专利名称：一种应变计基材及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种应变计基材及其制造方法，特别是指一种使用在传感器上的应变计基材及其制造方法。
(2)背景技术一般传感器(Transducer/Sensor)的作用是将外界的物理量(如力、位移等)变换为电信号，传感器的输出型态甚多，常见为电阻、电压、电流……等模拟量。
如图1所示，较常见用来测重的传感器，通常是在弹性元件1的表面上粘贴若干不同部位的薄片状电阻式应变计2。当弹性元件受力变形时，粘贴在其表面的应变计将形变转换为电阻的变化，透过测量进一步将该变化转换成与被测物理量成比例的电信号输出。
已有的薄片状电阻式应变计2的构造如图2所示，它具有相接合的一电路层21及一高分子材料薄膜层22。至于已有应变计的制造过程则是，先以压延工艺制造出一薄片状铜箔，再将液态高分子塑胶材料(如聚酰亚胺，Polyimide，缩略为PI)直接涂布于压延铜箔上，待干燥后即形成高分子薄膜层，该相接合的压延铜箔与高分子薄膜层便构成用来制造前述应变计的基材，其后续工艺必须对该基材上的压延铜箔进行蚀刻，以形成所需的电路层。
在已有的应变计基材中，高分子薄膜层约为25μm，压延铜箔为铜、镍合金，合金比例中铜占50％～60％、镍占50％～40％，此种比例的铜、镍合金俗称为“康铜”，其压延厚度一般约可薄至12μm。但通常当压延康铜的厚度在35μm以上时，良品率才会高，也就是说使用厚度越接近12μm的压延铜箔时，成本相对会越高。虽然较先进的技术可在高温、高压等相关条件下，经过多次压延过程而制成厚度5μm的康铜，但所花费的成本极高。另外，康铜层越薄，不仅在辊轮压延过程中容易因辊轮上沾附灰尘导致康铜形成凹洞与破损，而且在涂布高分子薄膜层过程中，也越容易产生折损，即康铜越薄在应变计基材制造过程中的损失率亦会相对升高。
此外，关于前述在压延康铜表面涂布液态高分子塑胶材料后的干燥过程，必须先放置在180℃烘箱内，使高分子塑胶材料内含的溶剂挥发后，再放到350℃的高温烘箱内烘烤，此期间会让塑胶分子的化学官能基产生反应而聚在一起，因此会积蓄收缩力并结合成所需的高分子薄膜层。在压延康铜未进行蚀刻以前，压延康铜能提供支撑力使前述高分子薄膜层的收缩力尚不致发生作用。但压延康铜被蚀刻形成电路层后，由于电路层的线路间存在空隙，而会失去前述支撑力，使线路的宽度产生变化。例如原先设计为宽度100μm的线路，将受收缩力的影响而内缩成95μm，造成失真。
CN 85100133B号专利申请公开了一种微型箔式电阻应变计的制造方法，它采用正性光刻胶光刻敏感栅，曝光光源为球形汞灯，采用0.8％～12％氢氧化钾溶液作显影液，用离心法制基底膜，用浓度为55°～60°(波美)三氯化铁腐蚀液，一次腐蚀成型。该技术领域一直追求一种新工艺，以充分发挥其薄化效果，以提高电路的高密度化特性和测量精密度，解决涂布工艺中所造成的折损以及在辊轮压延过程中因沾附灰尘所导致的破损与凹洞等问题。
受限于康铜压延时的厚度极限，导致前述应变计基材进行蚀刻所制作出的电路难以密集化，对测量精密度有负面影响。
(3)发明内容本发明的目的在于提供一种应变计基材的制造方法，使其所制出的应变计基材能显著薄化，并适合用来蚀刻制成应变计。
本发明所说的应变计基材为两层结构，一层为高分子薄膜层，及接合在高分子薄膜层一侧表面的康铜附着层。所说的康铜附着层为表面溅镀康铜附着层。
本发明所说的应变计基材的制造方法为1、选好高分子薄膜层；2、在高分子薄膜层的一侧表面溅镀康铜附着层，所说的康铜为铜、镍合金，康铜附着层的厚度＜5μm。
所说的高分子薄膜层可采用高分子塑胶材料，例如聚酰亚胺。高分子薄膜层的厚度可根据应变的需求选定，例如15～35μm。
所说的康铜为铜、镍合金，铜与镍的重量比为1∶(0.8～1)，康铜附着层的厚度可选择1～2μm。
在用上述应变计基材制成应变计后，将其粘贴固定在传感器的一弹性元件的表面上。
显而易见，与已有的技术相比，本发明突破了长期以来使用的传统工艺，用溅镀工艺在高分子薄膜层的侧表面生成康铜附着层，其厚度＜5μm，尤其是控制在1～2μm，因此充分发挥其薄化效果，在用于制成应变计的后续蚀刻工艺中，提高其电路的高密度化特性及测量的精密度，它将明显优于已有的采用压延方式所制成的应变计基材。另外，不会存在已有的采用涂布工艺所造成的折损，也不会发生在辊轮压延过程中沾附灰尘所导致的破损与形成凹洞等情形，因此，可明显降低生产成本，克服了长期以来困扰该行业的难题。
(4)


图1为已有传感器的结构示意图。
图2为图1的应变计的剖面图。
图3为本发明实施例的结构示意图。
(5)具体实施方式
图3给出本发明实施例应变计基材3的结构示意图，并说明其制成应变计后可以其一高分子薄膜层31粘固在传感器的弹性元件4的表面上。
应变计基材3包含有一高分子薄膜层31，及接合在该高分子薄膜层31一侧面的康铜附着层32。
本实施例的应变计的制造方法是在该高分子薄膜层31的一侧表面溅镀康铜附着层32。本实施例中该高分子薄膜层31采用由PI材料所制成的薄膜，其厚度约为20～30μm。至于溅镀该康铜附着层32时，是以康铜为溅镀靶材，该康铜为铜、镍合金，合金比例中铜占50％～60％、镍占50％～40％，其厚度为1～2μm。
由此所制成的应变计基材3，可在康铜附着层32经蚀刻而制成应变计后，以高分子薄膜层31接合在传感器的弹性元件4表面，在弹性元件4受力变形时，将变形转换为电阻的变化并通过测量将该变化转换成与被测物理量成比例的电信号输出。
权利要求
1.一种应变计基材，为两层结构，其特征在于一层为高分子薄膜层，及接合在高分子薄膜层一侧表面的康铜附着层，所说的康铜附着层为表面溅镀康铜附着层。
2.如权利要求1所述的一种应变计基材，其特征在于所说的康铜为铜、镍合金，康铜附着层的厚度＜5μm。
3.如权利要求1所述的一种应变计基材，其特征在于所说的高分子薄膜层采用高分子塑胶材料，高分子薄膜层的厚度为15～35μm。
4.如权利要求1所述的一种应变计基材，其特征在于所说的康铜为铜、镍合金，铜与镍的重量比为1∶(0.8～1)。
5.如权利要求1所述的一种应变计基材，其特征在于康铜附着层的厚度为1～2μm。
6.一种应变计基材的制造方法，其特征在于其步骤为1)、选好高分子薄膜层；2)、在高分子薄膜层的一侧表面溅镀康铜附着层，所说的康铜为铜、镍合金，康铜附着层的厚度＜5μm。
全文摘要
涉及一种应变计基材及其制造方法，特别是指一种使用在传感器上的应变计基材及其制造方法。为两层结构，一层为高分子薄膜层，及接合在高分子薄膜层一侧表面的康铜附着层，所说的康铜附着层为表面溅镀康铜附着层。充分发挥其薄化效果，在用于制成应变计的后续蚀刻工艺中，提高其电路的高密度化特性及测量的精密度，明显优于已有的采用压延方式所制成的应变计基材。另外，不会存在已有的采用涂布工艺所造成的折损，也不会发生在辊轮压延过程中沾附灰尘所导致的破损与形成凹洞等情形，可明显降低生产成本。
文档编号G01L1/22GK1434271SQ0310690
公开日2003年8月6日 申请日期2003年2月25日 优先权日2003年2月25日
发明者黄堂杰, 庄朝钦 申请人:黄堂杰