CN101103657B - 触摸屏的导线连接方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种将导线连接在触摸屏上的触摸屏的导线连接方法，其特征在于，在下部电极板(3)上穿设与电极端数对应数量的贯通孔(9a～9d)，使用具有销轴部(11b)和直径大于该销轴部的外径的圆板状头部(11a)的金属销(11)，将该销轴部(11b)贯穿于导线(10)的连接侧端部的电路(10c)的对应于贯通孔(9a)形成的各金属销固定孔内，从而将销轴部(11b)立设于导线(10)的连接侧端部，将各销轴部(11b～14b)分别插入所述贯通孔(9a～9d)中，且插入下部电极板(3)内的销轴部与电极端(6c、7c、6d、7d)通过导电粘合剂(15)电性连接。

Description

触摸屏的导线连接方法
技术领域
本发明涉及一种在手机、作为个人用携带情报终端的PDA(PersonalDigital Assistance)、驾驶导航系统等中，作为输入画面上的坐标的装置来使用的触摸屏的导线连接方法。
背景技术
以往，在液晶显示器上层叠配置有触摸屏的触摸屏显示器通过将画面与坐标输入装置结合来节省空间，因此广泛应用于手机及PDA等小型设备中。
作为上述触摸屏，一般使用结构简单、厚度较薄且适合于批量生产的电阻膜方式的装置。其结构上，使作为操作侧的具有可挠性的上部电极板与作为固定侧的下部电极板以利用隔板设有规定间隙的状态对置地配置，在各电极板的内表面沿X方向和Y方向配置有电路。
用感应笔等按压上部电极板的表面后，上部电极板与下部电极板接触使电极间产生电位梯度，将该电压输出至外部利用控制器计算X轴位置、Y轴位置，从而特定被按压的输入点。
图8是表示所述触摸屏的组装方法的图。下部电极板51与上部电极板50对置地配置，上部电极板50上沿X方向设有带状的电极50a、50b，下部电极板51上沿Y方向设有带状的电极51a、51b。
各电极50a、50b、51a、51b延伸到设置在触摸屏的边缘部的连接部52，并汇集在1处，该连接部52与FPC(柔性印刷配线板)所构成的导线53的引导线53a连接。
详细说来，引导线53a利用导电胶与各电极连接后，以夹持在上部电极板50与下部电极板51间的状态固定(例如参照日本专利特开平9-50731号公报的图8)。另外，图中，50c、51c表示形成于上部电极板50及下部电极板51的内表面的电阻膜。
此类导线连接方法中，导线是从触摸屏的侧面直接引出的，另外，上部电极板50由树脂薄片形成，各电极由银胶构成，因此电极自身称不上坚固，且导线53的引导线53a利用固定力较弱的导电胶与电极连接，因此只要对导线作用有稍强的力，连接部52就有断线的可能，操作时必须十分注意。
另一方面，提出一种不对导线连接部造成损伤的便于操作的下述方案。
例如，图9所示的触摸屏的下部电极板51的边缘部穿设有用于形成连接部的4个贯通孔51d～51g。在导电胶54流入各贯通孔内后，凹型(阴型)的连接配件55被埋设于其中，分别与电极50a、50b、51a、51b电性连接(例如参照日本专利特开平9-50731号公报的图1)。
在此类触摸屏中，可不将导线从触摸屏的侧面直接引出，且在维持良好的电性连接的同时将来自电极50a、50b、51a、51b的信号输出至外部。
然而，像这样利用连接配件55将信号输出的方法，在将触摸屏安装在接口板或液晶显示器等装置中时，必须在该装置的与贯通孔51d～51g对应的位置上立设4根用以插入连接配件55内的连接销，导致必须对触摸屏和上述装置双方的导线连接结构都进行变更的问题。
考虑到以上以往的触摸屏的导线连接方法中的技术问题，本发明提供一种无需进行大幅的设计变更即可提高导线的连接强度的触摸屏的导线连接方法。
发明公开
本发明提供一种触摸屏的导线连接方法，该触摸屏具有在对置的内表面上具有电阻膜的上部电极板及下部电极板，在这些电极板的边缘部设有用以将从各电阻膜的电极延伸设置并集合配置的电极端与导线连接的连接部，该导线连接方法的特征在于，在下部电极板上穿设与电极端数对应数量的贯通孔，使用具有销轴部和直径大于该销轴部的外径的圆板状头部的金属销，将该销轴部贯穿于导线的连接侧端部的引导线部的对应于贯通孔形成的各金属销固定孔内，从而使销轴部立设于导线的连接侧端部，将各销轴部分别插入贯通孔中时，将各金属销的销轴部设置为与贯通孔对应的状态，边对销轴部施加超声波振动和压力边将其插入贯通孔中从而使贯通孔的壁面熔融，通过使壁面再凝固来将其插入的销轴部固定于下部电极板，插入到下部电极板内的销轴部与电极端通过导电粘合剂进行电性连接。
利用本发明，贯穿导线设有销轴部，将从导线突出设置的销轴部插入下部电极板，因此可通过销轴将导线与触摸屏可靠地连接。而且，无需在接口板或液晶显示器等装置中进行大幅的设计变更。
另外，金属销具有直径大于销轴部的外径的销头部，因此能够以大范围与导线的引导线部连接。另外，销头部卡扣在导线上的金属销固定孔的边缘部，因此可限制插入下部电极板的贯通孔中的销轴部的插入深度。
本发明中，最好使所述金属销的销轴部形成有凹沟，在边对销轴部施加超声波振动和压力边将其插入贯通孔中时，将贯通孔壁面的熔融部分引导至该凹沟中。由此，可付与金属销定位效果。
本发明中，通过将作为导线的柔性印刷配线板的保护薄片的一部分除去使连接侧端部的引导线部露出，在露出的引导线部上穿设金属销固定孔并插入金属销，使金属销的圆板状头部与金属销固定孔周围的所述引导线部抵接，从而将金属销固定于导线的连接侧端部。
此时，由于销头部露出在导线的外面侧，因此可利用该露出的销头部设置超声波嵌入装置。
本发明中，在制作作为导线的柔性印刷配线板时，在形成有引导线部的状态下，在连接侧端部的引导线部上穿设金属销固定孔并插入金属销，使金属销的圆板状头部与金属销固定孔周围的引导线部抵接后，可将保护薄片贴附于引导线部及圆板状头部。
此时，若使用具有耐热性的保护薄片，则可隔着其保护薄片在销头部设置超声波嵌入装置。
利用本发明的触摸屏的导线连接方法，可提供一种无需进行大幅的设计变更即可提高导线的连接强度的触摸屏的导线连接方法。
附图说明
图1是表示本发明所使用的触摸屏的结构的分解立体图。
图2是图1所示的导线连接部的扩大剖视图。
图3是表示图1所示的金属销的固定方法的说明图。
图4是表示金属销的固定状态的主要部分扩大剖视图。
图5是表示与下部电极板的电极的连接方法的与图2相当的图。
图6是表示导线连接部的别的结构的与图2相当的图。
图7是表示图6所示的金属销的固定方法的与图3相当的图。
图8是表示以往的触摸屏的导线连接结构的立体图。
图9是表示以往的触摸屏的别的导线连接结构的扩大剖视图。
具体实施方式
以下，根据附图所示的实施方式对本发明进行详细说明。
图1中将本发明所使用的触摸屏的结构的用分解图表示。
同图中，触摸屏1包括：由可挠性的透明绝缘薄膜、例如聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜构成的上部电极板2；以及由非可挠性的玻璃板、如聚碳酸酯系，聚酰亚胺系，聚醚甲酮系等的工程塑料、丙烯系，聚对苯二甲酸乙二醇酯系，聚对苯二甲酸丁二醇酯系等的塑料板或其层叠板构成的下部电极板3，以隔着隔板(未图示)对置的状态相互贴合。
各电极板2、3的内表面通过阴极真空喷镀或真空蒸镀形成有作为电阻膜4、5的ITO(氧化铟、锡)等。
上部电极板2上沿X方向形成有与电阻膜4、5连接的由银胶构成的带状的电极6a、6b，下部电极板3上沿Y方向形成有带状的电极7a、7b。
各电极6a、6b、7a、7b延伸到设置在上部电极板2的边缘部的连接部8，并汇集在1处。
对应于该连接部8的各电极端6c、7c、6d、7d地在下部电极板3上平行于Z方向地形成有贯通孔9a～9d。
而且，对应于这些贯通孔9a～9d地在作为导线的FPC(柔性印刷配线板)10的连接侧端部立设有4根金属销11～14。
图2是将上述FPC10的连接侧端部的结构扩大后的图，表示从图1的箭头A方向看到的剖面。
同图中，FPC10的连接侧端部10a上沿纸面厚度方向排列有通过将作为保护薄片的覆盖层薄膜10b的一部分除去使电路(引导线部)10c露出的4个凹部10d，各凹部10d的中心穿设有金属销固定孔10e。
该金属销固定孔10e供由导电部件例如黄铜、铁、铜等金属构成的金属销14插入，在插入状态下金属销14的圆板状头部14a与上述凹部10d的底面(电路10c)抵接，由此，可限制金属销14的颈部(销轴部)14b的插入深度。另外，图中，10f表示基材。
另外，配置于覆盖层薄膜10b的除去部分的金属销14，为确保其头部14a的绝缘性及防止劣化，最好用覆盖层薄膜片覆盖。
在FPC10上植设金属销14时，通常考虑利用焊锡将金属销14固定在FPC10的电路10c上的方法。然而，采用此类方法，在FPC10上作用有较强的拉力时，可能会将金属销14从其与电路10c的分界面上剥离。
销对这一点，本实施方式所示的金属销14的固定方法中，将金属销14穿过设置于FPC10的金属销固定孔10e，以该金属销14的头部14a压紧FPC10的连接侧端部10a的状态将FPC10固定于下部电极板3，因此与利用焊锡的连接方法相比，可提高导线的连接强度。
另外，上述实施方式中以金属销14为代表对FPC10与下部电极板3的连接方法进行了说明，然而利用其它的金属销11～13的FPC10与下部电极板3的连接方法也可利用同样的方法连接。
也就是说，将4根金属销11～14利用焊锡固定在FPC10上从而与下部电极板3连接时的导线连接强度为大致10N，与此相对，利用本实施方式的导线连接方法将FPC10与下部电极板3连接时的导线连接强度为大致15N，确认了可提高导线连接强度。另外，连接强度试验方法采用与JIS K6854-1规定的“剥离粘合强度试验方法”同等的试验方法进行。
另外，本实施方式中使用的金属销14的颈部14b上沿周向形成有凹沟14c，该凹沟14c沿颈部14b的周向形成为多段。
图3是说明将具有上述结构的金属销14利用超声波嵌入固定于下部电极板3的方法的图。
然而，为了配合制造工序对同图中所示的触摸屏1及FPC10的配置进行说明，与图1所示的情况呈上下颠倒的配置。
图3中，形成于下部电极板3的贯通孔9a～9d的各孔径设定在与金属销11～14的外径相同至比金属销11～14的外径小30％的范围内。
另外，各贯通孔9a～9d的配置有电极6c、7c、7d的部分注入有可与这些电极电性连接的由银胶或铜胶等构成的导电粘合剂15。另外，16是用于限定导电粘合剂15的注入范围的外侧界限的双面胶或粘合剂。
接下来，使各金属销11～14沿箭头B方向下降，设置为分别与下部电极板3的各贯通孔9a～9d的开口缘抵接的状态。
另外，各金属销11～14利用超声波嵌入装置17一齐固定于下部电极板3，因此在以下说明中以金属销11为代表对其固定方法进行说明。
使超声波嵌入装置17的喇叭17a沿箭头C方向下降，使得金属销11的头部11a外表面与该喇叭17a接触。
接下来，通过喇叭17a对头部11a施加超声波振动和压力而将金属销11的颈部11b压入贯通孔9a后，颈部11b与贯通孔9a的分界面上产生局部的摩擦热，一边将形成贯通孔9a的壁面的树脂(或玻璃)熔化一边将金属销11插入。
此时，熔融后的树脂流入形成于金属销11的颈部11b的多个凹沟11c内。
图4是将金属销11的固定状态扩大加以图示的图，如同图所示，通过使熔融树脂流入虚线包围的范围D中的凹沟11c内，使贯通孔9a的壁面上沿金属销11的凹沟11c形成环状的截面呈く字状的突出部9a’。
然后，移开超声波嵌入装置17使贯通孔壁面的树脂再凝固后，流入凹沟11c内的树脂、即突出部9a’付与金属销11定位效果，并可提高金属销11的抗拉强度。
另外，金属销11从FPC10的连接侧端部10a上的外表面侧(图中为上侧)插入金属销固定孔10e，在插入完成后的状态下，金属销11的头部11a与FPC10的凹部10d即电路10c接触。因此，金属销11的头部11a与基材10f间夹设有电路10c，从而使金属销11的头部11a能以较大面积(环状的范围)与电路10c连接。
像这样可使FPC10紧贴于下部电极板3、并限制金属销的颈部11b进入贯通孔9a内的深度。由此，可防止金属销的颈部11b前端与电极6c冲突，且利用导电粘合剂15确保金属销11与电极6c连接的适当的间隙。
具体说来，金属销11比下部电极板3的厚度短0.1～0.2mm。最好使其长度比下部电极板3的厚度短0.125mm。
其它的金属销12～14也采用与上述相同的方法固定，在连接侧端部10a立设有4根金属销11～14的FPC10能够可靠地固定于下部电极板3并稳定地与各电极6c、6、7c、6d、7d电性连接。
另外，图5表示了下部电极板3的电极7a、7b与FPC10的连接方法，以金属销12为代表表示其连接方法。
下部电极板3的电极7a的端部在贯通孔9b跟前成为终端，因而通过导电粘合剂15’与形成于上部电极板2的内表面的连接电极7c(参照图1)连接，导电路径E按照电极7a→导电粘合剂15’→连接电极7c→导电粘合剂15→金属销12的顺序。
像这样设置连接电极7c，通过导电粘合剂15将金属销12与连接电极7c连接的话，可在与其它电极6c、6d相同的条件下将金属销12与下部电极板3连接。另外，与上述金属销11的连接方法相同地，可在连接电极7c与金属销12前端间确保适合夹设导电粘合剂15的一定的间隙。
图6是表示导线连接部的别的结构。
如之前图2所示的金属销14的安装，在FPC10的连接侧端部10a上通过将覆盖层薄膜10b的一部分除去使电路10c露出，在该电路露出部分上穿设金属销固定孔10e，并在该金属销固定孔10e中插入金属销14。
与此相对地，图6所示的导线连接部，在FPC10上贴附覆盖层薄膜10b前，在连接侧端部10a上的作为引导线部的电路10c上穿设金属销固定孔10e，将金属销14插入该金属销固定孔10e中，在金属销14插入后，覆盖其头部14a地将覆盖层薄膜10b利用粘附剂或粘合剂贴附于电路10c及基材10f上。另外，上述覆盖层薄膜10b使用耐热性较强的聚酰亚胺薄膜。
像这样利用覆盖层薄膜10b覆盖金属销的头部14a后，能更可靠地将金属销14固定于电路10c。另外，可确保相邻的金属销14间的绝缘性，且金属销的头部14a不曝露在空气中，因而可防止氧化、腐蚀等而导致的劣化。
另外，在贴附覆盖层薄膜10b时，最好在不使气泡进入地进行贴附后实施真空加压等脱泡处理。
另外，在金属销14插入后贴附覆盖层薄膜10b的方法与上述将覆盖层薄膜10b的一部分除去后用覆盖层薄膜片覆盖的方法相比，可减少工序数、使作业性良好、且更容易防止气泡的产生。
图7说明了将覆盖有所述覆盖层薄膜10b的金属销14利用超声波嵌入固定于下部电极板3的方法。另外，利用超声波嵌入的固定方法本身与图3所示的方法相同，因此对相同的结构要素标注同一符号并省略其说明。
图7中，使超声波嵌入装置17的喇叭17a沿箭头C方向下降，使得各金属销11～14的头部11a～14a外表面隔着覆盖层薄膜10b与该喇叭17a接触。
接下来，对头部11a～14a施加超声波振动和压力而将各金属销11～14的颈部11b～14b压入贯通孔9a～9d。
由此，以金属销11为代表进行说明，颈部11b与贯通孔9a的分界面上产生局部的摩擦热，一边将形成贯通孔9a的壁面的树脂(或玻璃)熔化一边将金属销11插入，使金属销11固定于下部电极板3。
另外，夹设在喇叭17a与金属销11间的覆盖层薄膜10b采用耐热性较强的聚酰亚胺薄膜，因而不会熔化。
另外，上述实施方式中，利用超声波嵌入将金属销的销轴部固定于下部电极板，然而并不限定于此，也可利用导电粘合剂将金属销的销轴部固定于下部电极板的贯通孔内。此时，形成于下部电极板3的贯通孔9a～9d的各孔径设定在比金属销11～14的外径大50～100μm的范围内，将金属销11～14插入贯通孔9a～9d中后，导电粘合剂15也可流入贯通孔9a～9d与金属销11～14的颈部11b～14b间的间隙中。
产业上的利用可能性
本发明的触摸屏的导线连接方法可有效地利用于制造例如手机、PDA、驾驶导航系统用的触摸屏的情况。

Claims (4)

1.一种触摸屏的导线连接方法，该触摸屏具有：在对置的内表面上具有电阻膜的上部电极板及下部电极板，在上部电极板的边缘部设有用以将从所述各电阻膜的电极延伸设置并集合配置的电极端与导线连接的连接部，该导线连接方法的特征在于，
在所述下部电极板上穿设与所述电极端数对应数量的贯通孔，
使用具有销轴部和直径大于该销轴部的外径的圆板状头部的金属销，
将该销轴部贯穿于所述导线的与所述电极端连接的连接侧端部的引导线部的对应于所述贯通孔形成的各金属销固定孔内，从而使所述销轴部立设于所述导线的连接侧端部，
将所述销轴部插入所述贯通孔中时，将各金属销的销轴部设置为与所述贯通孔对应的状态，边对所述销轴部施加超声波振动和压力边将其插入所述贯通孔中从而使所述贯通孔的壁面熔融，通过使所述壁面再凝固来将插入的销轴部固定于所述下部电极板，
插入到所述下部电极板内的所述销轴部与所述电极端通过导电粘合剂进行电性连接。
2.如权利要求1所述的触摸屏的导线连接方法，其特征在于，所述金属销的销轴部形成有凹沟，在边对所述销轴部施加超声波振动和压力边将其插入所述贯通孔中时，将所述贯通孔壁面的熔融部分引导至该凹沟中。
3.如权利要求1或2所述的触摸屏的导线连接方法，其特征在于，通过将作为所述导线的柔性印刷配线板的保护薄片的一部分除去使所述连接侧端部的引导线部露出，在露出的引导线部上穿设所述金属销固定孔并插入所述金属销，使所述金属销的圆板状头部与所述金属销固定孔周围的所述引导线部抵接。
4.如权利要求1或2所述的触摸屏的导线连接方法，其特征在于，在制作作为所述导线的柔性印刷配线板时形成有所述引导线部的状态下，在连接侧端部的引导线部上穿设所述金属销固定孔并插入所述金属销，使所述金属销的圆板状头部与所述金属销固定孔周围的所述引导线部抵接后，将保护薄片贴附于所述引导线部及所述圆板状头部。
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