專利名稱：電器操作裝置及電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電器操作裝置以及一種設(shè)有所述操作裝置的電器。
背景技術(shù)：
由WO 2005/067 146A已知，一種用于通過按壓至可變形或有彈性的操作區(qū)域用其下的電容傳感元件進(jìn)行操作的電器操作裝置被構(gòu)造為，使操作區(qū)域為一個唯一的且連續(xù)的金屬面或為其一部分。在此，除電容傳感元件外，不設(shè)置其他的部件。例如在不銹鋼薄板的情況下，可在正面上，形成便于辨認(rèn)也易于清潔的構(gòu)型。控制裝置可以識別被按壓的金屬操作區(qū)域向電容傳感元件的趨近，并且分析為操作指令。金屬操作區(qū)域當(dāng)然相對于傳感元件是電絕緣的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所基于的任務(wù)在于提供一種如開始述的操作裝置以及一種設(shè)有所述操作裝置的電器，以此可解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，尤其能夠以更少的花費實現(xiàn)更加簡單的設(shè)計或制造。上述任務(wù)通過具有權(quán)利要求I所述的特征的操作裝置以及具有權(quán)利要求17所述的特征的電器得以解決。其他權(quán)利要求的主題則涉及本發(fā)明的有利及優(yōu)選的構(gòu)型，下面會進(jìn)一步說明。權(quán)利要求的表述通過明確援引成為本說明書的內(nèi)容。規(guī)定在操作裝置中通過按壓至可變形或有彈性的操作區(qū)域來實現(xiàn)操作，其中，在操作區(qū)域的下方布置電容傳感元件。所述傳感元件構(gòu)造為可導(dǎo)電的下傳感器面，該下傳感器面構(gòu)成下電容器板。在傳感元件上方以一定的間隔并且與之平行地設(shè)置操作區(qū)域，或設(shè)置平面組件，操作區(qū)域為該平面組件的一部分。在其間布置至少一個電介質(zhì)層。根據(jù)本發(fā)明，將可導(dǎo)電的下傳感器面構(gòu)造在具有絕緣載體和其上的金屬層的普通電路板上，或者由該普通電路板構(gòu)成。金屬層以分離的面以及印制導(dǎo)線結(jié)構(gòu)化，其中，印制導(dǎo)線尤其可被設(shè)置用于連接面或傳感器面與控制裝置等。以間隔并且與之平行地在下電路板的上方設(shè)置上電路板，上電路板同樣是具有絕緣載體和其上的金屬層的普通的標(biāo)準(zhǔn)電路板。優(yōu)選基本可連續(xù)的上金屬層構(gòu)成另一個電容器板。因此，可測量兩個電容器板之間的電容和在按壓至操作區(qū)域上時隨著電容器板的相互趨近而引起的電容改變，并且將相應(yīng)的電容改變或電容增加評估為操作指令。直接在上電路板上，向上地設(shè)置至少另一個覆層作為操作區(qū)域或者包含操作區(qū)域的操作表面。如開始所述的現(xiàn)有技術(shù)已知，這可以是金屬覆層，例如金屬膜或者不銹鋼膜。也可以是其他的覆層或?qū)?，其僅須具有足夠的可變形性或彈性，以便還能夠?qū)崿F(xiàn)在操作區(qū)域上的按壓。本發(fā)明中的特點以及優(yōu)勢就在于，操作裝置可基本由兩個電路板構(gòu)成，其中，這里電路板不能被理解為普遍形式上的具有其上任意印制導(dǎo)線的平面載體的意義，而是理解為如在電子領(lǐng)域常見并且公知地使用的電路板。所述電路板具有由通常浸潰合成樹脂的纖維材料構(gòu)成的電路板載體，在其上首先施加整面的銅層，然后通過普通方法借助曝光和刻蝕等將銅層根據(jù)給定的曝光掩模結(jié)構(gòu)化。此外，這種電路板還可以具有孔口或通孔以便其在根據(jù)本發(fā)明的操作裝置中的使用，并且可在兩側(cè)用印制導(dǎo)線或者銅涂層。有時還可以設(shè)置穿通接觸部，正好由下電路板正面上的用作傳感器面的面至其背面，然后借助印制導(dǎo)線至電互連裝置或恰好至控制裝置。使用這種普通的電路板的優(yōu)勢在于，其制造十分便利，幾乎隨處可利用，并且用已被證明的方法恰好也能夠?qū)崿F(xiàn)大批量的、便利的制造。在本發(fā)明的構(gòu)型中，上電路板上的金屬層或者銅層基本是連續(xù)且閉合的(geschlossen)。從而其構(gòu)成了一個幾乎是唯一的、作為所有下電容器板的適配件的電容器板。至少下傳感器面上方的范圍內(nèi)的上層應(yīng)當(dāng)是連續(xù)的。由此就能非常簡單地實現(xiàn)與上電容器板的電連接，即僅需設(shè)置一個唯一的用于所有接觸開關(guān)的連接。各通過一個上電容器板與下電容器板的配對來提供接觸開關(guān)。在共同的上電容器板中，基本是通過下傳感器面或者下電容器板來定義接觸開關(guān)。在下電路板與上電路板之間優(yōu)選設(shè)置絕緣的間隔元件。這樣所述間隔元件使兩個電路板以定義的間隔相互隔開并且相互平行地保持。在此這種間隔元件可構(gòu)造為薄膜或平板，在其中在下傳感器面的范圍內(nèi)設(shè)置凹口或凹槽，從而使間隔元件在下傳感器面的主面 外部延伸或者僅在其邊緣區(qū)域上延伸。特別是凹槽要略小于下傳感器面。那么其面的主要的中心區(qū)域以及從而主要部分可以是無覆蓋的，使得在此上電路板可被按壓。安裝和結(jié)構(gòu)也由于一個唯一的、連續(xù)的并且連貫的間隔元件而是非常簡單的。如上所述，通過按壓至操作區(qū)域或者說那里所設(shè)的接觸開關(guān)來實現(xiàn)電容的改變，優(yōu)選為電容的增加，其方式是使上電路板上的金屬層趨近下傳感器面。這可被與該下傳感器面連接的控制裝置檢測為操作或轉(zhuǎn)化為操作指令。位于電容器板或者電容器面之間的電介質(zhì)可優(yōu)選為空氣，因為這樣就無需其他的設(shè)計措施。代替地，也可以是輕易壓縮且具有特定介電常數(shù)或者高介電常數(shù)ε的膜。優(yōu)選全部下傳感器面借助同一層級中的印制導(dǎo)線與控制裝置連接。這就意味著，傳感器面與用于連接的印制導(dǎo)線都是由同一金屬層制成，因此電路板在每側(cè)上是單層的。從而簡化了電路板的制造工序。對于上電路板也是如此，這里雖然需要更少的結(jié)構(gòu)化，因為并不是強(qiáng)制性地需要劃分為單個的傳感器面。至少對于金屬層而言，就無須設(shè)置在利用結(jié)構(gòu)化的普通電路板工序后的事后的結(jié)構(gòu)化步驟。兩個電路板之間的間隔可較小并且在金屬層之間約為50 μ m至200 μ m，優(yōu)選甚至略小于或不足50 μ m。有時也可略大，這一般是取決于整個操作裝置是如何構(gòu)造的以及操作區(qū)域在常見操作中通過至其上的按壓而被按壓入的程度如何。有時還可在下電路板上安置其他的電路板作為夾層結(jié)構(gòu)。然而，尤其對于具有與傳感器面相對布置的金屬層的上電路板而言，這不涉及操作裝置的功能性。優(yōu)選將兩個電路板、必要時與前述其他電路板一起構(gòu)造為所謂的多層結(jié)構(gòu)或者說多層電路板。在此，尤其優(yōu)選電路板相互連接、特別是粘連成不可分拆的結(jié)構(gòu)單元。在多層結(jié)構(gòu)中，其單個厚度均普遍相當(dāng)小，例如為O. Imm至O. 3mm。整個層組的厚度可小于2mm或甚至小于1_?；究捎闷胀ǖ牟襟E以上述構(gòu)造兩個導(dǎo)電層以及完成結(jié)構(gòu)化的中間層或者其間的間隔元件層的步驟來構(gòu)造具有多層結(jié)構(gòu)的操作裝置，使得電容傳感件被包含在其中，并且然后被提供和置入，以便內(nèi)置在電器或家用電器中。由權(quán)利要求書以及說明書和附圖可以得出上述的和其他的特征，其中，各個特征可以分別單獨地或者以多個相互組合地用于本發(fā)明的實施方式，在其他領(lǐng)域被實現(xiàn)，并且可說明這里所請求保護(hù)的有利的以及本身可被保護(hù)的實施方法。本專利申請被劃分為各區(qū)段和中間小標(biāo)題，并非用于限定在其之下所述內(nèi)容的普遍適用性。



在圖中示意性示出了本發(fā)明的實施例，下面會作進(jìn)一步說明。在附圖中示出圖I根據(jù)本發(fā)明的、具有兩個相對的電路板與其上的另一個覆層的布置的電器操作裝置的截面圖；圖2各傳感器面中具有結(jié)構(gòu)化的下電路板的俯視圖；圖3相應(yīng)于圖I的操作裝置，其中操作區(qū)域被按壓。
具體實施例方式在圖I中示出了根據(jù)本發(fā)明的操作裝置11的截面圖，例如可將其內(nèi)置在電器中的擋板下。所述擋板例如可以是玻璃陶瓷灶區(qū)的金屬架、洗碗機(jī)或者烤箱的前面。操作裝置11具有上電路板13和下電路板23，其中在上電路板13的正面上設(shè)置不銹鋼膜15作為操作裝置11的覆層或表面。優(yōu)選使其粘連。其可具有印花、文字等，尤其用于標(biāo)注操作區(qū)域
16。除了不銹鋼膜外，還可以設(shè)置不銹鋼薄板，其優(yōu)選具有小于2_、特別是優(yōu)選小于Imm的厚度。在此，在操作區(qū)域16上構(gòu)成接觸開關(guān)，如下面會作進(jìn)一步說明地一樣。如稍后圖3所示，手指可置于操作區(qū)域16上以進(jìn)行操作。上電路板13在普通的絕緣載體17上具有金屬層18，其優(yōu)選構(gòu)造為連續(xù)或閉合的并且基本覆蓋整個載體17。金屬層18無須任何電連接，因為銅面本身已足以實現(xiàn)這里所述的功能。然而，連接可用于提高抗干擾性。具有相應(yīng)的包含其上金屬層26的載體25的下電路板23經(jīng)氣隙20分隔地位于上電路板13下方。然而通過結(jié)構(gòu)化或溝槽27將金屬層26結(jié)構(gòu)化且構(gòu)造為如圖2的俯視圖所示的下傳感器面29。印制導(dǎo)線30離開該下傳感器面29通向未在此詳細(xì)示出的控制裝置32。印制導(dǎo)線30也基本由下金屬層26通過結(jié)構(gòu)化或溝槽27構(gòu)成。即使在一般說明中以及在

部分中，結(jié)構(gòu)化的銅面或傳感器層都布置在下電路板的正面上，其基本也可以相反布置在上電路板的背面上。那么有時就必須來改善對操作區(qū)域的電絕緣，然而這基本是很容易實現(xiàn)的。為了精確地保持上述氣隙20，設(shè)置間隔元件21，其在圖2的俯視圖中以虛線示出。雖然這里間隔元件更確切說為點陣狀，然而也可以全部基本是平面的，例如薄膜或涂層，所述薄膜或涂層其中具有略小于下傳感器面29、向側(cè)面繼續(xù)延伸的凹口 22。在多層結(jié)構(gòu)的情況下，涂層可以是那里普通的絕緣涂層或者絕緣層，其中僅設(shè)有凹槽20。間隔元件21也可布置在溝槽27中，然而進(jìn)而具有比下傳感器面29的金屬層更大的高度。如圖I所示，間隔元件21覆蓋在溝槽27地布置在下金屬層26上，從而在按壓至操作區(qū)域時確保僅在相應(yīng)的下傳感器面29上方或者在凹口 22中使上金屬層18趨近下傳感器面29?？刂蒲b置32可通過其與控制裝置32的連接識別出上金屬層18與下傳感器面29之間或者一般地在下傳感器面29上的電容改變。在圖3中示出了，如何在操作區(qū)域16用手指34將壓力施加至如圖I的操作裝置11。由此使上電路板13、當(dāng)然連同整個這里未示出的覆層或者不銹鋼膜向下彎曲一個段。這種彎曲為與其上以虛線示出的原本走向之間的偏差，例如可為25 μ m至50 μ m,或者甚至為100 μ m。然而，在此在設(shè)計操作裝置11時應(yīng)當(dāng)避免上金屬層18直接與下金屬層26或者下傳感器面29直接接觸。盡管控制裝置32能夠相應(yīng)地辨識這個，并且進(jìn)而確定地將其分析為操作指令。然而，優(yōu)選在這種情況中設(shè)置報錯，因為這種強(qiáng)的彎曲是明顯的不當(dāng)操作的結(jié)果，只會被解釋為錯誤。然而，在這種情況下不一定能避免操作裝置11受損。如圖I的氣隙20為50 μ m至200 μ m之間，但是略小亦可。在圖3中可以看出，通過手指34的按壓來縮小氣隙，從而在上金屬層18與下傳感器面29之間構(gòu)成的電容器上產(chǎn)生顯著并且可良好識別的電容改變。控制裝置32進(jìn)而可對此做出分析。所述縮小可以約為10%至30%，這足以進(jìn)行可靠的識別。能夠在所示的作為接觸開關(guān)的操作區(qū)域16緊旁、例如直接在如圖2的間隔元件21的另一側(cè)上設(shè)置另一個操作區(qū)域16。然后可將這種間隔元件基本構(gòu)造為網(wǎng)狀或點陣狀，但仍舊覆蓋更大的面。但是這是一種簡單的、能夠按照相應(yīng)的要求來進(jìn)行設(shè)計的構(gòu)型。
鑒于下電路板23如圖2的結(jié)構(gòu)化可以輕易設(shè)想出，如何能夠以較簡單的方法借助普通的電路板-制造方法用刻蝕/結(jié)構(gòu)化工序?qū)崿F(xiàn)具有加工出的下傳感器面29與印制導(dǎo)線30的金屬層26的結(jié)構(gòu)化。然后也可以在普通的常見于多層電路板的涂層方法中施加絕緣的中間層，然而其不會如常見的那樣是平面連續(xù)的，而是在間隔元件21之間設(shè)有氣隙20。這優(yōu)選也在一個唯一的步驟或者涂層步驟中進(jìn)行。載體17和25的厚度普遍可為最大為幾毫米,通常為Imm至2mm。在多層結(jié)構(gòu)中其通常明顯更小，例如為O. Imm至O. 3mm?？蓪⒔⒘谁h(huán)氧樹脂的玻璃纖維板(材料名稱為FR4)用作為材料。取決于操作裝置的使用地點，其也可以是耐熱的實施FR5。作為可選方案的是，可用酚醛樹脂替代環(huán)氧樹脂或是用紙料替代玻璃纖維織物。此外，有時還可在金屬層上也布置通常所用的焊料阻擋漆?？蓪⑵胀ǖ慕^緣合成材料膜用作為間隔元件21。此夕卜，鑒于圖I中的示圖可以輕易地設(shè)想出，如何至少將下電路板23也可構(gòu)造為雙側(cè)的、穿通接觸的電路板，例如以便在背面上利用更大的、存在的結(jié)構(gòu)空間用于部件的裝配。金屬層18和26通常由銅構(gòu)成。此外，也能夠?qū)⒂呻娐钒?3與23組成的操作裝置11以及間隔元件21相互粘連，以得到一種定義的布置以及便于調(diào)整或者可內(nèi)置的結(jié)構(gòu)單元。這就幾乎構(gòu)成了傳感器識別并且進(jìn)而僅還必須與相應(yīng)的、例如印制導(dǎo)線30可被引導(dǎo)至其上的電觸點(特別是與控制裝置32)連接。
權(quán)利要求
1.電器操作裝置，其中，通過按壓至可變形或有彈性的操作區(qū)域用其下的電容傳感元件實現(xiàn)操作，其中所述傳感元件具有可導(dǎo)電的下傳感器面作為下電容器板，在其上設(shè)置操作區(qū)域并且在其間設(shè)置至少一個電介質(zhì)層，其特征在于，可導(dǎo)電的下傳感器面構(gòu)造在具有絕緣載體與金屬層的普通電路板上，以分離的面和在其上的印制導(dǎo)線來結(jié)構(gòu)化所述金屬層，其中，這些面中的至少之一構(gòu)成下下傳感器面，并且其中，在下電路板的上方以間隔布置一個平行的、具有絕緣載體和其上金屬層的上電路板作為普通電路板，其中，該金屬層構(gòu)成另一個電容器板，用于測量兩個電容器板之間的電容，并且在上電路板上設(shè)置至少另一個覆層作為操作區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的操作裝置，其特征在于，上電路板上的金屬層是連續(xù)且閉合的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的操作裝置，其特征在于，上電路板上的金屬層至少在下傳感器面上方的范圍內(nèi)是連續(xù)且閉合的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的操作裝置，其特征在于，上電路板上的金屬層至少在下傳感器面上方的范圍內(nèi)是連續(xù)且閉合的，使得整個下傳感器面被上電路板上的一個唯一的連續(xù)的金屬層覆蓋。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的操作裝置，其特征在于，在下電路板與上電路板之間設(shè)置絕緣的間隔元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的操作裝置，其特征在于，所述絕緣的間隔元件設(shè)置在下傳感器面的主面外，或者僅設(shè)置在其主要中心區(qū)域外的邊緣區(qū)域上。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的操作裝置，其特征在于，使用平面的電絕緣材料作為間隔元件，其中，在下傳感器面的范圍內(nèi)設(shè)有凹槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的操作裝置，其特征在于，所述凹槽略小于下傳感器面。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的操作裝置，其特征在于，兩個電路板或者金屬層相互之間的間隔為50μπι至200μπι之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的操作裝置，其特征在于，通過至操作區(qū)域的按壓實現(xiàn)上電路板上的金屬層與下電路板上的下傳感器面之間的電容改變或者電容增加，其中在所述下傳感器面上方按壓至操作區(qū)域，其中，通過上電路板的金屬層與下傳感器面的趨近來實現(xiàn)電容改變或者電容增加，并且能由與下傳感器面連接的控制裝置對此進(jìn)行檢測。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的操作裝置，其特征在于，下傳感器面借助同一層級中的印制導(dǎo)線與控制裝置連接，上金屬層亦是如此。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的操作裝置，其特征在于，在普通的刻蝕工序/結(jié)構(gòu)化工序中用正面上一個唯一的金屬層來制造下電路板，而無需其他事后的結(jié)構(gòu)化步驟等。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的操作裝置，其特征在于，在普通的刻蝕工序/結(jié)構(gòu)化工序中用正面上一個唯一的金屬層來制造上電路板，而無需其他事后的結(jié)構(gòu)化步驟等。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的操作裝置，其特征在于，兩個電路板與有時其他電路板一起構(gòu)造為多層結(jié)構(gòu)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的操作裝置，其特征在于，兩個電路板相互連接成為不可分的結(jié)構(gòu)單元。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的操作裝置，其特征在于，兩個電路板相互粘連。
17.電器，其特征在于，所述電器具有根據(jù)權(quán)利要求I所述的操作裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電器，其特征在于，所述電器在操作范圍內(nèi)具有操作裝置。
全文摘要
在電器或家用電器操作裝置中，通過按壓至其下具有電容傳感元件的有彈性的操作區(qū)域來實現(xiàn)操作，所述電容傳感元件具有可導(dǎo)電的下傳感器面作為下電容器板。在其上設(shè)置操作區(qū)域并且在其間設(shè)置電介質(zhì)層。下傳感器面以及布置在其上的電容器板分別構(gòu)造在普通的電路板上。測量兩個電容器板之間的電容。直接在上電路板上設(shè)置另一個覆層作為操作區(qū)域。
文檔編號H03K17/975GK102811046SQ20121023934
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月16日
發(fā)明者A·里希特 申請人:E.G.O.電氣設(shè)備制造股份有限公司