表面黏着式力量感测模块的制作方法

本发明涉及一种力量感测模块，特别是一种适合设置于电路板表面的表面黏着式力量感测模块。

背景技术：

图1A显示一传统力量感测模块111，包括力量感测单元11、软性电路板13、电路12以及电极14。软性电路板13具有电路12，电路12的第一端电性耦合于力量感测单元11；一组电极14电性耦合于电路12的第二端。

图1B显示力量感测模块111电性耦合于连接单元15的电路板152。一组电极14以焊接方式电性耦合至电路板152上之金属，使力量感测模块111的讯号得以传递至电路系统，提供力量侦测之用。

传统力量感测模块111需要透过软性电路板13将讯号传递至电路控制系统(图中未标示)；然而，此软性电路板13不仅需要较大的构装空间，并容易受到外界冲击而损坏。然而，对于外型具备轻薄短小特征的手机等行动装置，其产品内部的空间有限，前述传统力量感测模块不适合应用于手机等行动装置。因此，开发较轻薄的微型力量感测模块，可以满足手机等小型装置的需求。

技术实现要素：

针对现有技术的上述不足，根据本发明的实施例，希望提供一种可以满足手机等小型装置需求，轻薄，适合设置于电路板表面的表面黏着式力量感测模块。

根据实施例，本发明提供的一种表面黏着式力量感测模块，包括上内电极、下内电极、压感材料层、上导电金属垫和下导电金属垫，上内电极设置于上基材之下表面；下内电极设置于下基材之上表面；压感材料层设置于上内电极与下内电极之间；上导电金属垫设置于上基材之上表面，电性耦合于上内电极；下导电金属垫设置于下基材之下表面，电性耦合于下内电极。

根据实施例，本发明提供的另一种表面黏着式力量感测模块，包括上压感材料层、下左内电极、下右内电极、下左导电金属垫和下右导电金属垫，上压感材料层设置于上基材之下表面；下左内电极设置于下基材之上表面左边；下右内电极设置于下基材之上表面右边；下左导电金属垫设置于下基材之下表面左边，电性耦合于下左电极；下右导电金属垫设置于下基材之下表面右边，电性耦合于下右电极。

根据实施例，本发明提供的再一种表面黏着式力量感测模块，包括上内电极、下左内电极、下右内电极、下左导电金属垫和下右导电金属垫，上内电极设置于上基材之下表面；下左内电极设置于下基材之上表面左边；下右内电极设置余下基材之上表面右边；下左导电金属垫设置于下基材之下表面左边，电性耦合于下左内电极；下右导电金属垫设置于下基材之下表面右处，电性耦合于下右电极。

根据实施例，本发明提供的又一种表面黏着式力量感测模块，包括软性电路基材、上内电极、下内电极、压感材料层、下左导电金属垫和下右导电金属垫，软性电路基材弯折形成上层基材与下层基材；上内电极设置于软性电路基材上层基材之下表面；下内电极设置于软性电路基材下层基材之上表面；压感材料层设置于上内电极与下内电极之间；下左导电金属垫设置于所述之下层基材之下表面左边，电性耦合于所述之下内电极；下右导电金属垫设置于所述之下层基材之下表面右边，电性耦合于上内电极。

根据实施例，本发明提供的另一种表面黏着式力量感测模块，包括上内电极、下内电极、压感材料层、侧面导电材料层、下左导电金属垫和下右导电金属垫，上内电极设置于上基材之下表面；下内电极设置于下基材之上表面；压感材料层设置于上内电极与下内电极之间；侧面导电材料层设置于基材之侧面；下左导电金属垫设置于下基材之下表面左处，电性耦合于下内电极；下右导电金属垫设置于下基材之下表面右处，透过侧面导电材料层电性耦合于上内电极。

根据实施例，本发明提供的另一种表面黏着式力量感测模块，包括第一电极、压感材料层、第二电极、第一导电金属垫和第二导电金属垫，第一电极、压感材料层与第二电极设置于上基材与下基材之间；第一导电金属垫设置于上基材的上表面，电性耦合于第一电极或第二电极中的一极；第二导电金属垫设置于下基材的下表面，电性耦合于第一电极与第二电极中的另一电极；当一力量施加于力量感测模块时，压感材料层产生对应的特性变化，第一导电金属垫与第二导电金属垫输出压感材料层的特性变化量。

本发明随后的第一实施例揭露了一种具有一个下导电金属垫的表面黏着式力量感测模块，下金属垫适合电性耦合于电路板；本发明随后的第二实施例、第三实施例、第四实施例以及第五实施例揭露了一种具有一组下导电金属垫的表面黏着式力量感测模块，下金属垫适合电性耦合于电路板。本发明表面黏着式力量感测模块通过下金属垫适合电性耦合于电路板，可以满足手机等小型装置轻薄的需求。

附图说明

图1A-1B为传统力量感测模块的结构示意图。

图2A-2B为本发明第一实施例的结构示意图。

图3为本发明第一实施例设置于电路板上的结构示意图。

图4为本发明第一实施例之第一修饰实施例的结构示意图。

图5为本发明第一实施例之第二修饰实施例的结构示意图。

图6为本发明第二实施例的结构示意图。

图7为本发明第二实施例设置于电路板上的结构示意图。

图8为本发明第二实施例之第一修饰实施例的结构示意图。

图9为本发明第三实施例的结构示意图。

图10为本发明第三实施例之第一修饰实施例的结构示意图。

图11为本发明第三实施例之第二修饰实施例的结构示意图。

图12为本发明第四实施例的结构示意图。

图13为本发明第四实施例之第一修饰实施例的结构示意图。

图14为本发明第四实施例之第二修饰实施例的结构示意图。

图15为本发明第五实施例的结构示意图。

图16为本发明第五实施例之第一修饰实施例的结构示意图。

图17为本发明第五实施例之第二修饰实施例的结构示意图。

其中：11为力量感测单元；12为电路连接单元；13为软性电路板；14为电极连接单元；15为电性耦合单元；23P为镀通孔；23S为侧面金属层；24S为侧面金属层；25为电路板；26为环形支撑单元；43P为镀通孔；101为力量感测模块；102为力量感测模块；103为力量感测模块；111为力量感测模块；151为金属垫；152为电路板；201为力量感测模块；202为力量感测模块；211为上基材；212为下基材；221为上压感材料层；222为下压感材料层；222L为下左压感材料层；222R为下右压感材料层；231为上内电极；231E为上导电金属垫；232为下内电极；232E为下导电金属垫；233为空间；234为绝缘材料层；236为上内电极；241为下左内电极；241E为下左导电金属垫；242为下右内电极；242E为下右导电金属垫；251为第一金属垫；252为第二金属垫；253为金属导线；301为力量感测模块；302为力量感测模块；303为力量感测模块；401为力量感测模块；402为力量感测模块；403为力量感测模块；411为软性电路基材；411B为下层基材；411T为上层基材；431为上内电极；431E为下右导电金属垫；432为下内电极；432E为下左导电金属垫；501为力量感测模块；502为力量感测模块；503为力量感测模块；511为上基材；511B侧面导电材料层；512为下基材；531为上内电极；531B为下右导电金属垫；531E为上导电金属垫；531P为侧面金属层。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修改同样落入本发明权利要求所限定的范围。

图2A-2B为本发明第一实施例。

参照图2，一力量感测模块101，包括：一上基材211，以及一下基材212。

一上内电极231，设置于上基材211之下表面；一上压感材料层221，设置于上内电极231之下表面；一上导电金属垫231E，系设置于上基材211之上表面，透过侧面金属层23S，电性耦合于上内电极231。

本发明采用之压感材料，细选自于下述材料族群中的一种：压电材料、压阻材料，以及压容材料。

一下内电极232，设置于下基材212之上表面；一下压感材料层222，设置于下内电极232之上表面；一下导电金属垫232E，系设置于下基材212之下表面，透过侧面金属层23S，电性耦合于下内电极232。

侧面金属层23S，可利用习知的传统制程做成，如：印刷电路板之镀通孔(plated through hole,PTH)制程或导电银胶涂布制程，制作得到。

一空间233，设置于上压感材料层221与下压感材料层222之间，维持力量感测模块101的导电路径在开路(open circuit)状态。另一实施例是不设置空间于上压感材料层221与下压感材料层222之间，当没有任何力量施加至压感材料层221、222时，上压感材料层221与下压感材料层222轻微接触，力量感测模块101的导电路径仍维持在开路(open circuit)状态。

参照图2B，一镀通孔(plated through hole,PTH)23P，应用于上内电极231与上导电金属垫231E之间的电性耦合。

图3为本发明第一实施例之应用例。

参照图3，力量感测模块101之应用例系将力量感测模块101设置于电路板25之上表面。第一金属垫251与第二金属垫252，设置于电路板25之上表面。力量感测模块101的下导电金属垫232E，电性耦合于电路板25的第二金属垫252。力量感测模块101的上导电金属垫231E，透过金属导线253，电性耦合于电路板25的第一金属垫251。力量感测模块101透过电路板25的电路电性耦合至控制系统(图中未标示)。

当使用者从上方施加一个下压力量于力量感测模块101之上表面时，力量感测模块101会产生一对应讯号，此讯号透过电路板25的电路传递至控制系统(图中未标示)，进行后续处理。

当力量感测模块101之上表面，系提供人体手指按压之应用时，可以设置绝缘材料层234于上导电金属垫231E之上表面，将力量感测模块101与人体手指之间的电性隔绝。

图4为本发明第一实施例之第一修饰实施例。

参照图4，力量感测模块102系第一实施例之修饰实施例；其中，移除图2A的下压感材料层222。图4的其余结构与操作原理，与图2A相同，故省略此部份之详细说明。

图5为本发明第一实施例之第二修饰实施例示意图。

参照图5，力量感测模块103系第一实施例之修饰实施例；其中，移除图2A的上压感材料层221。图5的其余结构与操作原理，与图2A相同，故省略此部份之详细说明。

图6为本发明第二实施例。

参照图6，力量感测模块201包括：上基材211、下基材212以及上压感材料层221。上压感材料层221设置于上基材211之下表面。

下左内电极241设置于下基材212之上表面左边。下左压感材料层222L设置于下左内电极241之上表面。下左导电金属垫241E设置于下基材212之下表面左边，透过侧面金属层24S，电性耦合于下左内电极241。

下右内电极242设置于下基材212之上表面右边。下右压感材料层222R设置于下右内电极242之上表面。下右导电金属垫242E设置于下基材212之下表面右边，透过侧面金属层24S，电性耦合于下右内电极242。

空间233设置于上压感材料层221与下压感材料层222L、222R之间，维持力量感测模块201的导电路径在开路(open circuit)状态。环形支撑单元26设置于上基材211与下基材212之间，维持空间233之设置。另一实施例是不设置空间，即是上压感材料层221与下压感材料层222L、222R轻微接触，力量感测模块201的导电路径仍维持在开路(open circuit)状态。

图7为本发明第二实施例设置于电路板上。

参照图7，力量感测模块201设置于电路板25之上表面。力量感测模块201的下左导电金属垫241E，电性耦合于电路板25的第一金属垫251。力量感测模块201的下右导电金属垫242E，电性耦合于电路板25的第二金属垫252。

当使用者从上方施加一个下压力量于力量感测模块201之上表面时，力量感测模块201会产生一对应讯号，此讯号透过电路板25的电路传递至控制系统(图中未标示)，进行后续处理。

图8为本发明第二实施例之第一修饰实施例。

参照图8，力量感测模块202系第二实施例之修饰实施例；其中，移除图7的下压感材料层222L、222R。图8的其余结构与操作原理，与图7相同，故省略此部份之详细说明。

图9为本发明第三实施例之示意图。

参照图9，力量感测模块301包括：上基材211，以及下基材212。

上内电极236设置于上基材211之下表面。压感材料层221设置于上内电极236之下表面。

下左内电极241设置于下基材212之上表面左边。下左压感材料层222L设置于下左内电极241之上表面。下左导电金属垫241E设置于下基材212之下表面左边，透过侧面金属层24S，电性耦合于下左内电极241。

下右内电极242设置于下基材212之上表面右边。下右压感材料层222R设置于下右内电极242之上表面。下右导电金属垫242E设置于下基材212之下表面右边，透过侧面金属层24S，电性耦合于下右内电极242。

空间233设置于上压感材料层221与下压感材料层222L、222R之间，维持力量感测模块301的导电路径在开路(open circuit)状态。环形支撑单元26设置于上基材211与下基材212之间，维持空间233之存在。另一实施例是不设置空间，即是上压感材料层221与下压感材料层222L、222R轻微接触，力量感测模块201的导电路径仍维持在开路(open circuit)状态。

图10为本发明第三实施例之第一修饰实施例。

参照图10，力量感测模块302系第三实施例之修饰实施例；其中，移除图9的下压感材料层222L、222R。图10的其余结构与操作原理，与图9相同，故省略此部份之详细说明。

图11为本发明第三实施例之第二修饰实施例。

参照图11，力量感测模块303系第三实施例之修饰实施例；其中，移除图9的上压感材料层221。图11的其余结构与操作原理，与图9相同，故省略此部份之详细说明。

图12为本发明第四实施例。

参照图12，力量感测模块401包括：软性电路基材411；其中，软性电路基材411，弯折形成上层基材411T与下层基材411B。

上内电极431设置于上层基材411T之下表面。上压感材料层221设置于上内电极431之下表面。一下右导电金属垫431E设置于下层基材411B之下表面右边，透过软性电路基材411，电性耦合于上内电极431。

下内电极432设置于下层基材411B之上表面。下压感材料层222设置于下内电极432之上表面。一下左导电金属垫432E设置于下层基材411B之下表面左边，透过镀通孔(plated through hole,PTH)43P，电性耦合于下内电极432。

空间233设置于上压感材料层221与下压感材料层222之间，维持力量感测模块401的导电路径在开路(open circuit)状态。环形支撑单元26设置于上基材211与下基材212之间，以维持空间233之存在。另一实施例是不设置空间，上压感材料层221与下压感材料层222轻微接触，力量感测模块401的导电路径仍维持在开路(open circuit)状态。

图13为本发明第四实施例之第一修饰实施例。

参照图13，力量感测模块402系第四实施例之修饰实施例；其中，移除图12的下压感材料层222。图13的其余结构与操作原理，与图12相同，故省略此部份之详细说明。

图14为本发明第四实施例之第二修饰实施例示意图。

参照图14，力量感测模块403系第四实施例之修饰实施例；其中，移除图12的上压感材料层221。图14的其余结构与操作原理，与图12相同，故省略此部份之详细说明。

图15为本发明第五实施例。

参照图15，力量感测模块501，包括：一上基材511，以及一下基材512。

上内电极531设置于上基材511之下表面。上导电金属垫531E设置于上基材511之上表面，系透过侧面金属层531P，自上内电极531向上延伸而成。一侧面导电材料层511B，其组成材料如：导电胶(conductive paste)、电镀金属(metal plating)或其他均等材料，设置于力量感测模块501之侧面，提供侧面金属层531P与下右导电金属垫531B之间的电性耦合。图15的其余结构与操作原理，与图12相同，故省略此部份之详细说明。

图16为本发明第五实施例之第一修饰实施例。

参照图16，力量感测模块502系第五实施例之修饰实施例；其中，移除图15的下压感材料层222。图16的其余结构与操作原理，与图15相同，故省略此部份之详细说明。

图17为本发明第五实施例之第二修饰实施例。

参照图17，力量感测模块503系第五实施例之修饰实施例；其中，移除图15的上压感材料层221。图17的其余结构与操作原理，与图15相同，故省略此部份之详细说明。