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TW201503195A - 發光鍵盤 - Google Patents

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TW201503195A
TW201503195A TW102125103A TW102125103A TW201503195A TW 201503195 A TW201503195 A TW 201503195A TW 102125103 A TW102125103 A TW 102125103A TW 102125103 A TW102125103 A TW 102125103A TW 201503195 A TW201503195 A TW 201503195A
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TW
Taiwan
Prior art keywords
circuit board
sensing
light
disposed
keyboard
Prior art date
Application number
TW102125103A
Other languages
English (en)
Inventor
Hsuan-Wei Ho
Original Assignee
Primax Electronics Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Primax Electronics Ltd filed Critical Primax Electronics Ltd
Priority to TW102125103A priority Critical patent/TW201503195A/zh
Priority to US14/068,135 priority patent/US9093236B2/en
Publication of TW201503195A publication Critical patent/TW201503195A/zh

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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
    • H01H13/83—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard characterised by legends, e.g. Braille, liquid crystal displays, light emitting or optical elements
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    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/02—Operating parts, i.e. for operating driving mechanism by a mechanical force external to the switch
    • H01H3/12—Push-buttons
    • H01H3/122—Push-buttons with enlarged actuating area, e.g. of the elongated bar-type; Stabilising means therefor
    • H01H3/125—Push-buttons with enlarged actuating area, e.g. of the elongated bar-type; Stabilising means therefor using a scissor mechanism as stabiliser
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    • H01H2219/039—Selective or different modes of illumination
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    • H01H9/26—Interlocking, locking, or latching mechanisms for interlocking two or more switches

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Abstract

一種發光鍵盤，包括固定片、薄膜線路板、支撐板、導光板、感測線路、感測晶片、發光元件以及發光元件電路板。其中感測線路成形於固定片或薄膜線路板上，感測晶片與發光元件設置於發光元件電路板上且感測晶片容置於固定片、薄膜線路板、支撐板以及導光板所形成之穿孔中。本發明之發光鍵盤藉由感測線路以及感測晶片達成感測物體的存在的目的，且不需增加額外設置空間以容納感測線路以及感測晶片而能符合薄型化的趨勢。

Description

發光鍵盤
本發明係關於一種發光鍵盤，尤其係一種具有物體感測功能的發光鍵盤。
鍵盤是常用的電腦週邊裝置，用以輸入文字或指令至電腦。請參閱圖1，圖1係顯示習知之鍵盤之外觀示意圖。習知鍵盤1具有複數按鍵10，當使用者以手指觸壓該些按鍵10時，將產生相對應之訊號予電腦，使電腦執行按鍵功能，例如按壓按鍵101時可輸入英文字母等符號，按壓按鍵102時可輸入數字，而按壓按鍵103時則可以快速執行各種功能。
近來鍵盤廠商致力於研發各種具有特殊功能之鍵盤以滿足不同使用者之各種需求，例如為令使用者在光源不足的環境中仍能清楚看見按鍵上的字樣，而有了發光鍵盤的問世。
習知之發光鍵盤之外觀與前述之習知鍵盤1大致相同，故以下僅就習知之發光鍵盤之內部結構進行說明。請參閱圖2，圖2係顯示習知之發光鍵盤之剖面示意圖。
首先說明習知發光鍵盤2之元件。習知發光鍵盤2包含按鍵21、薄膜線路板22、底板23以及背光模組24。
按鍵21包含鍵帽211、連接元件212以及彈性元件213。
再者，薄膜線路板22包括上線路板221以及下線路板222，上線路板221具有上接點221a，而下線路板222具有對應於上接點221a之下接點222a。
此外，背光模組24則包含有導光板241、反射板242以及發光元件243。
接下來說明習知發光鍵盤2之組裝順序與作動原理。首先，按鍵21與薄膜線路板22皆設置於底板23上，背光模組24則設置於底板23下。
詳細的說，按鍵21之連接元件212連接鍵帽211與底板23，彈性元件213設置於連接元件212中並位於鍵帽211與底板23之間，薄膜線路板22則設置於彈性元件213與底板23之間。
當按鍵21被按壓時，鍵帽211伴隨連接元件212朝底板23的方向垂直移動，使彈性元件213內部之突部213a觸壓薄膜線路板22，於是薄膜線路板22之上接點221a與下接點222a接觸而導通，進而執行使用者所欲輸入的功能。此外，彈性元件213亦是鍵帽211相對底板23上下移動時所需的彈力來源。
再者，導光板241設置於底板23下，反射板242則設置於導光板241下，且發光元件243設置於導光板241之一側。發光元件243提供發光鍵盤2發光所需的光源，導光板241引導發光元件243所發射之光線朝底板23的方向投射。另外，反射板242反射發光元件243所發射之光線，使光線能更一致地於導光板241中傳遞。
習知的發光鍵盤2存在著以下的問題。一般而言，發光鍵盤2係於使用者開啟背光功能時驅動發光元件243發光，並於使用者關閉背光功能時停止驅動發光元件243，但發光鍵盤2並無偵測使用者是否位於鍵盤附近的功能，因此當使用者已離開時，發光元件243並不會自動停止發光，而當使用者接近時，發光元件243亦不會自動發光。
對使用者而言，需要不時的開啟或關閉背光功能是不便的，因此需要一種改良的發光鍵盤以改善習知的發光鍵盤的問題。
本發明之目的在於提供一種小型化的具有物體感測功能的發光鍵盤。
本發明之目的在於提供一種發光鍵盤，包括：一薄膜線路板，用以產生複數按鍵開關訊號，包括一第一穿孔；複數按鍵，設置於該薄膜線路板上方，用以被觸壓而使該薄膜線路板產生該複數按鍵開關訊號，包括複數鍵帽；一感測線路，設置於該薄膜線路板；一發光元件電路板； 至少一發光元件，設置於該發光元件電路板上；以及一感測晶片，設置於該發光元件電路板上；其中，該感測晶片穿入該第一穿孔並電性連接於該感測線路，且該感測晶片位於該複數鍵帽之一鍵帽下方，用以感測一物體之存在。
1‧‧‧鍵盤
10，101，102，103‧‧‧按鍵
2‧‧‧發光鍵盤
21‧‧‧按鍵
211‧‧‧鍵帽
212‧‧‧連接元件
213‧‧‧彈性元件
213a‧‧‧突部
22‧‧‧薄膜線路板
221‧‧‧上線路板
221a‧‧‧上接點
222‧‧‧下線路板
222a‧‧‧下接點
23‧‧‧底板
24‧‧‧背光模組
241‧‧‧導光板
242‧‧‧反射板
243‧‧‧發光元件
3‧‧‧發光鍵盤
30‧‧‧按鍵
301‧‧‧鍵帽
302‧‧‧彈性元件
3021‧‧‧突部
303‧‧‧連接元件
3031‧‧‧第一框架
3031a‧‧‧第一端
3031b‧‧‧第二端
3032‧‧‧第二框架
3032a‧‧‧第一端
3032b‧‧‧第二端
31‧‧‧感測線路
32‧‧‧感測晶片
33‧‧‧發光元件
34‧‧‧薄膜線路板
341‧‧‧上線路板
3411‧‧‧第一電路圖案
3411a‧‧‧上接點
342‧‧‧中層板
3421‧‧‧開孔
343‧‧‧下線路板
3431‧‧‧第二電路圖案
3431a‧‧‧下接點
344‧‧‧薄膜開關
345‧‧‧第一穿孔
35‧‧‧發光元件電路板
36‧‧‧固定片
361‧‧‧第二穿孔
37‧‧‧導光板
371‧‧‧第四穿孔
372‧‧‧通孔
38‧‧‧支撐板
381‧‧‧第一固定結構
382‧‧‧第二固定結構
383‧‧‧第三穿孔
4‧‧‧發光鍵盤
5‧‧‧發光鍵盤
43‧‧‧發光元件
44‧‧‧薄膜線路板
440‧‧‧通孔
445‧‧‧第一穿孔
48‧‧‧支撐板
480‧‧‧通孔
483‧‧‧第三穿孔
圖1係顯示習知之鍵盤之外觀示意圖。
圖2係顯示習知之發光鍵盤之剖面示意圖。
圖3係顯示本發明第一實施例之發光鍵盤之爆炸圖。
圖4係顯示本發明第一實施例之發光鍵盤之剖面圖。
圖5係顯示本發明第一實施例之發光鍵盤之薄膜線路板與感測線路之爆炸圖。
圖6係顯示本發明第一實施例之發光鍵盤之發光元件電路板之立體圖。
圖7係顯示本發明第二實施例之發光鍵盤之爆炸圖。
圖8係顯示本發明第二實施例之發光鍵盤之固定片與感測線路之爆炸圖。
圖9係顯示本發明第三實施例之發光鍵盤之爆炸圖。
圖10係顯示本發明第三實施例之發光鍵盤之剖面圖。
首先，依據本發明之第一實施例提供一種具有物體感測功能的發光鍵盤3。請參照圖3至圖6，圖3係顯示本發明第一實施例之發光鍵盤之爆炸圖，圖4係顯示本發明第一實施例之發光鍵盤之剖面圖，圖5係顯示本發明第一實施例之發光鍵盤之薄膜線路板與感測線路之爆炸圖，圖6係顯示本發明第一實施例之發光鍵盤之發光元件電路板之立體圖。請注意，圖中所示僅為例示說明之用，並非用以限制本案之發光鍵盤之每一層之外觀以及線路圖案。
本例中之發光鍵盤3與習知發光鍵盤2的主要差別在於，發光鍵盤3之複數按鍵30下方設置有感測線路31以及電性連接於感測線路31之感測晶片32，於人體等導電性物體接近複數按鍵30時，感測線路31所形成之感應電場將發生變化而使感測晶片32感測人體等導電性物體之存 在，進而使發光元件33被驅動而發光。
以下詳細說明本例之發光鍵盤3之元件以及組裝順序。首先，發光鍵盤3包括複數按鍵30、感測線路31、感測晶片32、複數發光元件33、薄膜線路板34、發光元件電路板35、固定片36、導光板37以及支撐板38。
其中複數按鍵30設置於固定片36上方。每一按鍵30包括鍵帽301、彈性元件302以及連接元件303。於本實施例中鍵帽301上的符號是以透明材質所製成以形成一透光區域。彈性元件302以及連接元件303皆設置於鍵帽301與固定片36之間，且彈性元件302固設於固定片36上。此外，於本例中連接元件303為剪刀式連接元件，固定片36為PET(Polyethylene terephthalate)薄膜。
接下來，薄膜線路板34設置於固定片36下方，包括上線路板341、中層板342以及下線路板343。上線路板341的下表面具有第一電路圖案3411，且第一電路圖案3411具有複數上接點3411a，而下線路板343的上表面具有第二電路圖案3431，且第二電路圖案3431具有對應於複數上接點3411a的複數下接點3431a。其中，每一上接點3411a與其相對應之下接點3431a共同形成一薄膜開關344，且每一個薄膜開關344對應一按鍵30。
中層板342則設置於上線路板341與下線路板343之間，用以阻隔上線路板341與下線路板343，使複數上接點3411a與其相對應之複數下接點3431a之間具有一間隔距離。其中，中層板342具有對應於複數上接點3411a之複數開孔3421。
當任一鍵帽301被按壓時，連接元件303輔助鍵帽301向下移動，同時鍵帽301將擠壓彈性元件302使其產生形變。於是彈性元件302內部之突部3021向下移動並觸壓薄膜線路板34，使得與被按壓之鍵帽301相對應之薄膜開關344之上接點3411a伸入相應之開孔3421並與下接點3431a相接觸，薄膜線路板34即產生相對應的按鍵開關訊號。依據按壓不同的按鍵30所產生的不同的按鍵開關訊號，發光鍵盤3將執行相應之功能，例如於電腦系統中輸入文字、符號、數字等。
當鍵帽301不再被壓抵時，彈性元件302回復原狀而令鍵帽 301向上移動至未被按壓時之位置，同時連接元件303亦將回復初始狀態。
接著，感測線路31設置於薄膜線路板34上。於本實施例中，感測線路31是以絲網印刷方式成形於薄膜線路板34上的銀線線路。請注意，圖中所示僅為例示說明之用，感測線路31之設置位置並無限制，感測線路31可以設置於薄膜線路板34之上線路板341、中層板342或者下線路板343之任意表面，但感測線路31將位於較接近使用者操作發光鍵盤3時之手腕處，即位於較接近空白鍵之處。
再者，支撐板38設置於薄膜線路板34下方，用於增強發光鍵盤3之整體強度並固定複數按鍵30之複數連接元件303，於本例中支撐板38為一鐵板。
需要說明的是，每一按鍵30之連接元件303具有第一框架3031以及第二框架3032，第一框架3031樞設於第二框架3032並交叉設置，第一框架3031之第一端3031a與第二框架3032之第一端3032a分別連結於鍵帽301之內表面，第一框架3031之第二端3031b與第二框架3032之第二端3032b則分別卡固於支撐板38之第一固定結構381以及第二固定結構382。其中，支撐板38之第一固定結構381以及第二固定結構382穿過薄膜線路板34及固定片36而顯露於固定片36上方。
而後導光板37設置於薄膜線路板34下方，用於傳導複數發光元件33所發出之光束，以使光束均勻擴散至每一按鍵30下方。其中，導光板37具有低吸收率以及高折射係數，可選自聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或矽樹脂(silicone)等透明導光材質，但並不以此為限。
最後，發光元件電路板35設置於導光板37下方，且複數發光元件33以及感測晶片32皆設置於發光元件電路板35上。其中，發光元件電路板35之形狀、發光元件33之數量及設置位置以及感測晶片32之設置位置並無限制，圖中所示僅為例示說明之用。於本例中發光元件電路板35為印刷電路板(PCB)或軟性電路板(FPC)。
需要說明的是，於本例中感測晶片32之高度約等於固定片36、薄膜線路板34、支撐板38以及導光板37之總和高度， 因此為了提供容置感測晶片32之空間，固定片36、薄膜線路板34、支撐板38以及導光板37分別包括第二穿孔361、第一穿孔345、第三穿孔383以及第四穿孔371，而感測晶片32則依序穿過第四穿孔371、第三穿孔383、第一穿孔345以及第二穿孔361而收容於其中一鍵帽301，例如空白鍵等具有較大寬度的按鍵下方。
再者，導光板37還具有複數通孔372用以容納複數發光元件33，以令複數發光元件33所發出之光束得以自側向射入導光板37中。
此外，於本例中感測晶片32將透過熱搭接方式電性連接於感測線路31，所謂熱搭接方式可以是利用焊錫將兩者電路結合，亦可以是利用異方性導電膠(ACF，Anisotropic Conductive Film)將兩者電路結合，但不以此為限。
接下來詳細說明本例之發光鍵盤3之運作原理。首先，感測線路31為非接觸式感測裝置，於發光元件電路板35通電時，感測線路31形成一感應電場，當導電性物體，例如人體接近感應電場時，感應電場將發生變化。於是電性連接於感測線路31之感測晶片32即依據感應電場的變化而判斷有人體接近，進而通知鍵盤的控制單元(圖中未示)驅動複數發光元件33發光以開啟背光功能。
而當人體遠離感測線路31所形成之感應電場時，感測晶片32亦將感測到感應電場之變化而通知鍵盤的控制單元停止驅動複數發光元件33以關閉背光功能，進而使發光鍵盤3實現自動依據使用者接近與否而開啟或關閉背光功能的目的。
本實施例之發光鍵盤3藉由感測線路31以及感測晶片32達成感測物體的存在以自動控制發光元件33的目的，更藉由將感測線路31成形於薄膜線路板34上，並將感測晶片32設置於發光元件電路板35上，再將感測晶片32容置於固定片36、薄膜線路板34、支撐板38以及導光板37所形成之穿孔中，使得發光鍵盤3不需增加額外設置空間而能符合薄型化的趨勢。
請參照至圖7及圖8，圖7係顯示本發明第二實施例之發光鍵盤之爆炸圖，圖8係顯示本發明第二實施例之發光鍵盤之固定片與感測 線路之爆炸圖。如圖所示，發光鍵盤4與第一實施例之發光鍵盤3大致相同，其主要差異在於，於本例中感測線路31係成形於固定片36上而非成形於薄膜線路板34上。發光鍵盤4之其餘結構、組裝順序及運作原理皆與第一實施例之發光鍵盤3相同，於此將不再贅述。
依據本發明之第三實施例提供一種具有物體感測功能的發光鍵盤5。請參照圖9及圖10，圖9係顯示本發明第三實施例之發光鍵盤之爆炸圖，圖10係顯示本發明第三實施例之發光鍵盤之剖面圖。
發光鍵盤5包括複數按鍵30、感測線路31、感測晶片32、複數發光元件43、薄膜線路板44、發光元件電路板35、固定片36、導光板37以及支撐板38。
與第一實施例不同的是，本例中之發光元件電路板35係設置於固定片36與薄膜線路板44之間，於是感測晶片32並不需穿過固定片36’於本例中感測晶片32將依序穿過薄膜線路板44之第一穿孔445、支撐板48之第三穿孔483以及導光板37之第四穿孔371而收容於其中一鍵帽301下方。再者，本例中之複數發光元件43將具有大於第一實施例中之複數發光元件33之尺寸，以穿過薄膜線路板44之複數通孔440以及支撐板48之複數通孔480後穿入導光板37之複數通孔372中，如此複數發光元件43方可自側向將光束射入導光板37中。
此外，於本例中感測線路31係設置於薄膜線路板44上，但並不以此為限，感測線路31亦可以設置於固定片36的任意表面。
發光鍵盤5之其餘結構、組裝順序及運作原理皆與第一實施例之發光鍵盤3相同，故於此不再贅述。
藉由以上說明可知，本發明之發光鍵盤藉由感測線路以及感測晶片達成感測物體的存在的以自動開啟或關閉背光功能目的。
此外，本發明之發光鍵盤藉由將感測晶片設置於發光元件電路板上，並將感測晶片收容於固定片、薄膜線路板、支撐板以及導光板所形成之穿孔中，再將感測線路成形於固定片或薄膜線路板上，使得本發明之發光鍵盤不需增加額外設置空間而能符合薄型化的趨勢。
以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想與特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

Claims (16)

  1. 一種發光鍵盤，包括：一薄膜線路板，用以產生複數按鍵開關訊號，包括一第一穿孔；複數按鍵，設置於該薄膜線路板上方，用以被觸壓而使該薄膜線路板產生該複數按鍵開關訊號，包括複數鍵帽；一感測線路，設置於該薄膜線路板；一發光元件電路板；至少一發光元件，設置於該發光元件電路板上；以及一感測晶片，設置於該發光元件電路板上；其中，該感測晶片穿入該第一穿孔並電性連接於該感測線路，且該感測晶片位於該複數鍵帽之一鍵帽下方，用以感測一物體之存在。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光鍵盤，其中該感測線路係非接觸式感測裝置，用以形成一感應電場，於該物體接近該感應電場時，該感應電場發生變化而使該感測晶片感測該物體之存在。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之發光鍵盤，其中於該感測晶片感測該物體之存在時，該至少一發光元件被驅動而發光。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之發光鍵盤，更包括一固定片設置於該薄膜線路板上方，且每一該按鍵更包括一彈性元件設置於該鍵帽下方，其中該複數彈性元件固設於該固定片上。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之發光鍵盤，更包括一導光板設置於該薄膜線路板下方，用以傳導該至少一發光元件所發出之光束。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之發光鍵盤，更包括一支撐板設置於該薄膜線路板與該導光板之間，且每一該按鍵更包括一連接元件連結於該鍵帽與該支撐板。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之發光鍵盤，其中該固定片包括一第二穿孔，該支撐板包括一第三穿孔，該導光板包括一第四穿孔，且該感測晶片穿入該第二穿孔、該第三穿孔與該第四穿孔。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之發光鍵盤，其中該發光元件電路板設置於該薄膜線路板上方或該導光板下方。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之發光鍵盤，其中該薄膜線路板包括：一上線路板，具有一第一電路圖案，且該第一電路圖案具有複數上接點；一下線路板，具有一第二電路圖案，且該第二電路圖案具有對應於該複數上接點之複數下接點，其中，每一該上接點於其所對應之該下接點共同形成一薄膜開關；以及一中層板，設置於該上線路板與該下線路板之間，用以使每一該上接點與其相對應之該下接點之間具有一間隔距離，且該中層板具有對應於該複數上接點之複數開孔。
  10. 一種發光鍵盤，包括：一薄膜線路板，用以產生複數按鍵開關訊號，包括一第一穿孔；複數按鍵，設置於該薄膜線路板上方，用以被觸壓而使該薄膜線路板產生該複數按鍵開關訊號，其中每一該複數按鍵包括：一鍵帽；以及 一彈性元件設置於該鍵帽下方；一固定片，設置於該複數按鍵與該薄膜線路板之間，用以固定該複數彈性元件，包括一第二穿孔；一感測線路，設置於該固定片；一發光元件電路板；至少一發光元件，設置於該發光元件電路板上；以及一感測晶片，設置於該發光元件電路板上；其中該感測晶片穿入該第一穿孔與該第二穿孔並電性連接於該感測線路，且該感測晶片位於該複數鍵帽之一鍵帽下方，用以感測一物體之存在。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之發光鍵盤，其中該感測線路係非接觸式感測裝置，用以形成一感應電場，於該物體接近該感應電場時，該感應電場發生變化而使該感測晶片感測該物體之存在。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之發光鍵盤，其中於該感測晶片感測該物體之存在時，該至少一發光元件被驅動而發光。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之發光鍵盤，更包括一導光板以及一支撐板，且每一該複數按鍵更包括一連接元件，其中該支撐板設置於該薄膜線路板下方，該導光板設置於該支撐板下方，且該複數連接元件分別連結於該複數鍵帽與該支撐板。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之發光鍵盤，其中該支撐板包括一第三穿孔，該導光板包括一第四穿孔，且該感測晶片穿入該第三穿孔與該第四穿孔。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之發光鍵盤，其中該發光元件電路板設置於該薄膜線路板上方或該導光板下方。
  16. 如申請專利範圍第10項所述之發光鍵盤，其中該薄膜線路板包括：一上線路板，具有一第一電路圖案，且該第一電路圖案具有複數上接點；一下線路板，具有一第二電路圖案，且該第二電路圖案具有對應於該複數上接點之複數下接點，其中，每一該上接點於其所對應之該下接點共同形成一薄膜開關；以及一中層板，設置於該上線路板與該下線路板之間，用以使每一該上接點與其相對應之該下接點之間具有一間隔距離，且該中層板具有對應於該複數上接點之複數開孔。
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