触压振动一体式压电器件制造技术

本发明专利技术提供了一种触压振动一体式压电器件，包括外壳和设置在所述外壳内部的振动层和触压感应层；其中，所述振动层的一侧与所述外壳上的按压部相连，所述触压感应层设置在所述振动层远离所述按压部的一侧。本发明专利技术提供的触压振动一体式压电器件振动效果好、触压灵敏度高且普适性强。高且普适性强。高且普适性强。

【技术实现步骤摘要】
触压振动一体式压电器件


[0001]本专利技术涉及电子器件
，更为具体地，涉及一种触压振动一体式压电器件。

技术介绍

[0002]压电材料同时具有正压电效应和逆压电效应，其中，正压电效应使压电器件可以感知应变并转化为电信号，因此可以作为感知用户按压动作的触压传感器；逆压电效应使压电材料可以根据驱动电信号发出相应的振动效果，因此可以作为触觉反馈器件与振动器件。
[0003]目前，作为触压振动一体的压电器件主要分为单晶压电陶瓷器件和双晶压电陶瓷器件两种。单晶压电陶瓷器件一般为单层结构，结构简单，厚度小，触压灵敏度高，但是振动效果不佳，振感弱；双晶压电陶瓷器件通常为多层独石结构，根据极化方向与电场方向是否一致在厚度方向分为两部分，在电信号控制下，一部分在长宽方向伸长同时另一部分在长宽方向收缩，二者耦合为厚度方向的弯曲变形(如附图1所示)。
[0004]双晶压电陶瓷容值大，厚度大，振感强，但是作为触压传感器使用时，由于双晶压电陶瓷的厚度比较大，与按压面(为器件外壳上用于供外物接触的按压面，需要与双晶压电陶瓷直接相连)厚度相当，且双晶压电陶瓷与按压面耦合后受力情况较为复杂，靠近按压面的一面一般为压应力面(也有可能无应力面或拉应力面，与压电陶瓷器件和按压表面材料的厚度与弹性模量有关)，靠近空气一面为拉应力面，中间逐步过渡(如图2所示)。因此各层压电陶瓷所受应力情况结合其极化方向所产生的电信号可能不尽相同，很容易同时存在正信号、无信号、负信号。在实际过程中，若所需信号为正信号，那么产生负信号和无信号的部分均会严重降低整个双晶压电陶瓷器件对触压信号的灵敏度。
[0005]此外，除了灵敏度低的问题，对于不同材质与厚度的按压面，产生相同位移，双晶压电陶瓷器件产生的信号也有较大区别，缺乏普适性。
[0006]基于上述技术问题，亟需一种振动效果好、触压灵敏度高且普适性强的压电器件。

技术实现思路

[0007]鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供一种振动效果好、触压灵敏度高且普适性强的压电器件。
[0008]本专利技术提供的触压振动一体式压电器件包括外壳和设置在所述外壳内部的振动层和触压感应层；其中，
[0009]所述振动层的一侧与所述外壳上的按压部相连，所述触压感应层设置在所述振动层远离所述按压部的一侧。
[0010]此外，优选的方案是，所述振动层为双晶压电陶瓷制件。
[0011]此外，优选的方案是，所述振动层包括第一振动部和第二振动部；其中，
[0012]所述第一振动部与所述按压部相连，所述第二振动部设置在所述第一振动部与所述触压感应层之间。
[0013]此外，优选的方案是，在所述第一振动部与所述第二振动部之间以及所述第二振动部与所述触压感应层之间均设置有压电陶瓷分隔层。
[0014]此外，优选的方案是，所述第一振动部、所述第二振动部以及所述触压感应层均包括至少两层电极层和至少一层压电陶瓷层；其中，
[0015]所述电极层和所述压电陶瓷层交替堆叠设置。
[0016]此外，优选的方案是，所述第一振动部和所述第二振动部的伸长或收缩受其内部的压电陶瓷层的极化方向以及电极层的电信号方向的控制；并且，
[0017]当所述第一振动部伸长时，所述第二振动部收缩；所述第一振动部收缩时，所述第二振动部伸长。
[0018]此外，优选的方案是，压电陶瓷层采用压电材料或电致伸缩材料，其中，所述压电材料包括锆钛酸铅、钛酸钡、铌酸钾钠以及氮化铝，所述电致伸缩材料为在电信号驱动下产生伸缩振动的材料；并且，
[0019]所述压电陶瓷层的厚度范围为10～200μm，所述电极层的厚度范围为0.1～10μm。
[0020]此外，优选的方案是，在所述触压感应层内设置有第一触压电极和第二触压电极，在所述第一振动部内设置有第一振动电极和第二振动电极，在所述第二振动部内设置有第三振动电极和第四振动电极；其中，
[0021]所述第一触压电极的第一面电极设置在所述触压感应层的顶面。
[0022]此外，优选的方案是，在所述触压感应层的顶面上还设置有分别与所述第二触压电极、所述第一振动电极、所述第二振动电极、所述第三振动电极以及所述第四振动电极相连的引出电极。
[0023]此外，优选的方案是，所述第二触压电极、所述第一振动电极、所述第二振动电极、所述第三振动电极以及所述第四振动电极均通过侧电极或孔电极与相应的所述引出电极相连。
[0024]和现有技术相比，上述根据本专利技术的触压振动一体式压电器件，有如下有益效果：
[0025]本专利技术提供的触压振动一体式压电器件在原有双晶压电陶瓷的基础上，在厚度方向增添一层触压感应层，并将该触压感应层设置在双晶压电陶瓷与外壳按压部的相合表面的另一面，即朝向空气的一面，由于这部分为双晶压电陶瓷与按压部粘贴后受压应变最大的位置，因此，在该位置设置触压感应层能够使触压灵敏度高达到最高。此外，双晶压电陶瓷仅作为压电器件的振动反馈部分，对于其正压电效应的功能不再使用，能够有效地避免双晶压电陶瓷对触压信号的灵敏度较低的问题。另外，由于触压感应层的内部的压电陶瓷的厚度较小，因此触压感应层对振动效果几乎没有损失，能够确保其振动反馈精度。所以，本专利技术提出的触压振动一体式压电器件同时具有较高的触压传感灵敏度和良好的振动反馈效果。
[0026]为了实现上述以及相关目的，本专利技术的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本专利技术的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本专利技术的原理的各种方式中的一些方式。此外，本专利技术旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
[0027]通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本专利技术的更全面理解，本专利技术的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
[0028]图1为现有的双晶压电陶瓷器件的原理图；
[0029]图2为现有的双晶压电陶瓷器件的内部应力图；
[0030]图3为根据本专利技术实施例的触压振动一体式压电器件的主视剖面示意图；
[0031]图4为根据本专利技术实施例的触压振动一体式压电器件的俯视图；
[0032]图5为根据本专利技术实施例的触压振动一体式压电器件的立体图。
[0033]附图标记：触压感应层1、第一触压电极11、第二触压电极12、第二振动部2、第三振动电极21、第四振动电极22、第一振动部3、第一振动电极31、第二振动电极32、按压部4、第一面电极5、引出电极6、侧电极7。
[0034]在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
[0035]在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。
[0036]在本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种触压振动一体式压电器件，其特征在于，包括外壳和设置在所述外壳内部的振动层和触压感应层；其中，所述振动层的一侧与所述外壳上的按压部相连，所述触压感应层设置在所述振动层远离所述按压部的一侧。2.如权利要求1所述的触压振动一体式压电器件，其特征在于，所述振动层为双晶压电陶瓷制件。3.如权利要求1所述的触压振动一体式压电器件，其特征在于，所述振动层包括第一振动部和第二振动部；其中，所述第一振动部与所述按压部相连，所述第二振动部设置在所述第一振动部与所述触压感应层之间。4.如权利要求3所述的触压振动一体式压电器件，其特征在于，在所述第一振动部与所述第二振动部之间以及所述第二振动部与所述触压感应层之间均设置有压电陶瓷分隔层。5.如权利要求3所述的触压振动一体式压电器件，其特征在于，所述第一振动部、所述第二振动部以及所述触压感应层均包括至少两层电极层和至少一层压电陶瓷层；其中，所述电极层和所述压电陶瓷层交替堆叠设置。6.如权利要求5所述的触压振动一体式压电器件，其特征在于，所述第一振动部和所述第二振动部的伸长或收缩受其内部的压电陶瓷层的极化方向以及电极层的电信号方向的控制；并且，当所述第一振动部伸长时，所述第二振动部收缩；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丹阳，
申请(专利权)人：青岛歌尔智能传感器有限公司，
类型：发明
国别省市：