[发明专利]具耦合型与多向性的软性应力传感装置

说明书

技术领域

本发明为一种耦合型与多向性的软性应力传感装置，特别是有关于一种 传感正向力和剪应力的软性应力传感装置。

背景技术

应力传感器大多数采用块体状(Bulk)的结构设计，故应用于不规格表面 传感上并不适合，此外，以应用于大面积矩阵传感而言，现今多数的应力传 感单元仅可用于单一功能的传感，亦即是仅可独立传感正向应力(Normal Stress)或剪应力(Shear Stress)其一。

美国专利号US6951143提出一种耦合型的传感器，其是在一四角锥体 (Pyramid)的四侧边上各设置一应变计(Strain Gauge)。当传感器受到一剪应力 作用时，在两边上的应变计的形变量将不同，其中一应变计受到拉伸，而另 一应变计则受到压缩，借此可计算出剪应力的大小及方向；若是传感器受到 一正向应力作用时，四个应变计将具有相同的应变量，借此可计算出正向应 力的大小。

美国专利号RE37065提出以超声波反射原理检测正向应力与剪应力的 传感器，其主要是由超声波换能器(Ultrasonic Transducer)与半球形组件构成。 当半球形组件被施加一侧向剪应力时，由于受力后的位置改变，造成超声波 在两边行经路线会有所变化，即超声波换能器发射后所检测到反射回来超声 波的时间不同，利用此差异性可测量剪应力的大小及方向。当施加一正向应 力时，两边超声波行径路相同，意谓超声波换能器发射超声波后所检测到反 射回来的时间相同，故可测量正向应力的大小及受力的方向性。

发明内容

本发明的应力传感装置包括一基板、一支撑层、一薄膜基材、多个薄膜 传感部、多个传感电极、多个传感块、多个凸块物、以及一填充物。支撑层 设置在软性基板上，薄膜基材由支撑层所支撑，薄膜传感部由薄膜基材延伸 而出，传感电极对应置于薄膜传感部上，传感块对应涂布在传感电极上，而 填充物包覆支撑层、薄膜基材、薄膜传感部、传感电极、以及传感块。

为使本发明的内容更明显易懂，下文特举优选实施例并配合附图做详细 说明。

附图说明

图1是依据本发明的软性应力传感装置的其中一实施例的示意图。

图2A、图2B、图2C显示图1的软性应力传感装置的第一部分的制作 方式。

图3A、图3B、图3C、图3D显示图1的软性应力传感装置的第二部分 的制作方式。

图4为图3B的薄膜基材的上视图。

图5为图3D的薄膜基材的立体图。

图6A、图6B是将软性应力传感装置的第一、二部分组合及封装的示意 图。

主要组件符号说明

21～软性基板

22～支撑层

23～支撑块

31～薄膜基材

32～传感电极

33～开孔

34～薄膜传感部

35～传感块

61～填充物

63～凸块物

具体实施方式

请参阅图1，图1是依据本发明的软性应力传感装置的其中一实施例的 示意图，图中仅显示软性应力传感装置的其中一传感单元，然而在实际应用 中，可采用多个传感单元并排列成矩阵形式，以达到大面积传感的目的。如 图所示，软性应力传感装置包括软性基板21、支撑层22、支撑块23、薄膜 传感部34、传感电极32、传感块35、凸块物63与填充物61。以下先说明 此软性应力传感装置的制作方式。

软性应力传感装置大致上可分成两部分，图2A、图2B、图2C所示为 第一部分的制作方式，图3A、图3B、图3C、图3D所示为第二部分的制作 方式。

第一部分的制作方式，首先如图2A所示，提供一软性基板21。接着如 图2B所示，以粘合制程(亦可用贴合、印制或点胶等方式)在软性基板21上 制作出支撑层22。然后如图2C所示，以印制或点胶方式并经加温固化后制 作出一个支撑块23，在本实施例中，此支撑块23为半球状。