TW201824314A - 按鍵結構 - Google Patents

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Abstract

一種按鍵結構，包含底板、薄膜電路板、彈性體及鍵帽。薄膜電路板包含相連接的形變區及支撐區。薄膜電路板的支撐區設置於底板，形變區與底板之間具有變形空間，形變區可變形延伸至變形空間。彈性體設置於薄膜電路板上。鍵帽設置於彈性體上。

Description

按鍵結構
本案實施例是有關於一種鍵盤裝置，特別是關於一種鍵盤裝置的按鍵結構。
鍵盤裝置為各種電子裝置周邊不可或缺的設備之一，並作為主要輸入指令、文字或數字之媒介。而鍵盤裝置上的按鍵結構之型態各有不同，不同結構型態、設計的按鍵結構將會直接影響按鍵結構之性能表現。對於必須長時間使用鍵盤裝置的使用者而言，按鍵結構之操作表現性能也就成為每個使用者選用鍵盤裝置的重要選用指標。然而，一般市售的按鍵結構於使用上卻仍經常有漏字的問題發生。
本揭示內容的一種態樣為按鍵結構，包含：底板；薄膜電路板，具有形變區及支撐區，支撐區設置於底板，形變區與底板之間形成變形空間；彈性體，設置於薄膜電路板，相對底板的另一側；以及鍵帽，設置於彈性體上，鍵帽於受壓時壓縮彈性體變形位移並觸發薄膜電路板，使薄膜電路板的形變區朝底板方向變形。
請配合參閱圖1至圖2。圖1為本案按鍵結構一實施例的立體結構分解示意圖；圖2為本案按鍵結構一實施例的組合狀態剖視圖。
本案實施例按鍵結構包含底板10、薄膜電路板20、彈性體30以及鍵帽40。薄膜電路板20為具有撓性之電路板，薄膜電路板20具有相連接的支撐區S及形變區D。支撐區S設置於底板10上，形變區D與底板10之間具有變形空間d。彈性體30設置於薄膜電路板20上，鍵帽40覆蓋於彈性體30上。當按壓鍵帽40壓縮彈性體30時，彈性體30於形變區D觸壓薄膜電路板20，薄膜電路板20受壓觸發後向變形空間d變形。
進一步地參閱圖2並配合參閱圖3，本實施例之薄膜電路板20包含下薄膜層21、間隔層22以及上薄膜層23，依序層疊設置。下薄膜層21包含第一支撐部21S及第一變形部21D，上薄膜層23包含第二支撐部23S及第二變形部23D，薄膜電路板20的支撐區S包含第一支撐部21S以及第二支撐部23S；薄膜電路板20的形變區D包含第一變形部21D及第二變形部23D。
第一支撐部21S設置於底板10，第一變形部21D於垂直底板10的方向上相較於第一支撐部21S靠近彈性體30，據此使薄膜電路板20與底板10之間產生變形空間d。第一變形部21D設置有下導通部211，下導通部211為導電銀漿電路。第一變形部21D鄰接變形空間d的位置具有端口d1，於垂直底板10的方向上，下導通部211位於端口d1的輪廓範圍內，如圖3所示，據此確保下導通部211能通過端口d1變形延伸入變形空間d。
間隔層22具有穿透部221，間隔層22的穿透部221之位置對應下薄膜層21的第一變形部21D。間隔層22由絕緣材料製成。
第二支撐部23S設置於間隔層22，而第二變形部23D的位置對應穿透部221的位置。且第二變形部23D設置有上導通部231，上導通部231面對下導通部211。上導通部231為導電銀漿電路。本實施例之上薄膜層23的上導通部231與下薄膜層21的下導通部211係延伸穿入間隔層22的穿透部221內。
本實施例之彈性體30包含頂部31、觸壓部32、斜壁33及底座34。觸壓部32為柱體結構並設置於頂部31的一側之中心位置，斜壁33設置於頂部31的周緣並朝向與觸壓部32自由端相同的方向延伸，且斜壁33於垂直頂部31的方向上之長度大於觸壓部32於垂直頂部31的方向上之長度，底座34設置於斜壁33的自由端。彈性體30以底座34設置於上薄膜層23，且觸壓部32的位置相對於上薄膜層23的第二變形部23D的位置。於一實施例中，彈性體30為橡膠材質製成的橡皮圓柱(Rubber Dome)。
鍵帽40的一側設置有功能或指令符號供使用者判斷其代表之功能或指令，另一側設置有凹槽。本實施例之鍵帽40以凹槽的槽底覆蓋設置於彈性體30的頂部31。透過按壓鍵帽40使彈性體30壓縮變形並觸發薄膜電路板20，且彈性體30在鍵帽40位移至行程終點後彈性復位並使鍵帽40回復原狀。
續請配合參閱圖4至圖6及圖12，圖4至圖6為按壓鍵帽40觸發薄膜電路板20的動作示意圖；而圖12為彈性體30的[力量-行程]曲線圖。圖12之橫軸為鍵帽40下壓彈性體30的行程距離；縱軸為由鍵帽40施加於彈性體30上的力量。圖12中包含鍵帽40向下位移至行程終點所形成的第一曲線S1及鍵帽40由行程終點回彈至初始態樣的第二曲線S2。
當按壓鍵帽40而施壓於彈性體30，且持續施壓於鍵帽40則彈性體30持續承受被施加的力量，施加於彈性體30上的力量逐漸上升，其受力狀況如圖12中的第一曲線S1中由座標原點持續向上延伸。
當鍵帽40施加於彈性體30的力量到達彈性體30的斜壁33所能承受的最大抵抗變形之力量時，彈性體30的斜壁33開始變形，如圖4所示。施加於彈性體30的力量被彈性體30的斜壁33之變形動作所吸收，此時彈性體30的受力開始下滑，同時因彈性體30的斜壁33變形而使得彈性體30的頂部31下降。彈性體30的斜壁33所能承受的最大抵抗變形之受力點定義為崩潰點P1。則鍵帽40開始變形後的受力狀況如圖12中的第一曲線S1中由崩潰點P1持續向下延伸。
在彈性體30的斜壁33變形導致頂部31下降時，彈性體30的觸壓部32同時下降並能觸壓薄膜電路板20的第二變形部23D，薄膜電路板20受觸壓部32觸壓而由上薄膜層23的第二變形部23D開始產生變形。上薄膜層23的第二變形部23D變形通過間隔層22的穿透部221，在彈性體30持續受壓變形的狀況下，上薄膜層23的第二變形部23D持續變形而使上導通部231接觸至下薄膜層21的下導通部211。當薄膜電路板20的上導通部231接觸下導通部211時，薄膜電路板20形成導通而能發送該按鍵結構所對應之信號，如圖5所示之狀態。彈性體30受壓至使薄膜電路板20形成導通之受力點定義為導通點On。
本實施例中，由於薄膜電路板20與底板10之間設置有變形空間d，因此容許薄膜電路板20在觸發導通後，下薄膜層21的第一變形部21D仍能繼續向變形空間d內變形。
由於薄膜電路板20可以持續向變形空間d內變形，也就是說，薄膜電路板20在被觸發導通時尚未處於其位移行程終點處，因此，持續按壓鍵帽40，就能使鍵帽40繼續位移至其位移行程終點處。而鍵帽40的位移行程終點可以是鍵帽40位移至觸碰底板10位置的行程終點。也可以是彈性體30持續壓抵薄膜電路板20，使薄膜電路板20變形至變形終點而無法繼續位移的行程終點。而本實施例之鍵帽40的位移行程終點是薄膜電路板20變形至接觸底板10位置之行程終點，如圖6所示。在鍵帽40位於位移行程終點時，彈性體30、薄膜電路板20皆不再變形。彈性體30變形至鍵帽40的位移行程終點過程的受力狀況如圖12中的第一曲線S1中由崩潰點P1向下延伸至縱軸方向反轉點之區間。
在鍵帽40位移至位移行程終點時，繼續對鍵帽40施力，則彈性體30的受力則因無法繼續變形而反轉增加，彈性體30受力反轉之受力點定義為接觸點P2，而彈性體30受力反轉增加後的受力狀況為圖12中的第一曲線S1中由接觸點P2向上延伸之區間。直到鬆釋對鍵帽40的施力後，彈性體30的受力才會依第二曲線S2回復至初始狀態。
於一般使用習慣下，由於使用者通常在使用鍵盤敲擊按鍵結構時多習慣按壓鍵帽40至無法繼續位移的行程終點後才鬆釋壓力。而本案實施例之按鍵結構的薄膜電路板20之導通點On是在接觸點P2之前，如此即能確保一般使用者在不需改變使用習慣下就能確實觸發薄膜電路板20，而能確實降低漏字的狀況發生。
於一實施例中，可透過於下薄膜層21的第一變形部21D與底板10之間設置墊片50以形成變形空間d。本實施例之墊片50為圓環形而具有中空部，墊片50設置於薄膜電路板20的下薄膜層21的第一變形部21D與底板10之間，使下薄膜層21的第一變形部21D與中空部之間產生距離構成變形空間d，且墊片50的內周面之輪廓範圍界定出端口d1。
如此一來，薄膜電路板20的下薄膜層21之第一變形部21D被撐高而靠近觸壓部32，縮短觸壓部32觸發薄膜電路板20的行程距離，提早觸壓部32觸發薄膜電路板20的時間。且變形空間d容許觸發薄膜電路板20後還能繼續變形，觸發時間點位於鍵帽40的位移行程終點之前(或是薄膜電路板20的變形終點之前)。如此一來，本案實施例按鍵結構在一般使用情況下即能降低漏字狀況發生。
再請配合參閱圖7，圖7為本案按鍵結構的薄膜電路板20一實施例示意圖。於此實施例中，薄膜電路板20的下薄膜層21之第一變形部21D於垂直底板10的方向上相較於其第一支撐部21S靠近彈性體30，且上薄膜層23之第二變形部23D於垂直底板10的方向上相較於其第二支撐部23S靠近彈性體。據此使薄膜電路板20的形變區D於垂直底板10的方向上相較於支撐區S靠近彈性體30而成為凸起結構，據此使薄膜電路板20凸起的部分與底板10間形成變形空間d。
續請參閱圖8至圖10，圖8至圖10為薄膜電路板20凸起形成變形空間d之實施例的使用狀態示意圖。當按壓鍵帽40時，彈性體30的斜壁33變形，於彈性體30的觸壓部32觸壓薄膜電路板20，且彈性體30持續受壓變形的狀況下，薄膜電路板20的上薄膜層23之上導通部231接觸至下薄膜層21的下導通部211，於此狀態下形成導通而能發送該按鍵結構所對應之信號，如圖8所示之狀態。
在薄膜電路板20被觸發後繼續施壓於鍵帽40，彈性體30的觸壓部32繼續位移下降，則薄膜電路板20能在被觸發導通後繼續於變形空間d內變形，如圖9所示。而本實施例之薄膜電路板20的變形終止位置係在薄膜電路板20變形至觸碰到底板10後終止變形，在薄膜電路板20觸碰到底板10時即為薄膜電路板20的變形終點位置，也是鍵帽40的位移行程終點位置，如圖10所示。據此使得薄膜電路板20的觸發時間點位於鍵帽40的位移行程終點之前(或是薄膜電路板20的變形終點之前)。
再請配合參閱圖11，在一實施例中，薄膜電路板20為平面態樣。於此實施例中，底板10對應薄膜電路板20的形變區D位置設置凹部12，凹部12係由底板10朝遠離彈性體30的方向延伸，凹部12的凹陷處即能成為變形空間d，變形空間d容許薄膜電路板20在被觸發導通後繼續變形。使得觸發時間點位於鍵帽40的位移行程終點之前(或薄膜電路板20的變形終點之前)，在一般使用鍵盤結構的使用情況下即能降低漏字狀況發生。
上述各實施例中之彈性體30的崩潰點P1會因彈性體30的整體材質成分配置、彈性體30的斜壁33厚薄程度或整體形狀型態而有所不同。但只要確保薄膜電路板20的形變區D與底板10之間具有距離及變形空間d以容許薄膜電路板20在導通觸發後繼續變形，如此就能在鍵帽40的位移行程終點之前觸發薄膜電路板20，降低漏字狀況，因此本案實施例不需限定彈性體30的崩潰點P1之數值。
在一實施例中，為確保鍵帽40受力之均衡，更能於鍵帽40與底板10之間設置剪刀式支撐結構60，以剪刀式支撐結構60彈性支撐鍵帽40。於本實施例中，為定位及限制剪刀式支撐結構60的位移，更於底板10上設置四限位部13，限位部13為倒L形之凸塊，且限位部13可以是由底板10經沖壓而一體成形。薄膜電路板20上設置二貫穿口H，各貫穿口H係長形口。薄膜電路板20設置於底板10上，各貫穿口H供限位部13穿出。
剪刀式支撐結構60包含第一支撐件61及第二支撐件62。第一支撐件61及第二支撐件62均為矩形框體結構，第一支撐件61交叉穿置於第二支撐件62中並於兩端之間的位置相互樞接，第一支撐件61的一端樞接於底板10的其中兩個限位部13，另一端則可線性位移地設置於鍵帽40的凹槽內。第二支撐件62的一端樞接於底板10的另外兩個限位部13，另一端可線性位移地設置於鍵帽40的凹槽內。於此實施例中，彈性體30位於第一支撐件61及第二支撐件62的中央位置。如此一來，當施壓於鍵帽40，鍵帽40透過交叉設置的第一支撐件61及第二支撐件62而能平均分攤受力。
10‧‧‧底板
12‧‧‧凹部
13‧‧‧限位部
20‧‧‧薄膜電路板
21‧‧‧下薄膜層
211‧‧‧下導通部
22‧‧‧間隔層
221‧‧‧穿透部
23‧‧‧上薄膜層
231‧‧‧上導通部
30‧‧‧彈性體
31‧‧‧頂部
32‧‧‧觸壓部
33‧‧‧斜壁
34‧‧‧底座
40‧‧‧鍵帽
50‧‧‧墊片
60‧‧‧剪刀式支撐結構
61‧‧‧第一支撐件
62‧‧‧第二支撐件
D‧‧‧形變區
21D‧‧‧第一變形部
23D‧‧‧第二變形部
S‧‧‧支撐區
21S‧‧‧第一支撐部
23S‧‧‧第二支撐部
d‧‧‧變形空間
d1‧‧‧端口
H‧‧‧貫穿口
S1‧‧‧第一曲線
S2‧‧‧第二曲線
P1‧‧‧崩潰點
On‧‧‧導通點
P2‧‧‧接觸點
圖1為本案按鍵結構一實施例的立體結構分解示意圖。 圖2為本案按鍵結構一實施例的結構剖視圖。 圖3為圖2實施例的另一視角剖視圖。 圖4為圖2實施例的動作示意圖一。 圖5為圖2實施例的動作示意圖二。 圖6為圖2實施例的動作示意圖三。 圖7為本案按鍵結構另一實施例的結構剖視圖。 圖8為圖7實施例的動作示意圖一。 圖9為圖7實施例的動作示意圖二。 圖10為圖7實施例的動作示意圖三。 圖11為本案按鍵結構再一實施例的結構剖視圖。 圖12為本案各實施例的彈性體之[力量-行程]曲線圖。

Claims (10)

  1. 一種按鍵結構，包含： 一底板； 一薄膜電路板，具有一形變區及一支撐區，該支撐區設置於該底板，該形變區與該底板之間形成一變形空間； 一彈性體，設置於該薄膜電路板，相對該底板的另一側；以及 一鍵帽，設置於該彈性體上， 其中，該鍵帽於受壓時壓縮該彈性體變形位移並觸發該薄膜電路板，使該薄膜電路板的形變區朝該底板方向產生變形。
  2. 如請求項1所述之按鍵結構，其中，該底板與該薄膜電路板的形變區之間設置一墊片，該墊片具有一中空部，該薄膜電路板與該中空部之間構成該變形空間。
  3. 如請求項1所述之按鍵結構，其中，該底板對應該薄膜電路板的形變區位置由該底板設置一凹部，該凹部朝遠離該彈性體的方向延伸。
  4. 如請求項1所述之按鍵結構，其中，該薄膜電路板包含一下薄膜層、一間隔層以及一上薄膜層，其中，該下薄膜層設置於該間隔層的一側，該上薄膜層設置於該間隔層相對於下薄膜層的另一側。
  5. 如請求項4所述之按鍵結構，其中，該下薄膜層包含一第一變形部及一第一支撐部，該第一支撐部設置於該底板，該第一變形部與該底板之間形成該形變空間。
  6. 如請求項4所述之按鍵結構，其中，該上薄膜層包含一第二變形部及一第二支撐部，該第二變形部及該第二支撐部設置於該間隔層相對於該下薄膜層的另一側。
  7. 如請求項4所述之按鍵結構，其中，該下薄膜層設置有一下導通部，該間隔層位置設置有一穿透部，該上薄膜層設置有一上導通部，該上導通部朝向該下導通部。
  8. 如請求項7所述之按鍵結構，其中，該上導通部及該下導通部為導電銀漿電路。
  9. 如請求項1所述之按鍵結構，其中，該彈性體更包含一頂部、一觸壓部、一斜壁以及一底座，該觸壓部設置於該頂部的一側，該斜壁設置於該頂部的周緣，該底座設置於該斜壁相對該頂部的一端。
  10. 一種按鍵結構，包含： 一底板； 一薄膜電路板，具有一形變區及一支撐區，該支撐區設置於該底板，該形變區與該底板之間形成一變形空間； 一彈性體，設置於該薄膜電路板，相對該底板的另一側； 一鍵帽，設置於該彈性體上；以及 一剪刀式支撐結構，設置於該鍵帽與底板之間， 其中，該鍵帽於受壓時壓縮該彈性體變形位移並觸發該薄膜電路板，使該薄膜電路板的形變區朝該底板方向產生變形。
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