TWI526908B - 電容式觸控板及其製法 - Google Patents

Description

電容式觸控板及其製法

本發明係關係於一種電容式觸控板及其製法，尤指一種更薄形化且可自動佈局基板線路的電容式觸控板及其製法。

用於如筆記型電腦、多功能遙控器...等電子裝置的觸控輸入裝置，通常採用非透視型電容式觸控板，而此種非透視型電容式觸控板經常採用印刷電路板作為電容感應基板，如圖7A所示，該印刷電路板70的其中一表面上形成相互交錯排列的數條第一軸感應線L1以及數條第二軸感應線L2(即X軸與Y軸)，而印刷電路板70的另一相對表面則如圖7C所示，形成有數條連接線路100，並銲接有該電容式觸控板之控制器110，該控制器110的數個接腳與數條連接線路100一端銲接；又，該印刷電路板70對應各條第一及第二軸感應線L1、L2的末端形成有貫穿二相對表面之導電貫孔P，令各條第一及第二軸感應線L1、L2與對應連接線路100連接；如此，該控制器110即可透過連接線路100及導電貫孔P發送驅動訊號至該第一或第二軸感應線L1、L2；同理，亦可透過連接線路100及導電貫孔P接收該第一或第二軸感應線L1、L2的感應訊號。

因此，此種非透視型電容式觸控板可將控制器直接銲接於該電路板的另一表面，以節省電子裝置的空間。而今隨著目前電子裝置的輕薄化設計趨勢，該電容式觸控板的製作成本與結構厚度亦被要求儘量減縮。

此外，雖然第一軸及第二軸感應線L1、L2可形成於該印刷電路板70的同一表面，但各條第二軸感應線L2的任二相鄰感應單元的連接線路100必 須和與其交錯的該第一軸感應線L1電性絕緣，故如圖7B所示，於形成連接線路100前先形成有一保護層90再塗佈碳膜連接段82，用以連接對應的兩相鄰第二軸感應單元81的二端，使沿著第二軸向的該數條第二軸感應單元81構成該數條第二軸感應線L2。由於此一電容式觸控板使用了一般印刷電路板電鍍以外的製程(印刷碳膜)，而印刷碳膜除了材料成本高以外，尚需經過燒烤硬化等繁複步驟，拉長了整個製程所需耗費時間，相對提高的製作成本。

綜上所述，目前非透視型電容式觸控板基於薄形化以及低成本的市場取向，要減縮厚度通常由選擇更薄形的封裝結構控制器解決之，而製作成本除了實體元件的選擇外，如何節省人工線路佈局亦是另一項降低成本的考量。

有鑑於上述電容式觸控板所面臨薄形化及低成本要求，本發明主要目的係提出一種更薄形化，且可自動佈局基板線路的電容式觸控板及其製法。

欲達上述目的所使用的主要技術手段係令該電容式觸控板的製程包含以下步驟：在該基板之第一表面成形複數個沿第一軸排列的感應單元；在該基板之第二表面形成複數個連接段、複數個晶片銲墊及至少一散熱層，且該些晶片銲墊對應於該預設區域的銲接區，而該至少一散熱層對應於該散熱區；該基板分別對應各該感應單元上形成有至少一第一導電貫孔，並透過該連接段連接該二相鄰之感應單元上的第一導電貫孔，其中該些第一導電貫孔的至少一個位於該預定區域的貫孔區內，各沿著第一軸排列的該些感應單元經由該第一導電貫孔及連接段相互連接形成數條第一軸感應線；於各該晶片銲墊及散熱層上形成有一銲鍚層；及 藉由該銲鍚層將一方形扁平無引腳封裝控制器的複數平面接腳及一散熱片分別對位銲接於對應之該銲接區內的晶片銲墊及該散熱區內的散熱層上。

欲達上述目的所使用的主要技術手段係令該電容式觸控板包含：一基板，具有二相對的第一及第二表面，並界定至少一預定區域，其中各該預定區域由外至內包含有一銲接區、一貫孔區及一散熱區；其中該第二表面形成有複數條連接段、複數個晶片銲墊及至少一散熱層，該晶片銲墊對應該預設區域的銲接區，而該至少一散熱層對應該散熱區；複數個感應單元，係沿著第一軸形成於該基板的第一表面；複數個第一導電貫孔，係形成於該基板上，其中沿著第一軸的各該感應單元連接至少一第一導電貫孔，該二相鄰感應單元上的第一導電貫孔係經由該連接段相互電性導通，而使該些感應單元串接形成數條第一軸感應線；其中該至少一第一導電貫孔位於該預定區域的貫孔區內；及一方形扁平無引腳封裝控制器，其底面四周排列有複數個平面接腳，且底面亦設有一外露的散熱片；其中該平面接腳銲接於對應的該晶片銲墊上，而該散熱片則對應銲接至該散熱層上，各該平面接腳與該晶片銲墊之間有一銲鍚層，且該散熱片與對應的該散熱層之間亦有一銲鍚層。

上述電容式觸控板及其製程可知，本發明將原本基板其中一表面的第一軸感應單元的連接線路，對應成形至該基板的另一表面，並配合第一導電貫孔即可構成第一軸感應線，以節省使用印刷碳膜的製造成本；再者，採用方形扁平無引腳封裝控制器，能將該電容式觸控板的整體厚度降至最低，而且因為各平面接腳與該晶片銲墊之間以及該散熱片與對應的散熱層之間的銲鍚層有一定厚度，令第一導電貫孔成形於該方形扁平無引腳封裝控制器的底面，避 免大幅度移動對應預定區域內的第一導電貫孔位置，仍可使用自動佈線軟體佈線，避免延長佈線設計時間，亦相對減少整體製作成本。

1‧‧‧雙層印刷電路板

10‧‧‧基板

21‧‧‧第二軸感應單元

22‧‧‧連接段

31‧‧‧第一軸感應單元

32‧‧‧連接段

40‧‧‧連接線路

41‧‧‧晶片銲墊

42‧‧‧散熱層

50‧‧‧方形扁平無引腳封裝控制器

51‧‧‧平面接腳

52‧‧‧散熱片

60‧‧‧保護層

61‧‧‧銲鍚層

A‧‧‧預定區域

A1‧‧‧銲接區

A2‧‧‧貫孔區

A3‧‧‧散熱區

L1‧‧‧第一軸感應線

L2‧‧‧第二軸感應線

P1‧‧‧第一導電貫孔

P11‧‧‧金屬層

P2‧‧‧第二導電貫孔

70‧‧‧印刷電路板

81‧‧‧第二軸感應單元

82‧‧‧碳膜連接段

90‧‧‧保護層

100‧‧‧連接線路

110‧‧‧控制器

圖1：為本發明電容式觸控板的製法流程圖。

圖2：為本發明電容式觸控板的一俯視平面圖。

圖3：為圖2的一局部放大圖。

圖4：為本發明電式觸控板的一仰視平面圖。

圖5：為圖4的一局部放大圖。

圖6A：為本發明電容式觸控板結合方形扁平無引腳封裝控制器之第一較佳實施例的一剖面圖。

圖6B：為本發明電容式觸控板結合方形扁平無引腳封裝控制器之第一較佳實施例的另一剖面圖。

圖6C：為本發明電容式觸控板結合方形扁平無引腳封裝控制器之第二較佳實施例的一剖面圖。

圖7A：為現有電容式觸控板的一局部俯視平面圖。

圖7B：為現有電容式觸控板的一仰視平面圖

圖7C：為現有電容式觸控板的一剖面示意圖。

本發明係針對非透視型電容式觸控板的結構及製程加以改良，以下以進一步說明本案的電容式觸控板及其製程的數種實施例。

首先請配合參閱圖1所示，係為本發明電容式觸控板製法的流程圖，請同時參閱圖6A，該電容式觸控板係主要包含有一基板10及至少一銲接於該基板10上的方形扁平無引腳(Quad Flat No leads；QFN)封裝控制器50。本發明製作此一電容式觸控板的過程進一步詳述如下。

如圖2及圖3所示，首先準備一基板10，並於基板10上界定至少一預定區域A(S10)，本實施例的基板10為雙層電路板，亦可選用多層電路板，但不以雙層電路板為限；至於該預定區域A則請進一步參閱圖5所示，其由外至內包含有一銲接區A1、一貫孔區A2及一散熱區A3，其中該貫孔區A2圍繞於該散熱區A3外周圍，而該銲接區A1再圍繞該貫孔區A2外周圍，使該貫孔區A2位於該銲接區A1及該散熱區A3之間。

由於該基板10具有二相對表面，即為第一表面及第二表面，故於第一表面形成有數個沿著第一軸X及第二軸Y排列的第一軸感應單元31及第二軸感應單元21，其中沿著第二軸(Y)的複數感應單元21係以連接段22相互連接形成數條第二軸感應線L2(S11)。再如圖4所示，該基板10第二表面則形成有至少一組連接線路40，並形成有數條連接段32、形成位在該銲接區A1四周的複數個晶片銲墊41，以及形成位在該散熱區A3的一散熱層42(S12)，其中該至少一組連接線路40的一端係連接至對應的晶片銲墊41；接著再如圖3及圖4所示，選擇以電鍍貫孔製程(PTH)或銅膠貫孔製程(CPTH)於該基板10上形成有數個第一導電貫孔P1及第二導電貫孔P2，而且如圖5所示，其中該至少一第一導電貫孔P1位於該預定區域A的貫孔區A2內，並令該兩個相鄰之第一導電貫孔P1經由該連接段32相互連接；如此，即可使得各該第一軸感應單元31經由第一導電貫孔P1相互連接形成數條第一軸感應線L1(S13)，藉由預留該貫孔區A2的設計，使得以電鍍貫孔製程(PTH)或銅膠貫孔製程(CPTH)於該基板10上形成該第一導電貫孔P1時，得 以不用迂迴避開該方形扁平無引腳封裝控制器50，藉此減少佈線(layout)限制，達到能自動佈線的目的。再如圖4所示，該至少一組連接線路40的另一端則分別與各第一軸感應線L1的至少一第一導電貫孔P1連接，以及與各第二軸感應線L2末端的第二導電貫孔P2連接；至此即完成本發明採用雙層印刷電路板作為基板10的製作，故該第二導電貫孔P2係位於該基板10周邊。

由上述電容式觸控板的該基板10製作過程可知，如圖5所示，本發明之其中一個技術特徵在於讓該銲接區A1內周緣至該散熱區A3的外周緣之間的寬度d大於該第一導電貫孔P1的孔徑r與安全間距的距離總和，使得該第一導電貫孔P1能夠被成形於該貫孔區A2範圍內，其中在各構件之間設置該安全間距係用以避免短路或干擾的情況發生；其中，第一導電貫孔P1與晶片銲墊41之間可具有一第一安全間距S1，第一導電貫孔P1與散熱區A3外周緣之間可具有一第二安全間距S2。或者如圖中所示，另一實施樣態係讓該銲接區A1內周緣至該散熱區A3的外周緣之間寬度d大於該至少一個第一導電貫孔P1的孔徑、加上該至少一連接線路40的線寬、再加上安全間距的距離總和，使得該第一導電貫孔P1及連接線路40能夠被成形及分布於該貫孔區A2範圍內，其中，第一導電貫孔P1與晶片銲墊41之間可具有一第三安全間距S3、第一導電貫孔P1與連接線路40之間可具有一第四安全間距S4、以及連接線路40與散熱區A3之間可具有一第五安全間距S5。

再請配合參閱圖5、圖6A及圖6B所示，為完成最後的電容式觸控板，須進一步將該至少一方形扁平無引腳封裝控制器50，銲接至對應的該預定區域A。由於該方形扁平無引腳封裝控制器50底面形成有一散熱片52及其底面四周形成有平面接腳51，於銲接前，該預定區域A內的各晶片銲墊41及該散熱層42均於其上形成有銲錫層61(S14)，故使該四周平面接腳51與該銲接區A1的晶片銲 墊41相互對位接合，而該散熱片52則與該散熱區A3內的一散熱層42相互對位接合(S15)，以便銲接結合該方形扁平無引腳封裝控制器50的平面接腳51及散熱片52。由於該銲鍚層61有一定厚度，使得該方形扁平無引腳封裝控制器50底面相對該基板10表面維持有一距離d2(不小於0.11mm)，請同時參照圖6A及6B所示的實施例，其中該基板10的第一導電貫孔P1係由電鍍貫孔製程(PTH)製成的，因此各該第一導電貫孔P1外露於該基板10表面的金屬層P11分別具有一厚度d1，再者由於該距離d2大於該金屬層厚度d1(約為0.035mm)，故該方形扁平無引腳封裝控制器50得以對應組裝於該預定區域A中，且不會與位於該貫孔區A2內的第一導電貫孔P1形成電性接觸。此外，以電鍍貫孔製程完成第一導電貫孔P1後，亦可於其外露的金屬層P11上覆蓋一保護層(圖中未示)；如此，該距離d2則必須大於該金屬層厚度d1加上該保護層厚度。

再請參閱圖6C所示，本發明之基板10的第一導電貫孔P1亦可係以銅膠貫孔製程(CPTH)成形，相較於前述圖6A及6B的實施樣態，其於該第一導電貫孔P1突出於該基板10表面的金屬層P11上再額外形成有一保護層60，故自該基板10表面上的金屬層P11及保護層60的總厚度d3約為0.075mm，雖然較前述電鍍貫孔製程(PTH)在該基板10表面突出的金屬層P11厚度更厚，但因本發明選用方形扁平無引腳封裝控制器50，其底面與該基板10表面之間距離d2約為0.11mm，故本實施樣態的方形扁平無引腳封裝控制器50亦不會與位於該貫孔區A2內的第一導電貫孔P1形成電性接觸。

綜上所述，將原本基板其中一表面的第二軸感應單元的連接線路，對應成形至該基板的另一表面，並配合第一導電貫孔即可構成第一軸感應線，以節省使用刷碳膜的製造成本；再者，採用方形扁平無引腳封裝控制器，能將該電容式觸控板的整體厚度降至最低，而且因為各平面接腳與該晶片銲墊 之間以及該散熱片與對應的散熱層之間的銲鍚層有一定厚度，令第一導電貫孔能夠直接成形於該方形扁平無引腳封裝控制器的底面，避免大幅度移動對應預定區域內的第一導電貫孔位置，藉此減少佈線限制，以便使用自動佈線軟體佈線，避免延長佈線設計時間，亦相對減少整體製作成本。

10‧‧‧基板

P1‧‧‧第一導電貫孔

32‧‧‧連接段

40‧‧‧連接線路

41‧‧‧晶片銲墊

42‧‧‧散熱層

Claims (12)

1. 一種電容式觸控板的製法，係包含有：提供一基板，在該基板上界定至少一預定區域，其中各該預定區域由外至內包含有一銲接區、一貫孔區及一散熱區；在該基板之第一表面成形複數個沿第一軸排列的感應單元；在該基板之第二表面形成複數個連接段、複數個晶片銲墊及至少一散熱層，且該些晶片銲墊對應於該預設區域的銲接區，而該至少一散熱層對應於該散熱區；該基板分別對應各該感應單元上形成有至少一第一導電貫孔，並透過該連接段連接該二相鄰之感應單元上的第一導電貫孔，其中該些第一導電貫孔的至少一個位於該預定區域的貫孔區內，各沿著第一軸排列的該些感應單元經由該第一導電貫孔及連接段相互連接形成數條第一軸感應線；於各該晶片銲墊及散熱層上形成有一銲鍚層；及藉由該銲鍚層將一方形扁平無引腳封裝控制器的複數平面接腳及一散熱片分別對位銲接於對應之該銲接區內的晶片銲墊及該散熱區內的散熱層上。
2. 如請求項1所述之電容式觸控板的製法，其中各該第一導電貫孔係以電鍍貫孔製程成形，其二相對開口分別包含有外露於該基板表面的一金屬層，其中該銲鍚層厚度係大於各該第一導電貫孔的金屬層厚度。
3. 如請求項1所述之電容式觸控板的製法，其中各該第一導電貫孔係以電鍍貫孔製程成形或以銅膠貫孔製程成形，其二相對開口分別包含有外露於該基板表面的一金屬層及形成於該金屬層上的一保護層；其中各該銲鍚層的厚度係大於該金屬層的厚度與該保護層的厚度之總和。
4. 如請求項1至3中任一項所述之電容式觸控板的製法，其中： 於該基板之第一表面上形成複數個沿第一軸排列的感應單元之步驟中，係同時在該第一表面上形成沿第二軸排列的複數個感應單元；其中沿著第二軸排列的該些感應單元相互連接形成數條第二軸感應線；以及於該基板上形成所述第一導電貫孔之步驟中，係形成複數個第一導電貫孔於該基板之第一表面上，並於第二表面同時形成至少一組連接線路及複數個第二導電貫孔，其中各該第二導電貫孔係分別對應形成於各該第二軸感應線的末端處，並與該連接線路電性連接。
5. 如請求項1所述之電容式觸控板的製法，該銲接區內周緣至該散熱區的外周緣之間的寬度大於該第一導電貫孔的孔徑與安全間距的距離總和，該安全間距係包含該第一導電貫孔與該晶片銲墊之間的第一安全間距，及該第一導電貫孔與該散熱區外周緣之間的第二安全間距。
6. 如請求項1所述之電容式觸控板的製法，該銲接區內周緣至該散熱區的外周緣之間寬度大於該至少一個第一導電貫孔的孔徑、該至少一連接線路的線寬與安全間距的距離總和，該安全間距係為該第一導電貫孔與該晶片銲墊之間的第三安全間距、該第一導電貫孔與該連接線路之間的第四安全間距、及該連接線路與該散熱區之間的第五安全間距。
7. 一種電容式觸控板，係包含有：一基板，具有二相對的第一及第二表面，並界定至少一預定區域，其中各該預定區域由外至內包含有一銲接區、一貫孔區及一散熱區；其中該第二表面形成有複數條連接段、複數個晶片銲墊及至少一散熱層，該晶片銲墊對應該預設區域的銲接區，而該至少一散熱層對應該散熱區；複數個感應單元，係沿著第一軸形成於該基板的第一表面； 複數個第一導電貫孔，係形成於該基板上，其中沿著第一軸的各該感應單元連接至少一第一導電貫孔，該二相鄰感應單元上的第一導電貫孔係經由該連接段相互電性導通，而使該些感應單元串接形成數條第一軸感應線；其中該至少一第一導電貫孔位於該預定區域的貫孔區內；及一方形扁平無引腳封裝控制器，其底面四周排列有複數個平面接腳，且底面亦設有一外露的散熱片；其中該平面接腳銲接於對應的該晶片銲墊上，而該散熱片則對應銲接至該散熱層上，各該平面接腳與該晶片銲墊之間有一銲鍚層，且該散熱片與對應的該散熱層之間亦有一銲鍚層。
8. 如請求項7所述之電容式觸控板，其中各該第一導電貫孔係以電鍍貫孔製程成形，其二相對開口包含有分別突出於該基板之第一及第二表面的一金屬層，其中該銲鍚層厚度係大於各該第一導電貫孔的金屬層厚度。
9. 如請求項7所述之電容式觸控板，其中各該第一導電貫孔係以電鍍貫孔製程成形或以銅膠貫孔製程成形，其二相對開口包含有分別突出於該基板之第一及第二表面的一金屬層以及形成於該金屬層上的一保護層，其中該銲鍚層厚度係大於所述金屬層的厚度與該保護層的厚度之總和。
10. 如請求項7至9中任一項所述之電容式觸控板，係進一步包含有：複數條第二軸感應線，係形成於該基板的第一表面，其中各該第二軸感應線係由複數個沿第二軸排列的感應單元相互連接構成；該基板對應各該第二軸感應線之末端處分別形成一第二導電貫孔，且該第二導電貫孔電性連接該連接線路。
11. 如請求項7所述之電容式觸控板，該銲接區內周緣至該散熱區的外周緣之間的寬度大於該第一導電貫孔的孔徑與安全間距的距離總和，該安全 間距包含該第一導電貫孔與該晶片銲墊之間的第一安全間距，及該第一導電貫孔與該散熱區外周緣之間的第二安全間距。
12. 如請求項7所述之電容式觸控板，該銲接區內周緣至該散熱區的外周緣之間寬度大於該至少一個第一導電貫孔的孔徑、該至少一連接線路的線寬與安全間距的距離總和，該安全間距包含該第一導電貫孔與該晶片銲墊之間的第三安全間距、該第一導電貫孔與該連接線路之間的第四安全間距、及該連接線路與該散熱區之間的第五安全間距。