CN109992116A - 一种电容式触摸键盘传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电容式触摸键盘传感器，该电容式触摸键盘传感器包括：一基板、一传感器电路图案层以及一绝缘胶。所述基板为透明、绝缘、柔性材质。所述传感器电路图案层包括功能区域2011和边框线路区域2012，功能区域由键盘的按键图案a和按键周边引线b组成，每个按键电路图案与其周边引线均为透明图案，按键电路图案通过其周边引线与边框线路c相连，构成回路，形成透明导电层，即传感器电路图案层。绝缘胶贴附于传感器图案层，构成电容式触摸传感器。本发明所提供的电容式触摸按键传感器具有可弯曲、绝缘、透明的特点。

Description

一种电容式触摸键盘传感器

技术领域

本发明涉及一种电容式触摸键盘传感器，特别是涉及到一种新型键盘传感器, 属于触摸屏技术领域。

背景技术

在我们的日常生活中，电容式触摸器件在各种电子产品中得到了广泛应用，它丰富了电子产品的操作特征，进一步提高了用户的体验。键盘是很多电子产品的重要组成部分，如电脑、钢琴、智能手机、计算器、银行提款机等。现有的键盘多为机械式键盘，已逐渐给人们形成了视觉上的审美疲劳；在这种形势下，电容式触摸键盘兴起了。本电容式触摸键盘传感器具有可弯曲、绝缘、透明的特点，有助于丰富电容式触摸键盘种类。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可弯曲、绝缘、透明电容式触摸键盘传感器。

为解决上述问题，本发明所采取的的技术方案是：

导电膜，包括基板和导电层，该基板可以为聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、柔性玻璃、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等光学透明材料；导电层是在透明基板形成一均匀导电层，可以通过涂布、蒸镀、电镀、磁控溅射等方式，该导电层为金属包括单质金、铜、银、镍、铝、钼、锌或其中至少两者的合金；导电层材料还可以是高分子导电材料、石墨烯、ITO、纳米碳管等。导电层厚度范围为10nm-5000nm。

在实施例，将金属导电膜通过黄光工艺或激光蚀刻工艺得到传感器的电路图案层，功能区域图案由金属网格线构成，所述金属网格线的宽度范围0.5um-10um，优选1um-3um，两条相邻金属网格线的距离范围为30um-1000um，优选200um-400um。

在本实施例，该金属网格的形状可以为三角形、四边形、五边形……，还可以为圆形，几种多边形组成的随机图形，曲线组成的随机图形等。

在本实施例，该导电膜可以为单面导电层，也可以为双面导电层。由于本发明采用的光阻涂布、曝光、显影、蚀刻、剥膜这种黄光工艺，可以加工出非常精细的电路图案，因此可以把传感器电路图案层的驱动电极和感应电极集中在透明基材的同一面上，然后用绝缘胶与导电层贴合，绝缘胶为OCA、OCR等光学胶。绝缘胶具有柔软性，它可以填充导电层的蚀刻区与非蚀刻区的产生的弯曲变形，以增强机械强度和光学效果。

在本实施例，本发明一种电容式触摸式电容传感器制作工艺如下：

步骤一：在透明基板的一面布设一导电层。该透明基材可以选用光学级的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、柔性玻璃、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等或其它光学性能优异的材料。该导电材料为电阻值较低的金属包括单质金、银、铝、钼、锌或其中至少两者的合金中的一种。由于黄光工艺过程中酸碱性、氧化性比较强，导电层需要满足抗高温高湿、抗氧化、抗盐雾等实验要求，因此，该导电材料还会添加镍、钛、钯等金属。导电层可以通过真空溅射、蒸镀、电镀、涂布等方式布设。

步骤二：在步骤一所述导电层表面布设光阻。将液态的光阻胶通过涂布设备均匀涂布在导电层上，热烘干，液态的光阻胶可以是正性光阻，也可以是负性光阻,；还可以在导电层上布设市售感光特性的薄膜，通过压膜设备将薄膜均匀的贴合于导电层。

步骤三：在步骤二所述材料附加掩膜版曝光。掩膜版上绘有电路图案，将掩膜版附在光阻表面，然后对着掩膜版曝光，掩膜版上的图案就转移到光阻上面，形成影像。该掩膜版可以使用玻璃干版、铬版、菲林版等，考虑到成本及使用效果，优选玻璃干版。

步骤四：将步骤三所述的材料进行显影操作。用显影溶剂将光阻影像部分溶解，使该处导电层金属裸露；剩余光阻仍然保留，用于保护下方的导电层金属。

步骤五：将步骤四所述的材料进行蚀刻操作。用蚀刻溶剂将上步裸露出的导电金属蚀刻掉，非裸露的导电金属受光阻保护不发生蚀刻。

步骤六：将步骤五所述的材料进行剥膜操作。用剥膜溶剂将光阻从导电层表面剥离，从而形成了需要的金属电路图案层。

步骤七：将步骤六所述的材料进行绝缘胶贴合。

通过上述步骤，就得到了一种电容式触摸键盘传感器。

附图说明

图1：为基板溅射导电层、涂布光阻后的剖面示意图。

图2：为图1材料附加掩膜版、曝光的剖面示意图。

图3：为图2材料显影后的剖面示意图。

图4：为图3材料蚀刻后的剖面示意图。

图5：为图4材料剥膜后的剖面示意图。

图6：为图5材料与绝缘胶贴合后的剖面示意图。

图7：为加工完成后的电容式触摸传感器俯视效果图。

图8：为该电容式触摸传感器局部放大示意图。

简单符号说明

1基板；2金属镀层；3光阻；4掩膜版；5平行光；7绝缘胶

301图案；302401为透光区域；402为遮光区域；507代表该电容式触摸传感器的功能区域，508代表该传感器的边框线路区域

特殊符号说明：1代表基板，2代表金属镀层，201代表传感器电路层图案，2011代表传感器电路层图案上的功能区域网格导电图案，a为功能区域上按键区导电图案，b为功能区域上按键周边引线导电图案，2012代表传感器电路层图案上的边框线路导电图案， 3代表光阻，301代表光阻曝光后的图案，4代表掩膜版，401代表掩膜版上透光区域，402代表掩膜版上遮光区域，5代表紫外平行光，507代表该电容式触摸传感器的功能区域，508代表该传感器的边框线路区域，701代表触控IC。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，附图中给了电容式触摸键盘传感器的实施例。但是，本发明可以有不同的实现方式，并不限于本文所描述的实施例。相反，提供这些实施例的目的是使该发明的公开内容更加透彻全面。下面结合附图和具体实施方式，对本发明进一步说明：

实施例：

（1）通过真空溅射方法，在基板1上形成金属镀层2，也可以为电镀、蒸镀或化学镀等方法，基板为透明基材选用光学级的聚对苯二甲酸乙二醇酯（简称PET），因为该基板光学性能好，镀膜性能高，能更好的镀上我们所需要的金属材料，形成导电层，PET厚度范围为20um-500um，优选50um-175um,也可以为柔性玻璃、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等光学材料。导电层为铜镍，也可以为其他金属包括单质金、银、铝、钼、锌或其中至少两者的合金中的一种。导电层厚度为10nm-5000nm，以卷对卷的方式进行真空溅射。

（2）在上述透明基板的导电层上均匀的涂布光阻3。该光阻采用正性液态光阻胶，涂布光阻以卷对卷方式进行，涂布后的材料剖面图结构如图1所示，然后热烘干。

（3）把（2）所述的材料光阻面附加掩膜版4，该掩膜版采用玻璃干版，其中401为透光区域，402为遮光区域。通过紫外曝光，紫外曝光状态为平行光5。把掩膜版上的图案转移到光阻面上，形成图案301。掩膜版曝光后得到材料剖面结构如图2所示。

（4）把（3）所述材料进行显影。在传感器电路图案层上，除按键区的图案及其周边引线图案、边框线路图案保留光阻，其它区域光阻被显掉，剩下302部分。显影后的材料剖面图如图3所示。

（5）把（4）所述的材料进行蚀刻。在38℃-40℃条件下用酸性蚀刻液进行蚀刻，去除4中显掉光阻部分的导电材料铜镍。蚀刻后材料的剖面结构如图4所示。

（6）把（5）所述材料进行去除光阻，剩下201部分，得到我们所需要的传感器电路层图案。图5为该材料的剖面结构。其中507代表该电容式触摸传感器的功能区域，508代表该传感器的边框线路区域，分布在两侧边缘。

（7）把（6）所述的材料与绝缘胶7贴合，卷对卷进行。贴合后材料的剖面结构如图6所示。

（8）图7为该产品俯视图,图8为该产品局部放大图，2011代表功能区域细网格导电图案，2012代表边框区线路图案。可以看出功能区域内的电路图案为镂空网格构成，a为按键区导电图案，b为按键周边引线图案，网格线宽0.5um-10um，优选1um-3um,网格为菱形网格，两条相邻金属网格线的距离范围为30um-1000um，优选200um-400um,边框线路区域为实心金属导线2012。

(9)当手指触碰到按键区导电图案a，会引起a区域电容发生变化，通过按键周边引线图案b传递给IC 701,701接收到该信号，做出运算，再将信息传递到终端设备。

本发明虽由上述实施例来描述，但仍可变化其形态与细节，在不脱离本发明的精神下制作。上述为本发明最合理的使用方法，仅为本发明可以具体实施的方式之一，但并不以此为限。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电容式触摸键盘传感器，其制作工艺：

步骤一：在透明基板的一面布设一导电层；

步骤二：在步骤一所述导电层表面布设光阻；

步骤三：在步骤二所述材料附加掩膜版曝光，掩膜版上绘有电路图案，将掩膜版附在光阻表面，然后对着掩膜版曝光，掩膜版上的图案就转移到光阻上面，形成影像，该掩膜版可以使用玻璃干版、铬版、菲林版等，考虑到成本及使用效果，优选玻璃干版；

步骤四：将步骤三所述的材料进行显影操作，用显影溶剂将光阻影像部分溶解，使该处导电层金属裸露；剩余光阻仍然保留，用于保护下方的导电层金属；

步骤五：将步骤四所述的材料进行蚀刻操作，用蚀刻溶剂将上步裸露出的导电金属蚀刻掉，非裸露的导电金属受光阻保护不发生蚀刻；

步骤六：将步骤五所述的材料进行剥膜操作，用剥膜溶剂将光阻从导电层表面剥离，从而形成了需要的金属电路图案层；

步骤七：将步骤六所述的材料进行绝缘胶贴合；

通过上述步骤，就得到了一种电容式触摸键盘传感器；其特征在于：至少包括一基板、一传感器电路图案层以及一绝缘胶。

2.根据权利要求1所述电容式触摸键盘传感器，其特征在于：所述基板为柔性材质，具有可弯曲、绝缘、透明的特点。

3.根据权利要求1所述电容式触摸键盘传感器，其特征在于：所述传感器电路图案层包括边框线路区域和功能区域。

4.根据权利要求3所述电容式触摸键盘传感器，其特征在于：所述功能区域包括按键区电路图案及其周边引线。

5.根据权利要求4所述电容式触摸键盘传感器，其特征在于：所述按键区电路图案及其周边引线均为透明的电路图案，按键区域电路图案通过其周边透明引线与边框线路连接构成回路。

6.根据权利要求3所述电容式触摸键盘传感器，其特征在于：所述的传感器电路图案层为单层导电层，或双层导电层，或位于基板两侧构成双面电路图案层。

7.根据权利要求3所述电容式触摸键盘传感器，其特征在于：所述边框线路区域为若干条金属线路，所述金属包括单质金、铜、银、镍、铝、钼、锌或其中至少两者的合金。

8.根据权利要求4所述电容式触摸键盘传感器，其特征在于：所述按键区电路图案及其周边区域透明引线由ITO、金属网格、石墨烯、碳纳米管、纳米银、高分子导电材料中的一种构成。

9.根据权利要求1所述电容式触摸键盘传感器，其特征在于：所述绝缘胶为OCA 、OCR，或其它透明光学胶。

10.根据权利要求9所述电容式触摸键盘传感器，其特征在于：所述的绝缘胶与电路图案层贴合。