超薄型壓力感測器

11 / 21 . 2013
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作者:簡韻真

觸覺是你我跟世界互動中不可或缺的一部份,人們每天拿著行動裝置滑啊滑的;隨著3C產品發展愈來愈輕薄短小,目前研發中的壓力觸控感測器的裝置厚度僅0.2㎜,不只能偵測平面訊號,還能感測垂直平面的壓力與3D感測深淺輕重,將廣泛的應用在這些產品上。

台灣最大的產業技術研發機構-工研院的軟性電子計畫最終目標就是要研發環保、薄型化、精準感應壓力的大面積電子皮膚(Electronic Skin)。目前軟性壓力感測技術已經技轉且商品化,與筆電大廠合作的觸控型鍵盤去年底已上市,其他還有平版電腦的外接鍵盤與觸控筆。

薄薄一張的可撓感測器,能做成各種大小,鋪在各種表面上,更能根據使用需求,以不同的材料、電路設計,偵測 3 克重的壓力到 3000 公斤。其是精密印刷出含奈米粉體的高分子複合材料,因所受的壓力不同會有不同的導電路徑,導致導電度不同。透過電流與壓力間的線性換算,可以偵測連續位階的壓力變化,而不像是一般鍵盤只有按下去與沒按。

可做成單點偵測,或是多點偵測,上下兩層平行方向垂直的電極,交錯成格點,每個格點就是一個感應點。除了做成超薄的鍵盤,也將要推出可偵測壓力變化的觸控筆。讓專業的數位創作者,可以自由調整筆觸,忠實地呈現出筆畫的粗細,也可根據產品的需求做出設計,所以應用極為廣泛。

目前在醫療器材上的應用有:鞋墊。許多人站姿不良不自知,使腳部受到不正常的壓迫,感壓式鞋墊可以即時透過無限傳輸在螢幕上顯示壓力及重心分布,以調整站姿。對於糖尿病患者來說更需要,因為病情嚴重時會有四肢末稍的神經病變,腳部的感覺減退。之前有個廣告就是小女孩騎腳踏車壓到阿嬤的腳,但阿嬤完全沒感覺。這樣很危險,受力不均造成關節病變或是不小心受傷感染,有了感壓鞋墊,就可以即時發現、即時矯正、即時處理。

軟性壓力感測薄膜目前已廣泛應用在所有3C產品上,未來將透過差異化的產品應用,擴大軟性壓力感測器應用版圖,其創新的應用領域包括教育遊戲產業、醫療輔具產業、汽車電子、音樂教育等產業潛力無窮。

「軟性超薄型壓阻感測技術」乃Uneo利永環球科技股份有限公司技術轉移自工研院電光所執行經濟部科技專案之成果,並已成功進入商品化階段。主要採用印刷技術,感測陣列擁有可撓曲的特性外,相較於傳統薄膜開關與微機電式壓力感測技術,更擁有低製造成本、力量灰階感測、和輕薄的實體厚度(~0.2mm)。其應用範圍包括:醫療、教育、娛樂、汽車等產業,產品如:健康照顧床、警示裝置、感測地墊、智慧型汽車座墊、遊戲操作介面等, 並榮獲美國華爾街日報2010全球科技創新獎。感測元件更擁有環保、高線性力量感測、和較薄的實體厚度(~0.2mm)等優勢。目前已量產全球領先之產品應用,如:平板電腦用超薄型靈敏度可調式鍵盤、主動式壓力筆元件、穿戴式醫療級壓力感測零組件,以破壞性的創新手法將生活帶入新的領域。