CN103390519B - 防水型开关和电子装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种防水型开关和电子装置，该防水型开关包括：防水片，其包括平坦部分和设置在平坦部分周围的侧壁部分，侧壁部分的上部耦合到平坦部分的边缘部分，平坦部分包括第一上表面和第二上表面；开关，设置在平坦部分下方；以及电子部件，耦合到平坦部分的第一上表面，电子部件用作键顶，其中防水片包括橡胶和加强板，加强板包括设置在平坦部分的第一上表面和第二上表面上的第一加强板，第一加强板在第一上表面处经由第一粘合剂耦合到电子部件的第一部分，以及在第二上表面处经由第二粘合剂耦合到电子部件的第二部分，其中孔形成为在壳体中在第一上表面和第二上表面之间穿过平坦部分和第一加强板，并且孔被第一粘合剂和第二粘合剂包围。

Description

防水型开关和电子装置
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求2012年5月11日提交的在先日本专利申请第2012-109276号的优先权权益，其全部内容通过引用并入本申请中。
技术领域
本文中所讨论的实施例涉及一种防水型开关和配备有防水型开关的电子装置。
背景技术
诸如移动电话的电子装置包括防水型开关。该防水型开关包括接通和断开电信号的开关、用手指等按下的键顶(keytop)、以及防水片。使用塑料等将键顶和防水片形成为一体。防水型开关附接于壳体，使得在防水片与壳体之间没有形成间隙。
当按下附接于壳体的防水型开关的键顶时，防水片弯曲并且键顶的下侧下压开关的移动接触部。因此，开关进入接通状态或断开状态。
在日本特开专利公布第2005-216609号、日本特开专利公布第10-70374号、日本特开专利公布第2005-78846号或日本特开专利公布第2006-54062号中公开了相关技术。
发明内容
根据实施例的一个方面，一种防水型开关包括：防水片，包括平坦部分和设置在平坦部分周围的侧壁部分，该侧壁部分的上部耦合到平坦部分的边缘部分，该平坦部分包括第一上表面和第二上表面；开关，被设置在平坦部分下方；以及电子部件，被耦合到平坦部分的第一上表面，该电子部件被用作键顶，其中防水片包括橡胶和加强板，该加强板包括设置在平坦部分的第一上表面和第二上表面上的第一加强板，并且该第一加强板在第一上表面处经由第一粘合剂耦合到电子部件的第一部分，以及在第二上表面处经由第二粘合剂耦合到电子部件的第二部分，其中，孔形成为在壳体中在第一上表面和第二上表面之间穿过平坦部分和第一加强板，并且该孔被第一粘合剂和第二粘合剂包围。
根据实施例的该方面，提供了下述防水型开关：其包括具有电子部件的键顶，并且形状薄且可靠性高。在包括防水型开关的电子部件中，水不会进入电子部件内部。
根据实施例的另一方面，一种电子装置，包括：壳体；以及防水型开关，设置在所述壳体的开口部分中，所述防水型开关将所述壳体的内部和外部分隔开，其中，所述防水型开关包括：防水片，包括平坦部分和设置在所述平坦部分周围的侧壁部分，所述侧壁部分的上部耦合到所述平坦部分的边缘部分，所述平坦部分包括第一上表面和第二上表面；开关，被设置在所述平坦部分下方；以及电子部件，被耦合到所述平坦部分的第一上表面，所述电子部件用作键顶，其中，所述防水片包括橡胶和加强板，所述加强板包括设置在所述平坦部分的所述第一上表面和所述第二上表面上的第一加强板，并且所述第一加强板在所述第一上表面处经由第一粘合剂耦合到所述电子部件的第一部分，以及在所述第二上表面处经由第二粘合剂耦合到所述电子部件的第二部分，其中，孔形成为在壳体中在所述第一上表面和所述第二上表面之间穿过所述平坦部分和所述第一加强板，并且所述孔被所述第一粘合剂和所述第二粘合剂包围。
本发明的目的和优点将借助于在权利要求中具体指出的元件及组合来实现和达到。
应该理解，上述的概括描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，而不限制本发明，如所要求保护的那样。
附图说明
图1A和图1B示出了示例性电子装置；
图2示出了示例性电子装置；
图3示出了示例性防水型开关；
图4A、图4B和图4C示出了示例性生物认证模块(biometricauthenticationmodule)；
图5A、图5B和图5C示出了示例性防水片；
图6示出了示例性开关；
图7示出了示例性电子装置；
图8示出了开关的示例性位移-负载特性；
图9示出了示例性防水型开关；
图10示出了防水片的示例性位移-负载特性；
图11示出了防水型开关的示例性位移-负载特性；
图12示出了防水片的示例性位移-负载特性；
图13示出了防水片的位移-负载特性和开关部分的位移-负载特性的示例性组合；
图14示出了示例性防水型开关；
图15示出了开关的示例性位移-负载特性；
图16示出了开关的示例性位移-负载特性；以及
图17示出了示例性电子装置。
具体实施方式
可以将诸如移动电话的电子装置制造得更薄或者制造为高功能。由于便携式电子装置被制造为高功能，因此诸如生物认证模块的电子部件例如可设置在键顶中。
当电子部件被接合到防水型开关的键顶上时，开关的厚度变厚，并且不可以将便携式电子装置制造得更薄。因此，电子部件本身可用作键顶，并且电子部件和防水片可以经受整体成型(嵌件成型)工艺。在整体成型工艺中，由于成型时的热和压力，作为防水片的橡胶和电子部件可彼此紧密接合。
由于诸如生物认证模块的电子部件或者耦合到电子部件的电线(例如，树脂涂覆线等)耐热性差，因此，当电子部件和防水片经受整体成型工艺时，电子部件或电线可能由于成型时的热而被损坏。尽管可使用具有高抗热性的电子部件或电线，但是具有高抗热性的电子部件或电线昂贵，因此，电子装置的制造成本会变高。
可使用粘合剂、双面胶等将电子部件接合到防水片。用作防水片的橡胶可包括硅，以确保抗热性、抗冷性、防水性、柔性等。由于硅妨碍粘合剂或双面胶的粘合性，因此，当使用粘合剂、双面胶等将电子部件接合到防水片时，可能不能确保足够的接合强度。
图1A和图1B示出了示例性电子装置。在图1A中，可以示出表示电子装置的一个表面侧的透视图。在图1B中，可以示出表示电子装置的另一表面侧的透视图。图2示出了示例性电子装置。在图2中，示出了图1B中的线II-II的位置处的横截面视图。图3示出了示例性防水型开关。在图3中，可以示出防水型开关的横截面视图。电子装置可以是例如移动终端。
配备有触摸面板的显示面板11被设置在移动终端10的一个表面侧。用手指触摸在显示面板11中显示的图标、字符串等，并且执行与图标、字符串等相对应的处理。
防水型开关12被设置在移动终端10的另一表面侧。生物认证模块21被设置在防水型开关12的键顶部分中。作为生物认证模块21，可使用指纹传感器。
如图2所示，在移动终端10的壳体13内，布置有布线衬底15，在布线衬底15中安装了中央处理单元(CPU：未示出)和其他电子部件(未示出)。装饰板14附接于壳体13上，并且防水型开关12的顶面可位于与装饰板14的表面基本上相同的表面上。附图标记11a可以是显示面板，例如液晶面板，并且附图标记11b可以是触摸面板。
如图3所示，防水型开关12包括对应于键顶的生物认证模块21、接合到生物认证模块21的下侧的防水片、以及安装在布线衬底15上且设置在防水片22下方的开关23。
图4A、图4B和图4C示出了示例性生物认证模块。图4A可以是生物认证模块21的顶视图。图4B可以是表示生物认证模块21的前表面侧的透视图。图4C可以是表示生物认证模块21的背表面侧的透视图。
如图4A至图4C所示，生物认证模块21包括衬底21b、安装在衬底21b上的指纹读取部21a、耦合在衬底21b的背表面侧的线缆21c、以及设置在线缆21c的前端(leadingend)中的连接器21d。例如，如图2所示，当连接器21d接合到布线衬底15上的连接器16时，安装在布线衬底15中的电子部件和生物认证模块21彼此电耦合。
如图2所示，在指纹读取部21a周围，设置了密封生物认证模块21与装饰板14之间的间隙的盖体17。可根据期望设置盖体17。
图5A、图5B和图5C示出了示例性防水片。图5A可以是表示防水片22的前表面侧的透视图。图5B可以是表示防水片22的背表面侧的透视图。图5C可以是表示防水片22的横截面形状的图。
防水片22可以例如包括具有0.2mm至0.3mm的厚度以及适当弹性的橡胶，例如树脂。如图5A至图5C所示，防水片22可以具有类似倒置杯的形状，并且包括平坦部分31、围绕平坦部分31并与平坦部分31的上部连通的侧壁部分32、以及在平行于平坦部分31的方向上从侧壁部分32的下端向外延伸的凸缘部分33。
加强板34a接合在平坦部分31上，并且生物认证模块21通过粘合剂37(参照图3)接合在加强板34a上方。在平坦部分31和加强板34a中，设置了生物认证模块21的线缆21c穿过的孔22a。加强板34b接合在凸缘部分33上。如图2所示，加强板34b和壳体13通过粘合剂38彼此接合。因此，壳体13的开口部分由防水片22密封。
如图3所示，由于孔22a的外围由粘合剂37包围，因此水不可能通过孔22a进入壳体13。
防水片22可以是整体成型产品，其中加强板34a和34b以及橡胶经受了整体成型(嵌件成型)工艺。例如，经受了底漆处理的加强板34a和34b位于模具中，并且橡胶被推入模具中。因此，形成了防水片22。此时，例如底漆的粘合剂由于温度和压力而起反应，并且橡胶以及加强板34a和34b彼此紧密地接合。
可根据期望执行底漆处理。加强板34a和34b可包括抗腐蚀的金属(诸如不锈钢)，并且还包括塑料板等作为加强板34a和34b。
图6示出了示例性开关。图6可以是开关23的横截面视图。图6中所示的开关23包括固定接触部41a和41b、边缘部分与固定接触部41a接触以覆盖住固定接触部41b的圆顶形移动接触部42、以及设置在移动接触部42上方的按钮43。
图7示出了示例性电子装置。如图7所示，当按下键顶部分(例如生物认证模块21)时，防水片22的侧壁部分32变形。设置在平坦部分31的背表面侧的凸起部分22b与开关23的按钮43进行接触(参照图6)，并且按钮43被按下。因此，按钮43的下部压低移动接触部42。移动接触部42变形，并且固定接触部41a和41b通过移动接触部42而彼此电耦合。
当在例如包括上述防水型开关12的移动终端10中，按下键顶部分(例如生物认证模块21)时，防水型开关12被接通，并且通过生物认证模块21传导电流。此后，当手指置于生物认证模块21上时，生物认证模块21读取指纹。通过移动终端10中的CPU对生物认证模块21读取的指纹和最初登记的指纹进行匹配操作，并且当其间的匹配发生时，释放对移动终端10的锁定，并且移动终端10进入可操作状态。
在移动终端10中，如图2所示，壳体13内部上的空间和其外部上的空间由于防水片22而彼此分隔开。因此，即使水进入装饰板14和生物认证模块21之间的间隙，水也不可以进入布线衬底15侧。可以减少由于进水而导致的故障。
在防水型开关12中，生物认证模块21和防水片22可彼此接合，并且生物认证模块21可用作键顶。因此，与生物认证模块接合在键顶上的情况相比，可以容易地将其制造得更薄。
由于在防水型开关12中，生物认证模块21和橡胶可不经受整体成型工艺，因此生物认证模块21和其上附接的线缆21c可以不具有抗热性。可以以相对公道的价格制造防水型开关12。
在防水型开关12中，使用了防水片22，其中，橡胶以及加强板34a和34b经受了整体成型工艺。因此，防水片22的橡胶与加强板34a和34b之间的接合强度会是高的，并且加强板34a和34b不会剥落。由于使用粘合剂37将生物认证模块21接合在包括金属的加强板34a上，因此，生物认证模块21与加强板34a之间的接合强度会是高的。因此，在防水型开关12中，可以减少接合部分的剥落，并且防水型开关可具有高可靠性。
指纹传感器可用作生物认证模块21，并且静脉传感器也可用作生物认证模块21。另外，生物认证模块21还可设置在防水型开关12的键顶部分中，并且发光二极管(LED)、紧凑型显示面板或者其他电子部件也可以设置在防水型开关12的键顶部分中。
可使用粘合剂37将加强板34a和生物认证模块21彼此接合，并且可使用粘合剂38将加强板34b和壳体13彼此接合。另外，还可以使用双面胶来替代粘合剂37和38。防水片22的顶视图的形状可以是大致四边形，并且也可以是圆形或其他形状。
在通过下压键顶来接通或断开电信号的方法的开关中，下压键顶时的操作感(例如，点击感)会很重要。
图8示出了开关的示例性位移-负载特性。在图8中，横轴表示键顶的位移，而纵轴表示施加到键顶上的负载。如图8所示，当下压键顶时，负载随着键顶的位移而变高。然而，当位移超过X1时，负载减小，并且在X2时接通开关。
位移为X1时的负载(例如，最大负载)可以是P1。位移为X2时的负载(例如，在开关被接通时的负载)可以是P2。点击感是使用表达式(1)而被数值转换的。
CL＝(P1-P2)/P1···(1)
当由表达式(1)表达的CL值为约0.3时，可获得最佳点击感。
图9示出了示例性防水型开关。在图9中，相同的附图标记被赋予与图2中所示的元件基本上相同或类似的元件。
图9所示的防水型开关50包括键顶51、防水片52和开关53。防水片52可以是平坦的，并且键顶51接合在防水片52上。使用粘合剂54将防水片52接合到壳体13。开关53可以具有图8所示的位移-负载特性。
图10示出了防水片的示例性位移-负载特性。图10中所示的平坦的防水片52的位移-负载特性可以是近似线性的，并且负载随着位移增加而变高。图11示出了防水型开关的示例性位移-负载特性。图11所示的防水型开关50的位移-负载特性可对应于开关53的位移-负载特性与防水片52的位移-负载特性的组合。根据表达式(1)所算出的CL值可以降到0.3以下。图9中所示的防水型开关50的点击感可能不是那么好。
在防水片22具有杯形并且加强板34a接合到防水片22的平坦部分31的情况下，当负载被施加到键顶部分(例如生物认证模块21)上时，侧壁部分32会变形。仅侧壁部分32会变形。
图12示出了防水片的示例性位移-负载特性。在图12中，在负载随着位移增加直到某一时间点为止的情况下，在横跨时间点时，侧壁部分32弯曲，并且负载减小。防水片22的位移-负载特性可以与开关23的位移-负载特性类似。通过调整这两者的位移-负载特性的峰值的位置，可以获得良好的点击感。
图13示出了防水片的位移-负载特性与开关的位移-负载特性的示例性组合。如图13所示，调整防水片22的位移-负载特性的峰值位置和开关23的位移-负载特性的峰值位置，并且根据表达式(1)所算出的CL值可被设置为约0.3。因此，防水型开关12的点击感可以变得良好。例如，防水片22和开关23可被设置为使得防水片22的位移-负载特性的峰值位置和开关23的位移-负载特性的峰值位置彼此一致。
图14示出了示例性防水型开关。当防水片22具有如图5所示的杯形状并且从防水片22的凸缘部分33的底表面到平坦部分31的底表面的距离为L(如图14所示)时，最大负载大致可出现在(1/2)L与(2/3)L之间。当防水片22和开关23被设置为使得开关23的最大负载出现的位置被设置为位于防水片22的凸缘部分33的底表面上方(1/2)L到(2/3)L处的位置时，防水型开关12的CL值可变为约0.3。
图15示出了开关的示例性位移-负载特性。图15可以示出在出现开关23的最大负载的位置位于比(2/3)L更高的位置处时的位移-负载特性。如图15所示，当出现开关23的最大负载的位置位于比(2/3)L更高的位置处时，根据表达式(1)所算出的CL值可降到0.3以下，并且会减弱点击感。
图16示出了开关的示例性位移-负载特性。图16可以示出在出现开关23的最大负载的位置位于比(1/2)L更低的位置处时的位移-负载特性。如图16所示，当出现开关23的最大负载的位置位于比(1/2)L更低的位置处时，会出现防水型开关的位移-负载特性的两个峰值。即使开关未被断开，会发生开关已接通的错觉。
图17示出了示例性电子装置。在图17所示的电子装置中，使用不同于图1所示的电子装置的方法，可以附接防水型开关。图17中所示的其他元件可以与图1中所示的元件基本上相同或相似。在图17中，相同的附图标记被赋予与图1中所示的元件基本上相同或相似的元件，并且可以省略或减少其描述。
防水型开关12的防水片22可利用粘合剂38被直接接合到壳体13。在这种情况下，当生物认证模块21无法适当地工作时，会连同壳体13一起替换生物认证模块21。
防水片22被接合到基座18。O形环19作为止水部件被设置在基座18与壳体13之间，并且防水片22被设置成可附接至壳体13并可从壳体13拆卸。因此，例如，即使生物认证模块21无法适当地工作，也可以替换防水片22和生物认证模块21，并且可以不替换壳体13。
本文中所记载的所有示例和条件语言旨在教学目的，以帮助读者理解本发明和发明人为了促进本技术而贡献的构思，并且应被理解为不受这样具体记载的示例和条件的限制，说明书中这样的示例的组织与表明本发明的优势和劣势无关。尽管已详细描述了本发明的实施例，但是应该理解，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明的实施例进行各种改变、替代和变更。

Claims (14)

1.一种防水型开关，包括：
防水片，包括平坦部分和设置在所述平坦部分周围的侧壁部分，所述侧壁部分的上部耦合到所述平坦部分的边缘部分，所述平坦部分包括第一上表面和第二上表面；
开关，设置在所述平坦部分下方；以及
电子部件，耦合到所述平坦部分的所述第一上表面，所述电子部件用作键顶，其中
所述防水片包括橡胶和加强板，所述加强板包括设置在所述平坦部分的所述第一上表面和所述第二上表面上的第一加强板，并且所述第一加强板在所述第一上表面处经由第一粘合剂耦合到所述电子部件的第一部分，以及在所述第二上表面处经由第二粘合剂耦合到所述电子部件的第二部分，
其中，孔形成为在壳体中在所述第一上表面和所述第二上表面之间穿过所述平坦部分和所述第一加强板，并且所述孔被所述第一粘合剂和所述第二粘合剂包围。
2.根据权利要求1所述的防水型开关，其中，所述防水片是通过将所述橡胶和所述加强板一体化而形成的。
3.根据权利要求1所述的防水型开关，其中，
所述防水片包括从所述侧壁部分的下端向外延伸的凸缘部分，并且第二加强板被设置在所述凸缘部分的上表面上。
4.根据权利要求1所述的防水型开关，其中，
在按压所述电子部件时，所述防水片的所述侧壁部分变形，并且所述平坦部分的下表面与所述开关进行接触。
5.根据权利要求1所述的防水型开关，其中，
所述电子部件包括生物认证模块。
6.根据权利要求1所述的防水型开关，其中，所述平坦部分包括所述孔,以与所述电子部件连通。
7.根据权利要求1所述的防水型开关，其中，所述平坦部分包括形成在所述平坦部分的下表面之下的凸起部分。
8.一种电子装置，包括：
壳体；以及
防水型开关，设置在所述壳体的开口部分中，所述防水型开关将所述壳体的内部和外部分隔开，其中，
所述防水型开关包括：
防水片，包括平坦部分和设置在所述平坦部分周围的侧壁部分，所述侧壁部分的上部耦合到所述平坦部分的边缘部分，所述平坦部分包括第一上表面和第二上表面；
开关，被设置在所述平坦部分下方；以及
电子部件，被耦合到所述平坦部分的所述第一上表面，所述电子部件用作键顶，
其中，所述防水片包括橡胶和加强板，所述加强板包括设置在所述平坦部分的所述第一上表面和所述第二上表面上的第一加强板，并且所述第一加强板在所述第一上表面处经由第一粘合剂耦合到所述电子部件的第一部分，以及在所述第二上表面处经由第二粘合剂耦合到所述电子部件的第二部分，
其中，孔形成为在壳体中在所述第一上表面和所述第二上表面之间穿过所述平坦部分和所述第一加强板，并且所述孔被所述第一粘合剂和所述第二粘合剂包围。
9.根据权利要求8所述的电子装置，其中，所述防水片是通过将所述橡胶和所述加强板一体化而形成的。
10.根据权利要求8所述的电子装置，其中，
所述防水片包括从所述侧壁部分的下端向外延伸的凸缘部分，并且第二加强板被设置在所述凸缘部分的上表面上。
11.根据权利要求8所述的电子装置，其中，
所述防水片通过止水构件被附接成能够附接到所述壳体以及能够从所述壳体拆卸。
12.根据权利要求8所述的电子装置，其中，
所述电子部件包括生物认证模块。
13.根据权利要求8所述的电子装置，其中，
所述防水片的位移-负载特性的峰值位置和所述开关的位移-负载特性的峰值位置彼此一致。
14.根据权利要求8所述的电子装置，其中，
当所述侧壁部分的高度为L时，所述开关被设置成使得位移-负载特性的峰值位于从(1/2)L到(2/3)L的位置处。
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