CN108633176B - 具扩充功能的薄膜线路结构 - Google Patents

Abstract

本发明为一种具扩充功能的薄膜线路结构，该结构包含：一基板、一下线路层以及一覆盖层。该基板具有一第一区域与相邻于该第一区域的至少一第二区域。该下线路层是以印刷方式形成于该第一区域上，该下线路层采用可导电的一第一材料。该覆盖层是以电镀方式形成于该下线路层所露出的部份表面上，该覆盖层采用可导电的一第二材料。其中，于该至少一第二区域上提供以焊接方式分别形成出相应的一扩充线路并电连接至该覆盖层，每一该扩充线路分别提供相应的一扩充组件进行电连接。

Description

具扩充功能的薄膜线路结构

技术领域

本发明为一种具扩充功能的薄膜线路结构，尤其是涉及一种在线路的结构上采用另一导电材料进行电镀而能降低其线路的阻抗值，进而可直接于其线路上做应用扩充的薄膜线路结构。

背景技术

在许多电子装置或操作设备上都设置有操作接口或按键面板，且为了达到与装置一体化、不易受损及具装饰性等目的，此类接口或面板的设计是以薄型化的方向来发展。虽然传统的印刷电路板(PCB)有不错的表现，但因其材质较刚硬与厚度较大，同时也无法达成薄型化及能符合于各种曲面上的多样化设置要求，所以采用薄膜线路或薄膜开关(Membrane Switch)的结构已是目前业界最广泛运用与最佳的解决技术方案。

目前的薄膜技术有许多种类，其中常见的一种是以聚酯(聚邻苯二甲酸乙二醇酯)薄膜(Potyester，简称PET)为基材所制成的线路板。聚酯薄膜具有绝缘、耐热、抗折及高回弹等特性，使所制成的线路板可呈现出软性或可做挠动弯曲，类似于现有的软性印刷电路板(Flexible Printed Circuit，简称FPC)。其次，此类薄膜线路的结构是在聚酯基材上以导电银浆进行指定的电路图案印刷，从而使其线路可进行导电。

根据所应用的装置的不同，以薄膜开关方式所设置的操作接口或按键的结构亦有不同的型式。以键盘来说，由于其上具有相当多的按键，使得其内部的线路设计会相对复杂，通常在板材尺寸空间有限的情况下需要设计成绕行较远的线路分布(layout)方式才能连接至指定的位置。除了按键以外，所应用的键盘还可包括有具发光功能的指示组件或背光组件，而这是视对装置所设计的应用功能而定。

承上，薄膜线路可采用跨接方式，例如跨越上下两层的连接来分布出较复杂的线路型态。两层的线路层都可采用相同的导电银浆做印刷，并且在上下两线路层之间以一绝缘隔离层加以分隔，该绝缘隔离层并形成有穿孔以提供上下两线路层加以穿过与相互电连接(即跳线(Jumper))。当然，薄膜开关还更包括提供操作用的操作接口面板层与提供结合用的胶层。换句话说，薄膜线路结构是一种以具有弹性的导电材料与绝缘材料所组成的多层平面型线路板。

以现行电路设计的技术可知，线路分布的愈长，其形成的阻抗值将相对地增加，进而影响所应用的装置的表现。举例来说，位于较远位置上的按键在提供按压操作上的反应时间将可能变长，特别是在做跨接之处(即跳线)，会形成出较明显的阻抗差；或者例如是在一发光二极管(LED)灯条上位于最端点处的一发光二极管单元，其功率及亮度的表现将可能较其他位置上的发光二极管单元的表现有所下降。

目前技术是利用透过对银浆材料所形成的线路的厚度及其中所含银的成份、比例进行控制，从而来调整分布上所呈现的阻抗值。然而，此一阻抗值控制技术所能调整的程度是有限的。就实际的发光二极管(LED)灯条的一测试案例来说，以现有手段所能控制的阻抗值约在120±30欧姆(Ω)左右，虽然此值相对地已属偏低，但此一结果仍有相当大的改善空间。

发明内容

本发明的目的在于提出一种具扩充功能的薄膜线路结构。该薄膜线路结构在线路的结构上采用电镀另一导电材料的方式以有效地降低导线内的阻抗程度、提升其导电性，进而使得这些线路因此具有可直接于其上做其他线路扩充或电连接其他组件的功能。

本发明为一种具扩充功能的薄膜线路结构，该结构包含：一基板、一下线路层以及一覆盖层。该基板具有一第一区域与相邻于该第一区域的至少一第二区域。该下线路层是以印刷方式形成于该第一区域上，该下线路层采用可导电的一第一材料。该覆盖层是以电镀方式形成于该下线路层所露出的部份表面上，该覆盖层采用可导电的一第二材料。其中，于该至少一第二区域上提供以焊接方式分别形成出相应的一扩充线路并电连接至该覆盖层，每一该扩充线路分别提供相应的一扩充组件进行电连接。

附图说明

为了对本发明之上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

图1为本发明的第一实施例所提出的一薄膜线路结构1的横向剖视图。

图2为本发明的第一实施例所提出的该薄膜线路结构1应用于一键盘模块上的平面仰视图。

图3为本发明的第二实施例所提出的一薄膜线路结构1’的横向剖视图。

图4为图3中的该薄膜线路结构1’的线路结合示意的横向剖视图。

其中，附图标记说明如下：

1、1’：薄膜线路结构

10、15：基板

11：下线路层

12：覆盖层

131、132、133：扩充线路

14：传输接口

16：上线路层

17：绝缘隔离层

171、172：穿孔

21：第一区域

221、222、223：第二区域

31、32、33：扩充组件

具体实施方式

以下提出实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并不会限缩本发明欲保护的范围。此外，实施例中的图式省略不必要或以通常技术即可完成的组件，以清楚显示本发明的技术特点。

现以一第一实施例进行本发明的实施说明。请同时参见图1与图2，其中图1为本实施例所提出的一薄膜线路结构1的横向剖视图；图2为该薄膜线路结构1应用于一键盘模块上的平面仰视图。于此实施例中，该薄膜线路结构1是以一种单层板(single layer)的方式进行说明，也就是其只有单一层的底部走线设计；但须注意的是本发明的概念并不限于此，也就是本发明亦可为一种多层线路结构，或一般常见的具有上下两层走线设计的类型。

如图1所示，该薄膜线路结构1主要包含有一基板10、一下线路层11及一覆盖层12。于此实施例中，该基板10采用软性的聚酯薄膜(PET)为基材，该下线路层11采用可导电的一第一材料，例如银，而该覆盖层12采用可导电的一第二材料，该第二材料为导电金属，例如铜。在结构的分布上，该下线路层11是以印刷方式根据指定的电路图案形成于该基板10的表面上，而该覆盖层12则是以电镀方式形成于该下线路层11上。

详细来说，由于在使用第一材料(即导电银浆)的该下线路层11之上形成了使用第二材料(即铜)的该覆盖层12，使得相互接触的该下线路层11与该覆盖层12之间会相互产生作用；也就是第二材料(即铜)的导电性促使该下线路层11的材料的银分子之间的间隙能在导电之后被填补，进而能有效地增加该下线路层11(即导电银浆)的导电性。换句话说，作为主要线路分布(layout)的该下线路层11在被该覆盖层12所覆盖的部份的阻抗值将会相对地降低。

承上所述，藉由此一电镀铜于线路上的结构设计，本案将能有效地改善现有技术对于线路分布上所呈现的阻抗值其调整程度是有限的既有问题。而本案的其一特征在于，该覆盖层12是仅形成于该下线路层11所露出的部份表面上(未显示于图1中)，也就是该覆盖层12并非全面整层地对该下线路层11的所有分布范围进行覆盖，而是只形成于指定的区域或是需要具有低阻抗的位置上，其他不需要较低阻抗的线路部份则仍是单以导电银浆进行印刷，也就是不被该覆盖层12所覆盖。

该下线路层11被该覆盖层12所覆盖的部份是呈现出如图1所示的在该下线路层11的侧面与顶面皆被覆盖。如此，该下线路层11与该覆盖层12接触的部份所呈现的阻抗值将小于该下线路层11未与该覆盖层12接触的部份所呈现的阻抗值，从而使得这些与该覆盖层12接触的位置便具有提供再进一步扩充线路的功能(因为具有低阻抗条件)。也由于该覆盖层12是以铜进行电镀而形成，使得于其上进行的线路扩充即能简单地以焊接方式(例如低温焊接)便可以完成。

于此实施例中，该薄膜线路结构1是以设置于一键盘模块中进行说明。虽然在图2的示意中并未显示相关的按键组件，但可以理解的是按键组件可作为一操作接口面板层并贴合于该下线路层11(即单层板型式者)或该覆盖层12之上而完成组装。如图2所示，该基板10在提供该下线路层11做印刷的表面具有一第一区域21与多个第二区域221、222、223，该些第二区域221、222、223相邻于该第一区域21。详细来说，该下线路层11是形成于该第一区域21上，且该下线路层11的尺寸约就是该第一区域21的范围。

承上所述，虽然在第2图的示意中并未显示该覆盖层12的详细分布情形，但可以理解的是该覆盖层12是分布在部份的该下线路层11之上，所以该覆盖层12的分布范围不会超过该第一区域21。此外，在第2图的示意中是以三个第二区域221、222、223的设计进行举例说明，但其概念并不限于此，而是可根据扩充需求(例如所扩充的组件的大小与其数目等)做其他规划；也就是本发明可仅设计一个或其他数目的第二区域。另一方面，由于本实施例的该薄膜线路结构1是应用于键盘模块中的设置，因此其中的该第一区域21的尺寸将相对地于该基板10上占了较大部份的空间。

再者，本实施例的该薄膜线路结构1所应用的该键盘模块亦可再与其他功能模块做结合，例如以发光二极管(LED)灯条做设置的一背光模块，且此一背光模块可采用对所有按键的整体提供光源，或是分别对各个按键提供光源，使得该键盘模块能与该背光模块组合成一背光键盘。

本实施例的该薄膜线路结构1所应用的键盘装置(即薄膜键盘)可为一般笔记本电脑所配置的键盘模块，或是搭配平板计算机的扩充键盘。由此可知，为了应用上的需求，无论是为笔记本电脑所配置的键盘还是为平板计算机所扩充的键盘，所使用的该薄膜线路结构1其硬件的尺寸与厚度的制造设计是相对地需要较为薄型化的条件。另一方面，这类的键盘其上的功能除了按键之外，还可能包含有其他功能单元。

因此，于各个第二区域221、222、223上可提供以焊接方式而分别形成出一扩充线路131、132、133并电连接至该覆盖层12，且各个扩充线路131、132、133分别提供相应的一扩充组件31、32、33进行电连接。所述的扩充组件可为一天线、一充电回路、一触控式接口、一指纹辨识组件或一声音输出组件(即喇叭)。

于此实施例中，在第2图中的中央的一扩充线路131所电连接的扩充组件31是一触控式接口，该触控式接口是设置在其中的一第二区域221的旁边。其次，在左右两侧的各一扩充线路132、133所电连接的扩充组件32、33则分别是一声音输出组件，也就是左、右喇叭，该些声音输出组件是分别设置在其中的另两第二区域222、223的旁边。

承上所述，可知该些扩充线路131、132、133可直接以较短的布线长度来完成与上述的多种扩充组件31、32、33的电连接。又因为该下线路层11或该覆盖层12是对应着以标准按键的格式作设置，因此所在的该第一区域21的尺寸是相对较大的；也就是该第一区域21的长度或宽度也较大，使得诸如两声音输出组件(即扩充组件32、33)所对应的两扩充线路132、133能不必绕行过长的布线距离即可完成电连接。

能够达成此种与键盘模块的线路整合为一体的原因在于形成该覆盖层12后的低阻抗性，使得该覆盖层12的周围只要有线路可伸出的空间都可再扩充与配置出所需的应用组件。上述的该些第二区域221、222、223是以位在该第一区域21的一侧的方式做说明；可以理解的是，本发明的概念并不限于此，而是还可将此类区域形成在该第一区域21的其他侧向上。

另一方面，以该薄膜线路结构1所应用的键盘装置(即薄膜键盘)为一般笔记本电脑的键盘模块或平板计算机的扩充键盘来说，该薄膜线路结构1还包含一传输接口14，用以提供对该薄膜线路结构1所应用的一电子装置(即笔记本电脑或平板计算机)进行信号传输。于此实施例中，如第2图所示，该传输接口14位于相邻于该第一区域21的位置上并电连接于该下线路层11，而从相反于该些第二区域221、222、223的方向上呈现伸出。于此实施例中，该传输接口14于所电连接的该下线路层11的位置上并未形成该覆盖层12。

须注意的是，在图2中的该传输接口14与该些扩充组件31、32、33是以设置于该基板10上的方式做示意，但本发明的概念并不限于此；也就是可将该传输接口14与该些扩充组件31、32、33形成于该基板10以外的空间，例如形成于所应用的键盘装置的机壳上并与该基板10分开。在这样的实施方式之下，可将该些扩充线路131、132、133进一步以一软扁平电缆或软性印刷电路板(FPC)的型式拉出，并在所需的位置上分别与该些扩充组件31、32、33完成电连接。而在一般的薄膜线路或薄膜开关的结构中，上述的该传输接口14更常见的是以一引出线路的方式做设置。

本发明还可根据上述的第一实施例作进一步的变化设计。举例来说，可设计该薄膜线路结构为具有上下两层走线的两层平面型线路板。一般来说，单层板(即只有下层走线)的线路分布方式的设计难度会较多层式的来得高，除非所需的线路是较为简单或分布密度较低的，或是允许以绕远路方式来完成布线。因此，采用跳线与上下两层的跨接设计通常能为线路的分布设计节省许多难度。

请参见图3，为本发明的第二实施例所提出的一薄膜线路结构1’的横向剖视图。和上述的第一实施例的差异在于，此实施例的该薄膜线路结构1’除了该下线路层11与该覆盖层12外，为了能有效地设计较复杂的线路分布(layout)而形成出两层的线路结构；也就是于该覆盖层12与该下线路层11上还形成了一绝缘隔离层17，并于该绝缘隔离层17上形成有一上线路层16。

根据上述的第一实施例可知，由于该覆盖层12是形成于该下线路层11所露出的部份表面上，因此要形成两层的线路结构须在该覆盖层12上与未被该覆盖层12所覆盖的该下线路层11的表面上设置该绝缘隔离层17，以隔离上下的线路。于此实施例中，该上线路层16亦采用相同的该第一材料，例如银，以搭配该下线路层11来完成指定的线路分布。

请参见图4，为图3中的该薄膜线路结构1’的线路结合示意的横向剖视图。根据目前技术可知，两层的线路结构的形成步骤可先将下线路板与上线路板分开制作，之后再将两者作结合。详细来说，如图4所示，此实施例的该薄膜线路结构1’还包含另一基板15，而该上线路层16亦采以印刷方式形成于该另一基板15上。其次，该绝缘隔离层17形成有多个相应的穿孔171、172，以提供该上线路层16与该下线路层11加以穿过与相互电连接。

承上所述，图4的示意是以于该下线路层11之上未形成有该覆盖层12的位置进行举例说明；可以理解的是若跨接的位置是发生在有该覆盖层12形成的位置上时，此处的该覆盖层12亦将配合该绝缘隔离层17而形成有多个相应的穿孔，以完成上、下线路的电连接。其次，图4的示意是以两个穿孔171、172进行举例说明；但可以理解的是其穿孔的数目是根据该上线路层16与该下线路层11所构成的线路分布样式而定，也就是所设置的穿孔的数目可为至少一个。但一般来说在较复杂的两层线路分布型态中会有许多跳线的跨接设计，使得这类的穿孔的设置数目也会相应地增多。

此外，于该基板10、该绝缘隔离层17与该另一基板15之间将采以贴合方式完成结合固定。详细来说，在该绝缘隔离层17形成该些穿孔171、172的地方，该上线路层16与该下线路层11必形成有提供连接结合的线路端点，且这些端点是呈现出上、下位置对应。于此实施例中，于该上线路层16与该下线路层11之间是采以直接压合方式而经由该些穿孔171、172完成电连接。或者，于其他的实施方式中亦能另以可导电的一至多个穿越线路经由所述穿孔来完成电连接。

综上所述，就设计线路分布的技术来说，如何能以最短的线路途径来达成指定的信号传输以及如何能有效地利用板材的空间来完成所需的分布样式，一直都是重要的研发工作。然而，本发明首先在线路的结构上采用电镀另一导电材料的方式以有效地降低导线内的阻抗程度、提升其导电性，进而使得这些线路因此具有可直接于其上做其他线路扩充或电连接其他组件的功能。

如此，于同一装置上做整合或搭配运用其他的组件时就能利用主要板材上的既有线路来直接进行电连接与扩充，进而也就不须要设置绕行较远的线路分布或是使用额外的板材，这样不但能减少线路设计的困难度，也能节省生产成本。是故，本发明能有效解决先前技术中所提出的相关问题，而能成功地达到本案发展的主要目的。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种具扩充功能的薄膜线路结构，该结构包含：

一基板，具有一第一区域与相邻于该第一区域的至少一第二区域；

一下线路层，以印刷方式形成于该第一区域上，该下线路层采用可导电的一第一材料制成；以及

一覆盖层，以电镀方式形成于部分该下线路层的侧面与顶面而予以覆盖，且该覆盖层并未全面对该下线路层的所有分布范围进行覆盖，该覆盖层采用可导电的一第二材料制成；

一传输接口，位于相邻于该第一区域的位置上并电连接于该下线路层，用以提供对该薄膜线路结构所应用的一电子装置进行信号传输，该传输接口从相反于该些第二区域的方向上伸出；

其中，于该至少一第二区域上提供以焊接方式分别形成出相应的一扩充线路并电连接至该覆盖层，每一扩充线路分别提供相应的一扩充组件进行电连接。

2.如权利要求1所述的具扩充功能的薄膜线路结构，其中该基板采用聚酯薄膜为基材，且该薄膜线路结构能够设置于一键盘模块中。

3.如权利要求1所述的具扩充功能的薄膜线路结构，其中该第一材料为银，该第二材料为导电金属。

4.如权利要求1所述的具扩充功能的薄膜线路结构，其中该薄膜线路结构还包含：

一绝缘隔离层，形成于该覆盖层与该下线路层上；以及

一上线路层，形成于该绝缘隔离层上，该上线路层采用该第一材料制成；

其中，该绝缘隔离层形成有至少一穿孔，以提供该上线路层与该下线路层加以穿过与相互电连接。

5.如权利要求4所述的具扩充功能的薄膜线路结构，其中该薄膜线路结构还包含另一基板，而该上线路层以印刷方式形成于该另一基板上，且于该基板、该绝缘隔离层与该另一基板之间以贴合方式完成结合固定。

6.如权利要求4所述的具扩充功能的薄膜线路结构，其中于该上线路层与该下线路层之间另以可导电的至少一穿越线路或以压合方式而经由该至少一穿孔完成电连接。

7.如权利要求1所述的具扩充功能的薄膜线路结构，其中该扩充组件为一天线、一充电回路、一触控式接口、一指纹辨识组件或一声音输出组件。

8.如权利要求1所述的具扩充功能的薄膜线路结构，其中该下线路层与该覆盖层接触的部份所呈现的阻抗值小于该下线路层未与该覆盖层接触的部份所呈现的阻抗值。

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