TWI760636B

TWI760636B - 觸控模組及其製造方法

Info

Publication number: TWI760636B
Application number: TW108131506A
Authority: TW
Inventors: 謝建祥; 陳彥州; 倪勝文
Original assignee: 新加坡商捷普電子(新加坡)公司
Priority date: 2019-09-02
Filing date: 2019-09-02
Publication date: 2022-04-11
Also published as: TW202112190A

Abstract

一種觸控模組的製造方法，包含下述步驟：提供一電路膜，電路膜包括一可撓性傳輸片；反折可撓性傳輸片以形成一連接片體及一反折片體；將電路膜放置於一模具內，使模具壓縮反折片體；及經由模具的一澆口注入液態塑料於一模穴內，液態塑料沖擊反折片體使其一部分緊抵模具，液態塑料包覆連接片體及反折片體除了緊抵於模具的部分。藉此，能降低模具設計的複雜度並且能降低製造上的成本。

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，特別是指一種透過模塑方式包覆可撓性傳輸片的觸控模組及其製造方法。

現有一功能片體與一外接傳輸線路欲封裝在一起時，模具通常要設計一個凹槽以容納外接傳輸線路的一外接部，且凹槽形狀要與外接部形狀相配合，以防止塑料注入模具內時流入凹槽而包覆住外接部。然而，前述方式會造成模具設計複雜度增加。

另外一種方式是以上述方式為基礎，進一步在外接傳輸線路的外接部套設一保持件，使外接部一部分外露出保持件。模具合模時會夾持住保持件，使外接部被保持件固持而固定不動，同時保持件還會封閉住凹槽以防止塑料流入凹槽內。然而，採用保持件固持外接部的方式無疑更增添了製造上的成本。

因此，本發明之一目的，即在提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的觸控模組的製造方法。

於是，本發明觸控模組的製造方法，包含下述步驟：提供一電路膜，該電路膜包括一可撓性傳輸片；反折該可撓性傳輸片以形成一連接片體，及一連接於該連接片體並相對其反折的反折片體；將該電路膜放置於一模具內，使該模具壓縮該反折片體；及經由該模具的一與該反折片體相間隔的澆口注入液態塑料於一模穴內，該液態塑料沖擊該反折片體使其一部分緊抵該模具，該液態塑料包覆該連接片體及該反折片體除了緊抵於該模具的部分，使該反折片體緊抵於該模具的部分顯露，該液態塑料固化後形成一絕緣塑料層。

本發明之另一目的，即在提供一種能夠克服先前技術的至少一個缺點的觸控模組。

於是，本發明觸控模組，包含一電路膜，及一絕緣塑料層。

電路膜包括一可撓性傳輸片，該可撓性傳輸片具有一連接片體，及一連接於該連接片體並相對其反折的反折片體。絕緣塑料層形成於該電路膜具有該可撓性傳輸片的一側，該絕緣塑料層包覆該連接片體及該反折片體的一部分並使該反折片體的另一部分顯露。

本發明之功效在於：模具不需要額外特別設計用以容納可撓性傳輸片的反折片體的凹槽，或者是設計固持反折片體的保持件，藉此，能降低模具設計的複雜度並且能降低製造上的成本。此外，可撓性傳輸片的反折片體能直接電性連接於外部電子元件，或者是在掀開狀態下電性連接於外部電子元件，藉此能增加使用上的彈性。

100、110:觸控模組

1:電路膜

10:絕緣基材

11:透明絕緣膜片

111:內表面

112:外表面

12:裝飾層

121:內表面

13:導電層

131:外圍部

14:電路圖案層

141:電極單元

142:接點單元

15:絕緣層

151:開孔

16:接著層

161:通孔

17:導電黏貼膜

18:可撓性傳輸片

180:軟性銅箔基板

181:導電部

182:連接片體

183:反折片體

184:連接部

185:自由端

186:第一段

187:第二段

188:表面

190:液態塑料

19:絕緣塑料層

2:模具

21:第一模

211:凹槽

22:第二模

221:凸部

222:模面

223:澆道

224:澆口

23:模穴

D:合模方向

F:流動方向

L:長度

T:厚度

R1:第一轉動方向

R2:第二轉動方向

S1:提供電路膜步驟

S11:提供絕緣基材步驟

S12:形成導電層步驟

S13:形成電路圖案層步驟

S14:形成絕緣層步驟

S15:形成接著層步驟

S16:成型步驟

S17:裁切步驟

S18:組裝可撓性傳輸片步驟

S2:反折步驟

S3:放置電路膜於模具步驟

S4:模塑步驟

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是本發明觸控模組的製造方法的第一實施例的一步驟流程圖；圖2是該第一實施例提供電路膜步驟的一步驟流程圖；圖3是一俯視圖，說明該第一實施例在一透明絕緣膜片上印刷油墨以構成兩個裝飾層；圖4是一俯視圖，說明該第一實施例印刷透明導電油墨以構成兩個導電層；圖5是一俯視圖，說明該第一實施例印刷導電銀漿以構成兩個電路圖案層；圖6是一俯視圖，說明該第一實施例印刷透明絕緣油墨以構成兩個絕緣層；圖7是一俯視圖，說明該第一實施例印刷接著劑以構成兩個接著層；圖8是一俯視圖，說明該第一實施例對一絕緣基材進行熱壓合；圖9是圖8的一側視圖，說明該第一實施例的該絕緣基材成型出兩個三維形狀結構；圖10是一俯視圖，說明該第一實施例在該絕緣基材上裁切下該三維形狀結構，以及黏貼一導電黏貼膜於一接點單元；圖11是一俯視圖，說明該第一實施例黏貼一可撓性傳輸片於該導電黏貼膜；圖12是該第一實施例的一電路膜的一剖視圖，說明反折該可撓性傳輸片以使其形成一連接片體及一反折片體；圖13是一剖視圖，說明該第一實施例所使用的該電路膜放置於一第一模的一凹槽內；圖14是類似於圖13的一剖視圖，說明該第一實施例所使用的一第二模移動至一合模位置並且壓縮該反折片體使其呈壓縮狀態；圖15是類似於圖14的一剖視圖，說明該第一實施例的液態塑料沖擊該反折片體並將其撐開成一撐開狀態；圖16是該第一實施例的該觸控模組的一剖視圖，說明該反折片體的一表面顯露；圖17是該第一實施例的該觸控模組的一剖視圖，說明該反折片體的第二段掀開並剝離一絕緣塑料層；圖18是本發明觸控模組的製造方法的第二實施例所使用的該透明絕緣膜片的一俯視圖，說明印刷不透明導電油墨以構成該兩導電層；圖19是一俯視圖，說明該第二實施例印刷導電銀漿以構成該兩電路圖案層；及圖20是該第二實施例的該觸控模組的一剖視圖。

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及圖2，圖1是本發明觸控模組的製造方法的第一實施例的一步驟流程圖，包含下述步驟：提供電路膜步驟S1、反折步驟S2、放置電路膜於模具步驟S3，及模塑步驟S4。

圖2是本第一實施例提供電路膜步驟S1的一步驟流程圖，包括下述子步驟：提供絕緣基材步驟S11、形成導電層步驟S12、形成電路圖案層步驟S13、形成絕緣層步驟S14、形成接著層步驟S15、成型步驟S16、裁切步驟S17，以及組裝可撓性傳輸片步驟S18。

參閱圖2及圖3，在提供絕緣基材步驟S11中，提供一透明絕緣膜片11，透明絕緣膜片11是由例如聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等材質所製成，並具有一內表面111，及一相反於內表面111的外表面112(如圖9所示)，外表面112為一用以供使用者手指觸碰的觸控面。透過例如網版印刷方式印刷油墨於透明絕緣膜片11的內表面111以形成多個矩形框圖案，本第一實施例的油墨是以黑色絕緣油墨為例，矩形框圖案數量是以兩個為例。各矩形框圖案構成一裝飾層12，裝飾層12具有一內表面121。裝飾層12與透明絕緣膜片11共同構成一絕緣基材10。

參閱圖2及圖4，在形成導電層步驟S12中，透過例如網版印刷方式印刷透明導電油墨於絕緣基材10的各裝飾層12的內表面121，以及各裝飾層12所圍繞的透明絕緣膜片11的內表面111區域，以形成兩個矩形圖案。本第一實施例的透明導電油墨可以是PEDOT/PSS導電油墨、奈米銀線導電油墨或石墨烯導電油墨。各矩形圖案的尺寸小於對應裝飾層12的尺寸並構成一導電層13，各導電層13具有一形成在對應裝飾層12上並與其重疊的外圍部131。

參閱圖2及圖5，在形成電路圖案層步驟S13中，透過例如網版印刷方式印刷導電銀漿於各導電層13的外圍部131及對應裝飾層12，以形成兩個電路圖案層14。各電路圖案層14具有多個形成於對應導電層13的外圍部131的電極單元141，及一形成於對應裝飾層12的接點單元142。透過各電路圖案層14的一部分形成於對應導電層13的外圍部131，使得各裝飾層12能夠遮蔽住前述電路圖案層14的一部分以防止其直接顯露於透明絕緣膜片11的內表面111。各電路圖案層14的電極單元141數量是以四個為例，四個電極單元141透過導電層13相互導通。四個電極單元141被施加電壓後會形成一均勻電場，當使用者手指觸碰外表面112(如圖9所示)對應在電路圖案層14所圍繞的區域內時，手指與電極單元141之間產生耦合電容，藉由四個電極單元141感測電容變化值便能推測手指觸碰的位置。藉此，以提供表面電容式觸控的功能。接點單元142用以與一外部電子元件(圖未示)電性連接，藉此，使得外部電子元件能透過接點單元142與電路圖案層14進行電力及訊號的傳輸。

參閱圖2、圖5及圖6，在形成絕緣層步驟S14中，透過例如網版印刷方式印刷透明絕緣油墨於各電路圖案層14除了接點單元142以外的區域、各導電層13及各裝飾層12，以形成兩個矩形圖案。各矩形圖案尺寸與對應裝飾層12的尺寸相同並構成一絕緣層15，絕緣層15具有一供接點單元142顯露的開孔151。透過各絕緣層15的設計能提供屏蔽的功能，以避免外界訊號干擾對應電路圖案層14的電極單元141。

參閱圖2、圖6及圖7，在形成接著層步驟S15中，透過例如網版印刷方式印刷接著劑於各絕緣層15，以形成兩個矩形圖案。各矩形圖案尺寸與對應絕緣層15的尺寸相同並構成一接著層16，接著層16具有一與對應開孔151相連通的通孔161，通孔161供對應接點單元142顯露。接著層16具有良好的耐熱性，用以保護前述電路圖案層14以避免後續進行圖1所示的模塑步驟S4時高溫塑料對電路圖案層14造成影響。此外，接著層16還具有良好的黏合性，能穩固地黏合後續模塑步驟S4中的塑料。

參閱圖2、圖8及圖9，在成型步驟S16中，透過熱壓成型方式對絕緣基材10的兩個對應於接著層16的區域進行熱壓合，使透明絕緣膜片11的前述兩個呈二維平坦狀區域分別朝外表面112方向凸伸成兩個三維形狀結構。

參閱圖2及圖10，在裁切步驟S17中，透過衝壓成型方式在絕緣基材10的透明絕緣膜片11上裁切下兩個三維形狀結構(如圖10所示)。

參閱圖2、圖10及圖11，在組裝可撓性傳輸片步驟S18中，首先，通過通孔161及開孔151(如圖6)在接點單元142上黏貼一導電黏貼膜17。隨後，將一呈矩形的可撓性傳輸片18黏貼於導電黏貼膜17，使可撓性傳輸片18透過導電黏貼膜17電性連接於接點單元142。此時，即完成一電路膜1的製作。在本第一實施例中，導電黏貼膜17可以是一異方向性導電膜(ACF)或一全方向性導電膠膜(OCF)。可撓性傳輸片18為一軟性電路板並具有一軟性銅箔基板180，及多條形成於軟性銅箔基板180且彼此相間隔的導電部181。軟性銅箔基板180的材質為聚醯亞胺(PI)，各導電部181的材質為銅箔。

參閱圖1及圖12，在反折步驟S2中，沿一第一轉動方向R1反折可撓性傳輸片18以使其形成一連接片體182，及一反折片體183。連接片體182位在開孔151及通孔161內且透過導電黏貼膜17電性連接電路圖案層14的接點單元142。反折片體183具有一連接於連接片體182的連接部184，及一相反於連接部184的自由端185。反折片體183具有一界定於連接部184與自由端185之間的長度L。在本第一實施例中，長度L可以是介於5mm至20mm之間的任一數值。

參閱圖1及圖13，在放置電路膜於模具步驟S3中，一模具2包括一第一模21，及一第二模22。第一模21形成有一用以容置電路膜1的凹槽211。第二模22位於第一模21一側並具有一用以穿設於凹槽211內的凸部221，凸部221具有一模面222。第二模22形成有一澆道223，澆道223具有一位於凸部221的模面222且鄰近其頂端的澆口224。將電路膜1放置於凹槽211內，使可撓性傳輸片18的反折片體183的連接部184與自由端185分別朝向下方及上方。

參閱圖14及圖15，接著，第二模22會沿一合模方向D移動，第二模22移動的過程中凸部221的模面222會先碰觸到反折片體183的自由端185並對其施加壓力，使反折片體183透過連接部184相對於連接片體182彎折變形並朝連接片體182方向靠近。當第二模22移動到一如圖14所示穿設於凹槽211內的合模位置時，凸部221的模面222壓縮反折片體183使其呈壓縮狀態，同時凸部221的模面222也遮蔽住反折片體183相反於連接片體182的一側。此時，澆道223的澆口224間隔位於反折片體183的自由端185上方，也就是位在自由端185相反於連接部184一側。

隨後進行模塑步驟S4，經由澆道223的澆口224注入液態塑料190於凸部221的模面222與凹槽211所構成的一模穴23內，液態塑料190會沿一流動方向F向下流動，液態塑料190向下流動的過程中會經由自由端185流向連接部184並沖擊反折片體183。在本第一實施例中，模穴23的一厚度T小於反折片體183的長度L(如圖12所示)，厚度T例如為1mm。由於模穴23的厚度T小於反折片體183的長度L，因此，液態塑料190沖擊反折片體183時會將其撐開，使反折片體183的一部分透過連接部184相對於連接片體182彎折而構成一第一段186，而反折片體183的其餘部分則會相對於第一段186彎折而構成一具有自由端185的第二段187。由於第二段187的一表面188緊抵於凸部221的模面222且被其阻擋，因此，反折片體183會維持在一如圖15所示的撐開狀態而不會因為液態塑料190的持續沖擊而繼續變形。

由於第二段187的表面188緊抵於凸部221的模面222且被其遮蔽，因此，能避免液態塑料190充填滿模穴23後滲流入表面188與模面222之間的情形產生，使得液態塑料190只會包覆住反折片體183除了表面188以外的部分而不會包覆住表面188。

參閱圖15及圖16，液態塑料190充填滿模穴23並經過一段冷卻時間後便會固化形成一絕緣塑料層19。絕緣塑料層19黏著在接著層16上並且包覆住連接片體182、連接部184以及反折片體183除了表面188以外的部分。之後，驅動第二模22沿相反於合模方向D(如圖14所示)的方向移動並回復至圖13所示的位置，此時，便可將電路膜1及絕緣塑料層19所共同構成的一觸控模組100由第一模21的凹槽211內取出。觸控模組100能應用在例如智慧型手機或是車載系統的觸控螢幕。

由於表面188未被絕緣塑料層19包覆，因此表面188能顯露出來，藉此，例如為電路板的一外部電子元件(圖未示)便能直接電性連接於表面188上的導電部181(如圖11所示)。由於觸控模組100的導電層13及電路圖案層14被絕緣的裝飾層12及絕緣層15包覆在一起，因此，能避免導電層13及電路圖案層14所構成的觸控線路遭受破壞或是受到環境影響而導致失效。此外，由於電路圖案層14是透過網版印刷方式印刷透明導電油墨所構成的單層線路，因此，電路圖案層14的製造方式與現有透過蝕刻或雷射雕刻成形電路圖案的方式相較下非常簡單且方便，能大幅降低製程複雜度及工時。再者，由於電路圖案層14為單層線路，因此，能降低觸控模組100的整體厚度使其能夠輕薄化。

參閱圖11及圖17，由於液態塑料190(如圖15所示)的材質可以為聚碳酸酯(PC)，或者是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，或者是液態矽橡膠(LSR)，而可撓性傳輸片18的軟性銅箔基板180材質為聚醯亞胺(PI)，導電部181材質為銅箔，可撓性傳輸片18的材質與液態塑料190的前述材質不具黏附性，因此，固化後的絕緣塑料層19不會黏附住可撓性傳輸片18的軟性銅箔基板180及導電部181。所以，使用者能夠輕易地於自由端185處剝動第二段187並帶動其沿一第二轉動方向R2轉動，以將第二段187掀開並剝離絕緣塑料層19。藉此，以便於後續將第二段187上的導電部181電性連接於外部電子元件。可撓性傳輸片18的第二段187能在圖16所示的位置直接電性連接於外部電子元件，或者是在圖17所示的掀開狀態下電性連接於外部電子元件，藉此能增加使用上的彈性。

參閱圖14及圖15，由於反折片體183的長度L(如圖12所示)遠大於模穴23的厚度T，因此，液態塑料190沖擊反折片體183時能夠將其撐開，使得第二段187的表面188能夠緊抵於凸部221的模面222並將反折片體183維持在撐開狀態。藉此，能避免反折片體183因為液態塑料190的持續沖擊而變形，並能使液態塑料190包覆住反折片體183除了表面188以外的部分。

本第一實施例的製造方法與先前技術相較下，模具2的第二模22不需要額外特別設計用以容納可撓性傳輸片18的反折片體183的凹槽，或者是設計固持反折片體183的保持件，藉此，能降低模具2設計的複雜度並且能降低製造上的成本。

需說明的是，在本第一實施例的其他實施方式中，若觸控模組100不需具有三維形狀，則提供電路膜步驟S1便能省略子步驟成型步驟S16。

參閱圖18、圖19及圖20，是本發明觸控模組的製造方法的第二實施例，其整體步驟大致與第一實施例相同，惟裝飾層12及導電層13的形式不同。

在本第二實施例中，構成各裝飾層12的圖案為矩形圖案，且印刷成該矩形圖案的油墨是具有色彩的絕緣油墨。在形成導電層步驟S12(如圖2)中，是印刷不透明導電油墨於各裝飾層12的內表面121以構成導電層13，前述不透明導電油墨是以導電碳墨為例。在形成電路圖案層步驟S13(如圖2)中，印刷導電銀漿於各導電層13及對應裝飾層12以形成電路圖案層14。成型後的觸控模組110能應用在例如家電飾板或車內飾板等具有板殼件的領域，以作為觸控開關使用。

綜上所述，各實施例的觸控模組的製造方法，模具2的第二模22不需要額外特別設計用以容納可撓性傳輸片18的反折片體183的凹槽，或者是設計固持反折片體183的保持件，藉此，能降低模具2設計的複雜度並且能降低製造上的成本。此外，可撓性傳輸片18的第二段187能直接電性連接於外部電子元件，或者是在掀開狀態下電性連接於外部電子元件，藉此能增加使用上的彈性。再者，電路圖案層14的製造方式非常簡單且方便，能大幅降低製程複雜度及工時，且電路圖案層14為單層線路，能降低觸控模組100的整體厚度使其能夠輕薄化，故確實能達成本發明之目的。

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。

S1:提供電路膜步驟

S2:反折步驟

S3:放置電路膜於模具步驟

S4:模塑步驟

Claims

一種觸控模組的製造方法，包含下述步驟：提供一電路膜，提供該電路膜步驟包括：提供一絕緣基材；形成一導電層於該絕緣基材；形成一電路圖案層，該電路圖案層具有多個形成於該導電層的電極單元，及一形成於該絕緣基材的接點單元，該等電極單元透過該導電層相互導通並能被施加電壓後形成一均勻電場，以提供表面電容式觸控的功能；形成一絕緣層於該電路圖案層除了該接點單元以外的區域；及將一可撓性傳輸片電性連接於該接點單元；反折該可撓性傳輸片以形成一連接片體，及一連接於該連接片體並相對其反折的反折片體；將該電路膜放置於一模具內，使該模具壓縮該反折片體；及經由該模具的一與該反折片體相間隔的澆口注入液態塑料於一模穴內，該液態塑料沖擊該反折片體使其一部分緊抵該模具，該液態塑料包覆該絕緣層、該連接片體及該反折片體除了緊抵於該模具的部分，使該反折片體緊抵於該模具的部分顯露，該液態塑料固化後形成一絕緣塑料層。
如請求項1所述的觸控模組的製造方法，其中，該液態塑料的材質與該可撓性傳輸片的材質不具黏附性，使該反折片體緊抵於該模具的部分能夠被掀開而剝離該絕緣塑料層。
如請求項1所述的觸控模組的製造方法，其中，該反折片體具有一長度，該模穴的一厚度小於該反折片體的該長度。
如請求項3所述的觸控模組的製造方法，其中，該反折片體具有一連接該連接片體的連接部，及一相反於該連接部的自由端，該連接部與該自由端之間界定出該長度，該澆口位在該自由端相反於該連接部一側。
如請求項4所述的觸控模組的製造方法，其中，該液態塑料沿一流動方向經由該自由端流向該連接部並沖擊該反折片體，使該反折片體形成一透過該連接部相對於該連接片體彎折的第一段，及一相對該第一段彎折且與該連接片體相間隔的第二段，該第二段具有該自由端，及一緊抵於該模具且被其遮蔽的表面，該液態塑料包覆該反折片體除了該表面以外的部分並使該表面顯露，該液態塑料的材質與該可撓性傳輸片的材質不具黏附性，使該反折片體的該第二段能夠被掀開而剝離該絕緣塑料層。
一種觸控模組，包含：一電路膜，包括一可撓性傳輸片，該可撓性傳輸片具有一連接片體，及一連接於該連接片體並相對其反折的反折片體，該電路膜還包括一絕緣基材、一導電層、一電路圖案層，及一絕緣層，該導電層形成於該絕緣基材，該電路圖案層具有多個形成於該導電層的電極單元，及一形成於該絕緣基材且電性連接於該連接片體的接點單元，該等電極單元透過該導電層相互導通並能被施加電壓後形成一均勻電場，以提供表面電容式觸控的功能，該絕緣層形成於該電路圖案層除了該接點單元以外的區域；及一絕緣塑料層，形成於該電路膜具有該可撓性傳輸片的一側，該絕緣塑料層包覆該絕緣層、該連接片體及該反折片體的一部分並使該反折片體的另一部分顯露。
如請求項6所述的觸控模組，其中，該反折片體還具有一連接該連接片體的連接部、一透過該連接部相對該連接片體彎折的第一段，及一相對該第一段彎折且與該連接片體相間隔的第二段，該第二段具有一自由端，及一表面，該絕緣塑料層包覆該反折片體除了該表面以外的部分並使該表面顯露。
如請求項7所述的觸控模組，其中，該絕緣塑料層的材質與該可撓性傳輸片的材質不具黏附性，該第二段能夠被掀開而剝離該絕緣塑料層。