CN207517597U - 一种开关结构及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电子技术领域，提供了一种开关结构及电子设备。所述结构包括：锅仔片和多个设置在电路板上的信号环，所述电路板具有基板、第一布线层和以所述基板相隔的第二布线层，所述信号环包括：信号内环，包括印刷在所述第一布线层上的第一焊盘；信号外环，包括两个以上印刷在所述第一布线层上的第二焊盘，所述第二焊盘与所述第一焊盘电气隔离；以及保护环，包括两个以上印刷在所述第一布线层上的第三焊盘，各个第三焊盘与所述第一焊盘及所述第二焊盘电气隔离，且所述第二焊盘与所述第三焊盘交错分布形成环状轨迹；通过本实用新型可有效解决现有开关结构中存在的保护级别低、灵敏度不高以及容易造成误触发的问题。

Description

一种开关结构及电子设备

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，尤其涉及一种开关结构及电子设备。

背景技术

开关作为一种基础的电子器件，在电子电路中得到了广泛的应用，其中开关实现主要功能为：控制电路的导通与关断，目前开关结构主要采用锅仔片来实现电路板中不同电气元件之间的连接与断开，由于锅仔片具有良好的导通性能、回弹稳定以及超长的使用寿命等优点，锅仔片在开关结构中发挥着不可替代的重要作用。在实际应用过程中，锅仔片可分为单层结构和双层结构，当所述锅仔片上的金属弹片受到外力按压时，该弹片的中心点下凹，所述弹片的下凹部分接触到电路板中的电气元件，从而电路板上的线路导通。

在现有的开关结构中，为了防止开关结构受到外力的强行破坏，所述的开关结构往往包括设置在电路板上的信号内环、信号外环以及保护环，在正在工作条件下，信号内环和信号外环通过锅仔片实现电气连接，使电路板上的线路正常导通工作；当所述开关结构受到外界暴力破坏时，信号内环或信号外环通过锅仔片与保护环连接，从而触发了电路板中的报警保护电路，防止电路板中其它电力元件遭受到更为严重的损坏。在现有技术中，开关结构中的保护环设置在信号外环和信号内环的外侧，或者将保护环设置在信号外环与信号内环之间，由此可得，现有的开关结构至少存在如下问题：

1、若将保护环设置在信号外环和信号内环的外侧，则锅仔片难以接触到保护环，避免了误触发，但是当所述开关结构受到较小的外力破坏时，锅仔片可能无法接通信号内环与保护环或信号外环与保护环，只有较大的外来强制破坏才能触发电路板中的报警保护电路，因此此种开关结构保护级别较低，灵敏度低；2、若将保护环设置在信号外环与信号内环之间，则锅仔片极易接触到保护环，从而触发电路板中的报警保护电路，保护级别高，灵敏度高，但是外界环境极小的扰动也可能会使保护环与信号内环或者保护环与信号外环相短接，容易造成误触发。

实用新型内容

本实用新型提供一种开关结构及电子设备，旨在解决现有开关结构在应对外界暴力破坏时，保护级别低、灵敏度低或者容易造成误触发的问题。

本实用新型第一方面提供开关结构，包括锅仔片和多个设置在电路板上的信号环，所述电路板具有基板、第一布线层和以所述基板相隔的第二布线层，所述信号环包括：

信号内环，包括印刷在所述第一布线层上的第一焊盘；

信号外环，包括两个以上印刷在所述第一布线层上的第二焊盘，两个以上的所述第二焊盘围设于所述第一焊盘外并与所述信号内环电气隔离，各个所述第二焊盘通过设于所述第二布线层上的第一走线首尾电气连接；以及

保护环，包括两个以上印刷在所述第一布线层上的第三焊盘，各个第三焊盘与所述第一焊盘及所述第二焊盘电气隔离，且所述第二焊盘与所述第三焊盘交错分布形成环状轨迹；

其中，所述锅仔片的边缘分别与各个所述第二焊盘焊接，所述锅仔片于所述电路板上的投影将所述第一焊盘覆盖在内，所述第三焊盘在所述投影之外。

进一步地，所述保护环还包括印刷在所述第一布线层上的环形焊盘，该环形焊盘围设于所述环状轨迹外，所述环形焊盘与所述第一焊盘及所述第二焊盘电气隔离。

进一步地，各个所述第三焊盘与所述环形焊盘电气连接。

进一步地，各个所述第三焊盘与所述环形焊盘通过设于所述第二布线层上的第二走线电气连接。

进一步地，所述第三焊盘通过开设在所述基板上的第一过孔与所述第二走线电气连接，所述环形焊盘通过开设在所述基板上的第二过孔与所述第二走线电气连接。

进一步地，所述第二焊盘通过开设在所述基板上的第三过孔与所述第一走线电气连接。

进一步地，所述锅仔片的边缘具有两个以上凸角，各个凸角分别与各个所述第二焊盘焊接。

进一步地，所述锅仔片为蝶形或方形。

本实用新型第二方面提供一种电子设备，所述电子设备包括电气开关，所述电气开关包括如前所述的开关结构。

进一步地，所述电子设备还包括报警保护电路，所述报警保护电路分别与所述开关结构的信号环连接。

本实用新型相对于现有技术的技术效果是：上述开关结构的中，构成信号外环的多个第二焊盘与保护环的多个第三焊盘在电路板上交错分布形成环状轨迹，一方面，当该开关结构遭受轻微的外力破坏时，第二焊盘与第三焊盘或者第三焊盘与构成信号内环的第一焊盘短接，触发报警保护电路，防止电路板中的其它电力元件遭受更为严重的损坏，从而该开关结构具有较高的灵敏度，对外力破坏的防护级别较高；另一方面，该开关结构中各个第三焊盘与第一焊盘及第二焊盘电气隔离，从而也能避免外界环境扰动造成第三焊盘与锅仔片产生误触发操作；从而有效地解决现有的开关结构保护级别低以及容易产生误触发的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型第一实施例提供的信号环的组成结构图；

图2是本实用新型第一实施例提供的第二焊盘在第二布线层上的电气连接图；

图3是本实用新型第一实施例提供的锅仔片结构图；

图4是本实用新型第二实施例提供的信号环的组成结构图；

图5是本实用新型第二实施例提供的第二焊盘在第二布线层上的电气连接图；

图6是本实用新型第二实施例提供的种锅仔片结构图；

图7是本实用新型第三实施例提供的种信号环的组成结构图；

图8是本实用新型第三实施例提供的第三焊盘与环形焊盘在第二布线层上的电气连接示意图；

图9是本实用新型实施例提供电路板截面结构示意图；

图10是本实用新型实施例提供的开关结构在断开时的状态示意图；

图11是本实用新型实施例提供的开关结构在导通时的状态示意图；

图12是本实用新型实施例提供的一种电子设备结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

结合图1-9，本实用新型实施例提供的开关结构的组成结构图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分，详述如下：

开关结构包括锅仔片30和多个设置在电路板上的信号环，电路板具有基板901、第一布线层101和以基板901相隔的第二布线层201。

其中，图1示出了信号环的组成结构图，信号环包括信号内环、信号外环和保护环。信号内环包括印刷在第一布线层101上的第一焊盘102；信号外环，包括四个印刷在第一布线层101上的第二焊盘103，四个第二焊盘103围设于第一焊盘102外并与信号内环电气隔离，其中电气隔离是指不同电力元件之间在电气上的隔离。保护环包括四个印刷在第一布线层101上的第三焊盘104，各个第三焊盘104与第一焊盘102及第二焊盘103电气隔离，且第二焊盘103与第三焊盘104交错分布形成环状轨迹105；一般的，交错分布形成环状轨迹是指两个不同类型的元素沿着一条首尾相接的环状轨迹进行排列，并且任何相邻的两个元素之间分别属于不同的类型。

优选的，第二焊盘103与第三焊盘104等距交错分布形成环状轨迹105，其中等距是指处于环状轨迹105中的任何相邻两个元素之间的间距相同。

其中图2示出了在图1中第二焊盘103在第二布线层201上的电气连接图，如图2所示，各个第二焊盘103通过设于第二布线层201上的第一走线202首尾电气连接；由于各个电力元件的电气连接需要占据较大的空间，因此通过在第二布线层201进行电气连接，节约了第一布线层101布局空间，电路板能够容纳更多的电力元件，实现更为复杂的电路功能。

其中图3示出了与图1中信号环相匹配的锅仔片30的结构图，锅仔片30的边缘分别与各个第二焊盘103焊接，锅仔片30于电路板上的投影将第一焊盘102覆盖在内，第三焊盘104在投影之外。

可选的，锅仔片可以采用超薄和超硬的不锈钢材料制成，其中超薄是指材料的厚度介于0.05mm-0.1mm之间，超硬是指材料的硬度介于HV480-550之间，其中HV是指维氏硬度。

需要说明的是，在本实施例中，第二焊盘103和第三焊盘104的数量可以为N个，其中N为大于或等于2的正整数。

可选的，第二焊盘103和第三焊盘104的数量可以为1个。

可选的，第二焊盘103的数量和第三焊盘104的数量相等。

可选的，如图3所示，锅仔片30为蝶形，锅仔片30的边缘具有4个凸角301，各个凸角301分别与各个第二焊盘103焊接。

可选的，锅仔片30可以为方形或者椭圆形等其它形状。

可选的，锅仔片30的边缘可以具有N个凸角301，其中N为大于或等于2的正整数。

图4示出了信号环的另一种组成结构图，图4中所示出的信号环中的各个焊盘数量与图1相比具有差异。如图4所示，信号内环包括两个印刷在第一布线层101上的第一焊盘102；信号外环包括两个印刷在第一布线层101上的第二焊盘103，两个第二焊盘103围设于第一焊盘102外并与信号内环电气隔离。

其中图5示出了在图4中第二焊盘102在第二布线层201上的电气连接图；图5中示出的电气连接图中第二焊盘103与图2相比数量具有差异；如图5所示，各个第二焊盘103通过设于第二布线层201上的第一走线202首尾电气连接。

图6示出了与图4中信号环相匹配的锅仔片30的结构图，图6示出的锅仔片30的形状与图3相比具有差异，如图6所示，锅仔片30为方形，锅仔片的边缘具有2个凸角301，各个凸角301分别与各个第二焊盘103焊接。

图7示出了本实用新型实施例提供的另外一种信号环组成结构图，与图1本实施例相比，本实施例中的信号环还包括印刷在第一布线层101上的环形焊盘701，该环形焊盘701围设于环状轨迹105外，环形焊盘701与第一焊盘102及第二焊盘103电气隔离。

可选的，第三焊盘104与环形焊盘701电气连接，

优选的，图8示出了，图7中的各个第三焊盘104与环形焊盘701在第二布线层201上的电气连接示意图，如图8所示，各个第三焊盘104与环形焊盘701通过设于第二布线层201上的第二走线801电气连接。

可选的，各个第三焊盘104与环形焊盘701可以通过设于第一布线层101上的第三走线电气连接，或第三焊盘104是由环形焊盘701的内壁向内延伸形成。

可选的，图9示出了本实用新型提供的电路板截面结构示意图，结合图1至9，其中焊盘903可以具体为：第三焊盘104、环形焊盘701、第二焊盘103；走线904可以为：第一走线202、第二走线801，如图9所示，焊盘903通过开设在基板901上的过孔902与走线904电气连接；

需要说明的是，过孔是指为了能够连通电路板不同布线层之间的电力元件，在各布线层需要连通的电力元件的交汇处钻上一个公共孔，该公共孔即过孔。

具体的，结合图9，第三焊盘104通过开设在基板901上的第一过孔与第二走线801电气连接；环形焊盘701通过开设在基板901上的第二过孔与第二走线801电气连接；第二焊盘103通过开设在基板901上的第三过孔与第一走线202电气连接。

为了更好的理解本实施例，图10示出了本实施例中开关结构在断开时的状态示意图，详述如下：

当开关结构断开时，如图10所示，印刷在第一布线层101上的第二焊盘103通过开设在基板901上的过孔902与印刷在第二布线层201上的第一走线202电气连接；由于锅仔片30的边缘分别与各个第二焊盘103焊接，锅仔片30于电路板上的投影将第一焊盘102覆盖在内，此时锅仔片30与第一焊盘102电气隔离，因此，第一布线层101上的第一焊盘102与印刷在第一布线层101上的第二焊盘103并未电气连接，电路板中的工作电路并未导通。

图11示出了本实施例中开关结构在导通时的状态示意图，结合图10，详述如下：

当锅仔片30的中心弹片区域受到外力按压时，锅仔片30的弹片向下凹至第一焊盘102，此时，第一焊盘102与第二焊盘103通过锅仔片30电气连接，电路板中的工作电路处于正常导通状态，从而电路板中的工作电路实现了相应的电路功能。

图12示出了本实施例提供的电子设备结构示意图，电子设备1201包括电气开关1202，其中，电气开关1202包括如前的开关结构。

可选的，电子设备1202还包括报警保护电路1203，报警保护电路1203分别与开关结构的信号环连接；其中报警保护电路用于发出报警信号，提醒用户此时开关结构正在受到外力暴力破坏，并将电路板中的其它电力元件进行单独隔离保护，防止出现更大的电路故障；例如，当开关结构受到外力的强行破坏时，导致锅仔片30接触到印刷在第一布线层101上的第三焊盘104，第三焊盘104与第二焊盘103通过锅仔片30电气连接，此时触发了电路板上的报警保护电路1203，从而发出报警信号，保护电路板中电力元件的安全；因此本实施例中通过外接报警保护电路极大地提供了电路板中工作电路的运行安全。

通过本实用新型实施例，信号外环包括两个以上印刷在第一布线层上的第二焊盘，保护环包括两个以上印刷在第一布线层上的第三焊盘，信号外环采用了非闭环的结构设计方式，且第二焊盘与第三焊盘交错分布形成环状轨迹，保证了开关结构即能对外界微小的暴力破坏触发报警保护电路，实现了对于电路板各个电力元件的保护，保护级别高，同时又能防止由于外界扰动而引起的误触发操作，加大了开关结构的抗干扰能力，从而有效地解决了现有技术中，开关结构对于外力破坏安全防范级别低、容易造成误触发的问题。

需要说明的是,在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品或者结构所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或者“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种开关结构，其特征在于，包括锅仔片和多个设置在电路板上的信号环，所述电路板具有基板、第一布线层和以所述基板相隔的第二布线层，所述信号环包括：

信号内环，包括印刷在所述第一布线层上的第一焊盘；

信号外环，包括两个以上印刷在所述第一布线层上的第二焊盘，两个以上的所述第二焊盘围设于所述第一焊盘外并与所述信号内环电气隔离，各个所述第二焊盘通过设于所述第二布线层上的第一走线首尾电气连接；以及

保护环，包括两个以上印刷在所述第一布线层上的第三焊盘，各个第三焊盘与所述第一焊盘及所述第二焊盘电气隔离，且所述第二焊盘与所述第三焊盘交错分布形成环状轨迹；

其中，所述锅仔片的边缘分别与各个所述第二焊盘焊接，所述锅仔片于所述电路板上的投影将所述第一焊盘覆盖在内，所述第三焊盘在所述投影之外。

2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述保护环还包括印刷在所述第一布线层上的环形焊盘，该环形焊盘围设于所述环状轨迹外，所述环形焊盘与所述第一焊盘及所述第二焊盘电气隔离。

3.根据权利要求2所述的结构，其特征在于，各个所述第三焊盘与所述环形焊盘电气连接。

4.根据权利要求3所述的结构，其特征在于，各个所述第三焊盘与所述环形焊盘通过设于所述第二布线层上的第二走线电气连接。

5.根据权利要求4所述的结构，其特征在于，所述第三焊盘通过开设在所述基板上的第一过孔与所述第二走线电气连接，所述环形焊盘通过开设在所述基板上的第二过孔与所述第二走线电气连接。

6.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述第二焊盘通过开设在所述基板上的第三过孔与所述第一走线电气连接。

7.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述锅仔片的边缘具有两个以上凸角，各个凸角分别与各个所述第二焊盘焊接。

8.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述锅仔片为蝶形或方形。

9.一种电子设备，所述电子设备包括电气开关，其特征在于，所述电气开关包括如权利要求1至8任一项权利要求所述的开关结构。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括报警保护电路，所述报警保护电路分别与所述开关结构的信号环连接。