TWI749472B

TWI749472B - 按鍵模組及電子裝置

Info

Publication number: TWI749472B
Application number: TW109106613A
Authority: TW
Inventors: 李蕭; 陳智淵; 李順隆
Original assignee: 大陸商訊芯電子科技(中山)有限公司
Priority date: 2019-04-22
Filing date: 2020-02-27
Publication date: 2021-12-11
Also published as: US11361916B2; CN111834149A; CN111834149B; US20200335288A1; TW202040614A

Abstract

一種按鍵模組，包括按壓組件、電路板、膠合層、及彈性層依序堆疊。膠合層貼合電路板與彈性層。膠合層包括一第一開口，且彈性層包括第二開口。第一開口對齊第二開口，並暴露電路板的部分後表面。膠合層具有緊鄰並完全環繞第一開口的環形區帶。環形區帶直接接觸電路板。按鍵模組還包括電連接組件及開關。電連接組件電性連接電路板並穿過第一開口與第二開口中。開關電性連接電路板並具有按鍵。此外，一種包括上述按鍵模組的電子裝置。

Description

按鍵模組及電子裝置

本發明涉及一種電子裝置及其按鍵模組，特別是一種具有防水功能的電子裝置及其按鍵模組。

操作按鍵廣泛的應用於電子產品當中，例如智能手錶、智能手機及平板計算機。由於按鍵與電子產品的外殼間具有縫隙，容易通過縫隙進入電子產品內部進而產生組件的損壞。

雖然，目前市面上已存在具有防塵與防水功效的按鍵，但其對於灰塵或水氣的防護效果仍未完全令人滿意。因此，即有需求提出一種具有防水功能的按鍵模組以克服上述缺點。

鑒於上述狀況，有必要提供一種具有較好防水效果的按鍵模組，以解決以上問題。

本發明的一實施例提供一種按鍵模組，包括按壓組件、電路板、膠合層、及彈性層依序堆疊。所述膠合層貼合所述電路板與所述彈性層。所述膠合層包括一第一開口，且所述彈性層包括第二開口。所述第一開口對齊所述第二開口，並暴露所述電路板的部分後表面。所述膠合層具有緊鄰並完全環繞所述第一開口的環形區帶。所述環形區帶直接接觸所述電路板；所述按鍵模組還包括電連接組件及開關。所述電連接組件電性連接所述電路板並穿過所述第一開口與所述第二開口中。所述開關電性連接所述電路板並具有按鍵。所述按鈕與所述彈性層所在的平面相隔既定間距。

本發明的另一實施例提供一種電子裝置，包括：殼件，具有裝設開口；內層框架，設置於所述殼件內部並包括抵持部與夾持部，所述抵持部相對所述裝設開口設置，所述夾持部較所述抵持部遠離所述裝設開口；及所述按鍵模組。所述按壓組件穿設所述裝設開口。所述開關抵持於所述抵持部。所述按鍵模組的所述彈性層的外緣通過防水膠固定於所述夾持部之上。使所述按壓組件可相對於所述內層框架往復式移動。

1:電子裝置

10:按鍵模組

11:框體

110:內部空間

112:邊框

113:前開口

115:後開口

12:指紋辨別組件

13:支撐件

14:電路板

15:膠合層

155:第一開口

16:彈性層

161:固定部

165:第二開口

17:電連接組件

171:第一連接器

172:第二連接器

173:軟性電路板

18:開關

181:本體

182:按鍵

3:殼件

35:穿孔

5:內層框架

50:凹槽

51:夾持部

54:抵持部

55:防水膠

7:信息處理組件

L:下方區域

M:按壓組件

SR:環形區帶

P:外力

U:上方區域

圖1顯示根據本發明一實施例的按鍵模組的結構爆炸圖。

圖2顯示根據本發明一實施例的按鍵模組的示意圖。

圖3顯示圖2中A-A線段所示的斷面圖。

圖4顯示根據本發明一實施例中裝配有圖1的按鍵模組的電子裝置的剖面圖，其中按鍵模組位於未按壓的位置。

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬本發明保護的範圍。

需要說明的是，當一個組件被認為是“連接”另一個組件，它可以是直接連接到另一個組件或者可能同時存在居中設置的組件。當一個組件被認為是“設置在”另一個組件，它可以是直接設置在另一個組件上或者可能同時存在居中設置的組件。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬本發明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

圖1顯示根據本發明一實施例的按鍵模組10的結構爆炸圖，圖2顯示根據本發明一實施例的按鍵模組10的示意圖。根據本發明的一實施例，按鍵模組10包括一按壓組件M、一電路板14、一膠合層15、一彈性層16、一電連接組件17、及一開關18。按鍵模組10的組件可增加或減少，並不以此實施例為限。

在以下說明中，各個組件的前表面系指各組件中靠近用戶一側的表面，且各個組件的後表面系指各組件中遠離用戶一側的表面。

在一實施例中，按壓組件M包括一框體11、一指紋辨別組件12、及一支撐件13。框體11為環形結構，並定義一內部空間110。指紋辨別組件12與支撐件13設置於內部空間110當中，且電路板14固定於框體11的後表面。指紋辨別組件12與框體11之間、以及電路板14與框體11之間皆填充有防水膠，使內部空間110達到防水功效。

具體而言，如圖3所示，框體11具有一前開口113及一後開口115。前開口113連通內部空間110靠近使用者一側，且後開口115連通內部空間110遠離使用者一側。支撐件13對應後開口115設置於內部空間110中。支撐件13可為一陶瓷基板。指紋辨別組件12對應前開口113設置於內部空間110中並設置於支撐件13之上。指紋辨識件12的形狀可對應前開口113的形狀，以封閉前開口113。指紋辨識件12與框體11的縫隙通過防水膠進行密封，以阻絕外部水氣與灰塵進入內部空間110中。

在一實施例中，指紋辨別組件12包括用於偵測使用者指紋的傳感器。指紋辨別組件12可通過光學、電容式、RF射頻、熱感應、壓阻、超音波、壓電等技術產生關於指紋的電子訊號。指紋辨識件12為本領域的通知組件，且非本發明的創新特點，在此將不再額外說明。

電路板14相對後開口115連結框體11，並與指紋辨別組件12電性鏈接以接收來自指紋辨別組件12的電子訊號。在一實施例中，指紋辨別組件12可通過位於內部空間110中的軟性電路板(圖未示)與電路板14進行電性連結。在支撐件13省略設置的實施例中，指紋辨別組件12可直接設置於電路板14當中。

在一實施例中，框體11的後開口115具有邊框112向外延伸。電路板14位於內部空間110之外並直接接觸邊框112，以封閉電路板14的後開口115。電路板14與框體11的縫隙可通過防水膠進行密封，以阻絕外部水氣與灰塵進入內部空間110中。

膠合層15連接於電路板14的後表面。在一實施例中，膠合層15的前表面與後表面皆塗布有黏膠材料，於是電路板14與彈性層16分別利用黏貼的方式固定於膠合層15的前表面與後表面。

在一實施例中，膠合層15具有一或多個開口，用於供電子組件與電路板進行電性連接。舉例而言，如圖3所示，膠合層15具有第一開口155暴露出電路板14後表面上用於連接電連接組件17與開關18的區域。然而，應當理解的是本發明並不僅此為限。在另一實施例中，膠合層15具有二個開口。開口之一暴露出電路板14後表面上用於連接電連接組件17的區域，另一開口暴露出電路板14後表面上用於連接開關18的區域。

如圖3所述，膠合層15具有一環形區帶SR。環形區帶SR緊鄰並完全環繞所述第一開口115。在一實施例中，環形區帶SR的內緣與第一開口115重疊，環形區帶SR的外緣與第一開口115的邊緣相隔一既定間距。所述既定間距大於1.25mm。在一實施例中，環形區帶SR與電路板14平行。

在一實施例中，上述既定間距為固定值(亦即，環形區帶SR具有固定寬度)。或者，上述既定間距為變異值(亦即，環形區帶SR具有寬度的變化)。在一實施例中，環形區帶SR的外緣與膠合層15的外緣相隔一間距。或者，環形區帶SR的外緣與膠合層15的外緣重疊(亦即，所有膠合層15皆視作環形區帶SR)。

彈性層16貼合於膠合層15的後表面，並配置用於與電子裝置的框架進行連接，使按鍵模組10可相對於電子裝置的框架移動。關於彈性層16與電子裝置的框架的連接關係將在關於圖4的實施例中說明。

在一實施例中，彈性層16為彈性材料(例如：矽膠或橡膠)所製成，並具有一或多個開口用於供電子組件與電路板進行電性連接。舉例而言，如圖3所示，彈性層16具有第二開口165暴露出電路板14後表面上用於連接電連接組件17與開關18的區域。然而，應當理解的是本發明並不僅此為限。在另一實施例中，彈性層16具有二個開口。開口之一暴露出電路板14後表面上用於連接電連接組件17的區域，另一開口暴露出電路板14後表面上用於連接開關18的區域。

在一實施例中，如圖3所示，第二開口165的面積小於第一開口155的面積。因此，第二開口165的邊緣位於第一開口155內。藉由如此配置，可以增加膠合層15與彈性層16在對位過程中的誤差容忍度(Alignment Error Rate)。

在一實施例中，彈性層16與膠合層15上對應環形區帶SR的後表面直接接觸且完全緊貼密合(亦即，兩者間未設置有其他組件)。如此一來，水氣無法通過彈性層16與膠合層15之間的間隙進行流通。以及/或者，電路板14與膠合層15上對應環形區帶SR的前表面直接接觸且完全緊貼密合(亦即，兩者間未設置有其他組件)。如此一來，水氣無法通過電路板14與膠合層15之間的間隙進行流通。

在一實施例中，彈性層16包括一環形的固定部161。固定部161自電路板14的外緣在彈性層16上的投影線向外延展，並且第二開口165位於上述投影線所圍繞的區域內部。因此，電路板14的外緣位於固定部161與第二開口165之間。

電連接組件17配置用於傳送電路板與外部電子組件(例如：電子裝置的中央處理器)之間的電子訊號與電力。在一實施例中，電連接組件17包括一第一連接器171、一第二連接器172與一軟性電路板173。第一連接器171位於第一開口155與第二開口165內部並固接於電路板15之上。第二連接器172以可分離的方式連接所述第一連接器171。軟性電路板173位於第一開口155與第二開口165的外部並固接第二連接器172。

在一實施例中，第一連接器171為公頭接頭，而第二連接器172為母頭接頭。或者，第一連接器171為母頭接頭，而第二連接器172為公接頭。通過可分離的方式連接第一連接器171與第二連接器172的配置可簡化組裝程序並增加組裝效率。在第一連接器171與第二連接器172組裝完成後，電連接組件17的部分(例如：第一連接器171的部分，或第一連接器171及第二連接器172的部分)穿過第一開口155與第二開口165。

開關18配置用於在按鍵模組10受按壓後的發出電子訊號。在一實施例中，開關18位於第一開口155與第二開口165內部並固接於電路板15之上。然而，位於第一開口155與第二開口165內部並固接於電路板15之上。開關18位於第一開口155與第二開口165外部，並設置於彈性層16的後表面。開關18可通過適當的方式(例如：通過軟性電路板)與電路板14電性連接。

在一實施例中，開關18包括一本體181與一按鈕182。本體181位於第一開口155與第二開口165當中並電性鏈接電路板14。按鈕182自本體181朝遠離電路板14的方向伸出第一開口155與第二開口165。於是，按鈕182與彈性層16所在的平面在按壓組件M的按壓方向上相隔既定間距，上述按壓方向例如為圖4外力P的施加方向。上述既定間距大於按鈕182驅動開關18發出電子訊號所需要的最小移動行程。

在一實施例中，電連接組件17與開關18相隔一間距，開關18發送的訊號通過電路板14傳送至電連接組件17。另外，指紋辨別組件12與電連接組件17分別位於電路板14的相對側，指紋辨別組件12發送的訊號通過電路板14傳送至電連接組件17。

圖4顯示根據本發明一實施例的電子裝置1的剖面圖。在一實施例中，電子裝置1包括一殼件3、一內層框架5、及一按鍵模組10。殼件3包括一穿孔35。內層框架5設置於殼件3內部並配置用於承載按鍵模組10。在一實施例中，內層框架5包括一環形的夾持部51與一抵持部54。環形的夾持部51定義有一凹槽50，抵持部54設置於凹槽50的中心。按鍵模組10的按壓組件M穿設所述穿孔35。開關18的按鈕182抵持於抵持部54，且彈性層16的二個固定部161通過防水膠55固定於夾持部51之上。如此一來，當按壓組件M受到來自外部的外力P按壓時，按壓組件M朝內層框架5的移動將造成彈性層16變形，並且使按鈕182壓迫於抵持部54之上，進而驅動開關18發出啟動訊號。並且，在來自外部的外力P移除後，彈性層16提供彈性恢復力，使按壓組件M回到原來位置，使按壓組件M可相對於內層框架5往復式移動。

在圖4所顯示的實施例中，由於膠合層15的環形區帶SR與電路板14及彈性層16之間皆緊密貼合併保持平整。另一方面，彈性層16與內層框架5接觸的表面也塗布有防水膠。因此，水氣或灰塵不易自內層框架5的上方區域U進入至內層框架15的下方區域L，可保護在內層框架5下方的電子組件(例如：與電連接組件17鏈接的信息處理組件7)不受水氣影響而損壞。與市面上的按鍵模組相比，其膠合層與電路板間因設置有反折的軟性電路板，造成膠合層與電路板無法直接接觸，故本發明的按鍵模組具有更好的防水效果。

以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照以上較佳實施方式對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或等同替換都不應脫離本發明技術方案的精神和範圍。