按键结构的制作方法

文档序号:13146942阅读:129来源:国知局
技术领域本实用新型一般关于一种按键结构,具体而言,本实用新型关于一种提升按压手感又可有效降低按键高度的按键结构。

背景技术:
习知键盘结构通常使用薄膜电路层作为信号产生的开关元件。一般而言,薄膜电路层由上电路层、下电路层及分隔上、下电路层之间隔层所构成,其中上、下电路层具有对应的复数个开关接点以作为复数按键的触发电路。当按压键帽触发薄膜电路层时,上电路层变形而使得上电路层的开关接点接触下电路层的对应开关接点,进而使薄膜开关导通而产生信号。然而,薄膜电路层经过频繁使用或在施力不当的情况下容易损坏,且难以维修。再者,当薄膜电路层中对应某个按键的触发电路损坏时,无法针对个别按键修复对应的触发电路,而必须更换整个键盘的薄膜电路层,使得维修成本偏高。此外,使用者按压键帽触发薄膜电路层时,缺乏鲜明的段差回馈,造成按压的手感不佳,在游戏的操作中无法满足使用者的操纵感。因此,如何提升按键结构的按压手感又有效降低按键高度为研发的重点之一。

技术实现要素:
本实用新型的一目的在于提供一种按键结构,其利用微动开关提升使用者的按压手感,又能增进个别按键维修的可行性。本实用新型的另一目的在于提供一种按键结构,其整合发光元件及/或电子元件于电路板上,以具有最佳化的按键布局。本实用新型的又一目的在于提供一种按键结构,其藉由底板的开口设计容置按键的部件,以有效降低按键高度。于一实施例,本实用新型提供一种按键结构,其包含底板、键帽、电路板及微动开关,其中底板具有开关孔;键帽可相对于底板移动地设置于底板上方;电路板设置于底板上并具有通孔;微动开关位于键帽下方并穿过通孔以部分容置于开关孔中,微动开关电连接电路板,当键帽朝底板移动时,键帽触发微动开关。于一实施例,按键结构更包含发光元件,其中发光元件电连接电路板并外露于电路板上表面,使发光元件可朝键帽投射光线。于一实施例,按键结构更包含电子元件,其中底板更具有元件孔,且电子元件电连接电路板并凸出于电路板下表面,上表面和下表面相对,电子元件至少部分容置于元件孔中。于一实施例,电路板具有上布线层与下布线层,其中上布线层电性连接发光元件,下布线层电性连接电子元件。于一实施例,按键结构更包含支撑单元,其中支撑单元连接键帽及底板,以支撑键帽相对于底板运动。于一实施例,底板具有至少一耦接件,且电路板具有至少一破孔,其中至少一破孔对应至少一耦接件,以使至少一耦接件向上穿过至少一破孔耦接支撑单元。于一实施例,电路板为硬式印刷电路板,当键帽因应按压力朝底板移动而触发微动开关时,硬式印刷电路板可承受微动开关传递的按压力,免于向下弯曲变形。于一实施例,微动开关具有壳体侧壁与至少一接脚,至少一接脚自壳体侧壁的中段先水平延伸而出,然后再向下弯折以电连接电路板。于一实施例,开关孔大于通孔,使至少一接脚向下弯折以电连接电路板电连接电路板后,接脚下端部分容置于开关孔中,而使接脚下端部分与底板保持预设间距。于一实施例,通孔的孔径大小与微动开关的壳体侧壁的外径相符,使得微动开关嵌设于通孔中,微动开关的壳体侧壁与通孔内壁实质相贴。于另一实施例,本实用新型提供一种按键结构,其包含底板、电路板、键帽、支撑单元及微动开关,其中电路板设置于底板上;键帽设置于电路板上方,键帽与底板间保持一间距,键帽具有键帽中线;支撑单元设置于底板与键帽之间,支撑单元连接键帽及底板,以支撑键帽可相对于底板运动,支撑单元相对于键帽中线具有对称的结构;微动开关设置于键帽下方,键帽中线经过微动开关该微动开关被支撑单元所包围,微动开关具有壳体底面与复数个接脚,微动开关透过复数个接脚以电连接电路板,壳体底面至少部分抵接于电路板的上表面;当键帽被按压而朝底板移动时,键帽触发微动开关;当键帽被释放时,微动开关使键帽向上运动朝远离底板方向移动。于又一实施例,本实用新型提供一种按键结构,其包含底板、电路板、键帽、微动开关及电子元件,其中底板具有元件孔;键帽可相对于底板移动地设置于底板上方;电路板设置于底板上;微动开关设置于键帽下方,微动开关具有壳体底面及复数个接脚,微动开关透过复数个接脚以电连接电路板,且壳体底面至少部分抵接于电路板的上表面;电子元件电连接电路板并凸出于电路板的下表面,电子元件至少部分容置于元件孔中。于一实施例,还包含发光元件,其中该发光元件电连接该电路板并外露于该电路板的上表面,使该发光元件朝该键帽投射光线。于一实施例,该电路板具有上布线层与下布线层,该上布线层电性连接该发光元件,该下布线层电性连接该电子元件。于一实施例,还包含电子元件,其中该底板更具有元件孔,且该电子元件电连接该电路板并凸出于该电路板的下表面,该电子元件至少部分容置于该元件孔中。于一实施例,电路板更具有通孔,至少部分壳体底面穿设于通孔,以达到定位效果。于一实施例,该键帽还具有键帽中线,该支撑单元相对于该键帽中线具有对称的结构,该微动开关位于该键帽中线下方。与现有技术相比,本实用新型提供的按键结构,藉由微动开关的设置可提升使用者的按压手感,且微动开关整合于提供所需电路径的电路板,又能增进个别按键维修的可行性及便利性。进一步的,通过将电路板设置于底板上方并开设容置微动开关的孔洞(例如通孔及开关孔),可充分利用电路板及底板的厚度尺寸,有效降低按键结构的整体高度。附图说明图1A为本实用新型一实施例的按键结构俯视视角的爆炸图;图1B为本实用新型一实施例的按键结构仰视视角的爆炸图;图1C及图1D分别为图1A的按键结构不同方向的剖面示意图;图2至图5为本实用新型不同实施例的按键结构的示意图;图6A为本实用新型另一实施例的按键结构俯视视角的爆炸图;图6B为本实用新型另一实施例的按键结构仰视视角的爆炸图;图6C及图6D分别为图6A的按键结构不同方向的剖面示意图;以及图7为本实用新型又一实施例的按键结构的示意图。具体实施方式本实用新型提供一种按键结构,其可应用于任何按压式输入装置,例如键盘,以提升按压手感、有效降低按键高度、增进维修可行性。于后参考图式,详细说明本实用新型实施例的按键结构各元件的结构及操作。如图1A至图1D所示,于一实施例,按键结构10包含底板110、键帽120、电路板130及微动开关140。底板110具有开关孔112;键帽120可相对于底板110移动地设置于底板110上方;电路板130设置于底板110上并具有通孔132与接脚焊接孔136;微动开关140位于键帽110下方并穿过通孔132以部分容置于开关孔112中,且微动开关140电连接电路板130。当键帽120朝底板110移动时,键帽120触发微动开关140。此外,按键结构10可更包含支撑键帽120相对于底板110运动的支撑单元150、朝键帽120投射光线的发光元件160及/或电子元件170等(于后详述)。在此需注意,于实施例中虽仅以单一按键结构10进行说明,但当复数个按键结构10组合成键盘时,各按键结构10的部分元件可整合成单一部件,以达到降低制造成本与组装成本的效益。具体而言,底板110开设有开关孔112及元件孔114,以分别供容置微动开关140及电子元件170。于此实施例,开关孔112及元件孔114较佳为贯穿底板110的破孔,以使得底板110在厚度方向(即键帽120的移动方向)上具有最大的容置空间,但不以此为限。于其他实施例,开关孔112及元件孔114可为自底板110之上表面朝远离键帽120的方向(即向下)凹陷而成的凹陷空间,即开关孔112及元件孔114为形成于底板110的盲孔。如稍后所详述,微动开关140具有壳体侧壁140a与至少一接脚146,其中至少一接脚146自开关部144的壳体侧壁140a的中段先水平延伸而出,然后再向下弯折电连接电路板130,而开关孔112及元件孔114的大小及形状较佳分别对应可容纳微动开关140(包含接脚146)及电子元件170,且与微动开关140的接脚146及电子元件170保持预定距离,如此当底板110是金属材质时,可避免微动开关140的接脚146或电子元件170与底板110产生尖端放电而短路。此外,对应于支撑单元150的设置,底板110更具有至少一耦接件(例如116a、116b),以耦接支撑单元150。于此实施例,复数卡勾自底板110的上表面朝键帽120方向(即向上)突起,以作为耦接支撑单元150的耦接件116a、116b,但不以此为限。于其他实施例,耦接件116a、116b可依据支撑单元50的结构而有不同的变化。底板110可由金属板机械加工弯折或由塑胶模铸而形成具有开关孔112、元件孔114及耦接件116a、116b的一体结构,但不以此为限。于其他实施例,耦接件116a、116b可藉由粘着、焊接、锁固等方式设置于底板110。支撑单元150设置于键帽120与底板110之间,且分别耦接键帽120与底板110,以支撑键帽120相对底板110移动。于此实施例,支撑单元150包含第一支架152及第二支架154,其中第一支架152可转动地枢接第二支架154以形成剪刀式支撑单元,但不以此为限。具体而言,第一支架152的两端分别与键帽120底面的结合部122a以及底板110的耦接件116a可转动地与可移动地连接,第二支架154两端分别与键帽120底面的结合部122b以及底板110的耦接件116b可移动地与可转动地连接;此外,如图1C所示,剪刀式支撑单元150中右端的第一支架152及第二支架154分别与键帽120及底板110连接,而左端则相反,即第一支架152及第二支架154分别与底板110及键帽120连接。电路板130较佳为具有线路布局的印刷电路板,以供电性连接微动开关140。电路板130可藉由机械加工形成通孔132与接脚焊接孔136,当电路板130设置于底板110上时,通孔132对准连通底板110的开关孔112。通孔132的大小及形状较佳对应于微动开关140的壳体侧壁140a的大小及外形,接脚焊接孔136的大小及位置较佳对应于微动开关140接脚146,使得微动开关140可嵌设于电路板130的通孔132且部分壳体侧壁140a和接脚146突出电路板130的下表面而容置于底板110的开关孔112中。另外,通孔132的孔径大小较佳与微动开关140的壳体侧壁140a的外径相符,使得微动开关140的下部突出地嵌设于通孔132时,微动开关140的壳体侧壁140a与通孔132的内壁实质相贴,以增进微动开关140的定位,但不限于此。于其他实施例,通孔132可略大于微动开关140,以使得微动开关140穿过电路板130的通孔132而部分容置于底板110的开关孔112中时,微动开关140的壳体侧壁140a与通孔132的内壁之间具有些微间隙。于此实施例,如图1D所示,电路板130于其上、下表面较佳更分别具有上布线层137及下布线层138,以分别电性连接发光单元160及电子元件170,使得电路板130不仅提供微动开关140之信号传导的电路径,更提供驱动发光单元160及电子元件170的电路径。具体而言,如图1D所示,发光元件160及电子元件170较佳分别设置于电路板130的上、下表面。发光元件160电连接电路板130的上布线层137并外露于电路板130上表面,发光元件160较佳位于内框152垂直投影范围内且邻近通孔132处,如此发光元件160所发出光线可较均匀地投射到键帽120底面,而使得按键结构10成为发光按键。于此实施例,发光元件160可实施为向上方发射光线的发光二极管。电子元件170电连接电路板130的下布线层138并凸出于电路板130下表面,进而使电子元件170可至少部分容置于底板110的元件孔114中。藉此,可减少或甚至免除按键结构中设置电子元件170所需的额外空间,进而有效降低按键结构10的整体高度。于此实施例,电子元件170可为按键结构10或键盘装置运作所需的各种电子元件,例如微控制单元、电阻器、电容器、电感器等,但不限于此。再者,如图1A及图1B所示,电路板130具有至少一破孔134,其中至少一破孔134对应至少一耦接件116a、116b,以使底板110的耦接件116a、116b向上穿过破孔134耦接支撑单元150。于此实施例,电路板130较佳为硬式印刷电路板,使得当键帽120因应按压力朝底板110移动而触发微动开关140时,硬式印刷电路板130可承受微动开关140传递的按压力,而免于向下弯曲变形,藉此可降低习知薄膜电路层因触发变形造成的损坏机会,但不以此为限。于其他实施例,电路板130可为提供所需线路布局的电路径的软式印刷电路板(FPC)。微动开关140可为由弹片、可相对移动的端子构成的任何合宜的机械式开关。微动开关140包含触发部142及开关部144,其中触发部142在接受到按压力时可相对于开关部144移动以触发微动开关140产生信号,并在按压力释放时可相对于开关部144移动以回复到未触发的位置。亦即,触发部142在接受到按压力移动时,使得弹片变形以带动端子相对移动而接触产生触发信号;按压力释放后,藉由弹片的回复力带动端子相对远离而使触发部142回到按压前的位置。再者,微动开关140具有壳体侧壁140a与至少一接脚146,其中至少一接脚146自开关部144的壳体侧壁140a的中段先水平延伸而出,然后再向下弯折以电连接电路板130。于此实施例,至少一接脚146向下弯折以电连接电路板130后,接脚146下端部分较佳容置于开关孔112中。亦即,于此实施例,底板110的开关孔112较佳大于电路板130的通孔132,使得微动开关140穿设于通孔132后不仅开关部144部分容置于开关孔112且自电路板130下表面突出的接脚146部分亦可容置于开关孔112中,并使接脚146的下端部分与底板110保持预设间距,如此当底板110是金属材质时,可避免接脚下端部分与底板110产生尖端放电而短路;但不以此为限,例如两者间可额外设置绝缘材料或涂布绝缘胶阻隔。于其他实施例,底板110可开设额外的孔洞(未图示)以供容置接脚146的下端部分。此外,触发部142于其顶端较佳具有凸点142a,使得微动开关140设置于键帽120下方时,可藉由凸点142a接触键帽120的底面。当施加按压力于键帽120而使键帽120向下朝底板110移动时,键帽120底面将下压微动开关140的触发部142,而使触发部142向下朝开关部144移动产生触发信号。当按压力释放后,触发部142自动复位朝远离开关部144的方向(即向上)移动,且键帽120藉由支撑单元150的支撑及触发部142的带动而向上朝远离底板110的方向移动回复到未受按压的位置。在此需注意,本实用新型的按键结构可具有不同的支撑单元或连接机构,以支撑键帽120相对于底板110移动。于另一实施例,如图2所示,支撑单元250包含第一支架252及第二支架254,其中第一支架252及第二支架254各可转动地连接于键帽120且可移动地连接底板110,以支撑键帽120相对于底板110移动。举例而言,第一支架252的上端及第二支架254的上端分别可转动地连接键帽120底面的结合部122,且第一支架252的下端及第二支架254的下端分别可移动地连接底板110上表面的耦接件116。当键帽120朝接近底板110的方向移动时,第一支架252及第二支架254于底板110上朝远离彼此的方向滑动,以支撑键帽120平稳地向下移动。当键帽120朝远离底板110的方向移动时,第一支架252及第二支架254于底板110上朝接近彼此的方向滑动,以支撑键帽120稳定地向上移动。于又一实施例,如图3所示,支撑单元350包含第一支架352及第二支架354,其中第一支架352及第二支架354各可转动地连接于键帽120及底板110,以支撑键帽120相对于底板110垂直及水平位移。在此需注意,图2或者图3中的第一支架252(或352)及第二支架254(或354)可分别为框架式的连杆结构,其中第一支架252及第二支架254(或第一支架352及第二支架354)较佳具有相同的结构,以减少制造成本,但不以此为限。再者,键帽120及底板110之间可具有其他的连接机构设计,以支撑键帽120相对于底板110移动。于另一实施例,如图4所示,键帽120底面可设置具有滑槽的连接部124,且底板110上表面设置具有凸轨的耦接部118,其中凸轨插入滑槽以使得连接部124与耦接部118可移动地连接。当键帽120相对于底板110移动时,耦接部118的凸轨沿连接部124的滑槽相对移动以支撑键帽120稳定地移动。于又一实施例,如图5所示,键帽120底面可设置具有斜面的第一耦合部126,且底板110上表面设置具有对应斜面的第二耦合部119。当键帽120相对于底板110移动时,第一耦合部126的斜面沿第二耦合部119的斜面相对移动,而使键帽120相对于底板110同时产生垂直位移及水平位移。在此需注意,于上述图2至图5的实施例中,按键结构的其他元件(例如电路板130、微动开关140、发光元件160及电子元件170等)的配置及作用与上述按键结构10的各元件类似,因此各元件的结构及连接关系可参考上述图1A~图1D的实施例的相关说明,于此不再赘述。再者,于上述实施例中虽以通孔焊接技术作为微动开关电连接电路板的实例,但于其他实施例,微动开关亦可以表面焊贴技术(SMT)电连接电路板。如图6A至图6D所示,于另一实施例,本实用新型的按键结构10’包含底板110’、键帽120、电路板130’、支撑单元150及微动开关140,其中电路板130’设置于底板110’上;键帽120设置于电路板130’上方,键帽120与底板110’间保持一间距,键帽120具有键帽中线C。支撑单元150设置于底板110’与键帽120之间,支撑单元150连接键帽120及底板110’,以支撑键帽120可相对于底板110’运动,支撑单元150相对于键帽中线C较佳具有对称的结构。微动开关140设置于键帽120下方,键帽中线C经过微动开关140。微动开关140被支撑单元150所包围,微动开关140具有壳体底面140b与复数个接脚146,微动开关140透过复数个接脚146以电连接电路板130’,壳体底面140b至少部分抵接于电路板130’的上表面。亦即,当微动开关140以表面贴焊技术电连接电路板130’时,微动开关140的壳体底面140b至少部分实质与电路板130’的上表面碰触。当键帽120被按压而朝底板110’移动时,键帽120触发微动开关140;当键帽120被释放时,微动开关140使键帽120向上运动朝远离底板110’方向移动。在此需注意,本实施例的微动开关140藉由表面贴焊技术电连接电路板130’,因此,本实施例与图1A~图1D的实施例的差异在于底板及电路板可有不同设计变化,例如底板110’可不具有图1A~图1D的开关孔112而仅具有供容置电子元件170的元件孔114;电路板130’可不具有图1A~图1D的接脚焊接孔136而具有焊锡部139供表面贴焊微动开关时电连接微动开关140的接脚146。微动开关140于此实施例,电路板130’亦可选择性不具有图1A~图1D的通孔134。其他类似元件(例如键帽120、支撑结构150、发光元件160、电子元件170等)的结构、连接及作用等细节可参考图1A~图1D的相关说明,于此不再赘述。再者,因应微动开关的设计,如图7所示,电路板130”可具有通孔132及焊锡部139,使得微动开关140表面贴焊于电路板130”时,微动开关140的至少部分壳体底面140b穿设于通孔132,以达到定位效果。在此需注意,表面贴焊技术亦可运用于图2至图5的不同支撑单元或连接机构的实施例,而使得图2至图5的电路板及底板具有类似于图6A或图7的结构配置,于此不再赘述。相较于先前技术,本实用新型的按键结构藉由微动开关的设置可提升使用者的按压手感,且微动开关整合于提供所需电路径的电路板,又能增进个别按键维修的可行性及便利性。再者,本实用新型的按键结构藉由将电路板设置于底板上方并开设容置微动开关的孔洞(例如通孔及开关孔),可充分利用电路板及底板的厚度尺寸,有效降低按键结构的整体高度。此外,本实用新型的按键结构将电子元件整合于电路板的下方并藉由底板开设的元件孔来容置电子元件,可进一步降低按键结构的整体高度。本实用新型已由上述实施例加以描述,然而上述实施例仅为例示目的而非用于限制。熟此技艺者当知在不悖离本实用新型精神下,于此特别说明的实施例可有例示实施例的其他修改。因此,本实用新型范围亦涵盖此类修改且仅由所附申请专利权利要求的范围限制。
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