TWI743436B - 觸控模組及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種觸控模組，包含一觸控板單元、一導電膠層及一電路板。該觸控板單元包括一基材、一設置於該基材的觸控感應結構、一設置於該基材且導接該觸控感應結構的信號傳輸結構，及一覆蓋該信號傳輸結構之部分表面的保護層，該保護層與該基材位於該信號傳輸結構的兩相反側。該導電膠層包括一覆蓋於該信號傳輸結構之未設置該保護層處的主體部，及一由該主體部延伸覆蓋至該保護層的遮蓋部。該電路板設置於對應導電膠層處，並與該信號傳輸結構位於該導電膠層的兩相反側。該電路板包括一板體及一設置於該板體且導接該導電膠層的導電結構。

Description

觸控模組及其製造方法
本發明是有關於一種觸控模組及其製造方法，特別是指一種有助於降低成本、提高良率的觸控模組及其製造方法。
鑒於觸控介面於操作上的直覺性與便利性，目前眾多電子產品皆會整合觸控模組以作為使用者的操作介面。一般的觸控模組是以透明導電膜或其他材質製作用於偵測觸控位置的觸控感應結構，觸控感應結構根據使用者的操作手勢所產生的感應訊號會藉由例如金屬導線傳導至焊墊(bond pad)處，由與焊墊電性連接的電路板將感應訊號輸送至控制晶片，以進行相關的分析控制。其中，觸控模組的焊墊與電路板的導電端子(golden finger)之間會藉由導電膠等導電介質形成電性導接，導電介質雖分布在焊墊上但通常不會布滿焊墊的整個表面，因此焊墊裸露於外的部分可能受到環境中的有害成分影響而導致電性或外觀上的異常，影響觸控性能及產品良率。上述電性或外觀異常之問題雖能藉由點膠製程在導電介質未覆蓋焊墊處形成膠體，藉以完善對焊墊的保護，然而點膠製程屬於濕式製程不易控制加工精確性，導致膠體有時仍會產生缺膠或溢膠的異常狀況，影響對焊墊的保護效果。此外，用於點膠製程的製程設備價格昂貴，且在原本製造過程中加入點膠製程需耗費額外的材料、時間，導致生產成本的增加。
因此，本發明之其中一目的，即在提供一種能解決前述問題的觸控模組。
於是，本發明觸控模組在一些實施態樣中，包含一觸控板單元、一導電膠層及一電路板。該觸控板單元包括一基材、一設置於該基材的觸控感應結構、一設置於該基材且導接該觸控感應結構的信號傳輸結構，及一覆蓋該信號傳輸結構之部分表面的保護層，該保護層與該基材位於該信號傳輸結構的兩相反側。該導電膠層包括一覆蓋該信號傳輸結構之未設置該保護層處的主體部，及一由該主體部延伸覆蓋至該保護層的遮蓋部。該電路板設置於對應導電膠層處，並與該信號傳輸結構位於該導電膠層的兩相反側。該電路板包括一板體及一設置於該板體且導接該導電膠層的導電結構。
在一些實施態樣中，該電路板與該保護層未重疊。
在一些實施態樣中，該板體之鄰近該保護層的一板緣與該保護層的一層緣之間的間距範圍介於100至400微米。
在一些實施態樣中，該電路板的該導電結構與該保護層未重疊，該板體的一板緣與該導電膠層的該遮蓋部重疊，且該板緣與該保護層位於該遮蓋部的兩相反側。
在一些實施態樣中，該導電膠層之該遮蓋部覆蓋該保護層的寬度範圍介於500至700微米。
在一些實施態樣中，該板體之該板緣與該保護層的重疊寬度介於50至700微米。
本發明的另一目的，在於提供一種製作前述觸控模組的製造方法，該製造方法包含以下步驟：(A)提供一觸控板單元及一電路板，該觸控板單元包括一基材、一設置於該基材的觸控感應結構、一設置於該基材且導接該觸控感應結構的信號傳輸結構，及一覆蓋該信號傳輸結構之部分表面的保護層，該電路板包括一板體及一設置於該板體的導電結構；(B)設置一導電膠層於該信號傳輸結構之未設置該保護層的表面，且讓該導電膠層間隔於該保護層；(C) 將該電路板對準該導電膠層，並讓該電路板的該導電結構面向該導電膠層；及(D) 將該電路板往該觸控板單元及該導電膠層壓合，使該電路板的該導電結構導接該導電膠層，並由該電路板的壓擠讓該導電膠層往該保護層流動，使該導電膠層形成一覆蓋該信號傳輸結構之未設置該保護層處的主體部，及一由該主體部延伸至該保護層並覆蓋該保護層的遮蓋部。
在一些實施態樣中，於該步驟(A)還提供一壓合結構，該壓合結構包含一用於壓抵該板體的接觸面及一連接該接觸面的側緣，該壓合結構的該接觸面於對應該側緣處凹陷形成一流通區；於該步驟(C)該電路板鄰近該保護層但未與該保護層重疊；該步驟(D)包括以下步驟：(D1)將該壓合結構對準該電路板、該導電膠層及該保護層，並將該壓合結構的該流通區對準該導電膠層鄰近該保護層之處以及該保護層鄰近該導電膠層之處；(D2)將該壓合結構以該接觸面施壓於該電路板的該板體，並使該接觸面的該流通區與該保護層及該信號傳輸結構保持間隔而形成一流動空間，讓該導電膠層經由該流動空間往該保護層流動且形成該遮蓋部。
在一些實施態樣中，於該步驟(B)該導電膠層與該保護層的間隔距離不大於500微米。
在一些實施態樣中，於該步驟(D)該流通區處之該側緣的正投影與該保護層之鄰近該導電膠層的層緣間距不大於500微米。
在一些實施態樣中，於該步驟(D)該流通區之遠離該側緣的一內緣的正投影與該保護層之鄰近該導電膠層的層緣間距不大於100微米。
在一些實施態樣中，該板體之鄰近該保護層的一板緣與該保護層的一層緣之間的間距範圍介於100至400微米。
本發明至少具有以下功效：該導電膠層除了作為該信號傳輸結構與該電路板之間的導電媒介外，還與該保護層共同配合覆蓋該信號傳輸結構的表面，因此能對該信號傳輸結構提供良好的保護效果，避免該信號傳輸結構發生電性或外觀上的異常。藉由將導電膠層製作出延伸覆蓋至該保護層的該遮蓋部，能夠省略點膠製程的實施，並且能確保該信號傳輸結構能夠被完整覆蓋保護，因此能提高製程良率並且降低製造成本。
在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1、圖2及圖4，為本發明觸控模組1的第一實施例。該觸控模組1可與行動電話、平板電腦、顯示器等各式電子裝置整合使用，具體包含一觸控板單元2、一導電膠層3及一電路板4。
該觸控板單元2為該觸控模組1的核心結構，包括一基材21、一觸控感應結構22、一信號傳輸結構23及一保護層24。
該基材21包括一感測區211及一間隔於該感測區211的接合區212，可採用玻璃基板、塑膠基板、藍寶石基板(sapphire)、聚對苯二甲酸乙二酯薄膜(PET film)、聚醯亞胺薄膜(PI film)等材質製作為硬質或撓性基板，以作為該觸控感應結構22、該信號傳輸結構23、該保護層24的承載結構。
該觸控感應結構22設置於該基材21之該感測區211，可採用氧化銦錫(ITO)、奈米銀、奈米碳管、金屬網格等透明導電材質製作，於使用者觸碰時可根據其電容值變化所對應產生的感應訊號，作為判斷觸碰位置的分析、控制依據。此外，該觸控感應結構22還可以採用高分子材料、壓阻材料、壓電材料等材質製作，如此該觸控感應結構22被使用者按壓後會因其厚度變化、結構彎曲變形或產生正壓電效應而導致電性的改變，且於使用者按壓、觸碰之力道不同時會產生相對應的電性改變量，因而能夠根據其電性變化之偵測進行按壓壓力值的判斷。據此，該觸控感應結構22除了能用於偵測觸碰位置外，也能用於偵測觸碰壓力。於圖1的示例中，是以四條縱向延伸的條狀結構作為該觸控感應結構22的代表，然而在實施上該觸控感應結構22可以採用縱向、橫向或斜向交錯的電極結構作為感測結構，其具體構造及形狀不以圖式揭露內容為限。
該信號傳輸結構23設置於該基材21並導接該觸控感應結構22，具體包括多條連接於該觸控感應結構22的信號導線231，以及多個分別與該等信號導線231連接且位於該接合區212的接點232，該等接點232用於跟該電路板4電性連接，讓該觸控感應結構22產生的感應訊號能夠傳輸至該電路板4，以供圖中未繪製的控制晶片進行分析運算。在材質選用上，該信號傳輸結構23可使用銅、銀、金等金屬材料或氧化銦錫等透明導電材料製作，當視實際需要而定。
該保護層24覆蓋該信號傳輸結構23之部分表面，且與該基材21位於該信號傳輸結構23的兩相反側，為用於保護該信號傳輸結構23不被外部環境因素影響電性及外觀的鈍化層結構(passivation)。
該導電膠層3包括一覆蓋該信號傳輸結構23之未設置該保護層24處的主體部31，及一由該主體部31延伸至該保護層24處並覆蓋該保護層24的遮蓋部32。該導電膠層3用於作為該信號傳輸結構23與該電路板4之間的導電媒介，同時也因覆蓋在該信號傳輸結構23的表面而能對該信號傳輸結構23提供保護效果。藉由該遮蓋部32的形成，能讓該導電膠層3的一部分與該保護層24層疊，使該導電膠層3與該保護層24的交界處不會因為結構製作的誤差而導致該信號傳輸結構23有部分表面未被該導電膠層3與該保護層24覆蓋，如此的實施方式能確保該導電膠層3與該保護層24對該信號傳輸結構23提供完善的保護效果。本實施例中，該導電膠層3是採用異方性導電膠(anisotropic conductive film，ACF)製作，具有簡化黏著製程及提高導電結構密度等優點，但該導電膠層3的材質選用並不以異方性導電膠為限。此外，本實施例中該遮蓋部32覆蓋該保護層24的寬度範圍W1(見圖2) 較佳為介於500至700微米，在此範圍內能夠確保該導電膠層3的覆蓋保護效果，且在製程過程中容易控制該導電膠層3的製作精度，不易發生缺膠、溢膠的問題，有助於提升製程良率。
該電路板4設置於對應該導電膠層3處，並與該信號傳輸結構23位於該導電膠層3的兩相反側。該電路板4包括一板體41及一設置於該板體41且導接該導電膠層3的導電結構42，用於將該信號傳輸結構23傳來的感應訊號傳遞至外部控制晶片等裝置。本實施例中，該電路板4係一可撓式印刷電路板(flexible printed circuit，FPC)，該板體41例如為以聚醯亞胺薄膜(PI film)所製成的軟性基板，該導電結構42則包括以例如印刷技術製作的金屬材質導線及用於透過該導電膠層3跟該等接點232電性連接的金手指結構(golden finger)，然而根據實際需要，該電路板4的實施方式均可對應調整，不以此處揭露內容為限。
參閱圖3~圖6，以下說明該第一實施例之觸控模組1的製造方法。
首先，於步驟S1是要先提供、準備尚未組裝之該觸控板單元2、該電路板4，以及一如圖5所示之用於壓合製程的壓合結構5。該觸控板單元2、該電路板4的具體結構如前述說明。該壓合結構5例如為一壓合設備的壓頭，且包含一用於壓抵該電路板4之該板體41的接觸面51及一連接該接觸面51的側緣52。該壓合結構5的該接觸面51於對應該側緣52處凹陷形成一流通區511，因而呈現出類似倒置的階梯狀構造。
隨後，於步驟S2是要在如圖4的該觸控板單元2上，設置該導電膠層3及該電路板4，而形成如圖5所示的結構。具體來說，本步驟是要先設置該導電膠層3於該信號傳輸結構23之未設置該保護層24的表面，且讓該導電膠層3鄰近且間隔於該保護層24。其中，於本步驟S2該導電膠層3與該保護層24的間隔距離D1較佳為不大於500微米，在此間隔距離範圍內較能有效控制該導電膠層3於後續程序的結構製作，並且能與壓合設備的規格相容，以便於生產製造的進行，然而該間隔距離D1的設定可視實際需要調整，不以此處揭露內容為限。
另一方面，該電路板4的設置是要將該電路板4對準該導電膠層3，並讓該電路板4的該導電結構42面向該導電膠層3，以進行將該電路板4導接、黏著於該導電膠層3的程序。其中，本實施例中該導電膠層3是採用異方性導電膠，因此要讓該電路板4鄰近該保護層24但不與該保護層24重疊，特別是要讓該電路板4之該導電結構42不與該保護層24重疊，其原因在於若該導電結構42與該保護層24重疊，後續加工讓該導電膠層3流動至該保護層24上而與該導電結構42接觸後，該導電膠層3中的導電粒子容易受到該電路板4、該保護層24的擠壓而過度集中、聚集，如此容易產生水平方向的電性導通而導致訊號傳輸的異常。因此，本實施例將該電路板4配置為不與該保護層24重疊，其中該板體41之鄰近該保護層24的一板緣411與該保護層24的該層緣241之間的間距範圍D2較佳為介於100至400微米，如此較能有效避免訊號傳輸之異常。然而，當該導電膠層3採用異方性導電膠以外的導電材質時，該電路板4的設置方式則不以上述實施方式為限。
完成上述程序後，於步驟S3是要藉由該壓合結構5對該電路板4進行壓合，讓該導電膠層3流動延伸至該保護層24上，使該導電膠層3由圖5的實施態樣轉變為如圖6般形成該主體部31及該遮蓋部32的實施態樣。具體來說，步驟S3是要先如圖5所示，將該壓合結構5對準該電路板4、該導電膠層3及該保護層24，並將該壓合結構5的該流通區511對準該導電膠層3鄰近該保護層24之處以及該保護層24鄰近該導電膠層3之處。其中，該流通區511處之該側緣52的正投影與該保護層24之鄰近該導電膠層3的層緣241間距W2較佳為不大於500微米，而該流通區511之遠離該側緣52的一內緣512的正投影與該保護層24之鄰近該導電膠層3的層緣241之間的間距D3較佳為不大於100微米，如此的結構配置及對準設定均有助於對該導電膠層3的加工控制。完成對準作業後，即可將該電路板4往該觸控板單元2及該導電膠層3壓合，讓該壓合結構5如圖6所示以該接觸面51施壓於該電路板4的該板體41，並使該接觸面51的該流通區511與該保護層24、該信號傳輸結構23保持間隔而形成一流動空間6。該壓合結構5對該電路板4的壓擠會讓該導電膠層3經由該流動空間6往該保護層24流動並形成覆蓋該保護層24的該遮蓋部32。如此，藉由該壓合結構5的壓合及該流通區511、該流動空間6的配置，能有效控制該導電膠層3的流動狀態及該導電膠層3對該保護層24的覆蓋狀態，讓該導電膠層3不會產生缺膠或溢膠的問題，使得該導電膠層3及該保護層24的配合能對該信號傳輸結構23提供完善的結構保護作用，以避免該信號傳輸結構23發生電性或外觀上的異常，藉以提升製程良率。此外，上述製造方法能有效控制該導電膠層3的加工狀態，避免該導電膠層3發生缺膠的異常，因此在該導電膠層3製作完成後不需要為了避免缺膠再額外進行點膠的程序，如此能夠簡化製程並省去點膠製程的設備、材料使用，大幅降低製造成本並節省製造時間。
參閱圖7，為本發明觸控模組1之第二實施例。該第二實施例的多數結構與第一實施例相同，主要差別在於第二實施例中該電路板4的該導電結構42雖未與該保護層24重疊，但該板體41的該板緣411則與該保護層24、該導電膠層3的該遮蓋部32重疊，且該板緣411與該保護層24位於該遮蓋部32的兩相反側，因而形成一種該保護層24、該導電膠層3、該板體41的該板緣411由下而上依序層疊的結構。本實施例中，該板體41之該板緣411與該保護層24的重疊寬度W3較佳為介於50至700微米，藉以用於該導電膠層3的加工控制。
參閱圖8，為一類似於圖5、圖6的視圖，用於說明該第二實施例的製作過程。根據第二實施例中該電路板4的實施方式，由於在設置該電路板4時，該板體41的該板緣411即以垂直間隔於該保護層24的方式與該保護層24重疊，因此該板體41與該保護層24之間會形成一空間，後續藉由該壓合結構5對該電路板4施壓時，原本與該保護層24較佳間隔距離D4為不大於500微米的該導電膠層3會流向該保護層24，並且經由該電路板4與該保護層24之間的空間流動至該保護層24上，讓該導電膠層3形成覆蓋該保護層24的該遮蓋部32。如此一來，經由該板體41的該板緣411的實施方式，也能有效控制該導電膠層3的加工過程，避免溢膠或缺膠的異常發生，藉以提升製程良率、簡化製程並減少製造成本。
綜上所述，本發明觸控模組1之該導電膠層3除了作為該信號傳輸結構23與該電路板4之間的導電媒介外，還與該保護層24共同配合覆蓋該信號傳輸結構23的表面，能對該信號傳輸結構23提供良好的保護效果。藉由將導電膠層3製作出延伸覆蓋至該保護層24的該遮蓋部32，能夠省略點膠製程的實施，並且能確保該信號傳輸結構23能夠被完整覆蓋保護，因此能提高製程良率並且降低成本。是故，本發明觸控模組1及其製造方法，確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書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。
1‧‧‧觸控模組 2‧‧‧觸控板單元 21‧‧‧基材 211‧‧‧感測區 212‧‧‧接合區 22‧‧‧觸控感應結構 23‧‧‧信號傳輸結構 231‧‧‧信號導線 232‧‧‧接點 24‧‧‧保護層 241‧‧‧層緣 3‧‧‧導電膠層 31‧‧‧主體部 32‧‧‧遮蓋部 4‧‧‧電路板 41‧‧‧板體 411‧‧‧板緣 42‧‧‧導電結構 5‧‧‧壓合結構 51‧‧‧接觸面 511‧‧‧流通區 512‧‧‧內緣 52‧‧‧側緣 6‧‧‧流動空間 D1~D4‧‧‧間距 S1~S3‧‧‧流程步驟 W1~W3‧‧‧寬度
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一正視示意圖，說明本發明觸控模組的第一實施例； 圖2是該第一實施例的側視示意圖； 圖3是一流程圖，說明該第一實施例之製造方法的執行流程； 圖4至圖6為側視示意圖，說明該第一實施例之製造方法的結構製作過程； 圖7是一側視圖，說明本發明觸控模組的第二實施例；及 圖8是一側視圖，說明該第二實施例的製作過程。
1‧‧‧觸控模組
2‧‧‧觸控板單元
21‧‧‧基材
23‧‧‧信號傳輸結構
24‧‧‧保護層
3‧‧‧導電膠層
31‧‧‧主體部
32‧‧‧遮蓋部
4‧‧‧電路板
41‧‧‧板體
42‧‧‧導電結構
W1‧‧‧寬度

Claims (11)

  1. 一種觸控模組，包含：一觸控板單元，包括一基材、一設置於該基材的觸控感應結構、一設置於該基材且導接該觸控感應結構的信號傳輸結構，及一覆蓋該信號傳輸結構之部分表面的保護層，該保護層與該基材位於該信號傳輸結構的兩相反側；一導電膠層，包括一覆蓋該信號傳輸結構之未設置該保護層處的主體部，及一由該主體部延伸覆蓋至該保護層的遮蓋部；及一電路板，設置於對應該導電膠層處，並與該信號傳輸結構位於該導電膠層的兩相反側，該電路板包括一板體及一設置於該板體且導接該導電膠層的導電結構，該電路板的該板體的一板緣與該導電膠層的該遮蓋部重疊，該板體之該板緣與該保護層的重疊寬度介於50至700微米。
  2. 如請求項1所述之觸控模組，其中，該電路板的該導電結構與該保護層未重疊，且該板緣與該保護層位於該遮蓋部的兩相反側。
  3. 如請求項1所述之觸控模組，其中，該導電膠層之該遮蓋部覆蓋該保護層的寬度範圍介於500至700微米。
  4. 一種觸控模組的製造方法，包含以下步驟：(A)提供一觸控板單元及一電路板，該觸控板單元包括一基材、一設置於該基材的觸控感應結構、一設置於該基材且導接該觸控感應結構的信號傳輸結構，及一覆蓋該信號傳輸結構之部分表面的保護層，該電路板包括一板體及一設置於該板體的導電結構；(B)設置一導電膠層於該信號傳輸結構之未設置該保護層的表面，且讓該導電膠層間隔於該保護層； (C)將該電路板對準該導電膠層，並讓該電路板的該導電結構面向該導電膠層；及(D)將該電路板往該觸控板單元及該導電膠層壓合，使該電路板的該導電結構導接該導電膠層，並由該電路板的壓擠讓該導電膠層往該保護層流動，使該導電膠層形成一覆蓋該信號傳輸結構之未設置該保護層處的主體部，及一由該主體部延伸至該保護層並覆蓋該保護層的遮蓋部。
  5. 如請求項4所述之觸控模組的製造方法，其中，於該步驟(A)還提供一壓合結構，該壓合結構包含一用於壓抵該板體的接觸面及一連接該接觸面的側緣，該壓合結構的該接觸面於對應該側緣處凹陷形成一流通區；於該步驟(C)該電路板鄰近該保護層但未與該保護層重疊；該步驟(D)包括以下步驟：(D1)將該壓合結構對準該電路板、該導電膠層及該保護層，並將該壓合結構的該流通區對準該導電膠層鄰近該保護層之處以及該保護層鄰近該導電膠層之處；(D2)將該壓合結構以該接觸面施壓於該電路板的該板體，並使該接觸面的該流通區與該保護層及該信號傳輸結構保持間隔而形成一流動空間，讓該導電膠層經由該流動空間往該保護層流動且形成該遮蓋部。
  6. 如請求項4或5所述之觸控模組的製造方法，其中，於該步驟(B)該導電膠層與該保護層的間隔距離不大於500微米。
  7. 如請求項5所述之觸控模組的製造方法，其中，於該步驟(D)該流通區處之該側緣的正投影與該保護層之鄰近該導電膠層的層緣間距不大於500微米。
  8. 如請求項5所述之觸控模組的製造方法，其中，於該步驟(D)該流通區之遠離該側緣的一內緣的正投影與該保護層之鄰近該導電膠層的 層緣間距不大於100微米。
  9. 如請求項4所述之觸控模組的製造方法，其中，於該步驟(D)該板體之鄰近該保護層的一板緣與該保護層的一層緣之間的間距範圍介於100至400微米。
  10. 一種觸控模組，包含：一觸控板單元，包括一基材、一設置於該基材的觸控感應結構、一設置於該基材且導接該觸控感應結構的信號傳輸結構，及一覆蓋該信號傳輸結構之部分表面的保護層，該保護層與該基材位於該信號傳輸結構的兩相反側；一導電膠層，包括一覆蓋該信號傳輸結構之未設置該保護層處的主體部，及一由該主體部延伸覆蓋至該保護層的遮蓋部；及一電路板，設置於對應該導電膠層處，並與該信號傳輸結構位於該導電膠層的兩相反側，該電路板包括一板體及一設置於該板體且導接該導電膠層的導電結構，該電路板與該保護層未重疊，且該板體之鄰近該保護層的一板緣與該保護層的一層緣之間的間距範圍介於100至400微米。
  11. 如請求項10所述之觸控模組，其中，該導電膠層之該遮蓋部覆蓋該保護層的寬度範圍介於500至700微米。
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