CN216284032U - 一种压力检测模组与用于压力检测的电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及压力检测技术领域,尤其涉及一种压力检测模组与用于压力检测的电子设备。本申请实施例提供了一种压力检测模组与用于压力检测的电子设备,本申请实施例中,用于检测电容变化的第一电极的第一表面固定于第一电路板,通过紧凑的叠层设计使得压力检测模组的厚度较小,从而便于电子设备内部其他元件的安装。
Description
技术领域
本申请涉及压力检测技术领域,尤其涉及一种压力检测模组与用于压力检测的电子设备。
背景技术
耳机等电子设备可以通过内部安装的压力检测模组检测其是否被按压,从而进行与按压对应的操作控制。例如,通过安装在耳机中的压力检测模组判断耳机是否被按压,从而控制耳机进行音乐播放。
压力检测模组通常设置在电子设备的狭小空间中,尤其对于较薄的电子设备,如何减少压力检测模组所占用的电子设备的内部空间,成为亟待解决的技术问题。
实用新型内容
针对现有技术中压力模组存在的上述问题,本申请实施例提供了一种压力检测模组与用于压力检测的电子设备。
本申请的实施例的第一方面提供了一种压力检测模组,应用于电子设备,压力检测模组包括:第一电极、第二电极、第一电路板、第二电路板、固定部、凸起结构;第一电极的第一表面固定于第一电路板,第一电极的第二表面与第二电极的第一表面相对,且使第一电极与第二电极形成电容;第二电极的第二表面固定于第二电路板;第一电路板与第二电路板通过固定部固定连接;凸起结构位于电子设备的外壳的力输入区域与第一电路板之间,以用于将力输入区域接受的外界压力传递至第一电路板并带动第一电路板上的第一电极向第二电极的方向移动,令第一电极与第二电极之间的电容变化,以根据电容变化确定对外界压力的压力检测结果;第一电路板和/或第二电路板固定在支架上;支架固定在电子设备的外壳的内表面。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,凸起结构位于力输入区域的中心位置;凸起结构的一端固定在第一电路板上,凸起结构的另一端抵靠在外壳的力输入区域;凸起结构抵靠在外壳的力输入区域的面积大于或者等于凸起结构固定在第一电路板上的面积。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,凸起结构与外壳的接触面积小于或者等于6平方毫米。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,凸起结构与外壳的接触面积为0.5平方毫米。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,凸起结构的面向外壳的力输入区域的一面为弧面。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,弧形的曲率半径不小于0.1mm并且不大于100mm。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,弧形的曲率半径为0.5mm。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,凸起结构为一圆球结构或者椭球结构的一部分或者全部。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,凸起结构的抗压强度不小于40MPa。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,凸起结构的抗压强度为200MPa。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,凸起结构的弹性模量不小于0.1GPa。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,凸起结构的弹性模量为200Gpa。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,固定部为焊锡固定部,焊锡固定部设置在第一电路板和第二电路板之间,焊锡固定部远离第一电极和第二电极;焊锡固定部的厚度为100um至350um。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,焊锡固定部为焊锡球,焊锡球的高度为200um至250um。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,第一电极的边缘和第二电极的边缘之间的距离不大于0.3mm。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,第一电极的边缘和第二电极的边缘之间的距离为0.15mm。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,压力检测模组还包括支架,支架为凹型支架,第二电路板固定在凹型支架上方,凹型支架用于支撑第二电路板,凹型支架设置有一凹槽,凹槽设置于第二电路板的正下方;凹槽的深度不小于0.1mm,凹槽用于容纳第二电路板的形变。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,凹槽的深度为0.3mm。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,支架用于支撑第二电路板;第一距离大于或者等于第二距离;第一距离为支架用于支撑第二电路板的支撑面到凸起结构的顶端的距离;第二距离为支架用于支撑第二电路板的支撑面到外壳的力输入区域的内表面的距离;第一距离和第二距离之差至少为0.15mm。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,支架用于支撑第一电路板;第三距离大于或者等于第四距离;第三距离为支架用于支撑第一电路板的支撑面到凸起结构的顶端的距离;第四距离为支架用于支撑第一电路板的支撑面到外壳的力输入区域的内表面的距离;第三距离和第四距离的差至少为0.15mm。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,支架用于支撑第一电路板;支架包括第一支撑部,第一支撑部用于支撑第一电路板,第一支撑部固定于外壳的力输入区域对面的外壳的内表面;第二电路板下方为空气间隙以用于容纳第二电路板的形变;第一电路板的长度大于第二电路板。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,外壳的力输入区域未接收外界压力时,第一电路板向第二电路板的方向弯曲。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,第一电路板未承受外界压力时,第一电极的中心位置和第二电极的中心位置之间的距离为第五距离;第一电路板承受外界压力时,第一电路板朝第二电路板的方向弯曲,第一电极的中心位置和第二电极的中心位置之间的距离为第六距离;第五距离大于第六距离。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,第一电极的下表面与第一电路板的下表面齐平,第二电极的上表面与第二电路板的上表面齐平;
第一电路板还包括感测触摸的电极,感测触摸的电极设置在第一电路板的上表面;感测触摸的电极的上表面与第一电路板的上表面齐平。
根据第一方面,在一种可能的实现方式中,凸起结构为金属凸起结构,金属凸起结构还用于感测触摸。
本申请的实施例的第二方面提供了一种压力检测模组,应用于电子设备,压力检测模组包括:第一电极、第二电极、第一电路板、固定部、力传递件;第一电极的第一表面固定于第一电路板,第一电极的第二表面与第二电极的第一表面相对,且使第一电极与第二电极形成电容;第一电路板与第二电极通过固定部固定连接;力传递件位于外壳的力输入区域与第一电路板之间,以用于将力输入区域接受的外界压力传递至第一电路板并带动第一电路板上的第一电极向第二电极的方向移动,令第一电极与第二电极之间的电容变化,以根据电容变化确定对外界压力的压力检测结果;第二电极为金属片。
根据第二方面,在一种可能的实现方式中,固定部为焊锡固定部,第二电极上设置可焊接区域,可焊接区域用于设置焊锡固定部;第二电极上的不可焊接区域涂布绝缘材料。
根据第二方面,在一种可能的实现方式中,第一电路板通过力传递件固定于外壳的力输入区域的内表面;力传递件为胶层;第二电极正下方为空气间隙用于容纳第二电极的形变。
根据第二方面,在一种可能的实现方式中,压力检测模组还包括支架,支架与第一电路板和/或第二电路板连接,支架用于固定第一电路板和/或第二电路板;支架固定在与外壳的力输入区域相对的外壳的内表面;力传递件为凸起结构,凸起结构的一端固定在第一电路板上,凸起结构的另一端抵靠在外壳的力输入区域。
本申请的实施例的第三方面提供了一种压力检测模组,应用于电子设备,压力检测模组包括:第一电极、第二电极、第一电路板、固定部、第一钢片;第一电极的第一表面固定于第一电路板,第一电极的第二表面与第二电极的第一表面相对,且使第一电极与第二电极形成电容;第一电路板与第二电极之间通过固定部固定连接;第一电路板通过第一粘结部件固定到第一钢片;第一钢片包括一凸起结构和齐平结构,凸起结构位于电子设备的外壳的力输入区域与第一电路板之间,以用于将力输入区域接受的外界压力传递至第一电路板并带动第一电路板上的第一电极向第二电极的方向移动,令第一电极与第二电极之间的电容变化,以根据电容变化确定对外界压力的压力检测结果;压力检测模组还包括支架,支架用于固定第一电路板和/或第二电极;支架固定在电子设备的外壳的内表面。
根据第三方面,在一种可能的实现方式中,第一钢片厚度处处相等,凸起结构通过弯曲第一钢板形成;第一钢板的凸起结构的正下方设置凸起的间隙。
根据第三方面,在一种可能的实现方式中,凸起结构和齐平结构一体化设置,凸起结构设置于齐平结构的上表面。
本申请的实施例的第四方面提供了一种压力检测模组,应用于电子设备,压力检测模组包括:第一电极、第二电极、第一电路板、力传递件;第一电极的第一表面固定于第一电路板,第一电极的第二表面与第二电极的第一表面相对,且使第一电极与第二电极形成电容;力传递件位于外壳的力输入区域与第一电路板之间,以用于将力输入区域接受的外界压力传递至第一电路板并带动第一电路板上的第一电极向第二电极的方向移动,令第一电极与第二电极之间的电容变化,以根据电容变化确定对外界压力的压力检测结果;压力检测模组还包括支架,第一电路板固定于支架的第一支撑面;第二电极固定于支架的第二支撑面。
根据第四方面,在一种可能的实现方式中,支架的第一支撑面到支架的第二支撑面的距离为两支撑面之间的距离Dx;第一支撑面到第一电极的距离为第一支撑距离Dy;第二支撑面到第二电极的距离为第二支撑距离Dz;两支撑面之间的距离Dx大于第一支撑距离Dy与第二支撑距离Dz之和,并且Dx-(Dy+Dz)不小于100um并且不大于350um。
本申请的实施例的第五方面提供了一种用于压力检测的电子设备,电子设备包括如前述第一、二、三、四方面中任一项的压力检测模组和外壳,压力检测模组和支架设置在外壳的内部,支架固定在外壳的力输入区域对面的外壳的内表面。
与现有技术相比,本申请实施例的有益效果在于:本申请实施例提供了一种压力检测模组与用于压力检测的电子设备,本申请实施例中,用于检测电容变化的第一电极的第一表面固定于第一电路板,用于检测电容变化的第二电极的第二表面固定于第二电路板或者是设置金属片作为第二电极,通过紧凑的叠层设计使得压力检测模组的厚度较小,从而减少了压力检测模组所占用的电子设备的内部空间,便于电子设备内部其他元件的安装。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一压力检测模组的结构的示意图;
图2为本申请实施例提供的又一压力检测模组的结构的示意图;
图3为本申请实施例的提供的按压电子设备的力输入区域时一压力检测模组的结构的示意图;
图4为本申请实施例提供的再一压力检测模组的结构的示意图;
图5为本申请实施例提供的再一压力检测模组的结构的示意图;
图6为本申请实施例提供的再一压力检测模组的结构的示意图;
图7为本申请实施例提供的再一压力检测模组的结构的示意图;
图8为本申请实施例的提供的按压电子设备的力输入区域时又一压力检测模组的结构的示意图;
图9为本申请实施例提供的再一压力检测模组的结构的示意图;
图10为本申请实施例提供的一压力检测模组装配进电子设备后的结构的剖面示意图;
图11为本申请实施例提供的又一压力检测模组装配进电子设备后的结构的剖面示意图;
图12为本申请实施例提供的再一压力检测模组的结构的示意图;
图13为本申请实施例提供的再一压力检测模组的结构的示意图;
图14为本申请实施例提供的第二电极的俯视图的示意图;
图15为本申请实施例提供的再一压力检测模组的结构的示意图;
图16为本申请实施例提供的再一压力检测模组装配进电子设备后的结构的剖面示意图;
图17为本申请实施例提供的再一压力检测模组的结构的示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请的部分实施例采用举例的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,在各例子中,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例的种种变化和修改,也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本申请实施例提供了一种压力检测模组,如图1所示,图1为本申请实施例提供的一种压力检测模组的结构图。压力检测模组10设置于电子设备的外壳20的内表面上,压力检测模组10包括:第一电极101、第二电极103、第一电路板102、第二电路板104、固定件105和力传递件106。第一电极101的第一表面固定于第一电路板102,第一电极101的第二表面与第二电极103的第一表面相对,且使第一电极101与第二电极103形成电容。第二电极103的第二表面固定于第二电路板104。第一电路板102与第二电路板104通过固定件105固定连接。力传递件106位于外壳力输入区域与第一电路板102之间,以用于将力输入区域接受的外界压力传递至第一电路板102并带动第一电路板102上的第一电极101向第二电极103的方向移动,令第一电极101与第二电极103之间的电容变化,以根据电容变化确定对外界压力的压力检测结果。
本实施例中,固定件105使得第一电极和第二电极之间形成空气间隙,以使第一电极和第二电极形成电容,在压力检测模组未受压时,第一电极和第二电极之间的距离可以等于固定件的高度。
本实施例中,外壳的力输入区域为任意形状的区域,力输入区域可以采用任何标识以指示用户可在此区域施加压力。这使得当外壳的力输入区域接受到外界压力而发生形变,力传递件106随着外壳的形变向第一电路板102传递压力,使得第一电路板102带动第一电极101向靠近第二电极103的方向移动。第一电极101向靠近第二电极103的方向移动,使得第一电极101与第二电极103之间的距离减小,从而令第一电极101与第二电极103之间的电容变化,根据该电容的变化可以确定对外界压力的压力检测结果。
如图2所示,该模组包括第一电极101与第二电极103,第一电极101与第二电极103形成压力检测的电容。在未对外壳的力输入区域施加外界压力时,该压力检测电容具有基础电容值Cbase。当对外壳的力输入区域施加压力时,外壳的力输入区域发生形变,使得力传递件106向第一电路板102传递外界压力,引起第一电路板102发生形变。第一电路板102的形变使得第一电极101与第二电极103之间的距离减小,由此使得第一电极101与第二电极103形成的压力检测电容的电容值增大,例如增大ΔC,此时压力检测电容的电容值为Cbase+ΔC。通过设置电容检测控制器40检测第一电极101与第二电极103之间的电容变化量,并将该电容变化量与指示按压的预设电容变化阈值进行比较,即可准确地识别是否存在针对外壳的力输入区域的按压操作。
基于上述实施例公开的内容,本申请实施例提供了一种压力检测模组,如图3所示,该模组包括第一电路板305、第二电路板308、第一电极304、第二电极307、固定件306、力传递件302。第一电极304的第一表面304a固定于第一电路板305,第一电极304的第二表面304b与第二电极307的第一表面307a相对,且使第一电极304与第二电极307形成电容。第二电极307的第二表面307b固定于第二电路板308。第一电路板305与第二电路板308通过固定件306固定连接;
力传递件302位于外壳301的力输入区域与第一电路板305之间,以用于将力输入区域接受的外界压力F传递至第一电路板305并带动第一电路板上的第一电极304向第二电极307的方向移动,令第一电极304与第二电极307之间的电容变化,以根据电容变化确定对外界压力F的压力检测结果;
本实施例中,力传递件302为凸起结构,起到将外壳301的力输入区域承受的力传递至第一电路板305的作用。固定件306可以为焊锡固定部,用于连接第一电路板和第二电路板。
第一电路板和/或第二电路板固定在支架上,支架可以与第一电路板和/或第二电路板连接以用于固定第一电路板和/或第二电路板。以图3为例进行说明,图3中,支架309与第二电路板308连接以用于固定第二电路板,具体的,第一电路板或者第二电路板可以通过粘结部件(图3中并未示出粘结部件)固定在支架309上,支架309可以固定在电子设备的外壳的内表面,其中,支架309的厚度可以根据电子设备的厚度调节。本实施例中,支架可以是塑胶支架,或者是印刷电路板(PCB,Printed Circuit Board),或者电子设备内部其他与外壳保持固定的部件。
具体的,第一电极304设置在第一电路板305的下表面,力传递件302可以为凸点结构,该凸点结构也可以称之为凸起结构,第一电极可以是金属片,可以通过表面组装技术(Surface Mounted Technology,SMT)将该金属片贴装在第一电路板的下表面以形成第一电极,第一电极也可以通过具有粘性的材料粘接在第一电路板的下表面。图3所示的第一电极的下表面与第一电路板的下表面共面,这样可以便于加工,节省工序,同时,可以给空气间隙310预留更多的空间,使得空气间隙能够容纳更多的第一电极的形变从而避免第一电极和第二电极接触而影响压力检测的准确度。本实施例中,第二电极307可以设置在第二电路板308的上表面,第一电路板305可以通过SMT与第二电路板308连接,例如,通过焊锡球306连接,本实施例中,焊锡固定部可以为焊锡球。图3所示的第二电极的上表面与第二电路板的上表面共面,这样可以便于加工,节省工序,同时,可以给空气间隙310预留更多的空间,使得空气间隙能够容纳更多的第一电极的形变从而避免第一电极和第二电极接触而影响压力检测的准确度。本实施例中,第一电路板可以是PCB,第二电路板可以是柔性电路板(FPC,Flexible Printed Circuit)。第二电路板308固定在支架309上,第二电极307可以通过第二电路板308固定在支架309上。支架设置于第二电路板308的下方。本申请实施例中,凸点结构可以是由金属凸起结构焊接在第一电路板的上表面形成的,凸点结构也可以是由金属凸起结构通过粘结部件粘接在第一电路板上形成的。本申请实施例中,第一电极304的下表面与第一电路板305的下表面齐平,第二电极307的上表面307a与第二电路板308的上表面齐平可以提高空间利用率,使得模组更薄,更容易装配进小的电子设备。
基于上述实施例公开的内容,本申请实施例提供的一种压力检测模组,该模组的第一电极和第二电极分别固定于第一电路板和第二电路板,组装简单,另外,第一电路板和第二电路板之间可以通过电气连接以进行通信,因此,第一电路板和第二电路板的两端设置的焊锡固定部不仅可以起到电气连接的作用,还可以使得用于压力测试的两个电极之间形成空气间隙(Air Gap)310,因此不需要设置额外的部件使得用于压力测试的两个电极之间形成空气间隙,本申请实施例中的焊锡固定部既用于两个电极之间形成空气间隙,也可以用于电连接第一电路板和第二电路板,节省了成本和工艺,也减少了模组的厚度。
基于上述实施例公开的内容,下面以图4和图5所示的模组结构的示意图简要介绍其工作原理,如图4所示的模组,该模组包括凸起结构402、第一电路板405、第二电路板408、第一电极、第二电极以及焊锡固定部406,该焊锡固定部406可以为焊锡球,需要说明的是,图4和图5中并未示出前述实施例的第一电极和第二电极。该模组的第二电路板408贴合到支架409上,支架409设置有空气间隙411,对第二电路板408正下方的支架部分掏空形成空气间隙411可以起到避让第二电路板408的轻微形变的作用。该模组未装入电子设备的壳体内时,第一电极和第二电极未受挤压,第一电极和第二电极之间的距离可以为D1。
请参考图5,该模组包括凸起结构502、第一电路板505、第二电路板508、第一电极、第二电极以及焊锡固定部506,该压力模组装入壳体时第一电极505会有弯曲变形,可以抵消装配公差以保证凸起结构502与电子设备的外壳501a的力输入区域紧密接触以实现充分抵靠。需要说明的是,该压力模组装入壳体时,可能由于电子设备的外壳的力输入区域承受的压力较大使得第二电路板也可能有轻微变形,因而导致第二电极可能有向下弯曲的形变。设置空气间隙511可以使得该空气间隙可以容纳该第二电路板的形变,当施加在电子设备的外壳的力输入区域的力较大时,第一电路板有较大的形变,第一电路板很可能与第二电路板接触,而第一电路板和第二电路板接触会导致压力检测的准确度降低,因此,将支架509设置为凹型支架可以容纳第二电路板朝向下的形变,从而第一电极和第二电极不容易接触以保证压力检测的准确度。该压力模组装入壳体时第一电极和第二电极之间距离为D2,或者说第一电极的下表面的中心和第二电极的上表面的中心之间的距离为D2。当施加压力时,这个D2会变小,具体的,按压外壳501a的力输入区域时,由于凸起结构502与外壳之间是硬接触,硬接触可以理解为直接接触,凸起结构可以是刚性的凸起结构而不易发生形变,因此,外壳的形变量会不经过衰减而是通过凸起结构直接传递到第一电路板上。第二电极由于不直接承受外力作用,第二电极的位置基本保持不变。因此,按压后第一电极和第二电极之间距离D2会发生变化,从而引起电容值变化。本实施例中,将力传递件设置为凸起结构,该凸起结构502位于外壳的力输入区域的中心位置,凸起结构502的一端固定在第一电路板上,具体的,凸起结构可以焊接或者粘贴在第一电路板上,凸起结构的另一端抵靠在外壳的力输入区域。
结合前述实施例公开的内容,本实施例中,该凸起结构与外壳的接触面积小于或者等于6平方毫米,请参考图3,凸起结构302抵靠于外壳301的力输入区域,因而凸起结构302与外壳301存在接触面,该接触面302a的面积小于或者等于6平方毫米,例如,凸起结构与外壳的接触面积为0.45平方毫米-0.55平方毫米,例如为0.5平方毫米。凸起结构与外壳的接触面积小时容易装配,另外,可以保证凸起结构可以尽可能的抵靠在外壳的力输入区域,接触面积小可以理解为是点(凸起结构)与面(外壳)接触,接触更可靠。第三,可以保证力的有效传递,点(凸起结构)与面(外壳)通过接触点接触,可以保证模组与外壳接触的位置相对固定,力的传递路径也稳定。
凸起结构抵靠在外壳的力输入区域,假设凸起结构的上表面的面积为S1,因为凸起结构抵靠在外壳的力输入区域,因此凸起结构抵靠在外壳的力输入区域的面积为S1,凸起结构的下表面固定在第一电路板上,假设凸起结构固定在第一电路板上的面积为S2,凸起结构抵靠在外壳的力输入区域的面积S1大于或者等于凸起结构固定在第一电路板上的面积S2,这样便于力的传递,也有利于模组的可靠性。图3中示出的是凸起结构抵靠在外壳的力输入区域的面积S1等于凸起结构固定在第一电路板上的面积S2的实施例,图3中凸起结构302抵靠在外壳301的力输入区域的面积等于凸起结构302固定在第一电路板305上的面积,即凸起结构302与外壳301的力输入区域接触的面积等于凸起结构302与第一电路板305接触的面积。对于凸起结构来说,凸起结构的上表面的面积S1小于或者等于凸起结构的下表面的面积S2,凸起结构的上表面的面积小更容易使得凸起结构尽可能抵靠在外壳的力输入区域的内表面,凸起结构的下表面的面积大更容易使得凸起结构可以稳定的固定在第一电路板上。图4中示出的是凸起结构抵靠在外壳的力输入区域的面积S1小于凸起结构固定在第一电路板上的面积S2的实施例,图4中,凸起结构的上表面为弧面,凸起结构的下表面为平面,凸起结构402抵靠在外壳的力输入区域的面积S1小于凸起结构402固定在第一电路板405上的面积S2。
结合前述实施例公开的内容,本实施例中,凸起结构的面向外壳的力输入区域的一面为弧面,假设在将该模组装配进电子设备后,模组有稍微倾斜,由于凸起结构的面向外壳的力输入区域的一面为弧面,可以保证模组在有稍微倾斜的条件下,该弧面还是可以与外壳的力输入区域充分抵靠以起到良好的力传递的作用。具体的,弧形的曲率半径不小于0.1mm并且不大于100mm,该曲率半径可以保证凸起结构与外壳的力输入区域的抵靠效果以确保良好的力传递作用,另外,便于工艺实现,节省成本。例如,可以设置弧形的曲率半径为0.5mm。请参考图5,凸起结构可以为一圆球结构或者椭球结构,这样比较便于工艺实现,节省成本,也能保证较好的力的传递作用。另外,请参考图4,凸起结构也可以为一圆球结构或者椭球结构的一部分,例如为二分之一、三分之一的圆球结构或者和椭球结构,图4中的凸起结构402的上表面为弧面,下表面为平面,一方面可以保证凸起结构充分的抵靠在外壳的力输入区域,另外,由于凸起结构的下表面为平面,其可以很好的固定在第一电路板上,因此,可以提高模组的可靠性。
结合前述实施例公开的内容,本实施例中,凸起结构为刚性的凸起结构,刚性的凸起结构不容易发生形变,因此,可以尽可能不损耗的将按压在外壳的力输入区域的力传递到第一电路板。具体的,凸起结构的材料的抗压强度不小于40MPa,例如凸起结构的材料的抗压强度为200MPa,因此,凸起结构不容易在外力的按压下破碎,可以保证可靠性。
结合前述实施例公开的内容,本实施例中,凸起结构的材料的弹性模量不小于0.1GPa,例如,凸起结构的材料的弹性模量为200Gpa,在该弹性模量下的凸起结构不容易发生弹性形变,该凸起结构可以尽可能不损耗的将按压在外壳的力输入区域的力传递到第一电路板。例如,凸起结构可以为金属凸起结构,具体的,可以为铝凸起结构、铜凸起结构或者钢凸起结构。
结合前述实施例公开的内容,本实施例中,请参考图5,焊锡固定部506设置在第一电路板505和第二电路板508之间的边缘侧以使得焊锡固定部远离第一电极和第二电极。焊锡固定部的厚度为可以为100um-350um,即不小于100um并且不大于350um,具体的,可以为200um-250um,即不小于200um并且不大于250um,焊锡固定部可以为焊锡球,焊锡球的高度可以为200um,焊锡固定部的高度设置保证了第一电路板和第二电路板之间有足够的空气间隙可以容纳第一电极的形变,以避免第一电极和第二电极接触从而导致压力检测的准确度降低,另外,为了保证模组的厚度不影响装配进电子设备,焊锡固定部的厚度也不能太厚,因此,合适的焊锡固定部的厚度既能保证压力检测的准确度又能保证模组较薄以便于可以装配进电子设备。
结合前述实施例公开的内容,本实施例中,请参考图4,为了避免模组太厚以至于不方便装配到电子设备中,第一电极的边缘和第二电极的边缘之间的距离D1不大于0.3mm。例如,第一电极的边缘和所述第二电极的边缘之间的距离D1为0.15mm,既可以保证便于安装进电子设备,又可以保证第一电极和第二电极之间充足的空气间隙。
结合前述实施例公开的内容,本实施例中,请参考图4,支架409为凹型支架,第二电路板408固定在凹型支架409上方,凹型支架用于支撑第二电路板408,凹型支架设置有一凹槽411,凹槽411设置于第二电路板408的正下方;凹槽411的深度不小于0.1mm,当外壳的力输入区域接收外界压力时,凹槽411用于容纳第二电路板的形变,或者说,凹槽411用于容纳第二电极的形变。另外,凹槽深度太深也可能导致模组太大以至于不方便装配进电子设备,具体的,凹槽的深度可以为0.3mm,以兼顾模组的厚度以及装配的可行性。
结合前述实施例公开的内容,本实施例中,请参考图4,支架409用于支撑第二电路板408,第一距离大于或者等于第二距离,第一距离D11为支架409用于支撑第二电路板408的支撑面到凸起结构402顶端的距离;第二距离D12为支架409用于支撑第二电路板408的支撑面到外壳的力输入区域的内表面的距离。具体的,在没有装配进电子设备的时候,第一距离等于第二距离可以保证该模组装配进电子设备后该凸起结构可以跟外壳的力输入区域刚好抵靠,但是由于工艺误差,可能并不能做到刚好抵靠从而影响压力检测的准确性。第一距离大于第二距离可以保证该模组装配进电子设备后该凸起结构可以跟外壳的力输入区域的内表面充分地抵靠。若装配前,第一距离大于第二距离,当该模组装配进电子设备的时候,第一电路板可能会发生形变以使得第一距离接近或者等于第二距离,这样,凸起结构可以跟外壳的力输入区域的内表面充分的抵靠。请参考图17,第一距离D11大于第二距离D12,第一距离和第二距离之间相差干涉量Dg,干涉量Dg至少为0.15mm,以适配工艺误差,使得该模组装配进电子设备后,凸起结构1702a可以充分抵靠在外壳的力输入区域的内表面。
结合前述实施例公开的内容,本实施例中,请参考图6,该模组包括凸起结构602、第一电路板605、第二电路板608、第一电极604、第二电极607以及焊锡固定部606,支架609用于支撑第一电路板605。本实施例中,第三距离大于或者等于第四距离,第三距离D13为支撑第一电路板605的支撑面到凸起结构602的顶端的距离,第四距离D14为支架609用于支撑第一电路板605的支撑面到外壳的力输入区域的内表面的距离。具体的,在没有装配进电子设备的时候,第三距离等于第四距离可以保证该模组装配进电子设备后该凸起结构可以跟外壳的力输入区域的内表面刚好抵靠,但是由于工艺误差,若第三距离等于第四距离,当模组装配进电子设备后,凸起结构可能并不能做到刚好抵靠,因此,通过设置第三距离大于第四距离以避免该问题。若第三距离大于第四距离,当装配进电子设备的时候,第一电路板发生轻微形变以使得第三距离接近甚至等于第四距离,这样,凸起结构可以跟外壳的力输入区域的内表面充分的抵靠。请参考图15,第三距离D13大于第四距离D14,第三距离和第四距离之间相差干涉量Dg,干涉量Dg至少为0.15mm,以适配工艺误差,使得该模组装配进电子设备后,凸起结构1502a可以充分抵靠在外壳的力输入区域的内表面。
结合前述实施例公开的内容,本实施例中,请参考图6,支架609包括两个第一支撑部609a,第一支撑部609a设置于第一电路板605与外壳的力输入区域对面的外壳601b的内表面之间,第一支撑部609固定于外壳的力输入区域对面的外壳的内表面,第一电路板605固定在支架的第一支撑部上;第二电路板608与外壳的力输入区域对面的外壳的内表面之间为空气间隙以用于容纳所述第二电路板的形变。图6所示的第二电路板下方的外壳的力输入区域对面的内表面上方可以为空气间隙。在其他实施例中,图6中的支架609还可以替换为图7中的支架709,图7的支架709既包括第一支撑部709a,还包括用于连接两个第一支撑部的支架连接部709b,支架连接部709b设置于电子设备的外壳701b的上表面,用于连接两个第一支撑部709a,支架的第一支撑部709a和支架连接部709b是一体化结构。
本实施例中该模组可以既用于压力检测,也可以用于触摸检测,具体的,可以在第一电路板的上表面设置用于触摸检测的电极603,该用于触摸检测的电极603的第一表面面向外壳的力输入区域的内表面,该用于触摸检测的电极603的第二表面固定在第一电路板605上。为了控制模组的厚度,可以使得用于触摸检测的电极603的上表面与第一电路板的上表面共面,以使得该模组可以装配进较薄的电子设备,图6中以三个用于触摸检测的电极为例进行说明,但是本实施例并不限定用于触摸检测的电极的数量。本实施例中,第一电极604的第一表面604a固定于第一电路板605,第一电极604的第二表面604b与第二电极607的第一表面607a相对,且使第一电极604与第二电极607形成电容;第二电极607的第二表面607b固定于第二电路板608。第一电路板605与第二电路板608通过焊锡固定部606固定连接,第一电路板605与第二电路板608之间形成空气间隙610以容纳第一电极604的形变,使得第一电极不容易与第二电极接触从而导致压力检测的准确度降低。
结合前述实施例公开的内容,本实施例中,请参考图8所示的模组装入电子设备的示意图,外壳的力输入区域未接收外界压力时,第一电路板向第二电路板的方向弯曲,这样可以保证凸起结构802可以和外壳801a的力输入区域充分抵靠以使得在按压外壳的力输入区域时可以准确的采集到电容的变化量。
结合前述实施例公开的内容,本实施例中,第一电路板未承受外界压力时,第一电极的中心位置和第二电极的中心位置之间的距离为第五距离,第一电路板承受外界压力时,第一电路板朝第二电路板的方向弯曲,第一电极的中心位置和第二电极的中心位置之间的距离为第六距离,第五距离大于第六距离。在外力作用于外壳的力输入区域时,第一电极和第二电极之间的距离变小,因而第五距离大于第六距离,进一步的,可以根据电容的变化量确定按压力度的大小。
结合前述实施例公开的内容,本实施例中,请参考图3,第一电路板还包括感测触摸的电极303,感测触摸的电极303的第一表面固定于第一电路板305,感测触摸的电极303的第二表面与电子设备的外壳的力输入区域相对,感测触摸的电极303设置在第一电路板305的上表面,感测触摸的电极303的上表面与第一电路板305的上表面齐平,可以提高空间利用率,使得模组更薄,更容易装配进小的电子设备。另外,感测触摸的电极303可以和力传递件302接触,力传递件可以为金属的凸起结构,请参考图3,感测触摸的电极303可以和力传递件302一体设置,以节省工艺和成本。
结合前述实施例公开的内容,本实施例中,请参考图7,该模组包括凸起结构702、第一电路板705、第二电路板708、第一电极704、第二电极707以及焊锡固定部706,凸起结构702用于抵靠在电子设备的外壳701a的力输入区域的内表面,凸起结构702可以为金属凸起结构,金属凸起结构702还可以用于感测触摸,因而金属凸起结构702可以跟用于感测触摸的电极703一体设置,以节省工艺和成本。本实施例中,第一电极704的第一表面704a固定于第一电路板705,第一电极704的第二表面704b与第二电极707的第一表面707a相对,且使第一电极704与第二电极707形成电容;第二电极707的第二表面707b固定于第二电路板708。第一电路板705与第二电路板708通过焊锡固定部706固定连接,第一电路板705与第二电路板708之间形成空气间隙710以容纳第一电极704的形变,使得第一电极不容易与第二电极接触从而导致压力检测的准确度降低。
基于上述实施例公开的内容,本申请实施例提供了的压力检测模组,如图4、5所示,在支架上可以设置凹槽以使得在第二电路板的正下方形成空气间隙,即在第二电极下方的支架区域选择避空的方式。本申请实施例中,支架509固定在外壳的力输入区域对面的外壳501b上,支架509与外壳501b保持相对位置不变,支架509固定在外壳501b上可以使得模组相对位置不变,保证测试电容的准确性。具体的,支架509可以包括第一支撑部509a,第一支撑部509a用于支撑第二电路板,支架509还可以包括支架连接部509b,支架连接部509b的正上方为空气间隙511,第一支撑部509a与支架连接部509b为一体化结构,支架连接部509b的高度小于第一支撑部509a用于支撑第二电路板的支撑面的高度以使得第二电路板的正下方设置有空气间隙511。可以理解的是,外壳501a和501b是同一个电子设备的外壳的相对面,外壳501a上设置有力输入区域,外壳501b是该力输入区域对面的外壳。支架可以是塑胶件,也可以是PCB或金属等其他材料。
本实施例中,第一电路板和第二电路板可以采用PCB,也可以采用FPC。当第一电路板和第二电路板为FPC时,可以设置相应的补强板以固定第一电路板和第二电路板,补强板可以为钢片,本实施例中,钢片又可以称之为钢板或者补强钢板。
第二电极可以固定于第二电路板FPC上,第一电路板PCB通过SMT的方式与第二电路板FPC连接。第二电极可以通过第二电路板与支架固定。支架在第二电极下方的部分可以选择避空或者不避空。
基于上述实施例公开的内容,本申请实施例提供了一种压力检测模组,如图6所示,该模组中第一电路板605通过支架609固定,第二电路板608悬空。具体的,第一电路板605两端均通过支架609固定,第二电路板608下方有空气间隙,即在第二电路板608与外壳的力输入区域对面的外壳601b之间设置有空气间隙,该空气间隙可以容纳第二电路板的形变。在其他实施例中,如果电子设备较薄,即外壳601a与外壳601b之间的距离较小,也可以使得第二电路板608与外壳601b接触,即可以使得支架609的高度等于焊锡固定部606的顶端到第二电路板608下表面的距离,即直接将第二电路板固定在电子设备的外壳的力输入区域对面的外壳的内表面,以使得模组适应较薄的电子设备,可以省略支架609,例如,直接将第二电路板通过粘结部件固定在电子设备的外壳的力输入区域对面的外壳的内表面。当用力F按压外壳601a时,由于凸起结构602与外壳601a充分抵靠。外壳601a的形变会直接传递到第一电路板605,第一电路板会发生较大的弯曲变形。如图7所示,与图6不同的是,图7中的支架为凹型支架,第二电路板608容纳于凹型支架709的内部并且不与凹型支架709直接接触,凹型支架709固定于电子设备的外壳的力输入区域对面的外壳701b。
基于上述实施例公开的内容,请参考图8所示的模组示意图,该模组包括凸起结构802、第一电路板805、第二电路板808、第一电极、第二电极以及焊锡固定部806,凸起结构802用于抵靠在电子设备的外壳801a的力输入区域的内表面,支架809用于支撑第一电路板805,第二电路板808正下方为空气间隙811用于容纳第二电路板的形变。支架809固定于电子设备的外壳的力输入区域对面的外壳801b的内表面。焊锡固定部806设置于第一电路板与第二电路板之间用于连接第一电路板和第二电路板,具体的,焊锡固定部806设置与第一电路板和第二电路板的边缘以使得焊锡固定部远离第一电极和第二电极(图8中并未示出第一电极和第二电极)。第二电路板808由于不直接受外力作用,位置基本保持不变,也基本不会发生弯曲。这样当有力F作用在外壳801a的力输入区域时,第一电路板805与第二电路板808之间的距离D2会发生变化,因而第一电极与第二电极之间的距离发生变化,从而引起电容值变化。
基于上述实施例公开的内容,本申请实施例提供了一种压力检测模组,第一电路板可以为PCB,也可以为FPC,当第一电路板为FPC时,第一电路板可以设置补强板。可以理解的是,FPC较软,即使用户不按压力输入区域,也可能由于电子设备在运动的过程中该FPC有所形变,以至于压力检测不准确,因此,可以对FPC设置补强板,以使得第一电路板的形变只能来源于凸起结构的力的传递,而不会来自于其他干扰因素。请参考图9所示的模组,该模组包括凸起结构902、第一电路板905、第二电路板908、第一电极、第二电极以及固定件906,凸起结构902用于抵靠在电子设备的外壳901a的力输入区域的内表面,支架909用于支撑第二电路板908,第一电极设置在FPC905的下表面,凸点结构902可以是金属或者塑料,或者其他的刚性材料,该凸起结构902可以粘接在第一钢片912上表面。本实施例中,补强板也可以称之为钢片,第二电极可以设置在第二电路板FPC的上表面,第一电路板和第二电路板可以通过SMT的方式连接。具体的,第二电路板908的下方也可以设置钢片913,钢片913可以通过胶体914固定在支架909上。图9所示的模组示意图可以理解为电容式触摸和压力检测(touch+force)二合一的模组示意图。外力施加在外壳901a上,外壳的厚度小于或者等于1mm。胶体914可以为双面胶,该双面胶914可以将第二钢片913粘结在支架909上,支架909固定在外壳的力输入区域对面的外壳901b的内表面,双面胶的厚度为大于或者等于0.1mm。第一电路板905的下表面设置有用于压力检测的第一电极,第一电路板905的上表面设置有用于触摸检测的电极,图9示出了三个检测触摸的电极,但是本申请实施例对用于触摸检测的电极的数量不作限定。第一电路板905的厚度可以设置为0.12mm,本实施例中,固定件可以为焊锡固定部,例如可以为焊锡球906,第一电路板边缘和第二电路板边缘之间的距离等于焊锡球的厚度,焊锡球的厚度可以为0.1mm±0.05mm。第二电路板908的厚度可以为0.12mm。实施例中,FPC905粘贴在第一钢片912上,第一钢片912与FPC905可以通过压合胶粘贴,钢片和压合胶的厚度可以设置为0.15mm。本实施例中,凸点结构902也可以称之为垫片,该垫片可以填充模组与外壳之间的间隙,使得模组可以通过垫片与外壳901a直接接触。该垫片可以是金属,塑料或者硅胶等。
本申请实施例提供了一种超薄的电容式触摸和压力检测二合一压感结构方案,提供了电容式压力检测与触摸检测的电极设置在一个电路板上的方案,并且该模组结构简化了组装工艺。本申请实施例的第一电路板和第二电路板直接或者间接的固定于支架,进而第一电极和第二电极之间的距离变化可以反映按压力度的大小。
基于上述实施例公开的内容,请参考图10所示的压力检测模组安装在电子设备中的剖面图的示意图,该模组包括凸起结构1002、第一电路板1005、第二电路板1008、第一电极、第二电极以及焊锡固定部1006,凸起结构1002用于抵靠在电子设备的外壳1001a的力输入区域的内表面,支架1009用于支撑第一电路板1005和第二电路板1008,第二电路板1008正下方为空气间隙用于容纳第二电路板1008的形变。支架1009固定于电子设备的外壳的力输入区域对面的外壳801b的内表面。焊锡固定部1006设置于第一电路板与第二电路板之间用于连接第一电路板和第二电路板,具体的,焊锡固定部1006设置与第一电路板和第二电路板的边缘以使得焊锡固定部远离第一电极和第二电极(图10中并未示出第一电极和第二电极)。图10中的支架1009固定于电子设备的外壳的力输入区域的内表面与该力输入区域对面的外壳的内表面之间,支架1009的高度等于电子设备的外壳的力输入区域的内表面与该力输入区域对面的外壳的内表面的距离,电子设备的壳体包括1001a和1001b,外壳1001a和1001b例如可以组成耳机的杆部外壳。该模组包括凸起结构1002、第一电路板1005、第二电路板1008,图10中,第一电路板1005的下表面设置有第一电极,第二电路板1008的上表面设置有第二电极,该凸起结构1002设置于第一电路板1005的上表面,第一电路板1005和第二电路板1008之间设置有焊锡球1006,该焊锡球1006设置在第一电路板和第二电路板的边缘处,第一电路板1005和第二电路板1008中间设置了三个焊锡球1006,第二电路板1008为FPC时,第二电路板1008下方设置有补强板1013,补强板1013通过胶体1014固定在支架1009上,胶体1014例如为双面胶。本实施例中,第一电路板1005和第二电路板1008均固定在支架1009上,支架的第一支撑面用于支撑第一电路板,支架的第二支撑面用于支撑第二电路板,第一电路板1005的两端的下表面与支架1009接触,第二电路板1008下方的补强板1013通过双面胶1014固定于支架1009。图10中,凸点结构1002的顶端超过了外壳1001a的内表面的原因是示意图图10中的模组示意的是未装入电子设备的模组,可以理解的是,装入电子设备后,该凸点结构受到外壳1001a的力之后会将力传递给第一电路板1005以至于第一电路板1005向第二电路板1008弯曲,即该模组装配进电子设备之后,第一电路板可以是弯曲的。图11为压力检测模组安装在电子设备中的另一剖面图的示意图,图11与图10是同一个模组的不同角度的剖面图,此处不再对图11赘述,具体可以参考图10的描述。
基于上述实施例公开的内容,本申请实施例提供一种较薄的压力检测模组,相对于前述实施例的方案,可以将上表面设置有第二电极的第二电路板修改为金属片,即可以省略第二电路板,可以将模组的厚度从0.17mm~0.3mm降到0.1mm~0.15mm,整体模组厚度可减薄约0.2mm。
相对于前述实施例的方案,例如,可以将图9中的第二电路板908、补强板913替换为一整块金属片,该金属片通过焊锡球906与第一电路板905连接,该方案可以减薄叠层厚度。又例如,请参考图3,若第二电路板是PCB,可以用一整块金属片代替PCB308和第二电极307,因此使得模组变薄。
基于上述实施例公开的内容,以模组贴装在力输入区域的外壳的内表面为例,请参考图12所示的压力检测模组,该模组包括力传递件1215、第一电路板1205、第二电极1208以及焊锡固定部1206,图12中电子设备的外壳为1201,力传递件1215将电子设备外壳1201的上施加的力传递至第一电路板1205,力传递件1215可以为胶层,例如为双面胶1215,该模组通过双面胶1215粘结到电子设备的外壳1201。当电子设备的外壳不承受力F时,第一电路板1205与第二电极1208的位置是相对固定的,图12所示的压力检测模组不需要设置支架即可实现压力检测。本实施例中,第二电极可以为金属片,例如为钢片、铜片或者铝片等。图12中的力传递件1215也可以替换为前述实施例的凸起结构以使得该凸起结构抵靠在外壳1201上,图12中,若力传递件1215替换为前述实施例的凸起结构,则也可以按照前述实施例的方案为图12的模组设置支架,图12的模组通过支架固定在电子设备的外壳的内表面。本实施例中第一电极1204的第一表面1204a固定于第一电路板1205,第一电极1204的第二表面1204b与第二电极1208的第一表面1208a相对,且使第一电极1204与第二电极1208形成电容,第二电极1208的第二表面可以通过支架固定在电子设备的外壳上,或者直接固定在电子设备的外壳上,或者根据图12所示的,由于第一电路板1205已经通过力传递件1215固定在外壳1201上,因此,第二电极1208不需要固定在外壳上。
基于上述实施例公开的内容,以模组贴装在外壳的力输入区域的对面的外壳的内表面为例,请参考图13所示的压力检测模组,该模组包括力传递件1302、第一电路板1305、第二电极1308、第一电极1304、以及焊锡固定部1306。本实施例中第一电极1304的第一表面1304a固定于第一电路板1305,第一电极1304的第二表面1304b与第二电极1308的第一表面1308a相对,且使第一电极1304与第二电极1308形成电容,第二电极1308的第二表面1308b可以通过支架1309固定在电子设备的外壳1301b上。图13中电子设备的外壳为1301a和1301b。力传递件1302为凸起结构,例如为金属的或者塑料的凸起结构,可以通过支架1309将模组固定在电子设备的外壳的力输入区域的对面的外壳的内表面。图13中的模组还可以包括用于感测触摸的电极1305,用于感测触摸的电极1305设置于第一电路板1305的上表面。图13中的支架仅仅为示例性说明,图13中的支架1309也可以替换为图8中的支架809,当图8中的支架809用于支撑第一电路板805时,该第一电路板805的长度大于第二电路板808的长度,因此,当图8中的支架809用于支撑图13中的第一电路板1305时,该第一电路板1305的长度大于第二电极1308的长度。图13中的支架1309也可以替换为图6中的支架609,当图6中的支架609用于支撑第一电路板605时,该第一电路板605的长度大于第二电路板608的长度,因此,当图6中的支架609用于支撑图13中的第一电路板1305时,该第一电路板1305的长度大于第二电极1308的长度。图13中的支架也可以替换为图5中的支架509,即图13中的支架1309也可以为凹型支架。
基于上述实施例公开的内容,本实施例中,请参考图12,为保证空气间隙1210的区域长度固定,防止焊锡固定部1206四处流动。在第二电极1208上可以做出特定形状的焊盘区域。例如,参考图14所示的第二电极的俯视图,可以设置方形的焊盘区域作为焊锡球的可焊接区域,焊盘区域之外的其它区域为不可焊区域,焊盘区域之外的其他区域可以用涂布绝缘材料,例如刷绿油,这样焊锡固定部的焊锡不会四处流动。若第二电极为不锈钢第二电极,即第二电极的材料为不锈钢材料,可以在可焊接区域涂布可焊接材料,例如镍合金。图14中以两个焊盘为例进行说明,本实施例中,至少设置两个焊盘区域用来设置两个焊锡球以用来形成空气间隙,焊盘区域也可以有多个,可焊接区域可以为圆形或者其他多边形。
本申请实施例中,用于压力检测的第一电极和用于触摸检测的电极均可以设置在第一电路板上,用于压力检测的电极和用于触摸检测的电极可以通过SMT工艺成型,组装工艺简单。请参考图13,第一电路板1305和第二电极1308的边缘之间设置焊锡固定部1306以形成空气间隙1310,工艺简单。该模组包括一个凸起结构1302,该凸起结构由刚性材料制成,凸起结构与外壳1301a的力输入区域的内表面通过抵靠方式直接接触,并且,该凸起材料1302固定在第一电路板1305上,凸起结构1302与外壳1301a的力输入区域的内表面接触的部分可以设计为弧形,该凸起结构1302设置在空气间隙1310的正上方,具体的,凸起结构1302设置在空气间隙1310的中心的正上方。第一电极和第二电极之间预留的空气间隙1310的厚度较大时,能满足电极材料弯曲变形时,第一电极和第二电极不发生接触。与凸起结构接触的第一电路板能承受较大的弯曲变形,用来抵消公差,第一电路板可以为PCB。请参考图9,该凸起结构902可以和补强钢板912直接接触,凸起结构902固定在补强钢板912上,该补强钢板下表面设置FPC905。本实施例中,与凸起结构接触的第一电路板的材料能承受较大的弯曲变形,并能长时间保持弹性,电路板的材料可以是金属或者PCB。
本实施例中,焊锡固定部的位置和支架的相对位置保持不变,第一电路板和第二电路板可以紧贴支架设置,例如,第一电路板和第二电路板的边缘侧可以固定在支架上,支架与外壳的相对位置保持不变。
本申请实施例提供了一种压力检测模组,该模组还可以用于触摸检测,用于触摸检测和压力检测的电极均设置在靠近力输入区域的外壳的内表面的一侧,可以理解为触摸检测和压力检测的电极同侧设置,即检测触摸和检测压力可以在电子设备的外壳的同一侧,可以理解为电子设备的外壳的力输入区域既可以用于检测触摸,也可以用于检测压力,检测触摸和检测压力可以在电子设备的同一个位置,例如,请参考图7所示的702,凸起结构702可以既用作压力检测的电极,也可以用作触摸检测的电极。
基于上述实施例公开的内容,本申请实施例提供了一种压力检测模组,该模组用于实现压力检测,请参考图15所示的模组结构的示意图,该模组包括第一钢片1502、第一电路板1505、第二电路板1508、第二钢片1517。第一钢片1502包括一凸起结构1502a,该凸起结构1502a的具体形状和参数可以参考前述实施例中的凸起结构,第一钢片可以包括凸起结构1502a和非凸起结构1502b,非凸起结构1502b为立方体结构,可以理解为凸起结构与非凸起结构一体化设计,非凸起结构1502b的厚度可以为0.1mm。第一电路板1505通过粘性部件1515固定在支架1509上。第一电路板通过粘性部件1515固定在钢片1502上,第一电路板的下表面设置有第一电极,第一电路板的下表面和第一电极的下表面齐平,第一电路板的厚度可以为0.12mm,粘性部件1515可以是双面胶,该双面胶的厚度可以为0.1mm,双面胶可以用于将钢片贴合固定在支架上。第二电路板1508与第一电路板1505之间有空气间隙,该空气间隙的高度为D1,D1可以为0.25mm。第二电路板的上表面设置有第二电极,第二电极的上表面与第二电路板的上表面齐平,第一电极面向第二电极设置,第一电极和第二电极之间有空气间隙D1以形成电容。第二电路板1508通过粘性部件1516贴合到第二钢片1517,粘性部件1516可以是压合胶,该压合胶的厚度可以为0.03mm,压合胶用于将FPC固定在补强板上,第二电路板1508可以是FPC。第二钢片1517的厚度可以为0.1mm,第二钢片1517通过粘性部件1518固定在支架1509上,粘性部件可以是双面胶,该双面胶1518的厚度可以是0.1mm。该模组还可以包括支架,支架1509为凹型支架,该凹型支架有两个支撑面,第一支撑面1509a用于支撑第一钢片1502,第一钢片1502可以通过第一粘结部件1515固定在支架1509的第一支撑面1509a。支架的第二支撑面1509b用于支撑第二电路板,具体的,第二电路板1508通过第二粘结部件1516固定在第二钢片1517的上方,第二钢片1517通过第三粘结部件1518固定于支架的第二支撑面1509b。本申请实施例中通过将第一电路板和第二电路板分别固定在支架的第一支撑面和第二支撑面,使得模组可以固定在支架上,并且第一电极和第二电极之间不需要通过在其中间设置固定件而形成空气间隙,可以节省工艺。需要说明的是,本实施例中为了减薄模组的厚度,第一钢片和第二钢片可以省略。该模组可以通过调整第一支撑面和第二支撑面的高度控制第一电极和第二电极之间的空气间隙D1,具体的,第一电极和第二电极之间的空气间隙可以设置为0.25mm。可以说明的是,本申请实施例中,可以在第二电路板的正下方的第二支撑面1509b设置一凹槽,以用于容纳第二钢片的形变,具体可以参考前述实施例在支架上设置凹槽以容纳第二电极的形变的方案,此处不再赘述。
本申请实施例提供了一种压力检测模组,相对于图15所示的模组来说,第二电路板可以为PCB,即可以省略第二钢片,第二电路板可以直接通过粘结部件贴合到支架1509的第二支撑面1509b,省略了第二钢片,也省略了第二钢片与第二电路板之间的粘结部件,因而可以使得模组变薄。
本申请实施例提供了一种压力检测模组,相对于图15所示的模组来说,可以省略第一钢片和第二钢片,第一电路板固定在支架的第一支撑面,第二电路板固定在支架的第二支撑面,具体的,第一电路板可以通过粘结部件固定在支架的第一支撑面,第二电路板可以通过粘结部件固定在第二支撑面。在本实施例中,由于第一电路板和第二电路板均有固定,因此,可以省略固定部,相对于前述实施例的方案,可以起到省略焊锡固定部的作用,节省成本和工艺。在其他的实施例中,也可以不设置第二电路板,即直接用第二电极代替第二电路板,将第一电路板固定在第一支撑面,将第二电极固定在第二支撑面。在本实施例中,由于第一电路板和第二电极均有固定在支架上并且可以通过固定在支架上以形成空气间隙,具体的,支架的第一支撑面到第二支撑面的距离Dx大于第一支撑面到第一电极的距离Dy与第二支撑面到第二电极的距离Dz之和以形成空气间隙,并且Dx与(Dy+Dz)的差为D1,D1可以为100um至350um,以保证空气间隙的厚度足够容纳第一电极的形变。本实施例中,可以省略固定部,相对于前述实施例的方案,可以起到省略焊锡固定部的作用,节省成本和工艺。
本申请实施例提供了一种压力检测模组,相对于图15所示的模组来说,可以省略第一电路板1505,即第一钢片1502可以作为第一电极使用,该第一钢片1502与第二电路板1508上表面的第二电极相对设置以形成电容。本实施例的压力检测模组省略了第一电路板,因而使得模组变薄。另外,在省略了第一电路板的同时,该第二电路板可以为PCB,即可以省略第二钢片以及第二钢片与第二电路板之间的粘结部件,因而使得模组更薄,适用于更小型的电子设备。
本实施例中,在模组未装配进电子设备之前,图15所示的支架1509的底面到凸起结构1502a的顶端的距离大于或者等于电子设备两相对内表面的距离以保证该模组在装入电子设备后凸起结构可以与电子设备的外壳的力输入区域充分抵靠,例如,支架1509的底面到凸起结构1502a的顶端的距离比电子设备两相对内表面之间的距离至少大Dg,该Dg可以称之为干涉量,该干涉量例如为0.15mm。
基于上述实施例公开的内容,本申请实施例提供了一种压力检测模组,该模组用于实现压力检测,请参考图16所示的模组结构的示意图,该模组包括第一钢片1602、第一电路板1605、第二电路板。与其他实施例不同的是钢片的结构,图16所示的第一钢片1602包括一凸起结构,该凸起结构设置在第一电路板1605的正上方并且在第一电路板1605与第一钢片1602之间形成一个凸起的间隙1620,该凸起的间隙1620是通过弯曲厚度一致的第一钢片1602形成的,由于第一电路板1605通过第一粘结部件1615固定在第一钢片1602上,又因为第一钢片1602弯曲形成凸起结构,因此,在第一钢片1602的凸起结构的正下方为一个凸起的间隙1620。第一钢片1602通过第一粘结部件1615固定在支架1609的第一支撑面1609a,第一电路板1605的下表面设置有第一电极,第二电路板的上表面设置有第二电极,第一电极和第二电极相对设置形成电容结构,由于第一钢片固定在支架的第一支撑面,第二电路板固定在支架的第二支撑面1609b,第一电路板和第二电路板之间不需要固定件来形成空气间隙,因此,可以省略焊锡固定部以节省工艺。图16中,第二电路板可以为PCB1619,第二电路板1619通过第三粘结部件1618固定在支架1609的第二支撑面1609b,图16中的第二电路板也可以为FPC,当图16中的第二电路板为FPC时,1619可以表示第二电路板、第二粘结部件以及第二钢片,其中,第二粘结部件用于将第二电路板FPC固定在第二钢片上。图16所示的模组可以装配至电子设备中,该电子设备的外壳为1601a与1601b组成,该模组的其他部件的设置方式可以参考前述实施例,此处不再赘述。本实施例中,在模组未装配进电子设备之前,图16所示的支架1609的底面到第一钢片1602的凸起结构的顶端的距离大于或者等于电子设备两相对内表面的距离,例如,支架1609的底面到该凸起结构的顶端的距离比电子设备相对两内表面之间的距离至少大Dg,该Dg可以称之为干涉量,该干涉量例如为0.15mm。当该模组装配进电子设备之后,第一钢片的凸起结构受力会向下弯曲,第一钢片的凸起结构承受的力会传递到第一电路板,因而该模组装配进电子设备之后,第一电路板可以是弯曲的,以保证该第一钢片的凸起结构可以充分抵靠到电子设备的外壳的力输入区域的内表面。本实施例中的第一钢片的凸起结构也可以应用于前述实施例的凸起结构,即前述实施例中,凸起结构的下方也可以设置有凸起的间隙,例如为凸起的空气间隙,该凸起的空气间隙的形状与凸起结构的形状一致。
基于上述实施例公开的内容,本申请实施例提供了一种压力检测模组,该模组用于实现压力检测,请参考图17所示的模组结构的示意图,该模组包括第一电路板1705、第二电路板1708、焊锡固定部1706,两个电路板分别通过第一钢片1702和第二钢片1707固定,第二钢片1707通过粘结部件1718粘结到支架1709的支撑面1709b,支架的支撑面1709b可以挖凹槽,具体的,在第二电路板的正下方的支架挖凹槽,可以使得有足够的空气间隙1711用来容纳第二电路板的形变,使得第一电极和第二电极不容易接触,保证压力检测的准确度。图17中的支架1709的一支撑面1709b用于支撑该模组,该模组通过粘结部件1718固定在支架上后,支架1709的顶端的高度不超过第一钢片1702的顶端的高度,即支架1709a处的高度不高于第一钢片1702的高度,以避免支架太高而使得凸起结构1702a不能充分的抵靠到电子设备的外壳1701a的力输入区域从而影响压力测试的准确性。本实施例中,干涉量Dg可以为0.15mm,第一钢片1702的厚度为0.1mm,第一粘结部件1715可以为导电热压胶,厚度为0.05mm,第一电路板1705的厚度为0.12mm。第一电路板和第二电路板之间通过焊锡固定部1706形成空气间隙,该空气间隙的厚度可以D1为0.2mm,第二电路板的厚度可以为0.12mm,第二粘结部件1716可以为压合胶,其厚度可以为0.03mm,第二钢片1717的厚度可以为0.1mm。图17中第一钢片1702可以包括两个结构,分别为凸起结构1702a和齐平结构1702b,该凸起结构设置于齐平结构上表面,凸起结构和齐平结构一体化设置,凸起结构的具体材料和参数可以参考前述实施例的内容,此处不再赘述。
基于上述实施例公开的内容,本申请实施例提供了一种用于压力检测的电子设备,包括压力检测模组和外壳,压力检测模组和支架设置在外壳的内部,支架固定在外壳的力输入区域对面的外壳的内表面。参考图13,外壳1301a和1301b为电子设备的两个相对的外壳,支架1309和模组均设置在外壳的内部,支架固定在外壳的内表面。该模组的具体实施方式和有益效果参见前述实施例,此处不再赘述。
应理解,在本申请实施例中,“与A相应的B”表示B与A相关联,根据A可以确定B。但还应理解,根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B,还可以根据A和/或其它信息确定B。
另外,本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (35)
1.一种压力检测模组,应用于电子设备,其特征在于,所述压力检测模组包括:第一电极、第二电极、第一电路板、第二电路板、固定部、凸起结构;
所述第一电极的第一表面固定于所述第一电路板,所述第一电极的第二表面与所述第二电极的第一表面相对,且使所述第一电极与所述第二电极形成电容;
所述第二电极的第二表面固定于所述第二电路板;
所述第一电路板与所述第二电路板通过所述固定部固定连接;
所述凸起结构位于所述电子设备的外壳的力输入区域与所述第一电路板之间,以用于将所述力输入区域接受的外界压力传递至所述第一电路板并带动所述第一电路板上的第一电极向所述第二电极的方向移动,令所述第一电极与所述第二电极之间的电容变化,以根据所述电容变化确定对所述外界压力的压力检测结果;
所述第一电路板和/或第二电路板固定在支架上;所述支架固定在所述电子设备的外壳的内表面。
2.根据权利要求1所述的压力检测模组,其特征在于,所述凸起结构位于所述力输入区域的中心位置;所述凸起结构的一端固定在所述第一电路板上,所述凸起结构的另一端抵靠在所述外壳的所述力输入区域;所述凸起结构抵靠在所述外壳的力输入区域的面积大于或者等于所述凸起结构固定在所述第一电路板上的面积。
3.根据权利要求1或2所述的压力检测模组,其特征在于,所述凸起结构与所述外壳的接触面积小于或者等于6平方毫米。
4.根据权利要求3所述的压力检测模组,其特征在于,所述凸起结构与所述外壳的接触面积为0.5平方毫米。
5.根据权利要求1或2所述的压力检测模组,其特征在于,所述凸起结构的面向所述外壳的力输入区域的一面为弧面。
6.根据权利要求5所述的压力检测模组,其特征在于,所述弧面的曲率半径不小于0.1mm并且不大于100mm。
7.根据权利要求6所述的压力检测模组,其特征在于,所述弧面的曲率半径为0.5mm。
8.根据权利要求1或2所述的压力检测模组,其特征在于,所述凸起结构为一圆球结构或者椭球结构的一部分或者全部。
9.根据权利要求1或2所述的压力检测模组,其特征在于,所述凸起结构的抗压强度不小于40MPa。
10.根据权利要求9所述的压力检测模组,其特征在于,所述凸起结构的抗压强度为200MPa。
11.根据权利要求1或2所述的压力检测模组,其特征在于,所述凸起结构的弹性模量不小于0.1GPa。
12.根据权利要求11所述的压力检测模组,其特征在于,所述凸起结构的弹性模量为200Gpa。
13.根据权利要求1或2所述的压力检测模组,其特征在于,所述固定部为焊锡固定部,所述焊锡固定部设置在所述第一电路板和所述第二电路板之间,所述焊锡固定部远离所述第一电极和所述第二电极;
所述焊锡固定部的厚度为100um至350um。
14.根据权利要求13所述的压力检测模组,其特征在于,所述焊锡固定部为焊锡球,所述焊锡球的高度为200um至250um。
15.根据权利要求1或2所述的压力检测模组,其特征在于,所述第一电极的边缘和所述第二电极的边缘之间的距离不大于0.3mm。
16.根据权利要求15所述的压力检测模组,其特征在于,所述第一电极的边缘和所述第二电极的边缘之间的距离为0.15mm。
17.根据权利要求1或2所述的压力检测模组,其特征在于,所述压力检测模组还包括所述支架,所述支架为凹型支架,所述第二电路板固定在所述凹型支架上方,所述凹型支架用于支撑所述第二电路板,所述凹型支架设置有一凹槽,所述凹槽设置于所述第二电路板的正下方;所述凹槽的深度不小于0.1mm,所述凹槽用于容纳所述第二电路板的形变。
18.根据权利要求17所述的压力检测模组,其特征在于,所述凹槽的深度为0.3mm。
19.根据权利要求1或2所述的压力检测模组,其特征在于,所述支架用于支撑所述第二电路板;
第一距离大于或者等于第二距离;
所述第一距离为所述支架用于支撑所述第二电路板的支撑面到所述凸起结构的顶端的距离;所述第二距离为所述支架用于支撑所述第二电路板的支撑面到所述外壳的力输入区域的内表面的距离;所述第一距离和所述第二距离之差至少为0.15mm。
20.根据权利要求1或2所述的压力检测模组,其特征在于,所述支架用于支撑所述第一电路板;
第三距离大于或者等于第四距离;
所述第三距离为所述支架用于支撑所述第一电路板的支撑面到所述凸起结构的顶端的距离;所述第四距离为所述支架用于支撑所述第一电路板的支撑面到所述外壳的力输入区域的内表面的距离;所述第三距离和所述第四距离的差至少为0.15mm。
21.根据权利要求20所述的压力检测模组,其特征在于,所述支架用于支撑所述第一电路板;所述支架包括第一支撑部,所述第一支撑部用于支撑所述第一电路板,所述第一支撑部固定于所述外壳的力输入区域对面的外壳的内表面;
所述第二电路板下方为空气间隙以用于容纳所述第二电路板的形变;
所述第一电路板的长度大于所述第二电路板。
22.根据权利要求1或2所述的压力检测模组,其特征在于,所述外壳的力输入区域未接收外界压力时,所述第一电路板向所述第二电路板的方向弯曲。
23.根据权利要求1或2所述的压力检测模组,其特征在于,所述第一电路板未承受所述外界压力时,所述第一电极的中心位置和所述第二电极的中心位置之间的距离为第五距离;所述第一电路板承受所述外界压力时,所述第一电路板朝所述第二电路板的方向弯曲,所述第一电极的中心位置和所述第二电极的中心位置之间的距离为第六距离;所述第五距离大于所述第六距离。
24.根据权利要求1或2所述的压力检测模组,其特征在于,所述第一电极的下表面与所述第一电路板的下表面齐平,所述第二电极的上表面与所述第二电路板的上表面齐平;
所述第一电路板还包括感测触摸的电极,所述感测触摸的电极设置在所述第一电路板的上表面;所述感测触摸的电极的上表面与所述第一电路板的上表面齐平。
25.根据权利要求1或2所述的压力检测模组,其特征在于,所述凸起结构为金属凸起结构,所述金属凸起结构还用于感测触摸。
26.一种压力检测模组,应用于电子设备,其特征在于,所述压力检测模组包括:第一电极、第二电极、第一电路板、固定部、力传递件;
所述第一电极的第一表面固定于所述第一电路板,所述第一电极的第二表面与所述第二电极的第一表面相对,且使所述第一电极与所述第二电极形成电容;
所述第一电路板与所述第二电极通过所述固定部固定连接;
所述力传递件位于所述电子设备的外壳的力输入区域与所述第一电路板之间,以用于将所述力输入区域接受的外界压力传递至所述第一电路板并带动所述第一电路板上的第一电极向所述第二电极的方向移动,令所述第一电极与所述第二电极之间的电容变化,以根据所述电容变化确定对所述外界压力的压力检测结果;
所述第二电极为金属片。
27.根据权利要求26所述的压力检测模组,其特征在于,所述固定部为焊锡固定部,所述第二电极上设置可焊接区域,所述可焊接区域用于设置所述焊锡固定部;所述第二电极上的不可焊接区域涂布绝缘材料。
28.根据权利要求26或27所述的压力检测模组,其特征在于,所述第一电路板通过所述力传递件固定于所述外壳的力输入区域的内表面;所述力传递件为胶层;所述第二电极正下方为空气间隙用于容纳所述第二电极的形变。
29.根据权利要求26或27所述的压力检测模组,其特征在于,所述压力检测模组还包括支架,所述支架与所述第一电路板和/或第二电路板连接,所述支架用于固定所述第一电路板和/或所述第二电路板;所述支架固定在与所述外壳的力输入区域相对的所述外壳的内表面;所述力传递件为凸起结构,所述凸起结构的一端固定在所述第一电路板上,所述凸起结构的另一端抵靠在所述外壳的所述力输入区域。
30.一种压力检测模组,应用于电子设备,其特征在于,所述压力检测模组包括:第一电极、第二电极、第一电路板、固定部、第一钢片;
所述第一电极的第一表面固定于所述第一电路板,所述第一电极的第二表面与所述第二电极的第一表面相对,且使所述第一电极与所述第二电极形成电容;
所述第一电路板与所述第二电极之间通过固定部固定连接;
所述第一电路板通过第一粘结部件固定到第一钢片;
所述第一钢片包括一凸起结构和齐平结构,所述凸起结构位于所述电子设备的外壳的力输入区域与所述第一电路板之间,以用于将所述力输入区域接受的外界压力传递至所述第一电路板并带动所述第一电路板上的第一电极向所述第二电极的方向移动,令所述第一电极与所述第二电极之间的电容变化,以根据所述电容变化确定对所述外界压力的压力检测结果;
所述压力检测模组还包括支架,所述支架用于固定所述第一电路板和/或所述第二电极;
所述支架固定在所述电子设备的外壳的内表面。
31.根据权利要求30所述的压力检测模组,其特征在于,所述第一钢片厚度处处相等,所述凸起结构通过弯曲所述第一钢片形成;所述第一钢片的凸起结构的正下方设置凸起的间隙。
32.根据权利要求30所述的压力检测模组,其特征在于,所述凸起结构和所述齐平结构一体化设置,所述凸起结构设置于所述齐平结构的上表面。
33.一种压力检测模组,应用于电子设备,其特征在于,所述压力检测模组包括:第一电极、第二电极、第一电路板、力传递件;
所述第一电极的第一表面固定于所述第一电路板,所述第一电极的第二表面与所述第二电极的第一表面相对,且使所述第一电极与所述第二电极形成电容;
所述力传递件位于所述电子设备的外壳的力输入区域与所述第一电路板之间,以用于将所述力输入区域接受的外界压力传递至所述第一电路板并带动所述第一电路板上的第一电极向所述第二电极的方向移动,令所述第一电极与所述第二电极之间的电容变化,以根据所述电容变化确定对所述外界压力的压力检测结果;
所述压力检测模组还包括支架,所述第一电路板固定于所述支架的第一支撑面;所述第二电极固定于所述支架的第二支撑面。
34.根据权利要求33所述的压力检测模组,其特征在于,所述支架的第一支撑面到所述支架的第二支撑面的距离为两支撑面之间的距离Dx;
所述第一支撑面到所述第一电极的距离为第一支撑距离Dy;
所述第二支撑面到所述第二电极的距离为第二支撑距离Dz;
所述两支撑面之间的距离Dx大于所述第一支撑距离Dy与所述第二支撑距离Dz之和,并且Dx-(Dy+Dz)不小于100um并且不大于350um。
35.一种用于压力检测的电子设备,所述电子设备包括如权利要求1-34中任一项所述的压力检测模组和外壳,所述压力检测模组和支架设置在所述外壳的内部,所述支架固定在所述外壳的力输入区域对面的外壳的内表面。
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