多級受壓開關的製作方法

2023-12-06 03:42:16

專利名稱：多級受壓開關的製作方法
技術領域：
各示範實施例總體上涉及能夠通過被施加的壓力而提供各不同信號的受壓開關。
背景技術：
具有通過在相互分離的接觸點之間上下移動進行工作的導體的受壓開關通過在接觸點之間接觸導體而產生僅僅單個信號，所以通常用於控制系統的接通/關斷操作。
近些年，隨著家用電器的尺寸減小以及便於用戶使用的趨勢，提出了能夠響應壓力變化而產生不同信號的受壓開關。 工作在壓力模式下的這些受壓開關被構造成通過響應所受壓力切換接觸點而產生不同模式的信號。在這樣的受壓開關中，多個接觸點被設置成藉助於在受壓時形狀發生變化的彈性片移動其接觸位置。 然而，這樣的受壓開關通常是通過以改造(reclamation)形式將彈性片固定在印製電路板(PCB)上而形成的，這使得其製造工藝複雜。 此外，由於來自受壓開關的信號是通過彈性片的翻折操作而不同地產生的，這使得快速響應特性退化，原因是需要在彈性片中發生翻折變形的區域周圍精細地調節對開關的壓力。

發明內容
因此，提出了示範實施例，用於解決現有技術中出現的上述問題，同時完全保留現有技術所能達到的有益效果。 示範實施例涉及一種以較低製造成本製造的具有較簡單PCB結構的多級受壓開關。 示範實施例還涉及一種對用戶施加的壓力作出快速響應的多級受壓開關，該開關包括使得能夠沿著壓力傳輸的方向垂直運動的空間。 示範實施例還涉及一種對微小的壓力變化作出響應的多級受壓開關。 示範實施例還涉及一種能夠通過電磁幹擾屏蔽膜防護自身不受電磁波幹擾的多
級受壓開關。 示範實施例還涉及一種通過更加簡單的工藝構造的多級受壓開關。
示範實施例還涉及一種在點按感受方面得到改進的多級受壓開關。
示範實施例還涉及一種能夠通過僅僅單個彈性片實現多級操作的多級受壓開關。
在一個實施例中，提供一種多級受壓開關，該開關包括連接到電子裝置的PCB且在頂部具有一個或多個接觸點的開關PCB (switched PCB);以及設置在所述開關PCB的頂部並在受壓情況下將所述接觸點相互電連接的彈性片。所述彈性片可以包括從彈性片邊緣向上突起的第一突出部分；與所述第一突出部分接合併在與所述第一突出部分相同的方向上突起的第二突出部分；以及從彈性片邊緣朝向與第一突出部分相反的方向彎折的第一斜面。 第一突出部分可以包括在彈性片受壓的情況下便於第一突出部分變形的切除空間。第一突出部分和第二突出部分可被構造成朝向彈性片的中心傾斜。彈性片還可包括置於第一突出部分和第二突出部分之間並隔開第一突出部分和第二突出部分的第二斜面。所述開關PCB可以包括在彈性片下方且與第一斜面具有邊緣(margin)的第一接觸點；在彈
性片被壓下的情況下與第一突出部分接觸的第二接觸點；以及在彈性片受到比第一突出部
分與第二接觸點接觸時更大的壓力的情況下與第二突出部分接觸的第三接觸點。 所述多級受壓開關還可以包括覆蓋彈性片以及開關PCB並將彈性片固定到開關
PCB上的膜。所述膜可以是電磁幹擾屏蔽膜。 第一斜面可被構造成在彈性片兩個角上具有相互面對的多個橋狀部。 所述橋狀部可由相互面對的兩個部件構成，或這由在對角線上相互面對的四個部
件構成。 在另一個實施例中，多級受壓開關可包括PCB，在該PCB上形成有多個接觸部分；以及置於所述PCB上並與所述PCB的接觸部分電連接的彈性片。所述彈性片可包括固定地置於所述PCB上並成形為向外傾斜的帶狀物的基部；設置於所述基部的兩個內側並向所述基部的中心延伸的第一接觸區域；在所述基部的中心的、被構造成凸起部的第二接觸區域；以及將所述第一接觸區域和所述第二接觸區域連接在一起的連接部。在該實施例中，若第二接觸區域被壓下，則第一接觸區域接觸PCB的接觸部分，隨後，若第二接觸區域被繼續壓下，則第二接觸區域接觸PCB的接觸部分。 所述PCB還可包括框，在所述框中形成有預定形狀的凹槽；以及相應於所述凹槽構造並固定地插入到所述凹槽中以形成多個接觸部分的導電端子。 所述基部可以包括形成在左側和右側並穩固接觸所述PCB的接觸部分的彎曲部。
所述PCB還可包括處於兩側的凹槽。且所述基部可以包括設置在兩端並固定地插入到所述PCB的凹槽中的鉤狀部。 所述多級受壓開關還可包括被附著來覆蓋彈性片頂部並將彈性片固定到所述PCB上的保護膜。在這種情況下，所述多級受壓開關還可包括置於所述保護膜上並通過兩端與所述PCB結合的框蓋(frame cover)，防止彈性片與保護膜分離。


根據下面結合附圖所作的具體描述將更清楚本發明的上述和其它目的、特徵及優點，在附圖中 圖1是示出根據本發明的一個實施例的多級受壓開關的透視 圖2是圖1中所示的多級受壓開關的分解透視 圖3A至圖3C是圖1所示多級受壓開關的操作示5
圖4A和圖4B是示出圖l所示彈性片的其它式樣的平面圖； 圖5是示出根據本發明的另一個實施例的多級受壓開關的透視圖； 圖6是圖5所示多級受壓開關的分解透視圖；以及 圖7A至圖7C是圖5所示多級受壓開關的操作示圖。
具體實施例方式
下文將結合附圖描述本發明的優選實施例。說明書中限定的內容，例如具體的構 造和單元，僅僅是幫助本領域普通技術人員全面理解本發明而提供的特定細節，因此本發 明不限於此。相同的附圖標號在各圖中用於相同的單元。 圖1以透視形式示出根據本發明的一個優選實施例的多級受壓開關，圖2以分解 形式示出圖l所示的多級受壓開關。此外，圖3A至圖3C示出圖l所示多級受壓開關的操 作特徵。 參照圖1至圖3C，多級受壓開關1可以包括彈性片20、開關印刷電路板(在下文 中稱為"開關PCB")IO以及覆蓋彈性片20的頂部和開關PCB 10的頂部的膜30，其中，接觸 點13、15和17置於開關PCB 10上。 彈性片20置於開關PCB IO的頂部。在操作中，彈行片20在被用戶按下的情況下 接觸到開關PCB上的接觸點13、15或17。然而，在不受壓力的情況下，彈性片20與接觸點 13、 15或17分離，恢復到其原始形態。 如圖2所示，彈性片20包括從彈性片20的邊緣朝向開關PCB IO彎折的第一斜面 22、向上突起並向彈性片20的中心傾斜的第一突出部分23、朝向彈性片20的中心上升並與 第一突出部分23接合的第二斜面26，以及從第二斜面26向上突起的第二突出部分27。
當用戶向彈性片20施加壓力時，第一斜面22接觸開關PCB 10上的第一接觸點 13。如圖3A至圖3C中的縱剖面所示，第一斜面22從第一突出部分23向下，以向開關PCB IO傾斜。 當用戶向彈性片20施加壓力時，第一突出部分23接觸開關PCB 10上的第二接觸 點15。如圖3A至圖3C中的縱剖面所示，第一突出部分23成形為板，其中兩端均為圓形，而 中間向上突起。 如圖l和圖2所示，在第一突出部分23中，設置有切除空間29以貫通第一突出部 分23的頂部和底部。當用戶按壓彈性片20時，切除空間29使得第一突出部分23能夠容 易地變形以與第二接觸點15接觸。 第二斜面26被構造為環形，該環形朝向第一突出部分23的中心處的彈性片20的 中心傾斜。 設置第二斜面26來將第一突出部分23與第二突出部分27隔開。當用戶按下彈
性片20時，第二突出部分27變形為水平位置比第一突出部分23更低或與第一突出部分23
處於相同的水平位置，從而防止第一突出部分23與第二突出部分27相互接觸。 與第二斜面26接合的第二突出部分27被成形為具有凸面的圓形板。通過這種結
構，在第一突出部分23開始變形並且彈性片20被施加比第一突出部分23與第二接觸點15
接觸時更大的壓力的情形下，第二突出部分27接觸第三接觸點17。 此外，在開關PCB 10的底部，具有其它接觸點(未示出，稱為"底部接觸點")，被
6成形為與移動通信終端的PCB接觸。布置在開關PCB IO的頂部的第一接觸點13、第二接觸 點15和第三接觸點17與底部接觸點電連接(也就是說，第一接觸點至第三接觸點可以通 過開關PCB 10的底部接觸點與移動通信終端的PCB電連接)。彈性片20置於接觸點13、 15和17上。 此外，在開關PCB 10的頂部，還包括具有被成形為與彈性片20類似的開口的基膜 40，以防止彈性片20從開關PCB 10滑落和移出。 基膜40由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚碳酸酯(PC)製成。
如圖3A至圖3C所示，在基膜40和彈性片20之間形成有空間19，以允許彈性片 20在變形時沿著開關PCB 10的頂部移動。彈性片20的頂部與基膜40的頂部被固定地覆 蓋在膜30內。 空間19是用於使彈性片20在變形時能夠橫向延伸的立體空間。通過空間19，彈 性片20通過受到的壓力能夠容易變形。 第一接觸點13、第二接觸點15和第三接觸點17被布置在開關PCB 10的頂部，並 且與形成在開關PCB IO的底部上的底部接觸點電連接。 如圖2所示，第一接觸點13被設置在與第一斜面22相對應的位置，並且第二接觸 點15被設計成與第一突出部分23的式樣相配。第三接觸點17被成形為圓形並被設置在 與第二突出部分27相對應的位置，以在用戶按下彈性片20時與第二突出部分27接觸。
覆蓋彈性片20的頂部和基膜40的頂部的膜30由電磁幹擾屏蔽膜31構成，用於 阻止來自移動通信終端的電磁波。 在此結構中，由絕緣體(例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET))製成的絕緣膜形成在
電磁幹擾屏蔽膜31的底部，阻斷與彈性片20的頂部的電傳導。 下文中將參考圖3A至圖3C描述多級受壓開關1的階段性操作。 圖3A示出未對彈性片20施加壓力的初始階段，在該初始階段中，第一斜面22的
端部只與第一接觸點13接觸。 從初始階段開始，若用戶按下彈性片20，則彈性片20如圖3B所示變形，並且第一 突出部分23接觸第二接觸點15。從而第一接觸點13通過彈性片20與第二接觸點15電連 接。 換句話說，如圖3B所示，在被用戶按下的情況下，彈性片20朝向基膜40變寬，進 入空間19，因此第一突出部分23與第二接觸點15接觸。 從圖3B所示階段開始，若彈性片20被用戶繼續施加比圖3B中更大的壓力，則所 述彈性片發生更大的形變，以進一步延伸到空間19中，並且第二突出部分27與第三接觸點 17接觸，如圖3C所示。 此時，如圖3C所示，第二突出部分27被翻折以減少其排斥力，向用戶提供點按感 黨(sense of click)。 如上所述，由於多級受壓開關1僅由開關PCB 10、彈性片20以及膜30構成，可以 使開關1的尺寸減小，特別是使重量減小。因此，根據示範實施例的多級受壓開關1可有利 地適用於小型設備，如移動通信終端。 同時，圖4A和圖4B示出根據本發明的其它實施例，所述實施例示出關於彈性片20 的其它可用的式樣。
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在圖4A和圖4B中標記有標號但在以下描述中省略的部件或元件可通過參考前述 說明來理解。 在這些實施例中，彈性片20的第一斜面22分別如圖4A和圖4B所示由橋狀部22a 和橋狀部22b構成。橋狀部22a或橋狀部22b形成為多個，在彈性片20的兩側或彈性片20 的角附近彼此面對。 參照圖4A，一對橋狀部22a被布置在彈性片20的兩側，其中，所述兩個橋狀部面向 對方。參照圖4B，四個橋狀部22b被設置為在對角上面向對方。 具有橋狀部22a或橋狀部22b的第一斜面22的這些結構有助於增強用戶的點按 感受。並且，當由按壓產生的接觸力集中在橋狀部22a或橋狀部22b的底部時，還提高了接 觸的可靠性。 此外，根據本發明的示範實施例，可減輕彈性片20的重量，從而減輕多級受壓開 關1的總重量。 下面還將結合圖5至圖7C描述本發明提出的多級受壓開關的其它實施例。
圖5示出根據本發明另一實施例的多級受壓開關的透視圖，圖6示出圖5所示多 級受壓開關的分解透視圖，圖7A至圖7C示出圖5所示多級受壓開關的操作流程。
參照圖5至圖7C，所述多級受壓開關可包括印刷電路板(PCB) 100、彈性片200、保 護膜300和框蓋(frame cover) 400。從底部開始依次堆疊PCB 100、彈性片200、保護膜300 和框蓋400以形成所述多級受壓開關。 如圖6至圖7C所示，在PCB IOO上設置有相互分離的多個接觸部分。在此實施例 中，接觸部分在PCB 100上被示例性地布置成四個部件，例如，部件120a、部件120b、部件 120c和部件120d。 如圖6所示，PCB 100可被構造成包括框110和導電端子120。框110具有被成形
為預定式樣的多個凹槽。導電端子120插入到框110的凹槽中。通過將端子120固定安置
在框110的凹槽內，完成接觸部分120a至120d。為方便描述，下文中將120a、120b、120c和
120d稱為PCB 100的第一、第二、第三和第四接觸部分。 PCB 100的框110和導電端子120可通過插入成型工藝製造。 彈性片200在被按下的情況下與PCB 100的頂面結合，用於實現PCB 100的接觸
部分120a至120d之間的電連接。彈性片200由導電材料製成。若壓力去除，則彈性片200
與接觸部分分離並恢復到其原始形態。 彈性片200被固定安置在PCB 100上。彈性片200可包括被成形為向外傾斜的 帶狀物的基部210，從基部210的兩側向基部210的中心延伸的第一接觸區域220，在基部 210的中心的、被形成為凸起部的第二接觸區域230，以及將第一接觸區域220和第二接觸 區域230連結在一起的連接部240。 在此實施例中，基部210被構造成具有朝向中心上升的斜面。在基部210的兩端， 鉤狀部212被設置成插入到形成在PCB 100的框110的兩端的凹槽112中。提供凹槽112 和鉤狀部212的原因在於使基部210易於與PCB結合，這簡化了多級受壓開關的製造工藝。
在基部210的左右兩側，形成有彎曲部214以與PCB 100的接觸部分持續接觸。 例如，形成在基部210的左側和右側的彎曲部214被穩定調整成分別接觸PCB 100的第一 接觸部分120a和第四接觸部分120d。這些彎曲部214用於將彈性片200穩定支撐在PCBioo上，提升了其第一點按性能。 當彈性片200被按下時，第一接觸區域220下降以接觸PCB 100的第一接觸部分 120a。第一接觸區域220被形成為從基部210的兩個內側向中心延伸，其可以水平或傾斜 設置。彈性片200的第一接觸區域220如圖6中的虛線所示。 連接部240用於將第一接觸區域220和第二接觸區域230連結在一起，連接部240 可以如第一接觸區域220那樣水平或傾斜設置。 第二接觸區域230被構造為凸起部，壓力被直接施加在該凸起部上。若壓力被施 加在第二接觸區域230上，則第一接觸區域220首先接觸PCB 100的第一接觸部分120a，然 後第二接觸區域230的邊緣接觸PCB 100的第二接觸部分120b。之後，若彈性片200被繼 續按下，則第二接觸區域230的中心下降以接觸PCB 100的第三接觸部分120c。
附著有保護膜300，以覆蓋彈性片200的頂部，將彈性片200堅固地固定在PCB 100上。當通過將接合在彈性片200兩端的鉤狀部212插入到框110兩側的凹槽112中以 將彈性片200固定到PCB 100上時，保護膜300用於進一步加強彈性片200在PCB 100上 的固定力。此外，保護膜300還有助於保護彈性片200由於頻繁將按鍵按壓到第二接觸區 域230上而引起的物理或機械損傷。保護膜300可由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)製成。
框蓋400置於保護膜300上並與PCB 100結合，用於將彈性片200和保護膜300 保持在PCB 100和框蓋400之間的範圍內，並防止它們離開該範圍。 在框蓋400與PCB 100的結合中，鉤狀部114形成在PCB 100的邊緣，且框蓋400 的兩側向下延伸並具有可插入鉤狀部114的孔410。 如果圖5至圖7C所示的多級受壓開關用於電子裝置(如移動通信終端)中，框蓋 400被部分切除以暴露彈性片200的第二接觸區域230，以使按鍵按壓彈性片200。
下文將根據本實施例描述多級受壓開關的製造過程。 首先，執行插入成型工藝以獨立形成包括框110和端子120的PCB 100、彈性片 200、保護膜300和框蓋400。 然後，彈性片200被固定到PCB 100的頂部。在此期間，在彈性片200的兩端的鉤 狀部212被插入到形成在框110兩側的凹槽112中。彈性片200的彎曲部214被設置成穩 定接觸PCB 100的第一接觸部分120a和第四接觸部分120d。 接下來，附著保護膜300以覆蓋彈性片200的頂部。在此期間，保護膜300的角在 PCB 100的上側，從而彈性片200被進一步固定到PCB 100上。 最後，通過在已附著保護膜300的彈性片200上安置框蓋400，並通過將PCB 100
的框110與組裝了框蓋400、彈性片200和保護膜300的結構結合，完成多級受壓開關的制
造。如上所述，該多級受壓開關能夠通過簡單的工藝而容易地製造出。 利用此結構，圖5和圖6中所示的多級受壓開關按照圖7A至圖7C中所示如下操作。 首先參照圖7A，如果不向彈性片200施加壓力，彈性片200的彎曲部214僅僅接觸 第一接觸部分120a和第四接觸部分120d。 從圖7A所示狀態開始，若向彈性片200的第二接觸區域230施加如圖7B所示的預 定的力，彈性片200開始變形。然後，通過連接部240連結到第二接觸區域230的第一接觸 區域220首先接觸PCB 100的第一接觸部分120a，並且第二接觸區域230的邊緣接觸PCB100的第二接觸部分120b。從而第一接觸部分120a、第四接觸部分120d以及第二接觸部分 120b電連接在一起。 下面參照圖7C，在施加更大壓力的情況下，彈性片200的第二接觸區域230進一步 變形，以凹向PCB 100。這樣，第二接觸區域230的中心完全接觸PCB IOO的第三接觸部分 120c，從而使得第一至第四接觸部分120a 120d之間全部電連接。 如上所述，根據示範實施例的多級受壓開關通過彈性片和開關PCB的簡化結構有 效降低了製造成本。 此外，若用戶施加壓力，則根據示範實施例的多級受壓開關通過對微小的壓力變 化作出響應以及對增壓輸入作出快速響應，利用能夠實現與壓力傳輸方向相反的垂直運動 的空間，提高了操作可靠性。 此外，示範實施例提供了具有電磁幹擾屏蔽膜的多級受壓開關，所述屏蔽膜阻斷 來自電子裝置的電磁波。 此外，所述多級受壓開關能夠通過用於將彈性片穩定安置在PCB上、附著保護膜 以及將框蓋與其組合的較簡單的工藝以更低的生產成本製造。 此外，因為彈性片設置有恆定接觸PCB的接觸部分的彎曲部，所以改善了點按感受。 此外，根據所述示範實施例，因為當彈性片被按下時，該彈性片(例如200)的多個
接觸區域依次接觸PCB的各接觸部分，所以即使單個彈性片也能實現多級操作。 雖然出於說明目的描述了本發明的示範實施例，但是本領域技術人員應當理解，
可以在不脫離在所附權利要求中公開的本發明的範圍和精神實質的情況下進行各種修改、
添加和替換。
權利要求
一種多級受壓開關，包括開關PCB，該開關PCB連接到電子裝置的PCB，並且在頂部具有一個或多個接觸點；以及彈性片，該彈性片設置在所述開關PCB的頂部，並且在受壓情況下將所述接觸點相互電連接；其中，所述彈性片包括從所述彈性片的邊緣向上突起的第一突出部分；與所述第一突出部分接合併在與所述第一突出部分相同的方向上突起的第二突出部分；以及從所述彈性片的邊緣朝向與所述第一突出部分相反的方向彎折的第一斜面。
2. 根據權利要求1所述的多級受壓開關，其中，所述第一突出部分包括切除空間，所述切除空間有利於所述第一突出部分在所述彈性片被壓下的情況下變形。
3. 根據權利要求2所述的多級受壓開關，其中，所述第一突出部分和所述第二突出部分被構造成朝向所述彈性片的中心傾斜，其中，所述彈性片還包括第二斜面，所述第二斜面置於所述第一突出部分和所述第二突出部分之間並隔開所述第一突出部分和所述第二突出部分。
4. 根據權利要求1至3中的一項所述的多級受壓開關，其中，所述開關PCB包括在所述彈性片下方的、與所述第一斜面具有邊界的第一接觸點；在所述彈性片被按下的情況下接觸所述第一突出部分的第二接觸點；以及在所述彈性片受到比第一突出部分與第二接觸點接觸時更大的壓力的情況下接觸所述第二突出部分的第三接觸點。
5. 根據權利要1所述的多級受壓開關，還包括覆蓋所述彈性片和所述開關PCB並將所述彈性片固定到所述開關PCB上的膜。
6. 根據權利要求5所述的多級受壓開關，其中，所述膜是電磁幹擾屏蔽膜。
7. 根據權利要求1至3之一所述的多級受壓開關，其中，所述第一斜面被構造成在所述彈性片的兩個角具有相互面對的多個橋狀部。
8. 根據權利要求7所述的多級受壓開關，其中，所述橋狀部為相互面對的兩個部件。
9. 根據權利要求7所述的多級受壓開關，其中，所述橋狀部為在對角線上相互面對的四個部件。
10. —種多級受壓開關，包括PCB，在該PCB上形成有多個接觸部分；以及置於所述PCB上並與所述PCB的接觸部分電連接的彈性片；其中，所述彈性片包括固定地置於所述PCB上並成形為向外傾斜的帶狀物的基部；設置於所述基部的兩個內側並向所述基部的中心延伸的第一接觸區域；在所述基部的中心並被構造成凸起部的第二接觸區域；以及將所述第一接觸區域和所述第二接觸區域連結在一起的連接部；其中，在所述第二接觸區域被壓下的情況下，所述第一接觸區域與所述PCB的接觸部分接觸，在所述第二接觸區域被繼續壓下的情況下，所述第二接觸區域與所述PCB的接觸部分接觸。
11. 根據權利要求10所述的多級受壓開關，其中，所述PCB還包括框，在所述框中以預定形狀形成有凹槽；以及相應於所述凹槽構造並固定地插入到所述凹槽中以形成所述多個接觸部分的導電端子。
12. 根據權利要求10所述的多級受壓開關，其中，所述基部包括形成在左側和右側並穩固接觸所述PCB的接觸部分的彎曲部。
13. 根據權利要求10所述的多級受壓開關，其中，所述PCB還包括處於兩側的凹槽，其中，所述基部包括設置在兩端並固定插入到所述PCB的所述凹槽中的鉤狀部。
14. 根據權利要求10至13之一所述的多級受壓開關，還包括被附著來覆蓋所述彈性片的頂部並將所述彈性片固定到所述PCB上的保護膜。
15. 根據權利要求14所述多級受壓開關，還包括置於所述保護膜上並通過兩端與所述PCB結合的框蓋，防止所述彈性片與所述保護膜分離。
全文摘要
公開了一種響應所受壓力的變化而提供各種不同的信號的多級受壓開關。該多級受壓開關包括連接到電子裝置的PCB並且在頂部具有一個或多個接觸點的開關PCB；以及設置在所述開關PCB的頂部並在受壓情況下將所述接觸點相互電連接的彈性片。所述彈性片包括從彈性片邊緣向上突起的第一突出部分；與所述第一突出部分接合併在與所述第一突出部分相同的方向上突起的第二突出部分；以及從彈性片的邊緣朝向與第一突出部分相反的方向彎折的第一斜面。
文檔編號H01H13/50GK101752123SQ200910211209
公開日2010年6月23日 申請日期2009年11月2日 優先權日2008年12月8日
發明者李根柱 申請人:株式會社翰比特T&I