[发明专利]压电装置及设备

说明书

技术领域

本发明涉及压电装置。

背景技术

压电传感器装置从已经以WO2011/158154A2公布的国际专利申请PCT/IB2011/052501获知。

如WO2011/158154A2中所述，包括压电材料片材的元件可用作传感器。压电材料的弯曲生成可检测到的电压。

现在，我们致力于新类型的压电装置，其将为多压电装置，可能具有带改善性质的一定数目的传感器。首先，我们的新多压电装置将用作压电传感器装置。

为了改善压电传感器装置的可用性，我们计划以这样一种方式设计多压电装置，使得其可向使用者给予反馈，反馈最有利的是为触觉和听觉两者。

基于压电材料的总体性质，包括压电材料片材的元件可通过将电压施加到压电材料片材上来产生振动。

发明内容

图1中的曲线示出了随包括压电材料片材的元件的频率变化的共振强度。当元件固定到印刷电路板上时，峰值共振通常朝高频率转移。转移的共振强度由曲线a⁺示出。

出于给出触觉反馈的目的，该频率转移(a→a⁺)对生产不利，因为来自压电材料片材的触觉反馈在大约300Hz下人的感知最强，且在更高的频率下，感知快速降低。然而，出于给出听觉反馈的目的，我们认为频率转移略微有益，尽管听觉反馈对我们不是所需的。人趋于在大约3kHz下观察到来自压电材料片材的最强听觉反馈。

然而，且更重要的是，听觉反馈可仍在触觉反馈的区域处感知到，所以我们的发明的第一目的在于改善压电装置的触觉反馈性质。我们发现，我们可通过下调压电装置的峰值共振频率来将此实现。

从较大数目的压电装置的生产观点来看，期望的是通过使用表面安装技术借助于拾取和放置装置来组装它们。我们的发明的第二目的在于使用拾取和放置组件来使压电装置的组装更容易。

本发明的第一目的可利用第一种压电装置来解决。说明书还描述了该压电装置的有利方面。

本发明的第二目的可利用第二种压电装置来解决。说明书还描述了该压电装置的有利方面。

说明书还描述了其中已经组装的第二种压电装置的设备。

发明优点

根据本发明的第一方面的压电装置包括至少一个元件，其包括限定区域的至少一个压电材料片材。该元件已经安装或放置在电路板上，电路板包括具有导电层中的至少一个开口的至少一个导电层。元件位于开口上，且以这样一种方式由所述至少一个开口的边缘支承，使得开口沿侧向延伸超过压电材料片材的区域。

元件以这样一种方式夹在上覆层与电路板之间，使得压电材料片材的振动足以引起上覆层的触觉振动。

我们已经发现，利用该构造，安装元件的共振频率可转移到低频(即，图1的a→a^-)，且所以至相比于转移（即，曲线a⁺）之前的情形可转移到人对触觉感知更强的频率范围。特别有利的是，压电装置可构造成以便施加到上覆层上的压力足以引起至少一个压电材料片材的弯曲，以生成可检测到的信号，在此情况下，压电装置也是传感器装置。

根据本发明的第二方面的压电装置包括元件，该元件包括至少一个压电材料片材。元件已经安装或放置在印刷电路板上，其为多层印刷电路板，

i)其包括在下导电层的两侧上具有至少两个相关联的绝缘层的至少两个导电层，

ii)上绝缘层和上导电层已经在一个位置处从其层除去，以及

iii)在该处，还存在下导电层中的至少一个开口，

使得元件位于开口上，且由下导电层中的开口的边缘支承。

元件以这样一种方式夹在上覆层与印刷电路板之间，使得压电材料片材的振动足以引起上覆层的触觉振动。该元件已经通过使用从上方在片材和/或金属盘和多层印刷电路板上产生的至少一个电连接从压电材料片材、从片材已经安装到其上的用于电极的金属盘，或从两者电连接到多层印刷电路板上，且没有从多层印刷电路板除去绝缘材料。

我们已经发现，利用该构造，拾取和放置机器可由于除去而更加更有效地使用，除去产生凹口，元件可准确地放置在凹口中。该解决方案使得能够比我们之前的解决方案(参照WO2011/158154A2)更容易且更快组装，其中PCB的导电层与压电材料片材之间的电连接需要接触压电材料的导电层与PCB之间的附加电连接。此时，这由于粘合材料层而有问题，粘合材料层位于PCB与必须击穿的导电层之间。新的解决方案简化了组装，因为现在构件仅需要置于PCB上，此后，电连接从上方在单个过程中产生。