CN203931827U - 一种可变电容器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可变电容器。该可变电容器，包括：依次层叠的软质的上层膜片、隔离件和软质的下层膜片，所述上层膜片和下层膜片之间设置有高介质常数的电介质；所述上层膜片与电介质相对的一侧设置有上层电路，所述上层电路的首端与电介质的大小和位置对应设置；所述下层膜片与电介质相对的一侧设置有下层电路，所述下层电路的首端与电介质的大小和位置对应设置；所述隔离件设置于所述电介质的侧面或上表面的边缘使得所述电介质与所述上层电路的首端分离。通过在两个电路之间设置电介质，通过改变应力，实现电容值的改变，使得初始电容值为零，并在外力作用下实现变化，本方案中的可变电容器结构和生产工艺简单，可靠性高。

Description

一种可变电容器

技术领域

本实用新型涉及电子元件领域，尤其涉及一种可变电容器。

背景技术

当今电子产品的设计制造水平在不断的提高，用户体验需求不断提高，在很多的使用场合下，需要对外界的物理变化量做出控制和测量，并需要将物理变化量体现出来，做出相应的响应。其中对于电容开关、压力测量就是其中的技术，它可以在很多技术领域都可以应用，如各种输入设备中用到的手写笔，手写的时候能反映出手写的力度，或者反映使用者在使用设备的响应，在这个时候需要将手写力度在一定的时间里，通过相关设备和软件对这种物理变化量进行测量，通过主设备或显示设备体现出来，使用者马上感知到变化，如写字轻重，能感觉到字的粗细。

以及其它设备中的电容式开关，此电容初始值为零或很小，通过物理变化后变成一定容值的电容，配合相关电路与电容谐振或者通过电容触发等其它方式，使电路响应，省去了电路中其它类型的按键开关，如手写笔或点击笔，以及其它设备输入设备和控制设备，在使用时能迅速响应控制。

为了达到以上目的和效果，目前的解决方案是：一块电介质有两个端面，一端有两个电极，另一端有一个柔性电极，柔性电极与电介质无电极的一端有一定的间隙，并且在受到外界压力的情况下，柔性电极可以与电介质无电极的端面产生一个相对的变化量，这个相对变化产生时，就获得了外界压力变化的参数。

上述的技术方案有明显的不足，主要表现在：装置制作工艺复杂，可靠性差，如防水、防尘、不易承受较大压力、压力触头行程大和装置定位精度低、引出电极装配要求高，没有灵活性，可靠性差等。

实用新型内容

本实用新型提出了一种结构和生产工艺简单，可靠性高的可变电容器。

为实现上述设计，本实用新型采用以下技术方案：

一种可变电容器，包括：依次层叠的软质的上层膜片、隔离件和软质的下层膜片，所述上层膜片和下层膜片之间设置有高介质常数的电介质；所述上层膜片与电介质相对的一侧设置有上层电路，所述上层电路的首端与电介质的大小和位置对应设置；所述下层膜片与电介质相对的一侧设置有下层电路，所述下层电路的首端与电介质的大小和位置对应设置；所述隔离件设置于所述电介质的侧面或上表面的边缘使得所述电介质与所述上层电路的首端分离。

其中，还包括：触头，所述触头前端为软质球体、软质锥体或软质平头；所述触头的前端设置于所述上层膜片的首端，用于将外力传递给上层膜片。

其中，还包括：胶粘层和基板，所述胶粘层将所述下层膜片粘于所述基板上。

其中，所述基板为不锈钢基板，所述基板上设置有卡槽或卡柱。

其中，所述隔离件与所述上层膜片和下层膜片对应设置；所述隔离件上开设有通孔，所述电介质设置于所述通孔中，所述隔离件上开设有一端与所述通孔相连，另一端设置于隔离件的侧面的导气槽。

其中，所述隔离件为在电介质的侧面均匀设置的多个支撑脚或套设于电介质的侧面的支撑管；所述支撑脚或支撑管的高度略大于所述电介质的厚度。

其中，所述隔离件为在电介质的上表面的边缘均匀设置的多支撑脚或设置于上表面的边缘的一圈支撑环。

其中，所述上层电路和下层电路均为弹性材料电路；所述上电极端子和下电极端子均为柔性电极端子。

其中，所述电介质为抗应力电介质，所述电介质的一端镀有电极。

本实用新型的有益效果在于：通过在两个膜片上印刷电路，在两个电路之间设置隔离件，在电介质周围设置隔离件，通过改变电介质两侧的应力，实现电介质之间的电容值的改变，使得初始电容值为零，并在外力作用下保持一定范围内的变化，本方案中的可变电容器结构和生产工艺简单，可靠性高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种可变电容器的第一个实施例的结构图。

图2是图1中A处的局部放大图。

图3是本实用新型实施例提供的一种可变电容器的上层膜片、隔离件和电介质的配合示意图。

图4是本实用新型实施例提供的一种可变电容器的上层膜片、隔离件和电介质的另一配合示意图。

图5是本实用新型实施例提供的一种可变电容器的上层膜片的结构示意图。

图6是本实用新型实施例提供的一种可变电容器的下层膜片的结构示意图。

图7是本实用新型实施例提供的一种可变电容器的线路示意图。

图8是本实用新型实施例提供的一种可变电容器的生产方法的方法流程图。

其中：10-触头；1-上层膜片；11-上层电路；12-上电极端子；2-隔离件；21-通孔；22-导气槽；3-电介质；4-下层膜片；41-下层电路；42-下电极端子；5-胶粘层；6-基板。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1，其是本实用新型实施例提供的一种可变电容器的第一个实施例的结构方框图。本实施例的可变电容器主要用于电子设备中的可变电容装置或者电容式开关装置。如图1所示，该可变电容器，包括：依次层叠的软质的上层膜片1、隔离件2和软质的下层膜片4，所述上层膜片1和下层膜片4之间设置有高介质常数的电介质3；所述上层膜片1与电介质3相对的一侧设置有上层电路11，所述上层电路11的首端与电介质3的大小和位置对应设置；所述下层膜片4与电介质3相对的一侧设置有下层电路41，所述下层电路41的首端与电介质3的大小和位置对应设置；所述隔离件2设置于所述电介质3的侧面或上表面的边缘使得所述电介质3与所述上层电路11的首端分离。

通过在两个膜片上印刷电路，在两个电路之间设置隔离件2，在电介质3周围设置隔离件2，通过改变电介质3两侧的应力，实现电介质2之间的电容值的改变，使得初始电容值为零，并在外力作用下保持一定范围内的变化，本方案中的可变电容器结构和生产工艺简单，可靠性高。

优选地，所述隔离件2为在电介质3的侧面均匀设置的多个支撑脚或套设于电介质3的侧面的支撑管；所述支撑脚或支撑管的高度略大于所述电介质的厚度。

如图3所示，在电介质3的侧面均匀设置多个支撑脚，所述支撑脚的高度略大于所述电介质的厚度，那么在不施加外力的情况下，上层膜片1上的上层电路11不会与所述电介质3接触，此时可以视为断电状态；当然，还可进一步在电介质3的周围套设一支撑管，电介质3的上表面低于支撑管的开口端面，当按压上层膜片1时，上层膜片1受力变形与电介质3的上表面接触。

优选地，所述隔离件2为在电介质3的上表面的边缘均匀设置的多支撑脚或设置于上表面的边缘的一圈支撑环。

如图4所示，在电介质3的上表面的边缘均匀设置多个支撑脚，以此作为支撑件，本方案中，还可进一步在电介质3的上表面的边缘设置一圈支撑环，提供更为长久的使用寿命。

在这几种隔离件2的设置方式中，均根据电介质3的形状来进行设定，例如电介质3的截面为圆形，则支撑管为圆形管，以此类推。

另一种设计方式，为了保证本方案中的可变电容器的结构稳定，所述隔离件2与所述上层膜片1和下层膜片4对应设置；所述隔离件2上开设有通孔21，所述电介质3设置于所述通孔21中，所述上层电路11的尾端与所述上层膜片1的尾端的上电极端子12电性连接；所述下层电路41的尾端与所述下层膜片4的尾端的下电极端子42电性连接。

通过在两个膜片上印刷电路，上层膜片1和下层膜片4的结构具体如图3和图6所示，在两个电路之间设置隔离件2，在隔离件2上开设通孔21，在通孔21中设置电介质3，通过改变电介质3两侧的应力，从而改变上层电路11和下层电路41之间的距离，实现电介质3的电容值的改变，电介质3以及电介质3两端正对的电路构成了一个可变电容器，组成后的可变电容器的线路示意图如图7所示，本方案中的可变电容器的初始电容值为零，并在外力作用下保持一定范围内的变化，本方案中的可变电容器结构和生产工艺简单，可靠性高。

以下是本实用新型实施例提供的一种可变电容器的第二个实施例，与该可变电容器的第一个实施例相比，第二个实施例进一步说明了该可变电容器的电容变化的实现方式，并说明了其中电路的布局方式和其它附属结构的实现方式。

具体如图1所示，该可变电容器，还包括：触头10，所述触头10前端为软质球体、软质锥体或软质平头；所述触头10的前端设置于所述上层膜片1的首端，用于将外力传递给上层膜片1。

触头10的作用是将外力传递给电容装置，触头10靠近电容装置的一端，也就是前端是一个软质球体、软质锥体或软质平头，其中软质平头原理上做电容开关比较合适，因为可以整体推动电容的一极，开关行程比较小；软质锥体可以是圆锥或棱锥，软质锥体对电容变化的控制更为精细；相对而言，软质球体在变容行程和变容精细度之间拥有较好的平衡。当然，这里的软质球体不限于绝对的圆球，半球体实际上也可以达到相同的效果，椭球体也是可以实现变容驱动的。上层膜片1和下层膜片4上的电路相当于电容的两个电极，当触头10收到外力作用时，电极与电介质3的接触面积发生变化，电容装置的容量发生变化，从而实现检测外加的力量的变化。

优选地，所述可变电容器，如图1所示，还包括：胶粘层5和基板6，所述胶粘层5将所述下层膜片4粘于所述基板6上。所述基板6为不锈钢基板，所述基板6上设置有卡槽或卡柱。

粘胶层的主要作用就是将下层膜片4粘接在基板6上，基板6应选择抗弯折材料，并且应该具有硬度高、结构误差小等物理特征，以经受触头10传输过来的应力；同时，基板6还要将可变电容器定位，承载可变电容器，方便可变电容器的安装。为了安装方便，基板6上设置有卡槽或卡柱，直接通过插拔即可实现快速安装；当然，下层膜片4与基板6亦可通过焊接等方式实现固定。

进一步地，所述隔离件2上开设有一端与所述通孔21相连，另一端设置于隔离件2的侧面的导气槽22。所述上层电路11和下层电路41均为弹性材料电路。所述上电极端子12和下电极端子42均为柔性电极端子。所述上层电路11和下层电路41分别与所述上电极端子12和下电极端子42一体印刷成形。所述电介质3为抗应力电介质，所述电介质3的一端镀有电极。

请参考图2，其是图1中A处的局部放大图，此处主要是导气槽，导气槽22的作用是在将上层膜片1、隔离件2和下层膜片4压接密封后，排出通孔21中的空气。弹性材料电路能够让电路在受到应力变形之后恢复原状，保证能够实现电容可变的目的，同时弹性材料的设计也能够延长产品的使用寿命，防止因为多次按压导致的电极损坏。上电极端子12和下电极端子42设置均为柔性电极端子可以让其在任意角度安装防止，具有更好的应用范围。一体印刷成形可以保证不存在二次连接，生产更为方便，连接效果也更好。上电极端子12和下电极端子42可通过焊接或插拔的方式连接用于电子设备中。电介质3为具有高介质常数的材料，并具有抗应力的物理特性，为了使得电容器的容量尽可能的大，电介质3的一端镀有电极。

对于本方案中的一种可变电容器，可采用以下生产方法实现其的工业生产。

如图8所示，该可变电容器的生产方法，包括：

步骤S101：在载体上印刷电路和电极端子，制成上层膜片1和下层膜片4；制成隔离件2。

步骤S102：将所述下层膜片4置于底层，将隔离件2放置在下层膜片4上；将电介质3放入隔离件2的对应位置，将上层膜片1放置在隔离件2上。

步骤S103：将放置好的下层膜片4、隔离件2和上层膜片1压合成一个整体。

步骤S104：通过胶粘层5将所述下层膜片4粘于基板6上，使得所述整体粘于基板6上。

本方法用于实现上述的可变电容器的工业化生产，在此的描述是针对于单个可变电容器的生产，而在实际的生产过程中，上层膜片1和下层膜片4是一次在一块拼板上完成多个电路的印刷，同时在一块板上完成多个隔离件2的预制，例如开设通孔，划定隔离件2的轮廓等，将三块整的板压合后在分割得到可变电容器的粗坯，然后进行粘接密封等工作。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种可变电容器，其特征在于，包括：依次层叠的软质的上层膜片(1)、隔离件(2)和软质的下层膜片(4)，所述上层膜片(1)和下层膜片(4)之间设置有高介质常数的电介质(3)；所述上层膜片(1)与电介质(3)相对的一侧设置有上层电路(11)，所述上层电路(11)的首端与电介质(3)的大小和位置对应设置；所述下层膜片(4)与电介质(3)相对的一侧设置有下层电路(41)，所述下层电路(41)的首端与电介质(3)的大小和位置对应设置；所述隔离件(2)设置于所述电介质(3)的侧面或上表面的边缘使得所述电介质(3)与所述上层电路(11)的首端分离。

2.根据权利要求1所述的一种可变电容器，其特征在于，还包括：触头(10)，所述触头(10)前端为软质球体、软质锥体或软质平头；所述触头(10)的前端设置于所述上层膜片(1)的首端，用于将外力传递给上层膜片(1)。

3.根据权利要求1所述的一种可变电容器，其特征在于，还包括：胶粘层(5)和基板(6)，所述胶粘层(5)将所述下层膜片(4)粘于所述基板(6)上。

4.根据权利要求3所述的一种可变电容器，其特征在于，所述基板(6)为不锈钢基板，所述基板(6)上设置有卡槽或卡柱。

5.根据权利要求1所述的一种可变电容器，其特征在于，所述隔离件(2)与所述上层膜片(1)和下层膜片(4)对应设置；所述隔离件(2)上开设有通孔(21)，所述电介质(3)设置于所述通孔(21)中，所述隔离件(2)上开设有一端与所述通孔(21)相连，另一端设置于隔离件(2)的侧面的导气槽(22)。

6.根据权利要求1所述的一种可变电容器，其特征在于，所述隔离件(2)为在电介质(3)的侧面均匀设置的多个支撑脚或套设于电介质(3)的侧面的支撑管；所述支撑脚或支撑管的高度略大于所述电介质的厚度。

7.根据权利要求1所述的一种可变电容器，其特征在于，所述隔离件(2)为在电介质(3)的上表面的边缘均匀设置的多支撑脚或设置于上表面的边缘的一圈支撑环。

8.根据权利要求1所述的一种可变电容器，其特征在于，所述上层电路(11)和下层电路(41)均为弹性材料电路；所述上电极端子(12)和下电极端子(42)均为柔性电极端子。

9.根据权利要求1所述的一种可变电容器，其特征在于，所述电介质(3)为抗应力电介质，所述电介质(3)的一端镀有电极。