板(絕緣基板1)，這時在沖壓成型的金屬模中，具有使薄壁部7形成圖4所示的可能的形狀。在完成的絕緣基板1上，形成約是厚度的10％(約80μm)深度的薄壁部7。
另外，圖4(a)中的薄壁部7從圖4(b)中的薄壁部7的配置本來是看不見的，為了便于理解作出表示。
接著作為厚度約為18μm的導(dǎo)體層在絕緣基板1的表面貼附銅箔。這種兩面鍍銅膜層疊板的絕緣基板1，外形以長方形的傳感器部用基板1為1個單位，形成類似于許多縱橫交叉的電路結(jié)構(gòu)(導(dǎo)體5)，并且最后如圖3所示，電阻元件8、微調(diào)電容器電阻器14及端子10為電氣連接狀態(tài)，成為經(jīng)過絕緣基板1里面的圖形。
有關(guān)圖形的第1階段，對成為經(jīng)過所述兩面鍍銅膜疊層板里面的導(dǎo)電通路所需的點進行開孔加工。第2階段在所述開孔加工后的通孔內(nèi)壁形成導(dǎo)體，為使里面的銅箔導(dǎo)通，給與催化劑的無電解鍍銅及電解鍍銅，按此順序?qū)嵤?。?階段以后，采用周知的利用保護膜的光刻技術(shù)，去除一部分表面導(dǎo)體層，其剩余部分得到導(dǎo)體5。圖4中省略了從導(dǎo)體5末端到端子集合部8的經(jīng)過線路的圖示。但利用各電阻元件8(R1～4)及微調(diào)電容器電阻器14(Rtrim1～4)，形成圖3所示的電橋電路的經(jīng)過線路。另外端子(Vcc、GND、Yout、Xout)在端子集合部18用一定的間隔存在。
接著在所得到的大型基板中的所述每一個單位的絕緣基板1，采用沖孔加工，形成用于存在基板孔16、支承用孔12及端子集合部18的凹口部。所述1個單位的傳感器部用的基板1所形成的4個支承用孔12，大約成為正方形的頂點位置而形成，有關(guān)正方形的對角線的交點，大體與后面所述的配置的接線柱6底部的輪廓中心一致。
然后，將樹脂類(碳棒、松膠類)的電阻體的糊狀利用網(wǎng)板印刷，形成圖6所示的使其成為形成、加熱硬化后的電阻體3。另外為了保護電阻體13，對硅類樹脂的糊狀進行網(wǎng)板印刷，之后有關(guān)的糊狀硬化后形成保護膜，由此得到電阻元件8。
利用與各電阻元件8串聯(lián)的導(dǎo)體5，將已進行電氣連接的微調(diào)電容器電阻器14實現(xiàn)圖3所示的與電阻元件8的連接狀態(tài)，利用周知的安裝技術(shù)、反流技術(shù)進行配備。另外，微調(diào)電容器電阻器14，配置在如圖4所示的與配置傳感器部用基板1的電阻元件8的面相反的面上。
之后為了將電阻元件8、與各自電阻元件8串聯(lián)的已電氣連接的微調(diào)電容器電阻器14的電阻值之和，在所定范圍進行調(diào)整，要對微調(diào)電容器電阻器14實施激光調(diào)整。對于直接構(gòu)成電阻元件的電阻體3不實施調(diào)整的理由是由于考慮到對于所配備的具有樹脂成分的電阻體3及電阻體3，以樹脂為主要成分的絕緣基板1實施調(diào)整是防止電阻值的不穩(wěn)定，這些樹脂對于像激光調(diào)整那樣的非常高溫的處理會顯示不穩(wěn)定的變動。
接著如圖4所示，在每一個單位的絕緣基板1上形成礬土，將底部輪廓為正方形的接線柱6，其底部與絕緣基板1配置電阻元件8的面相反的面相接，并且其底部中心與每一個單位的絕緣基板1的中心實質(zhì)上保持一致那樣用粘接劑固定，由此得到本發(fā)明的應(yīng)力傳感器的集合體。
接線柱6固定的位置偏移沒有超出，其允許范圍可以說是在薄壁部7周圍的范圍，接線柱6底部到全部存在的位置偏移。圖6所示以往應(yīng)力傳感器中，接線柱30的位置偏移允許范圍是非常窄的。其理由是，對應(yīng)于接線柱底部輪廓30b位置的基板20的位置為基板20的最大彎曲位置，與應(yīng)力傳感器有著密切關(guān)系。根據(jù)這一點本實例的構(gòu)成，接線柱6的位置偏移稍微緩和與以往相比是有利的一方面。
接著大型基板成為每一個單位的絕緣基板1那樣，在大型基板表面沿著設(shè)置的許多縱橫的分割用線路(可視的不可視的都可以)，利用圓形銑刀進行切斷分割，成為單個的應(yīng)力傳感器。如本實例那樣，接線柱6采用分割前的固定，操作性良好。其理由，將單個應(yīng)力傳感器分割后，將接線柱6安裝在具有單個應(yīng)力傳感器的絕緣基板1的操作與對大型基板的操作相比，使用性、操作性稍差且復(fù)雜。
在這里所得到的應(yīng)力傳感器，是以絕緣基板1表面的傳感器有效范圍的中心為交點，在沿著絕緣基板1表面互相垂直的兩條直線上，且從交點到實際的等距離位置上，配置4處應(yīng)變軌跡2，并且所述絕緣基板1表面的傳感器的有效范圍的中心與接線柱6的底部中心實際上為一致，接線柱6與絕緣基板1固定或一體化的應(yīng)力傳感器。
該應(yīng)力傳感器通過支承用孔12固定在電子儀器的體后使用。于是在其固定狀態(tài)下，基板孔16外側(cè)的基板3的邊緣部，即使給與接線柱2應(yīng)力也會形成幾乎不變形的非變形部，基板孔16的內(nèi)側(cè)，如果給與接線柱5應(yīng)力則會變形，成為使電阻元件8拉伸收縮的變形部。該變形部的全部范圍就成為傳感器部用基板1表面的“傳感器有效范圍”。另外所述的微調(diào)電容器電阻器14由于配置在所述非變形部，因此給與接線柱2的應(yīng)力幾乎沒有受到其電阻值變化的影響。
本實施實例的絕緣基板1為混入玻璃纖維的環(huán)氧樹脂。也就是說絕緣基板1的主要成分是樹脂類材料。取而代之的也可以考慮為絕緣基板1為礬土等的陶瓷制。但是如果是陶瓷，如本實施例那樣形成薄壁部7，以此為起點容易破損，并且對于陶瓷利用其他手段形成局部容易變形部分時，由于其缺少撓性考慮到加工有很多困難，因此，如本實施例所示優(yōu)選的是選用絕緣基板1的主要成分為樹脂類材料的居多。
圖3所示本發(fā)明的應(yīng)力傳感器中電氣信號輸入輸出的狀態(tài)概要。4組電阻元件和微調(diào)電容器電阻器構(gòu)成電橋電路。在這種電橋電路的外加電壓端子(Vcc)-(GND)之間，可外加所定電壓。并且根據(jù)同圖左側(cè)的電阻元件8(R1、2)及微調(diào)電容器電阻器14(Rtrim1、2)的電阻值進行的解析，利用Y端子(Yout)構(gòu)成Y軸向的應(yīng)力傳感器，另根據(jù)同圖右側(cè)的電阻元件8(R3、4)及微調(diào)電容器電阻器14(Rtrim3、4)的電阻值進行的解析，構(gòu)成X軸向的應(yīng)力傳感器。另外接線柱頂部向下(Z軸向)下壓時，各個電阻元件8(R1～4)的電阻值全部上升，因此其狀態(tài)可在所述X軸或Y軸向的應(yīng)力區(qū)別后進行檢測。
給與所述向下(Z方向)的應(yīng)力賦予什么樣的功能，可謀求多功能化。例如本實施例所示，作為計算機指示儀表使用本發(fā)明的應(yīng)力傳感器時，對于所有孔口插銷的信號可以進行分配。另外，例如作為所有的便攜電話等小型便攜儀器用的多功能、多向開關(guān)，在使用本發(fā)明的應(yīng)力傳感器的情況下，給與所定時間向下的應(yīng)力時，都可以使有關(guān)便攜儀器電源的開、關(guān)命令對應(yīng)。
是否應(yīng)該使用微調(diào)電容器電阻器14，應(yīng)根據(jù)構(gòu)成電阻元件8的各部件的材質(zhì)及絕緣基板1的材質(zhì)進行判斷。例如傳感器部用基板1的材質(zhì)是陶瓷、電阻體3的材質(zhì)是金屬釉時，對于直接構(gòu)成電阻元件8的電阻體3即使實施了激光調(diào)整，之后電阻值不穩(wěn)定化的不妥是可忽視的。因此這種情況下也可以不使用微調(diào)電容器電阻器14。但也有其他原因，當(dāng)然需要使用微調(diào)電容器電阻器14時，根據(jù)需要應(yīng)該使用。
另外，本實施例中設(shè)置了基板孔16，容易使絕緣基板1彎曲，并起著絕緣基板1容易向總圖方向彎曲的導(dǎo)向作用。但是由于存在薄壁部7等容易變形部分，基板孔16起著兩方面的作用，這也是可能的。因此，本發(fā)明省略了一部分絕緣基板1的開口加工(基板孔16有關(guān)的部分)，也有其優(yōu)選的方面。
圖5所示本發(fā)明的其他實施方式。圖5所示的應(yīng)力傳感器的特征在于，在絕緣基板1表面具有凹部19，接線柱16的底部在其凹部19用嵌入狀態(tài)固定，并且通過有關(guān)的絕緣基板1，在與凹部19輪廓對應(yīng)的絕緣基板1的位置配置應(yīng)變軌跡，根據(jù)對起因于給與有關(guān)接線柱6應(yīng)力的應(yīng)變軌跡2的刺激，從有關(guān)應(yīng)變軌跡2的特性值的變化，把握所述應(yīng)力的方向和大小。
圖5(a)所示接線柱6的底部在凹部19嵌入前的狀態(tài)，圖5(b)所示嵌入后的狀態(tài)。在這種情況下，優(yōu)選的是接線柱6的底部輪廓與凹部19的輪廓大體是同形狀，用嵌入狀態(tài)兩者間幾乎沒有間隙。其理由是如果兩者之間產(chǎn)生間隙，接線柱6的底部輪廓對凹部19底部即，與絕緣基板1的薄壁部7可同樣看待的部分過度刺激，有關(guān)的部分恐怕會產(chǎn)生前面所述的塑性變形。如前所述本發(fā)明的應(yīng)力傳感器不用考慮維持應(yīng)力傳感器全部的強度。在給與圖5所示的應(yīng)力傳感器的接線柱過度的應(yīng)力時，有關(guān)的應(yīng)力可分散到凹部19的內(nèi)壁，控制向凹部19底部給與過度的應(yīng)力。另外由于接線柱6的底部在凹部19用嵌入狀態(tài)進行固定，也可以強化其應(yīng)力的分散效果。
我們知道以往給與接線柱6的應(yīng)力，集中在絕緣基板1的接線柱6底部輪廓的定位部分(圖6)。圖5的構(gòu)成也同樣，接線柱6底部輪廓應(yīng)力集中在定位的凹部19的輪廓部分。因此如圖5(c)所示，提供了將應(yīng)變軌跡2配置在凹部19輪廓部分，接線柱6的應(yīng)力可以更有效地向應(yīng)變軌跡2特性值變化方面變換的應(yīng)力傳感器。以上圖5所示的應(yīng)力傳感器，可持續(xù)維持應(yīng)力傳感器的全部強度，將接線柱6的應(yīng)力更有效地向應(yīng)變軌跡2特性值變化方面變換。因此，以往所需的只是為了彎曲絕緣基板1，從接線柱6的底部輪廓到絕緣基板1的端部不需要很大的距離，可以比以往的應(yīng)力傳感器(圖6)全部尺寸小，這也是優(yōu)選的方面，關(guān)于這一點圖1、圖2、圖4所示的應(yīng)力傳感器也可以同樣說明。
所述的接線柱6的材質(zhì)比絕緣基板1的材質(zhì)剛性是否強，剛性最好是同等程度的。絕緣基板1容易彎曲，是為了提高接線柱6的應(yīng)力向應(yīng)變軌跡2轉(zhuǎn)移效率。例如絕緣基板1是混入玻璃樹脂的環(huán)氧樹脂成型體時的接線柱6材料，最好是礬土等的陶瓷。
另外上述的“固定”用材料優(yōu)選的是環(huán)氧類的粘接劑。對于”嵌入”操作最好在效率方面利用周知的安裝裝置，以往接線柱6在絕緣基板1安裝時會擔(dān)心接線柱6的位置偏移以及應(yīng)力傳感器特性值的偏差。圖5所示的應(yīng)力傳感器優(yōu)選的是這種擔(dān)心是不需要的，因為接線柱6的配置位置是預(yù)先決定的。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的結(jié)構(gòu)及技術(shù)內(nèi)容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)力傳感器，是在絕緣基板上固定接線柱或使其一體化，由于賦予接線柱的應(yīng)力的原因而刺激應(yīng)變軌跡，從該應(yīng)變軌跡的特性值變化可以得到把握所述應(yīng)力的方向和大小的應(yīng)力傳感器，其特征在于在所配備的所述應(yīng)變軌跡部件，具有局部容易變形部分，在其有關(guān)部分配置應(yīng)變軌跡。
2.一種應(yīng)力傳感器，其特征在于絕緣基板表面設(shè)有凹部，接線柱的底部在其凹部用嵌入狀態(tài)進行固定，通過該絕緣基板，在與凹部輪廓部位對應(yīng)的絕緣基板位置上配置應(yīng)變軌跡，并且賦予接線柱的應(yīng)力的原因而刺激應(yīng)變軌跡，可從有關(guān)應(yīng)變軌跡的特性值變化，把握所述應(yīng)力的方向和大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)力傳感器，其特征在于所述應(yīng)變軌跡配置在絕緣基板表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中的任意一權(quán)利要求所述的應(yīng)力傳感器，其特征在于所述應(yīng)變軌跡是電阻元件，特性值是電阻值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中的任意一權(quán)利要求所述的應(yīng)力傳感器，其特征在于所述絕緣基板以樹脂類材料為主要成分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、3～5所述的應(yīng)力傳感器，其特征在于所述容易變形的部分是配置在應(yīng)變軌跡部件的局部的薄壁。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)力傳感器，其特征在于所述薄壁部位可以填充比應(yīng)變軌跡配置的部件更柔軟的材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、3～7所述的應(yīng)力傳感器，其特征在于容易變形的部分形成線狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)力傳感器，其特征在于應(yīng)變軌跡配置在絕緣基板表面，存在于線狀的容易變形部分，與接線柱和絕緣基板端部結(jié)合的直線實際上為互相垂直。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～9中任意一權(quán)利要求所述的應(yīng)力傳感器，其特征在于以絕緣基板表面的傳感器有效范圍的中心為交點，在沿著絕緣基板表面互相垂直的兩條直線上、并且從有關(guān)交點實際的等距離的位置上設(shè)置4處應(yīng)變軌跡，而且所述絕緣基板表面的傳感器有效范圍的中心與接線柱底部的中心實際上形成一致，使其接線柱與絕緣基板固定或一體化。
全文摘要
本發(fā)明提供一種應(yīng)力傳感器，其在絕緣基板(1)的表面固定接線柱(6)或使其一體化，由于起因于給與有關(guān)接線柱(6)應(yīng)力，刺激應(yīng)變軌跡(2)，從有關(guān)的應(yīng)變軌跡(2)的特性值變化中的可把握所述應(yīng)力的方向和大小，這種應(yīng)力傳感器可以更有效地將接線柱(6)的應(yīng)力向應(yīng)變軌跡(2)的特性值變化方面進行變換。因此，優(yōu)選的是本發(fā)明的應(yīng)力傳感器所配備的應(yīng)變軌跡(2)的部件，局部有時容易變形，在有關(guān)的部位配備應(yīng)變軌跡(2)。應(yīng)變軌跡(2)是電阻元件(8)，配置在絕緣基板(1)上，絕緣基板以樹脂類材料為主要成分，易變形部分是薄壁部(7)。
文檔編號G06F3/0338GK1564934SQ0281947
公開日2005年1月12日 申請日期2002年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月9日
發(fā)明者寺岡秀幸 申請人:義發(fā)科技股份有限公司