制造应变计量设备的方法、应变计量设备及该设备的用途与流程

本发明大体上涉及电子器件、相关联设备、结构、其用途和制造方法的。然而，尤其是但不唯一地是，本发明涉及利用模制诸如注塑模制来制造应变计量设备以及这样的设备及其用途。

背景技术：

1、通常，在电子器件和电子产品的背景下存在各种不同的多层组件和结构。电子器件和相关产品集成的背后的动机可能与相关的使用环境一样多样化。当得到的方案最终展现多层性质时，相对经常寻求的是节省大小、节省重量、节省材料、节省成本、性能增益或仅仅有效地填塞部件。反过来，相关联的使用场景可能涉及产品包装或食品盒、设备壳体的视觉设计、可穿戴电子器件、个人电子设备、显示器、检测器或传感器、车辆内饰、天线、标签、车辆电子器件、家具等。

2、多层结构能够例如通过利用基板诸如电路板或甚至塑料膜获得，该基板可以设置有电子器件并且可以通过塑料进行包覆模制，以便建立具有至少部分地包埋在模制层中的电子器件的多层结构。因此，电子器件可以对于环境是隐藏的并且免受环境条件诸如湿气、物理冲击或尘土，而模制层还可以在美学、传输介质、定尺寸等方面具有各种附加用途。

3、电子器件诸如电子部件、集成电路(ic)和导体通常可以通过多种不同技术设置在基板元件上。例如，现成的电子器件诸如各种表面安装设备(smd)可以安装在最终形成多层结构的内部或外部界面层的基板表面上。另外，属于术语“印刷电子器件”的技术可以应用于直接且基本上添加地将电子器件生产到相关联的基板。在该上下文中，术语“印刷”是指能够通过基本上添加的印刷工艺从印刷品生产电子器件/电气元件的各种印刷技术，包括但不限于丝网印刷、柔版印刷和喷墨印刷。使用的基板可以是柔性的，但并非总是如此。

4、电子组件用于各种不同的应用中。在许多这些应用中，诸如在利用电子器件的许多控制系统或用户界面中，用于监测和/或用于响应影响其压力的变化的传感器、开关和/或设备——例如压力传感器或机械按钮——是期望的特征件。传感器可以是基于监测电容、电感或电阻的，或者是基于光学性质的变化的或基于各种其他已知技术的。利用传感器的设备可以具有各种形式，并且可以用于不同目的及不同环境。

5、其中例如利用机械按钮的技术领域的一个示例是汽车产业。车辆可以具有连接到车辆的公共电力系统的各种电子设备。该设备通常通过下述进行控制：通过使用监测影响它们的压力和/或响应于所述压力的变化而运行的设备或者通过诸如在机械按钮的情况下施加力。此外，电容开关可以用作控制车辆中的设备的装置。然而，在那些条件下，电容非接触式电气开关易于出现由电磁干扰引起的错误功能，或者易于出现由电容传感器或其系统的错误检测，该错误检测是响应于并非意在引起电容传感器的所述检测或动作的手部运动而做出的。

6、也可以使用典型的机械按钮，但是，它们趋向于较大、昂贵并且暴露于污垢诸如来自用户手指的油脂，并且在其他方面可能不利地影响车辆高雅的内饰表面。当将机械按钮集成到周围结构时，该结构被设计成使得按钮可以被布置并固定到结构，并且使得可以响应于施加到按钮的压力而移动该按钮。典型地，这通过使按钮或可旋转开关与周围结构分离来完成，例如，从结构突出或至少具有间隙，使得能够相对于结构移动。按钮或开关可以经包覆层压，或者可以布置单独的保护层以覆盖按钮或开关，以便保护它们免受污垢并提供相对于周围结构的更均匀的外表面。经外层层压体或单独的保护层使得其让按钮或开关能够使用，也就是说，为了能够操作按钮或开关，它是高度柔性的。然而，当重复使用时，层压体或层可能很容易损坏或磨损。层压体或层可能很容易从按钮或开关脱落，从而使设备的性能退化。

7、因此，仍然需要开发一种用于制造压力感测开关和设备的方法，并且需要其设备，相较于已知的尝试方案这些方法和设备不那么容易受干扰并且操作更可靠。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于制造应变计量设备的方法、一种应变计量设备及其用途、一种称重设备和一种水平指示器设备。本发明的另一目的是该方法有利于应变计量设备的制造，并且应变计量设备耐用且操作可靠。

2、本发明的目的通过由本发明实施方式限定的一种方法、一种应变计量设备及其用途、以及一种称重设备和一种水平指示器设备来实现。

3、根据第一方面，提供了一种用于制造应变计量设备的方法。该方法包括获得用于容纳电子部件的第一基板，优选为第一可成型基板膜。该方法还包括通过印刷电子器件的方法诸如通过丝网印刷或喷墨印刷将应变计量装置印刷在第一基板上。该方法还包括优选地通过利用注塑模制来模制一模制材料层，该模制材料层包埋应变计量装置。

4、该方法可以包括使包括印刷的应变计量装置的第一基板成型，诸如热成型或冷成型。

5、该方法可以包括获得第二基板，优选为第二可成型基板膜，其中，模制包括在第一基板与第二基板之间诸如在两个基板膜之间模制该模制材料层。

6、应变计量装置可以是第一应变计量装置，并且该方法可以包括将至少一个第二应变计量装置印刷在第二基板上，至少部分地处于与第一应变计量装置对应的位置处。

7、第一基板和第二基板中的至少一个，诸如基板膜，可以是柔性的。

8、该方法可以包括布置控制单元，以用于控制在第一基板或第二基板上的应变计量装置的操作，以及通过诸如印刷电子器件的方法在控制单元与应变计量装置之间布置电连接件。模制可以优选地包括模制该模制材料层，以包埋控制单元。

9、该方法可以包括在第一基板和第二基板上布置电容感测设备诸如电容传感器的电容感测元件。

10、第一基板膜可以包括金属，优选具有高电阻率，诸如高于或等于0.1微欧姆/米(micro-ohm/m)。该方法可以包括在第一基板上设置绝缘层，诸如利用介电墨印刷介电层，并且将应变计量装置印刷在所述绝缘层上。

11、根据第二方面，提供了一种应变计量设备。应变计量设备包括在第一基板上诸如在基板膜上的印刷的应变计量装置，其中，该印刷的应变计量装置被包埋在模制材料层中。

12、应变计量设备可以包括至少三个印刷的应变计量装置，并且该设备可以被配置成基于该至少三个印刷的应变计量装置通过三角测量来定位施加到第一基板的压力。本文提到的施加压力是指在某一点或区域的压力相对于周围区域的压力的偏差。这可以是例如在小的区域上由于用户的手指的推动运动导致的压力增加。

13、应变计量设备可以包括第二基板，诸如可成型第二基板膜，其中，包埋应变计量装置的模制材料层被布置在第一基板与第二基板之间。

14、应变计量装置可以是在第一基板上的第一应变计量装置，并且设备可以包括至少一个第二应变计量装置，该至少一个第二应变计量装置印刷在第二基板上，至少部分地处于与第一应变计量装置对应的位置处。

15、应变计量设备可以包括控制单元，该控制单元在第一基板膜或第二基板膜上并且被布置成与应变计量装置电连接。

16、包括应变计量装置的第一基板，诸如可成型基板膜，可以被成型为三维(3d)形状。

17、应变计量装置可以被配置成用作加热元件。

18、至少第一基板可以是柔性的。

19、应变计量设备还可以包括电容感测设备，诸如包括两个电容感测元件。

20、应变计量设备可以被配置成使得电容感测设备被配置成提供第一触发信号，并且应变计量装置的电阻被配置成响应于第一触发信号而被监测。

21、应变计量设备可以被配置成使得应变计量装置的电阻被配置成被监测并且提供第一触发信号，并且电容感测设备被配置成响应于第一触发信号而被监测。

22、第一基板可以包括或基本上由下述材料中的一种构成：塑料、聚合物、聚碳酸酯、聚碳酸酯-丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚酰亚胺、甲基丙烯酸甲酯和苯乙烯单体的共聚物(ms树脂)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、木材、皮革或织物。根据各种实施方式，基板可以包括或基本上由选自下述构成的组中的至少一种天然且通常但并非必须是有机生长的材料构成：木材、实木、单板、胶合板、茎皮、树皮、白桦树皮、软木(包括茎皮组织的木栓层)、天然皮革以及天然纺织品或织物材料(可以是由例如天然纤维而编织或针织或以其他方式生产的)，诸如棉、羊毛、亚麻、丝绸或类似物。

23、第一基板可以包括金属，诸如薄金属层，优选地具有高电阻率，诸如高于或等于0.1微欧姆/米。该设备还可以包括在第一基板上的绝缘层，诸如介电墨的印刷的介电层，并且印刷的应变计量装置可以在所述绝缘层上。

24、根据第三方面，提供了一种手-放置-离开检测传感器。手-放置-离开检测传感器包括根据第二方面的应变计量设备。

25、根据第四方面，提供了一种转向盘。该转向盘包括根据第三方面的手-放置-离开检测传感器。

26、根据第五方面，提供了根据第二方面的应变计量设备在手-放置-离开检测中的用途。

27、根据第六方面，提供了一种称重设备。称重设备包括根据第二方面的应变计量设备。

28、根据第七方面，提供了根据第二方面的应变计量设备用于称重的用途。

29、根据第八方面，提供了一种水平指示器设备。水平指示器设备包括根据第二方面的应变计量设备。

30、根据第九方面，提供了根据第二方面的应变计量设备用于水平指示的用途。

31、本发明的效用源于取决于实施方式的多个议题。可以通过在基板上印刷一个或多个应变计量装置来容易地制造应变计量设备。此外，可以通过使用某种墨和/或通过设计应变计量装置的几何结构来容易地调整应变计量装置及其特点，诸如电阻值或电阻率，使得获得所期望的特点。通过在应变计量装置上模制一材料层或通过模制材料层以包埋应变计量装置，应变计量装置被保护免受环境和干扰的影响，耐用且操作可靠。此外，通过利用印刷的应变计量装置和模制材料层的组合，确保了应变计量装置与通过该计量装置感测作为应变的力或压力要被施加的表面的机械耦接。此外，除了适当的机械耦接之外，模制材料层有利地将力传递到该计量装置，因此可以使应变计量设备对力敏感。因此，本发明促进了制造具有上述特性的应变计量设备，并提供了这样的有利的设备。

32、术语“第一”、“第二”、“第三”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个元素与另一个元素区分开。

33、本文提出的本发明的示例性实施方式不应被解释为对所附权利要求的适用性构成限制。动词“包括”在本文中用作开放式限制，其不排除还未记载的特征的存在。除非另有明确说明，否则从属权利要求中记载的特征可以相互自由组合。

34、特别是在所附权利要求中阐述了被认为是本发明特点的新颖特征。然而，本发明本身，无论是其构造还是其操作方法及其用途，以及其附加目的和优点，将根据联系附图阅读时的以下特定实施方式的描述得到最佳理解。