输入装置的制作方法

本发明是有关于一种输入装置，且特别是有关于一种具有机械式按键手感的按键结构的输入装置。

背景技术：

键盘是个人电脑与笔记本电脑最重要的输入界面，使用者通过按压不同的按键，使电脑产生相对应的动作。依键盘的按键结构，可以简单的分为机械式与薄膜式二种。机械式按键具有手感最佳、寿命最长且触发行程短的优点，但其缺点在于所搭配触发的印刷电路板制程复杂且价格昂贵。另一方面，薄膜式按键则因搭配薄膜电路板所有有轻重量、价格低与制程简单的优点，但其缺点在于手感不佳、寿命短且触发行程较长。因此如何设计出可同时具有机械式按键与薄膜式按键优点的按键结构已成为制造商在开发产品时的重要课题之一。

技术实现要素：

本发明提供一种输入装置，具有按键结构，可达到机械式按键手感与薄膜式按键的低成本的优点。

本发明的输入装置，其包括至少一按键结构以及薄膜电路板。按键结构包括上盖、柱塞、套筒、杆件、第一弹性件、第二弹性件以及下盖。上盖具有第一开口。柱塞组装于上盖上，且具有突起部与连接突起部的导正部，其中柱塞的突起部突出于上盖的第一开口。套筒组装于柱塞内。杆件可移动地套设于套筒内。第一弹性件套设于杆件内，其中柱塞的导正部穿入第一弹性件，以使第一弹性件的第一端抵接柱塞。第二弹性件套设于套筒之外。下盖与上盖相互卡扣，且下盖具有第二开口。第二弹性件彼此相对的第二端与第三端分别抵接于套筒与下盖。薄膜电路板配置于按键结构的下方。当柱塞的突起部受到按压时，第二弹性件弹性变形而使杆件穿过于下盖的第二开口而接触薄膜电路板并获得反作用力，而反作用力迫使杆件因第一弹性件弹性变形而溃缩于第二开口中并触发薄膜电路板。

在本发明的一实施例中，上述的薄膜电路板至少包括第一图案化线路薄膜、第二图案化线路薄膜以及绝缘薄膜。绝缘薄膜位于第一图案化线路薄膜与第二图案化线路薄膜之间，且具有对应下盖的第二开口的第一通孔。当柱塞的突起部受到按压时，杆件接触薄膜电路板的第一图案化线路薄膜，以使第一图案化线路薄膜形变且通过绝缘薄膜的第一通孔与第二图案化线路薄膜接触而触发薄膜电路板。

在本发明的一实施例中，上述的第一弹性件与第二弹性件分别为压缩弹簧，且第二弹性件的外径大于第一弹性件的外径。

在本发明的一实施例中，上述的绝缘薄膜的第一通孔的孔径与第一弹性件的弹簧常数成反比。

在本发明的一实施例中，上述的输入装置，还包括：光源模块，配置于按键结构的下方，且包括电路板以及至少一与电路板电性连接的发光二极管。光源模块位于按键结构与薄膜电路板之间。电路板具有对应下盖的第二开口的第二通孔。当柱塞的突起部受到按压时，杆件穿过第二通孔而接触薄膜电路板。

在本发明的一实施例中，上述的按键结构的下盖还具有容纳部，光源模块的发光二极管对应下盖的容纳部设置。

在本发明的一实施例中，上述的输入装置还包括：平面光源，配置于按键结构下方，其中薄膜电路板位于平面光源与按键结构之间。

在本发明的一实施例中，上述的按键结构的上盖与下盖的材质皆为透光材料。

在本发明的一实施例中，上述的输入装置还包括：至少一光源，配置于薄膜电路板上，且与薄膜电路板电性连接，其中光源与薄膜电路板定义出背光模块。

在本发明的一实施例中，上述的按键结构还包括弹片，插设于下盖上，用以提供柱塞的突起部受到按压时的段落感。

在本发明的一实施例中，上述的按键结构还包括键帽，组装于柱塞的突起部上。

基于上述，在本发明的按键结构的设计中，由于按键结构具有柱塞、套筒、杆件以及第一弹性件，因此当柱塞的突起部受到按压时，第二弹性件弹性变形而使杆件穿过于下盖而接触物体(如薄膜电路板)并获得反作用力，而反作用力可迫使杆件因第一弹性件弹性变形而溃缩于下盖的第二开口中。如此一来，本发明的按键结构可具有机械式按键的手感与触发行程。此外，本发明的输入装置的设计是采用上述的按键结构与薄膜电路板的搭配，因此相较于现有的机械式按键是搭配印刷电路板而言，本发明的输入装置可具有较低成本及轻重量的优势。简言之，本发明的输入装置可具有机械式按键手感与薄膜式按键的低成本的优点。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1a示出本发明的一实施例的一种按键结构的立体示意图；

图1b示出图1a的按键结构的立体分解示意图；

图1c示出图1a的按键结构的局部剖面立体示意图；

图2示出本发明的另一实施例的一种按键结构的局部剖面立体示意图；

图3a示出本发明的另一实施例的一种按键结构的立体分解示意图；

图3b示出图3a的按键结构的剖面示意图；

图4a示出本发明的一实施例的一种输入装置的立体示意图；

图4b示出图4a的输入装置的立体分解示意图；

图4c示出图4a的输入装置的局部剖面立体示意图；

图4d示出图4a的输入装置的杆件接触薄膜电路板的示意图；

图5示出本发明的另一实施例的一种输入装置的立体分解示意图；

图6示出本发明的另一实施例的一种输入装置的立体分解示意图；

图7示出本发明的另一实施例的一种输入装置的立体分解示意图。

附图标号说明：

10a、10b、10c、10d：输入装置；

20：背光模块；

100a、100b、100c：按键结构；

110：上盖；

112：第一开口；

120：柱塞；

122：突起部；

124：导正部；

130：套筒；

140：杆件；

150：第一弹性件；

152：第一端；

160：第二弹性件；

162：第二端；

164：第三端；

170：下盖；

172：第二开口；

174：容纳部；

180：键帽；

190：弹片；

200：薄膜电路板；

210：第一图案化线路薄膜；

220：第二图案化线路薄膜；

230：绝缘薄膜；

232：第一通孔；

300：光源；

400：光源模块；

410：电路板；

412：第二通孔；

420：发光二极管；

500：平面光源。

具体实施方式

图1a示出本发明的一实施例的一种按键结构的立体示意图。图1b示出图1a的按键结构的立体分解示意图。图1c示出图1a的按键结构的局部剖面立体示意图。请同时参考图1a、图1b与图1c，本实施例的按键结构100a包括上盖110、柱塞120、套筒130、杆件140、第一弹性件150、第二弹性件160以及下盖170。

详细来说，上盖110具有第一开口112。柱塞120组装于上盖110上，且具有突起部122与连接突起部122的导正部124，其中柱塞120的突起部122突出于上盖110的第一开口112。套筒130组装于柱塞120内。杆件140可移动地套设于套筒130内。第一弹性件150套设于杆件140内，其中柱塞120的导正部124穿入第一弹性件150，以使第一弹性件150的第一端152抵接柱塞120。第二弹性件160套设于套筒130之外。下盖170与上盖110相互卡扣，且下盖170具有第二开口172。第二弹性件160彼此相对的第二端162与第三端164分别抵接于套筒130与下盖170。

请再参考图1c，在本实施例中，上盖110与下盖170的材质可例如是透光材料或不透光材料，于此并不加以限制。上盖110与下盖170相互卡扣，而将柱塞120、套筒130、杆件140、第一弹性件150与第二弹性件160固定于上盖110与下盖170内。柱塞120的突起部122突出于上盖110的第一开口112之外，以供使用者按压。柱塞120的导正部124穿过第一弹性件150，以使第一弹性件150位于导正部124与杆件140之间，其中导正部124是为了要导正第一弹性件150，以避免第一弹性件150在弹性变形时偏离其原本所在的位置。杆件140套设于套筒130内，且杆件140可因为第一弹性件150的弹性变形而在套筒130内上下移动，而产生溃缩现象。此处，第一弹性件150与第二弹性件160分别例如为压缩弹簧，且第二弹性件160的外径大于第一弹性件150的外径。第二弹性件160的外径例如是5.7毫米+/-0.05毫米，而第一弹性件150的外径例如是1.6毫米+/-0.05毫米，但并不以此为限。此外，第二弹性件160的弹簧常数也大于第一弹性件150的弹簧常数，意即第一弹性件150相较于第二弹性件160较容易产生形变。

当柱塞120的突起部122受到按压时，第二弹性件160弹性变形而使杆件140穿过于下盖170的第二开口172而接触物体并获得反作用力，而反作用力迫使杆件140因第一弹性件150弹性变形而溃缩于第二开口172中。也就是说，当施加一外力以按压柱塞120的突起部122时，第二弹性件160因受外力而压缩变形且带动杆件140向下移动并穿过下盖170的第二开口172而接触物体(如薄膜电路板，未示出)，即所谓的触发行程。此物体会提供反作用力，而迫使杆件140因第一弹性件150受反作用力压缩变形而向上移动溃缩于下盖170的第二开口172中。此时，柱塞120的突起部122仍受到外力向下压，而杆件140则溃缩至第二开口172中且持续接触物体，此即所谓的触底行程。

简言之，在本实施例的按键结构100a的设计中，按键结构100a是采用与机械式按键相同的弹性力量(即第二弹性件160的弹力)，以及当按压柱塞120而产生反作用力并提供持续按压行程的弹性力量(即第一弹性件150的弹力)。因此，本实施例的按键结构100a可具有机械式按键的手感与触发行程。

在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例，下述实施例不再重复赘述。

图2示出本发明的另一实施例的一种按键结构的局部剖面立体示意图。请同时参考图1c与图2，本实施例的按键结构100b与图1c的按键结构100a相似，两者的差异在于：本实施例按键结构100b还包括键帽180，组装于柱塞120的突起部122上。此处，键帽180可作为按键结构100b的最上薄膜构件，而使用者可通过按压键帽180而操作按键结构100b。

图3a示出本发明的另一实施例的一种按键结构的立体分解示意图。图3b示出图3a的按键结构的剖面示意图。请同时参考图1b、图1c、图3a与图3b，本实施例的按键结构100c与图1b、图1c的按键结构100a相似，两者的差异在于：本实施例的按键结构100c还包括弹片190，插设于下盖170上，用以提供柱塞120的突起部122受到按压时的段落感，借此提供使用者在按压与释放突起部122的过程中有良好的操作手感。简言之，在按键结构100c的全过程中，回馈力度因为弹片190的设置而分为二段，按键行程突破两段的边界时，会有一个回弹，让使用者感觉要经过两段才按到底，借此可增加操作手感。

图4a示出本发明的一实施例的一种输入装置的立体示意图。图4b示出图4a的输入装置的立体分解示意图。图4c示出图4a的输入装置的局部剖面立体示意图。图4d示出图4a的输入装置的杆件接触薄膜电路板的示意图。为了方便说明起见，图4b中省略示出键帽180。请同时参考图4a、4b与4c，本实施例的输入装置10a包括至少一个上述的按键结构100a、100b、100c(此处以按键结构100b作为举例说明)以及薄膜电路板200。薄膜电路板200配置于按键结构100b的下方。当柱塞120的突起部122受到按压时，第二弹性件160弹性变形而使杆件140穿过于下盖170的第二开口172而接触薄膜电路板200并获得反作用力，而反作用力迫使杆件140因第一弹性件150弹性变形而溃缩于第二开口172中并触发薄膜电路板200。

详细来说，请同时参考图4c与图4d，本实施例的薄膜电路板200至少包括第一图案化线路薄膜210、第二图案化线路薄膜220以及绝缘薄膜230。绝缘薄膜230位于第一图案化线路薄膜210与第二图案化线路薄膜220之间，且具有对应下盖170的第二开口172的第一通孔232。此处，第一图案化线路薄膜210、绝缘薄膜230以及第二图案化线路薄膜220三者之间都有空气间隙。当柱塞120的突起部122受到按压时，杆件140接触薄膜电路板200的第一图案化线路薄膜210，以使第一图案化线路薄膜210形变且通过绝缘薄膜230的第一通孔232与第二图案化线路薄膜220接触而触发薄膜电路板200。

特别是，本实施例的绝缘薄膜230的第一通孔232的孔径与第一弹性件150的弹簧常数成反比。举例来说，当绝缘薄膜230的第一通孔232的孔径较大时，第一图案化线路薄膜210仅需要较小的触发压力即可与第二图案化线路薄膜220产生架桥现象而触发薄膜电路板200；反之，当绝缘薄膜230的第一通孔232的孔径较小时，第一图案化线路薄膜210则需要较大的触发压力才能与第二图案化线路薄膜220产生架桥现象而触发薄膜电路板200。因此，可以通过调整第一弹性件150的弹簧常数而达到所需要的触发行程。

简言之，在本实施例的输入装置10a的设计中，按键结构100b的柱塞120的突起部122受到按压时，第二弹性件160弹性变形而使杆件140穿过于下盖170而接触薄膜电路板200并获得反作用力，而反作用力可迫使杆件140因第一弹性件150弹性变形而溃缩于下盖170的第二开口172中。因此，本实施例的按键结构100b可提供机械式按键的手感与触发行程。由于本实施例的输入装置10a是采用具有机械式按键手感的按键结构100b与薄膜电路板200的搭配，因此相较于现有是机械式按键与印刷电路板的搭配而言，本实施例的输入装置10a可具有较低成本及轻重量的优势。

图5示出本发明的另一实施例的一种输入装置的立体分解示意图。请同时参考图4b与图5，本实施例的输入装置10b与图4b的输入装置10a相似，两者的差异在于：本实施例的输入装置10b是采用图1b的按键结构100a，且本实施例的输入装置10b还包括至少一光源300，配置于薄膜电路板200上，且与薄膜电路板200电性连接。此处，光源300与薄膜电路板200定义出背光模块20，且按键结构100a的上盖110与下盖170的材质，较佳地，皆为透光材料。简言之，背光模块20可以提供光源以使按键结构100b发光。此处，如图5所示，光源300可对应下盖170的容纳部174设置，以使光源300可从下盖170的容纳部174向上穿过上盖110而出光。光源300例如是发光二极管，但并不以此为限。

图6示出本发明的另一实施例的一种输入装置的立体分解示意图。请同时参考图4b与图6，本实施例的输入装置10c与图4b的输入装置10a相似，两者的差异在于：本实施例的输入装置10c是采用图1b的按键结构100a，且输入装置10c还包括光源模块400，配置于按键结构100a的下方。详细来说，本实施例的光源模块400包括电路板410以及至少一与电路板410电性连接的发光二极管420。光源模块400位于按键结构100b与薄膜电路板200之间，且电路板410具有对应下盖170的第二开口172(请参考图1c)的第二通孔412。当柱塞120的突起部122受到按压时，杆件140会依序穿过下盖170的第二开口172以及电路板410的第二通孔412而接触薄膜电路板200。此处，光源模块400的发光二极管420对应下盖170的容纳部174设置。也就是说，发光二极管420的光可从下盖170的容纳部174向上穿过上盖110而出光。

图7示出本发明的另一实施例的一种输入装置的立体分解示意图。请同时参考图4b与图7，本实施例的输入装置10d与图4b的输入装置10a相似，两者的差异在于：本实施例的输入装置10d是采用图1b的按键结构100a，且本实施例的输入装置10d还包括平面光源500，配置于按键结构100a下方，其中薄膜电路板200位于平面光源500与按键结构100a之间。简言之，平面光源500可提供平面光给按键结构100a，可作为按键结构100a的背光源。

综上所述，在本发明的按键结构的设计中，由于按键结构具有柱塞、套筒、杆件以及第一弹性件，因此当柱塞的突起部受到按压时，第二弹性件弹性变形而使杆件穿过于下盖而接触物体(如薄膜电路板)并获得反作用力，而反作用力可迫使杆件因第一弹性件弹性变形而溃缩于下盖的第二开口中。如此一来，本发明的按键结构可具有机械式按键的手感与触发行程。此外，本发明的输入装置的设计是采用上述的按键结构与薄膜电路板的搭配，因此相较于现有的机械式按键是搭配印刷电路板而言，本发明的输入装置可具有较低成本及轻重量的优势。简言之，本发明的输入装置可具有机械式按键手感与薄膜式按键的低成本的优点。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。