压力触控模组以及电子设备的制作方法

1.本技术实施例涉及压力触控检测领域，尤其涉及一种压力触控模组以及电子设备。


背景技术：

2.压力触控(force touch)技术是一项不仅能够识别用户的触摸操作，而且还能实现力度感测的触控技术。目前，force touch的实现方式有很多种，例如电阻式压力触控和电容式压力触控。电阻式压力触控可以通过压力感应的方式来实现触控力度的感知，但其对压力的要求比较高，而且灵敏度较差。电容式压力触控可以通过改变极板之间电容值的方式来实现触控力度的感知，当手指触摸极板时会使两极板之间的距离发生变化，从而导致电容值的变化，且距离的变化量会根据压力的大小而不同。电容式压力触控技术能够提供更加快捷灵敏的压力触控感测，但随着电子设备轻薄化的设计要求，对压力触控模组的厚度也提出了新的要求。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术实施例提供一种压力触控模组以及电子设备，以至少部分解决上述问题。
4.本技术实施例的第一方面提供一种压力触控模组。该压力触控模组包括：盖板；柔性触控薄膜，设置在所述盖板的下方，用于感应用户的触控信号；触觉反馈部件，贴合置在所述柔性触控薄膜的下表面，用于以振动的方式向用户提供触觉反馈；基板，设置在所述柔性触控薄膜的下方，所述基板上设有用于允许所述触觉反馈部件穿过的第一开口；和压力检测部件，设置在所述基板的下方，所述压力检测部件包括用于允许所述触觉反馈部件穿过的第二开口和在所述触控模组的水平横截面上对称设置的偶数个悬臂，所述偶数个悬臂上设有压力传感器。
5.根据本技术的一个或多个实施例，压力检测部件包括支撑部，悬臂从支撑部向外延伸。支撑部与所述悬臂之间形成有向上凸起的台阶，从而在所述压力检测部件和基板之间形成容纳空间。压力触控模组还包括螺母，该螺母设置在容纳空间中。
6.根据本技术的一个或多个实施例，螺母的厚度为1.0～1.4mm。
7.根据本技术的一个或多个实施例，触控模组还包括补强板，补强板设有用于容纳所述基板的第三开口，以使基板嵌套在所述补强板中，补强板在与螺母对应的位置设有用于允许螺母通过的开孔。
8.根据本技术的一个或多个实施例，补强板的厚度为0.25～0.5mm。
9.根据本技术的一个或多个实施例，触控模组还包括用于将补强板和基板贴合于柔性触控薄膜下表面的第一贴合胶层，第一贴合胶层具有允许触觉反馈部件穿过的第四开口。
10.根据本技术的一个或多个实施例，触控模组还包括用于将柔性触控薄膜贴合于所
述盖板下表面的第二贴合胶层。第一贴合胶层和/或第二贴合胶层为在压力检测部件85℃以下固化的环氧胶或丙烯酸体系胶水，环氧胶或丙烯酸体系胶水固化后的弹性模量小于或等于3gpa，并且硬度肖氏硬度在40d～80d。
11.根据本技术的一个或多个实施例，压力触控模组还可以包括硅胶垫，用于连接压力检测部件和补强板。
12.根据本技术的一个或多个实施例，硅胶垫包括双面胶层、硅胶层和双面胶层。根据本技术的一个或多个实施例，硅胶垫的厚度为0.5-0.8mm。
13.根据本技术的一个或多个实施例，触觉反馈部件包括厚度在1.80-2.10mm的线性马达。
14.根据本技术的一个或多个实施例，触觉反馈部件是穿过所述压力检测部件和基板之间形成的容纳空间的。
15.根据本技术的一个或多个实施例，压力检测部件为不锈钢支架，并且厚度为0.4～0.6mm；或者压力检测部件为铝合金支架，并且厚度为铝合金0.7～1.2mm。
16.根据本技术的一个或多个实施例，柔性触控薄膜的厚度为0.07mm～0.13mm。
17.根据本技术的一个或多个实施例，柔性触控薄膜的厚度为0.10mm。
18.根据本技术的一个或多个实施例，盖板包括厚度为0.5～0.7mm的玻璃。
19.根据本技术的一个或多个实施例，盖板包括厚度为0.5～0.55mm的玻璃。
20.根据本技术的一个或多个实施例，压力触控模组的厚度小于或等于3mm。
21.本技术实施例的第二方面提供一种电子设备，该电子设备包括上述压力触控模组。
22.在本技术的一个或者多个实施例中，由于采用了设置在盖板下方的柔性触控薄膜以及设置柔性触控薄膜下方的基板，柔性触控薄膜可快捷地感应用户的触控信号，柔性触控薄膜与基板的总厚度小于设置有触控元件的基板厚度。并且，本技术将触觉反馈部件贴合在柔性触控薄膜的下表面，在基板和基板下方的压力检测部件上分别设置允许触觉反馈部件穿过的第一开口和第二开口，在压力触控模组的水平横截面上对称设置的偶数个悬臂，压力传感器设置在偶数个悬臂上。因此，本技术实施例的触觉反馈部件穿过基板和基板下方的压力检测部件，这能够减少压力触控模组的厚度。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为根据本技术的一个实施例的压力触控模组的示例性爆炸图；
25.图2为沿图1中a-a剖面线的示意性剖视图；
26.图3为图1圆形区域b中的压力检测部件的局部放大图；
27.图4为根据本技术的另外一个实施例的压力触控模组的示例性爆炸图；
28.图5为压力触控模组的补强板的结构示意图；
29.图6为图4中示出的压力触控模组的仰视结构示意图；
30.图7为根据本技术的一个实施例的硅胶垫的示例性结构图；和
31.图8为根据本技术的一个实施例的电子设备的示例性结构图。
具体实施方式
32.为了使本领域的人员更好地理解本技术实施例中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术实施例中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术实施例保护的范围。
33.下面结合本技术实施例附图进一步说明本技术实施例具体实现。
34.本技术的一个或者多个实施例提供一种压力触控模组。该压力触控模组包括：盖板；柔性触控薄膜，设置在所述盖板的下方，用于感应用户的触控信号；触觉反馈部件，贴合置在所述柔性触控薄膜的下表面，用于以振动的方式向用户提供触觉反馈；基板，设置在所述柔性触控薄膜的下方，所述基板上设有用于允许所述触觉反馈部件穿过的第一开口；和压力检测部件，设置在所述基板的下方，所述压力检测部件包括用于允许所述触觉反馈部件穿过的第二开口和在所述触控模组的水平横截面上对称设置的偶数个悬臂，所述偶数个悬臂上设有压力传感器。
35.图1为根据本技术的一个实施例的压力触控模组的示例性爆炸图。这里所述的触控模组的水平横截面即为图1中示出的x轴和y轴所在的平面。图2为沿图1中a-a剖面线的示意性剖视图。压力触控模组10包括：盖板101、柔性触控薄膜102，触觉反馈部件103、基板104和压力检测部件105。下面将对这些部件做详细的说明。
36.盖板101可以包括厚度为0.5～0.7mm的玻璃。在本技术的一个或者多个压力触控模组中，玻璃盖板的厚度可以为0.5～0.55mm。该厚度范围的玻璃盖板能够实现压力触控模组10的美化，以及对压力触控模组10提供充分的保护。
37.柔性触控薄膜102可以为集成触控电路的柔性电路板或为使用ito蚀刻工艺集成触控电路的pet薄膜。柔性触控薄膜102可以贴合在盖板101的下表面，用于感应用户的触控信号。
38.触觉反馈部件103用于以振动的方式向用户提供触觉反馈。具体地，触觉反馈部件103可以为音圈电机(vcm,voice coil motor)。音圈电机是通过设置在磁场内的通电线圈产生力，力的大小与施加在线圈上的电流成比例。触觉反馈部件103还可以为线性马达。线性马达通过电磁感应原理驱动转子进行旋转而产生振动。优选地，压力触控模组10采用薄型的线性马达，从而实现减薄压力触控模组10的厚度。触觉反馈部件103可以贴合在柔性触控薄膜102的下表面。
39.基板104可以为印刷电路板(pcb)或者柔性电路板(fpc)，用来搭载压力触控模组的电子元器件和电路，传输和处理触控信号、压力及振动等电信号，以及实现压力触控模组的系统参数设定等功能。基板104可以设置在柔性触控薄膜102的下方。基板104上可以设有用于允许触觉反馈部件103穿过的第一开口104a。
40.压力检测部件105设置在基板104的下方，压力检测部件105可以包括支架和压力传感器105c。具体地，支架可以包括用于允许所述触觉反馈部件103穿过的第二开口105a和在压力触控模组10的水平横截面上对称设置的偶数个悬臂105b。具体地，偶数个悬臂105b
在图中的水平方向(即图1中示出的x方向)和竖直方向(即图1中示出的y方向)对称设置/分布。悬臂105b的个数例如可以为6个或者8个等，悬臂105b的个数只要能使这些悬臂105b沿着图中示出的压力触控模组10的水平横截面的x方向(即图1中的水平方向)和y方向(即图1中的竖直方向)均对称分布即可。悬臂105b可以为金属支架。
41.如图1所示，可以使用螺母106将悬臂105b的一端(即图1中距离第二开口105a较近的一端)固定。悬臂105b上设有压力传感器105c。具体地，压力传感器105c可以为应变片。当用户触摸电子设备时，设置在电子设备屏幕下面的压力触控模组的盖板101由于用户按压变形时，悬臂105b上的压力传感器105c可以随着悬臂105b的变形而准确地采集压力信号。该压力信号被发送给基板104上的处理电路或者设置有压力触控模组10的电子设备的中央处理器，以根据压力信号确定压力的大小。
42.本技术实施例采用了设置在盖板101下方的柔性触控薄膜102以及设置柔性触控薄膜102下方的基板104，柔性触控薄膜102可快捷地感应用户的触控信号，柔性触控薄膜102与基板104的共同厚度小于集成有触控感应电路的基板厚度。
43.触觉反馈部件103和压力触控模组的其它部件相比，通常具有较大的厚度，本技术实施例的触觉反馈部件103穿过基板104和基板104下方的压力检测部件105(即如图1所示，触觉反馈部件103嵌套在基板104和基板104下方的压力检测部件105)，而不是直接设置在基板104以及压力检测部件105的上方。上述触觉反馈部件103与基板104和压力检测部件105的“嵌套”结构使得触觉反馈部件103的厚度和基板104、压力检测部件105的厚度重叠，这可以进一步降低压力触控模组10的整体厚度。
44.图3为图1圆形区域b中的压力检测部件的局部放大图。悬臂105b从支架的支撑部105e向外延伸，支撑部105e与悬臂105b之间形成有向上凸起的台阶105d，通过向上凸出的台阶105d在所述压力检测部件105和基板104之间形成容纳空间。上述约束悬臂的螺母106可以设置在所述容纳空间中。具体地，螺母106设置在台阶105d的内侧，将螺母106设置在由台阶105d形成的容纳空间中就不会由于螺母106的厚度增加压力触控模组10的总厚度。
45.本技术实施例的触觉反馈部件103穿过支撑部105e以及压力检测部件105和基板104之间形成的容纳空间，这使得触觉反馈部件103的厚度和基板104、压力检测部件105以及容纳空间的厚度重叠，能够进一步减少压力触控模组10的厚度。
46.本技术的一个或者多个实施例采用设置在上述容纳空间中的螺母106将压力检测部件105固定至基板104。这样，当需要维修或者检测压力检测部件105时，通过拆卸螺母106即可将压力检测部件105从压力触控模组10中拆除。并且，螺母106设置在上述容纳空间中，和螺母固定在压力检测部件105下表面的结构相比，上述结构能够避免由于螺母106的厚度造成压力触控模组10的厚度增加。
47.具体地，螺母106的厚度为1.0～1.4mm。本技术实施例采用的螺母厚度的锁附圈数可以在3圈左右，避免了螺母厚度过低，影响压力检测部件105固定至基板104的固定效果；也避免了螺母厚度过高，占用容纳空间，且容易造成柔性触控薄膜102的电路被螺母106损伤。
48.图4为根据本技术的另外一个实施例的压力触控模组的示例性爆炸图。压力触控模组10还可以包括补强板107。补强板107设有用于容纳基板104的第三开口107a，以使基板104嵌套在所述补强板107中，补强板107在与螺母106对应的位置设有用于允许螺母穿过的
开孔107b，这样，当用螺母106固定悬臂时，可以使螺母106在悬臂105b上的固定位置(或者叫约束点)与开孔107b位置对应，这样即可使螺母106穿过开孔107b。
49.本技术实施例采用补强板107与盖板101、柔性触控薄膜102贴合，补强板107能够提升压力触控模组10的抗弯强度。
50.图5为压力触控模组的补强板的结构示意图。具体地，补强板107的四边均可设置用于提升抗弯强度的加强筋107c，加强筋107c可以为长条形，可以包括2个较长加强筋和2个较短的加强筋，4个加强筋分别平行于补强板的长边方向和短边方向。补强板上设置有加强筋107c的部位的厚度大于补强板上其他部位的厚度。由于设置有加强筋的补强板的刚度增加，从而进一步提升压力触控模组10的抗弯强度。补强板107的加强筋107c可以采用凸起结构，该凸起结构的局部具有预设尺寸，从而满足补强板107的装配需求，避免加强筋107c的厚度超出容纳空间的厚度或加强筋107c占用螺母106或者触觉反馈部件103的安装位置。
51.为降低压力触控模组的制造成本，且提供更佳的抗弯强度，补强板107可以为金属结构件。具体地，补强板107的厚度可以为0.25～0.5mm，该厚度的补强板能够提供良好的抗弯强度。低于0.25mm补强的强度大大降低，高于0.5mm厚度的补强板107会较大幅度地增大压力触控模组的厚度和重量。
52.在本技术的一个或者多个实施例中，压力触控模组10还可以包括用于将补强板107和基板104贴合于柔性触控薄膜102下表面的第一贴合胶层108。第一贴合胶层108具有允许触觉反馈部件103穿过的第四开口108a。本技术实施例中的第一贴合胶层108具有允许触觉反馈部件103穿过的第四开口108a，这样可以使触觉反馈部件103的厚度与第一贴合胶层108的厚度部分重叠，可以进一步降低压力触控模组10的整体厚度。触觉反馈部件103可以通过贴合胶贴合于柔性触控薄膜102的下表面。例如触觉反馈部件103的上表面可以自带一层贴合胶。由于触觉反馈部件103要频繁的振动，因此触觉反馈部件103的自带贴合胶的粘性等参数可以不同于第一贴合胶层108的粘性等参数。
53.具体地，在压力触控模组10不包括补强板107的实施例中，本技术实施例中第一贴合胶层108可以包括用于将基板104贴合于柔性触控薄膜102下表面的第一子贴合胶层108b。如果压力触控模组10包括补强板107，本技术实施例中第一贴合胶层108还包括用于将补强板107贴合于柔性触控薄膜102下表面的第二子贴合胶层108c。基板104可以嵌套在补强板107中，例如基板104的外边缘可以通过贴合胶贴合在补强板107的第三开口107a上。
54.在本技术的一个或者多个实施例中，压力触控模组10还包括用于将柔性触控薄膜102贴合于盖板101下表面的第二贴合胶层109。
55.本技术的一个或者多个实施例采用第一贴合胶层108和/或第二贴合胶层109实现压力触控模组10层与层之间的贴合，能够实现良好的贴合效果，且成本低廉，制程复杂度低。
56.具体地，第一贴合胶层108和/或第二贴合胶层109采用双面胶或低温热固胶，所述双面胶或低温热固胶为在85℃以下时固化的环氧胶或丙烯酸体系胶水，双面胶或低温热固胶固化后的弹性模量小于或等于3gpa，硬度肖氏硬度40d～80d左右。
57.本技术实施例使用低温热固胶可以进一步提升触控模组10的抗弯强度，避免触控模组10的局部下塌变形差异，有益于改善触控模组10的使用体验。另外，低温热固胶固化后不容易产生空间三维方向上的相对位移，从而提高压力触控模组整体的抗弯强度。
58.具体地，第一贴合胶层108和/或第二贴合胶层109的厚度可以分别为0.05mm，该厚度的第一贴合胶层108和/或第二贴合胶层109能够提供更优的贴合效果，也提供更佳地抗弯强度和减少下塌变形差异。
59.当第一贴合胶层108和/或第二贴合胶层109采用低温热固胶时，由于低温热固胶可以提升压力触控模组10的强度，所以压力触控模组10可以不包括补强板107的加强筋，这能够进一步简化压力触控模组10，降低其制造成本。
60.图6为图4中示出的压力触控模组的仰视图。该压力触控模组包括补强板107，并且补强板107上设有加强筋107c。
61.压力触控模组还可以包括硅胶垫。图7为根据本技术的一个实施例的硅胶垫的示例性结构图。硅胶垫110从上之下依次包括双面胶层110a、硅胶层110b和双面胶层110c。硅胶垫110可以起到连接压力检测部件105和补强板107的作用。硅胶垫110还起到触觉反馈部件103振动阻尼的作用，由于硅胶垫110硬度较低，可以减少触觉反馈部件103的振动向外分散(例如向包括压力触控模组10的电子设备的外壳分散)，即减少触觉反馈部件103振动强度的分散。通过上述结构，本技术的压力触控模组能够准确地感知压力信号。
62.具体地，为了提高压力检测部件105和补强板107的粘合效果，硅胶垫110的厚度范围可以为0.5-0.8mm。硅胶垫110的硬度为肖氏30a左右时触觉反馈部件103的振动传感效果更佳。
63.在本技术的一个或多个实施例中，触觉反馈部件103包括厚度在1.80-2.10mm的线性马达。如果线性马达的厚底低于1.80mm，其设计难度和成本大幅度增加，且振动加速度过低，会造成触觉反馈较差。如果线性马达的厚底大于2.10mm，会造成触控模组10的厚度增加。触觉反馈部件10可以为在图1中示出的x轴方向或y轴方向振动的线性马达。
64.在本技术的一个或多个实施例中，为了避免压力检测部件的弯曲变形，压力检测部件105为不锈钢支架，并且厚度为0.4～0.6mm。或者压力检测部件105为铝合金支架，并且厚度为0.7～1.2mm。
65.在本技术的一个或多个实施例中，柔性触控薄膜102的厚度为0.07mm～0.13mm。如果柔性触控薄膜102厚度低于0.07mm，会造成制造难度加大，基材可靠性不好，线路品质下降，信号噪声过大。本技术的一个或者多个实施例中的压力触控模组10可以包括厚度为0.1mm的柔性触控薄膜102，该厚度的柔性触控薄膜102制造难度不大，基材可靠性好，线路品质高，信号噪声也比较低。
66.上述压力触控模组采用柔性触控薄膜和薄型的压力检测部件，同时基板和压力检测部件上设有用于允许厚度较大的触觉反馈部件穿过的第一开口和第二开口，这些结构有助于降低压力触控模组的厚度，可以使压力触控模组的厚度实现小于或等于3mm。例如，在本技术的一个实施例中，玻璃盖板厚度可以为0.55mm，贴合胶层的厚度可以为0.05mm，柔性触控薄膜102的厚度可以为0.10mm，螺母高度可以为1.25mm。另外，从柔性触控薄膜102到螺母106的顶部之间还可以设有安全距离，该安全距离形成变形需要的空间，以防止螺母106穿透柔性触控薄膜102上的线路。该安全距离可以为0.85mm。采用上述部件和结构得到的压力触控模组在螺母106处的厚度(即各个叠层的总厚度)为2.80mm。在本实用新型的另外一个实施例中，盖板玻璃101的厚度为0.55mm，贴合胶层的厚度可以为0.05mm，柔性触控薄膜102的厚度为0.10mm，作为触觉反馈部件103的线性马达的厚度为2.05mm，马达自带的贴合
胶层的厚度为0.1mm。采用上述部件和结构得到的压力触控模组在触觉反馈部件103位置处的厚度为2.85mm。而现有使用线性马达或电磁铁制动器或vcm致动器的压力触控模组在线性马达或电磁铁制动器或vcm致动器位置处的厚度均在3.6mm以上。
67.图8为根据本技术的一个实施例的电子设备的示例性结构图。电子设备100采用上述一个或多个实施例中的压力触控模组10。具体地，电子设备100可以为台式机或者笔记本电脑上。上述减薄的压力触控模组有助于调整台式机或者笔记本电脑的整机厚度，实现电子设备100轻薄的设计需求，同时也为优化电子设备100的电池提供更多的空间。
68.在本技术的一个或者多个实施例中，由于采用了设置在盖板下方的柔性触控薄膜以及设置柔性触控薄膜下方的基板，柔性触控薄膜可快捷地感应用户的触控信号，柔性触控薄膜与基板的总厚度小于设置有触控元件的基板厚度。并且，本技术将触觉反馈部件贴合在柔性触控薄膜的下表面，在基板和基板下方的压力检测部件上分别设置允许触觉反馈部件穿过的第一开口和第二开口，沿压力触控模组横截面的水平和竖直方向均对称设置的偶数个悬臂，压力传感器设置在偶数个悬臂上。因此，本技术实施例中的触觉反馈部件穿过基板和压力检测部件的容纳空间，进一步减少了触控模组的厚度。
69.本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术实施例的范围。
70.以上实施方式仅用于说明本技术实施例，而并非对本技术实施例的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本技术实施例的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本技术实施例的范畴，本技术实施例的专利保护范围应由权利要求限定。