專利名稱：壓電陶瓷按鍵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及壓電陶瓷技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種壓電陶瓷按鍵。
背景技術(shù)：
壓電陶瓷在電子材料領(lǐng)域已占據(jù)相當(dāng)大的比重，并在各行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。近年來，各國都在積極研究和開發(fā)新的壓電功能陶瓷，研究的重點(diǎn)大都是從老材料中發(fā)掘新效應(yīng)，開拓新應(yīng)用，從控制材料組織和結(jié)構(gòu)入手，尋找新的壓電材料。特別值得重視的是隨著材料技術(shù)和工藝的發(fā)展，目前國際上對(duì)壓電材料的應(yīng)用研究十分活躍。壓電陶瓷是一種具有電疇結(jié)構(gòu)的多晶材料。當(dāng)受到機(jī)械應(yīng)力的作用或感應(yīng)到振動(dòng)信號(hào)時(shí)，在壓電陶瓷兩電極面間將會(huì)有電壓信號(hào)輸出；反之，給壓電陶瓷施加電信號(hào)時(shí)，它也可以將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成振動(dòng)信號(hào)。 現(xiàn)有的壓電按鍵都是直接利用壓電陶瓷的正壓電效應(yīng)產(chǎn)生的電能直接轉(zhuǎn)換為信號(hào)輸出的同時(shí)利用或存儲(chǔ)電能，這樣對(duì)于能量的利用造成極大浪費(fèi)，輸出信號(hào)的同時(shí)收集的能量或者輸出的剩余能量很微弱，基本已不能滿足收集或利用就已經(jīng)被其他損耗方式消耗掉。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述缺陷，本實(shí)用新型提供了一種利用自身轉(zhuǎn)換的電能產(chǎn)生信號(hào)傳送的功能的壓電陶瓷按鍵。本實(shí)用新型為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種壓電陶瓷按鍵，包括按鍵層和基座，所述按鍵層下面設(shè)有一放大電路層，所述按鍵層由雙層正、負(fù)極壓電陶瓷片及金屬膜片組成，所屬金屬膜片設(shè)于兩層壓電陶瓷片之間，所述正極壓電陶瓷片和金屬膜片分別接出兩根弓I線連接放大電路層，放大電路層連接外部裝置。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述按鍵層的表面涂有防油脂硬化樹脂。作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述放大電路層下方還設(shè)有一背光層，背光層同時(shí)通過引線連接按鍵層。本實(shí)用新型的工作原理本實(shí)用新型利用了壓電陶瓷片的正壓電效應(yīng)，一般的電容按鍵是通過按鍵改變電極間的距離而產(chǎn)生電容量的變化，暫時(shí)形成震蕩脈沖允許通過的條件，我們知道，電容的容量是由介質(zhì)，兩極的距離及兩極的面積來決定的，而壓電陶瓷片上下兩面的電極距離是一定的，通過按壓壓電陶瓷片，壓電陶瓷片本身發(fā)生橫向伸長的形變，導(dǎo)致縱向方向也產(chǎn)生收縮的形變，使得壓電陶瓷片本身電極距離產(chǎn)生應(yīng)力縮短，弓丨起壓電陶瓷片電容發(fā)生增大，達(dá)到信號(hào)輸出；通過自身的手指觸摸壓力一次獲得的機(jī)械能觸發(fā)高達(dá)7V的電壓，無需存儲(chǔ)電能，直接利用。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型設(shè)有雙層壓電陶瓷片附金屬膜片制成的按鍵，表面涂覆有防油污防水層，并聯(lián)方式連接；按鍵內(nèi)部有一個(gè)信號(hào)整形放大電路，用于支持壓電陶瓷片電容變化轉(zhuǎn)為信號(hào)輸出的放大；壓電陶瓷片兩端同時(shí)直接連接按鍵底部發(fā)光二極管，提供給壓電背光使用，通過輕觸壓電陶瓷按鍵，使本身的壓電陶瓷片產(chǎn)生自身的電容變化，形成震蕩脈沖允許通過的條件，達(dá)到信號(hào)傳輸?shù)墓δ埽涣硪环矫嫱ㄟ^輕觸壓電陶瓷按鍵使機(jī)械能轉(zhuǎn)換出的電能收集轉(zhuǎn)變?yōu)榘存I所需的背光，通常背光用在夜晚看不清的時(shí)候能使按鍵發(fā)出幽暗的光讓使用者輕松看清楚按鍵的位置，防止誤按的現(xiàn)象。

圖I為本實(shí)用新型按鍵結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I的分解圖；圖3為實(shí)施例中鍵盤里壓電陶瓷空格鍵的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3中空格鍵按住發(fā)生形變的示意圖。圖5為圖3中空格鍵的主視圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限定。如圖I所示為整個(gè)壓電按鍵主視圖，結(jié)構(gòu)分布如圖I按照鍵盤空格鍵制作一個(gè)壓電按鍵為例，如圖3所示，采用70*15*0. 2的壓電陶瓷片11覆金屬膜片12制成壓電按鍵，表面涂有防油脂硬化樹脂，壓電陶瓷片采用”+ -/+ 膠合，其中壓電陶瓷片11正極、金屬膜片12分別接出兩根引線13，當(dāng)手指按壓按鍵產(chǎn)生形變圖4所示，壓電陶瓷片11自身電容增大，形成震蕩脈沖允許通過的條件，通過放大電路層3實(shí)現(xiàn)傳輸信號(hào)；同時(shí)壓電按鍵一面壓電按鍵產(chǎn)生電壓能達(dá)到7V，形成70mA電流，能維持發(fā)背光層4中光二極管發(fā)光O. 5秒，當(dāng)手指松開時(shí)，壓電按鍵另一面壓電陶瓷片11產(chǎn)生形變恢復(fù)原來狀態(tài)又形成7V、70mA電流，持續(xù)發(fā)光背光層4中二極管發(fā)光O. 5秒,起到按壓動(dòng)作一次帶動(dòng)背光兩次發(fā)光效果。一般壓電陶瓷是通過按鍵帽接觸壓電陶瓷產(chǎn)生很大的按壓力，利用自身轉(zhuǎn)換的電能產(chǎn)生信號(hào)傳送的功能；本實(shí)施例通過按壓給予壓電陶瓷按鍵輕微的按壓力，使壓電陶瓷自身的電容引起變化，再通過一個(gè)放大電路層3，形成震蕩脈沖允許通過的條件，達(dá)到信號(hào)傳輸?shù)墓δ?；正常人手指按壓力在IN左右就能輕松打字，通過壓電陶瓷自身電容O. 3ms的瞬間變化時(shí)間，能夠有效的防止快速打字時(shí)漏掉字符，而壓電陶瓷片自身產(chǎn)生的電能完全利用到按鍵底部的背光系統(tǒng)中，也能利用到其他無線接收發(fā)射器上使用。在接觸方面，按鍵采用手指與壓電直接接觸的方式，避免了機(jī)械接觸造成的磨損問題，同時(shí)輸出的信號(hào)也是直接通過手指觸摸發(fā)出，避免了正常按鍵按鍵接觸不良的現(xiàn)象。壽命方面，通過鋯鈦酸鉛材料制成的壓電按鍵具有高容量、低損耗的特點(diǎn)，使得按鍵具有高壽命，正常連續(xù)按壓循環(huán)壽命達(dá)到I億次，按照一般普通用戶I天大約敲擊按鍵300次，所述按鍵能正常使用1000年。能量收集方面，輕觸壓電陶瓷按鍵使機(jī)械能轉(zhuǎn)換出的電能收集轉(zhuǎn)變?yōu)榘存I所需的背光，通常背光用在夜晚看不清的時(shí)候能使按鍵發(fā)出幽暗的光讓使用者輕松看清楚按鍵的位置，防止誤按的現(xiàn)象。
權(quán)利要求1.一種壓電陶瓷按鍵，包括按鍵層(I)和基座(2)，其特征在于所述按鍵層(I)下面設(shè)有一放大電路層(3)，所述按鍵層(I)由雙層正、負(fù)極壓電陶瓷片(11)及金屬膜片(12)組成，所屬金屬膜片(12)設(shè)于兩層壓電陶瓷片(11)之間，所述正極壓電陶瓷片(11)和金屬膜片(12)分別接出四根引線(13)連接放大電路層(3)，放大電路層(3)連接外部裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓電陶瓷按鍵，其特征在于所述按鍵層(I)的表面涂有防油脂硬化樹脂(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓電陶瓷按鍵，其特征在于所述放大電路層(3)下方還設(shè)有一背光層(4)，背光層(4)同時(shí)通過引線(13)連接按鍵層(I)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種壓電陶瓷按鍵，包括按鍵層和基座，所述按鍵層下面設(shè)有一放大電路層，所述按鍵層上由雙層正、負(fù)極壓電陶瓷片及金屬膜片組成，所屬金屬膜片設(shè)于兩層壓電陶瓷片之間，所述正極壓電陶瓷片和金屬膜片分別接出兩根引線連接放大電路層，放大電路層連接外部裝置，通過輕觸壓電陶瓷按鍵，使本身的壓電陶瓷片產(chǎn)生自身的電容變化，形成震蕩脈沖允許通過的條件，達(dá)到信號(hào)傳輸?shù)墓δ埽涣硪环矫嫱ㄟ^輕觸壓電陶瓷按鍵使機(jī)械能轉(zhuǎn)換出的電能收集轉(zhuǎn)變?yōu)榘存I所需的背光，通常背光用在夜晚看不清的時(shí)候能使按鍵發(fā)出幽暗的光讓使用者輕松看清楚按鍵的位置，防止誤按的現(xiàn)象。
文檔編號(hào)H03K17/96GK202759436SQ201220392430
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月9日
發(fā)明者韓哲 申請(qǐng)人:昆山攀特電陶科技有限公司