常闭式电气开关,特别是用于便携式通信装置

摘要

开关（10）包括印刷电路（12），印刷电路具有总体扁平的形状，和包括第一表面和第二表面（12B）以及贯穿孔（14），第一表面负持第一接触斑点，第二表面与第一表面相反，负持第二接触斑点（18），贯穿孔允许进入第一（12A）和第二表面（12B）之间。开关（10）还包括导电体（20），导电体包括第一部分（22），第一部分与第一接触斑点（16）进行配合，和第二部分（24），第二部分贯穿经过贯穿孔（14）在固定在第一部分（22）上的第一端部（24A）和第二自由端部（24B）之间延伸。第二部分（24）在息止位置和促动位置之间是可弹性变形的，在息止位置中其第二端部（24B）与第二接触斑点（18）进行配合，在促动位置中其第二端部（24B）被促动与第二接触斑点（18）隔开。

说明书

技术领域

本发明涉及一种常闭式按钮型电气开关，特别涉及一种用于配备 给便携式通信装置的键盘的常闭式按钮型电气开关。本发明还涉及常 闭式电接触柔性键盘的制造，对应的接触片、按键和柔性键盘的制造。

背景技术

可以注意到，开关能够在闭合位置和打开位置之间进行切换，在 闭合位置中开关允许电流通过，在打开位置中开关中断该电流的通过。 当在没有外力的作用下按钮型开关向其闭合位置回复时，和当由使用 者作动——通常通过按钮——时按钮型开关变换到其打开位置时，按 钮型开关被称为常闭式开关。

特别薄和廉价的现有膜片式键盘，通过将银基导电墨水轨道印刷 在塑料基底上进行制造，以产生特别薄的电路。

如此形成的键盘按键全部根据相同的原理进行制作：两轨道至少 相面对地布置和当按压在按键上时接触。这些按键从而组成常开式电 接触类型的按键。

视情况而定，允许接触的导电元件或者是形成杯式接触的金属杯 形件，或者是在上部电路的背部上或在电路上沉积的装饰面的背部上 印刷的银质芯片。这种类型的接触从而表示为与扁平的或热成型的前 表面的梳刀式接触。

前述的技术允许制造膜片式柔性键盘，所述键盘的厚度较小，大 约为1mm到1.5mm，甚至在最为精致的情形中为0.6mm到0.7mm。

最近，对前述技术的开发允许将特别薄的组件集成在膜片式键盘 中，组件是如电致发光二极管（LED）或小电阻二极管，其大约为0.5mm 的厚度允许在制造中进行集成。

不过，当需要使用更为复杂的组件时，就必须要更换技术。体积 较大的电路从而最为经常地胶接在机加工的金属板上，所述金属板用 作用于集成按钮、转换器、紧急中断按钮或其它组件的基底。

当这类电路或键盘的集成商期望获益于一个或多个常闭式电接触 按键的这类电路或键盘时，其中，两个或多个导电轨道持续地接触， 操作者在这些按键之一上的作动允许打开该接触，现今，必需地是， 或者就实施成本而言集成大体积和有限制条件的按钮，或者引入这种 接触类型的电子管理，而这些是很多集成商不期望或不能执行的。

例如，在现有技术中，特别是根据专利文献EP 0 793 246，已知 一种常闭式按钮型电气开关。这类开关通常包括印刷电路和导电体， 印刷电路包括第一接触斑点和第二接触斑点，导电体用于使第一接触 斑点和第二接触斑点电连接。

这类常闭式开关包括许多元件，因此其特别昂贵和难以制造。此 外，由于其复杂性和其体积大小，该开关通常不能适用于便携式通信 装置的键盘。

发明内容

本发明提出通过提供一种常闭式按钮型电气开关来克服这些缺 点，所述开关的结构简单、经济和体积较小。

特别地，本发明的目的特别是在于实施一种用于制造常闭式电接 触柔性键盘、常闭式接触按键、和包括至少一这类按键的键盘的制造 方法，同时保留柔性键盘技术所固有的优点，即：

－根据结构，保留非常小的键盘厚度，不超过1mm到1.5mm；

－保留在现有膜片式键盘中所使用的热成型或杯式按键的运行原 理；

－保持有竞争力的和与寻求优质低成本产品的现有市场的相匹配 的制造价格；

－获得这类按键，所述按键可运行数十万次，甚至更多，而没有 可合理地预见的问题；

－布置对于集成商而言易于实施的半产品，没有与其作业方法匹 配的附加限制；

－实施为膜片式柔性键盘的最终产品，其足以经受如振动、撞击 或其它条件的有时困难的使用条件。

本发明的一目的特别地在于实施一种用于制造包括至少一常闭式 接触按键的膜片式柔性键盘的制造方法。

该方法的特点在于，所述方法至少在于给键盘配备至少一双面印 刷电路，所述双面印刷电路包括至少正接线柱和反接线柱；在印刷电 路中在正接线柱和反接线柱之间设置插入缝隙；在缝隙中插入柔性导 电片，所述柔性导电片在正接线柱和反接线柱之间形成常闭式电接触， 该柔性导电片包括支撑点，所述支撑点允许施加用于中断常闭式电接 触的作用力。

有利地，柔性导电片包括中心柔性舌片，所述中心柔性舌片包括 支撑点，通过公共点所述中心柔性舌片与第一和第二侧舌片电连接和 机械连接且与所述第一和第二侧舌片相邻，第一和第二侧舌片布置在 同一平面中而中心舌片沿着正交于所述平面的方向偏置就位，以在缝 隙处形成用于柔性导电片的第一插入空间和第二插入空间，关于插入 的操作包括至少一步骤，所述至少一步骤在于：通过第一插入空间和 第二插入空间分别在缝隙的相对边部上的夹持，将所述柔性导电片插 入缝隙中，以便将中心柔性舌片带至息止状态和分别地使第一或第二 侧舌片的至少一个分别地与反接线柱和正接线柱进行电接触，或反之 亦然。

优选地，设置在中心舌片上的支撑点相对于公共点在所述中心舌 片上隔开偏置布置，以在中心舌片在反接线柱或正接线柱上的接触点 和公共点之间形成横向力杠杆。

本发明的另一目的在于实施一种用于双面印刷电路的常闭式柔性 接触片。

这类柔性接触片的特征在于，所述柔性接触片包括至少中心柔性 舌片与第一和第二侧舌片，第一和第二侧舌片与同一公共点电连接和 机械连接。电连接和机械连接的第一和第二侧舌片基本上布置在同一 平面中，在侧面与中心柔性舌片相邻。中心舌片沿着正交于平面的方 向偏置就位，以形成印刷电路的第一插入空间和第二插入空间，所述 印刷电路配有缝隙以及至少正接线柱和反接线柱，所述正接线柱和所 述反接线柱每个都被布置在所述缝隙的两相对边部之一附近。

有利地，中心柔性舌片的接线柱由凸起部分形成；和作为选择， 第一侧舌片和第二侧舌片的接线柱也由凸起部分形成。

优选地，中心柔性舌片在相对于容纳第一和第二侧柔性舌片的平 面倾斜的平面中在息止状态下偏置，以通过中心柔性舌片的相反受限 转动，形成印刷电路的分别在该中心柔性舌片与第一和第二侧舌片之 间的第一插入空间和第二插入空间。

有利地，导电片通过导电材料板片的切割/冲压制成。

本发明的另一目的在于实施一种用于膜片式柔性键盘的接触按 键，所述接触按键的特征在于，所述接触按键包括至少印刷电路和柔 性接触片，印刷电路配有至少正接线柱和反接线柱，所述正接线柱和 所述反接线柱每个都布置在设置在该印刷电路中的缝隙的相对边部之 一附近，根据本发明的柔性接触片插入在缝隙中并在正接线柱和反接 线柱之间形成常闭式电接触。柔性接触片包括支撑点，所述支撑点允 许施加用于中断常闭式电接触的作用力。

有利地，通过在杯形件或在布置在支撑点上方的按键盘上按压而 作动所述支撑点。

本发明还涉及一种膜片式柔性键盘，所述膜片式柔性键盘包括至 少按键和/或对应的常闭式柔性接触片。

本发明的目的，用于制造常闭式电接触按键和对应的键盘的制造 方法，适用于各种尺寸的键盘的制造，特别是用于便携式移动电话装 置、PDA数字助理的小尺寸键盘，和用于如便携式计算机或办公计算 机、音乐仪器或其它设备的较大尺寸的键盘。

本发明的目的还在于一种常闭式按钮型电气开关，特别是用于便 携式通信装置的键盘的常闭式按钮性电气开关，其包括：

－印刷电路，包括第一和第二接触斑点，和

－导电体，用于使第一和第二接触斑点电连接，

其特征在于：

印刷电路至少部分地具有总体扁平的形状，和包括第一表面和第 二表面以及贯穿孔，第一表面负持第一接触斑点，第二表面与第一表 面相反，负持第二接触斑点，贯穿孔允许进入第一和第二表面之间，

－导电体包括第一部分，第一部分与第一接触斑点进行配合，和

－导电体包括第二部分，第二部分贯穿经过贯穿孔在固定在第一 部分上的第一端部和第二自由端部之间延伸，第二部分在息止位置和 促动位置之间是可弹性变形的，在息止位置中其第二端部与第二接触 斑点进行配合，在促动位置中其第二端部被促动与第二接触斑点隔开。

这类开关具有特别简易的结构，其中，导电体与非中间式两接触 斑点进行配合，对此，只需在导电体的第二部分上施加作用力，以将 该第二部分从第二斑点分开，和从而打开开关。

借助于设置在印刷电路的相反表面上的接触斑点，结构的这种简 易性特别是可能的。

作为选择，根据本发明的电气开关可包括一个或多个以下特征， 单独地或根据技术上可行的所有的组合：

－开关包括形成按钮的金属杯形件，所述金属杯形件从印刷电路 的第一表面一侧可触及，可以息止位置和接合位置之间移动，在息止 位置中导电体的第二部分位于其息止位置中，在接合位置中金属杯形 件与导电体的第二部分进行配合，以将第二部分保持在其促动位置中；

－导电体的第二部分具有凸起部分，凸起部分设置在其第一端部 和第二端部之间，用于当该金属杯形件位于其接合位置中时与金属杯 形件进行配合；

－导电体的第一部分包括两分支部分和一底座，以具有U形的形 状，两分支部分被布置在印刷电路的孔口两侧；

－导电体的第二部分形成薄片，薄片延长第一部分的底座和在该 第一部分的两分支部分之间纵向地延伸；

－第一和第二部分以整体件制成，导电体例如以金属片制成；和

－开关包括背光部件，背光部件布置在印刷电路的第二表面一侧； 和

－开关包括密封部件，密封部件至少覆盖金属杯形件和导电体。

附图说明

通过阅读以下仅仅作为示例给出的和参照附图进行的说明，将更 好地理解本发明，附图中：

－图1a到图1d示出根据本发明的一实施方式的柔性键盘的制造 方法的主要实施步骤；

－图2是用于根据本发明的目的的双面印刷电路的常闭式柔性接 触片的俯视图；

－图3是沿着在图2上所示的常闭式柔性接触片的剖面BB的剖 视图；

－图4是沿着根据本发明的目的的常闭式电接触按键的图1d的平 面的剖视图；

－图5和图6分别地是根据本发明的第二实施方式的电气开关的 俯视图和仰视图；

－图7和图8是图5和图6的开关分别地位于闭合位置和打开位 置的剖视图。

具体实施方式

根据前述附图，元件的相关比例并不一定被遵守，以不影响整体 的清晰可识性。

现在参照图1a到图1d详细地描述根据本发明的目的的膜片式柔 性键盘的制造方法。

在步骤1，如在图1a上所示，根据本发明的方法在于给键盘提供 和配备至少一双面印刷电路CI，其包括至少正接线柱PR和反接线柱 PV。

双面印刷电路CI可由各种类型的印刷电路、双面电路或其它电 路组成。

步骤2跟随步骤1，如在图1b上所示，在于在印刷电路CI中， 在正接线柱PR和反接线柱PV之间布置插入缝隙。优选地，不过非 限定性地，插入缝隙F由边部平行的缝隙形成，整体上穿过印刷电路 CI的厚度。

步骤3跟随步骤2，包括子步骤3（1），如在图1c上所示，在于 在插入缝隙F中插入一柔性导电片LS，该柔性导电片在正接线柱PR 和反接线柱PV之间形成常闭式电接触。

如在附图上还示出，柔性导电片LS包括支撑点PA，允许施加用 于中断常闭式电接触的作用力。

此外，在图1d上所示的子步骤3（2），沿着图1c的印刷电路CI 的剖面AA中的剖视图，已经示出在插入柔性导电片LS之后获得的 常闭式电接触型接触按键。特别地可以理解，插入操作在于通过夹持 或各种其它方式将柔性导电片LS插在缝隙F的平行边部的每个上， 其将在下文中进行描述。

为此，在如在图1c上所示的步骤3（1）时，柔性导电片LS可有 利地包括中心柔性舌片LC以及第一侧舌片LL1和第二侧舌片LL2， 中心柔性舌片包括支撑点PA，中心柔性舌片通过公共点PC电连接和 机械连接。中心柔性舌片LC与第一侧舌片LL1和第二侧舌片LL2 相邻和平行，并通过公共点与第一侧舌片和第二侧舌片相接合。优选 地，第一侧舌片LL1和第二侧舌片LL2基本上被布置在同一平面P 中，不过中心舌片LC沿着正交于平面P的方向被偏置，以形成第一 插入空间EI1和第二插入空间EI2，每个包含在第二柔性舌片LC与 两侧舌片LL1和LL2的相对端部之间。

从而可以理解，在如在图1c上所示的步骤3（1），将柔性导电片 LS插入缝隙F中的插入操作通过第一插入空间EI1和第二插入空间 EI2分别在缝隙F的相对边部中一个上的插入和夹持执行，以将中心 舌片LC带至息止状态，或者使两侧舌片LL1和LL2分别地与反接线 柱PV和正接线柱PR电接触，或反之亦然。

最后以及在图1上也可将观察到，设置在中心舌片LC上的支撑 点PA相对于公共点PC在中心舌片上隔开偏置布置，以在第一中心 舌片在反接线柱上或正接线柱上的接触点和公共点PC之间形成横向 力杠杆。

现在将参照图2和图3更为详细地描述专门设计用于实施根据本 发明的目的的方法的常闭式柔性电接触片、接触按键和膜片式柔性键 盘。

在图2上，示出根据本发明的目的的常闭式柔性接触片，其包括 至少中心柔性舌片LC，中心柔性舌片在公共点PC处电连接和机械连 接。

柔性接触片LS还包括第一侧舌片LL1和第二侧舌片LL2，每个 与公共点PC电连接和机械连接。

第一侧舌片和第二侧舌片与中心柔性舌片LC相邻和平行，不过 沿着正交于平面P的方向偏置就位，以形成印刷电路CI的第一插入 空间EI1和第二插入空间EI2，印刷电路配有缝隙F、在该缝隙的两 相对边部附近布置的正接线柱和反接线柱。参照图2，可以理解的是， 基本上包括侧舌片的平面P正是支撑前述图2的材料片平面和在图2 上的平行舌片之间所示的插入空间EI1和EI2沿着正交于该同一材料 片的平面的方向延伸，这将参照图3在下文中进行阐述。

参照前述图示，可以理解的是，中心柔性舌片LC在相对于容纳 第一侧柔性舌片LL1和第二侧柔性舌片LL2的平面P倾斜的平面PO 中在息止状态下偏置，以通过该中心柔性舌片LC的相反受限转动， 在中心柔性舌片LC和第一和第二侧柔性舌片LL1、LL2之间形成印 刷电路CI的第一插入空间EI1。斜面PO相对于前述平面P的倾斜角， 根据柔性导电片LS的金属组成材料的弹性特征在10°到20°之间。

在图3上，以虚线示出中心舌片LC在相反受限转动f上的移动， 以形成前述的第一插入空间EI1。

通过在中心柔性舌片LC上施加相反受限转动以允许中心柔性舌 片在印刷电路CI下方经过，柔性导电片LS从而可在其插入空间EI1、 EI2处被夹持，印刷电路通过缝隙F的对应边部进入第一插入空间EI1 中；和中心柔性舌片与反接线柱PV进行电接触，继而通过向缝隙F 的相对边部平移柔性导电片LS，以将该边部带至第二插入空间EI2 中，和在正接线柱PR与该或多个侧柔性舌片LL1、LL2之间实施电 接触。

因此，可以理解的是，中心舌片LC允许，通过在与侧柔性舌片 LL1、LL2进行配合的支撑点PA上施加应力，保证中断常闭式电接 触的作用。

如在前述的图2和图3上所示的柔性导电片，有利地通过对由导 电材料，如软金属，如铜-铍合金，不锈钢或其它的材料制成的板片的 切割/冲压而制成。

特别地，在中心舌片LC上布置的支撑点PA有利地例如由一凸 起部分形成。同样地，中心柔性舌片LC的接线柱PcC1例如由一凸 起部分形成。此外，作为选择，根据本实施例，侧舌片LL1的分别的 接线柱PcL1、PcL2也由一凸起部分形成。

现在参照图4描述根据本发明的目的的用于膜片式柔性键盘的接 触按键。

参照前述的附图，接触按键包括印刷电路CI，印刷电路配有正接 线柱PR和反接线柱PV，每个接线柱被布置在设置在印刷电路中的缝 隙F的相对边部之一附近。柔性接触片LS，如参照图2和图3在前 文所述的，插入缝隙F中，以在正接线柱PR和反接线柱PV之间形 成常闭式电接触。柔性接触片包括支撑点PA，所述支撑点允许施加用 于中断常闭式电接触的作用力。此外如在图4上所示，前述的支撑点 可通过或者在圆形的杯形件C上，或者在按键盘PT——布置在支撑 点上方——上施加压力被作动。在支撑点PA和杯形件C或按键盘PT 之间的连接按照通常的方式实施。

最后，本发明涉及配有形成如参照图4描述的常闭式电接触的接 触按键的膜片式柔性键盘。特别地可以理解的是，在前述附图上所示 的按键可是集成式的，以形成与前表面FA的所有材料种类——如聚 对苯二甲酸乙二醇脂（PET）、弹性体、聚氨酯（PU）、聚碳酸脂（PC） 或其它材料——相兼容的柔性键盘。

在图5到图8上示出常闭式按钮型电气开关10的一示例。这类开 关例如用于配备给便携式通信装置——特别是便携式电话或便携式收 音机——的键盘。

开关10包括总体扁平形状的印刷电路12，所述印刷电路具有第 一表面12A和与第一表面12A相反的第二表面12B。

第一表面12A通常是上表面，用于朝向便携式通信装置外部。该 第一表面12A特别是在图1上示出。

第二表面12B通常是下表面，用于朝向便携式通信装置内部。该 第二表面12B特别是在图2上示出。

印刷电路12包括贯穿孔14，允许进入第一表面12A和第二表面 12B之间。在示例中，贯穿孔14在印刷电路12的平面中具有整体上 长方形的形状。

如在图5上所示，印刷电路在其第一表面12A上包括第一接触斑 点16，也被称为接线柱。该第一接触斑点16例如呈U形，和被布置 在贯穿孔14周围，以使得该贯穿孔14沿着该长方形贯穿孔14的大边 和第一小边被该第一斑点16部分地围绕。

如在图6上所示，印刷电路在其第二表面12B上包括第二接触斑 点18，也被称为接线柱，例如整体上呈长方形。优选地，该第二接触 斑点18被布置在长方形贯穿孔14的第二小边附近。

开关10还包括导电体20，呈柔性导电片的形式，用于使第一接 触斑点16和第二接触斑点18电连接。

导电体20包括第一部分22，特别是如在图1上所示，该第一部 分与第一接触斑点16进行配合。优选地，该第一部分22包括两分支 部分22A，形成侧舌片；和底座22B，在这些侧舌片之间形成一公共 点，以也呈U形。分支部分22A沿着其大边被布置在印刷电路12的 贯穿孔14两侧，以使得在该贯穿孔14的平面中，该贯穿孔14被该第 一部分22部分地围绕。

导电体20还包括第二部分24，第二部分在连接到第一部分22的 第一端部24A和用于与第二接触斑点18进行配合的第二自由端部24B 之间延伸。

优选地，导电体20以金属片制成，第一部分22和第二部分24 以整体件制成。

在示例中，导电体的第二部分24形成薄片（或中心柔性舌片）， 该薄片延长第一部分22的底座22B，和在该第一部分22的两分支部 分22A之间纵向延伸。该薄片24贯穿经过贯穿孔14，以将第一部分 22与第二接触斑点18电连接。

第二部分24在息止位置和促动位置之间是可弹性变形的，在如在 图3上所示的息止位置中，其第二端部24B与第二接触斑点18进行 配合，在如在图4上所示的促动位置中，其第二端部24B与第二接触 斑点18隔开。因此，当第二部分24位于其息止位置中时，开关10 位于闭合位置，当第二部分24位于其促动位置中时，开关位于其打开 位置。

有利地，第二部分24在其第二端部24B包括凸起部分25，也被 称为接线柱，利于与第二斑点18的接触。

可以注意到，由于导电体20的可弹性变形的结构，该导电体20 可通过将该印刷电路12夹持在导电体20的第一部分22和第二部分 24之间而组装在该印刷电路12上。借助于第一部分22的U形形状， 这种组装特别是稳定的。该结构从而便于开关10的安装。

开关10还包括常见类型的金属杯形件26，该金属杯形件形成按 钮，从印刷电路12的第一表面12A一侧可触及。该金属杯形件26在 导电体20的上方布置，以使得该金属杯形件能够与该导电体20的第 二部分24进行配合。为此，如在图1上所示，金属杯形件26例如被 布置支撑在导电体20的第一部分上。

这类金属杯形件26能够由使用者推动，以在如在图3上所示的息 止位置和如在图4上所示的接合位置之间是可弹性变形的。

在其息止位置中，金属杯形件26被保持与导电体的第二部分24 隔开，该第二部分也处于其息止位置中。开关10从而是闭合的。可以 注意到，金属杯形件26在其息止位置中的高度通常大约为1毫米。因 此，开关10的体积较小，和可容易地集成在袖珍便携式通信装置中。

在其接合位置中，金属杯形件26与导电体的第二部分24进行配 合，以将第二部分保持在其促动位置中。开关10从而打开。

有利地，导电体20的第二部分24包括在其第一端部24A和第二 端部24B之间布置的凸起部分28，所述凸起部分形成支撑点，当金属 杯形件26位于其接合位置中时，凸起部分用于与金属杯形件26进行 配合。该凸起部分28允许保证在金属杯形件26和第二部分24之间的 接触。作为变型，金属杯形件26可负持相似的一凸起部分，该凸起部 分用于与第二部分24进行配合。

可以注意到，当用户松开金属杯形件26时，该金属杯形件26和 导电体20的第二部分24由于弹性回到它们各自的息止位置中。

优选地，金属杯形件26被设计用以形成一硬点，以当使用者用手 指按压该金属杯形件26而作动开关10时，给使用者提供触觉感知。

开关10优选地包括密封部件（未显示），例如以塑料材料制成， 至少覆盖金属杯形件26和导电体20。这些密封部件还可在用户一侧 包括涉及开关10的操作的标记。

这些密封部件优选地覆盖通信装置的整个键盘，以使得该装置可 在侵害性和潮湿环境中被使用。

作为选择，开关10还可包括背光部件，所述背光部件被布置在印 刷电路12的第二表面12B一侧。实际上，借助于贯穿孔14，可简单 地和有效地背面照亮开关10。

在上文所描述的开关10包括较少的元件，其从而具有较小的重量 以及较低的成本。

可以注意到，本发明并不局限于前文所述的实施方式，而是可具 有许多变型，而不离开权利要求的范围。特别地，前文所述的每个实 施方式的特征可等效地转换到所描述的其它实施方式上。