CN217740390U - 一种具有复合型传感器的按键开关装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有复合型传感器的按键开关装置，包括一壳体，壳体内设置有应变支撑基材部、传感器部、连接部和导线线路；其中，应变支撑基材部为至少一层的片状的矩形平面结构，连接部将应变支撑基材部的正反面连通，连接线路是通过柔性线路板或硬质线路板，与设置于矩形平面结构的一面或矩形平面结构的正反两面的导线线路组成，传感器部中包含通过导体材料与连接线路组成至少一组的惠斯通电桥压感传感器，导线线路是通过导电材料组成，传感器部设置于应变支撑基材部的矩形平面结构的一面或设置于矩形平面结构的正反两面上。本实用新型解决了当前的按键开关装置在制造过程中，采用嵌合方式难以检测并难于生产加工的问题。

Description

一种具有复合型传感器的按键开关装置

技术领域

本申请具体涉及一种具有复合型传感器的按键开关装置。

背景技术

当前包括复合型传感器的按键开关装置已逐渐被应用于各种电子装置中来作为开关装置，涉及如笔记本电脑、鼠标、键盘、TWS耳机、手持设备或游戏杆等电子装置，皆可看到按键开关装置在上述电子装置中可以提供输入功能的应用。比较常见的TWS耳机开关按键，即可于其接近耳机柄位置处时常设置有按键开关装置，使用者仅需通过手指按压按键开关装置，其便可感应使用者的按压力道大小，进而使设备产生相应动作。

现有复合型传感器的按键开关装置，主要包括：固定按键用壳体、被收放在该壳体内的动作部以及检测上述动作部的变形的压感检测组件，上述动作部由操作部、固定部和变形部形成为一体，而该变形部因作用在上述操作部上的操作力而可变形，而上述压感检测组件被设置在上述变形部上，上述固定部被固定在上述固定按键用壳体内，并且上述操作部以及上述变形部可在上述固定按键用壳体内活动。输入设备的动作部被固定在固定按键用壳体内部。所以，当操作力作用到动作部的操作部上，而向变形部施加变形时，复合型传感器的按键开关装置不易于从上述固定按键用壳体内部脱落。又因为固定按键用壳体的尺寸小，所以易于构成小型的输入设备。以往此类型复合型传感器的按键开关装置设计主要是以嵌合或是点胶贴合方式使变形部与检测组件做结合，或是将压感检测组件直接设置在变形部上。由于嵌合或是点胶贴合时同时出现多个质量变量,包括变形部受力不一致,嵌合或是点胶贴合工序造成的微变形,检测组件与变形部嵌合或是点胶贴合过程中产生的相互影响；由于嵌合或是点胶贴合方式加工特性导致加工工序步骤多,难以在组立之后接续做到校准动作，成本高不利于产品应用推广。

因此当前需要一种新的具有复合型传感器的按键开关装置的技术方案来解决上述问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种具有复合型传感器的按键开关装置，解决了当前的按键开关装置在制造过程中，由于采用嵌合或是点胶贴合方式时同时出现多个质量变量,包括变形部受力不一致,嵌合或是点胶贴合工序造成的微变形,检测组件与变形部嵌合或是点胶贴合过程中产生的相互影响；由于嵌合或点胶贴合方式加工特性导致加工工序步骤多,难以在组立之后接续做到校准动作，成本高不利于产品应用推广的问题。

为了解决上述问题，本申请实施例提供一种具有复合型传感器的按键开关装置，包括一壳体，壳体内设置有应变支撑基材部、传感器部、连接部和导线线路；其中，应变支撑基材部为至少一层的片状的矩形平面结构，连接部将应变支撑基材部的正反面连通，连接线路是通过柔性线路板或硬质线路板，与设置于矩形平面结构的一面或矩形平面结构的正反两面的导线线路组成，传感器部中包含通过导体材料与连接线路组成至少一组的惠斯通电桥压感传感器，导线线路是通过导电材料组成，传感器部设置于应变支撑基材部的矩形平面结构的一面或设置于矩形平面结构的正反两面上。

进一步地，上述按键开关装置还可包括：所述连接线路还包含与柔性线路板或硬质线路板连接的贴合接点，柔性线路板或硬质线路板通过贴合接点与应变支撑基材部的矩形平面结构的一面进行连接，或者柔性线路板或硬质线路板通过贴合接点与应变支撑基材部的矩形平面结构的正反两面进行连接；其中，贴合接点设置于应变支撑基材部的矩形平面结构的一面或设置于矩形平面结构的正反两面上。

进一步地，上述按键开关装置还可包括：所述应变支撑基材部的矩形平面结构还设置有通孔和/或半盲孔，所述通孔连通矩形平面结构的正反两面，且通孔填充导电材料组成连接部，通孔的形状适应于对应的连接部的形状，将导电材料紧密嵌入该通孔中；所述半盲孔内填充导电材料。

进一步地，上述按键开关装置还可包括：所述通孔的形状包括：方形、多边形、圆形或椭圆形；所述半盲孔的形状包括：方形、多边形、圆形或椭圆形。

进一步地，上述按键开关装置还可包括：所述传感器部包括:惠斯通电桥压感传感器，超声波传感器或电容传感器。

进一步地，上述按键开关装置还可包括：所述通孔设置于导线线路上；所述连接线路连接导体材料形成惠斯通电桥压感传感器、超声波传感器或电容式传感器，通过各传感器组成的传感器部设置于应变支撑基材部的矩形平面结构的一面或设置于矩形平面结构的正反两面上，其中设置于应变支撑基材部的导线线路通过贴合接点与柔性线路板或硬质线路板连接，贴合接点设置在所述应变支撑基材部的同一平面或设置在所述应变支撑基材部的正反两面，该贴合接点和导线线路形成的平面与应变支撑基材部的表面紧密接合。

进一步地，上述按键开关装置还可包括：所述贴合接点为至少两个连接点，且多个贴合接点排列在所述应变支撑基材部的贴合平面上，该贴合平面为包含但不限于同一层的应变支撑基材部的矩形结构平面的一面或矩形平面结构的正反两面。

进一步地，上述按键开关装置还可包括：所述应变支撑基材部的材料包括：BT树脂基板材料，FR-4基板材料,Teflon基板材料,CEM-1基板材料,CEM-3基板材料,氧化锆陶瓷材料、氧化铝陶瓷材料，或氧化锆与氧化铝混合物陶瓷材料。

进一步地，上述按键开关装置还可包括：所述导电材料和所述导体材料包括：镀膜型导电材料、加温干燥型导电材料、常温干燥型导电材料、热烧结型导电材料或感光型导电材料。

与现有技术相比，应用本申请，通过在应变支撑基材部的表面设置贴合接点的矩形平面结构，从而可通过包含但不仅限于SMT，加热压合或Bonding等工序将设有贴合接点的应变支撑基材部与传感器信号采集连接线路板接合在一起，避免了传感器进行点胶贴合流程或物理嵌合流程的缺点，减少了工序，降低了产品的离散性，各部件接合后稳定，提高了生成效率，同时降低了加工成本。

附图说明

此处所说明的附图用于提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种具有复合型传感器的按键开关装置的结构示意图。

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，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1为一示例性实施例提供的一种具有复合型传感器的按键开关装置，包括：应变支撑基材部201、传感器部(传感器部包括：设置导电材料的电容传感器与导线组成一部分的传感器部101，以及厚膜印刷压感传感器组成一部分的传感器部301)，可通过导电材料设置的连接部102(可设置为填孔或埋孔)，连接部102与所设置的导线线路组成连接线路103的一部分，所述连接线路103还可包含柔性线路板或硬质线路板、以及贴合接点104，连接部102还可以用于按键开关装置表面的贴合接点的定位点或接点；其中，应变支撑基材部设置为至少一层的片状的矩形平面结构，矩形平面结构上可设置应变支撑基材部的通孔202，传感器部中包含但不限于一种导体材料的设置方式，组成一组或多组的惠斯通电桥压感传感器的连接线路，其中导体材料的设置方式包括厚膜印刷方式、薄膜印刷方式、导电层镀膜方式或蚀刻导线方式中一种或多种方式设置于应变支撑基材部的矩形平面结构的一面或设置于矩形平面结构的正反两面上。传感器部中包含通过设置导体材料与连接线路组成的至少一组的惠斯通电桥压感传感器，传感器部是通过厚膜印刷方式、薄膜印刷方式、导电层镀膜方式或蚀刻导线方式中一种或多种方式，设置于应变支撑基材部的矩形平面结构的一面或设置于矩形平面结构的正反两面上。其中导体材料的设置方式包括厚膜印刷方式、薄膜印刷方式、导电层镀膜方式或蚀刻导线方式中一种或多种的设置方式。

在本申请中通过在应变支撑基材部的表面设置贴合的矩形平面结构，从而可通过包含但不仅限于SMT、加热压合或Bonding等工序将设有贴合面的应变支撑基材部与传感器信号采集连接线路板接合在一起，避免了传感器进行点胶贴合流程或物理嵌合流程的缺点，减少了工序，降低了产品的离散性，各部件接合后稳定，提高了生成效率，同时降低了加工成本。

所述应变支撑基材部的矩形平面结构还可设置通孔的结构和/或半盲孔的结构，所述通孔的结构可用于设置导电材料连通矩形平面结构的两面或连通导电材料所组成导线线路，并可以用于按键开关装置表面的贴合接点的定位点或接点；通孔的形状适应于对应的连接部的形状，将通孔对应的导电材料紧密嵌入该通孔中；所述半盲孔用于填充所需导电材料，并可以用于按键开关装置表面的贴合接点的定位点或接点。通孔的结构或半盲孔的结构的设置可以确保很好地填充所需导电材料，易于加工，方便组立，同时作为按键开关装置表面的贴合接点的定位点或接点可以减少组立误差，提高生产效率。

所述通孔的形状包括：方形、多边形、圆形或椭圆形；所述半盲孔的形状包括：方形、多边形、圆形或椭圆形。通孔的优选的实施方式为采用圆孔设置，圆孔的直径尺寸设置为直径大于等于0.01mm，小于等于2.20mm，上述圆孔的直径尺寸设置在实际操作中，易于加工，便于将一通孔对应的导电材料紧密嵌入该通孔中。

所述应变支撑基材部的矩形平面结构也可以不设置通孔的结构和/或半盲孔的结构，贴合接点可以通过飞线方式，实现和外部的连接，或者实现与矩形平面结构的正面和/或反面的连接。

所述传感器部包括但不限于惠斯通电桥压感传感器、超声波传感器或电容传感器；传感器部是以导体材料通过厚膜印刷方式、薄膜印刷方式、导电层镀膜方式或蚀刻导线方式中一种或多种方式，设置于应变支撑基材部的矩形平面结构的一面或设置于矩形平面结构的正反两面上。采用多种方式设置传感器，可以应用于多种按键开关的场景，更好的满足生产与应用的要求。

所述连接线路包含柔性线路板或硬质线路板、导线线路、以及贴合接点，连接线路通过贴合接点与应变支撑基材部的矩形平面结构的一面进行连接或与矩形平面结构的正反两面进行连接；其中，贴合接点的设置方式包括：厚膜印刷方式或薄膜印刷方式、导电层镀膜方式或蚀刻导线方式中一种或多种方式。通过连接线路的设置方式，便于连接和准确定位，方便生产，有利于提高生产效率。

所述导线线路还可包含用于连接矩形平面结构正反面的通孔，通孔以连通矩形平面结构的两面或作为导线线路的贴合接点的定位；所述连接线路连接各传感器部(传感器部包括：惠斯通电桥压感传感器，超声波传感器或电容式传感器)并设置于应变支撑基材部的矩形平面结构的一面或设置于矩形平面结构的正反两面上，其中设置于应变支撑基材部的导线线路通过贴合接点与柔性线路板或硬质线路板连接，并设置在所述应变支撑基材部的同一平面或设置在所述应变支撑基材部的正反两面，该贴合接点和导线线路形成的平面与应变支撑基材部的表面紧密接合。上述贴合接点的设置避免了传感器点胶贴合流程或物理嵌合流程的缺点，减少了工序，降低了产品的离散性，各部件接合后稳定，提高了生成效率，同时降低了加工成本。

其中，导线线路主要是在矩形平面结构上通过设置的导电材料形成的电路。连接线路是包含导线线路、连接部，以及柔性线路板或硬质线路板组成的整个电路。

所述贴合接点可设置为至少两个连接点，且多个贴合接点排列在所述应变支撑基材部的贴合平面，该贴合平面为包含但不限于同一层的应变支撑基材部的矩形平面结构的一面或矩形平面结构的正反两面。贴合接点的设置方式，可将设有贴合面定位结构的应变支撑基材部与传感器信号采集控制线路板通过SMT,加热压合或Bonding等工序接合在一起，避免了传感器进行点胶贴合流程或物理嵌合流程的缺点，减少了工序，降低了产品的离散性，各部件接合后稳定，提高了生成效率，同时降低了加工成本。

所述应变支撑基材部的材料包含但不限于：BT树脂基板材料，FR-4基板材料,Teflon基板材料,CEM-1基板材料,CEM-3基板材料,氧化锆陶瓷材料、氧化铝陶瓷材料，或氧化锆与氧化铝混合物陶瓷材料等的热变形温度大于200摄氏度、介电常数及介质损耗角正切值小，且耐水及耐热性好低蠕变性的变形材料。上述应变支撑基材部的材料在实际生产中便于加工，可以提高加工精度，有利于提高生产效率。

其中，应变支撑基材部的材料采用氧化锆陶瓷材料、氧化铝陶瓷材料，或氧化锆与氧化铝混合物陶瓷材料的材料不易形变，且省去了点胶贴合流程或物理嵌合流程，减少了工艺流程中工序变量，大大避免了工艺流程中出现问题的几率，提高了生产效率，并减小了生产成本。

所述导电材料和导体材料设置为包含但不限于镀膜型导电材料、加温干燥型导电材料、常温干燥型导电材料、热烧结型导电材料或感光型导电材料。采用上述导电材料，确保导电性能稳定与优越，且耐水及耐热性好与应变支撑基材部的材料黏接强度高。

本申请的按键开关装置的生产流程，可以包括以下步骤：

步骤21、将应变支撑基材部设置为至少一层的片状的矩形平面结构，对应变支撑基材部的矩形平面结构的一面或矩形平面结构的正反两面进行平面化加工操作，使应变支撑基材部的矩形平面结构的一面或矩形平面结构的正反两面平整度不高于0.5毫米；在矩形平面结构的一面或矩形平面结构的正反两面设置导线线路；其中矩形平面结构可设置通孔的结构和/或半盲孔的结构作为连接部；

在本申请中通过在应变支撑基材部的表面设置贴合的矩形平面结构，从而可通过包含但不仅限于SMT，加热压合或Bonding等工序将应变支撑基材部与传感器信号采集连接线路板接合在一起，避免了传感器进行点胶贴合流程或物理嵌合流程的缺点，减少了工序，降低了产品的离散性，各部件接合后稳定，提高了生成效率，同时降低了加工成本。

所述对应变支撑基材部的矩形平面结构的一面或矩形平面结构的正反两面进行平面化加工操作，包括：通过机械打磨方式或等离子表面处理操作，使应变支撑基材部的矩形平面结构的一面或矩形平面结构的正反两面平整度不高于0.5毫米。其中机械打磨方式成本低，等离子表面处理操作方式精度较高。

通过对应变支撑基材部的矩形平面结构的一面或矩形平面结构的正反两面进行平面化加工操作，使应变支撑基材部的矩形结构平面的一面或矩形平面结构的正反两面平整度不高于0.5毫米，实际测试中，当平整度不高于0.5毫米时，可以确保各部件接合后的精度，按键开关装置易于加工，方便组立，提高了生成效率，同时降低了加工成本。

步骤22、设置填充有导电材料的连接部紧密嵌入该连接部对应的通孔和/或半盲孔中，连接部与所设置的导电材料的导线线路组成连接线路的一部分；并在导线线路上设置贴合接点，连接线路通过贴合接点与应变支撑基材部的矩形平面结构的一面进行连接或与矩形平面结构的正反两面进行连接；通孔的结构用于连通矩形平面结构的两面或作为贴合接点的定位，半盲孔的结构可作为贴合接点的定位；所述连接线路连接各传感器部形成惠斯通电桥压感传感器、超声波传感器或电容式传感器，形成的传感器设置于应变支撑基材部的矩形平面结构的一面或设置于矩形平面结构的正反两面上，其中设置于应变支撑基材部的导线线路通过贴合接点与柔性线路板或硬质线路板连接，并设置在同一平面或设置在所述应变支撑基材部的正反两面，该贴合接点和连接线路形成的平面与应变支撑基材部的表面紧密接合；其中，贴合接点的设置方式包括：厚膜或薄膜印刷方式、导电层镀膜方式或蚀刻导线方式；设置所述贴合接点为至少两个连接点，且多个贴合接点排列在所述应变支撑基材部的贴合平面上，该贴合平面为包含但不限于同一层的应变支撑基材部的矩形结构平面的一面或矩形平面结构的正反两面；

在本申请中通过在应变支撑基材部的表面设置贴合接点的矩形平面结构，从而可通过包含但不仅限于SMT，加热压合或Bonding等工序将设有贴合接点的应变支撑基材部与传感器信号采集连接线路板接合在一起，避免了传感器进行点胶贴合流程或物理嵌合流程的缺点，减少了工序，降低了产品的离散性，各部件接合后稳定，提高了生成效率，同时降低了加工成本。

步骤23、通过厚膜印刷方式、薄膜印刷方式、导电层镀膜方式或蚀刻导线方式中一种或多种方式，设置包含但不限于一组的惠斯通电桥压感传感器于应变支撑基材部的矩形平面结构的一面或设置于矩形平面结构的正反两面上，在对导线线路、贴合接点、传感器部与连接部连通的应变支撑基材部进行固定化操作完成后，再对所述应变支撑基材部进行表面抗氧化保护操作，完成按键开关装置的设置；其中，传感器部中包含通过设置导体材料与连接线路组成的至少一组的惠斯通电桥压感传感器，其中导体材料的设置方式包括厚膜印刷方式、薄膜印刷方式、导电层镀膜方式或蚀刻导线方式中一种或多种的设置方式。

所述导线线路的材料设置为包含但不限于镀膜型导电材料、加温干燥型导电材料、常温干燥型导电材料、热烧结型导电材料或感光型导电材料。导线线路的材料采用上述导电材料，确保导电性能稳定与优越，且耐水及耐热性好与应变支撑基材部的材料黏接强度高。

其中固化操作方式包括：加温固化，常温固化与光固化的方式。通过对各部件的固化操作，提高了各部件的力学性能和耐热性，进一步提高了复合型传感器的按键开关装置的稳定性与使用寿命。

其中，表面抗氧化保护操作方式包括：抗氧化保护层印刷方式、抗氧化保护层镀膜方式或抗氧化保护层沉积蚀刻方式。通过对各部件的表面抗氧化保护操作处理，可以在高温环境中保护各部件的基体防腐、抗氧化、封闭和耐磨保护,稳定性高,进一步提高了复合型传感器的按键开关装置的使用寿命。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。需要说明的是，本申请中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其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过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (9)

1.一种具有复合型传感器的按键开关装置，其特征在于，包括一壳体，壳体内设置有应变支撑基材部、传感器部、连接部和导线线路；其中，应变支撑基材部为至少一层的片状的矩形平面结构，连接部将应变支撑基材部的正反面连通，连接线路是通过柔性线路板或硬质线路板，与设置于矩形平面结构的一面或矩形平面结构的正反两面的导线线路组成，传感器部中包含通过导体材料与连接线路组成至少一组的惠斯通电桥压感传感器，导线线路是通过导电材料组成，传感器部设置于应变支撑基材部的矩形平面结构的一面或设置于矩形平面结构的正反两面上。

2.根据权利要求1所述的按键开关装置，其特征在于，所述连接线路还包含与柔性线路板或硬质线路板连接的贴合接点，柔性线路板或硬质线路板通过贴合接点与应变支撑基材部的矩形平面结构的一面进行连接，或者柔性线路板或硬质线路板通过贴合接点与应变支撑基材部的矩形平面结构的正反两面进行连接；其中，贴合接点设置于应变支撑基材部的矩形平面结构的一面或设置于矩形平面结构的正反两面上。

3.根据权利要求2所述的按键开关装置，其特征在于，所述应变支撑基材部的矩形平面结构还设置有通孔和/或半盲孔，所述通孔连通矩形平面结构的正反两面，且通孔填充导电材料组成连接部，通孔的形状适应于对应的连接部的形状，将导电材料紧密嵌入该通孔中；所述半盲孔内填充导电材料。

4.根据权利要求3所述的按键开关装置，其特征在于，所述通孔的形状包括：多边形、圆形或椭圆形；所述半盲孔的形状包括：多边形、圆形或椭圆形。

5.根据权利要求4所述的按键开关装置，其特征在于，所述传感器部包括:惠斯通电桥压感传感器，超声波传感器或电容传感器。

6.根据权利要求5所述的按键开关装置，其特征在于，还包括：所述通孔设置于导线线路上；所述连接线路连接导体材料形成惠斯通电桥压感传感器、超声波传感器或电容式传感器，通过各传感器组成的传感器部设置于应变支撑基材部的矩形平面结构的一面或设置于矩形平面结构的正反两面上，其中设置于应变支撑基材部的导线线路通过贴合接点与柔性线路板或硬质线路板连接，贴合接点设置在所述应变支撑基材部的同一平面或设置在所述应变支撑基材部的正反两面，该贴合接点和导线线路形成的平面与应变支撑基材部的表面紧密接合。

7.根据权利要求2或6所述的按键开关装置，其特征在于，所述贴合接点为至少两个连接点，且多个贴合接点排列在所述应变支撑基材部的贴合平面上，该贴合平面为包含但不限于同一层的应变支撑基材部的矩形结构平面的一面或矩形平面结构的正反两面。

8.根据权利要求7所述的按键开关装置，其特征在于，所述应变支撑基材部的材料包括：BT树脂基板材料，FR-4基板材料,Teflon基板材料,CEM-1基板材料,CEM-3基板材料,氧化锆陶瓷材料或氧化铝陶瓷材料。

9.根据权利要求8所述的按键开关装置，其特征在于，所述导电材料和所述导体材料包括：镀膜型导电材料、加温干燥型导电材料、常温干燥型导电材料、热烧结型导电材料或感光型导电材料。

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