TWI430308B - 按鍵感測結構與具有其之計算機 - Google Patents
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Description
本發明是有關於一種計算機，且特別是有關於一種按鍵感測結構與具有其之計算機。
計算機是常見的電子產品，可用來進行簡單的數學計算。一般的計算機通常僅能完成算術運算和少量的邏輯運算，並無法進行和電腦一般的複雜運算。早期計算機是利用機械結構來進行運算，但隨著半導體技術的進步，現今大部分計算機都是掌上型微電子裝置。較高階的計算機具有三角函數、統計與其他函數的功能，有些先進的計算機甚至具有繪圖的功能。
計算機具有顯示幕與鍵盤，使用者可以經由按下按鍵來輸入資料與進行運算。鍵盤下方具有聚酯膠膜(稱為Mylar film或是PET film)與電路板所形成的按鍵輸入結構。聚酯膠膜上具有導電碳膜所形成的導電區域，而電路板上具有交叉設置的接腳或引線，當使用者按下按鍵時，聚酯膠膜會向下凹陷並接觸到電路板上的接腳，使得接腳短路以產生輸入信號。計算機就是利用接腳是否短路來判斷使用者所按下的按鍵為何以進行運算。
通常按鍵下方具有柱狀結構，當按鍵被按下時，其柱狀結構會對聚酯膠膜施加壓力而使聚酯膠膜接觸到電路板。當聚酯膠膜與電路板的接觸面積不夠大時，就有可能無法讓電路板上的正、負電極短路而造成信號輸入錯誤。
本發明提供一種按鍵感測結構與具有其之計算機，上述按鍵感測結構分別在基板與聚酯膠膜上設置電路。聚酯膠膜的金手指設置區域更塗佈一層聚酯油墨(PET printing ink)以加強金手指與聚酯膠膜的附著強度。聚酯膠膜上的接觸墊與基板上的接觸墊有任何一點接觸就可以產生正確的信號。藉此，可以提高計算機接收按鍵信號的正確性與耐用性。
本發明提出一種按鍵感測結構與具有其之計算機，計算機包括本體與按鍵感測結構，本體具有顯示單元與按鍵單元。按鍵感測結構包括一基板、一聚酯膠膜與一導電膠帶。基板具有一第一電路與複數個第一金手指，該第一電路具有複數個裸露的第一接觸墊。聚酯膠膜設置在該基板上且具有一第二電路與複數個第二金手指，該第二電路具有對應於該些第一接觸墊的複數個裸露的第二接觸墊，其中各該第二接觸墊與對應之各該第一接觸墊之間具有間隙。導電膠帶黏貼於該基板的一側與該聚酯膠膜的一側，用以電性連接該些第一金手指與該些第二金手指。其中，該聚酯膠膜具有一設置區，該設置區上塗佈有一聚酯油墨層以設置該些第二金手指，其中該些第二金手指設置在所塗佈的聚酯油墨層之上。
在本發明一實施例中，上述導電膠帶具有複數個線形導電區，該些線形導電區對應連接至該些第一金手指與該些第二金手指，其中該導電膠帶對摺並設置在該基板與該聚酯膠膜之間。該第一電路與第二電路係面對面設置。第二金手指對應連接至第二接觸墊。
在本發明一實施例中，上述基板上塗佈有一絕緣層，該絕緣層具有複數個對應於該些第一接觸墊的開口以裸露該些第
一接觸墊。聚酯膠膜具有複數個浮凸部，上述第二接觸墊係對應設置於該些浮凸部的內側面。
在本發明一實施例中，其中上述該第二電路的走線由一銀膠層與一碳膜層，其中銀膠層塗佈在聚酯膠膜上，而碳膜層塗佈在銀膠層之上以覆蓋銀膠層。
基於上述，本發明之按鍵感測結構直接將兩個電路分別設置在聚酯膠膜與基板上，因此只要偵測聚酯膠膜的接觸墊與基板的接觸墊是否有接觸到就可以正確感測到按鍵信號。藉此，具有此按鍵感測結構的計算機可以更準確的感測到按鍵是否被按下。聚酯膠膜上塗佈聚酯油墨以改善金手指與聚酯膠膜不同材質間的附著問題，藉此強化金手指與聚酯膠膜的附著強度。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
請參照圖1與圖2，圖1繪示本發明實施例之計算機示意圖。圖2繪示本發明實施例之按鍵感測結構示意圖。計算機100包括本體101、顯示單元110與按鍵單元120。本體101中具有按鍵感測結構200，如圖2所示。按鍵感測結構200位於按鍵單元120下方，用來偵測使用者所按下的按鍵。按鍵感測結構200包括基板210、聚酯膠膜220與導電膠帶230。聚酯膠膜220設置在基板210上，而導電膠帶230對摺並設置在基板210與聚酯膠膜220之間以電性連接聚酯膠膜220上的金手指211與基板210上的金手指。
請一併參照圖3，圖3繪示本發明實施例的按鍵感測結構200的結構示意圖，基板210具有第一電路215與複數個第一金手指211，第一電路215具有複數個裸露的第一接觸墊212。聚酯膠膜220具有第二電路225。第二電路225上具有多個第二金手指221與多個對應於第一接觸墊212的第二接觸墊222。第二電路225則連接至第二金手指221。第一接觸墊212例如是以銅箔形成的接觸墊(contact pad)，而第二接觸墊222例如是以銀膠與導電碳膜所形成的接觸墊。第一電路215與第二電路225為面對面設置，且第一接觸墊212與第二接觸墊222的位置相對應，但兩者之間具有間隙。由於導電膠帶230連接基板210上的第一金手指211與聚酯膠膜220上的第二金手指221，所以基板210上的電路可以透過第一金手指221連接至第二電路225上的所有第二接觸墊222。其中，第一金手指211的材質例如是銅泊，而第二金手指221的材質例如碳膜或銅箔，但本實施例並不限制於此。
在正常情況下，第一接觸墊212與第二接觸墊222是分開的。當使用者按下按鍵時，聚酯膠膜220會受到壓力而向基板210的方向凹陷，使第一接觸墊212接觸到第二接觸墊222。計算機100可以經由第一接觸墊212與第二接觸墊222是否短路來偵測使用者所按下的按鍵為何，例如數字鍵或運算的功能鍵等。第一接觸墊212與第二接觸墊222是否短路的偵測方式例如提供一高電壓至第一接觸墊212，然後經由偵測到第二接觸墊222的電位變化來判斷第一接觸墊212與第二接觸墊222是否短路。值得注意的是，本發明並不受限於此偵測方式。
此外，基板210例如是印刷電路板，其表面可以塗佈一層絕緣層(綠漆)(未繪示)，用來保護印刷電路板上的線路。絕緣層上會具有對應於第一接觸墊212的開口以裸露第一接觸墊212。為加強金手指與聚酯膠膜220的附著性，在聚酯膠膜220設置第二金手指221的設置區241中會先塗佈一層聚酯油墨(PET printing ink)以形成聚酯油墨層240，然後在聚酯油墨層240上形成第二金手指221。聚酯油墨層240可以強化第二金手指221對聚酯膠膜220的附著性，避免第二金手指221脫落。
聚酯油墨通常為化合物(chemical compound)，其成分例如為石墨(Graphite)、碳黑(Carbon black)、醋酸丁酯纖維素溶劑(Butyl cellosove acetate)、二甘醇丁醚醋酸酯(Butyl carbitol acetate)、丁卡必醇(Butyl carbitol)、酚樹脂(Phenol resin)、1-丁醇(1-Butanol)與甲醛(Formaldehyde)依照一定比例混合而成。值得注意的是，上述聚酯油墨依照各家廠牌會有不同的組成成分與比例，本實施例並不限制聚酯油墨的成分與比例，只要適用於聚酯膠膜220的油墨即可。
請同時參照圖3與圖4A，圖4A繪示圖3的設置區241中A-A的剖視圖，聚酯油墨層240塗佈在聚酯膠膜220上，而第二金手指221貼附在聚酯油墨層240上。此外，第二電路225的走線與第二接觸墊222係由一銀膠層與一碳膜層構成，請參照圖4B，其繪示圖3中B-B的剖視圖。銀膠層402塗佈在聚酯膠膜220上，而碳膜層403則覆蓋在銀膠層402上形成保護層以避免銀膠氧化。由於碳膜層403與銀膠層402皆為導電材質，因此可以形成第二電路225的走線與第二接觸墊222。
請參照圖4C，圖4C繪示本發明的導電膠帶230的結構示意圖。導電膠帶230上具有多個線形導電區410，該些線形導電區410黏貼於基板210的一側與聚酯膠膜220的一側以對應連接至第一金手指211與第二金手指221。由於導電膠帶230上的線形導電區410位於導電膠帶230的同一面，所以導電膠帶230可以摺疊並設置在基板210與聚酯膠膜220之間。導電膠帶230的一端黏貼於基板210一側，而另一端則黏貼於聚酯膠膜220的一側以電性連接第一金手指211與第二金手指221。第一金手指211與第二金手指221可經由線形導電區410電性連接。基板210可以經由第一金手指211獲得聚酯膠膜220上的第二電路225的電信號。值得注意的是，本發明可以利用HMF熱壓固定在基板210與聚酯膠膜220之間，但本發明不受限於此方式。
請參照圖5，圖5繪示本發明實施例的按鍵感測結構的局部示意圖。聚酯膠膜210在設置第二接觸墊222的地方會形成浮凸部510。第二接觸墊222同樣由銀膠層402與碳膜層403所構成。第二接觸墊222對應設置於浮凸部510的內側面，第一接觸墊212則設置在基板210上並位於第二接觸墊222的下方。按鍵單元120的按鍵會對應設置於浮凸部510的上方。當按鍵被按下時，浮凸部510會因按鍵的下壓力而向基板210方向凹陷，使第二接觸墊222接觸到第一接觸墊212而形成短路，如圖5(a)虛線所示。計算機100便可以經由偵測第二接觸墊222與第一接觸墊212是否接觸短路來判斷按鍵是否被按下。
第一接觸墊212與第二接觸墊222的結構請參照圖5(b)與圖5(c)。第一接觸墊212例如圓形的導電銅箔，可直接利用印刷電路板的製程形成於基板210上，如圖5(b)所示。第二接觸墊222的外觀同樣也可以是圓形的碳膜，形成於聚酯膠膜220上。由於本發明是採用第一接觸墊212與第二接觸墊222是否導通來偵測按鍵是否被按下，而不是利用第二接觸墊222來使基板210上的電極短路。因此，基板210不需設置交錯的電極來表示正負電極。基板210上的第一接觸墊212可以為單一的圓形圖樣，而不需設計為交錯的多個接腳。此外，由於第一接觸墊212與第二接觸墊222皆為導體，所以只要有任一點接觸就可以使整個迴路導通以完成按鍵輸入的動作。換句話說，第一電路215與第二電路225可以藉由第一接觸墊212與第二接觸墊222的接觸而導通，而計算機100可經由第一電路215與第二電路225上的信號(例如電壓變化)來判斷使用者所按壓的按鍵為何。
此外，值得注意的是，上述第一電路215與第二電路225是指連接第一接觸墊212與第二接觸墊222的導通線路或佈局圖形，其可依照設計需求變更，本實施例沒有任何限制。第一接觸墊212與第二接觸墊222的圖樣也可以依照設計需求調整，本實施例並不受限於圖5。上述元件之間的連接接關係包括直接或間接或兩者並行的電性連接，只要可以達到所需的電信號傳遞功能即可，本實施例並不受限。在經由上述實施例之說明後，本技術領域具有通常知識者應可推知其他實施方式，在此不加累述。
綜上所述，本發明的按鍵感測結構可以提高按鍵偵測的準確性並且可以簡化基板上的線路設計，藉此改善計算機的按鍵偵測靈敏度。
雖然本發明之較佳實施例已揭露如上，然本發明並不受限於上述實施例，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明所揭露之範圍內，當可作些許之更動與調整，因此本發明之保護範圍應當以後附之申請專利範圍所界定者為準。
100．．．計算機
101．．．本體
110．．．顯示單元
120．．．按鍵單元
200．．．按鍵感測結構
210．．．基板
211．．．第一金手指
212．．．第一接觸墊
215．．．第一電路
220．．．聚酯膠膜
221．．．第二金手指
222．．．第二接觸墊
225．．．第二電路
230．．．導電膠帶
240．．．聚酯油墨層
241．．．設置區
402．．．銀膠層
403．．．碳膜層
410．．．線形導電區
510．．．浮凸部
圖1繪示本發明實施例之計算機示意圖。
圖2繪示本發明實施例之按鍵感測結構示意圖。
圖3繪示本發明實施例的按鍵感測結構200的結構示意圖。
圖4A繪示圖3中的設置區241中A-A的剖視圖。
圖4B繪示圖3中B-B的剖視圖。
圖4C繪示本發明的導電膠帶230的結構示意圖。
圖5繪示本發明實施例的按鍵感測結構的局部示意圖。
210‧‧‧基板
221‧‧‧第二金手指
211‧‧‧第一金手指
222‧‧‧第二接觸墊
212‧‧‧第一接觸墊
225‧‧‧第二電路
215‧‧‧第一電路
230‧‧‧導電膠帶
220‧‧‧聚酯膠膜
240‧‧‧聚酯油墨
241‧‧‧設置區
Claims (14)
- 一種按鍵感測結構，包括：一基板，具有一第一電路與複數個第一金手指，該第一電路具有複數個裸露的第一接觸墊；一聚酯膠膜，設置在該基板上且具有一第二電路與複數個第二金手指，該第二電路具有對應於該些第一接觸墊的複數個裸露的第二接觸墊，其中各該第二接觸墊與對應之各該第一接觸墊之間具有間隙；以及一導電膠帶，黏貼於該基板的一側與該聚酯膠膜的一側，用以電性連接該些第一金手指與該些第二金手指；其中，該聚酯膠膜具有一設置區，該設置區上塗佈有一聚酯油墨層以設置該些第二金手指，其中該些第二金手指設置在所塗佈的該聚酯油墨層之上。
- 如申請專利範圍第1項所述的按鍵感測結構，其中該導電膠帶具有複數個線形導電區，該些線形導電區對應連接至該些第一金手指與該些第二金手指，其中該導電膠帶對摺並設置在該基板與該聚酯膠膜之間。
- 如申請專利範圍第1項所述的按鍵感測結構，其中該第一電路與該第二電路係面對面設置。
- 如申請專利範圍第1項所述的按鍵感測結構，其中該些第二金手指對應連接至該些第二接觸墊。
- 如申請專利範圍第1項所述的按鍵感測結構，其中該基板上塗佈有一絕緣層，該絕緣層具有複數個對應於該些第一接觸墊的開口以裸露該些第一接觸墊。
- 如申請專利範圍第1或2或3或4或5項所述的按鍵 感測結構，其中該聚酯膠膜具有複數個浮凸部，該些第二接觸墊係對應設置於該些浮凸部的內側面。
- 如申請專利範圍第1或2或3或4或5項所述的按鍵感測結構，其中該第二電路的走線與該些第二接觸墊係分別由一銀膠層與一碳膜層構成，其中該銀膠層塗佈在該聚酯膠膜上，而該碳膜層塗佈在該銀膠層之上以覆蓋該銀膠層。
- 一種計算機，包括：一本體，具有一顯示單元與一按鍵單元；以及一按鍵感測結構，設置在該本體中並位於該按鍵單元下方，其中該按鍵感測結構包括：一基板，具有一第一電路與複數個第一金手指，該第一電路具有複數個裸露的第一接觸墊；一聚酯膠膜，設置在該基板上且具有一第二電路與複數個第二金手指，該第二電路具有對應於該些第一接觸墊的複數個裸露的第二接觸墊，其中各該第二接觸墊與對應之各該第一接觸墊之間具有間隙；以及一導電膠帶，黏貼於該基板的一側與該聚酯膠膜的一側，用以電性連接該些第一金手指與該些第二金手指；其中，該聚酯膠膜具有一設置區，該設置區上塗佈有一聚酯油墨層以設置該些第二金手指，其中該些第二金手指設置在所塗佈的該聚酯油墨層之上。
- 如申請專利範圍第8項所述的計算機，其中該導電膠帶具有複數個線形導電區，該些線形導電區對應連接至該些第一金手指與該些第二金手指，其中該導電膠帶對摺並設置在該基板與該聚酯膠膜之間。
- 如申請專利範圍第8項所述的計算機，其中該第一電路與該第二電路係面對面設置。
- 如申請專利範圍第8項所述的計算機，其中該些第二金手指對應連接至該些第二接觸墊。
- 如申請專利範圍第8項所述的計算機，其中該基板上塗佈有一絕緣層，該絕緣層具有複數個對應於該些第一接觸墊的開口以裸露該些第一接觸墊。
- 如申請專利範圍第8或9或10或11或12項所述的計算機，其中該聚酯膠膜具有複數個浮凸部，該些第二接觸墊係對應設置於該些浮凸部的內側面。
- 如申請專利範圍第8或9或10或11或12項所述的計算機，其中該第二電路的走線與該些第二接觸墊係分別由一銀膠層與一碳膜層構成，其中該銀膠層塗佈在該聚酯膠膜上，而該碳膜層塗佈在該銀膠層之上以覆蓋該銀膠層。
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