CN111290523A - 便携式电子装置及其触控模块 - Google Patents
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Abstract
一种便携式电子装置及其触控模块，包括一触控板、一保护层、一电路板以及至少一锁片，前述保护层设置于前述触控板的一顶面，前述电路板设置于前述触控板的一底面且含有高分子复合材料，其中前述锁片固定于前述电路板上并凸出于电路板的一边缘。
Description
技术领域
本发明涉及一种触控模块。更具体地来说，本发明有关于一种具有高分子复合材料(polymer composites)的电路板的触控模块。
背景技术
触控板(touch pad)是一种常见于笔记本电脑的输入接口，其中在触控板内部通常设有金属片以作为支撑结构。此外，前述金属片往往也能够用来作为屏蔽构件，以解决电磁干扰(Electro-Magnetic Interference)和静电放电(Electrostatic Discharge,ESD)等问题。有关前述金属片的若干应用可见于中国台湾公告第M285760号、第422364号以及中国台湾公开第200931302号等专利案中。
然而，传统的金属片不仅具有成本高昂和组装精度不佳等问题，其重量也相当可观，因此往往会增加触控板的制造成本，且不利于实现电子产品的轻量化。有鉴于此，如何能避免传统触控板内部金属片所产生的前述问题点，并促进电子产品的轻量化始成一重要的课题。
发明内容
为了解决上述现有的问题点，本发明一实施例提供一种触控模块，包括一触控板、一保护层、一电路板以及至少一锁片，前述保护层设置于前述触控板的一顶面，前述电路板设置于前述触控板的一底面且含有高分子复合材料，其中前述锁片嵌入前述电路板内部。
于一实施例中，前述锁片具有至少一卡勾，前述卡勾具有U字形结构并嵌入前述电路板内部。
于一实施例中，前述锁片具有一Z字形结构。
于一实施例中，前述电路板含有热固性树脂。
于一实施例中，前述电路板具有一FR-4基板，且前述锁片通过表面粘着技术而固定于前述电路板的一底侧表面。
于一实施例中，前述保护层具有玻璃、玻璃纤维或聚对苯二甲酸乙二酯材质。
于一实施例中，前述触控模块还包括一螺柱以及一螺丝，且前述锁片呈平板状，其中前述螺柱锁固于前述电路板的一底侧表面，且前述螺丝穿过前述锁片并锁固于前述螺柱上。
于一实施例中，前述触控模块还包括一长条形的柔性件，且前述电路板形成有一凹槽，其中前述柔性件嵌入前述电路板内部且横跨前述凹槽。
于一实施例中，前述柔性件具有至少一卡勾，前述卡勾具有U字形结构并嵌入前述电路板内部。
本发明一实施例还提供一种便携式电子装置，包括相互枢接的一输入单元以及一显示单元，其中前述输入单元包括一上壳体、一下壳体以及如前所述的触控模块，其中前述上壳体连接前述下壳体，且前述锁片连接前述电路板以及前述上壳体。
附图说明
图1表示本发明一实施例的便携式电子装置100的示意图。
图2表示图1中的触控模块30的分解图。
图3表示图2中的柔性件34的放大图。
图4表示图2中的锁片35的放大图。
图5、图6分别表示图1中的触控模块30组合后于不同视角的立体图。
图7表示沿图6中的线段A1-A2的剖视图。
图8表示本发明另一实施例的锁片35固定于电路板33的底侧表面330的剖视图。
图9表示本发明另一实施例的触控模块40的分解图。
附图标记说明：
便携式电子装置100
显示单元10
显示屏幕11
输入单元20
上壳体21
下壳体22
触控模块30
保护层31
触控板32
电路板33
底侧表面330
凹槽331
狭缝332
狭缝333
柔性件34
卡勾341
锁固孔342
锁片35
锁片35’
卡勾351
锁固孔352
保护层41
触控板42
电路板43
锁片45
卡勾451
枢轴H
键盘模块k
第一段部P1
第二段部P2
第三段部P3
螺柱S1
螺丝S2
具体实施方式
以下说明本发明实施例的便携式电子装置及其触控模块。然而，可轻易了解本发明实施例提供许多合适的发明概念而可实施于广泛的各种特定背景。所公开的特定实施例仅仅用于说明以特定方法使用本发明，并非用以局限本发明的范围。
除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与此篇公开本领域普通技术人员所通常理解的相同涵义。能理解的是这些用语，例如在通常使用的字典中定义的用语，应被解读成具有一与相关技术及本公开的背景或上下文一致的意思，而不应以一理想化或过度正式的方式解读，除非在此特别定义。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与技术效果，在以下配合参考附图的一优选实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附加附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。
首先请参阅图1，图1表示本发明一实施例的便携式电子装置100的示意图。如图1所示，本实施例的便携式电子装置100例如为一笔记本电脑，其主要包含有一显示单元10、一输入单元20以及至少一枢轴H；举例而言，前述显示单元10可为一液晶显示器且具有一显示屏幕11，其可通过枢轴H而与输入单元20相互枢接，以使显示单元10可相对于输入单元20旋转。
从图1可以看出，前述输入单元20具有相互连接的一上壳体21以及一下壳体22，其中在上壳体21的顶侧设有一触控模块30以及一键盘模块k，使用者在操作便携式电子装置100时，可通过前述触控模块30以及键盘模块k输入数据，或者控制显示屏幕11上的游标；此外，当使用者结束操作而欲关闭便携式电子装置100时，则可将显示单元10与输入单元20叠合以方便收纳。
接着请一并参阅图2至图6，图2表示图1中的触控模块30的分解图，图3表示图2中的柔性件34的放大图，图4表示图2中的锁片35的放大图，图5、图6则分别表示图1中的触控模块30组合后于不同视角的立体图。
如图2至图6所示，本实施例的触控模块30主要包括一保护层31、一触控板32、一电路板33、一长条形的柔性件34以及至少一锁片35，其中保护层31覆盖触控板32的顶面，电路板33则固定于触控板32的底面。
应了解的是，前述柔性件34以及锁片35主要是用以连接前述电路板33和输入单元20的上壳体21。在本实施例中，前述柔性件34以及锁片35可具有金属材质，如此一来电路板33内部的接地线路便能通过柔性件34或锁片35而电性连接到输入单元20的上壳体21。
前述保护层31可采用具有高结构强度的玻璃或玻璃纤维(carbon fiber)材质，然而其亦可采用具绝缘特性的聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)材质。举例而言，前述保护层31可采用杜邦公司(DuPont)所生产的麦拉薄膜(Mylar film)，用以保护并电性隔离其下方的触控板32。
此外，为了达到触控模块30的轻量化，本实施例中的电路板33是采用由高分子复合材料(polymer composites)加工制作而成的印刷电路板(Printed circuit board,PCB)，其主要是由高结构强度的基板(例如FR-4基板)以及形成于其内部的金属电路所构成。举例而言，前述电路板33可含有铜箔(copper foil)、玻璃纤维(glass fiber)以及热固性树脂(thermosetting resin)等材质，其中前述热固性树脂例如为环氧树脂(epoxy)。
从图2、图6中可以看出，在前述电路板33的一侧形成有一凹槽331，其中柔性件34横跨前述凹槽331，且位于其两端的U字形卡勾341是嵌入并固定于电路板33上的两个狭缝332内；此外，在前述柔性件34上还形成有至少一锁固孔342，组装时可通过螺丝等锁固件穿过前述锁固孔342，借此将柔性件34固定于输入单元20的上壳体21。
应了解的是，由于前述柔性件34具有可变形的特性，因此当使用者以手指朝下方(-Z轴方向)按压并施加一压力予前述保护层31时，保护层31、触控板32以及电路板33会一起相对于输入单元20的上壳体21下沉，并使位在电路板33下方的一圆盘状的弹性体(未图示)接触到柔性件341，其中前述弹性体例如为金属弹片(metal dome)。
接着，当使用者释放前述压力后，前述弹性体和柔性件34则可提供一弹性回复力，使得保护层31、触控板32以及电路板33回复到原先的初始位置，借此方便使用者通过触控模块30执行点击(click)的动作，并可提供使用者良好的按压触感(tactile feeling)。
需特别说明的是，由于本实施例中的电路板33是以复合材料基板(例如FR-4基板)加工制作而成，如此一来不仅有利于将柔性件34上的至少一卡勾341稳固地嵌入电路板33上的狭缝332内，还可直接通过表面粘着技术(Surface-mount technology,SMT)等自动化工艺以提升柔性件34与电路板33之间的组装精度与结合强度，从而能大幅降低组装成本、提升组装效率并增进产品的良率。再者，由于复合材料基板的密度是较传统金属片的密度更小且重量更轻，因此本实施例尚兼具有促进电子产品轻量化的显着技术效果。
接着请一并参阅图2、图4、图6，本实施例中的锁片35大致呈一Z字形结构，其主要含有一第一段部P1、一第二段部P2以及一第三段部P3(图4)，且第三段部P3是连接第一段部P1以及第二段部P2。从图4中可以看出，在第一段部P1的两侧分别形成有一U字形的卡勾351，且在第二段部P2上则形成有至少一锁固孔352，凸出于电路板33的一边缘，组装时可使前述卡勾351嵌入电路板33上的狭缝333(图2)，并可通过螺丝等锁固件穿过前述锁固孔352，借此将锁片35的第二段部P2连接输入单元20的上壳体21。
如前所述，由于本实施例中的电路板33是以复合材料基板(例如FR-4基板)加工制作而成，不仅可有利于将锁片35上的至少一卡勾351稳固地嵌入电路板33内部，同时也能通过表面粘着技术(Surface-mount technology,SMT)等自动化工艺以提升锁片35与电路板33之间的组装精度与结合强度，从而可大幅降低组装成本、提升组装效率并增进产品的良率。
再请参阅图7，图7表示沿图6中的线段A1-A2的剖视图。如图7所示，由于本实施例中的卡勾351是呈扁平状且具有U字形结构，因此可在组装时将其嵌入电路板33上的狭缝333内，其中卡勾351的宽度可等于或略大于狭缝333的宽度。举例而言，组装前可预先在电路板33的底侧表面330的局部区域涂布锡膏，然后将卡勾351嵌入电路板33底侧的狭缝333，接着再通过表面粘着技术(Surface-mount technology,SMT)等自动化工艺使锁片35和电路板33中的导线(未图示)电性连接。
如前所述，本实施例主要是以含有高分子复合材料的电路板33取代传统的金属片，如此一来不仅在整体重量上可较传统的触控模块更轻，也能够通过单一工艺(例如表面粘着技术)而快速地将柔性件34以及锁片35一起固定在电路板33上，所以可具有大幅增加生产效率以及降低制造成本的显着技术效果，此外也能增加柔性件34、锁片35和电路板33之间的结合强度，以有效地提升触控模块30的可靠度与产品良率。
再请参阅图8，图8表示本发明另一实施例的锁片35固定于电路板33的底侧表面330的剖视图。需特别说明的是，为了避免前述Z字形的锁片35在组装过程中因为组立公差(assembly tolerance)而影响到电路板33和上壳体21之间的组装精度，于本实施例中是改以平板状的锁片35’取代前述Z字形的锁片35，且在锁片35’并不需要形成前述卡勾351，其中锁片35’会凸出于电路板33的一边缘。
如图8所示，组装时可先将一螺柱S1(threaded pillar)锁固在电路板33的底侧表面330，然后可利用螺丝S2穿过平板状的锁片35’，借此将锁片35’锁固于螺柱S1的顶侧，如此一来锁片35’便能维持于单一高度上以确保其平整度。
最后请参阅图9，图9表示本发明另一实施例的触控模块40的分解图。如图9所示，本实施例的触控模块40主要是用以取代图1、图2中的触控模块30，其主要包含有一保护层41、一触控板42、一电路板43以及至少一锁片45。
应了解的是，本实施例中的保护层41、触控板42、电路板43以及锁片45可以和图2所示的保护层31、触控板32、电路板33、锁片35采用相同的材质，而本实施例中的触控模块40并未设有如图2所示的柔性件34，且本实施例中的电路板43并未形成有如图2所示的凹槽331。
从图9中可以看出，保护层41是覆盖于触控板42的顶面，电路板43则是连接于触控板42的底侧表面。举例而言，前述保护层41可采用具有高结构强度的玻璃或玻璃纤维(carbon fiber)材质，然而其亦可含有具绝缘特性的聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate,PET)材质。在本实施例中，前述保护层31是采用杜邦公司(DuPont)所生产的麦拉薄膜(Mylar film)，以保护并电性隔离其下方的触控板42。
另一方面，前述电路板43则可为一印刷电路板(Printed circuit board,PCB)，且其含有由复合材料所制成的高强度基板(例如FR-4基板)。举例而言，前述电路板43可含有铜箔(copper foil)、玻璃纤维(glass fiber)以及热固性树脂(thermosetting resin)等材质，其中前述热固性树脂例如为环氧树脂(epoxy)。
由于本实施例中的电路板43是以复合材料基板(例如FR-4基板)加工所制成，如此一来可有利于将锁片45两侧的卡勾451稳固地嵌入电路板43内部，同时也能有助于通过表面粘着技术(Surface-mount technology,SMT)等自动化工艺以有效提升锁片45与电路板43之间的组装精度与结合强度，从而能大幅降低组装成本、提升组装效率并增进产品的良率。再者，由于复合材料基板的密度是较传统金属片的密度更小且重量更轻，因此尚兼具有促进电子产品轻量化的显着技术效果。
虽然本发明的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，任何所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作变动、替代与润饰。此外，本发明的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，任何所属技术领域中技术人员可从本发明公开内容中理解现行或未来所发展出的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本发明使用。因此，本发明的保护范围包括上述工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本发明的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。
虽然本发明以前述数个优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可做些许的变动与润饰。因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。此外，每个权利要求建构成一独立的实施例，且各种权利要求及实施例的组合皆介于本发明的范围内。
Claims (18)
1.一种触控模块，包括：
一触控板；
一保护层，设置于该触控板的一顶面；
一电路板，设置于该触控板的一底面且含有高分子复合材料；以及
至少一锁片，固定于该电路板上并凸出于该电路板的一边缘。
2.如权利要求1所述的触控模块，其中该锁片具有至少一卡勾，该卡勾具有U字形结构并嵌入该电路板内部。
3.如权利要求1所述的触控模块，其中该锁片具有一Z字形结构。
4.如权利要求1所述的触控模块，其中该电路板含有热固性树脂。
5.如权利要求1所述的触控模块，其中该电路板包含一FR-4基板，且该锁片通过表面粘着技术而固定于该电路板的一底侧表面。
6.如权利要求1所述的触控模块，其中该保护层具有玻璃、玻璃纤维或聚对苯二甲酸乙二酯材质。
7.如权利要求1所述的触控模块，其中该触控模块还包括一螺柱以及一螺丝，且该锁片呈平板状，其中该螺柱锁固于该电路板的一底侧表面，且该螺丝穿过该锁片并锁固于该螺柱上。
8.如权利要求1所述的触控模块，其中该触控模块还包括一长条形的柔性件，且该电路板形成有一凹槽，其中该柔性件嵌入该电路板内部且横跨该凹槽。
9.如权利要求8所述的触控模块，其中该柔性件具有至少一卡勾，该卡勾具有U字形结构并嵌入该电路板内部。
10.一种便携式电子装置，包括：
一输入单元，包括一上壳体、一下壳体以及一如权利要求1所述的触控模块，其中该上壳体连接该下壳体，且该锁片连接该电路板以及该上壳体；以及
一显示单元，枢接该输入单元。
11.如权利要求10所述的便携式电子装置，其中该锁片具有至少一卡勾，该卡勾具有U字形结构并嵌入该电路板内部。
12.如权利要求10所述的便携式电子装置，其中该锁片具有一Z字形结构。
13.如权利要求10所述的便携式电子装置，其中该电路板含有热固性树脂。
14.如权利要求10所述的便携式电子装置，其中该电路板包含一FR-4基板，且该锁片通过表面粘着技术而固定于该电路板的一底侧表面。
15.如权利要求10所述的便携式电子装置，其中该保护层具有玻璃、玻璃纤维或聚对苯二甲酸乙二酯材质。
16.如权利要求10所述的便携式电子装置，其中该触控模块还包括一螺柱以及一螺丝，且该锁片呈平板状，其中该螺柱锁固于该电路板的一底侧表面，且该螺丝穿过该锁片并锁固于该螺柱上。
17.如权利要求10所述的便携式电子装置，其中该触控模块还包括一长条形的柔性件，且该电路板形成有一凹槽，其中该柔性件嵌入该电路板内部且横跨该凹槽。
18.如权利要求17所述的便携式电子装置，其中该柔性件具有至少一卡勾，该卡勾具有U字形结构并嵌入该电路板内部。
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