[发明专利]增强的箔型开关元件

说明书

                      技术领域

本发明总的来说涉及一种箔型开关元件，其包含借助间隔物彼此间隔一定距离布置的第一载体箔和第二载体箔。所述间隔物包含至少一个凹槽，其限定所述开关元件的有源区域。至少两个电极按以下方式在所述第一载体箔与第二载体箔之间布置在所述开关元件的有源区域中，所述方式即响应作用于所述开关元件的有源区域上的压力，所述第一载体箔和第二载体箔抵抗弹性载体箔的反作用力而被挤压在一起，并且在所述至少两个电极之间建立起电接触。

                      背景技术

在本领域中公知此类箔型开关元件的几种实例。这些开关元件中的一些配置成简单开关，其包含例如布置在第一载体箔上的第一电极和与第一平面电极成面对关系地布置在第二载体箔上的第二电极。所述电极可以是平面结构，该平面结构基本上覆盖有源区域内各个载体箔的整个表面。

本领域已知的其它开关元件配置成具有电阻的压力传感器，所述电阻随所施加的压力的量发生变化。在此类压力传感器的第一实施例中，第一电极布置在第一载体箔上，而第二电极与第一电极成面对关系地布置在第二载体箔上。所述电极中的至少一个由压敏材料(例如半导体材料)层覆盖，从而当第一载体箔和第二载体箔响应作用于开关元件上的力而被挤压在一起时，在第一电极与第二电极之间通过所述压敏材料层建立起电接触。通常将此类压力传感器称作按所谓的“直通模式(through mode)”工作。

在压力传感器的另一实施例中，第一电极和第二电极以相间隔的关系布置在第一载体箔和第二载体箔之一上，同时用压敏材料层覆盖另一载体箔。将压敏材料层布置为与第一电极和第二电极呈面对关系，从而当响应作用于开关元件的有源区域上的力而将所述第一载体箔和第二载体箔挤压在一起时，压敏材料层并联(shunt)第一电极和第二电极。将这些传感器称作按所谓的“并联模式”工作。

可以以具有成本效益的方式制造上述开关元件并且已经证明上述开关元件在实践中极为耐用且可靠。这就是为什么此类开关元件常用于汽车安全应用，例如用作控制二级约束系统的安装在座位上的传感器的原因。

此类开关元件的电学响应取决于电极的类型、可能的压敏材料层的存在、电极的设计以及它们在开关元件的有源区域内的布置，并最终取决于物理接触，该物理接触响应作用于有源区域上的力而建立在电极之间。在作用于有源区域上的力的情况下，电极之间的物理接触由开关元件的机械响应确定。这种机械响应取决于载体箔的弹性性质(主要是弹性模量)、有源区域的横向尺寸以及两个相对的载体箔之间的距离。

为了在宽的温度范围内(例如-40℃至+105℃之间)确保可靠的传感器响应，必须适当选择载体箔的材料，使之在所述温度范围内表现出高且恒定的弹性模量。此外，所述材料应该给开关元件提供良好的机械强度和高的化学耐性。高的耐湿性是优选的。除了这些要求外，所述材料应为电极的导电油墨提供良好的附着力，并且在油墨固化期间抵抗油墨的应力，从而使载体箔的形变最小。所述材料应该还允许用半导体材料充分地涂敷，并且不应对放电敏感。最后所使用的材料的成本应该是低的。

遗憾的是，在市场中没有衬底材料可以满足这些要求，从而对所述材料的选择最终在所希望的性质与材料成本之间折衷。虽然可能发现在感兴趣的温度范围内具有高且相当恒定的弹性模量的新材料，但这些材料通常有机械强度不适当的缺点，从而开关元件可能有抗撕强度或者拉伸强度不足等等的缺点。

                      发明内容

本发明的目的在于提供一种具有增强的机械性质的开关元件。

这一目的是通过根据权利要求1的箔型开关元件实现的。该箔型开关元件包含借助间隔物彼此间隔一定距离布置的第一载体箔和第二载体箔，所述间隔物包含至少一个凹槽，所述凹槽限定出所述开关元件的有源区域。至少两个电极按以下方式在所述第一载体箔与第二载体箔之间布置于所述开关元件的有源区域内，所述方式即响应作用于所述开关元件的有源区域上的压力，所述第一载体箔和第二载体箔抵抗弹性载体箔的反作用力而被挤压在一起，并且在所述至少两个电极之间建立起电接触。根据本发明，所述间隔物包含至少一个第一增强层。

因此本发明建议了一种具有增强的间隔物层的箔型开关元件，其提供了具有增强的机械性质，例如拉伸强度或抗撕强度的开关元件。间隔物层通常包围开关元件的有源区域，从而在所有方向上赋予增强的机械性质。