CN111831125A - 键盘 - Google Patents

Abstract

一种键盘包含第一基板、第二基板、按键电路、连接件以及按键组件。第一基板具有第一通孔。第二基板设置于第一基板上，并具有第二通孔。第二通孔连接第一通孔，并位于第一通孔的内缘以内。按键电路设置于第一基板与第二基板中之一者上。连接件衔接第二通孔，并延伸至第二基板面向第一基板的底面上。按键组件位于第二基板背对第一基板的顶面上，连接连接件，并配置以触发按键电路。

Description

键盘

技术领域

本发明是有关于一种键盘。

背景技术

对于键盘上的按键来说，为了平衡用户在每一个按键上的施力，通常会在按键的键帽之下设置一种连接结构，用以引导键帽做垂直移动。

一般而言，前述连接结构通常是借由衔接至形成于底板上的卡勾以固定于键盘中。前述具有卡勾的底板的一种现有制造方式，是将一钣金件进行冲压工艺，进而冲压出可弯折而立起的卡勾。然而，在与前述卡勾衔接时，连接结构的衔接部位限位于卡勾与底板之间，因此弯折卡勾时的加工精度会对于连接结构与卡勾之间的组装公差影响很大，常常会造成按键晃动、倾斜等问题。不仅如此，前述底板与连接结构一般来说皆为金属材质，因此在使用键盘时，往往会产生金属的敲击噪音。

另外，现有键盘通常使用薄膜电路板作为按键讯号产生的开关组件。然而，薄膜电路板经过频繁使用或在施力不当的情况下容易损坏，且难以维修。当薄膜电路板中对应某个按键的触发电路损坏时，无法针对个别按键修复对应的触发电路，而必须更换整个键盘的薄膜电路板，使得维修成本偏高。此外，薄膜电路板为软性材质，无法作为结构的支撑与机械耦合组件，因此现有键盘通常需要加设硬度较高的底板，使得整体结构更为复杂，组装相对不易。

因此，如何提出一种可解决上述问题的键盘，是目前业界亟欲投入研发资源解决的问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明之一目的在于提出一种可有效解决前述问题的键盘。

为了达到上述目的，依据本发明之一实施方式，一种键盘包含第一基板、第二基板、按键电路、连接件以及按键组件。第一基板具有第一通孔。第二基板设置于第一基板上，并具有第二通孔。第二通孔连接第一通孔，并位于第一通孔的内缘以内。按键电路设置于第一基板与第二基板中之一者上。连接件衔接第二通孔，并延伸至第二基板面向第一基板的底面上。按键组件位于第二基板背对第一基板的顶面上，连接连接件，并配置以触发按键电路。

于本发明的一或多个实施方式中，第二基板为印刷电路板。

于本发明的一或多个实施方式中，按键电路设置于第二基板的顶面上。

于本发明的一或多个实施方式中，第一基板为结构补强板。

于本发明的一或多个实施方式中，键盘进一步包含光源。光源设置于第二基板的顶面上，并配置以朝向按键组件发光。

于本发明的一或多个实施方式中，第一基板为印刷电路板。

于本发明的一或多个实施方式中，第二基板还具有镂空孔。按键电路设置于第一基板上，并经由镂空孔而与按键组件相对。

于本发明的一或多个实施方式中，第二基板还具有镂空孔。键盘进一步包含光源。光源设置于第一基板上，位于镂空孔内，并配置以朝向按键组件发光。

于本发明的一或多个实施方式中，第二基板为导光板，并具有镂空孔。键盘进一步包含光源。光源设置于第一基板上，位于镂空孔内，并配置以朝向镂空孔的内缘发光。

于本发明的一或多个实施方式中，键盘进一步包含反射层。反射层设置于第一基板与第二基板之间。

于本发明的一或多个实施方式中，键盘进一步包含遮蔽层。遮蔽层设置于第二基板的顶面上。

于本发明的一或多个实施方式中，第二通孔为非圆孔。连接件与第二通孔嵌接。

于本发明的一或多个实施方式中，连接件包含卡合部。卡合部位于第一通孔内。在通过第一通孔与第二通孔的一剖面上，卡合部的宽度小于第一通孔的宽度，并大于第二通孔的宽度。

于本发明的一或多个实施方式中，连接件包含延伸部、卡合部以及连接部。延伸部衔接第二通孔。卡合部由延伸部延伸至第二基板的底面上。连接部由延伸部延伸至第二基板的顶面上，并连接按键组件。第二基板部分地限位于卡合部与连接部之间。

于本发明的一或多个实施方式中，第一基板与第二基板分别为两印刷电路板。

综上所述，本发明的键盘采用双层基板的堆叠结构，其中一基板为印刷电路板。本发明借由将按键电路设置于印刷电路板上，使得按键电路同时受到双层基板的结构支持，因此不仅按键电路具有较高的产品可靠性，双层基板还可有效取代现有用以支撑软性电路板的金属底板。本发明的键盘还利用设置于双层基板中之一者上的连接件与按键组件相连接，以取代现有金属底板上的卡勾。在连接件采用塑料以射出成型或热熔等工艺制造的一些实施方式中，由于其制造精度明显高于制造现有金属底板上的卡勾的冲压工艺的加工精度，因此本发明的连接件与按键组件之间的组装公差可单纯由连接件本身的制造精度所控制，不仅可提升本发明的键盘的组装精密度，还可避免操作过程中产生金属的敲击噪音。并且，连接件固定于双层基板中的上层者，而双层基板中的下层者对应地具有尺寸较大且用于容纳连接件的避位孔，因此可有效避免连接件由双层基板的底部突出，使得双层基板具有平整的底部。再者，透过前述双层基板的堆叠结构，还可有效改善于射出成型或热熔工艺过程中的温度可能导致的印刷电路板弯曲变形的问题。

以上所述仅用以阐述本发明所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本发明的具体细节将在下文的实施方式及相关图式中详细介绍。

附图说明

为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：

图1为绘示根据本发明一实施方式的键盘的立体图。

图2A为绘示根据本发明一实施方式的按键装置的局部立体图，其中键帽向上分离。

图2B为绘示图2A中的按键装置的立体爆炸图。

图3A为绘示图2A所示的按键装置组合后沿着线段3A-3A的剖面示意图。

图3B为绘示图2A所示的按键装置组合后沿着线段3B-3B的剖面示意图。

图4为绘示根据本发明一实施方式的按键电路的局部上视图。

图5为绘示根据本发明另一实施方式的按键装置的部分组件的剖面示意图。

图6为绘示根据本发明另一实施方式的按键装置的部分组件的剖面示意图。

图7为绘示根据本发明另一实施方式的按键装置的部分组件的剖面示意图。

图8为绘示根据本发明另一实施方式的按键装置的部分组件的剖面示意图。

其中附图标记为：

100：键盘

110、210、310、410、510：第一基板

111：第一通孔

120、220、320、420、520：第二基板

121：底面

122：顶面

123：第二通孔

130：连接件

131：延伸部

132：卡合部

133：连接部

140：按键组件

141：导引结构

142：键帽

143：复位件

143a：触发部

150：按键电路

151：第一开关垫

152：第二开关垫

160：光源

224、324、424a、424b、524a、524b：镂空孔

570：反射层

580：遮蔽层

P：正投影

W1、W2、W3：宽度

具体实施方式

以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些现有惯用的结构与组件在图式中将以简单示意的方式绘示之，且不同实施方式中的相同组件以相同的组件符号标示。

请参照图1、图2A以及图2B。图1为绘示根据本发明一实施方式的键盘100的立体图。图2A为绘示根据本发明一实施方式的按键装置的局部立体图，其中键帽142向上分离。图2B为绘示图2A中的按键装置的立体爆炸图。如图1至图2B所示，本实施方式的键盘100可以是供桌面计算机使用的外接键盘(例如，PS2接口的键盘或USB接口的键盘)或是包含按键形式的输入设备(例如，笔记本电脑上的触摸板)，但并不以此为限。换言之，本发明的键盘100的概念可以应用于任何以按压作为输入方式的电子产品。于本实施方式中，键盘100包含第一基板110、第二基板120以及多个按键组件140(仅代表性标示一者)。以下将详细说明键盘100所包含的各组件的结构、功能以及各组件之间的连接关系。

如图2A与图2B所示，于本实施方式中，键盘100还包含按键电路150(见图3A)以及多个连接件130(仅代表性标示一者)，其中第一基板110、第二基板120、按键电路150、四个连接件130以及一个按键组件140的组合可视为单一按键装置。第二基板120设置于第一基板110上，且第二基板120为印刷电路板，而第一基板110可作为第二基板120的补强板。按键电路150设置于第二基板120上。于一些实施方式中，第二基板120黏合于第一基板110上，但本发明并不以此为限。于一些实施方式中，第一基板110的材料包含金属、塑料或其组合，但本发明并不以此为限。于第一基板110的材料包含金属的一些实施方式中，此金属可为不锈钢(SUS)或热浸镀锌钢材(KU400)，其具有耐高温、高强度以及散热效果好等优点。

于本实施方式中，连接件130设置于第二基板120上。具体来说，连接件130的材料包含塑料，并可借由射出成型或热熔等工艺制造。

于本实施方式中，按键组件140设置于第二基板120上，并包含导引结构141、键帽142以及复位件143。键帽142位于第二基板120上方。导引结构141衔接于连接件130与键帽142之间，并由两连杆枢接而成，借以导引键帽142朝向以及远离第二基板120进行升降。复位件143设置于第二基板120上，位于第二基板120与键帽142之间，并位于按键电路150的上方。当键帽142接受外力而被下压时，复位件143将对键帽142产生一抗力，进而提供使用者按压的手感。当施加于键帽142的外力释放之后，复位件143可提供下压的键帽142回复至原始未按压的位置的回复力。于本实施方式中，复位件143可为一弹性件，例如橡胶圆顶、金属圆顶或弹片。

于实际应用中，导引结构141亦可替换为其他具有类似功能(即带动键帽142相对底板进行升降)的连接结构，例如V型、A型或二平行的连杆结构。复位件143亦可替换为其他具有类似功能的组件，例如磁性组件。

请参照图3A以及图4。图3A为绘示图2A所示的按键装置组合后沿着线段3A-3A的剖面示意图。图4为绘示根据本发明一实施方式的按键电路150的局部上视图。如图3A与图4所示，于本实施方式中，按键电路150设置于第二基板120的顶面122，并包含第一开关垫151以及第二开关垫152。第二开关垫152与第一开关垫151分离，且两者具有多个延伸分支且彼此交错排列。如图3A所示，复位件143实质上呈杯状，且其内部具有触发部143a。触发部143a包含导电材料。当键帽142接受外力而被下压时，复位件143同步受键帽142挤压而变形，使得其触发部143a向下移动而接触第一开关垫151与第二开关垫152。触发部143a在第二基板120的顶面122上的正投影P(图4中以虚线表示)至少部分重叠于第一开关垫151与第二开关垫152。

由前述结构配置可知，本实施方式的键盘100采用双层基板的堆叠结构，其中第二基板120为印刷电路板。借由将按键电路150设置于第二基板120上，使得按键电路150同时受到双层基板的结构支持，因此不仅按键电路150具有较高的产品可靠性，双层基板还可有效取代现有用以支撑软性电路板的金属底板。并且，本实施方式的键盘100还利用设置于第二基板120上的连接件130与按键组件140相连接，以取代现有金属底板上的卡勾。由于连接件130包含塑料并可借由射出成型或热熔等工艺制造，因此其制造精度明显高于制造现有金属底板上的卡勾的冲压工艺的加工精度。借此，连接件130与按键组件140之间的组装公差可单纯由连接件130本身的制造精度所控制，不仅可提升本实施方式的键盘100的组装精密度，还可避免操作过程中产生金属的敲击噪音。

请参照图3B，其为绘示图2A所示的按键装置组合后沿着线段3B-3B的剖面示意图。如图3B所示，于本实施方式中，第一基板110具有第一通孔111。第二基板120具有第二通孔123。第二通孔123连接第一通孔111，并位于第一通孔111的内缘以内。连接件130衔接第二通孔123，并延伸至第二基板120面向第一基板110的底面121上。具体来说，连接件130包含延伸部131以及卡合部132。延伸部131衔接第二通孔123。如图2B所示，第二通孔123为非圆孔。连接件130的延伸部131与第二通孔123嵌接，借以避免连接件130相对第二基板120转动。于实际应用中，第二通孔123亦可修改为其他特定形状的多边形。卡合部132由延伸部131延伸至第二基板120的底面121上。在通过第一通孔111与第二通孔123的一剖面(即如图3B所示的剖面)上，卡合部132的宽度W1小于第一通孔111的宽度W2，并大于第二通孔123的宽度W3。由此结构配置可知，连接件130固定于第二基板120的第二通孔123上，而第一基板110对应地具有尺寸较大且用于容纳连接件130的避位孔(即第一通孔111)，因此可有效避免连接件130由第一基板110的底部突出，使得第一基板110具有平整的底部。

另外，如图3B所示，于本实施方式中，连接件130还具有连接部133。连接部133由延伸部131延伸至第二基板120的顶面122上，并连接按键组件140。第二基板120部分地限位于卡合部132与连接部133之间。借由此结构配置，连接件130可以更稳固地固定于第二基板120上而不易脱落。

此外，如图2A至图3B所示，于本实施方式中，键盘100还包含光源160。光源160设置于第二基板120的顶面122上，并配置以朝向按键组件140发光(亦即向上发光)。由此可知，本实施方式中的按键电路150与光源160皆设置于第二基板120上，但本发明并不以此为限。

请参照图5，其为绘示根据本发明另一实施方式的按键装置的部分组件的剖面示意图。本实施方式的按键装置包含相同于如图2B所示的按键电路150、连接件130、按键组件140以及光源160，因此这些组件的说明可参照前述相关段落，在此恕不赘述，而连接件130与按键组件140恕省略而未绘示。相较于图2B所示的按键装置，本实施方式的按键装置提供了替代的第一基板210以及第二基板220。具体来说，本实施方式中的第一基板210与第二基板220皆为印刷电路板，其中按键电路150设置于第一基板210上，而光源160设置于第二基板220上。第一基板210与第二基板220除了分别具有相同或相似于图3B所示的第一通孔111与第二通孔123之外，第二基板220还对应地具有镂空孔224以暴露出设置于第一基板210上的按键电路150(亦即，按键电路150经由镂空孔224而与按键组件140相对)，借以让触发部143a向下移动通过镂空部而触发按键电路150。

请参照图6，其为绘示根据本发明另一实施方式的按键装置的部分组件的剖面示意图。本实施方式的按键装置包含相同于如图2B所示的按键电路150、连接件130、按键组件140以及光源160，因此这些组件的说明可参照前述相关段落，在此恕不赘述，而连接件130与按键组件140恕省略而未绘示。相较于图2B所示的按键装置，本实施方式的按键装置提供了替代的第一基板310以及第二基板320。具体来说，本实施方式中的第一基板310与第二基板320皆为印刷电路板，其中按键电路150设置于第二基板320上，而光源160设置于第一基板310上。第一基板310与第二基板320除了分别具有相同或相似于图3B所示的第一通孔111与第二通孔123之外，第二基板320还对应地具有镂空孔324以暴露出设置于第一基板310上的光源160(亦即，光源160位于镂空孔324内)，借以让光源160所发射的光通过镂空部而照射到第二基板320上方的按键组件140。并且，由于光源160容置于第二基板320的镂空孔324内，并未由第二基板320远离第一基板310的表面突出，因此可避免与上方的按键组件140发生结构干涉，并可增加光源160的设置位置的调整灵活性。

请参照图7，其为绘示根据本发明另一实施方式的按键装置的部分组件的剖面示意图。本实施方式的按键装置包含相同于如图2B所示的按键电路150、连接件130、按键组件140以及光源160，因此这些组件的说明可参照前述相关段落，在此恕不赘述，而连接件130与按键组件140恕省略而未绘示。相较于图2B所示的按键装置，本实施方式的按键装置提供了替代的第一基板410以及第二基板420。具体来说，本实施方式中的第一基板410为印刷电路板，第二基板420为补强板，其中按键电路150与光源160皆设置于第一基板410上。第一基板410与第二基板420除了分别具有相同或相似于图3B所示的第一通孔111与第二通孔123之外，第二基板420还对应地具有镂空孔424a、424b。镂空孔424a配置以暴露出设置于第一基板410上的按键电路150(亦即，按键电路150经由镂空孔424a而与按键组件140相对)，借以让触发部143a向下移动通过镂空部而触发按键电路150。镂空孔424b配置以暴露出设置于第一基板410上的光源160(亦即，光源160位于镂空孔424b内)，借以让光源160所发射的光通过镂空部而照射到第二基板420上方的按键组件140。

请参照图8，其为绘示根据本发明另一实施方式的按键装置的部分组件的剖面示意图。本实施方式的按键装置包含相同于如图2B所示的按键电路150、连接件130、按键组件140以及光源160，因此这些组件的说明可参照前述相关段落，在此恕不赘述，而连接件130与按键组件140恕省略而未绘示。相较于图2B所示的按键装置，本实施方式的按键装置提供了替代的第一基板510以及第二基板520。具体来说，本实施方式中的第一基板510为印刷电路板，第二基板520为导光板，其中按键电路150与光源160皆设置于第一基板510上。于一些实施方式中，第二基板520的材料包含聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)，但本发明并不以此为限。第一基板510与第二基板520除了分别具有相同或相似于图3B所示的第一通孔111与第二通孔123之外，第二基板520还对应地具有镂空孔524a、524b。镂空孔524a配置以暴露出设置于第一基板510上的按键电路150(亦即，按键电路150经由镂空孔524a而与按键组件140相对)，借以让触发部143a向下移动通过镂空部而触发按键电路150。镂空孔524b配置以暴露出设置于第一基板510上的光源160(亦即，光源160位于镂空孔524b内)，借以让光源160朝向镂空部的内缘发光(亦即侧向发光)，进而使光进入第二基板520内。第二基板520配置以均匀地导引传播于其内之光，并使得光线由其远离第一基板510的表面离开而抵达上方的按键组件140。相较于前述其他实施方式，由于本实施方式的按键装置的第二基板520采用导光板，因此可以多个按键装置共享同一个光源160，进而可减少零件成本。

于一些实施方式中，如图8所示，为了增加第二基板520的出光效果，可进一步在第一基板510与第二基板520之间设置反射层570，使得在第二基板520内传播的光由反射层570反射而由第二基板520远离第一基板510的表面离开，并有效解决光被第一基板510吸收的光损问题。

于一些实施方式中，如图8所示，可进一步在第二基板520的顶面(即第二基板520远离第一基板510的表面)上设置遮蔽层580，使得光可在第二基板520的顶面上未设有遮蔽层580的预定区域离开而抵达上方的按键组件140，进而将光源160所发射的光进行更有效率的运用。

由以上对于本发明的具体实施方式的详述，可以明显地看出，本发明的键盘采用双层基板的堆叠结构，其中一基板为印刷电路板。本发明借由将按键电路设置于印刷电路板上，使得按键电路同时受到双层基板的结构支持，因此不仅按键电路具有较高的产品可靠性，双层基板还可有效取代现有用以支撑软性电路板的金属底板。本发明的键盘还利用设置于双层基板中之一者上的连接件与按键组件相连接，以取代现有金属底板上的卡勾。在连接件采用塑料以射出成型或热熔等工艺制造的一些实施方式中，由于其制造精度明显高于制造现有金属底板上的卡勾的冲压工艺的加工精度，因此本发明的连接件与按键组件之间的组装公差可单纯由连接件本身的制造精度所控制，不仅可提升本发明的键盘的组装精密度，还可避免操作过程中产生金属的敲击噪音。并且，连接件固定于双层基板中的上层者，而双层基板中的下层者对应地具有尺寸较大且用于容纳连接件的避位孔，因此可有效避免连接件由双层基板的底部突出，使得双层基板具有平整的底部。再者，透过前述双层基板的堆叠结构，还可有效改善于射出成型或热熔工艺过程中的温度可能导致的印刷电路板弯曲变形的问题。

虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并不用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (15)

1.一种键盘，其特征在于，包含：

一第一基板，具有一第一通孔；

一第二基板，设置于该第一基板上，并具有一第二通孔，其中该第二通孔连接该第一通孔，并位于该第一通孔的内缘以内；

一按键电路，设置于该第一基板与该第二基板中之一者上；

一连接件，衔接该第二通孔，并延伸至该第二基板面向该第一基板的一底面上；以及

一按键组件，位于该第二基板背对该第一基板的一顶面上，连接该连接件，并配置以触发该按键电路。

2.如权利要求1所述的键盘，其特征在于，该第二基板为一印刷电路板。

3.如权利要求2所述的键盘，其特征在于，该按键电路设置于该第二基板的该顶面上。

4.如权利要求2所述的键盘，其特征在于，该第一基板为一结构补强板。

5.如权利要求2所述的键盘，其特征在于，进一步包含一光源，设置于该第二基板的该顶面上，并配置以朝向该按键组件发光。

6.如权利要求1所述的键盘，其特征在于，该第一基板为一印刷电路板。

7.如权利要求6所述的键盘，其特征在于，该第二基板还具有一镂空孔，该按键电路设置于该第一基板上，并经由该镂空孔而与该按键组件相对。

8.如权利要求6所述的键盘，其特征在于，该第二基板还具有一镂空孔，该键盘进一步包含一光源，该光源设置于该第一基板上，位于该镂空孔内，并配置以朝向该按键组件发光。

9.如权利要求6所述的键盘，其特征在于，该第二基板为一导光板，并具有一镂空孔，该键盘进一步包含一光源，该光源设置于该第一基板上，位于该镂空孔内，并配置以朝向该镂空孔的内缘发光。

10.如权利要求9所述的键盘，其特征在于，进一步包含一反射层，设置于该第一基板与该第二基板之间。

11.如权利要求9所述的键盘，其特征在于，进一步包含一遮蔽层，设置于该第二基板的该顶面上。

12.如权利要求1所述的键盘，其特征在于，该第二通孔为一非圆孔，并且该连接件与该第二通孔嵌接。

13.如权利要求1所述的键盘，其特征在于，该连接件包含一卡合部，该卡合部位于该第一通孔内，在通过该第一通孔与该第二通孔的一剖面上，该卡合部的宽度小于该第一通孔的宽度，并大于该第二通孔的宽度。

14.如权利要求1所述的键盘，其特征在于，该连接件包含：

一延伸部，衔接该第二通孔；

一卡合部，由该延伸部延伸至该第二基板的该底面上；以及

一连接部，由该延伸部延伸至该第二基板的该顶面上，并连接该按键组件，其中该第二基板部分地限位于该卡合部与该连接部之间。

15.如权利要求1所述的键盘，其特征在于，该第一基板与该第二基板分别为两印刷电路板。

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