BR112013025117B1 - Sensor de proximidade eletrônico, comutador de proximidade e processo para a produção de um sensor de proximidade eletrônico - Google Patents
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Abstract
sensor de proximidade. a presente invenção refere-se a um sensor de proximidade eletrônico com elemento sensor disposto sob uma área decorativa, caracterizado pelo fato de que a área decorativa compreende uma camada semicondutora, cuja espessura se situa entre 10 nm e 100 nm. por esse revestimento ao sensor de proximidade é conferido um aspecto metálico desejado, sem que se perca sua propriedade como sensor de proximidade.
Description
[001] A presente invenção refere-se a um sensor de proximidadeeletrônico.
[002] Sensores de proximidade eletrônicos com circuitos elétricosou eletrônicos capacitivamente influenciáveis de fora, como por exemplo, osciladores, são há muito conhecidos (cf. DE 27 44 785). Dito de um modo geral, por aproximação de um objeto à superfície do sensor é variada a capacidade de ao menos um elemento do circuito. Isso leva a alterações no comportamento elétrico do circuito. Por exemplo, em um circuito oscilante pode ser variada a frequência. Essa alteração de frequência pode ser detectada e interpretada como sinal de comutação.
[003] Especialmente na indústria de veículos moderna, são cadavez mais empregadas superfícies multifuncionais, que também podem ser usadas como áreas de sensor. A tendência se afasta então de comutadores ou teclas clássicos, para ativar funções, no sentido de elementos sensores diretamente integrados nas superfícies de plástico. Estes, como descrito acima a título de exemplo, podem identificar com auxílio de avaliação capacitiva se um dedo se aproximada da área do sensor e, assim, devam ser executadas funções de comutação. A tecnologia da consulta de sensor é então bem conhecida e também tecnicamente desenvolvida.
[004] Os elementos sensores se situam então abaixo das áreasdecorativas e podem assim ser integrados, de modo bastante fácil, por exemplo, nas superfícies de plástico de um interior de automóvel. Um grande problema surge, contudo, então atualmente do fato de que as áreas decorativas devem ter sobre as áreas sensor-ativas em geral um aspecto metálico.
[005] O revestimento metálico de superfícies de plástico é aí umatécnica conhecida, que tem, no entanto, a grande desvantagem de que revestimentos metálicos são condutores na superfície e, assim, não mais precisa haver uma detecção capacitiva do sinal abaixo da superfície decorativa.
[006] O problema se apresenta, portanto, como segue: de umlado, são promovidas superfícies de plástico metalicamente brilhantes, que, no entanto, de outro lado, não blindam os sensores capacitivos subjacentes. Desafios especiais resultam na problemática do fato de que as superfícies metálicas são caracterizadas tanto por seu grau de brilho como também por sua tonalidade (valores CIE-Lab).
[007] Portanto, constitui objetivo da presente invenção sanar ouao menos atenuar o problema acima exposto.
[008] Segundo a invenção, o objetivo é alcançado pelo fato deque a superfície decorativa de um sensor de proximidade capacitivo é revestida com uma camada semicondutora fina, de preferência com uma espessura entre 10 nm e 100 nm. Silício é para isso especialmente apropriado. Esse revestimento pode ser feito por meio de "physical vapor deposition (PVD)". Densidade e camadas assim preferidas podem ser obtidas por meio de um processo de pulverização magnetron ("magnetron sputtering").
[009] A invenção será então mais precisamente explicada emdetalhe com base em exemplos.
[0010] Segundo uma primeira forma de execução da presente invenção, uma camada de silício de 35 nm de espessura (isto é, na faixa de espessura de 10 nm até 100 nm) é aplicada como camada semi- condutora sobre a superfície de um sensor de proximidade capacitivo. Para alisar eventuais estruturas superficiais, sobre a superfície é aplicada inicialmente uma primeira demão (laca acrílica UV). Depois da aplicação da camada de Si por meio de pulverização de magnetron, no presente exemplo é aplicada uma camada de cobertura (laca acrílica UV) para proteção adicional da camada de Si fina. Resulta uma superfície metalicamente brilhante azulada até amarelada. Devido à pequena condutibilidade elétrica de silício, o sensor não é blindado eletricamente ou capacitivamente.
[0011] De acordo com uma segunda forma de execução da presente invenção, a camada semicondutora é executada como sistema estratificado. Ele pode ser formado, por exemplo, como sistema estratificado alternado com um semicondutor, p.ex. Si, e um dielétrico, p.ex. SiO2. A espessura total das camadas de Si deve se situar então, por sua vez, na faixa entre 10 nm e 100 nm. Para obter a desejada característica de transmissão e reflexão na faixa visível do espectro de raios eletromagnéticos, estão disponíveis hoje ao técnico eficazes programas de otimização para películas ópticas finas. Por isso, se dispensa aqui uma exposição mais pormenorizada nesse particular.
[0012] De acordo com uma terceira forma de execução da presente invenção, para o revestimento é empregado germânio como material semicondutor. Também esse revestimento pode ser executado como "monolayer" fina individual com uma espessura de 10 nm até 100 nm ou como sistema estratificado alternado com um ou vários dielétri- cos, como por exemplo, SiO2. Especialmente Ge pode também ser combinado com Si, para se obter os efeitos desejados.
[0013] As três formas de execução são aqui descritas com primeira demão. Essa camada de laca, que fica disposta entre a camada de PVD e o substrato, pode ser designada como "basecoat". Eventualmente pode ser dispensada essa "basecoat".
[0014] Um sensor de proximidade eletrônico foi descrito com elemento sensor disposto sob a superfície decorativa, cuja superfície decorativa é revestida com uma camada semicondutora fina. Como ca- mada semicondutora é designada, nesse contexto, uma camada abrangendo ao menos um semicondutor. A espessura da camada se- micondutora importa, de preferência, entre 10 nm e 100 nm. De preferência, a camada semicondutora compreende silício como material semicondutor. De modo especialmente preferido, a camada semicon- dutora consiste em silício.
[0015] A camada semicondutora pode ser parte integrante de sistema estratificado compreendendo ao menos uma outra camada, que é de preferência um sistema estratificado de interferência. A ao menos uma outra camada pode ser uma camada de SiO2. De preferência, no sistema estratificado se trata de um sistema estratificado alternado. Entre o corpo formando a superfície decorativa e a camada semicon- dutora pode ser prevista uma camada intermediária, que compreende uma camada de polímero consistindo de preferência em uma laca endurecida a UV. A camada encerrando para o meio ambiente pode ser prevista como camada de polímero, que consiste de preferência em uma laca endurecida a UV. O sensor de proximidade eletrônico pode formar um comutador de proximidade.
[0016] Foi descrito um processo para a produção de um sensor deproximidade eletrônico com as etapas:- disponibilização de um sensor de proximidade eletrônico com superfície decorativa- revestimento da superfície decorativa com uma camada semicondutora, cuja espessura de camada se situa entre 10 nm e 100 nm, sendo o revestimento obtido por meio de um processo a vácuo. O processo a vácuo é de preferência um processo de PVD e/ou de CVD.
Claims (7)
1. Sensor de proximidade eletrônico com elemento sensor disposto sob uma superfície decorativa, sendo que o sensor de proximidade eletrônico compreende um sensor de proximidade capacitivo, que compreende a superfície decorativa, sendo que a superfície decorativa é revestida com uma camada semicondutora fina, sendo que a camada semicondutora compreende uma camada de silício ou germâ- nio, sendo que a camada semicondutora é configurada como uma camada “monolayer” com uma espessura entre 10 nm e 100 nm, caracterizado pelo fato de que entre o corpo formando a superfície decorativa e a camada semicondutora está prevista uma camada intermediária, que compreende uma camada de polímero, que consiste em uma laca endurecida a UV, de preferência uma laca acrílica UV, alisando eventuais estruturas superficiais da superfície decorativa.
2. Sensor de proximidade eletrônico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que como camada encerrando para o meio ambiente está prevista uma camada de polímero, que consiste de preferência em uma laca endurecida a UV, preferencialmente uma laca acrílica UV, e protege a camada semicondutora.
3. Comutador de proximidade, caracterizado pelo fato de que apresenta um sensor de proximidade eletrônico, como definido na reivindicação 1 ou 2.
4. Processo para a produção de um sensor de proximidade eletrônico, como definido na reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que apresenta as etapas,- disponibilização de um sensor de proximidade eletrônico com superfície decorativa e o elemento sensor posicionado abaixo da superfície decorativa, sendo que o sensor de proximidade eletrônico compreende o sensor de proximidade capacitivo, que apresenta a superfície decorativa, e - revestimento da superfície decorativa com uma camada semicondutora, que apresenta uma camada de silício ou germânio, sendo que o revestimento é obtido por meio de um processo a vácuo.
5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o processo a vácuo é um processo de PVD e/ou de CVD.
6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que antes do revestimento da superfície decorativa com uma camada semicondutora é aplicada uma primeira camada de laca sobre a superfície decorativa e eventuais estruturas superficiais da superfície a ser revestida são alisadas, e posteriormente a camada semi- condutora é aplicada sobre a superfície laqueada.
7. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que uma segunda laca é aplicada como camada de cobertura sobre a camada semicondutora e dessa forma protege a camada semicondutora.
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