TWI558293B - A touch case and its manufacturing method - Google Patents

Description

一種觸控機殼及其製造方法

本發明是有關於一種觸控機殼及其製造方法，特別是關於一種具有形成在一活性金屬層上之一金屬層的觸控機殼。

美國專利號7,656,393揭露一種觸控機殼。該觸控機殼包括一機殼壁及一整合在該機殼壁的觸控感應表面。該觸控感應表面具有呈陣列排列的感應元件及一資料擷取電路。該觸控感應表面具有一與美國專利早期公開號10/949,060中所揭示之結構相類似的結構。傳統上，該觸控感應表面的結構的形成通常是藉由在一基材上形成一金屬層，之後再以微影與蝕刻方式圖案化該金屬層以形成所須的觸控感應墊片。然而，傳統方法不易在一曲面上形成圖案化金屬層。

利用無電鍍方式形成圖案化電路導線為習知技藝。傳統方法包括在一絕緣基材上形成一活性金屬層，以雷射蝕刻方式圖案化該活性金屬層以形成活性金屬導線，之後再在該等活性金屬導線上無電鍍一層金屬層而形成電路導線。然而，如此形成的電路導線與該絕緣基材的結合強度較弱。為改善此缺點，美國專利號4,898,648揭露一種在絕緣基材上形成圖案化電路導線的方法。如圖1A-1D所示，該方法包括在一電路基板91上形成一活性金屬層92，在該活性金屬層92上無電鍍一無電鍍金屬層93，以雷射蝕刻方 式圖案化該無電鍍金屬層93及該活性金屬層92而形成活性金屬導線921及分別在該等活性金屬導線921上的無電鍍金屬導線931，之後再於該等無電鍍金屬導線931上形成一層電鍍金屬層94，藉此在該電路基板91上形成電路導線。上述方法的缺點包括：因雷射蝕刻的面積大，須耗費較多時間及能源，並容易造成電路基板91較大面積的損傷。

本發明之目的，在提供一種觸控機殼及其製造方法。該製造方法具有省時、節能及可在一曲面上形成電路導線的優點。

於是，本發明一種觸控機殼，包含：一機殼壁，具有一絕緣表面；一呈陣列排列的電容式觸控墊片，形成在該絕緣表面，以提供觸控功能；多數導電連接墊片，形成在該絕緣表面；以及多數導線，形成在該絕緣表面，並分別連接該等電容式觸控墊片與導電連接墊片，每一導線與電容式觸控墊片及導電連接墊片共同定義一觸控單元。其中，該觸控單元具有一多層結構，該多層結構具有一活性金屬層及一形成於該活性金屬層上的金屬層，該活性金屬層是由一活性金屬材料所構成。

又，本發明一種製造一觸控機殼的方法，包含：在一機殼壁上形成一非圖案化活性金屬層；以雷射蝕刻方式圖案化該非圖案化活性金屬層使得該非圖案化活性金屬層形成一圖案化活性金屬層，該圖案化活性金屬層包括多數隔開的電鍍區及多數與電鍍區隔開的非電鍍區；以及在該圖 案化活性金屬層上形成一金屬層使得該金屬層具有多數分別形成在該等電鍍區的第一區域及多數分別形成在該等非電鍍區的第二區域。

本發明之功效在於：利用接觸一水溶性活性金屬溶液而達到可輕易在一絕緣機殼壁的一曲面上形成一活性金屬層，及利用雷射蝕刻該活性金屬層而形成電鍍區與非電鍍區而可達到省時、節能的優點。另外，在該電鍍區與非電鍍區同時形成一金屬層之後再去除在該非電鍍區上的金屬層具有比為了只在該電鍍區形成該金屬層所做之防止在非電鍍區形成該金屬層的努力更省時及省成本的優點。

【實施方式一】

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

圖2-5顯示一種具有本發明之一較佳實施例之一種觸控機殼的電子裝置100，例如手機。該電子裝置100另包括一電路板7及一連接至該電路板7的可撓性扁平纜線8。

本發明之觸控機殼包含：一機殼壁2，具有一絕緣表面；以及一形成在該絕緣表面的電路圖案。

該電路圖案具有：兩個陣列10排列的電容式觸控墊片3，形成在該絕緣表面，以提供該電子裝置100所需的觸控功能，例如捲軸顯示、頁上移、頁下移、音量調整、放大、縮小等；多數導電連接墊片5，形成在該絕緣表面，並藉由該可撓性扁平纜線8而連接至該電路板7；以及多數導 線4，形成在該絕緣表面，並分別連接該等電容式觸控墊片3與導電連接墊片5，每一導線4與電容式觸控墊片3及導電連接墊片5共同定義一觸控單元6。該觸控單元6具有一多層結構，該多層結構具有一活性金屬層61，一無電鍍於該活性金屬層61上的無電鍍金屬層62及一形成於該無電鍍金屬層62上的電鍍金屬層63。該活性金屬層61是由一活性金屬材料所構成，該活性金屬材料具有一可觸媒地起動無電鍍反應的活性金屬。

當使用者的手指接觸或接近該機殼壁2且靠近一個或一個以上的電容式觸控墊片3時，使用者的手指會與該等鄰近的電容式觸控墊片3形成電容式電連接，藉此改變該等鄰近的電容式觸控墊片3的電容。此電容變化可以藉由一積體電路控制器(未顯示)偵測並據以執行一相對應的觸控功能。

較佳下，該活性金屬是擇自於鈀、銠、鉑、銥、鋨、金、鎳、鐵、及其等組合之一者。

在本較佳實施例中，該機殼壁2為該電子裝置100的蓋體，並具有一底部21及一周緣部22。該底部具有一外緣，該周緣部22自該底部21外緣延伸使得該周緣部22與該底部21共同界定出一具有U-型剖面的結構。該兩個陣列10的其中之一者的該等電容式觸控墊片3係形成於該周緣部22，另一陣列10則形成於該底部21。該等導電連接墊片5係形成於該底部21。該周緣部22具有一曲線的形狀，位於該周緣部22上的每一電容式觸控墊片3具有一與該周 緣部22之曲線形狀相似的形狀。

較佳下，該無電鍍金屬層62的材料是選自銅、金、銀及鎳之一者所形成。

較佳下，該電鍍金屬層63的材料是選自銅、金、銀及鎳之一者所形成。

較佳下，該機殼壁2的材料是選自聚碳酸酯、玻璃、陶瓷、木材及布料之一者所形成。

圖6A-6E顯示本發明一較佳實施例之製造該觸控機殼的方法。該方法包括下列步驟：在一機殼壁2上形成一非圖案化活性金屬層64(參閱圖6A)；以雷射蝕刻方式圖案化該非圖案化活性金屬層64使得該非圖案化活性金屬層64形成一圖案化活性金屬層65(參閱圖6B)，該圖案化活性金屬層65包括多數隔開的電鍍區651及多數與電鍍區651隔開的非電鍍區652，該電鍍區651具有一對應於所欲形成於該機殼壁2上的電路圖案的圖案；在該圖案化活性金屬層65上無電鍍一無電鍍金屬層66使得該無電鍍金屬層66具有多數分別形成在該等電鍍區651的第一區域661及多數分別形成在該等非電鍍區652的第二區域662(參閱圖6C)；藉由電連接該無電鍍金屬層66之該等第一區域661至一電源(未顯示)而選擇性地在該無電鍍金屬層66之該等第一區域661上電鍍一電鍍金屬層67(參閱圖6D)；以及藉由化學清洗方式移除該無電鍍金屬層66之該等第二區域662與該圖案化活性金屬層65之該等非電鍍區652(參閱圖6E)以在該機殼壁2上形成該電路圖案。

較佳下，該非圖案化活性金屬層64的形成是藉由將該機殼壁2浸入一具有10-70ppm鈀濃度的水溶性活性金屬溶液(例如鈀-錫膠體溶液(Pd-Tin colloid solution))，之後將該機殼壁2自該水溶性活性金屬溶液中移開，以一稀硫酸清洗，水洗及乾燥而形成。因為如何形成非圖案化活性金屬層64的方式是熟知的，例如美國專利號4,898,648，5,086,966，及6,325,910中所揭露的，因此為簡潔目的，在此不再贅述。

較佳下，雷射蝕刻該非圖案化活性金屬層64是使用釔-鋁石榴石(yttrium aluminum garnet)雷射光所完成。該雷射光的操作條件為：4-10W雷射能量(laser power)，5-30KHz頻率(power frequency)，及1-7%的電能密度(power density)。因為雷射蝕刻一金屬層是熟知的，例如美國專利號4,898,648及早期公開號13/035531，因此為簡潔目的，在此不再贅述。

當無電鍍的溶液是使用銅化學鍍液以在該圖案化活性金屬層65上形成該無電鍍金屬層66時，無電鍍係操作在一50-55℃的溫度及一2-5分鐘的製程時間(processing time)。當無電鍍的溶液是使用鎳化學鍍液以在該圖案化活性金屬65層上形成該無電鍍金屬層66時，無電鍍係操作在一40-45℃的溫度及一2-5分鐘的製程時間。

當電鍍的溶液是使用鎳鍍液以在該無電鍍金屬層66上形成該電鍍金屬層67時，電鍍係操作在一50-55℃的溫度及一2-5分鐘的製程時間。當電鍍的溶液是使用銅鍍液以在 該無電鍍金屬層66上形成該電鍍金屬層67時，電鍍係操作在一50-55℃的溫度及一15-25分鐘的製程時間。

值得注意的一點是在該電鍍區651與非電鍍區652同時形成一無電鍍金屬層之後再去除在該非電鍍區652上的無電鍍金屬層66具有比為了只在該電鍍區651形成該無電鍍金屬層66所做之防止在非電鍍區652形成該無電鍍金屬層66的努力更省時及省成本的優點。

本發明利用接觸一水溶性活性金屬溶液而達到可輕易在一絕緣機殼壁2的一曲面上形成一非圖案化活性金屬層64，及利用雷射蝕刻該非圖案化活性金屬層64而形成具有電鍍區651與非電鍍區652的圖案化活性金屬層65而可達到省時、節能的優點。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

10‧‧‧陣列

100‧‧‧電子裝置

2‧‧‧機殼壁

21‧‧‧底部

22‧‧‧周緣部

3‧‧‧電容式觸控墊片

4‧‧‧導線

5‧‧‧導電連接墊片

6‧‧‧觸控單元

61‧‧‧活性金屬層

62‧‧‧無電鍍金屬層

63‧‧‧電鍍金屬層

64‧‧‧非圖案化活性金屬層

65‧‧‧圖案化活性金屬層

651‧‧‧電鍍區

652‧‧‧非電鍍區

66‧‧‧無電鍍金屬層

661‧‧‧第一區域

662‧‧‧第二區域

67‧‧‧電鍍金屬層

7‧‧‧電路板

8‧‧‧可撓性扁平纜線

圖1A-1D是示意圖，說明一種在絕緣基材上形成圖案化電路導線的傳統方法；圖2是一立體圖，說明具有本發明一較佳實施例的一種觸控機殼的電子裝置；圖3是一立體圖，說明本發明較佳實施例的觸控機殼的結構；圖4是一沿圖3中的剖線Ⅳ-Ⅳ的剖面圖； 圖5是一沿圖3中的剖線V-V的剖面圖；以及圖6A-6E是沿圖3中的剖線Ⅵ-Ⅵ的剖面圖，說明本發明較佳實施例的觸控機殼的製作流程。

10‧‧‧陣列

100‧‧‧電子裝置

2‧‧‧機殼壁

21‧‧‧底部

22‧‧‧周緣部

3‧‧‧電容式觸控墊片

4‧‧‧導線

5‧‧‧導電連接墊片

6‧‧‧觸控單元

7‧‧‧電路板

8‧‧‧可撓性扁平纜線

Claims (14)

1. 一種觸控機殼，包含：一機殼壁，具有一絕緣表面；一呈陣列排列的電容式觸控墊片，形成在該絕緣表面，以提供觸控功能；多數導電連接墊片，形成在該絕緣表面；以及多數導線，形成在該絕緣表面，並分別連接該等電容式觸控墊片與導電連接墊片，每一導線與電容式觸控墊片及導電連接墊片共同定義一觸控單元；其中，該觸控單元具有一多層結構，該多層結構具有一活性金屬層及一形成於該活性金屬層上的金屬層，該活性金屬層是由一活性金屬材料所構成，該活性金屬材料具有一可觸媒地起動無電鍍反應的活性金屬。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之觸控機殼，其中，該活性金屬是擇自於鈀、銠、鉑、銥、鋨、金、鎳、鐵、及其等組合之一者。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之觸控機殼，其中，該機殼壁具有一底部及一周緣部，該底部具有一外緣，該周緣部自該底部外緣延伸使得該周緣部與該底部共同界定出一具有U-型剖面的結構，該等電容式觸控墊片形成於該周緣部。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之觸控機殼，其中，該周緣部具有一曲線的形狀，每一電容式觸控墊片具有一與該周緣部具之曲線形狀相似的形狀。
5. 依據申請專利範圍第3項所述之觸控機殼，其中，該等導電連接墊片形成在該底部。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之觸控機殼，其中，該金屬層的材料是選自銅、金、銀及鎳之一者。
7. 依據申請專利範圍第1項所述之觸控機殼，其中，該金屬層為一無電鍍金屬層，該多層結構還具有一形成於該無電鍍金屬層上的電鍍金屬層。
8. 依據申請專利範圍第1項所述之觸控機殼，其中，該機殼壁的材料是選自聚碳酸酯、玻璃、陶瓷、木材及布料之一者。
9. 一種製造一觸控機殼的方法，該觸控機殼具有一觸控單元，包含：在一機殼壁上形成一非圖案化活性金屬層；圖案化該非圖案化活性金屬層，使得該非圖案化活性金屬層形成一圖案化活性金屬層，該圖案化活性金屬層包括多數隔開的電鍍區及多數與電鍍區隔開的非電鍍區；以及在該圖案化活性金屬層上形成一金屬層，使得該金屬層具有多數分別形成在該等電鍍區的第一區域及多數分別形成在該等非電鍍區的第二區域；及其中，該觸控單元至少包括多數用以提供觸控功能的觸控墊片，該觸控單元具有一多層結構，該多層結構包括該圖案化活性金屬層的該等電鍍區及該金屬層的該等第一區域。
10. 依據申請專利範圍第9項所述之方法，其中，該金屬層為一無電鍍金屬層，該方法還包含選擇性地在該無電鍍金屬層之該等第一區域上電鍍一電鍍金屬層。
11. 依據申請專利範圍第10項所述之方法，還包含移除該金屬層之該等第二區域與該圖案化活性金屬層之該等非電鍍區。
12. 依據申請專利範圍第9項所述之方法，其中，該機殼壁具有一底部及一周緣部，該底部具有一周緣，該周緣部自該底部周緣延伸使得該周緣部與該底部共同界定出一具有U-型剖面的結構，該非圖案化活性金屬層形成於該周緣部。
13. 依據申請專利範圍第11項所述之方法，其中，移除該金屬層之該等第二區域與該圖案化活性金屬層之該等非電鍍區是藉由化學清洗方式移除。
14. 依據申請專利範圍第9項所述之方法，其中，該非圖案化活性金屬層的形成是藉由將該機殼壁浸入一水溶性活性金屬溶液，之後將該機殼壁自該水溶性活性金屬溶液中移開而形成。