JPS5983024A - 圧力変換装置 - Google Patents
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- JPS5983024A JPS5983024A JP58180071A JP18007183A JPS5983024A JP S5983024 A JPS5983024 A JP S5983024A JP 58180071 A JP58180071 A JP 58180071A JP 18007183 A JP18007183 A JP 18007183A JP S5983024 A JPS5983024 A JP S5983024A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は１行電極とこれに直交する列電極との交点に形
成される圧力変換素子のマ） ＩＪクスを有する１１存
に産業用ロボットのための圧力変換装置に関する。
成される圧力変換素子のマ） ＩＪクスを有する１１存
に産業用ロボットのための圧力変換装置に関する。
警飯 安全設備用の圧力変換装置の公知の実施例では行
電極と列電極の交点に変換素仔が配置された７トリクス
が使用されているう電気絶縁中間層により分離さｎた２
つのポリフッ化とニリテン（ＰＶＩＪＦ）焔のうち一方
は行電極を、他方は列電極を備えるようにされる。この
ザンドゥイソチ構造は両平坦側がそｈぞれ導電層により
被覆されるとともに更に孔明板を備えられる。信号形成
は押圧力による圧電箔のびずみにより圧電的に行ｆ−）
れる（国際特許出願公開公報Ｗ０８］、１０２２２３号
参照）。
電極と列電極の交点に変換素仔が配置された７トリクス
が使用されているう電気絶縁中間層により分離さｎた２
つのポリフッ化とニリテン（ＰＶＩＪＦ）焔のうち一方
は行電極を、他方は列電極を備えるようにされる。この
ザンドゥイソチ構造は両平坦側がそｈぞれ導電層により
被覆されるとともに更に孔明板を備えられる。信号形成
は押圧力による圧電箔のびずみにより圧電的に行ｆ−）
れる（国際特許出願公開公報Ｗ０８］、１０２２２３号
参照）。
更に誘電体の抑圧による飛躍的な容量値の変化を適当な
回路を用いてパルスに変換し、電”Ｆ機器に導びくよう
にＬまた容量性の押釦スイッチも知られている。かかる
押釦〆スイッチは機械的な接点がないので高寿命を有す
る（文献” Ｅｌｅｋｔｒｏｎｉｌ＜５ｃｈａｕ。
回路を用いてパルスに変換し、電”Ｆ機器に導びくよう
にＬまた容量性の押釦スイッチも知られている。かかる
押釦〆スイッチは機械的な接点がないので高寿命を有す
る（文献” Ｅｌｅｋｔｒｏｎｉｌ＜５ｃｈａｕ。
）（ｅｆｔ９．１９８０．２７頁参照）。
本発明の目的・は特に産業用ロボットのための触覚的な
面センザマトリクスを提供ノーることにある１、かかる
ｍ１センサー、産業Ｊ旧ロホソトの触手に使用すれば工
作材の識別およ０・位置決めを可能にするものである。
面センザマトリクスを提供ノーることにある１、かかる
ｍ１センサー、産業Ｊ旧ロホソトの触手に使用すれば工
作材の識別およ０・位置決めを可能にするものである。
導電性エラストマ、４電性合成（ｔ４１脂、カに仏前し
て切換用能なダイオード又は圧電抵抗素−７並□ζに空
圧スイッチを備えた触覚的センサは公知である。しかし
この種のセンサではセンサ素子を経（蒔をかけずに必要
に応じて縮小し、比較的小さなラスク間隔と高度な位置
分解ｆ、しを有する７トリクスを実現することは固唾で
ある１、 本発明は、圧電セラミック、特Ｃ′こチタン酸ン・・シ
コン酸鉛（Ｉ）ＺＴ）の高誘電率が挿めて小さいうζシ 汐７／然間隔を有する容邦性センザマトリクスの製造に
有効であるとの認識にもとづくものである。
て切換用能なダイオード又は圧電抵抗素−７並□ζに空
圧スイッチを備えた触覚的センサは公知である。しかし
この種のセンサではセンサ素子を経（蒔をかけずに必要
に応じて縮小し、比較的小さなラスク間隔と高度な位置
分解ｆ、しを有する７トリクスを実現することは固唾で
ある１、 本発明は、圧電セラミック、特Ｃ′こチタン酸ン・・シ
コン酸鉛（Ｉ）ＺＴ）の高誘電率が挿めて小さいうζシ 汐７／然間隔を有する容邦性センザマトリクスの製造に
有効であるとの認識にもとづくものである。
本発明の特徴は、冒頭に述べた形式の圧力変換装＠′（
（おいて、平坦な基板の上に互いに電気的に絶縁された
帯状の列電極が配置され、該列電極はそオしぞれ圧電セ
ラミックから成る誘電体層により破傷され、該誘電体層
は中空室により帯状の行電極から離されるようにしたこ
とにある。これにより１００μｍ以下の行・列電極のラ
ヌタ寸法および誘電体の」二の空気クッションにより簡
単に製造できる感度のすぐれた面センサを得ることがで
きる。。
（おいて、平坦な基板の上に互いに電気的に絶縁された
帯状の列電極が配置され、該列電極はそオしぞれ圧電セ
ラミックから成る誘電体層により破傷され、該誘電体層
は中空室により帯状の行電極から離されるようにしたこ
とにある。これにより１００μｍ以下の行・列電極のラ
ヌタ寸法および誘電体の」二の空気クッションにより簡
単に製造できる感度のすぐれた面センサを得ることがで
きる。。
誘電体によりおおわれていない行電極又は列電極は本発
明の特別な実施態様によっＣはいわゆるインターコネク
タから構成することもできる。
明の特別な実施態様によっＣはいわゆるインターコネク
タから構成することもできる。
本発明による圧力変換装置の製造にあたってはまず薄い
基板を金属化し、この上に誘電体層を施−〕゛ことが行
われる。この二重層に複数個の並列溝を基板に達するま
で施すことにより列電極又は行電極を形成する。Ｐ′Ｋ
Ｋこれらの溝に電気絶Ａよ利刺、たとえば自己硬化性の
合成樹Ｊｉｔ’ｉ’＆充填する。続いて表面全体をたと
えば研磨により平坦化し、この上に複数個のスペーサを
設ける。こバらのスペーサは感光層からホトリソグラフ
法により形成すると有利である。これらのスペーサの上
にたとえば蓋板として用いられる合成樹脂論に取付ける
ことのできる行電極又は列電極か配置される。
基板を金属化し、この上に誘電体層を施−〕゛ことが行
われる。この二重層に複数個の並列溝を基板に達するま
で施すことにより列電極又は行電極を形成する。Ｐ′Ｋ
Ｋこれらの溝に電気絶Ａよ利刺、たとえば自己硬化性の
合成樹Ｊｉｔ’ｉ’＆充填する。続いて表面全体をたと
えば研磨により平坦化し、この上に複数個のスペーサを
設ける。こバらのスペーサは感光層からホトリソグラフ
法により形成すると有利である。これらのスペーサの上
にたとえば蓋板として用いられる合成樹脂論に取付ける
ことのできる行電極又は列電極か配置される。
以下図面：てついて本発明の実力’ｉｉｉ Ｎを詳細に
説明する。
説明する。
第１図において基板２は厚さが］ ０００ ｚｌ＋７＋
以下たとえば３００μ２２７で、たとえば士ラミック酸
化アルミニウム、チタン酸ジルコン酸−ａ又は合成樹脂
並びに他の適当な非導電性坦体月利から形成される。基
板２は電椿相料とし７て滴するように金属化層４を（Ｈ
えており、この層４はたとえばインジウム・錫（Ｉ ｎ
ｓｎ ）、金又は銅から成り、その厚さくｄ１００μ？
ｎ以下特に最大で１０μノ？７にさすしる。金−化層４
は誘電体層１４として作用するｄＪ為電率を示す被覆層
を備えている。誘電体層１４はたとえば肋にチタン酸ジ
ルコン酸鉛（ＰＺＴ）から成る圧電セラミック又はＰＺ
Ｔセラミック粒子を埋入した合成樹脂から成り、その比
誘電率は約、４０００である。
以下たとえば３００μ２２７で、たとえば士ラミック酸
化アルミニウム、チタン酸ジルコン酸−ａ又は合成樹脂
並びに他の適当な非導電性坦体月利から形成される。基
板２は電椿相料とし７て滴するように金属化層４を（Ｈ
えており、この層４はたとえばインジウム・錫（Ｉ ｎ
ｓｎ ）、金又は銅から成り、その厚さくｄ１００μ？
ｎ以下特に最大で１０μノ？７にさすしる。金−化層４
は誘電体層１４として作用するｄＪ為電率を示す被覆層
を備えている。誘電体層１４はたとえば肋にチタン酸ジ
ルコン酸鉛（ＰＺＴ）から成る圧電セラミック又はＰＺ
Ｔセラミック粒子を埋入した合成樹脂から成り、その比
誘電率は約、４０００である。
誘電体層１・４の厚さは一般に１ＱＱ７ｎｉ以下、特に
約１０〜１．００μｎｌにされる。合成樹脂箔の場合に
は厚さは約５〜１００μ７１１とすると有利である。
約１０〜１．００μｎｌにされる。合成樹脂箔の場合に
は厚さは約５〜１００μ７１１とすると有利である。
金属化層４と誘電体層］４の二重層は第２図に示すよう
に基板２にまで達する複数個の並列溝１２を施ずことに
より複数個の帯状部分（で分割され、その金属部分がそ
れぞれ列電極５，６．７を形成するようにされる。これ
らの列電極は同様にして形成された誘電体層１．５ 、
１６ 、１．７で被覆される。続いて溝１２には電気絶
縁材料、好適には自己硬化性の接着剤（商品名アラルダ
イト）が充填される。次に表向全体が平坦化、たとえば
仙磨され、その土に厚さが少くとも１０μ２ｎで一般Ｃ
・て１００μ？ｎを越えない程度の感光層２２が施され
る。
に基板２にまで達する複数個の並列溝１２を施ずことに
より複数個の帯状部分（で分割され、その金属部分がそ
れぞれ列電極５，６．７を形成するようにされる。これ
らの列電極は同様にして形成された誘電体層１．５ 、
１６ 、１．７で被覆される。続いて溝１２には電気絶
縁材料、好適には自己硬化性の接着剤（商品名アラルダ
イト）が充填される。次に表向全体が平坦化、たとえば
仙磨され、その土に厚さが少くとも１０μ２ｎで一般Ｃ
・て１００μ？ｎを越えない程度の感光層２２が施され
る。
この感光層２２からは第３図に示すように公知のホトジ
ノグラフ法で中空室２’ｌ 、 ２５ 、２６か削設さ
ｈる。感光層２２の残存する帯状部分は後から設けられ
る行電極３５ 、３６に対するスペーサ２８ 、２９
、３０ 。
ノグラフ法で中空室２’ｌ 、 ２５ 、２６か削設さ
ｈる。感光層２２の残存する帯状部分は後から設けられ
る行電極３５ 、３６に対するスペーサ２８ 、２９
、３０ 。
３１を形成じている。行電極３５ 、 ：３６は列電極
５，６゜７に対し直角方向にスペーサ２８〜３１の１−
に配置され、たとえば蓋板３８に取イマ１けることがて
きる。行電極３５ 、３６・は一般にたとえば金、銅等
の金属から成り、合成値１脂箔（カプトン）から成る蓋
板３８の下側の平坦面に蒸着又はスノｅツタリングによ
り取付けられるようにすると好適である。
５，６゜７に対し直角方向にスペーサ２８〜３１の１−
に配置され、たとえば蓋板３８に取イマ１けることがて
きる。行電極３５ 、３６・は一般にたとえば金、銅等
の金属から成り、合成値１脂箔（カプトン）から成る蓋
板３８の下側の平坦面に蒸着又はスノｅツタリングによ
り取付けられるようにすると好適である。
基板；３８の上に圧力か作ＩＨすると、行電極３５又は
３６と動電（愼５〜７の一つとの交点における電極間隔
は行電極に３５又ｄ゛３６が誘電体層１５〜１７に接触
［るまで変化する。この間隔変化および接触ｊ／ｉ相可
的に容１値を高めるが、こり、はたとえば誘電体層１５
〜１７として約４０００の比誘′電率を有するチタン酸
ジルコン酸鉛（ＰＺ Ｔ ）を使用した場合力か加しら
ない静止状態において空気ト圧電セラミックの誘電体か
ら成る直列キャパシタンスに比して少くとも１桁以−１
−になる。この容量値の変化は列および行電極の読出し
により位置に関係した電気信号に変換される。
３６と動電（愼５〜７の一つとの交点における電極間隔
は行電極に３５又ｄ゛３６が誘電体層１５〜１７に接触
［るまで変化する。この間隔変化および接触ｊ／ｉ相可
的に容１値を高めるが、こり、はたとえば誘電体層１５
〜１７として約４０００の比誘′電率を有するチタン酸
ジルコン酸鉛（ＰＺ Ｔ ）を使用した場合力か加しら
ない静止状態において空気ト圧電セラミックの誘電体か
ら成る直列キャパシタンスに比して少くとも１桁以−１
−になる。この容量値の変化は列および行電極の読出し
により位置に関係した電気信号に変換される。
第４図の実施例で・は行電極３５ 、３６はいわゆるイ
ンターコネクタ４０から構成されている。これにおいて
けエラストマ内に並列配置された電気絶縁材料′・ｆ、
１１ 、４２ 、４３がそノｔぞれ行電極４５ 、４６
として作用する帯状の導電部分を側方で境界づけている
。このインターコネクタ４０はスペーサ２８〜３１の上
に置かれ、そのにに蓋板；′３８を設けるようにすると
好適である。
ンターコネクタ４０から構成されている。これにおいて
けエラストマ内に並列配置された電気絶縁材料′・ｆ、
１１ 、４２ 、４３がそノｔぞれ行電極４５ 、４６
として作用する帯状の導電部分を側方で境界づけている
。このインターコネクタ４０はスペーサ２８〜３１の上
に置かれ、そのにに蓋板；′３８を設けるようにすると
好適である。
第１図Ｊ６とび第２図は本発明による圧力変換装置の製
造工８ヶ説明するための概略斜視図、第３図は本発明に
よる圧力変換装置の一実施例を示す概略斜視賃、第４図
は行電極の特殊な実施ｆト辷示す余１視図である。 ２・・・裁板、４・・金属化層、１２・・溝、Ｊ、４
、１５〜１７・・・誘電体層、５〜７・・・列電極、３
５ 、３６ ； ４５ 、４６・・・行電極、２４−２
６・・・中空室、２８〜；３１・・スペーサ。 （ｔｌｌ］Ｂ） ｉｔｇ人ｊ１メ貫±１５）ト１ 吋
″ニ コ・））徊７；、Ｈ，’：、ｉ：’
造工８ヶ説明するための概略斜視図、第３図は本発明に
よる圧力変換装置の一実施例を示す概略斜視賃、第４図
は行電極の特殊な実施ｆト辷示す余１視図である。 ２・・・裁板、４・・金属化層、１２・・溝、Ｊ、４
、１５〜１７・・・誘電体層、５〜７・・・列電極、３
５ 、３６ ； ４５ 、４６・・・行電極、２４−２
６・・・中空室、２８〜；３１・・スペーサ。 （ｔｌｌ］Ｂ） ｉｔｇ人ｊ１メ貫±１５）ト１ 吋
″ニ コ・））徊７；、Ｈ，’：、ｉ：’
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）行電（り（３’、） 、 ３６ ；・１５ 、４に
５ ）とこれに直交する列１Ｅ極（５〜７）の交点に形
成される変換素子の７トリクスを備えた圧力変換装置（
（オいて、平坦な基板（２）の上に互いに電気的に絶縁
された帯状の列・電極（５〜７）が配置さノ１１、該列
電極はそれぞれ圧電セラミックから成る誘電体層（１５
〜１７）により被覆され、該誘電体層は中空室（２４〜
２６）により帯状の行電極（３５＋ ３６ ）から離さ
れることを特徴とする圧力変換装置。 ２）誘電体としてチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ ）が
使用さｉすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の装置。 ３）行電極（４５，４６）又は列電極がインターコネク
タ（４（１）の中に埋設されていることを特徴とする特
許請求の範囲第１項又は第２項ら己載の装置。 ４）誘電体として圧電セラミック粒子を埋入した合成樹
脂箔全使用することを１１？徴とする特許請求の範囲第
１項ないし第３項のいずれかに記載の装置、。 ５）行電極とこハ、に直交する列電極の交点に形成され
る変換素子のマトリクスを備えた圧力変換装置の製造方
法において、金属化層（４）と圧電セラミックとから成
る誘電体層（ＩＩＩ）との二重層を備えた薄い基板（２
）を用意し、この二重層（１２）を溝（１２）により複
数個の帯状部分に分割１〜、その金属帯により列電極（
５〜７）を形成し、次いで溝（１２）に電気絶縁４ぢ料
を充填し、前記列電極の上に同様に圧電セラミックから
成る誘電体層（１５〜１７）を被覆し、５該帯状誘電体
層の表面に行電極（３５、３６）に対するスペーサ（２
８〜３１）を設け、行電極（３５、３６）と列電極（５
〜７）の交点に中空室（２４・〜２６）が形成されるよ
うにすることを特徴とする圧力変換装置の製造方法。 ６）スペーサ（２８〜３１）が感光層（２２）からホト
リソグラフ法により削設されることを特徴とする特許請
求の範囲第５項記載の方法。
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ID=6174484
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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