CN101533325B - 双面的触感面板与挠性电路粘接 - Google Patents

双面的触感面板与挠性电路粘接 Download PDF

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Abstract

本发明涉及双面的触感面板与挠性电路粘接。可以使用在两个侧面上形成有列和行迹线的基板来生成多触摸传感器面板。沿着基板边界布置的金属迹线可用于将行迹线引到与列迹线所引向的相同的边缘上。可以制造单个挠性电路以连接到在直接相对侧面上的行和列。可以通过冷却基板的一个侧面同时粘接另一个侧面来将挠性印刷电路粘接到基板的直接相对的连接区域上。此外，延伸到挠性电路上的直角迹线之上的“覆盖层”材料确保如果导电粘接材料在粘接期间被挤压出来，那些迹线不会短路。此外，在挠性电路的末端放置了垫片以在粘接期间在整个挠性电路连接区域之上施加均匀的粘接压力。

Description

双面的触感面板与挠性电路粘接
技术领域
本发明涉及挠性电路与基板的粘接，并且更具体的，涉及挠性电路与基板的直接相对连接区域的粘接，以及为了提供更加安全以及更不易出错的粘接而改进的挠性电路设计。
背景技术
当前有许多类型的输入装置可用于执行计算系统中的操作，例如按钮或者键，鼠标，跟踪球，触摸面板，操纵杆，触摸屏等等。特别地，由于触摸屏操作的简易性以及通用性以及他们价格的下降，触摸屏正变得越来越流行。触摸屏可包括触摸面板，其可以是具有触感表面的透明面板。触摸面板可安置在显示屏的前面以便触感表面覆盖显示屏的可视区域。触摸屏可允许用户通过使用手指或者触笔简单地触摸显示屏来进行选择并且移动光标。通常，触摸屏能够识别在显示屏上的触摸以及触摸位置，并且计算系统能够解释该触摸并且随后在该触摸事件的基础上执行操作。
触摸面板可包括能够检测触摸事件(手指或者其它的物体在触感表面上的触摸)的触摸传感器阵列。将来的面板也许能够检测多个触摸(在大约相同的时间，手指或者其它物体在触感表面上不同位置的触摸)以及近触摸(手指或者其它物体在其触摸传感器的近场检测能力范围之内)，并且识别并跟踪他们的位置。在申请人的于2004年5月6日提交的申请号为10/842862并于2006年5月11日公开的公开号为2006/0097991、名称为“多点触摸屏”的共同未决美国申请中说明了多触摸面板的例子，在此将其内容合并于此以作参考。
电容式的触摸传感器面板可由电介质的相对侧上迹线的行和列组成。在迹线的“交叉处”，迹线基本上形成两个电极，其中在交叉处迹线彼此在上下通过(但是不互相直接地电接触)。在显示设备上使用的传统触摸面板一般都运用了在其上已经蚀刻了氧化铟锡(ITO)或者氧化锑锡(ATO)透明列迹线的玻璃顶层，以及在其上已经蚀刻了ITO行迹线的玻璃底层。但是，如果导线足够细的话(30微米量级)则不需要使用透明的迹线。此外，如果不需要面板透明(例如触摸面板不是在显示设备之上使用的)，则可以用不透明材料例如铜来制造导线。通过作为行和列迹线之间电介质的透明聚合物垫片来将顶部和底部的玻璃层进行隔离。在顶部和底部玻璃层上的迹线都可具有大约5毫米的间距。
为了扫描传感器面板，可激励一行，而使所有其它的行保持在直流电压电平。当对行进行激励时，可以将调制的输出信号电容式的耦合于传感器面板的列上。可将列连接到模拟信道(在此处也称为事件检测和解调电路)。对于每一个被激励的行来说，连接到列的每个模拟信道产生表示由于触摸或悬停(hover)事件而引起的调制输出信号的变化量的输出值，其中触摸或悬停事件发生于位于所激励的行和所连接的列的交叉处的传感器。在对于传感器面板中的每个列获取了模拟信道的输出值之后，对新的行进行激励(所有其它行再一次保持在直流电压电平)，并且获取另外的模拟信道输出值。当对于所有的行都已经进行激励并且已经获取了模拟信道输出值的时候，则称已经对该传感器面板进行了“扫描”并且在整个传感器面板之上可以获取完整的触摸或悬停的“图像”。该触摸或悬停的图像可包括对于面板中每个像素(行和列)的模拟信道输出值，每个输出值表示在特定位置上检测到的触摸或悬停的量。
因为必须用交流信号对行进行激励或将行保持在直流电压电平，并且因为必须将列连接到模拟信道以便可以检测到调制的输出信号对其进行解调并且转换为输出值，所以必须用在传感器面板电介质两侧的行和列来形成电气连接。因为行和列彼此是垂直的，与这些行和列进行连接的最简单的方法是将挠性电路粘接于传感器面板的一个边缘(例如长方形面板较短的边)以提供到列的连接，并且将另一个挠性电路粘接在传感器面板的相邻边缘上(例如长方形面板较长的边)以提供到行的连接。但是，因为这些挠性电路的连接区域不在传感器面板的相同边缘上并且不在电介质的直接相对的侧面，所以必须将传感器面板制作得更大以容纳这两个非重叠的连接区域。
因为希望保持传感器面板总的尺寸尽可能的小，所以优选的是使两个挠性电路与传感器面板的直接相对的两侧相连。通过如此操作，可以消除由在传感器面板的两侧上非重叠区域所产生的额外的连接区域，并且可以将传感器面板上为传感器阵列所保留的区域最大化。
但是，由于粘接挠性电路的粘接所施加的热量和压力，在电介质的直接相对的侧面上粘接挠性电路是难以完成的。热量固化了环氧树脂，并且压力促使形成了电气连接。但是，该热量和压力可能使电介质另一侧面上先前粘接的挠性电路脱离。来自粘接的压力也可导致导电粘接材料挤出到挠性电路上所暴露的电路迹线上，而导致电路迹线之间的短路。此外，由于挠性电路的挠性，挠性电路历来具有在挠性电路之内迹线开裂从而导致断路的问题。
发明内容
可以使用具有列和行迹线的基板来生成多触摸传感器面板，其中通过使用新的制造工艺在该基板的两侧上形成列和行迹线。由铜或其它高导电性的金属形成的沿着基板的边缘布置的迹线可用于将行迹线引向与列迹线所引向的相同的基板边缘以便可在该基板的直接相对的侧面上将挠性电路粘接到基板的相同边缘上，以最小化连接所需的区域并且减少传感器面板总的尺寸。
可以利用若干制造方法来在DITO基板的两个面上形成列和行ITO迹线。在一个实施例中，可以将基板放置在制造机器的滚筒上，并且可以将一层ITO喷镀在DITO基板的第一侧上并进行蚀刻(例如使用光刻技术)来形成列迹线。然后可以将光致抗蚀剂的保护涂层(例如两层光致抗蚀剂)施加到列迹线上，并且可以将DITO基板翻过来以使滚筒仅仅与第一侧上所施加的光致抗蚀剂而不是所形成的列迹线相接触。然后可以将另一层ITO喷镀在目前暴露的DITO基板背面上并且进行蚀刻以形成行迹线。
如果不需要金属迹线，则可以将第一侧上的光致抗蚀剂去除以完成处理。但是，如果在边缘上需要金属迹线以连接到行迹线并且将它们引向基板的特定边缘，则可以在行迹线上施加光致抗蚀剂的保护涂层(例如两层光致抗蚀剂)，而使边缘暴露。然后可以将金属层喷镀在光致抗蚀剂和暴露的边缘上，并且继而可以对金属层进行蚀刻以在边缘上形成金属迹线。最后，可以将所有剩余的光致抗蚀剂层去除。
可以制造单个挠性电路以连接到基板的相同边缘上直接相对侧的行和列。可以形成在单个挠性电路上的挠性电路部分用于分别与DITO基板两个侧面上的行和列迹线，以及主处理器相连接。挠性电路还可以包括电路区域，在其上可以安装并且连接多触摸子系统，多触摸面板处理器，高压驱动器和译码器电路，EEPROM和若干必需的小元件例如旁路电容器，以节省空间。
挠性电路部分可以粘接于基板的直接相对的连接区域，同时形成结构上和电气上的连接。可以通过冷却先前粘接的挠性电路和在基板一侧上连接区域同时将另一个挠性电路粘接到基板的另一侧的连接区域上来完成该粘接。特别是，粘接头可以在顶面挠性电路部分上向下压并且同时向顶面挠性电路部分，粘接材料和基板连接区域施加压力和热量。基本上在相同的时间，冷却头可以与先前粘接的背面挠性电路部分以及基板连接区域相接触以冷却那些区域。冷却头可以通过充当散热片来冷却背面挠性电路部分以及基板连接区域。
也可以通过在两个直接相对的连接区域上排列导线以便在相对侧上的导线不直接被此重叠来完成这样的粘接。于是成形的粘接头可用于将热量和压力仅仅施加到连接区域的那些具有导线的范围，以便从不将热量和压力施加在先前形成粘接的直接相对的表面上。特别地，直接相对的基板连接区域可以将他们的导线错开排列以便在相对侧上的导线不直接彼此重叠。这样的排列没有增加所需要的总的基板区域，因为对于挠性电路连接需要一定的最小连接区域，并且在这样的最小连接区域之内具有足够的空间以允许在顶部和底部上的非重叠导线区域。具有这样的导线排列，仅仅需要在非重叠区域施加粘接热量和压力。将顶面粘接头形成特殊的形状以将热量和压力仅仅施加到基板连接区域的包括了导线的那些区域上，该顶面粘接头可以向下压顶面挠性电路部分，粘接材料以及基板连接区域。背面粘接头可以同时或在不同的时间向下压背面挠性电路部分，粘接材料以及基板连接区域，其中将背面粘接头形成特殊的形状以将热量和压力仅仅施加在基板连接区域的包括了导线的那些区域上。
此外，挠性电路的连接区域自身可以涂有“覆盖层”材料，该材料延伸到在挠性电路上的直角迹线上以确保如果在粘接期间将非均质导电薄膜(ACF)粘接材料从挠性电路和基板上的连接区域之间挤压出，那些迹线不会短路。此外，在挠性电路的末端放置了垫片以允许更大的粘接头在粘接期间在整个挠性电路连接区域之上施加均匀的粘接压力。特别地，可将垫片附加于挠性电路部分末端的一个位置上以使垫片和覆盖层不在挠性电路部分的相对侧上直接彼此相对。垫片将挠性电路部分的末端向下压到基板以便能将其粘接。
附图说明
图1示出了根据本发明一个实施例的可以以多触摸面板和挠性电路操作的示范性计算系统。
图2a示出了根据本发明一个实施例的示范性电容式多触摸面板。
图2b是根据本发明一个实施例在稳态(没有触摸)条件下示范性像素的侧视图。
图2c是根据本发明一个实施例在动态(触摸)条件下示范性像素的侧视图。
图3是根据本发明一个实施例的在基板的相对侧面上具有行和列的示范性传感器面板的透视图。
图4a示出了根据本发明一个实施例，在冷却基板的直接相对的基板连接区域上挠性电路部分的同时挠性电路部分的示范性粘接。
图4b示出了根据本发明的一个实施例，使用专门的粘接头在基板的直接相对的基板连接区域上的两个挠性电路部分的示范性粘接。
图5a是示范性的常规挠性电路部分的透视图。
图5b是常规的示范性挠性电路部分连接到基板的截面图。
图6a是根据本发明一个实施例的示范性挠性电路部分的透视图。
图6b是根据本发明一个实施例的示范性挠性电路部分在未粘接状态中的截面图，显示了带状区域，挠性电路连接区域，下侧粘接区域，迹线，直角区域，延伸到直角区域上的覆盖层，和垫片。
图6c是根据本发明一个实施例的示范性挠性电路部分连接到基板的截面图。
图7a示出了示范性的移动电话机，其可以包括根据本发明一个实施例所形成并粘接的触摸传感器面板和挠性电路。
图7b示出了示范性的数字音频/视频播放器，其可以包括根据本发明一个实施例所形成并粘接的触摸传感器面板和挠性电路。
图8是示范性的电容式触摸传感器面板的分解透视图，该传感器面板由在其上已经蚀刻了ITO透明列迹线的玻璃顶层，以及在其上已经蚀刻了ITO行迹线的玻璃底层所形成。
图9示出了根据本发明一个实施例的示范性电容式触摸传感器面板，该电容式触摸传感器面板使用双面ITO(DITO)基板来制造，在基板两侧上形成列和行ITO迹线，并且通过使用透明粘合剂粘接于覆盖物和LCD之间。
图10是根据本发明一个实施例的示范性DITO基板(仅仅为了图示而将其厚度显著的放大了)的分解透视图，在该基板两侧上形成列和行。
图11示出了根据本发明一个实施例的示范性挠性电路，其包括了用于分别连接到在DITO基板两侧上的行和列迹线的挠性电路部分，以及用于连接到主处理器的挠性电路部分。
图12a示出了根据本发明一个实施例的示范性DITO基板的顶面和底面。
图12b示出了根据本发明一个实施例在行之间的独立的ITO方形，以及如何通过迹线将外部行迹线布线到挠性连接器区域。
图12c示出了根据本发明的一个实施例如何通过沿着底面长边缘布置的金属迹线将行布线到挠性连接器区域。
图13a-13j以及图13l-13r示出了根据本发明一个实施例在单个基板的两侧上形成具有图案的导电材料的示范性过程。
具体实施方式
在下面优选实施例的说明中，参考了形成说明书一部分的附图，并且在这些附图中例示可实施本发明的具体实施例。可以理解到可使用其它的实施例并且在不脱离本发明优选实施例范围的基础上可进行结构上改变。
多触摸传感器面板以及它们相关联的传感器面板电路将能检测到在大约相同的时间所发生的多个触摸(触摸事件或触点)，并且识别和跟踪它们的位置。图1示出了根据本发明的实施例可用电容式的多触摸传感器面板124进行操作的示范性计算系统100。可以使用具有列和行迹线的基板来生成多触摸传感器面板124，其中通过使用新的制造工艺在该基板的两侧上形成列和行迹线。挠性电路可用于将传感器面板两侧上的列和行迹线与其相关联的传感器面板电路相连接。由铜或其它高导电性的金属形成的沿着基板的边缘布置的迹线可用于将行迹线引向与列迹线所引向的相同的基板边缘以便可在该基板的直接相对的侧面上将挠性电路粘接到基板的相同边缘上，以最小化连接所需的区域并且减少传感器面板总的尺寸。可以制造单个挠性电路以连接到在基板相同的边缘上直接相对侧面的行和列。
可以将挠性印刷电路粘接于基板的直接相对的连接区域上，同时形成结构上和电气上的连接。可以通过冷却先前粘接的挠性电路和在基板一侧上连接区域同时将另一个挠性电路粘接到基板的另一侧的连接区域上来完成该粘接。在其它的实施例中，可以通过在两个直接相对的连接区域上排列导线以便在相对侧上的导线不直接彼此重叠来完成该粘接。于是成形的粘接头可用于将热量和压力仅仅施加到连接区域的那些具有导线的范围，以便从不将热量和压力施加在先前形成粘接的直接相对的表面上。
此外，挠性电路连接区域包括在挠性电路上的直角迹线上延伸的“覆盖层”材料以确保如果在粘接期间将非均质导电薄膜(ACF)粘接材料从挠性电路和基板上的连接区域之间挤压出，那些迹线不会短路。此外，在挠性电路的末端放置了垫片以允许更大的粘接头在粘接期间在整个挠性电路连接区域之上施加均匀的粘接压力。
尽管在此可以根据触摸传感器面板来描述本发明的实施例，其中该触摸传感器面板具有在直接相对表面上的挠性电路连接区域，应该理解到本发明的实施例不局限于两面触摸传感器面板，而通常可应用于任何在直接相对表面上具有挠性电路连接区域的双面基板。
计算系统100可包括一个或多个面板处理器102和外部设备104，以及面板子系统106。一个或多个处理器102可包括，例如，ARM968处理器或其它具有相似功能以及能力的处理器。但是，在其它的实施例中，可以通过专用的逻辑例如状态机来实现面板处理器的功能。外部设备104可包括，但是不局限于，随机存取存储器(RAM)或其它类型存储器，监视计时器等等。
面板子系统106可包括，但是不局限于，一个或多个模拟信道108，信道扫描逻辑110以及驱动器逻辑114。信道扫描逻辑110可访问RAM 112，自主地从模拟信道读出数据并且提供对于模拟信道的控制。该控制可以包括将多触摸面板124的各列多路传输(multiplex)到模拟信道108。此外，信道扫描逻辑110可对驱动器逻辑以及被有选择地应用于多触摸面板124的行的激励信号进行控制。在某些实施例中，可将面板子系统106，面板处理器102以及外部设备104集成到单个专用集成电路(ASIC)中。
驱动器逻辑114可提供多个面板子系统输出116并且可以提供驱动高压驱动器118的专用接口。高压驱动器118可提供从低压电平(例如互补金属氧化物半导体(CMOS)电平)到高电压电平的电平移位，为了消减噪声的目的来提供更好的信噪(S/N)比。可以将高压驱动器的输出发送给译码器120，该译码器可通过专用的接口有选择的将一个或多个高压驱动器的输出连接到一个或多个面板行输入122并且允许在高压驱动器118中使用更少的高压驱动电路。每个面板行输入122可以驱动在多触摸面板124中的一个或多个行。在一些实施例中，可将高压驱动器118和译码器120集成到单个ASIC中。但是，在其它实施例中可以将高压驱动器118和译码器120集成到驱动器逻辑114中，并且在其它实施例中还可以将高压驱动器118和译码器120完全去除。
计算系统100还可以包括主处理器128用于接收来自面板处理器102的输出并且在该输出的基础上执行操作，该操作可包括，但是不局限于，移动对象例如光标或指针，滚屏或平移，调整控制设定，打开文件或文档，查看菜单，作出选择，执行指令，操作连接到主设备的外围设备，应答电话呼叫，发出电话呼叫，终止电话呼叫，改变音量或音频设定，存储与电话通信相关的信息，登录到计算机或计算机网络，许可被授权的个体访问计算机或计算机网络受限制的区域，加载与计算机桌面的用户优选配置有关的用户概要，允许访问万维网内容，启动特定程序，对消息进行加密或解码等，其中与电话通信相关的信息例如为地址，常拨号码，已接电话，未接电话。主处理器128还可以执行可能与面板处理无关的额外功能，并且可以与程序存储器132以及显示设备130例如液晶显示器(LCD)相耦合，用于向设备的用户提供用户界面(UI)。
在某些实施例中的多触摸面板124可包括电容式的传感介质，该传感介质具有多个行迹线或驱动线路以及多个列迹线或传感线路，尽管也可使用其它的传感介质。行以及列迹线可以由透明导电介质例如氧化铟锡(ITO)或氧化锑锡(ATO)来形成，尽管还可以使用其它的透明以及非透明材料例如铜。在某些实施例中，行以及列迹线可以形成在电介质材料的相对侧面上，并且可以相互垂直，尽管在其它的实施例中非相互垂直的方向也是可能的。例如，在极坐标系中，传感线路可以同心圆，驱动线路可以是辐射状延伸线路(或者反之亦然)。因此可以理解到在此使用的术语“行”和“列”，“第一维”和“第二维”，或“第一轴”和“第二轴”不仅用来包括相互垂直的栅格，而且包括具有第一和第二维(例如极坐标配置的同心和辐射状线)的其它几何形状的相交迹线。并且应该注意到在其它的实施例中，行和列可以形成在基板的单个侧面上，或者可以形成在由电介质材料所分隔开的两个独立的基板上。在某些实施例中，该电介质材料可以是透明的，例如玻璃，或可以由其它材料例如聚酯薄膜来形成。可以在行或列迹线之上设置额外的电介质覆盖层以强化结构并且保护整个组件免于损害。
在迹线的“交叉”处，该迹线基本上构成了两个电极(尽管超过两个的迹线也可以相交)，其中迹线在彼此上方或下方(相交)通过(但是互相之间没有直接电接触)。每个行和列迹线交叉处都可以表示电容式的传感结点并且可以被视为图像元素(像素)126，当多触摸面板124被视为捕获触摸的“图像”时，该图像元素(像素)126特别有用。(换句话说，在多触摸子系统106确定了在多触摸面板中的每个触摸传感器上是否已经检测到触摸事件之后，可以将多触摸面板中发生触摸事件的触摸传感器的图案视为触摸的“图像”(例如触摸面板的手指的图案)。)当给定的行保持在直流电上时行和列电极之间的电容表观为在所有列上的杂散电容，而当使用交流信号对给定的行进行激励时行和列电极之间的电容表现为互电容Csig。可以通过测量Csig的变化来检测到接近或在多触摸面板之上的手指或其它物体的存在。多触摸面板124的列可以驱动在多触摸子系统106中的一个或多个模拟信道108(此处也称为事件检测和解调电路)。在某些实施例中，每个列都与一个专用的模拟信道108相耦合。但是，在其它的实施例中，各列可经由模拟开关耦合到更少量模拟信道108。
图2a示出了示范性的电容式多触摸面板200。图2a表示了在每一个像素202上杂散电容Cstray的存在，该像素位于行204和列206迹线交叉处(尽管在图2a中为了使附图简化而仅示出了对一个列的Cstray)。注意尽管图2a示出了行204和列206基本上是垂直的，但是如上所述他们不必这样排列。在图2a的例子中，将交流激励Vstim 214应用于单个行，而所有其他的行连接到直流电。该激励促使通过在交叉点上的互电容将电荷注入到列电极中。该电荷是Qsig＝Csig x Vstim。列206中的每一个都可以有选择地与一个或多个模拟信道相连接(参见图1中的模拟信道108)。
图2b是在稳态(没有触摸)条件下示范性像素202的侧视图。在图2b中，显示了列206和行204迹线或由电介质210所分隔的电极之间互电容的电场线208的电场。
图2c是在动态(触摸)条件下示范性像素202的侧视图。在图2c中，已经将手指212放置于像素202附近。手指212是在信号频率上的低阻抗物体，并且具有从列迹线204到身体的交流电容Cfinger。身体具有大约200pF的到地自身电容Cbody，其中Cbody远大于Cfinger。如果手指212阻碍了行和列电极之间的某些电场线208(那些脱离电介质并且穿过行电极上方空气的边缘场)，则通过手指和身体中固有的电容通路将那些电场线分流到地，结果稳态信号电容Csig减少了ΔCsig。换句话说，身体和手指的组合电容使Csig减少了ΔCsig的量(比处还可以称其为Csig_sense)，并且可以作为到地的分流或动态返回通路，阻碍了一些电场从而导致了净信号电容的减少。在像素上的信号电容变为Csig-ΔCsig，其中Csig代表静态(无触摸)成分并且ΔCsig代表动态(触摸)成分。注意，由于手指，手掌或其它物体不能阻碍所有的电场，尤其是那些完全保持在电介质材料之内的电场，Csig-ΔCsig可能始终不为零。此外，应该理解到当手指被更用力地或更完全地按到多触摸面板之上时，手指趋于变平，阻碍了越来越多的电场，并且因此ΔCsig可以是可变的并且表示手指按压到面板之上的程度(即从“没有触摸”到“完全触摸”)。
再次参考图2a，如上所述，Vstim信号214可应用于在多触摸面板200中的行以便当手指，手掌或其它物体出现时可以检测到信号电容的改变。Vstim信号214可以包括一个或多个在特定频率上的脉冲序列216，每个脉冲序列都包括若干脉冲。尽管脉冲序列216显示为方波，还可以采用其它的波形例如正弦波。为了噪音消减的目的可以传输在不同频率上的多个脉冲序列216以检测到并且避免噪声频率。Vstim信号214实质上将电荷注入到行中，并且可以被同时应用于多触摸面板200的一个行，而所有其它行保持在直流电平。但是，在其它实施例中，可以将多触摸面板分成两个或更多的部分，将Vstim信号214同时应用于每个部分中的一个行并且在那个区域部分中的所有其它行都保持在直流电压上。
耦合于列的每个模拟信道测量在那个列和行之间所形成的互电容。该互电容由信号电容Csig以及在该信号电容中的任何变化Csig_sense所组成，其中由于手指，手掌或身体的其它部分或物体的出现而引起上述变化。当对单个行进行激励的时候，可以并行地提供由模拟信道所提供的这些列的值，或串行地提供。如果已经获取了所有表示列的信号电容的值，那么可以对在多触摸面板200中的另一个行进行激励而所有其他的行都保持在直流电压上，并且可以重复对列信号电容的测量。最后，如果已经对所有的行都应用了Vstim，并且已经捕获了所有行中所有列的信号电容值(即已经“扫描”了整个多触摸面板200)，可以对整个多触摸面板200获取所有像素值的“快照”。起初可以将该快照数据存储在多触摸子系统中，并且以后输出以便由计算系统中的其它设备例如主处理器进行解释。因为由计算系统来获取，存储并且解释多个快照，所以有可能对多个触摸进行检测，跟踪并且将其用于执行其它的功能。
如上述说明所清楚描述的，当传感器面板的行和列在电介质的相对侧面上的时候，有必要以直流信号激励的形式将电信号发送到行，并且从列接收调制的输出信号。图3是根据本发明一个实施例在基板306的相对侧面上具有行302和列304的示范性传感器面板300的透视图。在图3的例子中，氧化铟锡(ITO)和金属迹线同时存在于电介质基板306的顶面和底面上。所希望的是将挠性电路(也叫做挠性印刷电路(FPC))308粘接到电介质的直接相对的两侧上(如同在图3中所示的)以提供到PCB(印刷电路板)310的电气连接。这样的粘接可以帮助最小化传感器面板300的尺寸，因为不需要用于非重叠粘接区域的额外区域，并且可以将为连接所保留的区域最小化。如图3所示的粘接挠性电路308同时还最小化了迹线长度的差异，从而在传感器面板依赖于电容耦合的情况下可以使在列304上出现的调制输出信号的不希望差异最小化。
图4a示出了根据本发明某些实施例两个挠性电路部分400和402在基板408的直接相对的基板连接区域404和406上的示范性粘接。在图4a中，已经预先地将背面挠性电路部分402粘接到基板连接区域406上。粘接头410现在在顶面挠性电路部分400上向下压，并且对顶面挠性电路部分400以及顶面挠性电路部分和基板连接区域404之间的粘接材料同时施加压力和热量。但是，在由粘接头410施加热量和压力之前或者基本上与之同时，冷却头412可以与预先粘接的背面挠性电路部分402和基板连接区域406相接触以冷却那些区域。在这样的接触期间，通过充当散热片，冷却头412可以冷却背面挠性电路部分402和基板连接区域406。通过使冷却剂流过，提供足够大面积的热传导材料，将空气从背面挠性电路部分402之上吹过，或其它的冷却方法，冷却头412可以作为散热片。
图4b示出了根据本发明的其它实施例，两个挠性电路部分400和402在基板408的直接相对的基板连接区域404和406上的示范性粘接。在图4b中，基板连接区域404和406将他们的导线错开排列以便在相对侧上的导线不直接彼此重叠。例如，在基板连接区域404上的导线可以位于中央，而在基板连接区域406上的导线可以在靠外的区域上。这样排列没有增加所需要的总的基板区域，因为对于挠性电路的连接需要一定的最小连接区域，并且在这样最低连接区域之内具有足够的空间以供在顶部和底部上的非重叠导线区域之用。
以这样的导线排列，仅仅需要在非重叠区域施加粘接热量和压力。顶面粘接头414可以向下压顶面挠性电路部分400和该顶面挠性电路部分与基板连接区域404之间的粘接材料，其中将顶面粘接头414形成特殊的形状以将热量和压力仅公施加到基板连接区域404的包括了导线的那些区域上。背面粘接头416可以同时或在不同的时间向下压背面挠性电路部分402和该背面挠性电路部分与基板连接区域404之间的粘接材料，其中将背面粘接头416形成特殊的形状以将热量和压力仅仅施加在基板连接区域406的包括了导线的那些区域上。图4b的选定粘接区域考虑到了足够的机械连接，同时最小化基板区域并且仅仅在一定的区域中提供良好的电气质量粘接。应该理解到在图4a和4b中粘接头414和416的形状和尺寸仅仅是示范性的。
图5a是示范性常规挠性电路部分500的透视图。挠性电路部分500包括带状区域502以及具有用于与基板514相粘接的下侧粘接区域506的挠性电路连接区域504。可以将迹线508印制在挠性电路部分500的下侧，在该迹线之上施加覆盖层510以保护该迹线。因为必须将迹线508布线到在挠性电路连接区域504上的不同区域，在挠性电路部分500中可以存在以直角弯曲进行迹线布线的直角区域512。
图5b是示范性的挠性电路部分500连接到基板514的截面图。因为挠性电路部分500是挠性的，当其没有通过基板514进行支撑的时候，没有通过覆盖层510进行覆盖的暴露的迹线520会破裂而导致断路。在图5b中，在粘接区域506以及基板514上的导线518之间对ACF粘接材料516进行挤压。但是，如上所述，如果在粘接过程中将ACF粘接材料516挤压出来，它可能流到直角区域512上而致使那些迹线之间的短路。
特别是，这些短路是由在粘接期间ACF中存在的导电球体的挤出所引起的。ACF是一种由导电球体(涂有镍和金镀层的聚合物)组成的导电薄膜粘合剂(热固性环氧树脂)。在粘接期间，仅仅在z方向上将该薄膜从25微米挤压到3微米，并且从而将导电球体压扁，直到他们彼此接触并且也与在挠性电路和基板上要连接的迹线接触，形成挠性电路和基板上的迹线之间的电气连接。因为在没有迹线的区域中不会将球体挤压的同样多，他们就不会彼此接触并因此不会造成相邻迹线间的短路。但是，因为对ACF粘合剂进行了挤压，它可能侧向地流出，并且可能流到直角迹线所在的暴露的区域上。导电球体可以拦截直角迹线，导致直角迹线之间的短路。
图6a是根据本发明某些实施例的示范性挠性电路部分600的透视图。挠性电路部分600包括带状区域602以及具有用于与基板614相粘接的下侧粘接区域606的挠性电路连接区域604。可以将迹线608印制在挠性电路部分600的下侧，在该迹线之上施加覆盖层610以保护该迹线。因为必须将迹线608布线到在挠性电路连接区域604上的不同区域，在挠性电路部分600中可以存在以直角弯曲(或其它的弯曲或任何角度的拐角)进行迹线布线的直角区域612。注意覆盖层610延伸到直角区域612上。此外，垫片620被附加到挠性电路部分600的末端的一个位置上以使垫片和覆盖层610不在挠性电路部分的相对侧上直接彼此相对。垫片620将挠性电路部分600的末端向下压到基板以便能将其粘接。
图6b是根据本发明某些实施例的示范性挠性电路部分600在未粘接状态中的截面图，显示了带状区域602，挠性电路连接区域604，下侧粘接区域606，迹线608，直角区域612，延伸到直角区域上的覆盖层610，和垫片620。
图6c是根据本发明某些实施例的示范性挠性电路部分600连接到基板614的截面图。在图6c中，垫片620将连接区域604的末端向下推向基板614，并且使粘接头622能够跨越挠性电路连接区域604的大部分并且粘接挠性电路部分600的更大部分，以便没有迹线仍然暴露并且悬在基板614之上，使得他们更不容易破裂。更大的粘接区域还提供了更可靠的粘接。将ACF粘接材料616在下侧粘接区域606和基板614上的导线618之间并且沿着挠性电路连接区域604的大部分进行挤压。以图6c的实施例，如果在粘接过程中将ACF粘接材料616挤压出来，它不会流到直角区域612上而致使那些迹线之间的短路，因为那些区域现在由覆盖层610所覆盖。图6c的实施例可被用于图4a和4b中所显示的任何一个粘接过程。
图7a示出了示范性移动电话机736，其可以包括根据本发明实施例如上所述形成和粘接的触摸传感器面板724和挠性电路734。图7b示出示范性数字音频/视频播放器738，其可以包括根据本发明实施例如上所述形成和粘接的触摸传感器面板724和挠性电路734。图7a和7b的移动电话机和数字音频/视频播放器可以有利地受益于具有其如上所述进行粘接的触摸传感器面板和挠性电路以将传感器面板的总尺寸保持在最小(这会是消费电子产品中非常重要的市场性因素)，并且使可以装到给定传感器面板中的传感器数目最大化。此外，图7a和7b的移动电话机和数字音频/视频播放器可以有利地受益于具有其如上所述形成并且粘接的挠性电路以提供更好的结构上的粘接，减少挠性电路中迹线的开裂和断路，并且减少挠性电路中直角迹线之间的短路。
图8是示范性的电容式触摸传感器面板800的分解透视图，该传感器面板800由在其上已经蚀刻了ITO透明列迹线804的玻璃顶层802，以及在其上已经蚀刻了ITO行迹线808的玻璃底层806所形成。通过利用作为行和列迹线之间电介质的透明聚合物垫片810来将顶部和底部玻璃层802和806隔离。因为行和列彼此垂直，连接到这些行和列的最简单的方法是在传感器面板的一个边缘上粘接挠性电路812，并且在传感器面板的相邻边缘上粘接另一个挠性电路814。但是，因为这些挠性电路812和814的连接区域不在传感器面板800的相同边缘上并且不在电介质810的直接相对侧，所以必须将传感器面板制作得更大以容纳这两个非重叠的连接区域。
因为在单个基板的两个侧面上形成列和行迹线是不现实的，所以电容式的触摸传感器面板一般地如图8所示在两片玻璃上形成行和列迹线。用于在基板的一侧形成ITO迹线的常规方法要求在制造过程期间将基板放置在滚筒上。但是，如果随后将基板翻过来以在第二侧上形成ITO迹线，那么滚筒将会破坏在基板的第一侧上先前所形成的任何迹线。此外，当使用蚀刻法来将ITO的一部分蚀刻掉以在基板的一侧形成迹线的时候，通常将整个基板放置在蚀刻槽中，其将会使在基板另一侧上先前形成的任何迹线都蚀刻掉。
图9示出了根据本发明实施例的示范性电容式触摸传感器面板900，该电容式触摸传感器面板900使用双面ITO(DITO)基板902来制造，该基板902具有分别形成在基板两侧上的列和行ITO迹线904和906，并且该面板900通过使用透明粘合剂912粘接于覆盖物908和LCD 910之间。基板902可以由玻璃，塑料，混合玻璃/塑料材料，等等所形成。覆盖物908可以由玻璃，丙烯酸，蓝宝石等等形成。为了分别连接到列和行迹线904和906，两个挠性电路部分914可以粘接到在DITO 902相同边缘上的直接相对侧上，尽管还可以采用其它的粘接位置。
图10是根据本发明实施例的示范性DITO基板1000(仅仅为了图示而将其厚度显著的放大了)的分解透视图，在该基板两侧上形成列1002和行1008。将在顶面上的一些列ITO迹线1002布线到颈缩的连接器区域1004，其中他们通过可以与DITO基板1000的顶端导电粘接的挠性电路部分1006被引出面板。在某些实施例中，在底面上的行ITO迹线1008可以与在底面边缘旁边布置的细金属迹线1010相连接。可以将金属迹线1010布线到连接器区域1012，其可以是直接与连接器区域1004相对，或至少与连接器区域1004在DITO基板1000的相同边缘上。在DITO基板1000的相同边缘上提供连接器区域1004和1012可以允许基板及产品变得更小。另一个挠性电路部分1014可用于将行ITO迹线1008引出面板。
通过使用若干制造方法，可以将列和行ITO迹线1002和1008形成在DITO基板1000的两个面上。在一个实施例中，可以将基板放置在制造机器的滚筒上，并且可以将一层ITO喷镀在DITO基板1000的第一侧上并进行蚀刻(例如使用光刻技术)来形成列迹线1002。然后可以将光致抗蚀剂的保护涂层(例如两层光致抗蚀剂)施加到列迹线1002上，并且可以将DITO基板1000翻过来以使滚筒仅仅与第一侧上所施加的光致抗蚀剂而不是所形成的列迹线相接触。然后可以将另一层ITO喷镀在DITO基板1000的目前暴露的背面上并且进行蚀刻以形成行迹线1008。
如果不需要金属迹线1010，则可以将在第一侧上的光致抗蚀剂去除以完成处理。但是，如果在边缘上需要金属迹线1010以连接到行迹线1008并且将他们引向基板的特定边缘，则可以在行迹线1008上施加光致抗蚀剂的保护涂层(例如两层光致抗蚀剂)，而使边缘暴露。然后可以将金属层喷镀在光致抗蚀剂和暴露的边缘上，并且继而可以对金属层进行蚀刻以在边缘上形成金属迹线1010。最后，可以将所有剩余的光致抗蚀剂层去除。
还可以对上述处理进行较小的变化。例如，DITO基板的第二侧的图案可以首先通过使用非常简单的几何形状来使光致抗蚀剂形成图案以仅仅覆盖DITO基板的第二侧的内部区域而使边缘区域暴露来形成。对于这种变化，首先喷镀金属然后将具有简单几何形状的光致抗蚀剂去除以仅仅将金属留在边缘区域中。然后在DITO基板的整个第二侧上喷镀ITO。施加第二光致抗蚀剂并且形成图案以对于电极图案形成掩模。然后使用一连串的蚀刻步骤以在最上面的ITO层和下面的金属层中形成电极图案。第一蚀刻步骤仅仅ITO进行蚀刻，并且第二蚀刻步骤仅仅对金属层进行蚀刻，这样产生所希望的电极几何形状。
在图13a-13j、13l-13r示出了用于在单个DITO基板的两侧形成列和行ITO迹线的另一个处理过程。图13a显示了最初的基样玻璃整张)1300，其可以由谦价的碱石灰玻璃形成。图13b显示了在玻璃的两侧施加顶部ITO 1302和底部ITO 1304。可以将ITO以特定的厚度喷镀在玻璃1300上，例如产生每方10欧姆电阻的厚度。可以通过将玻璃在它通过喷镀机器的时候竖立定向来完成在玻璃的两侧ITO的喷镀。
图13c显示了在底部光致抗蚀剂处理期间施加临时的保护膜1306以保护顶端的ITO 1302。薄膜1306可以是光致抗蚀剂，可移除的聚合物，塑料衬里，等等。图13d显示了底部光致抗蚀剂1308的施加。图13e显示了使用标准的光刻技术使底部光致抗蚀剂1308形成图案和硬化的步骤。注意通过将层叠的上部倒置在滚筒上来完成图13d和13e中所显示的步骤，其中滚筒和保护膜1306相接触。图13f显示了清除保护膜1306的步骤。随着将层叠再次反转到其所示的方向并且相应地处理滚筒与光致抗蚀剂1308相接触来完成该步骤，其中光致抗蚀剂1308保护了底部ITO 1304。图13g显示了施加顶部光致抗蚀剂1310，并且图13h显示了使顶部光致抗蚀剂1310形成图案并硬化的步骤。
图13i显示了分别对顶部和底部ITO 1302和1304进行蚀刻的步骤。可以通过将整个层叠浸入酸蚀槽中来完成上述步骤。图13j显示了分别将顶部和底部光致抗蚀剂1310和1308去除的步骤。最终结果是一张DITO玻璃1312，然后对其进行划线并且切割成单独的片，如图13l所示。注意在图13的实施例中，在玻璃1300的边沿上没有形成金属。
图13m显示了使用了非均质导电薄膜(ACF)将顶部挠性印刷电路(FPC)1314连接到DITO玻璃1312。注意在图13m左上角的缩略俯视图显示了整个FPC组件的一般形状，包括了底部FPC 1316以及具有定位孔的牺牲条带1318。图13n显示了底部FPC 1316到DITO玻璃1312的连接。在图13n中的缩略图显示了底部FPC 1316被弯曲到DITO玻璃1312之下以便连接。图13o显示了修整掉牺牲条带1318的步骤。
图13p显示了LCD层叠的步骤，其中LCD 1320显示为通过使用光透明的压敏粘接剂(PSA)与DITO玻璃1312相粘接，该压敏粘接剂厚度可以是0.100。图13q显示了覆盖物层叠的步骤，其中使用可以为0.100厚的光透明的PSA来将覆盖物1322层叠到DITO玻璃1312上。图13r显示了具有积累尺寸的完整的组件。
图11示出了根据本发明实施例的示范性挠性电路1100，其包括了用于分别连接到在DITO基板两侧上的行和列迹线的挠性电路部分1106和1114，以及用于连接到主处理器的挠性电路部分1108。挠性电路1100包括电路区域1102，在其上可以安装并且连接多触摸子系统，多触摸面板处理器，高压驱动器和译码器电路(见图1)，EEPROM以及某些必需的小部件例如旁路电容器，以节省空间。电路区域1102可由EMI(电磁干扰)密封外壳(未示出)来屏蔽，EMI密封外壳使用顶部和底部屏蔽部分来封装电路区域1102。可以将底部屏蔽部分附着到设备的结构上以固定电路区域。从该电路区域1102，挠性电路1100可以经由挠性电路部分1106连接到DITO基板的顶部，经由挠性电路部分1114连接到DITO基板的底部，并且经由挠性电路部分1108连接到主处理器。
图12a示出了根据本发明实施例的示范性DITO基板的顶面1200和底面1202。顶面1200包括列1214之间独立的ITO方形1212，并且底面1202包括宽的行1216。视图1204示出了外部的列迹线1206是如何经由迹线1210布线到在顶面1200上的挠性连接器区域1208。视图1218示出了如何将底面1202的行1216经由沿着底面1202的长边缘布置的金属迹线1222布线到挠性连接器区域1220。注意挠性连接器区域1220与挠性连接器区域1208在DITO基板的相同边缘上，但是导线自身位于非重叠区中以使得挠性电路的粘接更加容易。
图12b示出了顶面1200的更加详细的视图。顶面1200的视图1224显示了列1214之间独立的ITO方形1212。视图1224和1226示出了如何将外部列迹线1206和1228分别经由迹线1210和1230布线到挠性连接器区域1208。
图12c示出了底面1202更加详细的视图。视图1232和1234显示了如何经由沿着底面1202的长边缘布置的金属迹线1222将行布线到挠性连接器区域1220。
再次参考图7a，其示出了示范性移动电话机736，该移动电话机可以包括电容式触摸传感器面板724以及能够根据本发明实施例连接到基板两侧的挠性电路734。传感器面板724可通过使用在基板的两侧上形成列和行ITO迹线的基板来制造，金属迹线沿着基板一侧的边缘形成以允许挠性电路连接区域位于基板相同边缘的相对侧。图7b示出了示范性数字音频/视频播放器738，其可以包括电容式触摸传感器面板724以及能够根据本发明实施例连接到基板两侧的挠性电路734。传感器面板724可以通过使用在基板的两侧上形成列和行ITO迹线的基板来制造，金属迹线沿着基板一侧的边缘形成以允许挠性电路连接区域位于基板相同边缘的相对侧。因为可以使用单个更薄、更小尺寸的传感器面板，所以图7a和7b的移动电话机和数字音频/视频播放器可以有利地受益于传感器面板724。总的效果是减少了产品尺寸和生产成本。
尽管已经参考附图结合其实施例对本发明进行了充分地描述，应当注意对于本领域技术人员来说各种各样的变化和修改是显而易见的。这样的变化和改变将被理解为包括在如所附权利要求所定义的本发明的范围内。

Claims (13)

1.一种电容式触摸传感器面板，包括：
由电介质材料形成的基板；
第一组非重叠的导电材料迹线，其形成于基板的第一侧面上并且沿着二维坐标系的第一维进行排列；以及
第一侧面上在基板的第一边缘的第一连接器区域，第一连接器区域具有耦合于第一组迹线的第一导线；
第二组非重叠的导电材料迹线，其形成在基板的第二侧面上并且沿着二维坐标系的第二维进行排列；以及
第二侧面上在基板的第一边缘的第二连接器区域，第二连接器区域与第一连接器区域的至少一部分直接相对并且具有耦合于第二组迹线的第二导线；
其中传感器形成于第一组迹线越过第二组迹线同时由基板的电介质材料相隔离的位置上。
2.权利要求1的电容式触摸传感器面板，其中第一和第二导线位于第一和第二侧面上且在第一和第二连接器区域之内彼此不直接相对的位置上。
3.权利要求1的电容式触摸传感器面板，还包括金属迹线，其沿着基板的第二和第三边缘布置并且连接到第二组迹线和第二导线以将第二组迹线布线到第二连接器区域，第二和第三边缘与基板的第一边缘相邻接。
4.权利要求1的电容式触摸传感器面板，还包括用于连接到在基板上的第一和第二连接器区域的挠性电路，该挠性电路包括：
第一挠性电路部分，用于与在第一连接器区域上的第一导线形成电气连接；以及
第二挠性电路部分，用于与在第二连接器区域上的第二导线形成电气连接。
5.权利要求4的电容式触摸传感器面板，其中该挠性电路还包括在第一挠性电路部分和第二挠性电路部分之间连接的电路区域，该电路区域用于支持一个或多个电路并且与第一和第二连接器区域形成电气连接。
6.一种具有电容式触摸传感器面板的计算系统，该电容式触摸传感器面板包括：
由电介质材料形成的基板；
第一组非重叠的导电材料迹线，其形成于基板的第一侧面上并且沿着二维坐标系的第一维进行排列；以及
第一侧面上在基板的第一边缘的第一连接器区域，第一连接器区域具有耦合于第一组迹线的第一导线；
第二组非重叠的导电材料迹线，其形成在基板的第二侧面上并且沿着二维坐标系的第二维进行排列；
第二侧面上在基板的第一边缘的第二连接器区域，第二连接器区域与第一连接器区域的至少一部分直接相对并且具有耦合于第二组迹线的第二导线；
其中传感器形成于第一组迹线越过第二组迹线同时由基板的电介质材料相隔离的位置上。
7.一种具有电容式触摸传感器面板的移动电话机，该电容式触摸传感器面板包括：
由电介质材料形成的基板；
第一组非重叠的导电材料迹线，其形成于基板的第一侧面上并且沿着二维坐标系的第一维进行排列；
第一侧面上在基板的第一边缘的第一连接器区域，第一连接器区域具有耦合于第一组迹线的第一导线；
第二组非重叠的导电材料迹线，其形成在基板的第二侧面上并且沿着二维坐标系的第二维进行排列；
第二侧面上在基板的第一边缘的第二连接器区域，第二连接器区域与第一连接器区域的至少一部分直接相对并且具有耦合于第二组迹线的第二导线；
其中传感器形成于第一组迹线越过第二组迹线同时由基板的电介质材料相隔离的位置上。
8.一种具有电容式触摸传感器面板的数字音频播放器，该电容式触摸传感器面板包括：
由电介质材料形成的基板；
第一组非重叠的导电材料迹线，其形成于基板的第一侧面上并且沿着二维坐标系的第一维进行排列；
第一侧面上在基板的第一边缘的第一连接器区域，第一连接器区域具有耦合于第一组迹线的第一导线；
第二组非重叠的导电材料迹线，其形成在基板的第二侧面上并且沿着二维坐标系的第二维进行排列；以及
第二侧面上在基板的第一边缘的第二连接器区域，第二连接器区域与第一连接器区域的至少一部分直接相对并且具有耦合于第二组迹线的第二导线；
其中传感器形成于第一组迹线越过第二组迹线同时由基板的电介质材料相隔离的位置上。
9.一种用于形成电容式触摸传感器面板的方法，包括：
在电介质基板的第一侧面上沿着二维坐标系的第一维形成并且排列第一组非重叠的导电材料迹线；
保留第一侧面上在基板的第一边缘的第一连接器区域，在该第一连接器区域中形成第一导线并且将第一导线连接到第一组迹线；
在基板的第二侧面上沿着二维坐标系的第二维形成并且排列第二组非重叠的导电材料迹线；
保留第二侧面上在基板的第一边缘的第二连接器区域，第二连接器区域与第一连接器区域的至少一部分直接相对，在该第二连接器区域中形成第二导线并且将第二导线连接到第二组迹线；以及
在第一组迹线越过第二组迹线同时由基板的电介质材料相隔离的位置上形成传感器。
10.权利要求9的方法，还包括将第一和第二导线没置在第一和第二侧面上且在第一和第二连接器区域之内彼此不直接相对的位置上。
11.权利要求9的方法，还包括沿着基板的第二和第三边缘形成金属迹线，并且连接金属迹线到第二组迹线和第二导线以将第二组迹线布线到第二连接器区域，第二和第三边缘与基板的第一边缘相邻接。
12.权利要求9的方法，还包括：
将挠性电路的第一挠性电路部分连接到第一连接器区域上的第一导线；以及
将挠性电路的第二挠性电路部分连接到第二连接器区域上的第二导线。
13.权利要求12的方法，还包括在第一挠性电路部分和第二挠性电路部分之间连接电路区域，该电路区域用于支持一个或多个电路并且与第一和第二连接器区域形成电气连接。
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