TWI385366B - 觸覺感測陣列及其製造方法 - Google Patents

觸覺感測陣列及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI385366B
TWI385366B TW098106896A TW98106896A TWI385366B TW I385366 B TWI385366 B TW I385366B TW 098106896 A TW098106896 A TW 098106896A TW 98106896 A TW98106896 A TW 98106896A TW I385366 B TWI385366 B TW I385366B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
electrodes
manufacturing
conductive
electrode
sensing array
Prior art date
Application number
TW098106896A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201033594A (en
Inventor
Yao Joe Yang
Ming Yuan Cheng
Chen Mo Taso
Original Assignee
Univ Nat Taiwan
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Nat Taiwan filed Critical Univ Nat Taiwan
Priority to TW098106896A priority Critical patent/TWI385366B/zh
Priority to US12/476,248 priority patent/US7926366B2/en
Publication of TW201033594A publication Critical patent/TW201033594A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI385366B publication Critical patent/TWI385366B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/25—Selecting one or more conductors or channels from a plurality of conductors or channels, e.g. by closing contacts
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49007—Indicating transducer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Description

觸覺感測陣列及其製造方法
本發明係關於一種觸覺感測陣列及其製造方法，尤指具有高延展性、高彈性及低製造成本之功效，且覆蓋在複雜表面上使用時，可避免在高度變形下損壞者。
如第十圖所示，一般習用之觸覺感測陣列6(如US 4492949)，其具有相互層疊之底層61、中央層62及頂層63，該底層61與中央層62之間係具有複數縱向設置之第一導體64，而該中央層62與頂層63之間係具有複數橫向設置之第二導體65，且該中間層62上係具有複數分別接觸第一、二導體64、65之傳導部66，其中該底層61、中央層62及頂層63係為軟性電路板，而該第一、二導體64、65係為摻雜導體之軟性塑膠；藉此，可將該觸覺感測陣列6運用於所需之裝置及器物上，當施力於底層61或頂層63時，可利用中央層62上之各傳導部66導通第一、二導體64、65進行電性傳輸，而達到觸覺感測之功效。
但是由於習用之觸覺感測陣列6係利用摻雜導體之方式，因此使得製造成本較高，且由於其底層61、中央層62、頂層63及第一、二導體64、65因受限於材質及結構，使該觸覺感測器6之延展性及彈性皆較低，而造成使用範圍有限之情形，較難以運用於較為複雜之曲面上，再者由於該第一、二導體64、65係為摻雜導體之軟性塑膠，導體與導體之間容易造成非連續接觸的狀態，因此易因變形使第一、二導體64、65之電阻變大，甚至造成短路之情形。
因此，如何發明出一種觸覺感測陣列及其製造方法，以使其具有高延展性、高彈性及低製造成本之功效，並使其覆蓋在複雜表面上使用時，可避免在高度變形下損壞，將是本發明所欲積極揭露之處。
有鑑於上述習知觸覺感測陣列及其製造方法之缺憾，發明人有感其未臻於完善，遂竭其心智悉心研究克服，憑其從事該項產業多年之累積經驗，進而研發出一種觸覺感測陣列及其製造方法，以期達到具有高延展性、高彈性及低製造成本之功效，並使其覆蓋在複雜表面上使用時，可避免在高度變形下損壞的目的。
本發明之主要目的在提供一種觸覺感測陣列及其製造方法，其藉著複數位於不同層上且由彈性線體繞設螺旋狀導電線體之第一、二電極配合導電體及包覆層，致使其具有高延展性、高彈性及低製造成本之功效，進而達到覆蓋在複雜表面上使用時，可避免在高度變形下損壞的目的。
為達上述目的，本發明之觸覺感測陣列包含：複數第一電極，其間隔併列設置，該些第一電極分別具有一第一彈性線體，及以螺旋狀態繞設於該第一彈性線體上之一第一導電線體；複數第二電極，其間隔併列設置，該些第二電極分別具有一第二彈性線體，及以螺旋狀態繞設於該第二彈性線體上之一第二導電線體，該些第二電極間隔相鄰該些第一電極；複數導電體，其分別於該第一電極與該第二電極之交錯處包覆該第一電極與該第二電極；以及一包覆層，其為軟性材質，該包覆層包覆該些第一電極、該些第二電極及該些導電體。
而其製造方法包含下列步驟：
(1)注入一包覆層溶液於一模具；
(2)間隔併列設置複數第一電極於該包覆層溶液上，該些第一電極分別具有一第一彈性線體，及以螺旋狀態繞設於該第一彈性線體上之一第一導電線體；
(3)設置複數導電體溶液滴於該些第一電極；
(4)間隔併列設置複數第二電極，使該些第二電極與該些第一電極間隔相鄰，並使該些導電體溶液滴於該些第一電極與該些第二電極之複數交錯處，分別包覆該第一電極與該第二電極；
(5)注入該包覆層溶液於該模具，以使該包覆層溶液包覆該些第一電極、該些第二電極及該些導電體溶液滴；以及
(6)依序進行真空處理、加熱處理及脫模處理。
其中，該些第一彈性線體為尼龍繩，該些第二彈性線體為尼龍繩；該些第一導電線體為銅線，該些第二導電線體為銅線；該些導電體為具導電性之聚合物；該包覆層為聚二甲基矽氧烷。
藉此，本發明之一種觸覺感測陣列及其製造方法係具有高延展性、高彈性及低製造成本之功效，並使其覆蓋在複雜表面上使用時，可避免在高度變形下損壞。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由下述具體之實施例，並配合所附之圖式，對本發明做一詳細說明，說明如後：
請參閱『第一至三圖』，係分別為本發明較佳具體實施例之立體外觀圖、本發明較佳具體實施例之立體分解圖及本發明較佳具體實施例第一、二電極及導電體之立體外觀圖。如圖所示：本發明之觸覺感測陣列，其至少具有複數第一電極1、複數第二電極2、複數導電體3以及一包覆層4。
上述所提各第一電極1係分別間隔併列設置，而各第一電極1至少包括有一第一彈性線體11，及以螺旋狀態繞設於第一彈性線體11上之一第一導電線體12，其中，各第一彈性線體11係可為尼龍繩或可拉伸之彈性線體，而各第一導電線體12係可為銅線或具導電效果之金屬線。
各第二電極2係分別間隔併列設置，且該些第二電極2間隔相鄰該些第一電極1，而各第二電極2至少包括有一第二彈性線體21，及以螺旋狀態繞設於第二彈性線體21上之一第二導電線體22，其中，各第二彈性線體21係可為尼龍繩或可拉伸之彈性線體，而各第二導電線體22係可為銅線或具導電效果之金屬線。
各導電體3分別於該第一電極1與該第二電極2之交錯處包覆該第一電極1與該第二電極2，而各導電體3係可為具導電性之聚合物。
該包覆層4係包覆於各第一、二電極1、2及導電體3外部，而該包覆層4係可為聚二甲基矽氧烷。
當本發明運用時，可將本發明之觸覺感測陣列覆蓋在複雜之表面上使用，或覆蓋於機器人之表面上作為皮膚使用，由於該包覆層4所選用之聚二甲基矽氧烷具有極佳之延展性及彈性，第一、二導電線體12、22為連續體且分別以螺旋狀繞設於第一、二彈性線體11、21上，因此使得第一、二電極1、2具有永久之導電性及高度之延展性，讓本發明於運用時，除可覆蓋在複雜之表面上使用外，亦可於高度變形下防止第一、二電極1、2短路或損壞，而增加使用時之準確度與穩定度。
請參閱『第四至九圖』，係分別為為本發明較佳具體實施例步驟1之示意圖、本發明較佳具體實施例步驟2之示意圖、本發明較佳具體實施例步驟3之示意圖、本發明較佳具體實施例步驟4之示意圖、本發明較佳具體實施例步驟5之示意圖及本發明較佳具體實施例步驟6之示意圖。如圖所示：本發明之觸覺感測陣列製造方法包含下列步驟：
(1)　取至少具有一凹穴51之一模具5，並於凹穴51中注入適量之包覆層溶液4a(如第四圖所示)；
(2)　於包覆層溶液4a上間隔併列設置複數第一電極1，並配合一第一框架治具52將各第一電極1加以固定(如第五圖所示)；
(3)　於各第一電極1之適當處上設置複數導電體溶液滴3a(如第六圖所示)；
(4)　間隔併列設置複數第二電極2，使該些第二電極2與該些第一電極1間隔相鄰，並使該些導電體溶液滴3a於該些第一電極1與該些第二電極2之複數交錯處，分別包覆該第一電極1與該第二電極2，並配合一第二框架治具53將各第二電極2加以固定(如第七圖所示)；
(5)　於模具5之凹穴51中注滿包覆層溶液4a，以使包覆層溶液4a包覆該些第一電極1、該些第二電極2及該些導電體溶液滴3a(如第八圖所示)；
(6)　真空處理後再進行加熱處理，使包覆層溶液4a固化為包覆層4，並包覆於各第一、二電極1、2及導電體3外部，最後再進行脫膜之動作，如此，即可製成一觸覺感測陣列(如第九圖及第一圖所示)，可藉由上述之製造方法改善習用複雜之製作過程，達到降低製造成本之功效。
如上所述，本發明完全符合專利三要件：新穎性、進步性和產業上的可利用性。以新穎性和進步性而言，本發明係藉著複數位於不同層上且由彈性線體繞設螺旋狀導電線體之第一、二電極配合導電體及包覆層，致使其具有高延展性、高彈性及低製造成本之功效，進而達到覆蓋在複雜表面上使用時，可避免在高度變形下損壞的效用；就產業上的可利用性而言，利用本發明所衍生的產品，當可充分滿足目前市場的需求。
本發明在上文中已以較佳實施例揭露，然熟習本項技術者應理解的是，該實施例僅用於描繪本發明，而不應解讀為限制本發明之範圍。應注意的是，舉凡與該實施例等效之變化與置換，均應設為涵蓋於本發明之範疇內。因此，本發明之保護範圍當以下文之申請專利範圍所界定者為準。
 (本發明部份)
1．．．第一電極
11．．．第一彈性線體
12．．．第一導電線體
2．．．第二電極
21．．．第二彈性線體
22．．．第二導電線體
3．．．導電體
3a．．．導電體溶液滴
4．．．包覆層
4a．．．包覆層溶液
5．．．模具
51．．．凹穴
52．．．第一框架治具
53．．．第二框架治具
(習用部份)
6．．．觸覺感測陣列
61．．．底層
62．．．中央層
63．．．頂層
64．．．第一導體
65．．．第二導體
66．．．傳導部
第一圖為本發明較佳具體實施例之立體外觀圖。
第二圖為本發明較佳具體實施例之立體分解圖。
第三圖為本發明較佳具體實施例第一、二電極及導電體之立體外觀圖。
第四圖為本發明較佳具體實施例步驟1之示意圖。
第五圖為本發明較佳具體實施例步驟2之示意圖。
第六圖為本發明較佳具體實施例步驟3之示意圖。
第七圖為本發明較佳具體實施例步驟4之示意圖。
第八圖為本發明較佳具體實施例步驟5之示意圖。
第九圖為本發明較佳具體實施例步驟6之示意圖。
第十圖為習用觸覺感測陣列之示意圖。
1．．．第一電極
11．．．第一彈性線體
12．．．第一導電線體
2．．．第二電極
21．．．第二彈性線體
22．．．第二導電線體
3．．．導電體
4．．．包覆層

Claims (18)

  1. 一種觸覺感測陣列，其包含：複數第一電極，其間隔併列設置，該些第一電極分別具有一第一彈性線體，及以螺旋狀態繞設於該第一彈性線體上之一第一導電線體；複數第二電極，其間隔併列設置，該些第二電極分別具有一第二彈性線體，及以螺旋狀態繞設於該第二彈性線體上之一第二導電線體，該些第二電極間隔相鄰該些第一電極；複數導電體，其分別於該第一電極與該第二電極之一交錯處包覆該第一電極與該第二電極；以及一包覆層，其為軟性材質，該包覆層包覆該些第一電極、該些第二電極及該些導電體。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之觸覺感測陣列，其中，該些第一彈性線體為尼龍繩，該些第二彈性線體為尼龍繩。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之觸覺感測陣列，其中，該些第一導電線體為銅線，該些第二導電線體為銅線。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之觸覺感測陣列，其中，該些第一導電線體為銅線，該些第二導電線體為銅線。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之觸覺感測陣列，其中，該些導電體為具導電性之聚合物。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之觸覺感測陣列，其中，該些導電體為具導電性之聚合物。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之觸覺感測陣列，其中，該包覆層為聚二甲基矽氧烷。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之觸覺感測陣列，其中，該包覆層為聚二甲基矽氧烷。
  9. 一種觸覺感測陣列製造方法，其包含下列步驟：(1)注入一包覆層溶液於一模具；(2)間隔併列設置複數第一電極於該包覆層溶液上，該些第一電極分別具有一第一彈性線體，及以螺旋狀態繞設於該第一彈性線體上之一第一導電線體；(3)設置複數導電體溶液滴於該些第一電極；(4)間隔併列設置複數第二電極，使該些第二電極與該些第一電極間隔相鄰，並使該些導電體溶液滴於該些第一電極與該些第二電極之複數交錯處，分別包覆該第一電極與該第二電極；(5)注入該包覆層溶液於該模具，以使該包覆層溶液包覆該些第一電極、該些第二電極及該些導電體溶液滴；以及(6)依序進行真空處理、加熱處理及脫模處理。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之製造方法，其中，該些第一彈性線體為尼龍繩，該些第二彈性線體為尼龍繩。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之製造方法，其中，該些第一導電線體為銅線，該些第二導電線體為銅線。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之製造方法，其中，該些第一導電線體為銅線，該些第二導電線體為銅線。
  13. 如申請專利範圍第9項所述之製造方法，其中，該些導電體為具導電性之聚合物。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之製造方法，其中，該些導電體為具導電性之聚合物。
  15. 如申請專利範圍第9項所述之製造方法，其中，該包覆層為聚二甲基矽氧烷。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之製造方法，其中，該包覆層為聚二甲基矽氧烷。
  17. 如申請專利範圍第9項所述之製造方法，其中，該步驟(2)及該步驟(4)中，該些第一電極及該些第二電極分別藉由一第一框架治具及一第二框架治具固定。
  18. 如申請專利範圍第16項所述之製造方法，其中，該步驟(2)及該步驟(4)中，該些第一電極及該些第二電極分別藉由一第一框架治具及一第二框架治具固定。
TW098106896A 2009-03-03 2009-03-03 觸覺感測陣列及其製造方法 TWI385366B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW098106896A TWI385366B (zh) 2009-03-03 2009-03-03 觸覺感測陣列及其製造方法
US12/476,248 US7926366B2 (en) 2009-03-03 2009-06-01 Tactile sensing array and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW098106896A TWI385366B (zh) 2009-03-03 2009-03-03 觸覺感測陣列及其製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201033594A TW201033594A (en) 2010-09-16
TWI385366B true TWI385366B (zh) 2013-02-11

Family

ID=42677068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW098106896A TWI385366B (zh) 2009-03-03 2009-03-03 觸覺感測陣列及其製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7926366B2 (zh)
TW (1) TWI385366B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9651434B2 (en) 2014-10-03 2017-05-16 Industrial Technology Research Institute Pressure array sensor module and manufacturing method thereof and monitoring system and monitoring method using the same
US9784626B2 (en) 2014-10-03 2017-10-10 Industrial Technology Research Institute Pressure array sensor module and manufacturing method thereof

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITTO20070779A1 (it) * 2007-11-05 2009-05-06 Fond Istituto Italiano Di T Ec Disposizione di sensori tattili e sistema sensoriale corrispondente
ITTO20110530A1 (it) * 2011-06-16 2012-12-17 Fond Istituto Italiano Di Tecnologia Sistema di interfaccia per interazione uomo-macchina
CN104827491B (zh) * 2015-04-30 2016-04-27 广东双虹新材料科技有限公司 高敏度的智能机器人皮肤
WO2016204525A1 (ko) * 2015-06-19 2016-12-22 엘지전자(주) 터치 패널 및 표시 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4492949A (en) * 1983-03-18 1985-01-08 Barry Wright Corporation Tactile sensors for robotic gripper and the like
US20060260417A1 (en) * 2005-05-18 2006-11-23 Son Jae S Hybrid tactile sensor
CN201034771Y (zh) * 2007-05-10 2008-03-12 合肥龙炎电子科技有限公司 基于柔性压力阵列传感器的压力分布采集系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4450324A (en) * 1983-06-08 1984-05-22 Amp Incorporated Encoded keyboard switch
US4633889A (en) * 1984-12-12 1987-01-06 Andrew Talalla Stimulation of cauda-equina spinal nerves
US4852443A (en) * 1986-03-24 1989-08-01 Key Concepts, Inc. Capacitive pressure-sensing method and apparatus
US4924711A (en) * 1989-02-10 1990-05-15 National Research Development Corporation Force transducers for use in arrays
US5305017A (en) * 1989-08-16 1994-04-19 Gerpheide George E Methods and apparatus for data input
WO2002052588A1 (fr) * 2000-12-25 2002-07-04 Hitachi, Ltd. Dispositif semi-conducteur et ses procede et appareil de fabrication
TW200935108A (en) * 2008-02-15 2009-08-16 Univ Nat Taiwan Arbitrary port number optical switch and arrangement method of the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4492949A (en) * 1983-03-18 1985-01-08 Barry Wright Corporation Tactile sensors for robotic gripper and the like
US20060260417A1 (en) * 2005-05-18 2006-11-23 Son Jae S Hybrid tactile sensor
CN201034771Y (zh) * 2007-05-10 2008-03-12 合肥龙炎电子科技有限公司 基于柔性压力阵列传感器的压力分布采集系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9651434B2 (en) 2014-10-03 2017-05-16 Industrial Technology Research Institute Pressure array sensor module and manufacturing method thereof and monitoring system and monitoring method using the same
US9784626B2 (en) 2014-10-03 2017-10-10 Industrial Technology Research Institute Pressure array sensor module and manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US20100224010A1 (en) 2010-09-09
US7926366B2 (en) 2011-04-19
TW201033594A (en) 2010-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI385366B (zh) 觸覺感測陣列及其製造方法
JP2015032625A5 (zh)
EP4383982A3 (en) Through array contact structure of three-dimensional memory device
JP6656223B2 (ja) フレキシブル基板上のｒｆｉｄタグ
JP2013511142A5 (zh)
JP5995362B2 (ja) 分布量センサおよび分布量計測システム
JP2013529884A5 (zh)
WO2004095535A3 (en) Improved transparent electrode, optoelectronic apparatus and devices
JP2009192309A5 (zh)
TW201643898A (zh) 可伸縮電纜及可伸縮電路基板
JP2017513572A5 (zh)
TW201447717A (zh) 製作感測片用片材及其製造方法、觸控墊用感測片及其製造方法
US20180033520A1 (en) Highly stretchable wiring, and method and device for producing the same
JP2011211164A5 (zh)
JP2017012270A (ja) フィルム型圧力センサ及びその製造方法
TW201517725A (zh) 具有金手指的柔性電路板及其製作方法
CN104409656B (zh) 一种有机电致发光器件及其制备方法、显示装置
WO2008111345A1 (ja) 電子機器及び電子機器の製造方法
WO2005122236A3 (en) Semiconductor device with reduced contact resistance
KR101521693B1 (ko) 플렉서블/스트레처블 투명도전성 필름 및 그 제조방법
JP5839442B2 (ja) 配線構造体、センサ、及び配線構造体の製造方法
JP2013541852A5 (zh)
KR101774324B1 (ko) 요철부가 형성된 본딩패드를 갖는 터치전극을 포함하는 터치패널
JP2009520368A5 (zh)
AU2021364691A1 (en) Conformable battery pack assembly