壓力測量機構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種壓力測量機構，包含一第一基板、一第二基板、一第一電極層、一第二電極層及至少一壓阻層。第二基板面向第一基板。第一電極層設于第一基板，且面向第二基板。第二電極層設于第二基板，且面向第一電極層。壓阻層介于第一電極層與第二電極層之間。布線層設于第二基板，且背向第一基板。布線層包含多條導線。部分所述導線與第一電極層電性連接，另一部分所述導線與第二電極層電性連接。
【專利說明】壓力測量機構
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種壓力測量機構，特別是一種具有高密度測量陣列的壓力測量機構。
【背景技術】
[0002]足部乃是扮演人體和地面接觸時支撐身體重量、減輕下肢和相關關節的受力、吸收震動、減緩沖擊及控制身體平衡的重要角色。而此功能主要是靠足部內的骨骼、韌帶及肌肉等各組織所協調組成。
[0003]在普通大眾中，至少有百分之八十的人有足部方面的問題，而腳踝和足部的傷害會改變步態的力學，進而對其它下肢的關節造成壓力，因此可能會導致這些關節產生病變。但是這些問題通常都可以借助適當的評估、治療與照顧來加以矯正。
[0004]現今的步態評估(Gait Assessment)是通過一種壓力測量設備來進行的,壓力測量設備應用于測量足部時，會將壓力測量設備設計成一鞋墊形的片狀測量板，可置于鞋底供患者穿著而進行活動測量，以測量患者于步態過程的反作用力。
[0005]為了提升壓力測量設備的測量精確度，一般壓力測量設備是采用陣列壓力感測元件。陣列壓力感測元件主要是通過χ、Y軸電極交疊來達到掃瞄式陣列壓力檢測的功效。然而陣列數目影響所需的布線面積。舉例而言，若此陣列為10X10陣列數目，在設計上X及Y軸均需有10組的電極布線，而電極布線寬度隨著工藝設備有其極限所在，因此，在測量空間有限的情況下，若布線區域與感測區域位在同一平面時，勢必會犧牲掉部分感測區域。如此一來，可能降低部分足部風險評估項目的準確度，甚至無法評估，特別是在重心偏移分析(Center of pressure, COP)的評估可能會因為此空間的數據空缺而造成重心偏移分析的誤判。
[0006]因此，如何在測量空間有限的情況下，提升壓力測量設備感測的測量精準度將是研發人員必須克服的一項重要課題。

【發明內容】

[0007]鑒于以上的問題，本發明提出一種壓力測量機構，以在測量空間有限的情況下，提升壓力測量設備的測量精準度。
[0008]本發明的壓力測量機構，包含一第一基板、一第二基板、一第一電極層、一第二電極層、至少一壓阻層及一布線層。第二基板面向第一基板。第一電極層設于第一基板，且面向第二基板。第二電極層設于第二基板，且面向第一電極層。壓阻層介于第一電極層與第二電極層之間。布線層設于第二基板，且背向第一基板。布線層包含多條導線。部分所述導線與第一電極層電性連接，另一部分所述導線與第二電極層電性連接。
[0009]根據上述本發明所提出的壓力測量機構，布線層獨立設于第一電極層與第二電極層外，故當增加第一電極層與第二電極層的感測元件時，布線層并不會占據第一電極層與第二電極層的感測區域，進而能夠在不降低壓力測量設備的感測區域的情況下，提升壓力測量設備感測的測量精準度。
[0010]此外,布線層設于第二基板的一側,且第一電極層與第二電極層均電性連接于布線層。由于壓力測量機構僅需要一布線層，故制作壓力測量機構時，可減少網板的使用數量、印料的數量及工藝時間(網印次數)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為一實施例所公開的壓力測量機構的平面示意圖；
[0012]圖2為圖1的分解示意圖；
[0013]圖3A為圖1的放大示意圖；
[0014]圖3B為圖3A沿第3B-3B剖面線的結構簡化的剖面示意圖；
[0015]圖4A為沿圖1的4A-4A剖面線結構簡化的剖面示意圖；
[0016]圖4B為沿圖1的4B-4B剖面線的結構簡化的剖面示意圖；
[0017]圖4C與圖4D為又一實施例的壓力測量機構的部分剖面示意圖；
[0018]圖5為另一實施例的壓力測量機構的部分剖面示意圖；
[0019]圖6為再一實施例的壓力測量機構的部分剖面示意圖。
[0020]【主要元件符號說明】
[0021]10壓力測量機構
[0022]100 第一基板
[0023]200 第二基板
[0024]300第一電極層
[0025]310第一感測組
[0026]311第一感測元件
[0027]312第一電性接點
[0028]400第二電極層
[0029]410第二感測組
[0030]411第二感測元件
[0031]412第二電性接點
[0032]500壓阻層
[0033]510壓阻元件
[0034]600布線層
[0035]610 導線
[0036]700黏著層
[0037]710黏著單元
[0038]720黏著塊
[0039]800導電件
[0040]800a 導電針
[0041]800b 導電針
[0042]800c銅箔膠帶
[0043]800d銅箔膠帶【具體實施方式】
[0044]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明作進一步的詳細說明。
[0045]請參閱圖1，圖1為一實施例所公開的壓力測量機構的平面示意圖。在本實施例中，壓力測量機構10應用于測量足部的壓力狀況。
[0046]請參閱圖2，圖2為圖1的分解示意圖。本實施例的壓力測量機構10，包含一第一基板100、一第二基板200、一第一電極層300、一第二電極層400、至少一壓阻層500及一布線層600。此外，壓力測量機構10還包含一黏著層700。在本實施例中，第一電極層300、壓阻層500及黏著層700實際上是通過網印的方式形成于第一基板100上。第二電極層400、布線層600實際上是通過網印的方式形成于第二基板200上。第一基板100的材質為絕緣材質。
[0047]第一電極層300設于第一基板100,其中第一電極層300的材質為導電材質。第一電極層300包含多個第一感測組。舉例來說，以圖2中的第一感測組310為例。每一第一感測組310包含多個第一感測元件311。第一感測組310的各第一感測元件311彼此電性連接，而相異第一感測組310的各第一感測元件311彼此電性絕緣。并且，第一感測組310的各第一感測元件311實質上沿一第一方向(如箭頭a所指的方向)排列。此處所指實質上沿第一方向排列涵蓋沿第一方向直線排列或曲線排列的情況。
[0048]壓阻層500位于第一電極層300上。壓阻層500包含多個壓阻元件510。所述壓阻元件510以陣列的方式排列，且所述壓阻元件510分別與所述第一感測元件311電性連接。
[0049]第二電極層400位于壓阻層500上方，其中第二電極層400的材質為導電材質。第二電極層400包含多個第二感測組410。舉例來說，以圖2的第二感測組410為例，每一第二感測組410包含多個第二感測元件411。第二感測組410的各第二感測元件411彼此電性連接。而相異第二感測組410的各第二感測元件411彼此電性絕緣。并且，第二感測組410的各第二感測元件411實質上沿一第二方向(如箭頭b所指的方向)排列。此處所指實質上沿第二方向排列涵蓋沿第二方向直線排列或曲線排列的情況。此外，第二方向與第一方向近似正交。 [0050]第二基板200位于第二電極層400上，其中第二基板200的材質為絕緣材質。
[0051]黏著層700設于第一基板100或是第二基板200 (附圖中未顯示)。黏著層700主要是將第一基板100與第二基板200相黏合。黏著層700包含多個黏著單元710及多個黏著塊720。各黏著單元710以陣列的方式排列，且各黏著單元710介于各壓阻元件510之間。黏著塊720彼此間隔排列，且沿第一電極層300的周緣設置。詳細來說，黏著層700以點陣列的方式黏著第一基板100與第二基板200，使得第一基板100與第二基板200間保持氣體可以流通的狀態。據此，可防止第一基板100與第二基板200間的空氣無法釋放而產生遲滯現象，進而影響壓力測量機構10的測量精確度。
[0052]布線層600設于第二基板200，且背向第一基板100。換言之，布線層600與第二電極層400分別位于第二基板200的相對兩面。布線層600的材質為導電材質。布線層600包含多條導線610。部分導線610與第一電極層300電性連接，另一部分導線610與第二電極層400電性連接。由于布線層600分別與第一電極層300及第二電極層400位于相異層，故布線層600并不會影響到第一電極層300及第二電極層400的感測區域。此外，由于布線層600位于第二基板200的一側，且第一電極層300及第二電極層400的各感測元件的線路集中連接于布線層600，故壓力測量機構10僅需網印一次布線層600，進而可減少網印的次數及降低網板的制作成本與時間。
[0053]導電件800包含多個導電針800a、800b。所述導電針800a分別電性連接導線610與第一電性接點312。所述導電針800b分別電性連接導線610與第二電性接點412。
[0054]以下將對壓力測量機構進行更詳細的描述。請一并參閱圖3A與圖3B，其中圖3A為圖1的放大示意圖，圖3B為圖3A沿第3B-3B剖面線的結構簡化的剖面示意圖。壓阻層500設置于第一電極層300上。換言之，所述壓阻元件510分別介于所述第一感測元件311與所述第二感測元件411之間，且與所述第一感測元件311重疊。壓阻元件510的材質中含有碳，當壓阻元件510受到擠壓時會改變壓阻元件510中碳的排列，進而改變本身的電阻值。因此，所述第一感測元件311與所述第二感測元件411能夠感應壓阻元件510的電阻值變化。舉例來說，當壓阻元件510受到較大的壓力時，會產生較小的電阻值，當壓阻元件510受到較小的壓力時，會產生較大的電阻值。取其中一組壓阻元件510、第一感測元件311及第二感測元件411作為說明，壓阻元件510介于第一感測元件311及第二感測元件411之間，并與第一感測元件311及第二感測元件411構成一電性回路。當壓阻元件510承受壓力時，會改變此電性回路的電阻值。并由所述電阻值推算出相對應的壓力值。此外，各第一感測元件311與各第二感測元件411分別沿相異方向排列而構成一平面坐標系統，故壓力測量機構10可依據各第一感測元件311及各第二感測元件411間的各電阻值來推算多個坐標點的壓力值。
[0055]請參閱圖4A至圖4B，圖4A為沿圖1的4A-4A剖面線的結構簡化的剖面示意圖，圖4B為沿圖1的4B-4B剖面線的結構簡化的剖面示意圖。本實施例的壓力測量機構10還包含多個導電件800。導電件800的材質為導電材質。每一第一感測組310具有一第一電性接點312。每一第二感測組410具`有一第二電性接點412。部分導電件800電性連接部分導線610與各第一電性接點312。另一部分導電件800電性連接另一部分導線610與各第二電性接點412。如圖4A與圖4B所示，所述導電針800a貫穿第二基板200，且電性連接一導線610與第一電性接點312 (如圖4A所示)，以及導電針800b電性連接另一導線610與第二電性接點412 (如圖4B所示)。
[0056]然而，圖4A所顯示的實施例并非用于限制導電件800的種類。請參閱圖4C至圖4D，圖4C與圖4D為又一實施例的壓力測量機構的部分剖面示意圖。在4C圖所顯示的實施例中，導電件800包含多個銅箔膠帶800c、800d，銅箔膠帶800c分別電性連接部分導線610與第一電性接點312 (如圖4C所示)，以及銅箔膠帶800d電性連接另一部分導線610與第二電性接點412 (如圖4D所示)。
[0057]上述圖3B的壓阻層500設置于第一電極層300上。但并不以此為限，請參閱圖5，圖5為另一實施例的壓力測量機構的部分剖面示意圖。本實施例的壓阻層500的壓阻元件510疊設于第二電極層400的第二感測元件411。或者，請參閱圖6，圖6為再一實施例的壓力測量機構的部分剖面示意圖。本實施例的壓阻層500的數量為二個，且二壓阻層500的二壓阻元件510分別疊設于第一電極層300的第一感測元件311與第二電極層400的第二感測元件411。
[0058]根據上述本發明所提出的壓力測量機構，布線層獨立設于第一電極層與第二電極層外，故在空間有限的情況下增加第一電極層與第二電極層的感測元件時，布線層并不會占據第一電極層與第二電極層的感測區域，進而能夠在不降低壓力測量設備的感測區域的情況下，提升壓力測量設備感測的測量精準度。
[0059]此外，布線層設于第二基板的一側，且第一電極層與第二電極層均電性連接于布線層。由于壓力測量機構僅需要一布線層，故制作壓力測量機構時，可減少網板的使用數量、印料的數量及工藝時間(網印次數)。
[0060]以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種壓力測量機構，其特征在于，包含: 一第一基板； 一第二基板，面向該第一基板； 一第一電極層，設于該第一基板，且面向該第二基板； 一第二電極層，設于該第二基板，且面向該第一電極層； 至少一壓阻層，介于該第一電極層與該第二電極層之間；以及 一布線層，設于該第二基板，且背向該第一基板，該布線層包含多條導線，部分所述導線與該第一電極層電性連接，另一部分所述導線與該第二電極層電性連接。
2.根據權利要求1所述的壓力測量機構，其特征在于，該第一電極層包含多個第一感測組，每一該第一感測組包含多個第一感測元件，同一該第一感測組的所述第一感測元件彼此電性連接，且所述第一感測元件實質上沿一第一方向排列，該第二電極層包含多個第二感測組，每一該第二感測組包含多個第二感測元件，同一該第二感測組的所述第二感測元件彼此電性連接，且所述第二感測元件實質上沿一第二方向排列，該第二方向與該第一方向相交。
3.根據權利要求2所述的壓力測量機構，其特征在于，還包含多個導電件，每一該第一感測組具有一第一電性接點，每一該第二感測組具有一第二電性接點，部分所述導電件電性連接部分所述導線與所述第一電性接點，另一部分所述導電件電性連接另一部分所述導線與所述第二電性接點。
4.根據權利要求3所述的壓力測量機構，其特征在于，每一該導電件為一導電針，所述導電件貫穿該第二基板，且 部分所述導電件電性連接部分所述導線與所述第一電性接點，另一部分所述導電件電性連接另一部分所述導線與所述第二電性接點。
5.根據權利要求3所述的壓力測量機構，其特征在于，每一該導電件為一銅箔膠帶，且部分所述導電件電性連接部分所述導線與所述第一電性接點，另一部分所述導電件電性連接另一部分所述導線與所述第二電性接點。
6.根據權利要求2所述的壓力測量機構，其特征在于，該壓阻層設于該第一電極層，該壓阻層包含多個壓阻元件，所述壓阻元件以陣列的方式排列，且所述壓阻元件分別與所述第一感測元件電性連接。
7.根據權利要求6所述的壓力測量機構，其特征在于，所述壓阻元件分別與所述第一感測元件重疊。
8.根據權利要求6所述的壓力測量機構，其特征在于，還包含一黏著層，該黏著層黏著該第一基板及該第二基板，該黏著層包含多個黏著單元，所述黏著單元以陣列的方式排列，且所述黏著單元介于所述壓阻元件之間。
9.根據權利要求2所述的壓力測量機構，其特征在于，該壓阻層疊設于該第二電極層，該壓阻層包含多個壓阻元件，所述壓阻元件以陣列的方式排列，且所述壓阻元件分別與所述第二感測元件電性連接。
10.根據權利要求9所述的壓力測量機構，其特征在于，所述壓阻元件分別與所述第二感測元件重疊。
11.根據權利要求2所述的壓力測量機構，其特征在于，該至少一壓阻層的數量為二，該二壓阻層分別疊設于該第一電極層及該第二電極層，該二壓阻層各包含多個壓阻元件，該二壓阻層的所述壓阻元件分別以陣列的方式排列，且該二壓阻層之一的所述壓阻元件分別與所述第一感測元件電性連接，該二壓阻層中的另一壓阻層的所述壓阻元件分別與所述第二感測元件電性連接。
12.根據權利要求11所述的壓力測量機構，其特征在于，該二壓阻層之一的所述壓阻元件分別與所述第一感測元件重疊，該二壓阻層中的另一壓阻層的所述壓阻元件分別與所述第二感測元件 重疊。
【文檔編號】A61B5/22GK103800018SQ201210572747
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年12月20日 優先權日:2012年11月13日
【發明者】邱俊凱, 林雁容, 劉昌和, 陳昌毅 申請人:財團法人工業技術研究院