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开关板
申请号	CN200710305306.8	申请日	2007-12-26	公开(公告)号	CN101211705B	公开(公告)日	2012-03-28
申请人	株式会社藤仓;			发明人	富冢稔瑞;
摘要	一种开关板，它与具有第一触头和第二触头的基板相结合地使用。该开关板包括：导电材料的能够弹性变形的穹顶；以及覆盖该穹顶并且包括从该穹顶的顶部突出的浮凸的薄板。该薄板的尺寸为使得该穹顶悬在第一触头的上方并且接触第二触头。
权利要求	1.一种用于制造开关板的方法，所述开关板用来与具有第一触头和第二触头的基板相结合地使用，该开关板包括：包括导电材料的能够弹性变形的穹顶；覆盖所述穹顶并且包括从所述穹顶的顶部突出的浮凸的薄板，所述薄板的尺寸为使得所述穹顶悬在所述第一触头的上方并且接触所述第二触头；以及插入部件，所述插入部件插入在所述穹顶和所述薄板之间，以使所述浮凸突出，其特征在于，所述方法包括以下步骤：通过压花产生所述浮凸，以及将所述插入部件装配到所述浮凸的内部。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：将所述插入部件形成为具有平的顶面的形状。 3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：用所述薄板与所述插入部件一起紧密覆盖所述穹顶。
说明书全文	开关板技术领域 [0001] 符合本发明的装置涉及应用于电子设备特别是紧凑型电子设备例如移动电话的开关板。背景技术 [0002] 紧凑型电子设备例如移动电话、数码相机、PDA、MD或者CD播放器等通常配有包括用于指令输入的多个开关的小键盘，在该小键盘中，开关被排列成行或者阵列。为了紧凑起见，小键盘通常制成为薄板状形状。薄板状小键盘一般由其上印刷导电触头的基板和分别覆盖触头的穹顶形键顶构成。当操作者压下其中的一个键顶时，该键顶变形以接触相应的触头，并且由此形成传导(开关被打开)。 [0003] 穹顶形键顶提供如下优点。图1示意关于这种穹顶形键顶的载荷-位移曲线。当操作者压下键顶，并且其上的载荷仍然低于阈值P1时，其位移随着载荷的增加而增加但是不足以使得触头形成接触。更具体地，按键用作承受载荷的弹性体。然而，如果载荷达到阈值P1，则位移保持增加，但是实现位移所需的载荷开始减小。最后，位移达到S3并且然后触头形成接触(开关打开)。载荷-位移曲线的这个线形赋予操作者点按感，并且由此操作者能够确定开关是否打开。发明内容 [0004] 本发明的某些实施例提供一种开关板，该开关板提供更好的点按感并且具有改进的耐用性。 [0005] 根据本发明的一个示例性实施例，一种开关板与具有第一触头和第二触头的基板相结合地使用。该开关板包括：具有导电材料的能够弹性变形的穹顶；以及覆盖该穹顶并且具有从该穹顶的顶部突出的浮凸的薄板，该薄板的尺寸为使得该穹顶悬在第一触头的上方并且接触第二触头。 [0006] 优选地，通过压花生产浮凸。还优选地，开关板还包括在穹顶与薄板之间插入从而使得浮凸突出的插入部件。更加优选地，该插入部件由选自包括硅橡胶、金属和聚酯树脂的组中的材料制成。附图说明 [0007] 图1是具有穹顶形键顶的开关板的载荷-位移曲线的示例性曲线图； [0008] 图2A是根据本发明的示例性实施例的开关板的局部截面视图，并且图2B是在被按下时的情形； [0009] 图3是开关板的截面视图，其中三个开关可视； [0010] 图4是在生产时的开关板的局部透视图； [0011] 图5A和5B分别示出用于试验的对照和工作实例； [0012] 图6A是示出关于利用1mmΦ的致动器的对照实例的最大和最小载荷与偏移值之间的关系的曲线图，并且图6B是示出由此计算出的点按比率的曲线图； [0013] 图7A是示出关于利用1mmΦ的致动器的工作实例的最大和最小载荷与偏移值之间的关系的曲线图，并且图7B是示出由此计算出的点按比率的曲线图； [0014] 图8A是示出关于利用1.5mmΦ的致动器的对照实例的最大和最小载荷与偏移值之间的关系的曲线图，并且图8B是示出由此计算出的点按比率的曲线图； [0015] 图9A是示出关于利用1.5mmΦ的致动器的工作实例的最大和最小载荷与偏移值之间的关系的曲线图，并且图9B是示出由此计算出的点按比率的曲线图； [0016] 图10A是示出关于利用2mmΦ的致动器的对照实例的最大和最小载荷与偏移值之间的关系的曲线图，并且图10B是示出由此计算出的点按比率的曲线图； [0017] 图11A是示出关于利用2mmΦ的致动器的工作实例的最大和最小载荷与偏移值之间的关系的曲线图，并且图11B是示出由此计算出的点按比率的曲线图； [0018] 图12A是示出关于利用2.6mmΦ的致动器的对照实例的最大和最小载荷与偏移值之间的关系的曲线图，并且图12B是示出由此计算出的点按比率的曲线图； [0019] 图13A是示出关于利用2.6mmΦ的致动器的工作实例的最大和最小载荷与偏移值之间的关系的曲线图，并且图13B是示出由此计算出的点按比率的曲线图； [0020] 图14是示出其中点按比率为40％或者更高的稳定范围的曲线图；和[0021] 图15是对比工作实例和对照实例的点按比率的曲线图。具体实施方式 [0022] 下面参考附图描述本发明的示例性实施例。 [0023] 参考图2A、2B和3，该实施例的开关板1被应用于小键盘3，以用于操作紧凑型电子设备，例如移动电话、数码相机、PDA、MD或者CD播放器等。小键盘3由形成行或阵列的一个或多个开关键构成，如图3所示。 [0024] 小键盘3由基板5和在其上形成的由任意导电材料制成的一个或多个触头7A构成，基板5由PCB(印刷电路板)或者FPC(柔性印刷电路板)制成。分别包围触头7A的一个或多个圆形触头7B进一步形成在基板5上。触头7A分别设置在圆形触头7B的中心处。这些触头7A和7B的生产可以利用(但是并不限于)公知的印刷或者电镀方法进行。 [0025] 小键盘3进一步包括开关板1和用于覆盖开关板1的键垫9。键垫9被设置成与开关板1相对并且靠近开关板1，以使得能够通过按压键垫9而致动开关板1。键垫9可以由硅橡胶制成，但是不限于硅橡胶。键垫9可以具有从其成一体地突出或者粘附在其上的垫9A，以用于加强键垫9和键的指示。 [0026] 开关板1与上述的基板5和键垫9相结合地使用。开关板1由能够弹性变形的穹顶11构成，穹顶11由导电材料制成。穹顶11形成为穹顶状或者半球形形状。虽然它的形状不限于穹顶状形状，但对于通过按压的弹性变形以及提供点按感而言，这个形状是优选的。 [0027] 穹顶11可以通过(但是并不限于)由适当弹性的导电材料的片材进行冲压、挤压或者锻造而制造，这些导电材料例如不锈钢、铜、铝或者这些合金。穹顶11的外直径制成对应于圆形触头7B。 [0028] 开关板1还包括由例如任意树脂制成的覆盖板13，覆盖板13紧密地覆盖穹顶11。覆盖板13顺从穹顶11的弯曲表面并且对穹顶11进行定位，从而使得穹顶11分别悬在触头7A的上方并且接触圆形触头7B。覆盖板13由薄板13A和薄板13A的与基板5相对的表面上的粘结剂13B构成，使得覆盖板13粘附到基板5。 [0029] 由于穹顶11由开关板1相对于触头7A和7B安置在规则的位置中，穹顶11的顶部和触头7A分别对准，如图3所示。因此，当穹顶11的任何顶部被压下时，该顶部与相应的触头7A接触，以在触头7B、穹顶11和触头7A之间形成导电，如图2B所示。 [0030] 在覆盖板13和穹顶11之间插入的插入部件15被设置在穹顶11的各个顶部上。覆盖板13的对应部位具有从穹顶11的顶部分别向上突出的浮凸19。插入部件15形成为(但是并不限于)矮柱体或者立方体形状以具有平的顶面。在穹顶11被压下时，这对于改进围绕穹顶11的中心的变形的对称性的质量而言是有利的，即使压力是倾斜的或者偏移该中心。 [0031] 可以对应于浮凸19的高度的插入部件15的高度优选地为穹顶11从稳定状态到穹顶11接触触头7A的状态的行程(或者高度)的1/3到2/3。例如，如果穹顶11具有0.16mm的冲程，则插入部件15的高度优选地从0.05mm到1.0mm。原因在于，大于0.05mm的高度便于操作者按压穹顶11，并且小于1.0mm的高度有效地防止浮凸19承受倾斜的力或者剪切作用力。特别是，防止倾斜的或者剪切作用力导致耐用性的提高。 [0032] 插入部件15的直径优选地为穹顶11的直径的1/4到3/4。例如，如果穹顶11具有4mm的直径，则插入部件15的直径优选地从1.0mm到3.0mm。原因在于，大于1.0mm的直径便于使用者按压穹顶11，并且小于3.0mm的直径不会迫使穹顶11的边缘部分过度变形。特别是，防止过度变形导致耐用性的提高。 [0033] 插入部件15可以由硅橡胶、金属或者聚酯树脂制成。由于不比键垫9软，这些材料对于开关板1的操作性而言是优选的。 [0034] 覆盖板13的薄板13A由具有例如25μm到75μm的厚度的聚乙烯或者聚酯片材形成。粘结剂13B由例如丙烯酸系列或者硅系列的粘结剂或者粘着剂形成。粘结剂13B可以仅仅设置在与基板5相对的表面上，但是也可设置在与穹顶11相对的表面上。 [0035] 覆盖板13可以利用压花处理从而具有与穹顶11配合的结构。而且，浮凸19也可通过压花生产。插入部件15被分别装配到浮凸19的内部中。 [0036] 开关板1还可具有例如弹簧(未示出)的偏压装置，用来沿着偏离基板5的方向(在图2A中向上)偏压键垫9。 [0037] 在开关板1以上述方式构造的情况下，当操作者将他/她的手指按压到键垫9的其中一个垫9A上时，相应的浮凸19被下降的键垫9压下，并且由此相应的穹顶11的顶部开始向下变形，如图2B所示。该顶部及其周边弹性变形而下陷，正如这些部分翻转一样，并且由此穹顶11与触头7A接触以在其间形成导电。然后开关键被打开。开关板1也为操作者提供点按感。将在后面给出对点按感的详细描述。 [0038] 下面将示例性地描述开关板1的生产方法。 [0039] 参考图4，涂覆有粘结剂13B的具有从25μm到75μm的厚度的例如PET的任何聚酯树脂的薄板13A通过压花处理以形成分别与穹顶11装配的穹顶状浮凸和分别在其中心处的浮凸19。使用分别具有浮凸的凸形和凹形形状的压花模进行压花。 [0040] 通过冲压具有例如125mm的厚度的例如PET的聚酯树脂薄膜而生产插入部件15。 [0041] 通过压制不锈钢或者磷青铜的薄板以形成半球形状而生产穹顶11。 [0042] 如图4所示，覆盖板13、插入部件15和穹顶11使用适当的夹具(未示出)对准并且然后相互粘附。由此生产出开关板1。 [0043] 进行试验以证实本发明所提供的优点。根据前述实施例制造的作为工作实例的开关板1和具有以后描述的结构的作为对照实例的开关板21用于该试验。 [0044] 图5A示意对照实例的开关板21的结构。开关板21与工作实例的开关板1相同，由能够弹性变形的穹顶11、覆盖板13A和粘结剂13B构成，但是插入部件15和浮凸19被从开关板21省去。 [0045] 图5B示意工作实例的开关板1的结构，它由能够弹性变形的穹顶11、覆盖板13A、粘结剂13B、置于穹顶11的顶部的插入部件15和从此突出的浮凸19构成。例如，插入部件15的高度h为0.125mm并且直径d为1.5mm。例如，浮凸19的高度H为0.126mm并且直径D为2.3mm。 [0046] 利用具有1.0mmΦ、1.5mmΦ、2.0mmΦ和2.6mmΦ的直径的各种致动器将开关板1、开关板21压下，并且在偏离穹顶11的中心的各个点处测量相应的载荷。由于测得的载荷曲线示出为如图1所示的载荷-位移曲线的特征，分别测量最大载荷P1和最小载荷P2，并且相对于偏移量在图6A-13A中绘出。而且，基于公式点按比率(Click Ratio)(％)＝(P1-P2)/P1计算点按比率，并且相对于偏移量在图6B-13B中绘出。 [0047] 基于最大载荷P1、点按比率和行程S2可以评估点按感的质量。最大载荷P1涉及操作开关所需的力。点按比率越高，则操作者感受到的点按感变得越好，由此操作者易于确定开关是否打开。对于冲程S2而言也是如此。 [0048] 在所获得的所有曲线图中，与最大载荷P1的曲线相比，最小载荷P2的曲线示出在偏移量为零或者接近零的点的附近具有最小值的更加显著的趋势。在偏移量为零或者接近零的点的附近，从P1和P2计算出的点按比率由此具有最大值。为了方便起见，在下面将点按比率大于40％的偏移范围称为“稳定范围”，此时点按感足够好。 [0049] 图6A和6B示出由具有1.0mmΦ的直径的致动器按压的对照实例(无浮凸)的开关板21的结果。点按比率大于40％的稳定范围为0.5mm。相比之下，图7A和7B示出由具有1.0mmΦ的直径的相同致动器按压的工作实例(有浮凸)的开关板1的结果。工作实例的稳定范围为0.6mm。 [0050] 图8A和8B示出由具有1.5mmΦ的直径的致动器按压的对照实例的开关板21的结果。对照实例的稳定范围为0.6mm。相比之下，图9A和9B示出由具有1.5mmΦ的直径的相同致动器按压的工作实例的开关板1的结果。工作实例的稳定范围为0.8mm。 [0051] 图10A和10B示出由具有2.0mmΦ的直径的致动器按压的对照实例的开关板21的结果。对照实例的稳定范围为0.6mm。相比之下，图11A和11B示出由具有2.0mmΦ的直径的相同致动器按压的工作实例的开关板1的结果。工作实例的稳定范围为1.6mm。 [0052] 图12A和12B示出由具有2.6mmΦ的直径的致动器按压的对照实例的开关板21的结果。对照实例的稳定范围为0.7mm。相比之下，图13A和13B示出由具有2.6mmΦ的直径的相同致动器按压的工作实例的开关板1的结果。工作实例的稳定范围为1.8mm。 [0053] 在前述试验中获得的稳定范围总结在表1和图14中。 [0054] 表1 [0055]致动器直径点按比率大于40％的稳定范围(mm) (mm) 对照实例(不具有浮凸) 工作实例(具有浮凸) 1.0 0.5 0.6 1.5 0.6 0.8 2.0 0.6 1.6 2.6 0.7 1.8 [0056] 在曲线图中开关板1的P2曲线示出比开关板21的P2曲线更为平缓的斜率。结果，工作实例(具有浮凸)的开关板1比对照实例(不具有浮凸)的开关板21具有更宽的稳定范围。试验结果证实，开关板1与开关板21相比具有以下的优点。 [0057] 当操作者压下开关时，按压点通常从开关的中心偏移，因为任何个人不能以类似机械的精度活动。然而，由于与对照实例相比，开关板1具有更宽的稳定范围，开关板1具有按压点位于稳定范围中的更大的可能性。然后操作者可以感受到充分的点按感从而确定开关是否打开。 [0058] 而且，更宽的稳定范围在提高开关板1的耐用性方面是有利的。如果开关板经历很多次操作，则开关板的穹顶将有一定的断裂可能性。该可能性依赖于按压点的偏移量，因为当偏移量更大时，穹顶变形的均匀性和对称性降低。表2示出在耐用性测试中测试的6024个试样中断裂的试样数目，其中试样经历一百万次操作。 [0059] 表2 [0060]偏移量 0mm 0.3mm 0.5mm 0.7mm 断裂试样的数目 8 14 14 31 [0061] (在6024个测试试样中) [0062] 如从上述测试结果中理解到的，只要偏移量小于0.7mm(在稳定范围内)，则断裂可能性没有显著改变。然而，在具有0.7mm(相应于稳定范围的边界)的偏移量的点处，被反复按压的试样变得明显易于断裂。相反，由于根据本发明的实施例的开关板1具有更宽的稳定范围，因此，即使具有较大偏移量的点也可落入稳定范围中。开关板1不倾向于具有更高的断裂可能性，并且因此可预期具有提高的耐用性。 [0063] 更宽的稳定范围也导致能够放松尺寸和定位公差。开关板通常覆盖有键垫，该键垫提供被按压的目标。由于在开关板1中使稳定范围更宽，在开关板1和键垫9之间的定位公差可被显著放松。在便于生产方面，适中的公差是有利的。 [0064] 虽然已经在上面通过参考本发明某些示例性实施例描述了本发明，但本发明并不限于上述的示例性实施例。根据上述教示，本领域技术人员将想到上述实施例的修改和改变。

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