手机键盘的制作方法

专利名称：手机键盘的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及键盘，更特别地涉及包括触觉指示的键盘。
背景技术：
举例来说，新兴市场中小区覆盖的扩展要求电话设计在材料和加 工成本两方面的成本都非常低。此外，这些市场的成功将要求电话设 计在设计、比例、以及外观方面引人注目并具有竞争力。现有的低成 本电话设计通常使用具有导致厚度增加的附加主壳体部件和内部部件 的堆叠的设计方法。
电话构造的一般方法通常并入单独的显示器模块组件和印刷电路 板组件，其装载到包括通常用螺钉、卡进部分或类似的连结装置固定 的后盖和前盖的壳体组件中。与消费者的低成本产品需求相比，使用 多个单独的子模块组件和壳体结构可能是昂贵的。
此外，电话扩音器音频端口和前后扬声器端口必须密封良好。如 果密封破损，则可能有不期望(unwanted)的从扬声器到扩音器的路径，
5这引起不期望(unwanted)的回波声音，或者可能影响响度和频率响应。 在常规的电话中，用前壳体来密封电话，但是这种方法增加电话的成 本和尺寸。
已知键盘被用于许多类型的设备中，包括但不限于诸如蜂窝电话 的手持式设备、诸如桌面电话的非手持式设备，以及采用键作为用户 接口的一部分的任何其它设备。在例如用户不看键盘的移动设备或其 它设备中，可能出现键盘可用性的问题。己知某些手机设备包括BELL
(贝尔)键盘布局，该BELL键盘布局除诸如"发送"键的其它功能 键之外还包括数字0-9及其它功能键，并且包括触觉键划分器
(divider)。 一个示例可以在摩托罗拉公司出售的PEBLTM翻盖式电话 上找到。此类电话可以包括S形曲线形状和相应的镜像S形曲线形状 的凸起硅酮部分。这两种形状沿着键盘的中心向下分开，使得非水平 数字1、 5和3被多个S形曲线和镜像的S形曲线凸起硅酮突出部分包 围。这样，所述凸起的突出部分可以是在非水平键盘数字1、 5和3之 上和之下平行取向，其中S部分与镜像的S部分之间的间隔以位于诸 如数字2、 5、 8和0等电话中心数字之下为中心。这种配置可以在用 户不看电话时帮助用户以沿着垂直方向在数字之间提供适当的垂直触 觉间隔。然而，在水平方向，由于凸起的硅酮部分是弯曲的，所以用 户可能无意中向下滑到下一行数字而不是选择水平行中的数字。例如， 潜在地可能无意中选择水平行中的数字1、 2和3对第二水平行中的数 字4、 5和6，因为凸起的触觉间隔向下并在水平行之间弯曲。
已知有其它键盘设计，它们例如使用诸如沿着直线水平延伸的凸 起薄按钮的键本身。然而，由于该凸起部分充当键且由于该凸起部分 水平地笔直穿过，所以可能难以在不看电话的情况下水平地鉴别正在 选择哪个数字。还己知有其它设计，它们采用在水平线配置中配置为 "v"形的凸起可按压按钮。然而，与上述类型一样，这些凸起部分是 键本身且对于每个键可能需要单独的部件，导致单独件潜在地增加设 备的成本，增加设备的制造复杂性并降低设备的可靠性。因此，存在
6对改进的键盘的需要。


根据以下说明，连同下列附图一起，将更容易理解本发明，并且， 在附图中，相同的附图标记表示相同的元素-
图1是从前透视图示出的一个手机设备示例的分解组装视图，其 描绘了本发明的一个实施例；
图2是从后透视图示出的一个手机设备示例的分解组装视图，其 描绘了本发明的一个实施例；
图3是沿线3-3截取的图1的手机设备的组装形式的纵向横截面， 其描绘了本发明的一个实施例；
图4是沿线4-4截取的图1的手机设备的组装形式的横向横截面， 其描绘了本发明的一个实施例；
图5是图4所示的横截面的一部分的放大图，其描绘了本发明的 一个实施例；
图6是一个手机设备示例的层叠前子组件(laminated front sub-assembly)的一部分的示意图，其描绘了本发明的一个实施例；
图7是从前透视图示出的图1的手机设备的一部分的分解组装视 图，其描绘了本发明的一个实施例；
图8是从后透视图示出的图2的手机设备的分解组装视图，其描 绘了本发明的一个实施例；
图9是从前透视图示出的图1的手机设备的一部分的分解组装视 图，其描绘了本发明的一个实施例；
图10是从后透视图示出的图2的手机设备的一部分的分解组装视 图，其描绘了本发明的一个实施例；
图11是沿线11-11截取的图8的手机设备的组装形式的扬声器腔 体的横向横截面，其描绘了本发明的一个实施例；
图12是依照本发明的一个实施例、图l所示的手机设备的一部分 的透视图；以及
图B是依照本发明的一个实施例、示出了键盘的一个示例的组装的图1的电话的前视图。
具体实施例方式
简单地说，键盘包括多个键和多个键划分器，其中每个键划分器 包括多个凸起引导部分和插入在所述多个凸起引导部分之间的至少一 个触觉提示部分。在一个示例中，键盘是BELL键盘，由包括键划分
器的弹性片状件、支撑硅酮片状件的键盘弹片阵列(keypad dome army) 以及键盘片状件组成，该键盘片状件诸如前子组件的顶片，其上具有 键盘标记，且具有尺寸被操作性地确定为接纳所述键划分器的槽 (slot)。
所述触觉提示部分可以相对于所述多个相邻的凸起引导部分为凹 陷或凸起。在一个示例中，多个键划分器呈弧形并且关于所述多个键 被安置，其中，所述多个弧形键划分器中的每一个包括多个凸起引导 部分和提供横向触觉提示的设置在所述多个凸起引导部分之间的多个 触觉提示部分。所述多个弧形键划分器被布置为平行配置。
此外，手机设备包括层叠前子组件和支撑该层叠前子组件的后壳 体。另外，在一个示例中，集成电路衬底、电池，以及扬声器在后壳 体中以非堆叠布置被保持为相互邻近。在一个示例中，所述层叠前子
组件可以包括片状件和操作性地耦合到该片状件的用户接口衬底，所
述片状件包括与之耦合的操作性标记(operative indicia)。所述层叠前 子组件还可以包括诸如电泳显示器的显示器，其保持在用户接口衬底 与片状件之间。
同样地，公开了这样一种设备，其具有提供前结构的层叠前子组 件，同时消除了对传统前盖的需要。诸如扬声器、电池，以及集成电 路衬底等尺寸的主要部件的布局属于相互邻近，允许有薄的构造。本 领域的技术人员应认识到其它优点。图1是从前透视图示出的手机设备10的一个示例的分解组装视图，其描绘了本发明的一个实施例。同一手机设备10的后视图在图2中示出。手机设备IO可以体现为具有任何适当功能的任何适当手机设备，包括但不限于无线电话、因特网工具、手持式计算机、个人数字助理、数字娱乐设备、无线电通信设备、跟踪设备、个人训练设备、全球定位设备，及其组合。仅出于说明的目的，以无线电话设备为例。
手机设备IO包括层叠前子组件15和支撑该层叠前子组件15的后壳体20，其中集成电路衬底24、电池28，以及扬声器32在后壳体20中以非堆叠布置被保持为相互邻近。在一个示例中，层叠前子组件15包括片状件36和用户接口衬底56。层叠前组件15还可以包括粘合片状件40。粘合片状件40可以是压感粘合剂，并且可以是多个部分的形式。如所示，粘合片状件40分为三部分，顶部的小条、底部的小条，以及穿过中部的主要"A"型部分。基于与之粘附的下层结构，在不同区域中，可能需要不同的粘合剂厚度。所述层叠前子组件还可以包括键盘衬底44 (例如，诸如硅酮的弹性衬底或其它适当材料)、键盘触点阵列48、显示器52、支撑显示器52的用户接口衬底56、用户接口衬底粘合剂60，以及金属底座64。手机设备10还可以包括扩音器68、充电插口72、顶部天线76、底部天线、电池盖84、集成电路衬底固定螺钉88，以及后盖固定螺钉92。
用户接口衬底56包括顶面96和底面204 (参见图2)。用户接口衬底56还包括上半部分100和下半部分104。显示器52操作性地耦合到用户接口衬底56的上半部分100。显示器52耦合到在用户接口衬底56的上半部分100的顶面96上形成的显示器电极图案604 (参见图6，下文讨论)。键盘触点阵列108形成在用户接口衬底56的下半部分104中。键盘触点阵列108可以是诸如裸露铜的图案化传导材料或由诸如印刷电路板的一层用户接口衬底56构成的其它导电材料。用户接口衬底56可以是包括诸如FR4的树脂基材料或任何其它适当材料的印刷电路板(PCB)。例如，用户接口衬底56可以是在顶面96上具有图案化铜合金层的PCB。用户接口衬底56可以在顶面96和底面204两者上 具有图案化传导材料。也可以使用其它衬底材料，诸如树脂基复合材 料、聚酯、挠性衬底材料、陶瓷，或本领域中已知的任何其它适当的 衬底材料。所述图案化传导材料可以替换地包括传导墨层。用于用户 接口衬底56的其它材料包括由日立化学公司制造的FR4型No. MCL-E-67或由DuPont制造的Pyralux⑧。用于键盘触点阵列48的其它 材料包括由松下制造的ESP-10触觉片状件(Tactile Sheets)或由阿尔 卑斯电子公司制造的SK5AB系列接触片状件(SK5AB Series Contact Sheets)。
用户接口衬底56还可以包括用于键盘和显示器52的指示照明 (informational lighting)。例如，可以将两个LED (未示出)操作性 地耦合到用户接口衬底56上的光导管507 (参见图5)的末端。两个 窄光导管507可以沿着用户接口衬底56的顶面的右侧和左侧被放置， 并由缠绕在用户接口衬底56的边缘周围的冲压金属支架112来保持。 将光导管507与LED对准以便在手机设备10的全长范围内传递光并将 光分配到键盘中和显示器52的顶部上。金属支架112也可以充当光反 射器。
金属底座64包括顶面116和底面208 (参见图2)。金属底座64 可以是冲压金属片状件，诸如不锈钢或诸如铝、铜、钢、或其合金等 任何适当材料，并且可以通过本领域中已知的诸如铸造、锻造、钻孔、 切割，或成型等任何其它处理来进行机械加工。
在层叠前子组件15的组装期间，将用户接口衬底56操作性地耦 合到金属底座64。例如，可以经由用户接口衬底粘合剂60将用户接口 衬底56的底面204粘结到金属底座64的顶面116。用户接口衬底粘合 剂60可以是粘合剂片状件或具有双面粘合剂的复合膜，诸如由3M制 造的9495MP。用户接口衬底粘合剂60可以是本领域中己知的任何类 型的粘合剂，诸如压敏粘合剂、热固化粘合剂，或紫外线固化粘合剂。
10替换地，可以使用诸如螺钉、成形吊钩、弹簧扣(snap catches)、焊 接或熔接等物理连结的组合来代替或与用户接口衬底粘合剂60相结合 而将用户接口衬底56组装到金属底座64。
金属底座64可以向层叠前子组件10提供结构强度和刚度。金属 底座64还提供这样的功能部件(feature)，其有利于方便手机设备的 组装和拆卸并用于保护后壳体中的部件(诸如顶部和底部天线76和80) 之间的结构，以及手机设备10的前面。然而，作为替代，可以去除金 属底座64。例如，可以将诸如多层级PCB中的内铜层的金属层添加到 用户接口衬底56，以起到接地平面/屏蔽的作用并增加用户接口衬底56 的强度。另外，诸如槽、突起物(tabs)，或螺钉凸台等机械耦合功能 部件可以被形成、成型、切割、或嵌入在用户接口衬底56中，以便用 户接口衬底56可以操作为可移动地保持后壳体20的螺钉、突起物、 槽，或其它功能部件。
例如通过传导层叠粘合剂(参见图6)或其它适当的附着技术将显 示器52操作性地耦合到用户接口衬底56的顶面96。显示器52具有顶 面136和底面702 (参见图7)。可以通过例如使用层叠粘合剂将显示 器52的背面粘结到用户接口衬底56来将显示器52作为子组件而耦合 到用户接口衬底56。在另一实施例中，可以用传导粘合剂来将显示器 52的底面702粘合到用户接口衬底56的显示器电极图案604。显示器 52的层可以被层叠到用户接口衬底56上。例如，如图6所示及如下所 述，在显示器52是电泳显示器的情况下，可以将电泳显示器(EPD) 的层直接顺次层叠到的用户接口衬底56。在EPD显示器或类似的层状 显示器的情况下，可以将用户接口衬底56的顶面上的显示器电极图案 604 (参见图6和7)用作控制显示器52的背面电极。
将键盘触点阵列48固定到用户接口衬底56的顶面96。键盘触点 阵列48具有顶面148和底面216，并且还可以包括诸如本领域中已知 的可按压弹片的拓扑功能部件。键盘触点阵列48可以包括例如保持在本领域中已知的挠性载体片状件中的金属弹片152的阵列。例如，键
盘可以包括塑料载体片状件中的不锈钢弹片152。弹片152不必是金属，
而是可以包括其它传导材料或诸如碳或石墨之类的材料的组合。键盘
触点阵列48可以粘结到用户接口衬底36的顶面96。在整个背面216 的范围内，除金属弹片实际所在的位置之外，将所述塑料载体片状件 层叠到PCB上。通常，这通过已被涂敷到塑料载体膜的背面216的丝 网印刷压敏粘合剂来完成。通常，还用此粘合剂来将金属弹片实际保 持在塑料载体片状件上的适当位置。从而，将弹片152的阵列悬挂在 用户接口衬底56的键盘触点阵列108上。当按压阵列48中的接触弹 片时，实现弹片的传导材料与键盘触点阵列108的传导材料之间的电 连接。
键盘衬底44可以用来为键盘1200 (参见图12)的用户提供触觉 提示。可以将硅酮材料或其它适当材料的键盘衬底44固定到键盘弹片 阵列48或用户接口衬底56。然而，优选地，将键盘硅酮衬底44的顶 面120附着于片状件36的背面224。键盘衬底44包括顶面120和底面 220 (参见图2)。键盘衬底44的顶面120可以包括形成适当形状的键 划分器。在本示例中，将其示为从键盘硅酮衬底44的顶面120向外延 伸的弧形键划分器。这些弧形键划分器可以贯穿组装的手机设备10的 片状件36中的弧形槽172，以便为手机设备10的用户提供改善的触觉 反馈。
经由粘合片状件40将片状件36固定到用户接口衬底56以形成层 叠前子组件15。另外，可以将该片状件粘附到支架112。然而，可以 使用非粘性片状件或任何适当的耦合机构。片状件36具有顶面156和 底面224 (参见图2)。片状件36具有上半部分160和下半部分164。 片状件36是平面的，且不具有向上或向下延伸的侧壁。可以将片状件 36固定到用户接口衬底56。例如，可以通过粘合片状件40将片状件 36的底面224的周界粘附于用户接口衬底56的顶面96。例如，粘合 片状件40粘结到用户接口衬底56的上下边缘、光导管支架112的左右边缘，以及显示器52的整个周界。结果，可以将粘合片状件40的 整个周界组装以总体上防止灰尘进入手机设备10并特别地防止灰尘进
入显示视域。粘合片状件40可以是粘合剂片状件或具有双面粘合剂的 复合膜。粘合片状件40可以是本领域中已知的任何类型的粘合剂，诸 如压敏粘合剂、热固化粘合剂，或紫外线固化粘合剂。例如，粘合片 状件40可以是诸如由3M制造的9495MP的材料。
片状件36提供能够经受与用户的直接接触和对环境的暴露的粗糙 表面。片状件36可以是硬涂层透明材料，诸如聚碳酸酯、丙烯酸，或 聚对苯二甲酸乙二醇酯。如果需要，也可以使用诸如由三菱工程塑料 公司制造的Iupilon NF2000和由GE塑料公司制造的HP92S之类的其 它材料。片状件36可以充当用于用户与键盘32进行交互的外表面和 充当用于显示器52的透明保护盖。
为了便于操作者使用手机设备10,片状件36可以包括操作性标记 226 (如下所述参见图2)，诸如便于设备10的操作的字母数字混合编 制的图形或其它图形。片状件36可以包括可用于例如对手机设备10 上的菜单进行导航的导航键168。导航键168可以成型到片状件36中 或者可以机械地耦合到层叠前子组件15。
片状件36充当用于显示器52的防护透镜。另外，片状件36与粘 合片状件40的组合将灰尘和其它污染物密封在显示器52之外。片状 件36的尺寸可以被确定为装配在显示器52或键盘上或在显示器52和 键盘两者上。片状件36的尺寸可以被确定为装配在后壳体20内部。 片状件36的尺寸可以被确定为在后壳体20的外侧壁304 (参见图3) 上延伸。
本领域的技术人员应认识到，在本发明的范围内，可以在片状件 36的顶部上放置顶部薄片(sheeting)(未示出)，诸如防刮膜或保护 性运送膜(shipping film)。组装后壳体20以支撑层叠前子组件15。后壳体20包括具有顶面
176和底面228 (参见图2)的底部壁230 (参见图2)、向上延伸的外 侧壁178，以及适合于接纳层叠前子组件15的片状件36的外侧壁上的 脊状物(ridge) 180 (也参见图5)。后壳体20还包括内侧壁182，其 适合于支撑层叠前子组件15的金属底座64或支撑诸如集成电路衬底 24、扬声器32、顶部和底部天线76和80，以及充电插口72等保持在 后壳体20中的其它部件。内侧壁182还适合于在没有位于电池28下 面的底部壁230的情况下在后壳体20内形成电池盒184，使得可以在 不从层叠前子组件15上拆卸后壳体20的情况下维修电池28。后壳体 20可以是使用本领域中众所周知的注射成型技术而成型的树脂基材 料。后壳体材料可以是单一材料或复合材料。例如，后壳体20可以包 括由GE塑料公司制造的Lexan EXL1414和拜耳公司制造的Bayblend T85。
后壳体20适合于较大相对较大的部件，诸如集成电路衬底24、电 池28，以及扬声器32，使得这些部件可以在后壳体20中以非堆叠配 置被保持为在后壳体20中相互邻近。g卩，集成电路衬底68、电池IOO， 以及扬声器32组成的组中没有成员堆叠在另一成员的任何部分上。将 电池28保持在扬声器32与集成电路衬底24之间的后壳体中。这些部 件占据后壳体20的相对大量的容积。另外，由于由层叠前子组件15 实现的超薄外型，集成电路衬底24、电池28，以及扬声器32 —经组 装，其厚度可以确定组装的手机设备10的相对高度。通过以邻近和非 堆叠的布置在后壳体20的长度上分布集成电路衬底24、电池28、以 及扬声器32,使组装的手机设备IO的厚度最小化。
通过螺钉88将集成电路衬底24组装到金属底座64。替换地，可 以通过螺钉，或卡紧部分，或类似机构将其保持在后壳体20中。还通 过螺钉将集成电路衬底24操作性地耦合到层叠前子组件15以如上所 述地耦合到金属底座。集成电路衬底24具有顶面186和底面232 (参
14见图2)并适合于承载多个集成电路封装、裸片(die)或其它电子设 备。集成电路衬底24可以是包括诸如RP4等树脂基材料或任何适当材 料的印刷电路板(PCB)，其上面具有图案化传导材料。例如，集成电 路衬底24可以是在顶面186上具有图案化铜层的PCB。集成电路衬底 24可以在顶面186和底面232两者上具有传导材料，并且可以是多层 印刷电路板，诸如由WUS和Unimicron技术公司或任何其它适当制造 商提供的那些。可以使用其它衬底材料，诸如本领域中已知的树脂基 复合材料、挠性衬底材料，或陶瓷。集成电路衬底24可以承载并互连 用于手机设备10的主收发机芯片组，或引擎。集成电路衬底24可以 承载任何电子设备或其组合，包括本领域中已知的中央处理单元、存 储器、调制器，以及解调器。集成电路衬底24可以经由集成电路衬底 24的顶面186上的连接器188而电气耦合到用户接口衬底56。可以使 用螺纹地保持在金属底座64上的凸台1020 (参见图10)中的螺钉88 将集成电路衬底24机械地耦合到金属底座64。金属凸台1020还可以 用于连接集成电路衬底24与金属底座64之间的电气接地，从而出于 保护衬底56免受不期望的电辐射、增强天线辐射图，以及提供用于静 电放电的电通路的目的而使金属底座64接地。凸台1020可以与金属 底座压配合，或者可以与底座集成。可以通过去除后壳体20和电池28 来接近集成电路衬底24以便进行修理或替换。
将电池28保持在电池盒中的后壳体20中。电池28还通过本领域 中已知的弹簧触点而耦合到集成电路衬底24。电池28可以是本领域中 已知的任何电存储单元。电池28可以是可再充电的。可以通过电池盖 84上的卡扣功能部件(catch features) 189将电池盖84机械地耦合到 后壳体20。可以通过去除电池盖84而轻易地去除电池28。
将扬声器32保持在后壳体20中。使用穿过金属底座64和用户接 口粘合剂60并与用户接口衬底56底部上的导电焊盘连接的电连接器 238将扬声器32进一步耦合到集成电路衬底24。所述传导焊盘通过连 接器268和188而耦合到与集成电路衬底连接的导电迹线。扬声器32
15的音频输出侧190朝着手机设备10的正面被放置，而扬声器32的背
面236 (参见图2)由后壳体20来保持。扬声器32可以是本领域中已 知的任何类型，诸如固态扬声器、陶瓷扬声器，或缠绕线圈扬声器。 例如，可以使用扬声器32来提供低音量电话音频、扩音器音频、铃声 音频，或振动。扬声器32还可以包括电连接器238 (参见图2)，诸 如弹簧连接器。
可以将顶部天线76和底部天线80保持在后壳体20中。还可以以 与扬声器类似的方式通过用户接口衬底56将顶部天线76进一步耦合 到集成电路衬底24。到用户接口衬底56上的天线的耦合可以采取被控 阻抗传输线的形式，该被控阻抗传输线通过采用具有很大程度上由单 层上的导体迹线之间的间距所限定的阻抗的共平面波导传输线来实 现，这适合于低成本组装，或者通过诸如条形线或微条形线的多层传 输线结构来实现。可以以与扬声器和顶部天线类似的方式(如果期望 的话)或以任何其它适当的方式来耦合底部天线。例如，可以将底部 天线80直接耦合到集成电路衬底24底部上的电触点或它的其它表面。 可以在壳体20的底面176上将两个天线元件76和80附着于后壳体20。 替换地，可以使用单个天线。天线76和80可以包括用于将天线76和 80操作性地耦合到层叠前子组件15的整体连接器192。连接器192可 以是弹簧连接器的形式，其中，冲压的金属的被成形为在负载下弯曲。 在组装的手机设备10中，连接器192穿过金属底座64中的电气端口 246 (参见图2)以接触用户接口衬底56。在不需要焊接的情况下，从 后壳体20施加于连接器192上的力将连接器192保持在原位，而弹簧 连接器的弯曲或弹簧作用保证电气连接。双平面天线被示为顶部和底 部天线76和80，并且是冲压的金属，但是可以使用本领域中已知的其 它天线类型。在具有金属底座64所限定的全长屏蔽的手机设备10中， 双平面天线是有用的。
可以以任何适当的方式将扩音器68保持在后壳体20中。可以将 扩音器68耦合到集成电路衬底24。例如，可以通过例如从扩音器68直接到集成电路衬底24的焊接引线而将扩音器68电气耦合到集成电
路衬底24。可以由适合于支撑扩音器68的后壳体20中的内侧壁182 将扩音器68保持在后壳体20中。后壳体20中的内侧壁182还可以支 撑扩音器68使其靠着固定于用户接口衬底56的用户接口衬底粘合层 60。充电插口连接器72也保持在后壳体20中并且可以固定于集成电 路衬底68。如功能部件285所描绘的，主要通过将周围的扩音器索环 (grommet)压配合到金属底座64中形成的功能部件来保持扩音器。 壳体20中的功能部件向扩音器的背面施加压力以便将其密封为靠着衬 底56的背面204。
图2是从后透视图示出的一个手机设备示例的分解组装视图，其 描绘了本发明的一个实施例。作为上述实施例的进一步，手机设备10 的后透视图更好地示出了某些方面。
可以将操作性标记226涂覆于片状件36。例如，可以将装饰油墨 涂敷于片状件36的底面224以便向手机的前面提供彩色和修饰并提供 诸如图形的操作性标记226，以辅助手机设备10的操作。装饰油墨中 的开口为显示器52提供查看窗口。替换地，如本领域所已知的，可以 使用贴花、嵌花，或其它图形膜、油漆，或涂层。
键盘硅酮衬底44的底面220可以包括伸长部分242或柱塞，其在 用户在键盘硅酮衬底44上施加力时驱动键盘弹片阵列48的弹片152。
为了在没有线缆连接或焊接的情况下促进部件或层之间的电信号 通过，可以在手机设备10内的结构中限定电气端口。例如，金属底座 64可以限定用于穿过上天线76的连接器192的电气端口 246。类似地， 用户接口衬底粘合剂60可以限定电气端口 250， 一旦金属底座64与用 户接口衬底胶粘剂60组装，该电气端口 250使天线电气端口延伸到用 户接口衬底56。可以在用户接口衬底56的底面204上包括电接触焊盘 254作为传导通路并且该电接触焊盘254接纳天线连接器192。当组装
17手机设备10时，通过由接触天线76的后壳体20施加的机械力来将天 线连接器192保存为靠着接触焊盘254。
类似地，金属底座64可以限定用于穿过扬声器32的连接器238 的电气端口 258。用户接口衬底粘合剂60可以限定电气端口 262， 一 旦将金属底座64与用户接口衬底粘合剂60组装，该电气端口 262使 扬声器电气端口延伸到用户接口衬底56。可以在用户接口衬底56的底 面204上包括接触焊盘266以接纳扬声器连接器238。当组装手机设备 10时，通过由与扬声器32的底侧236接触的后壳体20施加的机械力 来将扬声器连接器238保持为靠着接触焊盘266。
可以将用于集成电路衬底24的连接器268固定于用户接口设备56 的底面204。可以在金属底座64中限定用于通过连接器268的电气端 口 272。组装金属底座64和用户接口衬底56之后，可以将集成电路衬 底24的电连接器188插入用户接口设备连接器268以便操作性地连接 这些衬底。
可以将包括用于显示器52的驱动器的电气部件1002 (参见图10) 固定于用户接口衬底56的底面204的下半部分104。然而，可以保持 用户接口衬底56的底面204的上半部分IOO(与显示器52相对的一侧) 无部件，以便有助于电泳显示器膜52的层叠。
还参照图3和图11，为了促进扬声器32与手机设备IO外界之间 和手机设备10外界与扩音器68之间的声音通过，可以由层叠前子组 件15、粘合片状件40和金属底座(如果使用它们)的层中的堆叠开口 来限定扩音器音频端口 316和扬声器音频端口 320。例如，对于扬声器 32，由金属底座64来限定音频端口部分274，由用户接口衬底粘合剂 60来限定音频端口部分276，由用户接口衬底56来限定音频端口部分 278，由粘合片状件40来限定音频端口部分280，并由片状件36来限 定音频端口部分282。应认识到图11出于方便说明的目的而未示出扬声器上的全部层的细节。例如，其未示出形成端口的部分的显示器52 或粘合片状件40。手机设备10的组装通过将在每个层中限定的音频端
口部分的截面垂直地堆叠来建立穿过扬声器32的音频输出侧190与片 状件36的顶面156之间的手机设备的连续音频端口 。以类似的方式， 对于扩音器68，由金属底座64来限定音频端口部分285，由用户接口 衬底粘合剂60来限定音频端口部分286，由用户接口衬底56来限定音 频端口部分288，由粘合片状件40来限定音频端口部分292，并由片 状件36来限定音频端口部分294。手机设备10的组装建立通过扩音器 68与片状件36的顶面156之间的手机设备的连续扩音器音频端口。如 图3所示，扩音器68被橡胶索环包围。该索环经由干涉配合而周向地 密封至扩音器的主体，而且经由形成的功能部件285中的干涉配合而 周向地密封至金属底座64，并经由压力而密封至衬底56的背面204， 该压力由后壳体20中的肋壁182施加。
垫圈296密封扬声器32的音频输出侧190以防止手机设备10中 的扬声器32与扩音器68之间的音频泄露或回声，并密封底座64与外 壳20的接口处的音频腔体。当组装手机设备10时，后壳体20中的内 侧壁182机械地将扬声器32支撑为靠着垫圈296。由端口孔(porting hole)中金属底座64、用户接口衬底56,以及片状件36的整个周界周 围的粘合层60和40来密封音频端口 282以防止泄露。
图3是图1的手机设备的组装形式的纵向横截面，其描绘了本发 明的一个实施例。该横截面示出了薄的层叠前子组件15，该薄的层叠 前子组件15包括层叠的金属底座64、用户接口衬底粘合剂60，以及 用户接口衬底56，在该用户接口衬底56上将键盘和键盘硅酮衬底44 层叠到手机设备10的下半部分304中，并且在该用户接口衬底56上 将显示器52层叠到手机设备10的上半部分308中。跨过下半部分304 和上半部分308将粘合片状件40和片状件36层叠以完成层叠前子组 件15。连同其它优点一起，层叠前子组件15在密封并保护手机内容的 同时和展现出超薄外型的同时提供显示器和键盘输入的用户接口功该横截面示出了支撑层叠前子组件的后壳体20。特别地，外侧壁
178支撑片状件36，而内侧壁182支撑层叠前子组件的其它层，诸如 金属底座64和用户接口衬底56。后壳体20保持诸如集成电路衬底24、 电池28，以及扬声器32的较大部件。内侧壁182支撑扬声器32和集 成电路衬底24。内侧壁182限定电池盒184 (参见图1)，同时通过耦 合到电池盖84而间接地支撑电池28。另外，由内侧壁182来支撑扩音 器68。由后壳体20的底部壁230来支撑顶部天线76和底部天线80。
将集成电路衬底24、电池28，以及扬声器32在不堆叠的同时沿 着手机设备10的长度保持为邻近。这种布置使手机设备10的厚度最 小。顶部天线76和底部天线80沿着手机设备IO的底部被保持，而金 属底座64被安置在手机设备10的天线76和80与片状件36之间。如 上所述，由层叠前子组件15的若干层中的端口来限定扬声器音频端口 320和扩音器音频端口 316。
图4是图1的手机设备的组装形式的横向横截面，其描绘了本发 明的一个实施例。图5是图4所示的横截面的一部分的放大图，其描 绘了本发明的一个实施例。详细地示出了片状件36与后壳体20之间 的接口。在本示例中，沿着后壳体的侧壁放置支撑面以支撑片状件36。 在本示例中，在后壳体20的外侧壁178中形成脊状物180以接纳片状 件36，使得片状件36在装配在后壳体20内部的同时部分地在后壳体 20的外侧壁178上延伸。替换地，后壳体20可以简单地呈现平坦表面 而无凹口 ，以便如果将片状件36的尺寸确定为在外侧壁178的顶部上 延伸，则片状件36将不会装配在后壳体20的内部。替换地，可以将 片状件36的尺寸确定为装配在后壳体20的内部，而不在外恻壁178 上延伸。另外，将片状件36的边缘504倒角(chamfer)以提供光滑的 接口边缘。本领域的技术人员应认识到，在本发明的范围内，可以有 片状件36与后壳体20之间的接口的其它实施例。
20电池盖84机械地耦合到后壳体20，使得后壳体20经由电池盖84 来支撑电池28。虽然描绘了后壳体20与电池盖84之间的闩锁装置506， 但本领域的技术人员应认识到，在本发明的范围内，可以有后壳体20 与电池盖84之间的接口的其它实施例。在所示的示例中，门经由图4 的最右侧所示的钩状物沿着一侧钩住。有三个这样的钩状物，可以在 图1的最底部看到(无标签)。该门向下旋转，且图1所示的两个塑 料卡扣功能部件189与组装到壳体20的冲压的金属箔弹簧闩(未示出) 啮合。功能部件506是辅助该闩锁并保持盖子的边缘平坦的轻制动器 (light detent)。不是钩住一侧且扣上另一侧，而是应认识到，门将钩 在底部边缘上并扣在顶部边缘，或反过来，或者可以使用任何适当的 门结构。
由光导管支架112将光导管507固定于用户接口衬底56。示出了 显示器52的若干附加功能部件。在用户接口衬底56与用户接口衬底 粘合层60之间设置背面阻挡膜508。背面阻挡膜508防止湿气从用户 接口衬底56的背面进入显示器52。沿着显示器52的边缘将适当配制 (dispensed)的密封剂512涂敷于用户接口衬底56。配制的密封剂512 防止湿气进入显示器52。在显示器上设置正面阻挡膜516以防止湿气 进入显示器52。
图6是一个手机设备示例的层叠前子组件的部分的示意图，其描 绘了显示器52的一个实施例，显示器52例如包括诸如由美国剑桥MA 的EInk公司制造的基于EInk (商标)成像胶片(imaging film)的显 示器的类型的电泳显示器。如下所述，描绘了用户接口衬底56和显示 器52以及附加粘合剂和密封或阻挡层的叠层的示例。在本示例中，显 示器52包括传导层叠粘合剂608、电泳油墨612、氧化铟锡涂层616， 以及正面电极板620。显示器52被层叠到存在于用户接口衬底56上的 显示器电极图案(参见图7)，或背面电极图案上。显示器电极图案 604可以包括例如经过有选择地蚀刻的金属层。该选择性蚀刻留下显示器电极图案604和插入间隔606，其中，从下层的用户接口衬底56去 除了所述金属层。
可以通过传导环氧树脂将显示器52的ITO涂层616连接到用户接 口衬底56上的显示器电极图案604上的焊盘(未示出)。如本领域中 所已知的，电泳油墨612中的微囊体包含经过充正电和充负电的白色 和黑色粒子。通常，当在显示器52和显示器膜620上的ITO涂层616 和显示器(背面)电极图案604之间施加适当的电压时，白色粒子将 被吸引到一个电极，而黑色粒子将被吸引到另一电极。吸引力将使粒 子移动，从而引起显示器52的部分呈现黑色或白色。在显示器上设置 可以包括紫外线滤光器的正面阻挡膜516以防止湿气进入显示器52。
替换地，如主动矩阵电泳显示器的情况一样，可以使用薄膜晶体 管作为显示器电极图案(背面电极)。如上所述，背面阻挡片状件508、 正面阻挡膜516，进一步包括正面阻挡片状件628和透光粘合剂624， 以及配制的密封剂512，可以被设置，以防止湿气渗透到显示器52中。
图7是从前透视图示出的图1的手机设备的一部分的分解组装视 图，其描绘了本发明的一个实施例。用户接口衬底56的顶面96包括 显示器电极图案604。当跨过显示器52和显示器电极616及电极图案 604 (正面和背面电极)施加适当的电压时，显示器电极图案604限定 将出现在显示器52上的形状、数字，以及画面。显示器的"后台 (background)"本身是有源电极，因此可以将其驱动为白色或黑色。 更详细地示出了键盘触点阵列108。由背面阻挡膜508来限定扬声器音 频端口 276。而且，图7中有标签628和624。由用户接口衬底56来 限定扬声器音频端口 278。将显示器52组装到用户接口衬底56。将正 面阻挡膜516组装到显示器52。在显示器52的周界周围设置配制的密 封剂512。显示器的层中的断流器708适合于至少部分地包围用户接口 衬底音频端口 278的区域。虽然描绘了半径断流器(radius cutout)， 但本领域的技术人员应认识到，可以使用各种断流器形状，包括完全
22包围音频端口 278的形状。将电泳显示器52层叠到显示器电极图案604 使这种设计特性成为可能。
图8是从后透视图示出的图2的手机设备的分解组装视图，其描 绘了本发明的一个实施例。更详细地示出了组装在前层叠子组件15中 的后壳体20的底面228和金属底座64的底面208。由后壳体20来限 定电池盒180。后壳体20包括螺钉凸台812。层叠前子组件15包括螺 钉凸台816以保持螺钉92并从而将后壳体20机械地耦合到前层叠子 组件15。将集成电路衬底24和扩音器68附着于金属底座64。虽然在 图8中示出，将充电插口 72组装到后壳体20，但如图1所示，充电插 口 72由支撑肋壁保持在原位。金属底座64和衬底24中的断流器允许 充电插口上的弹簧触点与衬底24上的接触焊盘紧密配合。限定在后壳 体20上的突起物804与限定在金属底座64上的槽808操作性地耦合 以连接后壳体20和前层叠子组件15。本领域的技术人员应认识到，可 以将其它耦合形状形成到前层叠子组件15或后壳体20中。将操作为 用于密封扬声器音频端口 274的垫圈296固定到金属底座64。垫圈296 可以适合于形成第一圆环822和第二圆环826，该第一圆环822包围并 密封音频端口 274，该第二圆环826大于并包围第一圆环822且密封音 频腔体1104，密封底座64与后壳体20的接口处的音频腔体(参见下 述图11)。替换地，可以由单独的垫圈构成第一和第二圆环，其可能 更适合于其中音频端口 274和底座64与后壳体20的接口不在同一平 面中的布置。
图9是从前透视图示出的图1的手机设备的一部分的分解组装视 图，其描绘了本发明的一个实施例。更详细地示出了层叠前子组件15 的用户接口衬底56和金属底座64的层叠层中所限定的音频端口 274 和278的垂直堆叠。显示器52部分地包围用户接口衬底56的音频端 口 278。扬声器32被组装于音频端口堆栈下，其中金属底座64的电气 端口 258通过电连接器238。将具有网筛920的徽章916组装到片状件 36中。当将片状件36组装到用户接口衬底56时，网筛920形成用于扬声器32的最终音频端口。
图10是从后透视图示出的图2的手机设备的一部分的分解组装视 图，其描绘了本发明的一个实施例。更详细地示出了分别在层叠前子
组件15的金属底座64、用户接口衬底56，以及片状件36的层叠层中 限定的扬声器音频端口 274、 278，以及282的垂直堆叠。垫圈296密 封用于扬声器32的音频端口 274。更详细地示出了分别在层叠前子组 件15的金属底座64，和用户接口衬底56的层叠层中限定的扩音器音 频端口部分286和288，以及292的垂直堆叠。可以将粘合片状件40 涂覆于片状件36的周界。可以将键盘衬底44耦合到片状件36。可以 在键盘衬底44与用户接口衬底56之间耦合键盘阵列48。可以将包括 用于显示器52的驱动器的电气部件1002固定于用户接口衬底56。可 以将扩音器68固定于集成电路衬底24。可以在金属底座64中限定螺 钉凸台1020以保持用于附着集成电路衬底24的螺钉88。
图11是图8的手机设备的组装形式的扬声器腔体的横向横截面， 其描绘了本发明的一个实施例。该图示出了手机设备IO中的音频端口 形成(porting)和密封的功能部件。由电连接器238通过包括由金属底 座64限定的电气端口 258和由用户接口衬底粘合层60限定的电气端 口的组合电气端口 263将扬声器32耦合到用户接口衬底56的电触点 266。如所示，电连接器238可以是弹簧触点，或者可以是另一种类型 的压力触点或其它非压力连接器。可以使用螺旋弹簧，可以使用梁弹 簧、弹性触点或任何适当的连接器。电连接器238可以是金的或镀金 的。
扬声器32上的扬声器音频端口 320包括由金属底座64限定的堆 叠音频端口部分274、由用户接口衬底粘合层60限定的音频端口部分、 由用户接口衬底56限定的音频端口部分278，以及由片状件36限定的 音频端口部分。用户接口衬底粘合层60可操作为将组合电气端口 263 与组合音频端口 320分离。即，粘合层60的存在防止通过组合音频端口 320而从扬声器32传送的音频通过组合电气端口 263而泄露回手机 设备10中。另外，在扬声器32与金属底座64之间设置垫圈296。垫 圈296还防止通过音频端口 320而从扬声器32传送的音频通过组合电 气端口 263而泄露回手机设备10中。
后壳体20还可以适合于在扬声器32之下提供音频腔体1104。例 如，后壳体20可以适合于在将底部壁230的内表面1108和外侧壁178 的内表面112与扬声器32间隔开的同时支撑后壳体20的内侧壁182 上的扬声器32。音频腔体1104可以增大扬声器32的低音响应(和响 度)，这在使用扬声器32作为喇叭时可能特别有用。后壳体还可以适 合于提供凹口 1116以支撑外侧壁178上的垫圈296。垫圈296可以适 合于形成第一圆环822和第二圆环826，该第一圆环822包围并密封音 频端口 274，该第二圆环826大于并包围第一圆环822，其密封音频腔 体1104。本领域的技术人员应认识到，后壳体和垫圈接口的其它实施 例将起作用。替换地，可以在后壳体中形成单独的壁以封闭音频腔体 1104，而不是将这些壁与壳体的侧壁集成。或者，可以用完全独立的 部分来形成音频腔体的侧壁1112和后壁1108，诸如成型弹性外壳，这 可以允许去除垫圈296的外部部分826。 (c)可以用单独的垫圈来密 封扬声器和音频腔体。垫圈296可以限定扬声器32周围的第一环形密 封和第一圆环周围的第二圆环以便如例如图8所示密封音频腔体1104 (参见图11)的周围。可以将顶部天线76和整体连接器192放置在音 频腔体1104内，并以与扬声器32和电连接器238类似的方式通过金 属底座64和衬底粘合层60中的开口将其耦合到用户接口衬底56。
参照图12和13，键盘1200包括多个键1202，在这里将其示为 BELL键盘配置，除诸如电源键等功能键及如所示的其它键之外还具有 除"*" 、 以外的数字0-9。然而，将认识到，可以使用任何适当
的键盘配置。同样参照图1，键盘1200包括多个键划分器1204、 1206、 1208、 1210，所述多个键划分器1204、 1206、 1208、 1210相对于所述 多个键1202被安置并以键盘基底44 (参见图1)为基础。所述多个键
25划分器1204-1210中的每一个包括凸起引导部分1212、 1213和1214 及设置在所述多个凸起引导部分1212、 1213和1214之间的触觉提示 部分1216和1218。然而，应认识到，可以使用任何适当数目(更多或 更少)的凸起引导部分和触觉提示部分。在本示例中，可以在水平行 1220中放置数字键1-9，并且分别在诸如键划分器1206和1208或键划 分器1208和1210的平行弧形键划分器之间放置水平行中的键。
在本示例中，键盘1200还包括放置在多个键之上的分段键划分器 1222，所述多个键在本示例中为第一行的数字键l、 2、 3。分段键划分 器1222示出了两个分段部分1224和1226。同样在本示例中，将分段 键划分器1222放置为邻近导航键168。也可以根据需要使用其它的键 划分器1230和1232。
触觉提示部分1218和1216在水平方向上为手指或其它物体提供 横向触觉提示。在所示的示例中， 一组平行弧形键划分器还提供可以 在其之间引导手指的弧形轨道。如本示例中所示的，触觉提示部分1216 和1218相对于所述多个凸起引导部分而凹陷。然而，应认识到，触觉 提示部分1218和1216可以相对于所述多个凸起引导部分1214、 1213 和1212而凸起。如上所述，可以以任何适当的方式实现键盘1200,在 本示例中，其包括片状件36、键盘衬底44、键盘阵列48和以有利于 操作的方式而被固定的图案化触点108。片状件36在其上面包括键盘 标记和槽，该槽的尺寸被操作性地确定为接纳所述多个弧形键划分器。 虽然示出了弧形键划分器，但是也可以使用直的键划分器或其它适当 形状的键划分器。
同样如所示，触觉提示部分1216和1218偏离键的中心。例如， 数字7以及与该键相关联的字母"pqrs"关于其相应的凸起引导部分而 确定中心，并且相应的触觉提示部分偏离该键的中心。
连同其它优点一起，使用带有局部凸起或凹陷的单个弧形键分区的键盘可以提供跨越水平行的键的触觉提示。同样地，将水平触觉提 示集成到单个键分区中，允许有改善的用户经验。本领域的技术人员 应认识到其它优点。
已仅出于例举和说明而非限制的目的而提出了本发明的以上详细 说明及其中所述的示例。因此可以预期，本发明涵盖在以上公开及本 文要求保护的基本原理的精神和范围内的所有修改、变更，或等价物。
权利要求
1.一种键盘，包括多个键；以及在操作中相对于所述多个键安置的多个键划分器，其中，所述多个键划分器中的每一个包括多个凸起引导部分和插入在所述多个凸起引导部分之间的至少一个触觉提示部分。
2. 如权利要求l所述的键盘，其中，键的水平行被安置在平行的 键划分器之间。
3. 如权利要求l所述的键盘， 述多个凸起引导部分而凹陷。
4. 如权利要求1所述的键盘， 述多个凸起引导部分而凸起。
5. 如权利要求1所述的键盘， 键划分器。其中，所述触觉提示部分相对于所其中，所述触觉提示部分相对于所还包括被安置在多个键之上的分段
6. —种键盘，包括多个键，被布置为BELL键盘布局；以及多个弧形键划分器，操作性地被安置在各行键中的键之上和之下， 其中，所述多个弧形键划分器中的每一个包括多个凸起引导部分和插 入在所述多个凸起引导部分之间的多个触觉提示部分，该触觉提示部 分提供横向触觉提示。
7. 如权利要求6所述的键盘，包括包含所述多个弧形键划分器 的弹性片状件；支撑该弹性片状件的键盘弹片阵列；以及，键盘片状 件，该键盘片状件具有槽和位于该键盘片状件上面的键盘标记，所述槽的尺寸在操作中被确定为接纳所述多个弧形键划分器。
8. 如权利要求6所述的键盘，其中，所述多个触觉提示部分中的 每一个偏离多个键的中心。
9. 一种手持设备，包括 多个键；以及在操作中相对于所述多个键安置的多个弧形键划分器，其中，所 述多个弧形键划分器中的每一个包括多个凸起引导部分和插入在所述 多个凸起引导部分之间的至少一个触觉提示部分。
10. 如权利要求9所述的手持设备，其中，所述键被安置在平行 的弧形键划分器之间。
11. 如权利要求9所述的手持设备，其中，所述触觉提示部分相 对于所述多个凸起引导部分而凹陷。
12. 如权利要求9所述的手持设备，其中，所述触觉提示部分相 对于所述多个凸起引导部分而凸起。
13. 如权利要求9所述的手持设备，还包括被安置在多个键之上 的分段弧形键划分器。
14. 一种手持设备，包括 键盘，该键盘包括多个键，被布置为BELL键盘布局；以及多个弧形键划分器，在操作中被安置在各行键中的键之上和 之下，其中，所述多个弧形键划分器中的每一个包括多个凸起引导部分和插入在所述多个凸起引导部分之间的多个触觉提示部分，该触觉 提示部分提供横向触觉提示。
15. 如权利要求14所述的手持设备，包括弹性片状件，该弹性片 状件包括所述多个弧形键划分器。
16. 如权利要求15所述的手持设备，其中，所述多个触觉提示部 分中的每一个偏离多个键的中心。
全文摘要
键盘(1200)包括多个键(1202)和多个键划分器(1204-1210)，其中，每个键划分器包括多个凸起引导部分(1212-1214)和插入在所述多个凸起引导部分(1212-1214)之间的至少一个触觉提示部分(1214)。在一个示例中，键盘(1200)是BELL键盘并由包含所述键划分器(1212-1214)的弹性衬底(44)、支撑硅酮衬底(44)的键盘弹片阵列(48)和键盘片状件(36)组成，所述键盘片状件(36)例如为前组件的顶片，其上面具有键盘标记和尺寸被操作性地确定为接纳所述多个键划分器的槽。
文档编号G06F3/01GK101495944SQ200780027845
公开日2009年7月29日 申请日期2007年7月10日 优先权日2006年7月24日
发明者史蒂文·C·埃默特, 马克·D·芬尼 申请人:摩托罗拉公司