CN108307019A - 集成式按键模组和终端设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子技术装置领域，公开了一种集成式按键模组和终端设备。本发明中，集成式按键模组包括：柔性电路板FPC、集成指纹识别功能和按键控制功能的芯片、按键传感器以及指纹传感器；FPC具有用于与印刷电路板电连接的接口；芯片固定在FPC上；指纹传感器电连接于芯片；按键传感器通过FPC的走线电连接于芯片。本发明还公开了一种包括上述集成式按键模组的终端设备。与现有技术相比，本发明使得指纹传感器和按键传感器可以共用一个芯片和FPC，实现指纹识别和触控按键的一体化设计，节省FPC的组装空间，解决了现有技术中由于同时存在指纹识别和触控识别而导致设计制作局限性的问题，还可以简化制造流程、装配工艺，降低成本。

Description

集成式按键模组和终端设备
技术领域
本发明涉及电子技术装置领域，特别涉及一种集成式按键模组和终端设备。
背景技术
随着科学技术的发展，手机等电子设备已经得到很大的普及，且已成为人们工作和生活中不可缺少的一部分。同时，为满足消费者的需要，这些电子数码产品一般都具备播放视频、听歌曲等各种视听娱乐功能，并且用户还可以使用电子设备投递简历、存储数据等。
目前，如图1所示，对于手机而言，在搭配On-cell、In-Cell、AMOLED(On-cell、In-Cell、AMOLED指的是不同的显示屏类型)等显示屏的显示区11的下方区域12，通常会设置方形、圆形、跑道形等形状的指纹识别区域13，将指纹识别模组设置在指纹识别区域13。显示屏的显示区11的上方区域14通常会设置听筒、前置摄像头、距离和光传感器等。另外，在设置指纹识别模组时，往往会将显示屏倒置，即显示屏的柔性电路板(FPC)绑定端朝上，以便给指纹识别模组留出空间。如果在指纹识别区域13的左右两侧需要分别增加第一触控按键区域15和第二触控按键区域16。即在指纹识别模组的左右两侧需要增加第一触控按键和第二触控按键，会导致第一触控按键、第二触控按键和指纹识别模组无法共用显示屏的FPC，只能另外增加一个FPC做传感器，并且需要另外一颗触控芯片。
本申请的发明人发现，现有技术还有以下技术问题：上述指纹识别模组和触控按键分开的方式有如下局限性：1、为了跟印刷电路板通信，需要设计两个FPC(一个触控按键FPC，另一个指纹识别模组FPC)，且每个FPC上都会设置与印刷电路板电连接的接口，占用整机较多的结构空间。2、需要两颗芯片(一个用来控制触控按键的传感器，另一个用来控制指纹识别模组的传感器)，增加了器件、供应链和制造流程，同时增加了成本。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种集成式按键模组和终端设备，使得指纹传感器和按键传感器可以共用一个芯片和FPC，实现指纹识别和触控按键的一体化设计，可以节省FPC的组装空间，解决了现有技术中由于同时存在指纹识别和触控识别而导致设计制作局限性的问题，还可以简化制造流程、装配工艺，降低成本。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种集成式按键模组，包括：柔性电路板FPC、集成指纹识别功能和按键控制功能的芯片、按键传感器以及指纹传感器；FPC具有用于与印刷电路板电连接的接口；芯片固定在FPC上；指纹传感器电连接于芯片；按键传感器通过FPC的走线电连接于芯片。
本发明实施例还提供了一种终端设备，包括保护板和上述集成式按键模组；保护板覆盖按键传感器和指纹传感器。
本发明实施例相对于现有技术而言，通过FPC具有用于与印刷电路板电连接的接口，芯片固定在FPC上，指纹传感器电连接于芯片，按键传感器通过FPC的走线电连接于芯片，使得指纹传感器和按键传感器可以共用一个芯片和FPC，实现指纹识别和触控按键的一体化设计，可以节省FPC的组装空间，解决了现有技术中由于同时存在指纹识别和触控识别而导致设计制作局限性的问题，还可以简化制造流程、装配工艺，降低成本。
另外，指纹传感器集成在芯片内，提供了一种指纹传感器和芯片的具体实现方式，有助于进一步保证本发明的可实现性。
另外，为了适应实际设计需求，集成式按键模组可以包括：第一按键传感器和第二按键传感器；指纹传感器位于第一按键传感器和第二按键传感器之间，并且，这种设计具有通用性，有助于后期的推广使用。
另外，芯片的引脚通过表面贴装SMT的方式固定在FPC的焊盘上。通过这种方式提供芯片电连接于FPC的一种具体实现方式，并且芯片的引脚通过SMT的方式固定在焊盘上，其固定较为牢固，电接触性能较好。
另外，FPC背离所述芯片的一面设有补强钢片。补强钢片可以增加FPC的强度。
另外，补强钢片的位置对应于所述芯片的位置。补强钢片可以增加芯片下方的FPC强度，避免芯片受力对芯片下方的FPC造成损坏。
另外，保护板包括第一盖板和带有开口的第二盖板；第二盖板覆盖按键传感器，其中，指纹传感器位于开口对应的位置；第一盖板位于开口且覆盖于指纹传感器。提供了一种保护板的具体实现方式，有助于进一步保证本发明的可行性和通用性。
另外，第二盖板和按键传感器之间设有第一黏胶层。第一黏胶层使第二盖板和按键传感器接触更好，避免终端设备受撞击时第二盖板和按键传感器相互脱离。
另外，第一黏胶层的厚度在0.05mm～0.1mm之间。此优选尺寸有助于进一步保证第二盖板和按键传感器的紧密接触。
另外，第一黏胶层与芯片具有预设距离。第一黏胶层不能太靠近芯片，目的是为了保证指纹识别的按压可动性。
另外，第一盖板和指纹传感器之间设有第二黏胶层。第二黏胶层使第一盖板和指纹传感器接触更好，避免终端设备受撞击时第一盖板和指纹传感器相互脱离。
另外，第二黏胶层的厚度在0.025mm～0.05mm之间。此优选尺寸有助于进一步保证第一盖板和指纹传感器的紧密接触。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是现有技术中终端设备的结构示意图；
图2是根据本发明第一实施方式中集成式按键模组的结构示意图；
图3是根据本发明第二实施方式中FPC的结构示意图；
图4是根据本发明第二实施方式中FPC和芯片的位置关系示意图；
图5是根据本发明第二实施方式中按键传感器采用自电容方式接入芯片的电路图；
图6是根据本发明第二实施方式中按键传感器采用互电容方式接入芯片的电路图；
图7是根据本发明第三实施方式中保护板和集成式按键模组的位置关系示意图；
图8是根据本发明第四实施方式中终端设备的剖视图；
图9是根据本发明第四实施方式中终端设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种集成式按键模组。如图2所示，集成式按键模组包括：柔性电路板FPC 21、集成指纹识别功能和按键控制功能的芯片22、按键传感器23以及指纹传感器(指纹传感器图中未标出)；FPC 21具有用于与印刷电路板电连接的接口(接口图中未标出)；芯片22固定在FPC 21上；指纹传感器电连接于芯片22；按键传感器23通过FPC21的走线电连接于芯片22。图中两个按键传感器23位于芯片22的两侧只是作为事例，并不造成对本发明的限制。在实际的应用中，还可以只设置一个按键传感器23。一个按键传感器23可以设置在芯片22的任意一侧。
具体而言，于实际的应用中，由于FPC 21具有用于与印刷电路板电连接的接口，芯片固定在FPC 21上，指纹传感器电连接于芯片22，按键传感器23通过FPC 21的走线电连接于芯片22。所以指纹传感器和按键传感器23可以共用一个芯片和FPC 21。并且当将集成式按键模组跟终端设备的印刷电路板通信时，只需通过上述接口连接至印刷电路板，就可以实现集成式按键模组跟印刷电路板通信。避免了现有技术中为了将指纹识别模组和触控按键分别跟印刷电路板通信，而设计两个FPC(一个触控按键FPC，另一个指纹识别模组FPC)，并且每个FPC上都会设置与印刷电路板电连接的接口，占用整机较多的结构空间的弊端。并且，本实施方式只需一颗集成指纹识别功能和按键控制功能的芯片，就可以实现指纹识别功能和按键控制功能。避免了现有技术中由于使用两颗芯片(一个用来控制触控按键的传感器，另一个用来控制指纹识别模组的传感器)，而增加了器件、供应链和制造流程，同时增加了成本的弊端。
通过上述内容，不难发现，本实施方式使得指纹传感器和按键传感器23可以共用一个芯片22和FPC 21，实现指纹识别和触控按键的一体化设计，可以节省FPC 21的组装空间，解决了现有技术中由于同时存在指纹识别和触控识别而导致设计制作局限性的问题，还可以简化制造流程、装配工艺，降低成本。
本发明的第二实施方式涉及一种集成式按键模组。第二实施方式是在第一实施方式的基础上做的改进。
如图3和图4所示，集成式按键模组包括：柔性电路板FPC 21、集成指纹识别功能和按键控制功能的芯片22、按键传感器以及指纹传感器；FPC21具有用于与印刷电路板电连接的接口211；芯片22固定在FPC 21上；指纹传感器电连接于芯片22；按键传感器通过FPC 21的走线电连接于芯片22。
为了适应实际设计需求，集成式按键模组可以包括：第一按键传感器和第二按键传感器；指纹传感器位于第一按键传感器和第二按键传感器之间，并且，这种设计具有通用性，有助于后期的推广使用。
值得一提的是，本实施方式中的指纹传感器集成在芯片22内，提供了一种指纹传感器和芯片22的具体实现方式，有助于进一步保证本发明的可实现性。
具体地说，FPC 21还具有指纹感应区212、第一按键感应区213以及第二按键感应区214。并且于实际的应用中，为了便于操作，指纹感应区212通常位于第一按键感应区213和第二按键感应区214之间，接口211从指纹感应区212延伸出来。第一按键传感器固定于第一按键感应区213，第二按键传感器固定于第二按键感应区214，指纹传感器固定于指纹感应区212。其中，指纹感应区212可以但不限于为椭圆形。第一按键感应区213以及第二按键感应区214可以但不限于为方形。本实施方式对FPC 21、指纹感应区212、第一按键感应区213以及第二按键感应区214的形状均不作限制，并且对接口211的延伸位置也不作限制。可以根据终端设备的结构设计需要将FPC 21、指纹感应区212、第一按键感应区213以及第二按键感应区214设计为任意形状，将接口211从FPC 21的任意位置延伸出来。
值得一提的是，芯片22的引脚通过表面贴装SMT的方式固定在FPC 21的焊盘上。通过这种方式提供芯片22电连接于FPC 21的一种具体实现方式，并且芯片22的引脚通过SMT的方式固定在焊盘上，其固定较为牢固，电接触性能较好。如图5所示，第一按键传感器231和第二按键传感器232均可以采用自电容方式，实现接入芯片22，即1个按键接1条感应通道(RX)。即第一按键传感器231通过RX1接入芯片22，第二按键传感器232通过RX2接入芯片22。如图6所示，第一按键传感器231和第二按键传感器232均可以采用互电容方式实现接入芯片22。即一个按键采用一条感应通道(RX)和一条驱动通道(TX)。即第一按键传感器231通过RX1和TX1接入芯片22，第二按键传感器232通过RX2和TX2接入芯片22。值得一提的是，芯片22上还可以预留有FPC对印刷电路板的接口。
另外，FPC 21背离芯片22的一面设有补强钢片24。补强钢片24可以增加FPC 21的强度。作为优选方式，补强钢片24的位置可以对应于芯片22的位置。补强钢片24可以增加芯片22下方的FPC 21强度，避免芯片22受力对芯片22下方的FPC 21造成损坏。
通过上述内容，不难发现，本实施方式使得指纹传感器和按键传感器可以共用一个芯片22和FPC 21，实现指纹识别和触控按键的一体化设计，可以节省FPC 21的组装空间，解决了现有技术中由于同时存在指纹识别和触控识别而导致设计制作局限性的问题，还可以简化制造流程、装配工艺，降低成本。
本发明第三实施方式涉及一种终端设备。如图7所示，终端设备包括：保护板71和第一或第二实施方式所描述的集成式按键模组；保护板71覆盖按键传感器23和指纹传感器。其中指纹传感器设置在芯片22的上表面。
通过上述内容，不难发现，本实施方式可以节省FPC的组装空间，解决了现有技术中由于同时存在指纹识别和触控识别而导致设计制作局限性的问题，还可以简化制造流程、装配工艺，降低成本。
不难发现，本实施方式为与第一或第二实施方式相对应的设备实施例，本实施方式可与第一或第二实施方式互相配合实施。第一或第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一或第二实施方式中。
本发明第四实施方式涉及一种终端设备。第四实施方式是在第三实施方式的基础上做的改进。
具体地说，如图8和图9所示，终端设备包括：保护板71和第一或第二实施方式所描述的集成式按键模组；保护板71覆盖按键传感器和指纹传感器。其中，指纹传感器设置在芯片22的上表面。
值得一提的是，保护板71通常为终端设备显示屏或触摸屏表面覆盖的玻璃盖板。于实际的应用中，保护板71可以为一体式，也可以为分体式。具体而言，在保护板71为一体式时，保护板71为一整块，保护板71同时覆盖按键传感器和指纹传感器。在保护板71为分体式时，保护板71可以包括第一盖板711和带有开口712的第二盖板713；第二盖板713覆盖按键传感器，其中，指纹传感器位于开口712对应的位置；第一盖板711位于开口712且覆盖于指纹传感器。从而，提供了一种保护板71的具体实现方式，有助于进一步保证本发明的可行性和通用性。本实施方式中的第一盖板711可以但不限于是玻璃、蓝宝石、涂层coating(coating是涂料一次施涂所得到的固态连续膜)等材质。第一盖板711的厚度通常不超过0.2mm。第二盖板713材料可以但不限于为玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，且印刷有黑色、白色、金色等颜色图案、按键(icon)、厂商标识(logo)等。
值得一提的是，第二盖板713和按键传感器之间设有第一黏胶层72。第一黏胶层72使第二盖板713和按键传感器接触更好，避免终端设备受撞击时第二盖板713和按键传感器相互脱离。优选的，第一黏胶层72的厚度在0.05mm～0.1mm之间。此优选尺寸有助于进一步保证第二盖板713和按键传感器的紧密接触。在实际的应用中，第一黏胶层72的厚度不易过厚。第一黏胶层72的厚度如果太厚了会占用较多空间，并影响信号的接收。第一黏胶层72的厚度如果太薄了会导致黏性不够。并且，于实际的应用中，第一黏胶层72与芯片22具有预设距离。这是因为第一黏胶层72不能太靠近芯片22，目的是为了保证指纹识别的按压可动性。只要是能够保证指纹识别的按压可动性的第一黏胶层72与芯片22的任意距离，均应在本发明的保护范围之内。需要说明的是，第一黏胶层72与芯片22的具体距离还可以根据实际设计过程中芯片22的行程而定。
本实施方式中，第一盖板711和指纹传感器之间设有第二黏胶层73。第二黏胶层73使第一盖板711和指纹传感器接触更好，避免终端设备受撞击时第一盖板711和指纹传感器相互脱离。优选的，第二黏胶层73的厚度在0.025mm～0.05mm之间。此优选尺寸有助于进一步保证第一盖板711和指纹传感器的紧密接触。作为优选，第二黏胶层73的厚度为0.025mm。在实际的应用中，第二黏胶层73的厚度不易过厚。第二黏胶层73的厚度如果太厚了会占用较多空间，并影响信号的接收。第二黏胶层73的厚度如果太薄了会导致黏性不够。
通过上述内容，不难发现，本实施方式可以节省FPC 21的组装空间，解决了现有技术中由于同时存在指纹识别和触控识别而导致设计制作局限性的问题，还可以简化制造流程、装配工艺，降低成本。
由于第一或第二实施方式与本实施方式相互对应，因此本实施方式可与第一或第二实施方式互相配合实施。第一或第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效，在第一或第二实施方式中所能达到的技术效果在本实施方式中也同样可以实现，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第第一或二实施方式中。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (13)

1.一种集成式按键模组，其特征在于，包括：柔性电路板FPC、集成指纹识别功能和按键控制功能的芯片、按键传感器以及指纹传感器；
所述FPC具有用于与印刷电路板电连接的接口；
所述芯片固定在所述FPC上；
所述指纹传感器电连接于所述芯片；
所述按键传感器通过所述FPC的走线电连接于所述芯片。
2.根据权利要求1所述的集成式按键模组，其特征在于，所述指纹传感器集成在所述芯片内。
3.根据权利要求1或2所述的集成式按键模组，其特征在于，所述集成式按键模组包括：第一按键传感器和第二按键传感器；
所述指纹传感器位于所述第一按键传感器和所述第二按键传感器之间。
4.根据权利要求1所述的集成式按键模组，其特征在于，所述芯片的引脚通过表面贴装SMT的方式固定在所述FPC的焊盘上。
5.根据权利要求1所述的集成式按键模组，其特征在于，所述FPC背离所述芯片的一面设有补强钢片。
6.根据权利要求5所述的集成式按键模组，其特征在于，所述补强钢片的位置对应于所述芯片的位置。
7.一种终端设备，其特征在于，包括保护板和权利要求1至6中任意一项所述的集成式按键模组；
所述保护板覆盖所述按键传感器和所述指纹传感器。
8.根据权利要求7所述的终端设备，其特征在于，所述保护板包括第一盖板和带有开口的第二盖板；
所述第二盖板覆盖所述按键传感器，其中，所述指纹传感器位于所述开口对应的位置；
所述第一盖板位于所述开口且覆盖于所述指纹传感器。
9.根据权利要求8所述的终端设备，其特征在于，所述第二盖板和所述按键传感器之间设有第一黏胶层。
10.根据权利要求9所述的终端设备，其特征在于，所述第一黏胶层的厚度在0.05mm～0.1mm之间。
11.根据权利要求9所述的终端设备，其特征在于，所述第一黏胶层与所述芯片具有预设距离。
12.根据权利要求8所述的终端设备，其特征在于，所述第一盖板和所述指纹传感器之间设有第二黏胶层。
13.根据权利要求12所述的终端设备，其特征在于，所述第二黏胶层的厚度在0.025mm～0.05mm之间。
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