電子設備的輸入傳感器的制造方法
【專利摘要】描述了輸入傳感器、包括所述輸入傳感器的電子設備和制造所述輸入傳感器的方法。可以將所述輸入傳感器實現為機械鍵輸入的一部分。所述輸入傳感器包括基板，所述基板具有：第一基板部分，在其中圖案化有信號圖案單元，所述信號圖案單元被配置為根據對象的觸摸或接近產生信號；以及第二基板部分，其上放置有集成電路單元，所述集成電路單元電連接至所述表面圖案單元；以及鍵支撐，具有被配置為支撐基板的底座部分。可以不受限地修改所述輸入傳感器、電子設備和制造方法。
【專利說明】電子設備的輸入傳感器

【技術領域】
[0001]本發明涉及電子設備，更具體地，涉及便攜式電子設備的輸入/傳感器。

【背景技術】
[0002]通常，術語“電子設備”是指用戶攜帶以使用多種內容的設備，例如，便攜式終端、個人媒體播放器(PMP)、或MP3播放器。主要考慮用戶的移動來設計便攜式電子設備，以便它們具有方便的便攜性及其多種功能。這種便攜式電子設備根據其預期用途、時代趨勢和消費者需求具有多種形狀因素。目前，越來越多地使用具有多種功能的條狀電子設備，例如，智能電話、平板PC等。
[0003]在目前的條狀電子設備的情況下，由于安裝了日記薄或多媒體功能，因此可以僅使用便攜式電子設備來利用多種內容，包括語音通信、金融服務、游戲/多媒體服務、無線互聯網服務等。在條狀電子設備中，該電子設備的整個表面上的一個大型顯示面板通常是電子設備的主要輸入和輸出端。
[0004]至少向條狀電子設備提供一個或多個設備，以便實現輸入。例如，在條狀電子設備(例如，目前的智能電話)的情況下，向電子設備的整個表面提供大型觸摸面板。在電子設備中，可以通過其整個表面上的大型觸摸面板顯示單元實現輸入。此外，將諸如側鍵、中心開啟/關閉鍵等的按鈕鍵單獨地安裝在電子設備的側面或外圍，以便打開/關閉電源單元、執行輸入和刪除/取消、運行攝像機、控制音量、鎖定/解鎖顯示單元等。
[0005]通過識別與顯示單元的接觸或接近觸覺地實現和/或通過使用按鈕鍵機械地實現上述向顯示單元的輸入。
[0006]電子設備的按鈕鍵被布置在顯示單元的外圍，例如，電子設備的導管區域(vesselreg1n)或側面。由于機械式按鈕鍵需要大量組件和寬闊的安裝空間，因此按鈕鍵的數目影響電子設備的輕薄化。
[0007]目前廣泛使用的電子設備(例如，智能電話)具有多種功能和多種個人信息，例如，簡單的個人信息(例如，地址)、個人財務信息、支付方式相關信息等。因此，如果電子設備丟失，則可能暴露個人信息或存在其他類型的安全性問題。為了解決安全性問題，提出了用于鎖定電子設備的多種方法。例如，可以通過用戶經由觸摸面板輸入圖案或數字組合，來實現對電子設備的鎖定/解鎖。
[0008]此外，提供了少量使用指紋的安全解決方案。然而，這些指紋解決方案在確保指紋傳感器的單獨安裝空間方面存在困難，并且存在無法同時提供安全性和方便性的問題。


【發明內容】

[0009]制定本發明以解決上述問題并提供下文所討論的優點。本發明的一個方面在于提供一種用于增強電子設備的安全性同時需要極小的安裝空間的輸入/傳感器。
[0010]本發明的另一方面在于提供一種用于檢測對象(具體地，指紋)的接觸或接近的輸入/傳感器。
[0011]本發明的再一方面在于提供一種用于檢測對象的接觸或接近的電子設備，該電子設備配備有實現在鍵輸入(例如，主頁按鈕)中的輸入/傳感器。
[0012]根據本發明的一個方面，電子設備的輸入傳感器包括:鍵支撐，具有被配置為支撐基板的底座部分；所述基板，具有:圖案化在第一表面上的信號圖案單元，所述信號圖案單元被配置為根據對象的觸摸或接近產生發送信號或接收信號，以及集成電路單元，所述集成電路單元被放置在第二表面上并且電連接至所述信號圖案單元；以及控制器，被配置為處理從信號圖案單元或集成電路單元接收的信號。
[0013]根據本發明的另一方面，電子設備包括具有傳感器輸入的機械鍵輸入，所述傳感器輸入具有:基板，所述基板包括:第一表面，圖案化有信號圖案單元，所述信號圖案單元被配置為根據對象的觸摸或接近產生信號，以及第二表面，其上放置有集成電路單元，所述集成電路單元電連接至信號圖案單元；以及鍵支撐，包括被配置為支撐基板的底座部分。
[0014]根據本發明的另一方面，一種制造輸入傳感器的方法，包括:提供具有底座部分的鍵支撐，所述底座部分包括頂面和底面；提供被配置為安裝鍵支撐的底座部分的基板，所述基板包括:第一基板部分和第二基板部分；以及在所述鍵支撐的底座部分上安裝所述基板，使得第一基板部分被放置在頂面上并且第二基板部分被放置在底面上。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]根據結合附圖給出的以下詳細描述，本發明的上述和其他方面、特征和優點將更顯而易見，在附圖中:
[0016]圖1A是根據本發明多個實施例之一使用指紋傳感器實現主頁鍵的電子設備的視圖；
[0017]圖1B是根據本發明的實施例之一配備有指紋傳感器的電子設備的相關組件中的一些的框圖；
[0018]圖2是示出了根據本發明的第一實施例(“溝槽(trench)”實施例)的輸入/傳感器的視圖；
[0019]圖3A是根據本發明第一實施例沿圖2中的線A-A’得到的輸入/傳感器的橫截面圖，而圖3B示出了根據本發明第一實施例形成圖3A中的輸入/傳感器的表面的層；
[0020]圖4是根據本發明的第一實施例的輸入/傳感器的基板的視圖；
[0021]圖5是示出了根據本發明的第二實施例(“通孔(through-hole) ”實施例)和第三實施例(“切掉(cutaway) ”實施例)的輸入/傳感器的視圖；
[0022]圖6A是根據本發明的第二實施例和第三實施例沿圖5中的線B-B’得到的輸入/傳感器的橫截面圖，而圖6B示出了根據本發明的第二實施例和第三實施例形成圖6A中的輸入/傳感器的表面的層；
[0023]圖7是根據本發明的第二“通孔”實施例的輸入/傳感器的第二鍵支撐件的視圖；
[0024]圖8A是根據本發明的第二“通孔”實施例的輸入/傳感器的視圖，其中向配備有基板的第二鍵支撐件設置第一鍵支撐件，而圖8B是圖8A中的輸入/傳感器的橫截面圖；
[0025]圖9A是根據本發明的第二實施例和第三實施例的輸入/傳感器的基板的視圖；
[0026]圖9B是圖9A所不的基板的視圖,其中所述基板是彎曲的；
[0027]圖1OA是根據本發明的第二“通孔”實施例的輸入/傳感器的視圖，其中基板位于第二鍵支撐件上；
[0028]圖1OB是根據本發明的第二“通孔”實施例位于圖1OA所示的第二鍵支撐件中的基板的橫截面圖；
[0029]圖1OC是示出了根據本發明的第二“通孔”實施例基板如何繞著第二鍵支撐件彎曲的橫截面圖；
[0030]圖11是示出了根據本發明的實施例裝飾單元如何與完整的鍵支撐件裝配在一起的視圖；
[0031]圖12A到圖12F是順序地示出了根據本發明的第三“切掉”實施例制造輸入/傳感器的工藝的視圖；
[0032]圖13是示出了根據本發明的第三“切掉”實施例的制造工藝的方法的流程圖；以及
[0033]圖14是順序地示出了制造圖12A到12F所示的輸入/傳感器的工藝的視圖。

【具體實施方式】
[0034]在下文中，將參考附圖描述根據本發明的實施例的電子設備的輸入/傳感器。在描述中，為了描述的方便和清楚，附圖中的線條粗細和結構元件尺寸可以不按比例。此外，在本發明中，稍后所述的組件僅通過考慮其功能來定義，并且可以根據用戶的需要、制造商的意圖、應用標準或慣例等而不同。因此，應當基于整個說明書的內容來理解而非限制術語的定義。
[0035]此外，在本發明的實施例的描述中，諸如第一和第二等的序數被使用并且僅用于區分具有相同名稱的對象。所述對象的順序可以被任意確定，并且可以將對先前對象的描述應用于后面的對象。
[0036]在以下描述中，將根據本發明的多個實施例的輸入/傳感器被實現為條狀電子設備的正面上的大型觸摸面板外圍上的主頁按鈕。根據本發明的實施例，這僅是實現在電子設備中的輸入/傳感器的一個不例。例如，根據本發明的實施例的輸入/傳感器不限于主頁按鈕。作為另一示例，根據本發明的實施例的輸入/傳感器可以被單獨地設置在電子設備的背面或側面，或可以被實現為布置在電子設備的側面上的電源鍵、音量控制鍵等。可以改變或修改這里所述的輸入/傳感器。
[0037]此外，根據本發明的實施例的電子設備的示例包括所有信息通信設備、多媒體設備及其應用設備、以及根據與多種通信系統相對應的通信協議操作的所有類型的移動通信終端和便攜式通信設備，包括但不限于:便攜式多種媒體播放器(PMP)、MP3播放器、導航單元、游戲機、膝上型計算機、上網本、廣告牌、TV、數字廣播播放器、個人數字助理(PDA)、智能電話等。
[0038]圖1A是根據本發明的第一實施例配備有輸入/傳感器的電子設備的視圖。輸入/傳感器100部分地暴露在電子設備I上，并且被配置為接收用戶輸入。此外，輸入/傳感器100被配置為像機械按鈕鍵一樣執行點擊操作，并且可以在其中包括附加傳感器單元(未示出)，即，緊握傳感器、接近傳感器、手勢傳感器等。
[0039]圖1B是示出了根據本發明的實施例之一的電子設備的組件的框圖。電子設備I包括:控制器104、顯示單元103、輸入單元105、存儲單元106、電源單元107和指紋識別單元108。關于每個結構元件，輸入單元105設置有:輸入鍵，用于輸入數字和字符信息；以及功能鍵，用于設置多種功能，并且顯示單元103在屏幕上顯示圖像信號，并還顯示通過控制器104請求輸出的數據。如果將顯示單元103實現在靜電電容型或電阻型觸摸屏中，則輸入單元105可以包括預定的最少鍵，并且顯示單元103可以代替輸入單元105的鍵輸入功倉泛。
[0040]控制器104從指紋識別單元108接收信號，并且處理該信號以執行預定操作。具體地，例如在下文進一步討論的實施例中，通過信號圖案單元(signal pattern unit) 130產生信號，并將所述信號施加到集成電路單元140，集成電路單元140向控制器104發送所述信號。然而，在其他實施例中，控制器104可以直接從信號圖案單元接收信號。
[0041]存儲單元106包括程序存儲器和數據存儲器。這里，程序存儲器存儲引導操作系統(下文中，稱作“OS”)，該引導操作系統用于控制電子設備I的通用操作，并且數據存儲器存儲在操作電子設備期間產生的多種數據。
[0042]電源單元107在控制器104的控制下從電池向電子設備I的多個部件供電。
[0043]指紋識別單元108包括傳感器(例如，輸入/傳感器100)，以檢測對象的觸摸或接近。指紋識別單元108能夠執行識別由用戶輸入的指紋的功能。在這里討論的本發明的實施例中，輸入/傳感器100包括指紋識別單元108，并且電連接至控制器104并在所需預配置(provis1n)下與控制器104進行通信。此外，向指紋識別單元108供應來自電子設備I中的電源單元107的電力，并且指紋識別單元108與控制器104之間的通信預配置可以是I2C或SPI之一，I2C或SPI也可以應用于設置在電子設備I中的傳感器。
[0044]圖2是示出了根據本發明的第一實施例的輸入/傳感器的視圖。圖3A是沿圖2的線A-A’得到的輸入/傳感器的橫截面圖，而圖3B示出了圖3A中的橫截面的表層。圖4是示出了根據本發明的第一實施例的輸入/傳感器的基板的視圖。
[0045]參考圖2到圖4，根據本發明的第一實施例的輸入/傳感器100包括鍵支撐110、基板120、信號圖案單元130和集成電路單元140。鍵支撐110將被放置在電子設備I的表面中。具體地，鍵支撐110將被安放在設置在電子設備I中的顯示單元的外圍。如果在本發明的實施例中輸入/傳感器100是“主頁按鈕”，則輸入/傳感器100可以被放置在電子設備I的正面下方的中心部分處，例如如圖1所示。本發明的鍵支撐110可以由諸如聚碳酸酯(PC)等的熱塑樹脂制成。
[0046]制造基板120使得信號圖案單元130和集成電路單元140被放置在其上，而鍵支撐110是通過注塑成型制造的，然后將這二者裝配在一起。然而，根據本發明的一些實施例的鍵支撐110并非僅通過注塑成型來制造，并且鍵支撐110與基板120的裝配并非通過注塑成型來實現。例如，可以通過使用耦接手段(例如，雙面膠帶)或通過按壓或模壓(diepress)來裝配鍵支撐110和基板120。還可以使用按壓或模壓來制造鍵支撐110。可以不受限地改變或修改制造鍵支撐或配置鍵支撐的工藝。
[0047]鍵支撐110具有底座部分(seat port1n) 115，在底座部分115上布置有其上放置了信號圖案單元130和集成電路單元140的基板120。基板120是柔性膜構件，該柔性膜構件被放置為使得其一個表面暴露在外部，而其另一個表面與底座部分115相對。在第一實施例中，將信號圖案單元130和集成電路單元140設置在基板120的下表面上。根據本發明的第一實施例的基板120與鍵支撐110的上部的外圍形成平坦表面。為此，鍵支撐110具有在基板120所在的底座部分115的上部的外圍形成的臺階。基板120的外沿與底座115上部的臺階的內表面接合。因此，當將涂覆層150涂覆在基板120和鍵支撐110上時，涂覆層150可以具有預定厚度,并且可以防止由于f禹接線(coupling line)而產生的不規則表面。
[0048]將涂覆層150涂覆在鍵支撐110的上表面上，以便覆蓋暴露在外部的基板120的表面。當涂覆了涂覆層150時，可以覆蓋基板120和鍵支撐110之間的耦接線、或通過安裝在基板120上的集成電路單元140產生的下填料標記(under-fill mark)。根據本發明的實施例的涂覆層150具有以所需厚度涂覆的一個或多個層，以便隔離輸入/傳感器100或增加輸入/傳感器100的美學外觀。涂覆層150涂覆有足夠厚的涂層使得它覆蓋基板120的正面和耦接線，并且涂覆有足夠薄的涂層使得附接至基板120的背面的信號圖案單元130可以檢測對象在基板120的正面上的接觸。可以根據基板120的厚度和信號圖案單元130的信號檢測距離來改變或修改涂覆層150的厚度，使得信號圖案單元130可以檢測基板120的正面上的接觸。
[0049]在第一實施例中，包括Rx(接收)圖案和Tx(發送)圖案的信號圖案單元130位于基板120的背面上。在本發明的實施例中，將描述形成在具有所需厚度的基板120的一個表面或另一表面上的信號圖案單元130，然而這是為了說明信號圖案單元130的可能位置和配置。信號圖案單元不限于這種描述。例如，信號圖案單元130可以設置在基板120的下表面上以具有所需厚度，可以印刷在較薄的柔性基板120的下表面上，或者可以通過刻蝕形成在基板120的下表面上。可以不受限地改變或修改信號圖案單元130的配置、形狀和形式。
[0050]信號圖案單元130是由導電材料(例如，銅)制成，并且具有發送側信號圖案和接收側信號圖案。信號圖案單元130電連接至設置在基板120的表面上的集成電路單元140。如上所述，集成電路單元140附接至基板120的下表面，并且電連接至信號圖案單元130。
[0051]基板120在其一端具有沿縱向延伸的連接基板部分160 (當裝配時，連接基板部分160還延伸到鍵支撐110的外部)，并電連接至放置在電子設備I中的電路板。根據本發明的實施例之一的信號圖案單元130包括指紋識別單元的一部分，例如，識別用戶的指紋以便維持電子設備I的安全性的指紋傳感器。
[0052]如上文結合圖1B所述的，指紋識別單元包括指紋識別傳感器，指紋識別傳感器可以是滑動式指紋識別傳感器或區域式指紋識別傳感器中的任意一種。當然，指紋識別傳感器可以包括識別用戶的指紋的另一類型的指紋識別傳感器，以及滑動式和區域式指紋識別傳感器。
[0053]當用戶在傳感器上滑動他/她的手指時，滑動式指紋識別傳感器識別用戶的指紋，而當用戶將他/她的手指靜止地放在傳感器上時，區域式指紋識別傳感器識別用戶的指紋。在本發明的實施例之一中，將輸入/傳感器100實現在主頁鍵中，從而向該主頁鍵添加指紋識別功能，并且增加電子設備I的安全性。當將根據本發明的實施例的輸入/傳感器100實現在電子設備一側的鍵中時，向所述側鍵(例如，能夠控制音量或打開/關閉電子設備的鍵)添加指紋識別功能，從而增加電子設備的安全性。
[0054]在上述輸入/傳感器100中，將基板120放置在設置在鍵支撐110的上表面上的底座部分115中。將涂覆層150涂覆在由鍵支撐110和基板120的暴露部分構成的表面上。此外，信號圖案單元130和集成電路單元140被放置在基板120的下方。因此，信號圖案單元130能夠檢測信號的最長距離與從涂覆層150的暴露表面到基板120的底面的厚度d相對應。
[0055]涂覆層150防止暴露基板120的上表面、鍵支撐110的其余暴露的上部、基板120和鍵支撐110之間的連接線、以及通過在附接至基板120的底面的集成電路單元140周圍下填料(UF)引起的標記。涂覆層150可以具有多個層，并且根據需要可以包括底層涂料(primer)、顏色層、涂覆層等。此外，涂覆層150可以形成在鍵支撐110的表面上，作為繪畫層(painting)、注塑層(in-mold)、印刷層(printing)、涂層(coating)等。
[0056]如下文進一步討論的圖11所示，在將鍵支撐110安裝到電子設備I之前，還可以將其與裝飾單元170裝配在一起。當將裝飾單元170安裝在電子設備I上時，裝飾單元170增強了美學外觀，并且提高了鍵支撐11的牢固性。裝飾單元170具有狹槽，根據本發明的實施例的鍵支撐110位于該狹槽中。在與圖11類似的鉤狀的凸起1123a形成在鍵支撐110的外表面上的實施例中，對應的閂鎖(latch)形成在裝飾單元170的內表面上，以便與凸起1123a接合。本發明不限于這種凸起和閂鎖耦接機制。例如，在本發明的其他實施例中，可以改變或修改耦接機制，例如，耦接機制可以包括插入到鍵支撐110和裝飾單元170之間的粘合材料，例如，雙面膠帶。
[0057]在下文中，將參考圖5到圖14描述根據本發明的其他實施例的輸入/傳感器100。例如，將繼續使用如本發明的第一實施例中一樣實現在主頁按鈕中的輸入/傳感器100。然而，根據本發明的輸入/傳感器100不限于實現為主頁按鈕。
[0058]圖5是示出了根據本發明的第二實施例和第三實施例的輸入/傳感器的視圖，圖6A是沿圖5的線B-B’得到的輸入/傳感器的橫截面圖，而圖6B示出了形成圖5和圖6A中的輸入/傳感器的表面的層。
[0059]參考圖5到圖6B，第二實施例和第三實施例的輸入/傳感器100與第一實施例具有不同的形式和形狀。具體地，盡管類似于第一實施例的輸入/傳感器，輸入/傳感器100包括鍵支撐110、基板120、信號圖案單元130和集成電路單元140等，但是鍵支撐110和基板120與第一實施例的鍵支撐和基板具有不同的形狀/形式。信號圖案單元130的安裝位置/布置相對于第一實施例也發生了改變。此外，輸入/傳感器100的區別在于:基板120包括在源自那里的方向上延伸的延長部分(在本發明的一個實施例中，稱作第一和第二基板)。
[0060]此外，根據本發明的第二實施例和第三實施例的鍵支撐110包括第一鍵支撐件111和第二鍵支撐件112，可以通過注塑成型產生二者中的任何一個。在第二實施例和第三實施例中，將其上包括信號圖案單元130和集成電路單元140的基板120安放在第二鍵支撐件112的一部分上，然后通過注塑成型在第二鍵支撐件112上形成第一鍵支撐件111。
[0061]圖7是示出了根據本發明的第二實施例(有時也在本文中稱作“通孔”實施例)的輸入/傳感器的第二鍵支撐件112的視圖，圖8A是示出了第一鍵支撐件111與第二鍵支撐件112的裝配的視圖，其中已將基板120設置在第二鍵支撐件112上，而圖SB是根據本發明的第二( “通孔”)實施例的圖8A的裝配的橫截面圖。
[0062]參考圖7到圖8B，將底座115形成為從第二鍵支撐件112的內表面的凸起。如下所述，基板120位于底座115的周圍。底座115的凸起與第二鍵構件112的內表面部分形成深度與基板120的放置在底座115頂部的部分的厚度相同的臺階115A。具體地，基板120的第一基板部分121位于底座115的頂部，并且第一基板部分121和第二鍵支撐件112的頂面位于相同平面內。然后，將之后描述的涂覆層150涂覆在鍵支撐110上，使得防止產生不規則表面或其他表面缺陷。
[0063]一對支撐部分1123從第二鍵支撐件112的底部兩端延伸。底座115位于支撐部分1123之間，其中基板120繞著底座115彎曲，并且在支撐部分1123之間的中空空間內注塑成型第一鍵支撐件111。如上文參考圖11所述的，耦接構件1123a可以被設置在一個或兩個支撐部分1123的外表面上，并且耦接到裝飾單元170。這些實施例中的耦接構件包括從至少一個支撐部分1123向外延伸的鉤狀凸起1123a，并且通過形成在裝飾單元170的內表面中的閂鎖進行閂連。
[0064]在如圖7所示的第二實施例中，通孔1122形成在鍵支撐件112的內側和底座115的側面之間。當將基板120放置在底座115上時，基板120被插入通孔1122，然后纏繞在形成于第二鍵支撐件112中的底座115周圍。具體地，基板120繞底座115彎曲，從而在底座115的頂部形成第一基板部分121，在底座115的底部形成第二基板部分122，并且在底座115的開口側形成第三或“彎曲”基板部分123。如圖SB所示，當將第一鍵支撐件111注塑成型在第二鍵支撐件112上時，閉合通孔1122。
[0065]在基板繞底座115彎曲的實施例中，其中將所述底座形成為在第二鍵支撐件112中的凸起，制造基板120使得信號圖案單元130被放置在第一基板部分121的表面上并且集成電路單元140被放置在第二基板部分122的表面上。
[0066]在本發明的這些實施例中，通過注塑成型在第二鍵支撐件112上形成第一鍵支撐件111。然而，這僅是一個示例，以便于理解鍵支撐110的制造工藝和形狀的功能。因此，可以根據本發明的其他實施例來改變并修改鍵支撐110的形狀和配置以及如何將基板120放置在鍵支撐110上。
[0067]盡管使用在第二鍵支撐件112中形成的通孔1122描述了本發明的第二實施例，然而本發明不限于此。例如，如圖12A和圖12B所示，第二鍵支撐件112可以具有第三實施例的“切掉”形狀。在根據本發明的第三實施例的第二鍵支撐件112的配置中，從第二鍵支撐件112除去或“切掉”第二鍵支撐件112的一部分。具體地，切掉第二鍵構件112的形成通孔1122外側的部分。換言之，如圖12B所示，通過注塑成型形成根據第三實施例的不具有外側部分的第二鍵構件112。如圖12C所示，之后通過注塑成型將外側部分形成為鍵支撐件111的一部分。然而，可以根據基板120的所需最終配置和/或形狀，不受限地改變第一鍵支撐件111和第二鍵支撐件112的配置或形狀。
[0068]圖9A是根據本發明的第二實施例和第三實施例的輸入/傳感器的基板的視圖，圖9B是當圖9A所示的基板繞底座115彎曲時該基板的視圖。為了清楚地闡述根據第三實施例和第二實施例的基板120的最終得到的形狀，圖9B并未示出底座115或鍵支撐110的任意其他部分/構件。
[0069]圖1OA是根據本發明的第二實施例當圖9B的彎曲基板120位于第二鍵支撐件112中時彎曲基板120的視圖，圖1OB是位于圖1OA中的第二鍵支撐件112周圍的基板120的橫截面透視圖。圖1OC是示出了繞從第二鍵支撐件112內部凸出的底座115纏繞基板120的工藝的最終階段的橫截面透視圖。具體地，在圖1OC中，彎曲第三(“彎曲”)基板部分123的一側，使得其上具有集成電路140的第二(或“底部”)基板部分122垂直于其上具有表面圖案單元(surface pattern unit) 130的第一(或“頂部”)基板部分121。圖1OC中的向上箭頭指不移動半彎曲基板120,使得其上具有集成電路140的第_.(或“底部”)基板部分122與底座115的底部在同一平面。圖1OC中的彎曲向下箭頭指示向下彎曲第三(或“彎曲”)基板部分123的另一側，使得其上具有表面圖案單元130的第一(或“頂部”)基板部分121與底座115的頂部在同一平面。
[0070]參考圖9A到圖10B，基板120可以由柔性膜構件制成，并且包括第一基板部分121 (最終成為“頂部”基板部分)和第二基板部分122 (最終成為“底部”基板部分)，第一基板部分121和第二基板部分122被放置在第三基板部分123 (其側面最終繞底座115“彎曲”)的周圍。基板120被安裝在鍵支撐110上，具體地，繞第二鍵支撐件112的底座115安裝在鍵支撐110上。具體地，彎曲的基板部分123包圍底座115的側面。在裝配過程中，第一基板部分121被布置在第二鍵支撐件112的底座115的上表面，第二基板部分122被布置在第二鍵支撐件112的底座115的下表面。因此，第一基板部分121和第二基板部分122繞形成于第二鍵構件112內的底座115彼此相對。
[0071]如圖9A所示，在彎曲基板120之前，將信號圖案單元130和集成電路140彼此相鄰地放置在基板120的表面上。如圖9B所示，當繞底座115彎曲基板120時，放置在第一基板部分121上的信號圖案單元130最終在底座115的頂面上，并且放置在第二基板部分122上的集成電路140最終在底座115的底面上。
[0072]如圖1OA所示，圖案化在第一基板部分121的表面上的信號圖案單元130最終暴露在外部。根據第二實施例和第三實施例的信號圖案單元130具有不同于第一實施例的信號圖案單元130的配置。根據第一實施例的信號圖案單元130被放置在基板120的底面上，而沒有暴露在外部。然而，將根據本發明的第二實施例和第三實施例的信號圖案單元130放置在第一基板部分121的頂面上，因此暴露在外部。因此，第二鍵支撐件112的暴露頂面、第一基板部分121的頂面以及信號圖案單元130的底部被放置在相同平面內，以便形成鍵支撐110的頂面。
[0073]根據本發明的第二實施例和第三實施例的信號圖案單元130被放置在鍵支撐110的頂面上，從而對檢測對象的觸摸更敏感。在圖2到圖3B所示的第一實施例中，信號圖案單元130檢測經過基板120和涂覆層150觸摸輸入/傳感器100 (即，并非直接接觸)的對象的信號。因此，信號圖案單元130經過較長的信號檢測距離檢測對象在輸入/傳感器100的表面上的觸摸。然而，在本發明的第二實施例和第三實施例中，對象與信號圖案單元130更直接的接觸，因此信號圖案單元130具有較短的信號檢測距離。根據第一實施例的信號圖案單元130的觸摸檢測距離與基板120和涂覆層150的厚度一樣長。然而，在本發明的第二實施例和第三實施例中，信號圖案單元130具有較短的觸摸檢測距離，即，僅與涂覆層150的一個或多個層的一樣長。因此，可以增加涂覆層150的厚度。當涂覆層150具有增加的厚度時，可以限制耦接線或表面缺陷暴露在外部，從而改善電子設備的美學外觀。當涂覆層150的厚度與第一實施例的厚度相同時，信號圖案單元130具有改善的檢測能力。
[0074]返回圖9A到圖9B，柔性連接基板部分160連接在與第三“彎曲”基板部分123相鄰的第二基板部分122處，從中延伸，并且將電連接至設置在電子設備中的電路板。當將基板120安裝在第二鍵支撐件112上時，如圖9B所示，連接基板160是彎曲的，并且如圖1OA所示，暴露于鍵支撐110的外部。因此，當將鍵支撐110安裝在電子設備I中時，連接基板160更容易與電子設備的電路板電接觸。
[0075]如上所述，當將基板120布置為包圍底座115的外圍時，其中底座115凸出作為第二鍵支撐件112的一部分，將第二鍵支撐件112上的暴露頂面、第一基板部分121的頂面和信號圖案單元130的底部布置在相同平面內。
[0076]然后，將涂覆層150涂覆在鍵支撐110和安裝在其上的基板120的暴露頂面。如上文參考第一實施例所述的，涂覆層150防止向外暴露由于基板120、鍵支撐110、連接基板120和鍵支撐110的線、由放置在基板120的第二基板部分122的表面上的集成電路單元140的下填料(UF)引起的標記而導致的表面缺陷。涂覆層150可以具有多個層，包括底層涂料、顏色層、涂覆層等。此外，涂覆層150可以形成在暴露表面上，作為繪畫層、注塑層、印刷層、涂層等。
[0077]圖11是示出了根據本發明的實施例將裝飾單元附接至經表面涂層且已裝配的鍵支撐110和基板120的透視圖。當將組裝的鍵支撐110、基板120和裝飾單元170安裝在電子設備中時，這改善了其美學外觀，
[0078]增強了鍵支撐110的牢固性，并且便于將輸入/傳感器100與電子設備I組合在一起。還可以將第一實施例關于裝飾單元170的形狀或裝配的先前描述應用于第二實施例和第三實施例。
[0079]在根據本發明的實施例的輸入/傳感器100中，指紋識別單元具有放置在輸入鍵的鍵支撐110中的信號圖案單元130，從而通過經由輸入/傳感器100提供指紋識別來改善電子設備的安全性。
[0080]在下文中，將描述根據本發明的第三實施例的制造輸入/傳感器的工藝。圖12A到圖12F是示出了根據本發明的第三實施例用于裝配輸入/傳感器的工序(sequence)的視圖，圖13是用于制造圖12A到12F所示的輸入/傳感器的方法的流程圖。圖14是順序地示出了用于制造圖12A到12F所示的輸入/傳感器的實際工藝的一系列視圖。
[0081]參考圖14的步驟S10，制造柔性膜構件上的多個基板120，并且將最終的膜構件切割并分為單獨基板。在圖13和圖14所述的步驟SlOO中，將信號圖案單元130圖案化在每個基板的表面上，并且電連接至同樣被放置在每個基板表面上的集成電路單元140。在圖12A、圖13和圖14的步驟S200中，將信號圖案單元130和集成電路單元140所在的基板120安裝在第二鍵支撐件上。如圖12A所示，可以通過注塑成型形成第二鍵支撐件。在圖12A中，在注塑成型工藝中產生附接至第二鍵支撐件112側面的注塑模具(inject1nmolding) 10,之后切掉所述I旲具10。類似地，之后彎曲在步驟10中形成在基板120 —端的膜構件20，然后將膜構件20連同模具10 —起切掉。
[0082]在如圖12A和圖14的步驟S200所示將平坦基板120的第一基板部分121安放于形成在第二鍵支撐件112中的底座115上之后，在圖12B、圖13和圖14的步驟S300中，彎曲平坦基板120以便包圍第二鍵支撐件112中的底座115。因此，第一基板部分121被安裝在第二鍵支撐件112中的底座115的頂面上，并且第二基板部分122被安裝在第二鍵支撐件112的底座115的底面上。
[0083]在基板120被安裝在第二鍵支撐件112上(包圍其底座115)之后，在圖12C、圖13和圖14所示的步驟S400中，通過二次注塑成型在第二鍵支撐件112上形成第一鍵支撐件111 (圖14的步驟S400僅示出了用于第一鍵支撐件111的模具)。此時，將圖案化在基板120上的信號圖案單元130暴露在頂面上，并且連接基板160從鍵支撐110的底側向外延伸，并且暴露在外部，如圖12C所示。
[0084]在步驟S400之后，鍵支撐110具有形成在兩側的模具(如圖14的S400所示)，并且基板的膜構件20彎曲在下方(在步驟S300)，因此被放置在鍵支撐110的一側。然后，在圖13和圖14的步驟S500中，切掉模具和膜構件20以便實現裝配的鍵支撐110和基板120，從而將其作為輸入/傳感器提供給電子設備I (僅在圖14中示出的步驟S500)。
[0085]由于如在圖14的步驟500所示，暴露了第二鍵支撐件112、第一基板部分121和信號圖案單元130的頂面以及形成在其之間的耦接線，因此在步驟S600，將涂覆層150涂覆在頂面上以便覆蓋頂面，如圖12D、圖12E和圖14所示。圖12E是如圖12D所示的經表面涂覆的鍵支撐110/基板120的橫截面圖。
[0086]在步驟S700，如圖12F、圖13和圖14所示，將用涂覆層150涂覆的鍵支撐110/基板120與裝飾單元170裝配在一起，從而允許電子設備具有美麗的外觀。
[0087]由于具有信號圖案單元130和集成電路單元140的基板120被安裝在鍵支撐110上，因此根據本發明的實施例的輸入/傳感器100可以檢測對象的觸摸。如果信號圖案單元130被配置為識別指紋，則實現為輸入/傳感器100的輸入鍵(例如，主頁按鈕)還操作為能夠識別用戶指紋的安全設備。
[0088]具體地，當輸入/傳感器100被實現在電子設備的主頁按鈕中/被實現為電子設備的主頁按鈕時，當用戶用他/她的手指觸摸該主頁按鈕時，輸入/傳感器100可以通過指紋識別單元108 (例如，通過與信號圖案單元130直接相連的控制器104或通過與信號圖案單元130相連的集成電路單元140)來檢測用戶的指紋。
[0089]可以通過由指紋識別單元108檢測的指紋來執行諸如解鎖或設置電子設備等的操作。與使用圖案鎖定或密碼的鎖定方法相比，這可以增強電子設備的安全性。
[0090]此外，在根據第二實施例和第三實施例的輸入/傳感器100中，繞鍵支撐110的一部分彎曲基板120，從而確保穩定地裝配基板120并向基板120提供抵抗外部沖擊的牢固結構。此外，將根據第二實施例和第三實施例的信號圖案單元130安裝在更接近輸入/傳感器100的頂面的位置處，從而改善輸入/傳感器100的觸摸檢測能力。
[0091]根據本發明的實施例的電子設備可以通過放置在鍵支撐中安裝的基板上的信號圖案單元，檢測對象在任意輸入鍵(例如，主頁鍵)的暴露表面上的觸摸。
[0092]此外，根據本發明的一些實施例的輸入/傳感器具有信號圖案單元和集成電路單元被放置在基板上的簡單結構，因此可以容易地通過信號圖案單元和集成電路單元檢測對象的觸摸。
[0093]此外，根據本發明的第二實施例和第三實施例的輸入/傳感器具有如下結構:柔性基板繞從鍵支撐的凸起的外圍彎曲并且包圍該外圍，使得信號圖案單元被布置朝向輸入/傳感器100的外表面。因此，由于輸入/傳感器100的外表面和信號圖案單兀之間的觸摸檢測距離更短，因此這改善了信號圖案單元檢測對象的能力。另一方面，根據本發明的第二實施例和第三實施例，可以用較厚的涂覆層覆蓋暴露在外部的信號圖案單元或基板的外圍，以便實現聞質量的外觀和設計。
[0094]此外，可以穩定地裝配包括輸入/傳感器并檢測信號的組件，因此可以建立抵抗外部沖擊的穩定的輸入/傳感器。
[0095]盡管已經參考本發明的特定實施例示出并描述了本發明，但是本領域技術人員應理解，可以在不脫離由所附權利要求限定的本發明的精神和范圍的前提下，在其中進行多種形式和細節上的修改。
【權利要求】
1.一種電子設備的輸入傳感器,包括: 鍵支撐，包括被配置為支撐基板的底座部分； 所述基板，具有:圖案化在第一表面上的信號圖案單元，所述信號圖案單元被配置為根據對象的觸摸或接近產生發送信號或接收信號；以及集成電路單元，被放置在第二表面上并且電連接至所述信號圖案單元；以及 控制器，被配置為處理從所述信號圖案單元或所述集成電路單元接收的信號。
2.根據權利要求1所述的輸入傳感器，其中所述基板被放置在所述鍵支撐的所述底座部分之上和之內。
3.根據權利要求2所述的輸入傳感器，其中所述第一表面和所述第二表面包括同一表面。
4.根據權利要求3所述的輸入傳感器，其中所述信號圖案單元被圖案化到所述基板的底面中，并且所述集成電路單元被放置在所述基板的所述底面上。
5.根據權利要求1所述的輸入傳感器，其中所述基板還包括: 延伸部分，被配置為將所述基板電連接至所述電子設備的所述控制器。
6.根據權利要求5所述的輸入傳感器，其中所述延伸部分還被配置為從所述集成電路單元向所述控制器發送數據。
7.根據權利要求1所述的輸入傳感器，還包括: 涂覆層，被配置為覆蓋所述信號圖案單元的至少一部分。
8.根據權利要求1所述的輸入傳感器，還包括: 裝飾單元，與所述鍵支撐接合并且包圍所述鍵支撐的至少一部分。
9.根據權利要求1所述的輸入傳感器，其中所述信號圖案單元識別指紋并且向所述集成電路單元發送對應信號，所述集成電路單元處理所述對應信號。
10.根據權利要求9所述的輸入傳感器，其中所述控制器接收經處理的信號并且執行預定操作。
11.根據權利要求1所述的輸入傳感器，其中所述鍵支撐還包括: 第二鍵支撐件，包括所述底座部分；以及 第一鍵支撐件，被設置在所述第二鍵支撐件上。
12.根據權利要求11所述的輸入傳感器，還包括: 涂覆層，被涂覆在所述第一鍵支撐件、所述第二鍵支撐件以及所述基板的面向外的表面上，以便覆蓋所述信號圖案單元。
13.根據權利要求11所述的輸入傳感器，其中所述基板還包括: 第一基板部分，包括所述第一表面；以及 第二基板部分，包括所述第二表面。
14.根據權利要求13所述的輸入傳感器，其中所述底座部分從所述第二鍵支撐件凸出并且包括: 第一面向外的表面；以及 第二表面，面向所述第一鍵支撐件。
15.根據權利要求14所述的輸入傳感器，其中所述基板被放置在所述底座部分周圍，從而在所述底座部分的所述第一表面上具有所述第一基板部分并且在所述底座部分的所述第二表面上具有所述第二基板部分。
16.根據權利要求15所述的輸入傳感器，其中所述底座部分的所述第一表面以實質上等于所述第一基板部分的寬度的深度從所述第二鍵支撐件的其余面向外的表面凹入。
17.根據權利要求16所述的輸入傳感器，其中所述集成電路單元被放置在所述第一鍵支撐件中。
18.—種電子設備,包括: 機械鍵輸入，包括傳感器輸入，所述傳感器輸入包括: 基板，包括:第一表面，圖案化有信號圖案單元，所述信號圖案單元被配置為根據對象的觸摸或接近產生信號；以及第二表面，其上放置有集成電路單元，所述集成電路單元電連接至所述信號圖案單元；以及 鍵支撐，包括被配置為支撐所述基板的底座部分。
19.根據權利要求18所述的電子設備，其中所述基板還包括: 第一基板部分，包括所述第一表面；以及 第二基板部分，包括所述第二表面。
20.根據權利要求19所述的電子設備，其中所述底座部分包括: 面向外的第一表面；以及 面向內的第二表面。
21.根據權利要求20所述的電子設備，其中所述第一基板部分被放置在所述底座部分的所述第一表面上，并且所述第二基板部分被放置在所述底座部分的所述第二表面上。
22.根據權利要求21所述的電子設備，所述鍵支撐還包括: 第一鍵支撐件，被設置在第二鍵支撐件上；以及 所述第二鍵支撐件，包括所述底座部分。
23.根據權利要求22所述的電子設備，其中所述底座部分包括從所述第二鍵支撐件的內表面的凸起。
24.根據權利要求23所述的電子設備，其中所述輸入傳感器還包括: 涂覆層，被配置為至少覆蓋所述信號圖案單元的面向外的部分。
25.根據權利要求23所述的電子設備，還包括: 控制器，電連接至所述基板。
26.根據權利要求23所述的電子設備，還包括: 裝飾單元，與所述鍵支撐接合。
27.根據權利要求25所述的電子設備，其中所述基板還包括: 延伸部分，被配置為與所述控制器電連接。
28.—種制造輸入傳感器的方法,包括: 提供包括底座部分的鍵支撐，所述底座部分包括頂面和底面； 提供被配置為安裝所述鍵支撐的所述底座部分的基板，所述基板包括第一基板部分和第二基板部分；以及 在所述鍵支撐的所述底座部分上安裝所述基板，使得所述第一基板部分被放置在所述頂面上并且所述第二基板部分被放置在所述底面上。
29.根據權利要求28所述的方法，其中信號圖案單元被圖案化在所述第一基板部分的表面上。
30.根據權利要求29所述的方法，其中集成電路被放置在所述第二基板部分的表面上，并且所述集成電路電連接至所述表面圖案單元。
31.根據權利要求29所述的方法，還包括: 用一個或多個涂覆層至少涂覆所述信號圖案單元的面向外的部分。
32.根據權利要求28所述的方法，其中所述鍵支撐包括第一鍵支撐件以及包括所述底座部分的第二鍵支撐件。
33.根據權利要求32所述的方法，其中提供所述鍵支撐包括: 在所述安裝步驟之前，提供所述第二鍵支撐件；以及 在所述安裝步驟之后，提供所述第一鍵支撐件。
34.根據權利要求33所述的方法，其中提供所述第二鍵支撐件和提供所述第一鍵支撐件中的至少一個是使用注塑成型執行的。
35.根據權利要求33所述的方法，其中所提供的基板是平坦的，所述第一基板部分中圖案化有表面圖案單元，所述第二基板部分上放置有集成電路單元，并且第三基板部分被放置在所述第一基板部分和所述第二基板部分之間；以及 在所提供的平坦基板的同一側上圖案化所述表面圖案單元并且放置所述集成電路。
36.根據權利要求35所述的方法，其中所提供的第二鍵支撐件具有與所述底座部分相鄰的通孔，并且安裝包括: 在所述第三基板部分和所述第二基板部分之間的線處彎曲所提供的平坦基板，使得所述第一基板部分和所述第三基板部分實質上垂直于所述第二基板部分； 將所述第一基板部分和所述第三基板部分插入通過所述通孔，直到所述第二基板部分被放置在所述底座部分的所述底面上為止；以及 在所述第一基板部分和所述第三基板部分之間的線處彎曲所述基板，使得所述第一基板部分被放置在所述底座部分的所述頂面上。
37.根據權利要求35所述的方法，其中安裝包括: 安放所提供的平坦基板，使得第一基板部分被放置在所述第二鍵支撐件的所述底座部分的所述頂面上； 在所述第一基板部分和所述第三基板部分之間的線處彎曲所述平坦基板，使得所述第二基板部分和所述第三基板部分實質上垂直于所述第一基板部分；以及 在所述第三基板部分和所述第二基板部分之間的線處彎曲所述基板，使得所述第二基板部分被放置在所述底座部分的所述底面上。
【文檔編號】G06K9/00GK104423714SQ201410455717
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年9月9日 優先權日:2013年9月9日
【發明者】韓在龍, 樸正錫, 池榮培 申請人:三星電子株式會社