CN1523482A - 指向装置及制造指向装置的方法 - Google Patents
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Abstract
一种指向装置,它包括具有可插入销钉的穿孔或缺口的弹性片。形成有端子电极,然后在销钉穿过穿孔或缺口的状态中,形成应变阻抗元件。这样,便消除了端子电极与应变阻抗元件之间位置关系的变动。底板可以装配能够容纳销钉的穿孔或缺口。销钉插入并透过弹性片的缺口。使用销钉作为导向装置,将弹性片装配到底板上。弹性片可以由钇稳定的氧化锆制成。
Description
技术领域
本发明涉及指向装置或指示设备或指向设备(pointing devide),以及一种制造指向装置或指示设备的方法。本发明尤其涉及减小了指示设备质量波动、提高了生产效率、减小了该设备高度或厚度的指示设备及一种制造该指示设备的方法。
背景技术
传统的指示设备称为指示杆(pointing stick)。指示杆被用于信息处理设备,例如个人计算机、视频游戏机以及其它在显示器上显示字母或图像的适当的设备等。特别地,指示杆用于定位信息处理设备的光标或其它相配的指示器,或用于控制信息处理设备的操作。
一般地,指示设备包括具有多个应变阻抗元件(strain resistantelements)的弹性片或弹性板,以及在所述弹性片下表面形成的多个端子电极。多个端子电极与多个应变阻抗元件的端子电连接在一起。该弹性片具有设置从该弹性片的上表面的中央延伸的控制柱。弹性片安装在底板上。底板支撑着弹性片的外围或外周。设置的底板相对于弹性片的下表面具有某一预定间隙。底板具有多个与端子电极电连接的连接盘(例如,参见日本未审查专利申请第2000-148383号)。
为了制造上述指向装置,需要执行在弹性片的下表面上形成端子电极和应变阻抗元件的过程。在这一过程中,一般采用厚膜印制。具体地,第一步,将弹性片送至形成端子电极的印制台,其中端子电极经过厚膜印制。之后,将弹性片送至形成应变阻抗元件的印制台,其中应变阻抗元件通过厚膜印制形成。为减小制造出的指向设备质量或特性的波动,保持应变阻抗元件与端子电极之间的恒定位置关系就很重要。
然而,在许多情况下,弹性片的平面形状是旋转对称的。因此会出现以下难题。
在弹性片下表面上,许多应变阻抗元件以旋转对称样式被印制。因此,当端子电极在第一印制台被印制后,在第二印制台印制应变阻抗元件时,即使在第一印制台中弹性片的准线与第二印制台中弹性片的准线不同,也可以正确印制出应变阻抗元件。然而,第一印制台中使用的印制装置具有不可避免的误差,而第二印制台中使用的印制装置也具有不可避免的误差。因此,如果第一印制台中的弹性片的旋转方向中的位置与第二印制台中的位置不同时,在端子电极与应变阻抗元件之间,就会导致轻微的位置偏移。这种位置偏移可导致所制造出的指向设备的质量或特性发生波动。
对将弹性片装配到底板上的过程而言,很重要的一点就是将弹性片与底板互相正确定位。也就是说,在装配过程中,弹性片一侧上许多端子电极和底板一侧上许多连接盘必须分别被准确地定位。然而,同时视觉上保证在弹性片下表面上形成的端子电极与底板上表面上的连接盘准确定位,实质上是不可能的。因此,这会导致指向设备产量的降低。对于这种定位,需要相当长的时间。
如果弹性片通过自动化机器装配的话,无需视觉确认就能够被执行定位。然而,在这种情况中,需要巨大的工厂设备的投资。
参见日本未审查专利申请第2000-148383号中描述的指向设备,它限制了减小设备高度的能力。具体地,为了减小指向设备的高度,就需要有效减小不包括操纵杆在内的指向设备部件的厚度,尤其是弹性片和底板的厚度。为了保持弹性片变形量恒定,就必须保证底板的刚度。因此,就不可能显著减小底板的厚度。如果弹性片厚度减小了,在使用操纵杆操作设备期间,弹性片就会破损。因此,也不能显著减小弹性片的厚度。
参见日本未审查专利申请第2000-148383号图7中所示的包括柔性布线基片的配置,允许弹性片利用设置穿过固定件的容纳部件而变形。因此,为了实现指向设备高精度的定位,弹性片的中心(即,附在弹性片的操纵杆的中心)以及固定孔的容纳部件的中心必须高精确度地相互定位。如果弹性片的中心与固定孔的容纳部件的中心相互偏离,当操纵杆倾斜时得到的弹性片变形率或形变比率,会在X和Y方向中不同。因此,就不可实现高精度的定位。
然而,根据日本未审查专利申请第2000-148383号的图7中所示的配置,通过弯曲设置在固定件上的挤压部件,然后再堵捻缝而形成的机械结合部件,具有高精度地将弹性片和固定件相互定位的功能。因此,很难高精度地定位弹性片的中心与固定件的容纳部件的中心。因此,使用该指向设备,就很难实现高精度定位。
发明内容
为了克服上述难题,本发明优选的实施方式提供了高度减小的、能以高精度检测定位或对准情况的一种指向设备或装置以及制造这种指向设备的方法。
根据本发明的第一优选实施方式,一种指向设备包括:一个弹性片,它具有:设置在弹性片下表面的许多应变阻抗元件;设置在弹性片下表面上的许多端子电极;以及设置从弹性片上表面的中央延伸的控制杆。其中,许多端子电极与许多应变阻抗元件电相连所述指向设备还包括:一个其上装配有弹性片并支撑弹性片的外围或外周的底板。安装的底板相对于弹性片的下表面具有某一预定间隙,并具有许多分别与端子电极电连接的连接盘。弹性片至少在其上的一个位置具有一个穿孔或缺口,设置的穿孔或通孔或缺口能够插入一个销钉;而弹性片具有非旋转对称的平面形状。
通过将销钉穿过穿孔或缺口以及利用弹性片的平面形状,能够将弹性片的旋转定位或旋转方位保持恒定。
优选地,弹性片至少在其上的两个位置中具有穿孔或缺口。穿孔或缺口的设置能够使销钉插入其中。
优选地,底板配置有能够容纳销钉的穿孔或缺口,可将销钉插入在某一预定位置装配的弹性片的穿孔或缺口。
优选地,底板在其上表面具有某一凹陷或凹部或凹面,而弹性片就装配在该凹陷内。因此,指向设备的高度得以减小。
弹性片优选地由氧化锆(zirconia)、氧化锆类或钇稳定的氧化锆陶瓷制成。
根据本发明的另一优选实施方式,制造指向设备的方法包括:在销钉插入形成在弹性片中的穿孔或缺口以便将弹性片定位时,形成应变阻抗元件和端子电极的步骤。
一个指向设备,包括一个弹性片,其中:该弹性片的下表面设置有许多应变阻抗元件;设置在弹性片下表面上的许多端子电极;以及设置从弹性片的上表面的中央延伸的控制杆。其中,许多端子电极与许多应变阻抗元件电相连。所述指向设备还包括其上装配有弹性片并支撑弹性片外围或外边缘的一个底板,其中,底板相对于弹性片的下表面以某一预定间隙装配,且具有许多与端子电极电连接的连接盘或连接焊盘。
优选地,底板包括金属片或金属板以及设置在金属片上表面上且其上具有连接盘的柔性布线基片。弹性片通过柔性布线基片装配在金属片上。设置在弹性片上的许多端子电极,以及设置在柔性布线基片上的许多连接盘,排列成一圈,并通过导电的结合或连接材料(焊接或粘接材料等)相互电连接在一起。在弹性片的下表面与柔性布线基片之间,形成有某一预定间隙,而由于所述预定间隙,弹性片可发生变形。
优选地,导电结合材料为通过回流焊接或软熔而涂敷的焊料。
为了减小设备的高度,底板上形成有一个凹陷,而弹性片就装配在该凹陷内。
优选地,底板包括金属片以及设置在金属片上表面上且其上形成有连接盘的柔性布线基片。金属片的上表面形成有凹陷。金属片的下表面形成有位置与凹陷对应的凸起(凸状或凸面)。柔性布线基片设置在凹陷中延伸,而弹性片通过柔性布线基片装配在凹陷内。
优选地,指向设备进一步包括:从其下表面一侧支撑金属片的支座,而支座具有一个容纳金属片凸起的洞或凹陷。
优选地,弹性片至少在其一个位置形成有穿孔或缺口。穿孔或缺口的设置能使销钉插入所述穿孔或缺口。优选地,底板配置有穿孔或缺口,当销钉通过以某一预定位置装配的弹性片的穿孔或缺口插入时,穿孔或缺口能够容纳销钉。
优选地,弹性片至少在其上的两个位置具有穿孔或缺口,所述穿孔或缺口其中可插入一个销钉,而弹性片具有非旋转对称的平面形状。
弹性片优选地由氧化锆(zirconia)、氧化锆型或钇稳定的氧化锆陶瓷制成。
弹性片至少在其上的一个位置具有穿孔或缺口,所述穿孔或缺口能够使一个销钉插入,而弹性片具有非旋转对称的平面形状。因此,通过将销子穿过穿孔或缺口并利用弹性片的平面形状,能够将弹性片的旋转定位或旋转方位保持恒定。
因此,当弹性片按上述描述定位的同时,形成应变阻抗元件以及端子电极。因此,当应变阻抗元件以及端子电极相互之间位置偏移时,位置偏移会保持不变。因此,由此制造的指向设备,可防止应变阻抗元件与端子电极之间的位置关系的变化。因此,可以实现具有稳定质量和特性的指向设备。
当弹性片至少在其上的两个位置具有穿孔或缺口时,如上所述,设置的穿孔或缺口可分别插入一个销钉,这样弹性片就能够更精确地定位。因此,可进一步增强应变阻抗元件以及端子电极之间的恒定位置关系的可靠性。
此外,当底板配置有能够容纳销钉的穿孔或缺口时,而销钉插穿以预定位置装配的弹性片的穿孔或缺口时,弹性片与弹性片装配到的底板之间的定位就可以容易且高效地实施。因此,无需使用昂贵的自动机器,也可以高产地制造指向设备。而且,可减少指向设备组装所需要的时间。
优选地,底板在其上表面形成有某一凹陷,而弹性片就装配在所述凹陷内。因此,对应于凹陷的深度,可相应地减小指向设备的高度。当所述凹陷形成在底板的上表面时,就更难视觉上确定凹陷中的连接盘的定位。上述的弹性片与装配弹性片用的底板之间容易、高效定位的效果,就变得愈发突出。
对于指向设备的高定位或方位精度,很重要的一点就在于:弹性片能够根据操纵杆的倾斜程度,在X与Y方向中以恒定比率变形。
优选地,底板包括金属片。所述金属片包括:设置在金属片的上表面上的柔性布线基片,以及设置在金属片的上表面上的许多连接盘。所述弹性片通过柔性布线基片装配在金属片上。当在所述弹性片的下表面与所述柔性布线基片的上表面之间形成有某一预定的间隙时,端子电极以及柔性布线基片相互之间通过导电的结合或连接材料(焊接或粘接材料等)电连接在一起。由于预定的间隙,弹性片可被变形。因此,假如许多端子电极和许多连接盘彼此定位时相互电连接,根据操纵杆的倾斜,所述弹性片就能够以固定比率变形。因此,采用根据本发明当前实施方式的指向设备,就可实现高精度的定位或对准。
当柔性布线基片设置在弹性片与支持弹性片用的金属片之间时,柔性布线基片就能够直接连接到逻辑板上。这样,就实现了廉价、结构简单的指向设备。
优选地,导电结合或连接材料(焊接或粘接材料等)为通过回流焊接或软熔涂敷的焊料。即使所述弹性片偏离其在柔性布线基片上的期望位置时,由于焊料的表面张力,弹性片也能够复原到期望的位置。因此,这种矫正自定位作用可以起相当大程度的作用。因此,许多端子电极以及许多连接盘就可以更准确而更容易地相互定位。因此,实现了利用精确定位的指向设备。
优选地,底板在其上表面具有一定凹陷,而所述指向设备的传感器单元的弹性片就装配在凹陷内。因此,在保持弹性片的厚度不变的同时,对应于凹陷的深度,指向设备的高度得以降低。也就是说,可以防止弹性片强度的下降。
优选地,所述底板包括金属片以及设置在金属片上表面上、其上具有连接盘的柔性布线基片。金属片具有形成在金属片上表面的凹陷(或凹面或凹部),而金属片在其下表面上形成有位置相应于凹陷的凸起(凸状或凸面)。因此,在防止凸起中弹性片的刚性下降的同时,可以方便地减小指向设备的高度。通过板金工加工,形成的凹陷与凸起能够保持金属片厚度实质上不变。因此,在形成有凹陷与凸起的金属片部分与金属片其它部分之间,所述金属片形成有一个弯曲部分。因此,弯曲部分具有肋效果或加强筋效果,这样强度会得到进一步加强。
优选地,支座具有一个容纳金属片凸起的孔或凹陷。因此,在所述指向设备被固定到键盘上设置的支座的状态中,则不会发生例如由金属片的凸起可能导致的设备厚度的增加。因此,不会影响如上所述的高度减小。
优选地,所述弹性片至少在其上的一个位置具有穿孔或缺口,设置的穿孔或缺口能够使一个销钉插入所述穿孔或缺口。因此,在形成它们的过程中,能够保证应变阻抗元件以及端子电极的定位。此外,在将所述弹性片装配到所述底板上期间,能够高效地保证弹性片相对于底板的定位。这些配置可以解决如高精度定位等问题。
优选地,底板设置有穿孔或缺口,当销钉通过装配在预定位置中的弹性片的穿孔或缺口插入时,穿孔或缺口能够容纳销钉。这样,上述的定位就可以更确实和高效地实施。
优选地,弹性片至少在其上的两个位置中有穿孔或缺口。所述穿孔或缺口能够使销钉插入其中,且弹性片具有非旋转对称的平面形状。由于上述穿孔或缺口,所述弹性片能够保证沿旋转方向定位。因此,就可以防止设置在弹性片上的应变阻抗元件与端子电极之间的位置偏移。可以防止其位置偏移状态的变化。
因此,可以减小指向设备之间质量和特性的波动。因此,可提高产量,而指向设备的装配过程也可以更高效。
优选地,凹陷形成在底板上表面中。因此,视觉确认设置在凹陷中连接盘的定位会更困难。因此,当弹性片装配到底板上时,上述弹性片与底板之间实施的便捷、高效的定位,就变得有利。
所述弹性片优选地由氧化锆(zirconia)、氧化锆型或钇稳定的氧化锆陶瓷(yttrium-stabilized zirconia ceramics)制成。氧化锆(zirconia)、氧化锆型或钇稳定的氧化锆陶瓷具有很高的弯曲强度。因此,即使弹性片厚度很小,也可以形成具有高抗裂性能的弹性片。此外,由于杨氏系数或杨氏模量较低,形成的弹性片具有柔韧性。因此,这有助于指向设备尺寸和高度的减小,也可增强指向设备的灵敏度。
下面,参照附图通过对本发明优选实施例进行的详细描述,本发明的其它特性、元件、工序、特性以及优点会变得更加明显。
附图说明
图1为显示根据本发明的优选实施例的指向设备外观的透视图。
图2为图1的指向设备的分解图;
图3为图1的指向设备一部分的放大透视图;
图4为图3的弹性片的底视图;
图5为显示弹性片装配到底板上的过程的透视图;
图6为根据本发明的第一优选实施例的附到支座上的指向设备的局部前视图;以及
图7为根据本发明第二优选实施例的指向设备的前视图。
具体实施方式
图1为显示根据本发明第一优选实施例的指向设备或指向装置1的透视图。图2为图1所示的指向设备1的元件分解视图。
如图2所示,指向设备1包括弹性基片或弹性片或弹性板2、装在弹性基片2上的操纵杆3、底板或底座4的金属片或金属板5以及柔性布线基片6。
图3为显示带有连接到其上的起传感器单元作用的操纵杆3的弹性基片2的透视图。图4为弹性基片2的底视图。
操纵杆3从弹性基片2的上表面的中央延伸。操纵杆3与弹性基片2结合在一起。为了增强操纵杆3固定状态的可靠性,如图4所示,正方形柱型的突起7设置在操纵杆3的下端。正方形孔8形成在弹性片2的中心。突起7装配在孔8中。根据这种结构,即使不使用特殊的定位元件,操纵杆3也可以很容易地定位于弹性片2的中心。而且,操纵杆3在X-Y方向的机械强度也得以增强。
出于降低噪声,弹性片2优选地由陶瓷制成。为了降低成本,弹性片2优选地由金属制成。
当弹性片由金属制成时,在弹性片2的下表面涂上玻璃糊料,并经烧制。这样,如图4所示,形成了电绝缘膜9。
对于由陶瓷制成的弹性片2,就不需要形成电绝缘膜9。氧化锆或氧化锆类的陶瓷优选地用于弹性片2的陶瓷。更优选地,使用钇稳定的氧化锆(yttrium-stabilized zirconia)。氧化锆(zirconia)、氧化锆型陶瓷具有很高的弯曲强度。因此,即使弹性片厚度很小,也可以形成具有高抗裂性能的弹性片1。钇稳定的氧化锆尤其高,具有约2/3的氧化铝弯曲强度。氧化锆或氧化锆型陶瓷具有较低的杨氏系数。因此,可形成高柔韧性的弹性片。特别地,钇稳定的氧化锆的杨氏系数尤其低,约为氧化铝的2/3。因此,通过使用氧化锆或氧化锆型陶瓷或更优选的钇稳定的氧化锆形成弹性片2,可以减小指向设备1的尺寸和高度,并可增强指向设备1的灵敏度。
许多或多个应变阻抗元件(或抗变形元件)优选地包括4个应变阻抗元件10,11,12和13。4个应变阻抗元件10,11,12和13设置在弹性片2的下表面。这些元件优选地包括电阻膜。应变阻抗元件10到13优选地以孔8(操纵柱3附在其上)为中心约成90°角间隔排列。
许多或多个端子电极优选地包括6个端子电极。6个端子电极14,15,16,17,18和19设置在弹性片2的下表面,并连接到各自的应变阻抗元件10到13的端子。这些端子电极14到19由导电膜形成,且其以围绕操纵杆3的中心轴为圆心的圆A(如图4中的点划线所示)排列。
弹性片2至少在其上的一个位置设有穿孔或通孔或缺口或切口,销钉20或21能够插入其中(见图5)。此外,弹性片2具有非旋转对称的平面形状。在本发明的所述优选实施例中,穿孔或缺口22,23和24设置在弹性片2外围或边缘部分的3个位置。
优选地通过烧制玻璃糊形成外部涂层(未示出),以覆盖应变阻抗元件10到13,而不覆盖端子电极14到19的主要部件或部分。
参考图2,所述底板4的主要部件中的金属片5优选地由铁或铁合金制成。金属片5优选地大体为T型。当金属片5由铁或铁合金制成时,金属片的表面优选地经过防锈处理。金属片5具有其中分别形成有固定孔25,26和27的3个凸出部分。孔25和26在一个方向上尺寸较长。此外,固定孔25的较长尺寸方向和固定孔26的较长尺寸方向实质上相互垂直。
凹陷或凹面或凹部28形成在金属片5上表面的中央。凹陷28通过板金加工形成。因此,凸起或凸面或凸部29形成在金属片5下表面侧,与凹陷28对应的位置中。只要在该区域能容纳弹性片2,凹陷28的区域或面积可任意选择。此外,凹陷28的深度的选择是这样的:在厚度方向上弹性片2的至少一部分能够容纳在凹陷28中。当指向设备1处于如下所述的固定状态时,优选地,将凸起29的突出大小设置与从金属片5的下表面侧支撑金属片5(见图6)的支座30的厚度一致或相等。
穿孔或缺口形成在金属片5的凹陷28中的位置,对应于形成在弹性片2中的缺口22和23的位置。穿孔或缺口能够容纳销钉20和21(见图5)。在本优选实施例中,穿孔或缺口由标号31和32表示。
柔性布线基片6形成底板4的一个部件或一部分,并布置在金属片5的上表面上。例如,基片6利用粘合剂或粘性粘合剂与金属片5结合在一起。柔性布线基片6沿金属片5的凹陷28弯曲延伸。穿孔33和34形成在柔性布线基片6中以便分别与形成在金属片5中的穿孔31和32连续。
许多或多个连接盘35,36,37,38,39和40设置在柔性布线基片6上,与设置在弹性片2上的端子电极14到19电连接在一起。连接盘35到40以围绕操纵杆3的中心轴为中心的圆A(见图4)排列,端子电极14到19也是这样排列的。此外,导线41,42,43,44,45和46分别与连接盘35到40相连。在图1和图5中,连接盘35到40和导线41到46并未示出。
如图1所示,弹性片2通过柔性布线基片6装配在金属片5的凹陷28中。特别地,焊料设置在弹性片2上,这样,设置在弹性片2上的端子电极14到19能够分别与设置在柔性布线基片6上的连接盘35到40电连接。焊料经回流或软熔,或使用导电粘合剂,以便弹性片2被固定到柔性布线基片5,从而固定到底板4上。端子电极14到19设置在弹性片2的外围部分。因此,弹性片2的外围部分由底板4支撑。
焊料或导电粘合剂以及各自端子电极14至19的厚度导致在弹性片2的下表面和底板4的上表面(即柔性布线基片6的上表面)之间形成一个预定间隙47(见图6)。
当起到装载点作用的操纵杆3发生倾斜时,涂敷到端子电极14到19中的一个端子电极的焊料或导电粘合剂便起到支点的作用,而操纵杆3和弹性片2之间的交点则起到作用点的作用。这样,由于间隙47的存在而能够弹性变形或弯曲的弹性片2就会发生变形。也就是说,间隙47允许弹性片2发生变形。
应变阻抗元件10到13之一经变形产生相应于弹性片2变形的应变。变形的应变阻抗元件10到13的阻抗或电阻便发生变化。哪个应变阻抗元件10到13发生变形或应变取决于操纵杆3的倾斜方向。
例如,当操纵杆3的倾斜施加到应变阻抗元件10时,应变阻抗元件10会变形而变成凸起或凸面,而位于应变阻抗元件12相对方向的应变阻抗元件12就会变形而凹陷或凹面。一方面,该变形导致应变阻抗元件10的阻抗增加。另一方面,变形导致应变阻抗元件12的阻抗减小。而对于其它应变阻抗元件11和13,则仅存在相对于电流流经元件11和12的方向而产生的扭曲应力施加到它们上面。因此,阻抗变化可忽略不计。
在指向设备1中,4个应变阻抗元件10到13通过端子电极14到19、连接盘35到40,以及导线41到46连线而形成桥接电路。这样,在所述桥接电路的两个预定端子间施加电压。因此,上面描述的变形的应变阻抗元件10和12的阻抗的变化就可以通过另外两个端子之间电压的变化检测出来。
当操纵杆3在另一方向发生倾斜时,倾斜的方向与强度可以作为电信号进行测量。此外,当操纵力在轴向方向施加到控制杆3时,所有的应变阻抗元件10到13在同一方向中受到应力。这样,轴向的控制与强度能够作为一个电信号进行测量。
在下文中,将会描述制造指向设备1的方法。
首先,预备图2中的元件:弹性片2、操纵杆3、金属片5和柔性布线基片6。
如图4中所示,参考弹性片2的准备,执行以下过程:如果必要,执行在弹性片2的下表面上形成电绝缘层9的过程;执行形成端子电极14到19的过程;执行形成应变阻抗元件10到13的过程;以及当玻璃糊料覆盖应变阻抗元件10到13而不覆盖端子电极14到19的主要部件或主要部分以形成外部涂层或薄膜(未示出)时,执行烧制玻璃糊料的过程。
通常,通过顺序地将弹性片2送至不同的印制台或印刷台(printingstation)(其中,印制预定厚膜),实施这些过程。电绝缘膜9、应变阻抗元件10到13、端子电极14到19以及外部薄膜,必须互相定位。特别重要的是,应变阻抗元件10到13、端子电极14到19的相互精确定位。
因此,根据本发明的这一优选实施例,销钉48、49以及50分别被插入到弹性片2的缺口22、23和24,如图4中虚线所示,以便定位弹性片2。缺口22和23在弹性基片2中彼此相对约成180°角。缺口24对面无缺口相对。也就是说,弹性片2具有非旋转对称的平面形状。
相应地,当送到不同的印制台时,弹性片2不仅在平面方向而且在旋转方向保持恒定位置。这样,就可防止因各个印制台中弹性片2旋转方向的位置不同而发生的印制失配。因此,应变阻抗元件10到13以及端子电极14到19在其精确定位的状态中被形成。生产的指向设备1的质量或特性会很稳定。
随后,将操纵杆3结合或连接到弹性片2。
接下来,将弹性片2装配到底板4的金属片5的凹陷28中。在装配弹性片2前,首先,应用焊料糊或导电粘合剂以将端子电极14到19电连接到连接盘35到40。利用印制将上述焊料糊或导电粘合剂施加到凹陷28中的连接盘35到40会相对困难。因此,优选地,焊料糊或粘合剂被印制到弹性片2的端子电极14到19上。
然后,将弹性片2放置到凹陷28中的预定位置。基于此目的,有必要将形成在弹性片2下表面上的端子电极14到19以及形成在柔性布线基片上表面的连接盘35到40彼此定位。然而,实际上,同时视觉确认端子电极14到19以及连接盘35到40的定位实质上是不可能的。
因此,需要将销钉20插入底板4中形成的连续穿孔31和33,而销钉21插入连续穿孔32和34中(见图1或2)。销钉20和21分别被定位到弹性片2的缺口22和23中。以销钉20和21作为导向器,将弹性片2放置到底板4的凹陷28中。
根据上述方法,虽然弹性片2的端子电极14到19位置以及柔性布线基片6的连接盘35到40的位置不能通过视觉确定,但弹性片2和柔性布线基片6相互之间仍可以被精确定位。
之后,利用回流焊料或软熔,将端子电极14到19电连接和机械固定到连接盘35到40。即使弹性片2从柔性布线基片6上期望位置在某种程度上偏离或偏离了某一角度,由于焊料的表面张力(焊料回流时产生的张力),也能够将弹性片2恢复到期望的位置。换言之,纠正自定位操作起了相当大的作用。因此,许多端子电极14到19以及许多连接焊盘35到40相互间就可以更准确、更容易地进行定位。
如上所述,可以使用导电粘合剂替代焊料,用于端子电极14到19到连接盘35到40的电连接。
将如上制造出的指向设备1固定到支座30上,例如如图6所示的键盘侧面或其它适合设备上设置的底盘。在这种情况中,利用形成在金属片5中的固定孔25和26,通过捻缝或螺纹连接,就可以将指向设备1固定到支座30上。固定孔25和26的纵向方向实质上彼此垂直。因此,当利用捻缝(caulking)或螺纹连接实施固定时出现的位置误差,就可以很方便地得以解决。
孔51设置在支座30中以容纳金属片5的凸起29。可以设置一个凹陷以替代孔51。这样,就可防止由金属片5的凸起29导致的设备厚度的增加。在保持金属片5的强度不变的同时,金属片的凹陷28可有效地减小了指向设备1的高度。
图7为显示本发明第二优选实施例的前视图。在图7中,与图6中相同的部件被标以相似的标号,其描述不再重复说明。
除在底板4中未形成凹陷28(见图6)外,图7中所示的指向设备1a具有与参照图1到6所描述的图6的指向设备1相同的结构。
即使如图7的指向设备1a所示,在底板4中没有形成凹陷,倘若弹性片2上的端子电极14到19(见图4)和柔性布线基片6上的许多连接盘35到40(见图2)相互之间定好位,弹性片2也能够精确根据操纵杆3的倾斜操作相应地变形。这样,使用指向设备1a,就能够方便地实施高精度定位。
此外,使用柔性布线基片6,该指向设备能够直接连接到逻辑板上(图中未示出)。因此,就可以实现成本低廉、结构简单的指向设备1a。
此外,在本发明的该优选实施例中,可以采用回流(软熔)焊料糊的过程,将端子电极14到19电连接和机械固定到连接盘35到40。在此情况中,自对准作用将起作用。因此,即使弹性片2偏离柔性布线基片6上期望位置一定角度或一定程度,焊料的回流也能够将弹性片2复原到期望的位置。这样,位置得以修正。因此,许多端子电极14到19以及许多连接焊盘35到40相互间就可以更准确而容易地进行定位。
应该了解,前面的描述仅用于解释本发明。在不背离本发明的基础上,本领域的普通技术人员能够设计出各种选择方案或修改。因此,在权利要求的范围内,本发明希望包含所有这些选择、修改及变化。
Claims (20)
1.一种指向装置,包括:
弹性片,它具有:设置在所述弹性片的下表面上的多个应变阻抗元件,设置在所述弹性片下表面上的多个端子电极,以及布置从弹性片的上表面的中央延伸的操纵杆,多个端子电极电连接到多个应变阻抗元件;以及
其上装配有弹性片并支持弹性片外围或外周的底板,底板相对于弹性片的下表面具有预定间隙布置,且具有与多个端子电极电连接的多个连接盘;
所述弹性片在其至少一个位置具有穿孔或缺口,设置的穿孔或缺口其中能够插入销钉;且
所述弹性片具有非旋转对称的平面形状。
2.根据权利要求1的指向装置,其特征在于其中弹性片在其至少两个位置具有穿孔或缺口,配置的穿孔或缺口其中能够插入销钉。
3.根据权利要求1所述的指向装置,其特征在于底板设置有当销钉通过装配在预定位置的弹性片的穿孔或缺口插入时,能够容纳销钉的穿孔或缺口。
4.根据权利要求1所述的指向装置,其特征在于其中底板具有形成在其上面表的凹陷,弹性片装配在该凹陷内。
5.根据权利要求1所述的指向装置,其特征在于其中弹性片由氧化锆、氧化锆型或钇稳定的氧化锆陶瓷中的一种制成。
6.一种制造权利要求1中限定的指向装置的方法,其特征在于包括:当销钉通过形成在弹性基片中的穿孔或缺口插入以便将弹性片定位时,形成应变阻抗元件和端子电极的步骤。
7.一种制造权利要求6中限定的指向装置的方法,其特征在于包括:当销钉通过形成在弹性片中的穿孔或缺口,以及通过形成在底板中的穿孔或缺口插入以便将弹性片与底板相互定位时,将弹性片装配到底板上的步骤。
8.根据权利要求1所述的指向装置,其特征在于其中底板包括金属片;
金属片包括设置在金属片的上表面上的柔性布线基片以及设置在金属片的上表面上的多个连接盘,弹性片通过柔性布线基片装配在金属片上;
多个端子电极和多个连接盘排列成圆,且相互之间通过导电的结合材料电连接在一起;
预定间隙形成在弹性片的下表面与柔性布线基片上表面之间;以及
由于预定的间隙,弹性片能够变形。
9.根据权利要求8所述的指向装置,其特征在于其中导电结合材料为通过软熔涂敷的焊料。
10.一种指向装置,包括:
弹性片,它具有:设置在弹性片下表面上的多个应变阻抗元件,设置在弹性片下表面上的多个端子电极,以及设置从弹性片的上表面的中央延伸的操纵杆,多个端子电极与多个应变阻抗元件电连接;以及
其上装配有弹性片并支持弹性片外围或外周的底板,所述底板相对于弹性片的下表面具有间隙布置,并具有多个分别与多个端子电极电连接的连接盘;且
所述底板具有形成在其中的凹陷,弹性片装配在凹陷中。
11.根据权利要求10所述的指向装置,其特征在于其中底板包括金属片;
所述金属片包括设置在金属片的上表面上的柔性布线基片,以及设置在金属片的上表面上的连接盘;
所述金属片在该金属片上表面上形成有凹陷;
所述金属片的下表面上与凹陷对应的位置形成有凸面;
所述柔性布线基片设置在凹陷中延伸;以及
所述弹性片通过柔性布线基片装配在凹陷中。
12.根据权利要求11所述的指向装置,其特征在于还包括:从其下表面一侧支撑金属片的支座,支座有容纳金属片凸面的孔或凹陷。
13.根据权利要求10的指向装置,其特征在于其中弹性片在其至少一个位置具有穿孔或缺口,布置的穿孔或缺口能使销钉通过该穿孔或缺口插入。
14.根据权利要求13所述的指向装置,其特征在于其中底板设置穿孔或缺口,当销钉通过装配在预设位置中的弹性片的穿孔或缺口插入时,底板的穿孔或缺口能够容纳销钉。
15.根据权利要求13的指向装置,其特征在于其中弹性片在其至少两个位置具有穿孔或缺口,穿孔或缺口的设置可使销钉插入其中;以及
所述弹性片具有非旋转对称的平面形状。
16.根据权利要求8所述的指向装置,其特征在于其中弹性片由氧化锆、氧化锆型或钇稳定的氧化锆陶瓷中的一种制成。
17.根据权利要求1所述的指向装置,其特征在于还包括覆盖应变阻抗元件而不覆盖端子电极主要部分的外部涂层。
18.根据权利要求8所述的指向装置,其特征在于其中金属片由铁或铁合金制成。
19.根据权利要求18所述的指向装置,其特征在于其中金属片表面经过防锈蚀处理。
20.根据权利要求8所述的指向装置,其特征在于其中金属片包括至少两个固定孔;
至少两个固定孔包括在其一个方向中具有较长尺寸的第一和第二固定孔;以及
第一固定孔的较长尺寸方向实质上与第二固定孔的较长尺寸方向垂直。
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