一种整体覆盖层按键的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种整体覆盖层按键，包括压电驻极体薄膜、附在压电驻极体薄膜上表面的上表面电极、附在压电驻极体薄膜下表面的下表面电极、封装在上表面电极和下表面电极外层的上表面封装层和下表面封装层、位于上表面封装层上面的面层、及与上表面封装层连接用于支撑面层的上表面支撑骨架、附在下表面封装层外层的屏蔽层、位于底层的基层、及与基层连接用于支撑以上结构的下表面支撑骨架。采用本发明不需要对每个按键区域开槽，结构简单，减少组装工艺，降低生产成本。
【专利说明】一种整体覆盖层按键
【技术领域】
[0001]本发明涉及键盘按键【技术领域】，特别涉及一种整体覆盖层按键。
【背景技术】
[0002]本文中所述的按键是指用来控制一个电路是否有电信号产生或者电信号流向和大小的按键，其最常见的表现形态就是开关。
[0003]现有按键可分为:分离式按键和整体式按键；所述分离式按键是按键区之间有分离或者有缝隙，其包括:机械和硅胶按键等分离式按键；在遥控器、电话机、手机、电脑键盘等家用和个人用数码产品按键中广泛应用，但其具有易磨损，寿命短，体积大，结构复杂等缺点，在现代家用电器和数码产品中逐渐被替代。
[0004]所述整体式按键包括:薄膜按键、电容按键和PVDF压电薄膜按键；其中，薄膜按键是利用上下电路板的触点闭合实现开关功能的；薄膜按键具有体积小、重量轻、功能全面、外观新颖等一系列优点，且顺应了机电产品向多功能、小型化、密集化、智能化方向发展的要求，在智能仪器、电子衡器、办公自动化、医疗设备、家用电器等众多民用电子产品中得到了广泛应用；但薄膜按键需要的按键力度比较大，并且在按键时需要位移，而反复位移变化，会使得按键产生疲劳破坏。另外，长期的使用按键触点间接触电阻会产生变化，影响了按键的稳定性。电容按键是一对相邻电极在电极之间有很小的电容，当一个导体(如手指)接近两个电极时在电极与导体之间会产生一个耦合电容，检测该耦合电容的变化即可判断开关。电容触摸是一种感应式按键，具有不怕磨损、不受温湿度影响、防水保护和成本低廉等优点。已广泛应用于手机、VCD, DVD、电磁炉、油烟机、热水器、洗衣机、微波炉、咖啡机、电冰箱、MP3、MP4、DPF数码相框和笔记本等电子产品上；但电容按键对制作工艺和环境的要求很高，且易受外界干扰；电容按键采用主动式驱动，功耗大，不利于节能；其只能采用手指(且不能湿手)等导体触控；此外，电容按键作为滑动控制时，必须采用专有的滑条，造成空间浪费。中国实用新型专利200920038727、200920038728、200920038729介绍了一种新型压电薄膜按键其具有防水、抗干扰性强等优点。但是上述专利中采用的是PVDF压电薄膜，其灵敏度(压电电荷系数d33约为25pC/N)低，且成本贵成为其应用受限的主要原因。另夕卜，上述专利采用讲压电薄膜与FPC引出线分离的方式，不仅结构复杂，而且增加了工艺成本。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0007]—种整体覆盖层按键，采用压电驻极体薄膜作为按键的力敏元件，所述压电驻极体薄膜为一含有微型孔洞结构的有机薄膜，且微型孔洞结构内部存储有永久电荷，在所述压电驻极体薄膜上设定若干按键区域，并在所述压电驻极体薄膜上下表面与按键区域垂直面位置上，分别覆盖与按键区域一一对应的上表面电极和下表面电极，然后分别对上下表面电极的外层进行封装处理，分别设置上表面封装层和下表面封装层；所述上表面封装层通过上表面支撑骨架固定在面层上，所述上表面支撑骨架的支撑位置分别与所述按键区域一一对应，且保证所述上表面封装层与所述面层之间的非按键区域留有空隙；所述下表面封装层外层还设有一下表面屏蔽层；所述屏蔽层通过下表面支撑骨架黏贴在基层上，所述下表面支撑骨架与所述上表面支撑骨架的位置一一对应，且保证所述下表面屏蔽层与所述基层之间的非按键区域留有空隙。
[0008]作为优选方案，所述下表面电极由若干相互独立的导电电极组成，且所述导电电极各自通过不同的导线引出；所述上表面电极由与下表面电极的导电电极数目相适应的若干导电电极串联而成，然后由一根导线引出。
[0009]作为优选方案，所述下表面电极由若干组纵向排列的导电电极组构成，且每个导电电极组又由若干横向排列的导电电极串联而成，且每个导电电极组分别由一根导线引出；所述上表面电极由若干组横向排列的导电电极组构成，且每个导电电极组又由若干纵向排列的导电电极串联而成，且每个导电电极组分别由一根导线引出，所述上表面电极的导电电极组的数量与所述下表面电极每个导电电极组的导电电极的数量相适应，所述上表面电极的每个导电电极组中的导电电极的数量与所述下表面电极的导电电极组的数量相适应。
[0010]作为优选方案，所述上表面电极由一整片导电电极组成，并由导线引出，且所述上表面电极的覆盖区域>下表面电极的覆盖区域。
[0011]作为优选方案，所述上表面封装层与所述上表面支撑骨架之间还设有一上表面屏蔽层，所述上表面屏蔽层的规格与所述上表面电极的规格相适应，且采用整面金属层或金属网格。
[0012]作为优选方案，所述下表面屏蔽层的规格与所述下表面电极的规格相适应，且采用整面金属层或金属网格。
[0013]作为优选方案，所述上下表面支撑骨架采用双面胶、机薄膜、塑料或金属制成，在所述上下表面支撑骨架之间还设有一隔离架，所述隔离架采用双面胶、机薄膜、塑料或金属制成，且所述隔离架的硬度>上下支撑骨架的硬度。
[0014]作为优选方案，所述面层采用金属、玻璃、木头、塑料或有机薄膜材料制成，或采用显示屏，所述显示屏采用OLED显示屏、E-1ink显示屏或LCD显示屏，所述基层采用金属、塑料、PCB板、木头或玻璃材料制成，且所述基层材料的硬度>面层材料的硬度，所述上下表面封装层都为一有机薄膜。
[0015]本发明的有益效果是:本发明相对于传统按键具备以下优势:本发明不需要对每个按键区域开槽，结构简单，减少组装工艺，降低生产成本，且本发明便于表面清洁，在按键容易污染的场合下(如家用厨具)等场合下应用，更具优势，本发明表面可覆盖金属、玻璃、木头、塑料、有机薄膜、OLED、E-link、LCD等显示器等较厚材料作为覆盖层，具有很强的防爆、防水、防尘、防电磁干扰能力，实用寿命长，在公共电子设备和军用设备应用广泛。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是一种整体覆盖层按键结构一；
[0017]图2是下表面电极的规格一；[0018]图3是下表面电极的规格二 ；
[0019]图4是上表面电极的规格一；
[0020]图5是上表面电极的规格二 ；
[0021]图6是上表面电极的规格三；
[0022]图7是屏蔽层的规格；
[0023]图8是一种整体覆盖层按键结构二 ；
[0024]图9是一种整体覆盖层按键结构三。
【具体实施方式】
[0025]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
[0026]实施例1:结合图1，一种整体覆盖层按键，包括压电驻极体薄膜1、附在压电驻极体薄膜I上表面的上表面电极3、附在压电驻极体薄膜I下表面的下表面电极2、封装在上表面电极3和下表面电极2外层的上表面封装层11和下表面封装层4、位于上表面封装层上面的面层8、及与上表面封装层11连接用于支撑面层8的上表面支撑骨架6、附在下表面封装层4外层的屏蔽层5、位于底层的基层8、及与基层8连接用于支撑以上结构的下表面支撑骨架7。
[0027]所述压电驻极体薄膜I为也称铁电驻极体Ferroelectret)是一种内部含非极性微孔结构的聚合物薄膜，经过适当的电极化处理后可呈现出较高的压电性能，灵敏度(压电电荷系数d33)较高，较高时可达400pC/N左右，它不仅具有高灵敏度、轻质超薄、可大面积成膜、廉价环保、尺寸可以随意剪裁、而且与空气、水、人体的声匹配性好等优点。
[0028]所述下表面电极2，如图2所示，由3个相互独立的导电电极21组成，且所述导电电极各自通过导线22引出。
[0029]所述上表面电极3，如图4所示，由3个横向排列的导电电极31串联而成，然后由一根导线32引出。
[0030]采用真空镀膜工艺在下表面封装层外覆盖金属导电层作为屏蔽层，用于增加按键组件的抗电磁干扰能力，所述屏蔽层5采用金属网格或整面金属层，如图7所示。
[0031]所述上下表面支撑骨架6和7采用双面胶、有机薄膜、塑料或金属制成。
[0032]所述面层8采用金属、玻璃、木头、塑料或有机薄膜材料制成，或采用显示屏，所述显示屏采用OLED显示屏、E-1 ink显示屏或IXD显示屏。
[0033]所述基层9采用金属、塑料、PCB板、木头或玻璃等材料制成，且所述基层材料的硬度 > 面层材料的硬度。
[0034]实施例2:本发明的另一种实施方式，整体层状结构与实施例1相同，不同之处在于:
[0035]所述下表面电极2，如图3所示，由两组纵向排列的导电电极组构成，且每个导电电极组又由3个横向排列的导电电极21串联而成，且每个导电电极组分别由一根导线22引出。
[0036]所述上表面电极3，如图5所示，由3组横向排列的导电电极组构成，且每个导电电极组又由两个纵向排列的导电电极31串联而成，且每个导电电极组分别由一根导线32引出。[0037]实施例3:本发明的另一种实施方式，是在实施例1或实施例2的基础上，将上表面电极3结构修改为由一整片导电电极31组成，并由导线32引出，如图6所示，且所述上表面电极3的覆盖区域>下表面电极2的覆盖区域。
[0038]实施例4:本发明的另一种实施方式，是在实施例1、实施例2或实施例3的基础上，在所述上表面封装层11的外层添加一屏蔽层10，如图8所示。
[0039]实施例5:本发明的另一种实施方式，是在实施例1、实施例2、实施例3或实施例4的基础上，在所述上下表面支撑骨架之间还设有一隔离架12、13，隔离架12、13采用双面胶、有机薄膜、塑料或金属制成，所述隔离架的硬度 > 上下支撑骨架的硬度，上下支撑骨架的作用是用于传递力，而隔离架能够有效的防止支撑骨架之间力传递过程中的相互干扰。图9显示的是在实施例1基础上的结构示意图。
[0040]以上显示仅描述了本方案的主要特征和创新点。本领域的技术人员应该了解，本方案不受上述实施例的限制。在不脱离本创新点和保护范围的前提下，本方案还会有各种变化，这些变化和改进都将落入本方案要求保护的范围内。本方案要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物限定。
【权利要求】
1.一种整体覆盖层按键，其特征在于:采用压电驻极体薄膜作为按键的力敏元件，所述压电驻极体薄膜为一含有微型孔洞结构的有机薄膜，且微型孔洞结构内部存储有永久电荷，在所述压电驻极体薄膜上设定若干按键区域，并在所述压电驻极体薄膜上下表面与按键区域垂直面位置上，分别覆盖与按键区域一一对应的上表面电极和下表面电极，然后分别对上下表面电极的外层进行封装处理，分别设置上表面封装层和下表面封装层；所述上表面封装层通过上表面支撑骨架固定在面层上，所述上表面支撑骨架的支撑位置分别与所述按键区域一一对应，且保证所述上表面封装层与所述面层之间的非按键区域留有空隙；所述下表面封装层外层还设有一下表面屏蔽层；所述屏蔽层通过下表面支撑骨架黏贴在基层上，所述下表面支撑骨架与所述上表面支撑骨架的位置一一对应，且保证所述下表面屏蔽层与所述基层之间的非按键区域留有空隙。
2.如权利要求1所述的一种整体覆盖层按键，其特征在于:所述下表面电极由若干相互独立的导电电极组成，且所述导电电极各自通过不同的导线引出。
3.如权利要求2所述的一种整体覆盖层按键，其特征在于:所述上表面电极由与下表面电极的导电电极数目相适应的若干导电电极串联而成，然后由一根导线引出。
4.如权利要求1所述的一种整体覆盖层按键，其特征在于:所述下表面电极由若干组纵向排列的导电电极组构成，且每个导电电极组又由若干横向排列的导电电极串联而成，且每个导电电极组分别由一根导线引出。
5.如权利要求4所述的一种整体覆盖层按键，其特征在于:所述上表面电极由若干组横向排列的导电电极组构成，且每个导电电极组又由若干纵向排列的导电电极串联而成，且每个导电电极组分别由一根导线引出，所述上表面电极的导电电极组的数量与所述下表面电极每个导电电极组的导电电极的数量相适应，所述上表面电极的每个导电电极组中的导电电极的数量与所述下表面电极的导电电极组的数量相适应。
6.如权利要求2或4所述的一种整体覆盖层按键，其特征在于:所述上表面电极由一整片导电电极组成，并由导线引出，且所述上表面电极的覆盖区域>下表面电极的覆盖区域。
7.如权利要求1所述的一种整体覆盖层按键，其特征在于:所述上表面封装层与所述上表面支撑骨架之间还设有一上表面屏蔽层，所述上表面屏蔽层的规格与所述上表面电极的规格相适应，且采用整面金属层或金属网格。
8.如权利要求1所述的一种整体覆盖层按键，其特征在于:所述下表面屏蔽层的规格与所述下表面电极的规格相适应，且采用整面金属层或金属网格。
9.如权利要求1所述的一种整体覆盖层按键，其特征在于:所述上下表面支撑骨架采用双面胶、机薄膜、塑料或金属制成，在所述上下表面支撑骨架之间还设有一隔离架，所述隔离架采用双面胶、机薄膜、塑料或金属制成，且所述隔离架的硬度>上下支撑骨架的硬度。
10.如权利要求1所述的一种整体覆盖层按键，其特征在于:所述面层采用金属、玻璃、木头、塑料或有机薄膜材料制成，或采用显示屏，所述显示屏采用OLED显示屏、E-1ink显示屏或LCD显示屏，所述基层采用金属、塑料、PCB板、木头或玻璃材料制成，且所述基层材料的硬度 > 面层材料的硬度，所述上下表面封装层都为一有机薄膜。
【文档编号】H03K17/96GK103780240SQ201210411496
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月25日 优先权日:2012年10月25日
【发明者】李彦坤, 孟召龙, 赵俊飞, 刘玲, 张晓青 申请人:贝辛电子科技（上海）有限公司