用于机电传感器的防潮保护

摘要

本发明涉及一种用于应变片(13、13′)的多层覆盖物(16)，其中应变片(13、13′)被施加或可以被施加到测力装置的形变体(1)上，作为防止潮湿渗入的保护覆盖物。应变片(13)具有施加到载体基底(15)上的应变敏感的电阻器轨道(14)以及用于接触电阻器轨道(14)的连接器电极(17)。应变片(13、13′)设置有至少一个多层覆盖物(16)，该多层覆盖物(16)覆盖载体基底(15)的至少一部分和/或电阻器轨道(14)和/或连接器电极(17)，以及作为防止潮湿渗入的保护覆盖物。多层覆盖物(16)由聚合物层(19)和阻挡层(20)的交替序列组成，以及由至少三个薄的单层组成。当多层覆盖物(16)被用于已经设置在测力装置之形变体上的应变片(13、13′)时，多层覆盖物(16)也可以覆盖形变体(1)的一部分。

权利要求

1、一种测力装置，具有形变体(1)以及具有设置在所述形变体 (1)上的至少一个应变片(13、13′)，其中所述至少一个应变片(13、 13′)具有设置在载体基底(15)上的应变敏感的电阻器轨道(14) 以及用于接触所述电阻器轨道(14)的若干连接器电极(17)，以及 其中还有所述至少一个应变片(13、13′)以及所述形变体(1)的 一部分设置有多层覆盖物(16)，其特征在于：所述多层覆盖物(16) 包括第一聚合物层(19′)，其中第一聚合物层(19′)形成所述应 变片(13、13′)以及由所述多层覆盖物(16)所覆盖的所述形变体 (1)之部分的边界层，所述第一聚合物层(19′)执行相对于待覆 盖区域之表面粗糙度的平整作用，并且覆盖载体基底(15)和/或电 阻器轨道(14)和/或连接器电极(17)的边界以及垂直于层平面的 表面；所述多层覆盖物(16)还包括设置在所述第一聚合物层(19 ′)上的阻挡层(20)和设置在所述阻挡层(20)上的中间聚合物层 (19″)，以及设置在所述中间聚合物层(19″)上的另一阻挡层(20)， 其中，将中间聚合物层(19″)和阻挡层(20)的交替序列重复期望 的次数，其中，该第一聚合物层(19’)、每一个阻挡层(20)以及 每一个中间聚合物层(19″)是在淀积处理期间产生，以便粘贴到它 们各自下部的表面。

2、根据权利要求1的测力装置，其特征在于：在该第一聚合物 层(19′)下面设置有一个绝缘子层。

3、根据权利要求1的测力装置，其特征在于：聚合物覆盖层 (19″′)形成面对环境大气的所述多层覆盖物(16)的边界层。

4、根据权利要求1的测力装置，其特征在于：所述阻挡层(20) 的层厚度介于5nm和200nm之间。

5、根据权利要求1的测力装置，其特征在于，所述阻挡层(20) 的层厚度介于10nm和50nm之间。

6、根据权利要求1的测力装置，其特征在于：所述聚合物层的 层厚度介于50nm和1500nm之间。

7、根据权利要求1的测力装置，其特征在于，所述聚合物层的 层厚度介于100nm和200nm之间。

8、根据权利要求1的测力装置，其特征在于：所述多层覆盖物 (16)的总厚度至多为十微米。

9、根据权利要求1的测力装置，其特征在于，所述多层覆盖物 (16)的总厚度在低于一微米的范围内。

10、根据权利要求3所述的测力装置，其特征在于：形成所述应 变片(13、13′)以及由所述多层覆盖物(16)所覆盖的所述形变体 (1)部分之边界层的第一聚合物层(19′)比在所述多层覆盖物(16) 构造中随后设置的中间聚合物层(19″)和/或聚合物覆盖层(19″′) 之每一个的厚度大，以便允许所述第一聚合物层(19′)平整所述应 变片(13、13′)以及所述形变体(1)的表面粗糙度。

11、根据权利要求1的测力装置，其特征在于：所述阻挡层(20) 由一种绝缘材料组成。

12、根据权利要求11的测力装置，其特征在于，所述阻挡层(20) 由氧化物、硼化物、氮化物、氟化物、碳化物、这些材料的任何组合 物、或陶瓷混合物、或类金刚碳组成。

13、根据权利要求11的测力装置，其特征在于：所述阻挡层(20) 由二氧化硅、氮化硅、氧化钛、氮化钛、氧化铝、或氧化铬组成。

14、根据权利要求1的测力装置，其特征在于：所述阻挡层(20) 由金属组成。

15、根据权利要求14的测力装置，其特征在于：所述阻挡层(20) 由铝、银、金、铜、铬、钛、镍、金属合金、或者金属互化物组成。

16、根据权利要求3的测力装置，其特征在于：中间聚合物层 (19″)和/或聚合物覆盖层(19″′)由无机物-有机物混合聚合物 组成。

17、根据权利要求1的测力装置，其特征在于：所述阻挡层(20) 包括至少两个子层，其中所述子层由相同的或不同的材料组成。

18、根据权利要求1的测力装置，其特征在于：第一聚合物层 (19′)、中间聚合物层(19″)中的每一个包括至少两个子层，其中 所述子层由相同的或不同的聚合物材料组成。

19、根据权利要求3的测力装置，其特征在于：聚合物覆盖层 (19″′)包括至少两个子层，其中所述子层由相同的或不同的聚合 物材料组成。

20、根据权利要求1的测力装置，其特征在于：所述阻挡层(20) 借助于下列淀积方法来产生：真空中的气相淀积、空气中的气相淀积、 等离子淀积、溅射、溶胶凝胶方法、化学气相淀积、或者用于淀积金 属的电化学淀积。

21、根据权利要求3的测力装置，其特征在于：第一聚合物层 (19′)、中间聚合物层(19″)和聚合物覆盖层(19″′)通过真空 中的气相淀积、空气中的气相淀积、由闪蒸或等离子体淀积或旋转涂 布来淀积的单体和低聚体的本体聚合来产生。

22、根据权利要求1的测力装置，其特征在于：所述电阻器轨道 (14)为一个弯曲形状。

23、根据权利要求22的测力装置，其特征在于：在电阻器轨道 (14)的区域中，所述多层覆盖物(16)作为所述应变片(13)的局 部覆盖物。

24、根据权利要求22的测力装置，其特征在于：在弯曲形状的 电阻器轨道(14)之曲折回路(22)的区域中，所述多层覆盖物(16) 作为所述应变片(13)的局部覆盖物。

25、一种应变片，具有应变敏感的电阻器轨道(14)和用于提供 与所述电阻器轨道(14)接触连接的连接器电极(17)，其中所述电 阻器轨道(14)和所述连接器电极(17)设置在所述载体基底(15) 上，其中应变片(13、13′)设置有多层覆盖物(16)作为保护覆盖 物，该多层覆盖物(16)覆盖所述载体基底(15)的至少一部分和/ 或所述电阻器轨道(14)和/或所述连接器电极(17)，其特征在于： 所述多层覆盖物(16)包括第一聚合物层(19′)，其中第一聚合物 层(19′)形成所述应变片(13、13′)以及由所述多层覆盖物(16) 所覆盖的所述形变体(1)之部分的边界层，所述第一聚合物层(19’) 执行相对于待覆盖区域之表面粗糙度的平整作用，并且覆盖载体基底 (15)和/或电阻器轨道(14)和/或连接器电极(17)的边界以及垂 直于层平面的表面；所述多层覆盖物(16)还包括设置在所述第一聚 合物层(19′)上的阻挡层(20)和设置在所述阻挡层(20)上的中 间聚合物层(19″)，以及设置在所述中间聚合物层(19″)上的另 一阻挡层(20)，其中，将中间聚合物层(19″)和阻挡层(20)的 交替序列重复期望的次数，其中在淀积处理期间产生该第一聚合物层 (19’)、每一个阻挡层(20)以及每一个中间聚合物层(19″)。

26、根据权利要求25的应变片，其特征在于：在表面平整的第 一聚合物层(19′)下面设置有一绝缘子层。

27、根据权利要求25的应变片，其特征在于：聚合物覆盖层 (19″′)形成面对环境大气的所述多层覆盖物(16)的边界层。

28、根据权利要求25的应变片，其特征在于：所述阻挡层(20) 的层厚度介于5nm和200nm之间。

29、根据权利要求25的应变片，其特征在于，所述阻挡层(20) 的层厚度介于10nm和50nm之间。

30、根据权利要求25的应变片，其特征在于：所述聚合物层的 层厚度介于50nm和1500nm之间。

31、根据权利要求25的应变片，其特征在于：所述聚合物层的 层厚度介于100nm米和200nm之间。

32、根据权利要求25的应变片，其特征在于：所述多层覆盖物 (16)的总厚度至多为十微米。

33、根据权利要求25的应变片，其特征在于：所述多层覆盖物 (16)的总厚度在低于一微米的范围内。

34、根据权利要求27的应变片，其特征在于：形成所述载体基 底(15)以及电阻器轨道(14)之边界层的所述第一聚合层(19′) 比在所述多层覆盖物构造中随后设置的聚合物层(19″)和/或聚合 物覆盖层(19″′)的厚度大，以使所述第一聚合层(19′)平整所述 载体基底(15)和电阻器轨道(14)的表面粗糙度。

35、根据权利要求25的应变片，其特征在于：所述阻挡层(20) 由一种绝缘材料组成。

36、根据权利要求25的应变片，其特征在于：所述阻挡层(20) 由氧化物、硼化物、氮化物、氟化物、碳化物、这些材料的任何组合 物、或陶瓷混合物、或类金刚碳组成。

37、根据权利要求36的应变片，其特征在于：所述阻挡层(20) 由二氧化硅、氮化硅、氧化钛、氮化钛、氧化铝、或氧化铬组成。

38、根据权利要求25的应变片，其特征在于：所述阻挡层(20) 由金属组成。

39、根据权利要求25的应变片，其特征在于：所述阻挡层(20) 由铝、银、金、铜、铬、钛、镍、金属合金、或者金属间化合物组成。

40、根据权利要求27的应变片，其特征在于：中间聚合物层 (19″)和/或聚合物覆盖层(19″′)由无机物-有机物混合聚合物 组成。

41、根据权利要求25的应变片，其特征在于：所述阻挡层(20) 包括至少两个子层，其中所述子层由相同的或不同的材料组成。

42、根据权利要求25的应变片，其特征在于：第一聚合层(19′)、 中间聚合物层(19″)中的每一个包括至少两个子层，其中所述子层 由相同的或不同的聚合物材料组成。

43、根据权利要求27的应变片，其特征在于：聚合物覆盖层 (19″′)包括至少两个子层，其中所述子层由相同的或不同的聚合 物材料组成。

44、根据权利要求25的应变片，其特征在于：所述阻挡层(20) 通过下列的淀积方法来产生：真空中的气相淀积、空气中的气相淀积、 等离子淀积、溅射、溶胶凝胶方法、化学气相淀积、或者用于淀积金 属的电化学淀积。

45、根据权利要求27的应变片，其特征在于：第一聚合物层 (19′)、中间聚合物层(19″)和聚合物覆盖层(19″′)通过真空 中的气相淀积、空气中的气相淀积、由闪蒸或等离子体淀积或旋转涂 布来淀积的单体和低聚体的本体聚合来产生。

46、根据权利要求25的应变片，其特征在于：所述电阻器轨道 (14)为一弯曲形状。

47、根据权利要求46的应变片，其特征在于：在电阻器轨道(14) 的区域中，所述多层覆盖物(16)作为局部覆盖物。

48、根据权利要求46的应变片，其特征在于：在弯曲形状的电 阻器轨道(14)之曲折回路(22)的区域中，所述多层覆盖物(16) 作为局部覆盖物。

49、根据权利要求25的应变片，其特征在于：多个应变片(13、 13′)设置为单排阵列或二维阵列。

50、多个应变片(13)的单排阵列或二维阵列(30、35)，其中， 所述应变片(13)具有设置在载体基底(15)上的应变敏感的电阻器 轨道(14)和用于接触该电阻器轨道(14)的连接器电极(17)，其 特征在于：利用狭长切口(32)的配置，穿孔所述单排阵列或两维阵 列(30、35)的载体基底(31、36)，同时连接部分(33、37)保留 在在相互连接相邻应变片(13)之载体基底(15)的位置，以及在应 变片的单排阵列或二维阵列(30、35)设置有狭长切口的配置之后， 多层覆盖物(16)作为保护覆盖物设置在所述应变片的单排阵列或二 维阵列(30、35)上，其中，所述多层覆盖物包括聚合物层(19)和 阻挡层(20)的交替序列，保护覆盖物的每一层都在淀积处理期间产 生，以使得粘贴到其各自下部的表面。

51、根据权利要求50的单排阵列或两维阵列(30、35)，其特征 在于：所述狭长切口的排列由沿着应变片(13)的侧面延伸的狭长切 口(32、34)组成，其中，每一个狭长切口在应变片(13)的侧面的 几乎整个长度上延伸。

52、一种在测力装置上形成多层覆盖物(16)作为保护覆盖物的 方法，该测力装置具有形变体(1)以及具有设置在形变体上的至少 一个应变片(13、13′)，其中所述至少一个应变片(13)具有设置 在载体基底(15)上的应变敏感的电阻器轨道(14)以及用于接触所 述电阻器轨道(14)的连接器电极(17)，其特征在于：表面平整的 第一聚合物层(19′)被施加到所述载体基底(15)的至少一部分和 /或所述电阻器轨道(14)和/或所述连接器电极(17)以及所述形变 体(1)上，其中表面平整的第一聚合物层(19′)覆盖所述载体基 底(15)和/或电阻器轨道(14)和/或连接器电极(17)的边界以及 也覆盖垂直于层平面的表面；其特征还在于：一薄阻挡层(20)淀积 在所述第一聚合物层(19′)上，阻挡层(20)之后淀积有另一个薄 的中间聚合物层(19″)、以及设置在该中间聚合物层(19″)上的另 一个薄的阻挡层(20)；以及其特征也在于：淀积薄的阻挡层(20) 和薄的中间聚合物层(19″)的交互序列重复期望的次数，其中聚合 物覆盖层(19″′)或薄阻挡层(20)形成面对环境大气的边界层， 其中，在淀积处理期间产生第一聚合物层(19′)、每一个阻挡层(20)、 每一个中间聚合物层(19″)和聚合物覆盖层(19″′)，以便粘贴到 它们各自下部的表面。

53、在单个应变片(13、13′)或多个应变片(13、13′)的单 排阵列或二维阵列上形成多层覆盖物(16)的方法，其中所述至少一 个应变片(13、13′)具有设置在载体基底(15)上的应变敏感的电 阻器轨道(14)以及用于接触所述电阻器轨道(14)的连接器电极(17)， 其特征在于：表面平整的第一聚合物层(19′)被施加到所述载体基 底(15)的至少一部分和/或所述电阻器轨道(14)和/或所述连接器 电极(17)，其中所述表面平整的第一聚合物层(19′)覆盖所述载 体基底(15)和/或电阻器轨道(14)和/或连接器电极(17)的边界 以及也覆盖垂直于层平面的表面；其特征还在于：薄阻挡层(20)淀 积在所述第一聚合物层(19′)上，阻挡层(20)随后淀积有薄的中 间聚合物层(19″)、以及设置在该中间聚合物层(19″)上的另一个 薄阻挡层(20)；以及其特征也在于：淀积薄的阻挡层(20)和薄的 中间聚合物层(19″)的交替序列重复期望的次数，聚合物覆盖层 (19″′)或者薄阻挡层(20)形成面对环境大气的边界层，在淀积 处理期间产生第一聚合物层(19′)、每一个阻挡层(20)、每一个中 间聚合物层(19″)和聚合物覆盖层(19″′)，以便粘贴到它们各自 下部分的表面。

54、根据权利要求53的方法，其特征在于：所述多层覆盖物(16) 淀积在应变片(13′)的载体基底(15)上，以及所述电阻器轨道(14) 和连接器电极(17)随后设置在所述多层覆盖物(16)的顶部。

55、根据权利要求53的方法，其特征在于：所述多层覆盖物(16) 淀积在应变片的载体基底(15)上，以及所述电阻器轨道(14)和连 接器电极(17)被设置在所述体基底(15)的相反侧。

56、根据权利要求55的方法，其特征在于：被覆盖的应变片借 助于电绝缘粘合材料(21)粘贴到所述形变体(1)上，其中，所述 电阻器轨道(14)位于面向所述形变体(1)的被覆盖的应变片一侧 上。

57、根据权利要求52或53的方法，其特征在于：所述阻挡层(20) 通过以下方法来产生：真空中的气相淀积、空气中的气相淀积、等离 子淀积、阴极真空喷镀、溶胶凝胶方法、化学气相淀积、或者用于淀 积金属的电化学淀积。

58、根据权利要求57的方法，其特征在于：通过在所述阻挡层 (20)产生期间改变淀积参数，使得所述阻挡层(20)以至少两个子 层的形式产生。

59、根据权利要求52或53的方法，其特征在于：所述第一聚合 物层(19′)、中间聚合物层(19″)和聚合物覆盖层(19″′)通过 真空中的气相淀积、空气中的气相淀积、由闪蒸或等离子体淀积或旋 转涂布来淀积的单体和低聚体的本体聚合来产生。

60、根据权利要求52或53的方法，其特征在于：在单个工艺操 作中，借助于两个源，通过在淀积装置中交替淀积聚合物层(19)和 阻挡层(20)，来产生多层覆盖物(16)。

61、根据权利要求52或53的方法，其特征在于：在淀积之前， 所述多层覆盖物(16)的下部基底经受等离子体清洗或化学清洗处理。

62、在应变片(13)的单排阵列或二维阵列(30、35)上产生保 护覆盖物的方法，其中，所述应变片(13、13′)具有设置在载体基 底(15)上的应变敏感的电阻器轨道(14)以及用于接触所述电阻器 轨道(14)的连接器电极(17)，其特征在于：在覆盖处理之前，利 用若干狭长切口的配置，穿孔所述单排阵列或二维阵列(30、35)的 载体基底(31、36)，由此产生连接部分，其中通过所述连接部分相 互连接相邻的应变片(13)的载体基底(15)，其中，在应变片的单 排阵列或二维阵列(30、35)设置有狭长切口的配置之后，多层覆盖 物(16)作为保护覆盖物设置在应变片的单排阵列或两维阵列(30、 35)上，以及其中，多层覆盖物(16)包括聚合物层(19)和阻挡层 (20)的交替序列，所述保护覆盖物的每一层都在淀积处理期间产生， 以使得粘贴到其各自下部的表面。

63、根据权利要求62的方法，其特征在于：所述狭长切口的配 置由沿着应变片(13)的侧面延伸的狭长切口(32、34)组成，其中， 每一个切口在应变片(13)之侧面的整个长度上延伸。

64、根据权利要求62或63的方法，其特征在于：为了产生狭长 切口的配置，从载体基底(31、36)凿掉材料。

说明书

技术领域

本发明涉及一种测力装置，其具有形变体以及设置在该形变体上 的至少一个应变片，其中该至少一个应变片(strain gauge)具有设置 在载体基底上的应变敏感的电阻器轨道(track)，以及用于接触该电 阻器轨道的连接器电极，并且其中所述至少一个应变片以及在某些情 况下该形变体的一部分设置有多层覆盖物。本发明也涉及一种单个应 变片或者涉及设置成一排或在一个区域上的多个应变片的阵列，其中 一个或多个应变片具有设置在载体基底上的应变敏感的电阻器轨道， 以及覆盖电阻器轨道以及载体基底其中至少一部分的多层覆盖物。本 发明还涉及一种用于形成在应变片或者在设置成一排或在一个区域 上的应变片之阵列上的多层覆盖物方法。另外，本发明还涉及一种带 有应变片的测力装置。

背景技术

应变片具有设置在载体基底上的金属电阻器轨道，其优选地借助 于化学蚀刻方法做成弯曲(meandering)结构。用于接触电阻器轨道 的连接器电极也设置在载体基底上。连接器电极通常与电阻器轨道一 起在一个工艺操作中制成，以及因此它们在大部分情况中由相同的材 料组成。电绝缘材料用作应变片的载体基底。取决于应用场合，人们 发现了由玻璃、陶瓷材料、在许多情况中聚合物、玻璃纤维加固聚合 物、或者复合材料做成的载体基底。应变片是测量元件，其中机械形 变引起电阻的变化，并且因此应变片被用来测量产生形变的力。
在称量技术领域中，举例来说，作用在形变体上的力引起形变， 该形变借助于应变片被转换成一个电信号。在根据此原理工作的测力 装置中，称量盘上的负载使负载接收部分相对于形变体之空间固定部 分产生一个位移，其中，该称量盘连接到形变体之垂直可移动的负载 接收部分。在优选实施例中，使用在测力装置中的形变体具有由位于 平行四边形四个角处的薄材料部分形成的四个弹性弯曲区域，使得负 载接收部分被设置作为平行四边形的一个垂直可移动的腿，其与优选 地固定到称量天平之外壳的固定的、类似的垂直四边形的腿相对。借 助于安装在弯曲区域其中之一上的至少一个应变片，大部分情况中， 借助于电绝缘粘合层，来测量发生在薄弯曲区域之变形的大小，作为 电阻变化。
由于它们的弹性特性，对于在称量技术领域中所使用的应变片， 聚合物基底材料是优选的选择，尤其是聚酰亚胺，还有环氧树脂、酚 醛树脂、三聚氰胺以及酮。聚合物载体基底具有低硬度的优势，使得 它们的形状可以很容易地与形变体一致。这尤其减小了粘合层中的机 械应力。利用聚合物基底，通常很少发现当硬质基底粘合到形变体时 发生的滞后效应(hysteresis effect)或粘合层的破坏。此外，用在带 有弯曲图样电阻器轨道的应变片中的聚合物基底通过已知的方法提 供了补偿负载信号之漂移的可能性，该已知方法是以合理选择的形 状，设计电阻器轨道的曲折回路(return loop)。此外，带有聚合物载 体基底的应变片易于处理，并且可以更有效的成本进行生产。
然而，聚合物具有的缺点在于：对水以及对溶剂具有相对高的吸 收能力，从而包围负载装置的周围空气的湿度，以及尤其是相对湿度 的变化对测量结果有持久影响。例如灵敏度、零点的稳定性以及蠕变 特性(即所谓的负载偏移)是在基于应变片传感器原理的侧立装置中 被与水和溶剂相关的潮湿所影响的参数。在10℃到40℃之间的常用 温度范围内，在其中包围测力装置的周围空气的湿度从大约30％r.H. 逐渐增加到85％r.H.的测量中，发现：周围参数的变化引起称量结果 发生满量程(满负载信号)数十或数百ppm(百万分比)数量级的变 化。
以物理术语，理解和解释称量结果之变化的某些原因。作为第一 因素，未受保护应变片的基底材料吸收潮湿，并且因此膨胀，由此增 加了电阻器轨道朝向弯曲区域的距离，并且小量地改变了由电阻器上 的弯曲区域引起的形变。作为第二因素，吸收的潮湿改变了基底材料 的弹性特性，并且由此改变了电阻器轨道的形变参数。作为第三要素， 基底材料中增加数量的潮湿可以引起在弯曲形状电阻器轨道的相邻 部分之间或者甚至电阻器轨道与金属形变体之间的泄漏电流。虽然正 如上述测量所显示的，这些影响与满量程信号相比很小，但是它们对 测力装置的测量信号的影响仍然很大，其中它们对测力装置的测量信 号的影响必须满足最高准确性的要求。因此，为了获得不受周围环境 条件很大影响的测量信号，特别是为了获取不受作用于基底材料和/ 或电阻器轨道上的潮湿所影响的测量信号，需要有保护装置和/或保 护措施。
已知的现有技术提供了应变片对引起测量信号变化之潮湿的保 护措施。例如DE 2728916A1描述了安装在测量传感器上的应变片的 覆盖物。首先，施加电绝缘层，例如树脂，或者将应变片嵌入到该层 中，使得包围应变片的传感器体的一部分也被覆盖。金属层设置在电 绝缘层的上部，并且也覆盖该传感器体的一部分。这样，可以将已经 安装在传感器上的应变片密封，以防止潮湿影响。
US5631622公开了保护应变片防止湿气的原理，其中电绝缘聚合 物覆盖物被施加到应变片中，以及在以在薄片上阵列形式制造多个应 变片之后，并且在薄片被切开成单个应变片之前，在覆盖物上碾压一 层金属箔，作为附加的覆盖物。在分离步骤之后，金属箔依然为每个 单个应变片提供大面积的防湿气保护覆盖物。
作为一种用于保护应变片防止侵蚀以提高测量特性的手段，在JP 7113697A中提出通过将薄的无机薄膜(例如厚度为大约100纳米 (nm)的二氧化硅)施加到应变片的表面作为一种防湿气的屏障来 阻止潮湿进入。随后，施加有机绝缘薄膜(例如厚度为大约10微米 (μm)的聚酰亚胺)，其用作堵塞无机薄膜中细微小孔或破裂，即所 谓的针孔，其中潮湿可以通过所谓的针孔渗入。通过这种双层覆盖物 所实现的保护总是不那么令人满意，尤其是在被设计用于较小负载的 高灵敏测力装置中。
在DE4015666C2中公开了一种带有应变片的压力传感器，其中， 二氧化硅或者碳化硅的气相淀积的扩散密封的电绝缘覆盖物(优选地 为2到4微米厚)被施加到应变片以及载体基底的相邻部分。另一个 实施例也可以使金属层(优选地为一层镍)覆盖的底部具有一层二氧 化硅的覆盖物。
先前描述的方案所遇到的问题在于：形成在整个应变片上的覆盖 物的保护覆盖物或保护箔，尤其是具有强阻挡效果的无机覆盖物或箔 具有相对大的质量以及高的硬度，使得它们也引起由应变片所产生的 测量结果的变化。不管防护层是直接用于已经安装在测量传感器上的 应变片或者在其制造之后将覆盖物同时施加到大量应变片上，都存在 这个问题。如现有技术中所公开的那样，利用几微米数量级的相对较 厚的覆盖物或箔覆盖应变片所产生的所谓分力(bypass force))引起 了测量误差。金属覆盖物或尤其箔在测量上导致分力，因为硬度相当 高，尽管它们厚度仅仅为几微米(μm)。例如因为厚的无机保护覆盖 物具有自身高的硬度，所以常常发生分力，并且这样明显地导致了形 变体的上述的弯曲区域的总硬度。这些问题尤其出现在用于测量较小 力的测力装置中，因为在这种情况中，弯曲区域非常薄，以便提供高 的灵敏度。因而，保护覆盖物的弹性特性所不期望的变化(例如弹性 后效应(称为蠕变)、高的无弹性部件、尤其是应变滞后)引起了不 可再生的测量误差，并且因此不能用于基于软件的弥补技术。
另一方面，毫无疑问，需要防止用作尤其可以在非常薄的潮湿阻 挡覆盖物中产生的潮湿的通道，如JP 7113 697A中描述的所谓的针 孔，或者需要至少最大程度的减小它们的影响。
在EP 0107966 A2中描述的粘合带具有顶部覆盖有铝层的聚合体 基底，以及也有粘合层，通过其将粘合带粘贴覆盖在已经安装在测力 装置的应变片上，来作为防止潮湿渗透的保护方法。另外，由箔覆盖 应变片的电连接部分。

发明内容

因此，本发明的目的在于提出一种用于或者可以用于安装在测力 装置的形变体上的应变片的保护覆盖物，其一方面可以阻止潮湿进 入，以及另一方面能避免或者至少明显地减少分力。
本发明提供一种测力装置，具有形变体以及具有设置在形变体上 的至少一个应变片，其中至少一个应变片具有设置在载体基底上的应 变敏感的电阻器轨道以及用于接触电阻器轨道的若干连接器电极，以 及其中还有至少一个应变片以及所述形变体的一部分设置有多层覆 盖物，其中，多层覆盖物包括第一聚合物层，其中第一聚合物层形成 应变片以及由多层覆盖物所覆盖的形变体之部分的边界层，第一聚合 物层执行相对于待覆盖区域之表面粗糙度的平整作用，并且覆盖载体 基底和/或电阻器轨道和/或连接器电极的边界以及垂直于层平面的表 面；多层覆盖物还包括设置在第一聚合物层上的阻挡层和设置在阻挡 层上的中间聚合物层，以及设置在中间聚合物层上的另一阻挡层，其 中，可以将中间聚合物层和阻挡层的交替序列重复期望的次数，其中， 该第一聚合物层、每一个阻挡层以及每一个中间聚合物层是在淀积处 理期间产生，以便粘贴到它们各自下部的表面。
本发明还提供一种应变片，具有应变敏感的电阻器轨道和用于提 供与电阻器轨道接触连接的连接器电极，其中电阻器轨道和连接器电 极设置在载体基底上，其中应变片设置有多层覆盖物作为保护覆盖 物，该多层覆盖物覆盖载体基底的至少一部分和/或电阻器轨道和/或 连接器电极，其中，多层覆盖物包括第一聚合物层，其中第一聚合物 层形成应变片以及由多层覆盖物所覆盖的形变体之部分的边界层，第 一聚合物层执行相对于待覆盖区域之表面粗糙度的平整作用，并且覆 盖载体基底和/或电阻器轨道和/或连接器电极的边界以及垂直于层平 面的表面；多层覆盖物还包括设置在第一聚合物层上的阻挡层和设置 在阻挡层上的中间聚合物层，以及设置在中间聚合物层上的另一阻挡 层，其中，可以将中间聚合物层和阻挡层的交替序列重复期望的次数， 其中在淀积处理期间产生该第一聚合物层、每一个阻挡层以及每一个 中间聚合物层。
本发明还提供一种多个应变片的单排阵列或二维阵列，其中，应 变片具有设置在载体基底上的应变敏感的电阻器轨道和用于接触该 电阻器轨道的连接器电极，其中，利用狭长切口的配置，穿孔该单排 阵列或两维阵列的载体基底，同时连接部分保留在在相互连接相邻应 变片之载体基底的位置，以及在应变片的单排阵列或二维阵列设置有 狭长切口的配置之后，多层覆盖物作为保护覆盖物设置在应变片的单 排阵列或二维阵列上，其中，多层覆盖物包括聚合物层和阻挡层的交 替序列，保护覆盖物的每一层都在淀积处理期间产生，以使得粘贴到 其各自下部的表面。
本发明还提供一种在测力装置上形成多层覆盖物作为保护覆盖 物的方法，该测力装置具有形变体以及具有设置在形变体上的至少一 个应变片，其中至少一个应变片具有设置在载体基底上的应变敏感的 电阻器轨道以及用于接触电阻器轨道的连接器电极，其中，表面平整 的第一聚合物层被施加到载体基底的至少一部分和/或电阻器轨道和/ 或连接器电极以及形变体上，其中表面平整的第一聚合物层覆盖载体 基底和/或电阻器轨道和/或连接器电极的边界以及也覆盖垂直于层平 面的表面；其中，一薄阻挡层淀积在第一聚合物层上，阻挡层之后淀 积有另一个薄的中间聚合物层、以及设置在该中间聚合物层上的另一 个薄的阻挡层；其中，淀积薄的阻挡层和薄的中间聚合物层的交互序 列重复期望的次数，其中聚合物覆盖层或薄阻挡层形成面对环境大气 的边界层，其中，在淀积处理期间产生第一聚合物层、每一个阻挡层、 每一个中间聚合物层和聚合物覆盖层，以便粘贴到它们各自下部的表 面。
本发明还提供一种在单个应变片或多个应变片的单排阵列或二 维阵列上形成多层覆盖物的方法，其中至少一个应变片具有设置在载 体基底上的应变敏感的电阻器轨道以及用于接触电阻器轨道的连接 器电极，其中，表面平整的第一聚合物层被施加到载体基底的至少一 部分和/或电阻器轨道和/或连接器电极，其中表面平整的第一聚合物 层覆盖载体基底和/或电阻器轨道和/或连接器电极的边界以及也覆盖 垂直于层平面的表面；其中，薄阻挡层淀积在第一聚合物层上，阻挡 层随后淀积有薄的中间聚合物层、以及设置在该中间聚合物层上的另 一个薄阻挡层；其中，淀积薄的阻挡层和薄的中间聚合物层的交替序 列重复期望的次数，聚合物覆盖层或者薄阻挡层形成面对环境大气的 边界层，在淀积处理期间产生第一聚合物层、每一个阻挡层、每一个 中间聚合物层和聚合物覆盖层，以便粘贴到它们各自下部分的表面。
本发明还提供一种在应变片的单排阵列或二维阵列上产生保护 覆盖物的方法，其中，应变片具有设置在载体基底上的应变敏感的电 阻器轨道以及用于接触电阻器轨道的连接器电极，其中，在覆盖处理 之前，利用若干狭长切口的配置，穿孔单排阵列或二维阵列的载体基 底，由此产生连接部分，其中通过连接部分相互连接相邻的应变片的 载体基底，其中，在应变片的单排阵列或二维阵列设置有狭长切口的 配置之后，多层覆盖物作为保护覆盖物设置在应变片的单排阵列或两 维阵列上，以及其中，多层覆盖物包括聚合物层和阻挡层的交替序列， 保护覆盖物的每一层都在淀积处理期间产生，以使得粘贴到其各自下 部的表面。
本发明利用了在主要无机物材料中发现的良好的阻挡特性，以及 通过使用非常薄的阻挡覆盖物，减少了与现有技术结合的厚的无机物 覆盖物的高硬度。这发生在具有薄阻挡层和薄聚合物层之交替序列的 多层中。尽管聚合物层仅仅具有一种普通的阻挡效果并且由此其本身 经常不能提供足够的潮湿保护，但是聚合体具有硬度相当低的优势。 当与薄的主要无机物阻挡层组合使用时，聚合物层是降低具有多层的 覆盖物之硬度的合适手段。这个概念保持了开始提到的与用于应变片 的聚合体基底材料的低硬度相结合的优势。利用多层覆盖物中的非常 薄的阻挡层，可以最大程度地避免上述分力的缺点。作为阻挡层的主 要无机物电绝缘或金属层的硬度相当低，其大约与相邻于阻挡层的聚 合物层是相同的数量级，阻挡层的厚度大约为5纳米(nm)到200nm， 在单个情况下，等于500nm，然而优选地，为10nm到50nm。
同样，通过多层覆盖物中的聚合物层，减少了覆盖物技术中众所 周知的薄膜中的所谓的针孔，例如：在阻挡层中的细微小孔或者裂缝。 除了包括覆盖物材料本身的其它许多覆盖物参量之外，阻挡层中的针 孔的大小和数量取决于下面基底的粗糙程度以及平坦程度，但是它们 仅仅在很小的程度上依赖覆盖物层的厚度。聚合物层具有平整作用， 这很大程度的阻止了针孔的出现或者至少减小它们的影响。薄阻挡层 以及聚合物层的序列首先对上述的针孔提供了一些密封作用，以及其 次，使针孔从一层阻挡层到下一层交错排列，由此阻止潮湿穿过这些 薄弱的区域，因为水以及溶剂分子都被迷宫式的障碍拦截，其中阻挡 层的厚度大约为5纳米(nm)到200nm，在个别情况下，直到500nm， 然而优选地为10nm到50nm，聚合物层的厚度为50nm，直到1500nm。 因此，可以对应变片实现有效的潮湿保护，而没有给测量结果造成有 害影响。
本发明消除了另一个与厚的无机阻挡层结合的缺点，例如：覆盖 物剥落的风险，其将称为脱层。脱层的原因在于：从应变片的表面到 阻挡层的转变处产生的机械应力相当大，并且这是由于相对厚的阻挡 层具有高硬度。使用根据本发明的与薄聚合物层交替的薄阻挡层，对 于阻挡层从下部基底表面上不必要的剥落，提供了非常高的稳固性。
当使用本发明的整个薄多层保护覆盖物以及利用主要无机物阻 挡层和表面光滑的聚合物层的序列时，多层覆盖物可以覆盖已经安装 在测力装置上的应变片或者为安装在测力装置上所设计的应变片。根 据本发明，多层覆盖物的主要目的是使这种测力装置之测量性能的负 面效应最小化，该负面效应由于潮湿渗入而引起，以及同时很大程度 上阻止了分力(bypass force)，该分力是由于厚的阻挡层或阻挡箔而 产生的，并且伪造(falis)被阻挡层或箔所获取的相同的测量性能。
通过应用前面描述的原理，有力地提高了具有一个或多个安装在 形变体上作为传感元件的应变片的测力装置的灵敏度，使得例如装备 有这些测力传感器的称量天平的分辨率可以被提升到这样一个水平， 即，迄今只有利用电磁力补偿原理工作的天平才能达到该水平。
以下将通过参考简化的示意附图，借助于典型实施例，来进一步 详细解释本发明。

附图说明

图1表示带有安装在形成弯曲枢轴的薄材料部分上的应变片的 冲量单元之形变体的立体图；
图2表示由图1中的圆A所包围的形变体的一部分的放大立体 图，该部分装载提供有多层覆盖物的应变片；
图3表示具有多层覆盖物的单个应变片的立体图；
图4表示具有多层覆盖物的单个应变片的截面图；
图5表示具有直接施加到载体基底的多层覆盖物的应变片的另 一个实施例的截面图；
图6描述了排列成一排的应变片阵列，其具有在相邻的应变片之 间的载体材料中的若干狭长切口；以及
图7描述了延伸在两维区域上的应变片阵列，其具有在相邻应变 片之间的载体材料中的若干狭长切口。

具体实施方式

图1描述了称量单元的形变体1，其具有设置在平行四边形的角 点处的四个弹性弯曲区域2、3、4和5。弯曲区域2、3、4和5由开 口8之加宽端部6、7的曲线轮廓形成，其中开口8处于整块形变体 1的中心位置。在图1左手部分示出的形变体1的负载接收装置9是 可以垂直移动的。如果将负载放置在称量盘上(图中没有示出称量盘， 但是其可以借助于多个螺丝固定到负载接收装置9的螺孔10上)，当 弯曲区域2、3、4和5经受形变时，负载接收装置9相对于形变体1 的固定部分11(显示在图中右手部分)垂直向下移动。借助于应变 片13来测量形变，其中应变片13粘贴结合到位于弯曲区域2和4处 的形变体1的顶端12。应变片具有应变敏感的电阻器轨道14，该电 阻器轨道14优选地以弯曲图样的形状设置在载体基底15上。优选地， 应变片13不仅设置在形变体1之顶端12的弯曲区域2和4处，而且 设置在形变体1之底侧上的弯曲区域处，这在图中是不可见的。应变 片13提供有多层覆盖物16，其设计和功能将在下面作更详细地说明。 多层覆盖物16具有若干层，并且保护应变片防止渗入潮湿，例如， 水或溶剂。在每幅图中，为了使各个应变片13都清楚可见，在此绘 制多层覆盖物16，作为都为透明覆盖物。然而，在实际的实施例中， 多层覆盖物16不需要是透光的。
在图1所示的实施例中，在应变片13安装在形变体1上之后， 例如通过气相淀积技术，多层覆盖物16直接施加到应变片13上。这 使得可以在整体上覆盖应变片13，例如，载体基底15以及电阻器轨 道14以及甚至形变体1周围的区域，并且由此提供完整的密封，来 防止潮湿。具体地，覆盖物也覆盖环氧树脂，其中环氧树脂常常用作 粘合剂，并且在这里用来将应变片安装在形变体上，并少量地延伸到 应变片之边界的外侧(看图2)。这意味着也防止了影响称量性能的 结合材料的与潮湿相关的影响。通过利用多层覆盖物完全覆盖应变片 的边界和边界，也避免了由在边界和边角处可能进入潮湿而引起的影 响。在这种方式下，由周围大气中的湿度变化所影响的测力装置之上 述测量特性(例如灵敏度、零点的稳定型以及儒变特性等)的变化率 可以减小102到106倍的数量。随后，这些参数在测力装置的整个寿 命器件，几乎不受周围大气湿度的影响。
在这点，应该提到的是，在周围的湿度为90％rH以及温度为23 ℃的测试条件下，水或溶剂以大约每天每平方米一克(1g/m2/d)的速 率渗入到位于聚酰亚胺基底上没有覆盖物的应变片中，其中该没有覆 盖物的应变片已经相对于潮湿吸收被最优化。利用根据本发明的应变 片的覆盖物，将潮湿吸收水平降低十的几次幂，使得因此减少测力装 置之上述参数的变化率。
在这种情况中，当覆盖物被施加到已经安装在测力装置上的应变 片时，空气气氛下的气相淀积优选作为尤其有效的覆盖物技术。在这 种被称为燃烧化学气相淀积(CCVD)的覆盖物方法中，优选地溶解 的物质的蒸气在气焰中被加热，其中在物质淀积于在火焰附近的基底 上之前，该物质经历了化学反应。
图2给出了由图1中的圆A所包围的形变体1的一部分的放大 立体图。正如图1中，描述了安装在弯曲区域2处的应变片13。另 外，图2显示了覆盖应变片13以及形变体1之顶端12的一部分的多 层覆盖物16，以及还尤其覆盖了上述粘合层21。为了清晰起见，多 层覆盖物16再次被绘制作为透明覆盖物，并且切开图中面向右边的 一侧。还能看到弯曲形状的电阻器轨道的连接器电极17。当然，连 接器电极17必须保持为可到达的，以用来连接传感桥电路(这里未 显示)，甚至在多层覆盖物16被施加之后。同时，在连接接触引线的 处理中，多层覆盖物16的损坏不应该超出接触区域。这可以例如通 过在覆盖物处理之前已经将少量电传导连接材料放在连接器电极17 上来实现，并且由此来创建在图中椭圆所示的接触盘18。在连接接 触引线的处理中，只有覆盖接触盘18的多层覆盖物16的一部分被打 开，并且多层覆盖物16的其它部分保持不受损坏。
图3是一个提供有多层覆盖物16的单个应变片13的立体视图， 这种多层覆盖物也可以用于根据图1和2的多层覆盖物配置。为了清 晰起见，多层覆盖物16再次被绘制左右边切开的透明覆盖物，其由 聚合物层19和主要是无机物电绝缘材料的屏障层20的固定序列组 成，聚合物层优选为聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯，其中通常聚合物 层19的厚度为50nm到500nm，优选地为100nm到200nm，但是在 个别情况下，也超出这个范围，直到1500nm的层厚度。通常，屏障 层20的层厚度在5nm和200nm之间，优选为10nm到50nm，但是 在个别情况下也直到500nm。
图4描述了多层覆盖物16中的各个层的配置以及优先序列，显 示了应变片13的截面图，其中由总共五个薄层组成的多层覆盖物16 施加到该应变片13上。然而，附图仅仅是示意性的，并且载体基底 15、电阻器轨道14、屏障层20、以及聚合物层19′、19″、19′″每个 的厚度的都没有按比例画。
在多层覆盖物16中，第一层19′直接毗连载体基底15，以及在 基底15上电阻器轨道14的延伸的区域，第一层19′直接毗连电阻器 轨道14并且其直接接触基底和电阻器轨道，其中第一层19′优选为 丙烯酸脂聚合物层，用于消除载体基底15和电阻器轨道14的表面粗 糙度。在一些情况下，它可以比多层覆盖物16的更靠近中间位置的 聚合物层19″具有更大的厚度。这种类型的丙烯酸脂聚合物层可以用 于消除底层表面的纳米范围内的粗糙度。这有利于形成仅有少量缺点 的下一阻挡层20。意味着作为它的底层的平滑效果的结果，减少了 第一阻挡层20中形成的针孔。
多层覆盖物16的第一聚合物层19′比其他聚合物层19″、19′″ 淀积的厚度稍大的另一个原因在于，在尤其图1和2的实施例中，要 求完全覆盖电阻器轨道14的轮廓边缘、尤其是载体基底15的边界边 缘、还有粘合层21的凸出部分。上述类型的聚合物层满足这个要求， 一方面，因为它具有以纳米量级消除表面粗糙度的能力，另一方面， 因为它可以在某种程度上以纳米量级消除不规则性，以及覆盖主要垂 直于该层之水平面的那些区域。这样，聚合物层提供了用于形成具有 相同厚度并且小的缺陷发生率的阻挡层20以及也用于形成多层覆盖 物16的随后层的基础。
在应用光滑的第一聚合物层19′之前的用于清洁目的的表面处理 过程中，例如载体基底15和/或延伸在基底上的电阻器轨道14的等 离子体清洁中，可以在载体基底15以及位于基底15上的电阻器轨道 14上形成了薄绝缘子层。人们也能发现，为了实现平滑聚合物层19 ′的更好粘合，也需要在第一聚合物层19′的下面设置一优选由少量 原子层组成的绝缘子层。
第一阻挡层20之后是聚合物的中间层。这个中间层用于稳固第 一阻挡层，以及用于通过它的平滑作用来减少中间层19″之后紧跟着 的下一个阻挡层20中的针孔的出现。然而，中间层19″尤其防止第 二阻挡层20中仍然出现的少量针孔本身接触到第一阻挡层20中的针 孔，而更利于潮湿渗入。相反，通过使第一和第二阻挡层20中针孔 的各个位置相互独立，设置了迷宫式的屏障来整体防止潮湿，尤其是 水或溶剂分子。在具有交替顺序的阻挡层20和聚合物层19的多层覆 盖物中，这种迷宫效果导致了潮湿渗入率的极大减小。
图4所示的多层覆盖物16具有五个薄的独立层，其中，第一层 是平滑聚合物层19′，以及面对环境大气的覆盖层是另一个聚合物层 19′″，聚合物层19′″用于稳定多层覆盖物16，尤其用于防止机械破坏。 多层覆盖物16可以具有其它的各个层，正如聚合物层19和阻挡层 20的交替序列原则上可以重复多次。
阻挡层20的材料可以从大量主要无机绝缘材料中选出，其可以通 过不同的淀积工艺来施加。这里要提到的一些例子是：氧化物、氮化 物、氟化物、碳化物、硼化物、或者它们的组合物，尤其是氮氧化物 或者陶瓷混合物。尤其氧化硅、氧化钛、氧化铬、氧化铝、氮化硅以 及氮化钛都被证实是阻挡层20的合适的材料。所谓的“类金刚碳” 层也用于阻挡层20。
其它可以用于阻挡层20的材料还尤其包括金属，例如：银、铝、 金、铬、铜、镍、钛，还有合金，例如：镍钴合金、或者金属互化物， 例如铝和铜的互化物、或者钨和铜的互化物、钛和铝的互化物。
除了丙烯酸脂之外，还存在其它可以用于聚合物层19的聚合物材 料。人们可以指定例如聚合物氨基化合物、醇酸树脂、苯乙烯、亚二 甲苯基、亚苯基、乙醛、酯、聚氨酯橡胶、环氧酶、酰亚胺、苯酚、 酮还有氟石聚合物或共聚物，仅仅给出一个不受限制的列表。最后， 阻挡效果之间的优化折衷、阻挡层20与聚合物层19的兼容性、以及 淀积方法的经济方面来判断使用哪种阻挡层材料以及哪种聚合物材 料。
可用作中间聚合物层19″或聚合物覆盖层19′″的另一类材料是商 品名为“有机物-无机物的聚合物(ORMOCER)”的有机物-无机物混 合聚合物。在DE3828098A1以及DE4303570A1中公开的这些材料具 有良好的弹性和特定的防止潮湿渗入的阻挡效果。然而，阻挡属性并 不是有效的足以使得这些材料适合作为阻挡层20。ORMOCER材料 具有的特定优势在于：它们可以例如通过喷雾、离心方法、或擦涂- 压印方法在空气氛围，例如，通过喷雾、离心方法、或擦涂-压印的 方法。
不管材料的问题，薄阻挡层20具有相当低的硬度。结合基本上柔 性的聚合物层19，人们因此都可以预料到：将具有超薄阻挡层20的 多层覆盖物施加到应变片13上将只引起最小限度的分力。由于相同 的原因，将极大地减小超薄阻挡层20从其底层基底上脱落的危险， 以及对于在本发明范围内使用的材料不存在这些问题。
在已经制造应变片13之后，以及不管它们连接成一排或者以二维 阵列连接，可以形成根据本发明的具有多层覆盖物16的应变片13的 覆盖物。然而，当阵列被切开成为单个应变片13时，载体箔的棱角 表面尤其保持暴露并且可以使潮湿渗入。然而，利用在应变片的顶部 与侧边缘表面之间的大表面比率，由根据本发明的多层覆盖物16提 供的保护是相当强的。利用这种非常有效的覆盖物方法，可以制造与 没有覆盖物的应变片相比潮湿吸收减小50-1000倍的应变片13，这取 决于所用的材料。在需要更强的阻挡效果的情况下，人们也可以将全 面的覆盖物放置在单个应变片上，由此能够至少以仔细的处理，覆盖 载体基底15的边缘表面。
参考图6和7，将描述一种尤其以上述的多层覆盖物的形式将保 护覆盖物施加到应变片13的边缘上的可能方式，应变片13排成一排 或者以二维矩阵排列。图6显示了应变片13的一列单排阵列30。在 具有连接电极17的电阻器图案14之间，单列阵列30的载体基底由 窄的狭长切口32穿孔，窄的狭长切口32横向延伸到单列阵列30的 纵向维度，切口的长度小于单列阵列30的载体基底31的整体宽度。 在附着电阻器图案之后，通水例如喷射切割、激光切割的不同方法， 来产生载体基底31上的狭长切口，以及优选地，在电阻器图案14以 及连接器电极放置在适当的位置之后，可以通过冲模打孔切割，来产 生载体基底31上的狭长切口。在给单列排列31涂上保护覆盖物(尤 其是先前描述的多层覆盖物)之前执行这个步骤。结果，除了载体基 底31连接部分33外，保护覆盖物现在也覆盖了应变片的边缘，其中 在覆盖物处理期间，载体基底31的连接部分被留在适当位置，但是 在尺寸上尽可能窄，并且其随后在各个应变片被相互分开时被切开。
图7显示了应变片13的两维阵列35，其中两维排列35的载体基 底36在各个电阻器图样14之间被在一个方向对齐的狭长切口32以 及垂直对齐的狭长切口34穿孔，各个电阻器图样14具有它们的连接 器电极17，使得基底仅仅通过每个应变片13的边角的四个连接部分 37结合在一起。狭长切口32、34安排在载体基底的各个应变片被相 互分开时二维排列随后断开的位置。然而，狭长切口的排列可以多种 方式改变来修改，例如，使得具有它们连接电极17的各个电阻器图 样14被狭长切口部分包围，狭长切口与每个应变片13周围的留在原 位的基底36的仅仅两个或三个连接部分一起形成直角。当然，应变 片可以经由多于四个连接部分相互连接。
最重要的一点是，使得通过连接部分33、37将载体基底31、36 系在一起的区域最小化，例如，一方面，使连接部分33、37的表面 区域足够的小来使可以由保护覆盖物覆盖的应变片13的边缘部分最 大化，另一方面，确保载体基底31、36有足够的强度附着在一起， 使得单列阵列30或二维阵列35可以安全地被处理。已经显示，与现 有技术水平制造的单排和二维阵列的应变片相比，刚才描述的方法对 于提高对潮湿渗入的抵抗性是很有效的，并且确实提高了根据本发明 的配备有应变片的压力量单元的灵敏度。
应当合理地选择切口32、37的宽度，使得，一方面，在各个应变 片13之间没有失去太多的基底原料，以及另一方面，在应用覆盖物 材料的过程中，要确保应变片13的边界表面被充分覆盖。可以给出 大约0.5mm的宽度，作为一般指导。
对于多层覆盖物16中的各个阻挡层20，没有必要为同一种材料。 类似地，聚合物层19也不局限于单一材料。
在可以想象的是，本发明范围内，可以利用使用相同或者不同材 料来累积具有多个子层的一个或多个阻挡层20。这种具有多个不同 内部结构的子层的阻挡层增大了迷宫效应。类似地，可以想象的是， 各个聚合物层19′、19″、19′″可以由两个或多个子层组成。这里 要考虑的一个重要的因素是，阻挡层20和聚合物层19必须是薄的， 例如，它们各自的层厚度都需要上述给出的范围内，并且用在高灵敏 度测力装置计中的应变片的多层覆盖物16的总厚度一般应该不超过 一微米，上限为十微米，以便没有重大的分力产生。
多层覆盖物中各个阻挡层或聚合物层的厚度以及尤其总的覆盖物 厚度取决于负载能力以及测力装置所需的灵敏度，其中测力装置配备 有带有覆盖物的应变片，尽管所使用的材料和或者其它覆盖物参数也 起作用。换句话说，测力装置的负载能力越高，可以忍受的分力就越 大，正如以上说述，应变片上的保护覆盖物可以引起分力。总的来看， 多层覆盖物越薄，尤其是覆盖物中的阻挡层越薄，它就越适合用作应 变片上的保护覆盖物。然而，作为经验指导，具有特定负载能力小于 1千克的称量应用中使用的测力装置可以在它的应变片上涂有覆盖 物，覆盖物的整体厚度(例如，多层覆盖物的组合厚度)直到十微米， 然而，优选地宜小于五微米，以及更优选地小于一微米。在具有直到 五千克能力的测力装置中，多层覆盖物的总厚度等于十五微米，然而， 优选地为小于十微米，以及更优选地小于五微米。安装具有大于五千 克且直到大约五十千克能力的测力装置中的应变片可以被多层覆盖 物覆盖，或者也可以被具有多层覆盖物的箔覆盖，其中，厚度范围为 微米级，而没有在测量结果中发现来自分离的明显的影响。
优选地，多层覆盖物16构造为具有交替的序列，其中聚合物层 19尤其是聚丙烯酸酯层或聚甲基丙烯酸酯层，随后为阻挡层20(优 选为二氧化硅或氧化铝)。取决于有效淀积方法的选择，所用原料是 均匀一致的，并且各个层的每一个本身都是同质的。靠着载体基底 15、电阻器轨道14和连接器电极17的边界层是聚合物层19′。虽 然优选，但是在周围大气中的边界层不需要为聚合层，因为最后的聚 合层19′″为最后的阻挡层20提供了良好的机械以及化学(如果需 要)保护。这意味着对于最后的聚合层19′″的合适聚合物材料的选 择应该是基于提供特别好的机械和/或化学保护的能力。
人们也可以发现，只需要将覆盖物施加到应变片13之表面区域的 一部分。可能只将电阻器轨道14的弯曲图样，因为在这里深入的潮 湿影响最大，或者优选地，覆盖物可以施加在电阻器轨道14的弯曲 图样(看图3)的折回弯曲部分22。为了避免在经由连接器电极17 电接触电阻器轨道14的过程中可能出现的问题，电极17没有被覆盖 物覆盖。这就要求使用掩模留出没有被覆盖的区域。
发明的原理还包括制造提供有先前描述的多层覆盖物16的大面 积的聚合物箔，例如在覆盖物之后用作应变片的载体基底材料的聚酰 亚胺箔，这意味着它们在覆盖物侧上提供有电阻器轨道。图5中显示 了这种类型的应变片13′的示意性简化形式，其中多层覆盖物16由 7个单个层组成。以常用的方式来执行这种应变片13′的安装，例如， 安装到测力装置的形变体1上。在这种情况下，不是电阻器轨道14 本身被保护受到周围大气湿度的变化，而是由于吸收潮湿而引起测量 误差的载体基底15被大范围的保护，使得至少减少测量结果中有关 潮湿的影响。
在带有多层覆盖物的基底15侧上有电阻器图案14的应变片13′ 也可以被安装在测力装置的形变体1上，其中测力装置的电阻器图案 14面向形变体1，在这种情况下，电阻器轨道14被嵌入到同时起电 绝缘边界层作用的粘合压焊材料中。在这种情况下，优选具有有限厚 度的被覆盖的载体底板箔执行保护覆盖物的功能，并且尤其保护粘合 层21和电阻器轨道14不受到变动的湿度的影响。
在已经提供有用于保护潮湿渗入的多层覆盖物16的载体底板箔 上，应变敏感的电阻器轨道14也可以放置在没有覆盖的一侧。在这 种情况中，应该安装应变片，以使电阻器轨道14面向形变体，并且 被嵌入到具有非常好的电绝缘特性的粘合压焊材料中。另外，利用这 种类型的应变片，应该选择优选厚度为几微米的载体底板箔用于具有 低到中等负载能力的测力装置。当在测力装置中使用这种类型的应变 片时，可以证明，应用应变片之前，将电绝缘表面覆盖物施加到形变 体至少弯曲区域的区域是很有用的。使得粘合层不必专门执行电绝缘 体功能。
另外，根据先前描述的安装应变片的方法不排除使用两侧都被覆 盖的载体底板箔。
由交替序列的聚合物层19以及阻挡层20组成的多层覆盖物16也 可以容易地淀积在薄的聚合物箔上，例如聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸 酯、聚酰亚胺、聚乙烯对苯二酸酯(PET)、氟石聚合物，或者在背 景部分提到的适合用作载体基底材料的聚合物的其中一种。被覆盖的 箔随后层压在应变片13上，用多层覆盖物16或者用薄的聚合物箔的 没有覆盖侧来接触载体基底15和电阻器轨道14。这种设置和使用没 有覆盖物的基底载体箔的原理的优势在于：箔覆盖物在工业处理中非 常节省成本。
具有这种类型多层配置的箔也可以放置到应变片13的顶部，应变 片13直接安装到测力装置的形变体1，测力装置优选地设计为中等 到高的负载能力。在这种情况中，应变片就完全没有必要连接到用作 载体基底15的箔。应变片也可以直接安置在形变体1的电绝缘覆盖 物上，例如，通过阳极氧化铝的形变体来产生具有电绝缘体覆盖物的 形变体1，该形变体1用作电阻器轨道14以及连接器电极17的。
在单个应变片13上或在已经安装在测力装置之形变体1上的应变 片13上制作多层覆盖物的优选方法包括以下步骤：
一将具有纳米范围内的平滑效果并且厚度介于200nm到1500nm 之间的聚合物层19′施加到电阻器轨道14和/或连接器电极17和/或载 体基底15的之少一部分上，以及在某些情况下施加到形变体1上；
一在聚合物层19′上，淀积厚度大约为20nm的阻挡层20′；
一在阻挡层20上，淀积厚度大约为100nm到200nm的另一薄聚 合物层19″；以及
一重复淀积阻挡层20以及聚合物层19″，达到所期望的次数，用 聚合物层19′″或者薄的阻挡层20形成在周围大气中的边界层。
使用类似的过程来涂覆应变片的单排配置或应变片的两维配置。
经证实，在涂覆处理开始之前，使得用于多层覆盖物16的基底表 面经受等离子体清洗或化学清洗是很有用的，不管基底表面是否是由 载体基底15、载体箔、电阻器轨道14、或测力装置之形变体1的一 部分组成的。
对于多层覆盖物的施加，可以获得大量可选的淀积方法。在这里 命名的制造阻挡层20的例子包括：在真空中的气相淀积、在空气中 的气相淀积、等离子淀积、阴极真空喷镀、溶胶凝胶方法、化学气相 淀积(CVD)、燃烧化学气相淀积(CVD)、等离子增强型化学气相 淀积(PECVD)、等离子脉冲化学气相淀积(PICVD)、还有尤其用 于金属淀积的电化学淀积。以下淀积技术适用于聚合物层的施加：在 真空里的气相淀积、在空气中的气相淀积、通过闪烁蒸发或等离子淀 积所淀积的单体或低聚体的原位聚合、以及电泳、电透法或者阴离子 电泳。
经证实，如果借助于在单个工艺操作中的两个源，在淀积装置中 执行利用聚合物层19和阻挡层20交替淀积的多层覆盖物16的构造， 则用于将多层覆盖物施加到形变体13上的方法尤其有效，其中形变 体13安装或者被设计来安装在测力装置的形变体1上。
参考标志列表
1 形变体
2 弯曲区域
3 弯曲区域
4 弯曲区域
5 弯曲区域
6 加宽端部的曲线轮廓
7 加宽端部的曲线轮廓
8 开口
9 负载接收装置
10螺孔
11固定部分
12形变体的顶部
13、13′应变片
14电阻器轨道、电阻器图样
15载体基底
16多层覆盖物
17连接器电极
18电导体材料的接触盘
19聚合物层
19′第一聚合物层
19″中间聚合物层
19′″聚合物覆盖层
20阻挡层
21粘合材料
22曲折回路
30应变片的单排阵列
31单排阵列的载体基底
32狭长切口
33连接部分
34狭长切口
35应变片的二维阵列
36二维阵列的载体基底
37连接部分