TWI389035B - Touch cable terminal connection method - Google Patents

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Description

觸控面板之端子線連接方法
本發明係關於行動電話、個人用行動資訊終端的PDA(Personal Digital Assistance)、汽車導航系統等方面，供使用為輸入畫面上座標之手段用的觸控面板之端子線連接方法。
習知在液晶顯示器上積層配置著觸控面板的觸控面板顯示器，因為將畫面與座標輸入手段整合便可達省空間效果，因而普遍使用於行動電話、PDA等小型機器方面。
上述觸控面板一般係使用組裝簡單、厚度較薄、且量產性優越的電阻膜方式。其構造係將構成操作側之具可撓性的上電極板、與構成固定側的下電極板，在利用間隔物設置成既定間隙的狀態下呈相對向配置，並在各電極板內面朝X方向與Y方向配線著電氣回路。
若利用觸控筆等按押上電極板表面，上電極板與下電極板便將接觸，而在電極間產生電位梯度，將該電壓取出於外部並利用控制器計算X軸位置、Y軸位置，便將所按押的輸入點予以特定。
第8圖所示係上述觸控面板的組立方法。上電極板50相對向配置著下電極板51，在上電極板50中朝X方向設有帶狀電極50a,50b，在下電極板51中朝Y方向設有帶狀電極51a,51b。
各電極50a,50b,51a,51b係延設至在觸控面板邊緣部所設置的連接部52處並整合於1個地方，該連接部52將連接於由FPC(可撓性印刷電路板)所構成的端子線53之導線53a。
詳言之，導線53a係經利用導電糊連接於各電極之後，便在由上電極板50與下電極板51包夾的狀態下呈固定(例如參照日本專利特開平9－50731號公報中之第8圖)。另外，圖中之50c,51c係在上電極板50與下電極板51內面所形成的電阻膜。
此種端子線連接方法係將端子線直接從觸控面板側面拉出，且上電極板50係由樹脂片所形成，各電極係由銀糊所構成，因而電極本身難謂堅固，且因為端子線53的導線53a係由固定力較弱的導電糊連接於其電極，因而若對端子線作用稍大的力，連接部52便有斷線的顧慮，在處置上必須充分的注意。
另一方面，亦有提案能在端子線連接部無損傷顧慮的情況下輕易進行處置的下述方法。
例如，第9圖所示觸控面板在下電極板51邊緣部穿設供形成連接部用的4個貫通孔51d~51g。在各貫通孔中流入導電糊54之後，再埋設凹模(母模)的連接夾具55，便形呈電耦接於各自電極50a,50b,51a,51b的狀態(例如參照日本專利特開平9－50731號公報中之第1圖)。
此種觸控面板，端子線並非直接從觸控面板側面拉出，且可在維持著良好電性連接的情況下，將來自電極50a,50b,51a,51b的信號取出於外部。
然而，此種使用連接夾具55取出信號的方法，當將觸控面板安裝於介面埠或液晶表示顯示器等裝置之情況時，該裝置將必須在貫通孔51d~51g的對應位置處，立設4根供插入於連接夾具55中的連接針腳，因而有觸控面板與上述裝置雙方均必須改變端子線連接構造的不良狀況發生。
本發明係經考慮如上述習知觸控面板之端子線連接方法的問題而所完成，將提供可在不致大幅變更設計的情況下，提高端子線連接強度的觸控面板之端子線連接方法。
本發明的觸控面板之端子線連接方法，設有在相對向內面具有電阻膜的上電極板與下電極板，在該等電極板的邊緣部設有連接部，其係供將電極端連接於端子線用，該電極端係從各電阻膜的電極延設並集合配置，其特徵在於：在下電極板中穿設著配合電極端數的貫通孔；使用具有：針腳軸部、與形成直徑大於該針腳軸部外徑之圓板狀針腳頭部；的金屬針腳；將該針腳軸部插通於各金屬針腳固定孔(其係端子線之連接側端部於導線部處，對應該貫通孔所形成)中，使針腳軸部立設於端子線的連接側端部；將各針腳軸部分別插入於貫通孔中，且將經插入於下電極板中的針腳軸部與電極端，利用導電黏合劑進行電耦接。
依照本發明，因為將端子線貫通並設置針腳軸部，將從端子線所突設的針腳軸部插入於下電極板中，因而端子線與觸控面板將可透過針腳軸確實的連接。且，介面埠、液晶表示顯示器等裝置亦不需要大幅的設計改變。
再者，因為金屬針腳具備有形成直徑大於針腳軸部外徑的針腳頭部，因而即便對端子線的導電部亦可進行廣範圍的連接。此外，因為針腳頭部係利用端子線的金屬針腳固定孔邊緣部卡接，因而將可規範插入於下電極板貫通孔中之針腳軸部的插入深度。
本發明中，在將針腳軸部插入於貫通孔中之際，於使各金屬針腳的針腳軸部對應著貫通孔的狀態進行設置，並在施加超音波振動與壓力的情況下，將針腳軸部插入於貫通孔中，再使貫通孔壁面熔融，然後再藉由使上述壁面進行再凝固，便可將該已插入的針腳軸部固定於下電極板中。
本發明中，在上述金屬針腳的針腳軸部形成凹溝，當於施加超音波振動與壓力的情況下使針腳軸部插入於貫通孔中之際，最好將貫通孔壁面的熔融部分導引於該凹溝中。藉此，金屬針腳便可獲得投錨效果。
本發明中，藉由將端子線的可撓性印刷電路板保護片其中一部分去除，而使連接側端部的導線部裸露出，再使已裸露出的導線部穿設於金屬針腳固定孔中並插入金屬針腳，藉由使金屬針腳的圓板狀頭部，抵接於金屬針腳固定孔周圍的上述導線部，便可將金屬針腳固定於端子線的連接側端部。
此情況下，因為針腳頭部將裸露出於端子線外面側，因而利用該裸露出的針腳頭部便可設置超音波嵌鑲裝置。
本發明中，亦可在製作端子線的可撓性印刷電路板時，於形成導線部的狀態下，在連接側端部的導電部中穿設金屬針腳固定孔並插入金屬針腳，於將金屬針腳的圓板狀頭部抵接於金屬針腳固定孔周圍的導線部之後，再將保護片貼附於導線部與圓板狀頭部上。
此情況下，若使用具耐熱性的保護片，便可透過該保護片將超音波嵌鑲裝置設置於針腳頭部上。
根據本發明的觸控面板之端子線連接方法，便可提升不需大幅變更設計且能提高端子線連接強度的觸控面板之端子線連接方法。
以下，根據圖式所示實施形態針對本發明進行詳細說明。
第1圖所示係本發明所使用觸控面板構造的分解圖。
該圖中，觸控面板1係可撓性透明絕緣薄膜，例如具有由聚對苯二甲酸乙二酯薄膜所構成上電極板2、以及由非可撓性玻璃板、聚碳酸酯系、聚醯胺系、聚醚酮系等工程塑膠、丙烯酸系、聚對苯二甲酸乙二酯系、聚對苯二甲酸丁二酯系等塑膠板或該等的積層板所構成下電極板3，並隔著間隔物(未圖示)依相對向狀態貼合著。
在各電極板2,3的內面利用濺鍍或真空蒸鍍形成電阻膜4,5的ITO(氧化銦．錫)等。
在上電極板2上朝X方向形成耦接於該電阻膜4,5之由銀糊所構成帶狀電極6a,6b，並在下電極板3中朝Y方向形成帶狀電極7a,7b。
各電極6a,6b,7a,7b係延設至在上電極板2邊緣部所設置的連接部8，並整合於1個地方。
對應該連接部8的各電極端6c,7c,6d,7d，在下電極板3中朝Z方向平行形成貫通孔9a~9d。
再者，對應該等貫通孔9a~9d，在端子線的FPC(可撓性印刷電路板)10之連接側端部處立設4根金屬針腳11~14。
第2圖所示係上述FPC10的連接側端部構造放大圖，由第1圖箭頭A方向所觀看到的剖面。
在該圖中，於FPC的連接側端部10a在紙面厚度方向排列4個凹部10d[其係利用將保護片的覆蓋層薄膜10b其中一部分去除，而裸露出電路(導線部)10c]，在各凹部10d的中心處穿設著金屬針腳固定孔10e。
在該金屬針腳固定孔10e中插入導管構件(例如：由黃銅、鐵、銅等所構成的金屬針腳14)，在插入的狀態下使金屬針腳14的圓板狀頭部14a抵接於上述凹部10d底面(電路10c)，藉此便將規範著金屬針腳14頸部(針腳軸部)14b的插入深度。另外，圖中10f係指基材。
再者，相關在覆蓋層薄膜10b去除部分所配置的金屬針腳14，為確保其頭部14a的絕緣性與防止劣化，最好利用覆蓋層薄膜片被覆著。
當在FPC10中植設著金屬針腳14的情況時，通常可考慮採取在FPC10的電路10c上使用焊料將金屬針腳14固定的方法。然而，此種固定方法中，若對FPC10作用較強拉張力，將有從金屬針腳14與電路10c的邊界面處發生剝離狀況的顧慮。
相對於此，本實施形態所示金屬針腳14的固定方法，在FPC10中所設置的金屬針腳固定孔10e中通入金屬針腳14，並於利用該金屬針腳14的頭部14a，按押著FPC10連接側端部10a的狀態下，將FPC10固定於下電極板3上，因而相較於使用焊料的連接方法之下，將可提高端子線的連接強度。
另外，上述實施形態中，雖金屬針腳14代表性的針對FPC10與下電極板3的連接方法進行說明，但是即便利用其他的金屬針腳11~13施行FPC10與下電極板3間之連接方法，亦可採取同樣的方法進行連接。
再者，將4根金屬針腳11~14利用焊料固定於FPC10上，在連接於下電極板3時的端子線連接強度係約10N，相對於此，依照本實施形態的端子線連接方法，當將FPC10連接於下電極板3時的端子線連接強度則為15N，確認到端子線連接強度提升。另外，連接強度試驗方法係根據JIS K6854－1，所規範「剝離黏合強度試驗方法」的同等試驗方法實施。
再者，本實施形態中所使用金屬針腳14的頸部14b中，將朝圓周方向形成凹溝14c，該凹溝14c係朝頸部14b的軸方向形成多層段。
第3圖所示係說明將具有上述構造的金屬針腳14，利用超音波嵌鑲固定於下電極板3上的方法。
惟該圖所示觸控面板1與FPC10的配置，在為配合製造步驟說明的方便上，便與第1圖所示呈上下顛倒配置狀態。
第3圖中，下電極板3中所形成貫通孔9a~9d的各孔徑係相對於金屬針腳11~14外徑之下，設定為同徑~30%左右的較小直徑範圍內。
再者，各貫通孔9a~9d中，於電極6c,7c,6d,7d所配置部分處，將預先注入為能與該等電極形成電耦接之由銀糊或銅糊等所構成的導電黏合劑15。另外，16係供規範導電黏合劑15注入範圍之外側邊界用的雙面膠帶或黏著劑。
其次，使各金屬針腳11~14朝箭頭B方向下降，並分別依抵接於下電極板3之各貫通孔9a~9d開口緣處的狀態設置。
另外，因為各金屬針腳11~14係利用超音波嵌鑲裝置17而一齊固定於下電極板3上，因而在下述說明中便以金屬針腳11為代表就其固定方法進行說明。
使超音波嵌鑲裝置17的焊頭(horn)17a朝箭頭C方向下降，俾使金屬針腳11的頭部11a外面接觸到該焊頭17a。
接著，在透過焊頭17a對頭部11a施加超音波振動與壓力的情況下，若將金屬針腳11的頸部11b擠入於貫通孔9a中，便在頸部11b與貫通孔9a的邊界面上產生局部性摩擦熱，而一邊將欲形成貫通孔9a壁面的樹脂(或玻璃)熔解，一邊插入金屬針腳11。
此時，在金屬針腳11的頸部11b中複數形成的凹溝11c內，將流入熔融樹脂。
第4圖所示係金屬針腳11固定狀態的放大圖，如該圖所示，在虛線所圍繞的範圍D中，藉由於凹溝11c內流入熔融樹脂，便在貫通孔9a壁面上沿金屬針腳11的凹溝11c，環狀形成截面呈ㄑ狀的突出部9a’。
然後，藉由使超音波嵌鑲裝置17退回，若使貫通孔壁面的樹脂再凝固，則流入於凹溝11c內的樹脂(即突出部9a’)便將對金屬針腳11產生投錨效果，便具有提高金屬針腳11拉張強度的功能。
再者，金屬針腳11係在FPC10的連接側端部10a處，從外面側(圖中為上側)插入於金屬針腳固定孔10e中，並在插入完成的狀態下，使金屬針腳11的頭部11a碰觸到FPC10的凹部10d(即電路10c)。結果，藉由在於金屬針腳11的頭部11a與基材10f之間包夾著電路10c的狀態下存在，便利用金屬針腳11頭部11a的較廣面積(環狀範圍)，形成與電路10c間的耦接。
依此的話，FPC10將密接於下電極板3上，並可規範著金屬針腳的頸部11b進入貫通孔9a內的深度。藉此，便可防止金屬針腳的頸部11b前端衝撞到電極6c，便可確實的保持著為利用導電黏合劑15，將金屬針腳11與電極6c連接時所需的適當間隙。
具體而言，金屬針腳11係較下電極板3的厚度短0.1~0.2mm。最好設定為較下電極板3的厚度短0.125mm長度。
相關其他的金屬針腳12~14，亦係依如同上述相同方法進行固定，在連接側端部10a處立設4根金屬針腳11~14的FPC10，將確實的固定於下電極板3上，俾可獲得對各電極6c,6,7c,6d,7d呈穩定電耦接狀態。
另外，第5圖所示係下電極板3的電極7a,7b、與FPC10間之連接方法，乃以金屬針腳12為代表的圖示其連接方法。
下電極板3的電極7a端部係連接於連接電極7c(其係為在貫通孔9b正前方形成終端，便透過導電黏合劑15’形成於上電極板2內面)(參照第1圖)，導電路徑E係依照電極7a→導電黏合劑15’→連接電極7c→導電黏合劑15→金屬針腳12的順序。
若依此設置連接電極7c，構成對該連接電極7c形成透過導電黏合劑15連接著金屬針腳12的構造，便可依與其他電極6c,6d為相同的條件，將金屬針腳12連接於下電極板3。此外，如同上述金屬針腳11的連接方法，在連接電極7c與金屬針腳12前端之間，將可確保適於介設導電黏合劑15所需的一定間隙。
第6圖所示係端子線連接部另一構造。
在之前第2圖所示的金屬針腳14安裝方面，係於FPC的連接側端部10a處，藉由將覆蓋層薄膜10b其中一部分去除而裸露出電路10c，並在該電路露出部分處穿設金屬針腳固定孔10e，且於該金屬針腳固定孔10e中插入金屬針腳14。
相對於此，第6圖所示端子線連接部係在FPC10貼附覆蓋層薄膜10b之前，便在連接側端部10a中構成導電部的電路10c中穿設金屬針腳固定孔10e，並在該金屬針腳固定孔10e中插入金屬針腳14，經插入金屬針腳14之後，便依覆蓋該頭部14a之方式，在電路10c與基材10f上面利用黏著劑或黏合劑貼附著覆蓋層薄膜10b。另外，上述覆蓋層薄膜10b係使用耐熱性較高的聚醯亞胺薄膜。
依此若將金屬針腳的頭部14a利用覆蓋層薄膜10b被覆著，便可更確實的將金屬針腳14對電路10c進行固定。此外，將可確保相隣金屬針腳14間的絕緣性，另外，因為金屬針腳的頭部14a不會暴露於空氣中，因而將可防止因氧化、腐蝕等現象而導致劣化的狀況發生。
另外，為使在貼附覆蓋層薄膜10b時能不會有氣泡進入，最好在貼附後再施行真空擠壓等脫泡處理。
再者，在金屬針腳14插入後才貼附覆蓋層薄膜10b的方法方面，相較於上述將覆蓋層薄膜10b其中一部分去除之後，再覆蓋覆蓋層薄膜片的方法之下，將可減少步驟數，作業性佳，且可輕易的防止氣泡發生。
第7圖所示係說明將由上述覆蓋層薄膜10b所被覆的金屬針腳14，利用超音波嵌鑲固定於下電極板3上的方法。另外，相關利用超音波嵌鑲所施行的固定方法，本身亦是如同第3圖所示方法，因此就相同的構成要件便賦予相同元件符號並省略說明。
第7圖中，使超音波嵌鑲裝置17的焊頭17a朝箭頭C方向下降，再使各金屬針腳11~14的頭部11a~14a外面，隔著覆蓋層薄膜10b碰觸到焊頭17a。
其次，在對頭部11a~14a施加超音波振動與壓力的情況下，將各金屬針腳的頸部11b~14b擠入貫通孔9a~9d中。
藉此，若以金屬針腳11為代表進行說明，在頸部11b與貫通孔9a的邊界面將發生局部性的摩擦熱，一邊使將形成貫通孔9a壁面的樹脂(或玻璃)熔解，一邊插入金屬針腳11，俾將金屬針腳11固定於下電極板3上。
另外，相關在焊頭17a與金屬針腳11之間所夾置的覆蓋層薄膜10b，因為使用耐熱性較高的聚醯亞胺薄膜，因而將無被熔解的顧慮。
再者，在上述實施形態中，雖利用超音波嵌鑲將金屬針腳的針腳軸部固定於下電極板上，惟並不僅限於此，亦可使用導電黏合劑固定於下電極板的貫通孔中。此情況下，下電極板3中所形成貫通孔9a~9d的各個孔徑，將設定為較金屬針腳11~14外徑大出50~100 μ m直徑的範圍，若將金屬針腳11~14插入於貫通孔9a~9d中，亦可在貫通孔9a~9d與金屬針腳11~14的頸部11b~14b間之間隙中，流入導電黏合劑15。
產業上之可利用性
本發明的觸控面板之端子線連接方法，係頗適用於諸如行動電話、PDA、汽車導航系統用的觸控面板等的製造方面。
1．．．觸控面板
2,50．．．上電極板
3,51．．．下電極板
4,5,50c,51c．．．電阻膜
6a,6b,6c,50a,50b,51a,51b．．．電極
7a,7b．．．帶狀電極
7c．．．連接電極
8,52．．．連接部
9a’．．．突出部
9a~9d,51d~51g．．．貫通孔
10．．．FPC
10a．．．連接側端部
10b．．．覆蓋層薄膜
10c．．．電路
10d,14c．．．凹部
10e．．．金屬針腳固定孔
10f．．．基材
11~14．．．金屬針腳
11a~14a,11b~14b．．．頭部
14b．．．針腳軸部
15,15’．．．導電黏合劑
16．．．雙面膠帶或黏著劑
17．．．超音波嵌鑲裝置
17a．．．焊頭
53．．．端子線
53a．．．導線
54．．．導電糊
E．．．導電路徑
第1圖係本發明所使用觸控面板構造的分解立體示意圖。
第2圖係第1圖所示端子線連接部的放大剖視圖。
第3圖係第1圖所示金屬針腳的固定方法說明圖。
第4圖係金屬針腳固定狀態的重要部份放大剖視圖。
第5圖係在與下電極板之電極間之連接方法，相對於第2圖的圖示。
第6圖係端子線連接部另一構造，相對於第2圖的圖示。
第7圖係第6圖所示金屬針腳之固定方法，相對於第3圖的圖示。
第8圖係習知觸控面板之端子線連接構造的立體示意圖。
第9圖係習知觸控面板另一端子線連接構造的放大剖視圖。
1．．．觸控面板
2．．．上電極板
3．．．下電極板
4,5．．．電阻膜
6a,6b．．．電極
6c．．．電極
6d．．．電極端
7a,7b．．．帶狀電極
7c．．．連接電極
7d．．．電極端
8．．．連接部
9a~9d．．．貫通孔
10．．．FPC
10a．．．連接側端部
11~14．．．金屬針腳

Claims (4)

  1. 一種觸控面板之端子線連接方法，設有在相對向內面具有電阻膜的上電極板與下電極板，在該等電極板的邊緣部設有連接部，其係供將電極端連接於端子線用，該電極端係從該等各電阻膜的電極延設並集合配置，其特徵在於：在該下電極板中穿設著配合該電極端數的貫通孔；在該下電極板之上述貫通孔內預先注入導電黏合劑；使用具有：針腳軸部、與形成直徑大於該針腳軸部外徑之圓板狀針腳頭部的金屬針腳；將該針腳軸部插通於各金屬針腳固定孔(其係該端子線之連接側端部於導線部處，對應該貫通孔所形成)中，使該針腳軸部立設於該端子線的連接側端部；在該等各針腳軸部分別插入於該貫通孔中之際，於使各金屬針腳的針腳軸部對應著該貫通孔的狀態進行設置，並在施加超音波振動與壓力的情況下，將該針腳軸部插入於該貫通孔中，再使該貫通孔壁面熔融，然後再使該壁面再凝固，便可將該已插入的針腳軸部固定於該下電極板中；將該固定於該下電極板中的該針腳軸部之前端與該電極端，利用上述導電黏合劑進行電耦接。
  2. 如申請專利範圍第1項之觸控面板之端子線連接方法，其中在該金屬針腳的針腳軸部中將形成凹溝，當在施加超音波振動與壓力的情況下，使該針腳軸部插入於該貫 通孔中之際，將該貫通孔壁面的熔融部分導引於該凹溝中。
  3. 如申請專利範圍第1至2項中任一項之觸控面板之端子線連接方法，其中藉由將該端子線的可撓性印刷電路板保護片其中一部分去除，而使該連接側端部的導線部裸露出，再使已裸露出的導線部穿設於該金屬針腳固定孔中並插入該金屬針腳，使該金屬針腳的圓板狀頭部，抵接於該金屬針腳固定孔周圍的該導線部。
  4. 如申請專利範圍第1至2項中任一項之觸控面板之端子線連接方法，其中在製作該端子線的可撓性印刷電路板時，於已形成該導線部的狀態下，在連接側端部的該導電部中穿設該金屬針腳固定孔並插入該金屬針腳，於將該金屬針腳的圓板狀頭部抵接於該金屬針腳固定孔周圍的該導線部之後，再將該保護片貼附於該導線部與該圓板狀頭部上。
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