曲面自对位接合装置及其方法与流程

本发明涉及一种曲面接合技术。

背景技术：

随着时代的演变，触控屏幕逐渐取代产品上的按键，且因应车载系统及穿戴式系统等快速发展，为符合现代人追求时尚潮流的设计，曲面型触控屏幕的发展势在必行。由于曲面型触控屏幕的需求，面板设计时就须将触控面板上的保护玻璃及触控感测层等同样设计成曲面，在先前的”曲面压合”技术中，先设计出一个符合保护玻璃及触控感测层之曲率的脉冲式压头及治具，透过异方性导电胶(anisotropicconductivefilm,acf)将软性印刷电路板(flexibleprintedcircuit,fpc)与触控感测层直接在曲面内进行压合，以达到不需要延伸接合垫(bondingpad)即可将上、下电极进行接合导通，为制程及产品带来益处。

虽然透过上述的方法可为制程带来些微益处，然，acf在压合的过程中，上、下电极重叠区域至少要达到电极的2/3，且重叠区域至少要5个导电粒子形变20％～60％才能达到良好的导通率，此种平对曲的压合由于压合过程中焦距不同，可能会产生偏移，即便在制作fpc时已将前端微曲，但可能会对不准，且双轴曲压头制作不易，若制作时稍有偏差可能导致压合时压力分布不均，甚至导致acf中导电粒子形变程度不一造成导电率不良的情形。因此，为解决上述习用之问题与缺失，本发明提出一种曲面自对位接合技术，可解决目前因对不准导致上、下电极无法获得良好接触的情形。

技术实现要素：

综合上述，本领域具通常知识者应理解到，若未来使用者对曲面型显示器或曲面型触控面板的要求更高，例如：双轴曲、多轴曲或是其他更复杂的曲面组合，现今的acf压合将会越来越面临挑战，甚至可能不适用，故本发明之发明人有鉴于解决acf压合时的缺失或不足，经由多方评估及考虑，并以从事于此行业累积之多年经验，设计出此种发明专利者。

本发明提供一种曲面自对位接合装置，包括：一触控感测层，其具有复数下电极；一软性印刷电路板，与该触控感测层互相对应设置，其具有复数上电极面对于该触控感测层的该复数下电极；一自聚型树脂，包含复数金属合金粒子球及一热固性高分子胶，均匀设置于该触控感测层与该软性印刷电路板之间；当朝该软性印刷电路板的该上电极正上方下压时，透过加热方式使得该自聚型树脂温度上升，当该自聚型树脂温度上升时，致使该金属合金粒子球熔融，熔融的该金属合金粒子球朝该上电极与该下电极之间聚集，俾使该上电极与该下电极对齐并导通，该热固性高分子胶随着温度的上升进一步固化，完成该上电极与该下电极的接合。

本发明提供一种曲面自对位接合方法，其包含以下步骤：s1：提供触控感测层，设置于保护盖板上，且触控感测层边缘处具有下电极；s2：提供盖板，位于触控感测层的正上方处，且下电极面对于盖板；s3：提供软性印刷电路板，位于盖板与触控感测层的下电极之间，并具有上电极面对于触控感测层边缘处的下电极；s4：提供自聚型树脂，包含金属合金粒子球及热固性高分子胶，均匀涂布于上电极与下电极之间；s5：使盖板朝软性印刷电路板的上电极正上方处下压，当盖板朝软性印刷电路板的上电极正上方下压时，透过加热方式使得自聚型树脂温度上升；s6：当自聚型树脂温度上升时，致使金属合金粒子球熔融，熔融的金属合金粒子球朝上电极与下电极之间聚集，俾使上电极与下电极对齐并导通，热固性高分子胶随着温度的上升进一步固化，完成上电极与下电极的接合。

较佳地，其中金属合金粒子球包含锡铋合金等，于熔融态时具有自聚性质的金属合金。

较佳地，热固性高分子胶包含为聚丙烯酸树脂胶、氨基树脂胶、呋喃树脂胶、酚醛树脂胶、不饱和聚酯胶、硅氧树脂胶、聚氨酯胶、间苯二酚-甲醛树脂胶、聚酰亚胺胶、三聚胺甲硅树脂胶、二甲苯-甲醛树脂胶、脲醛树脂胶、硅酮塑料、聚邻-苯二甲酸二丙烯酯胶、环氧树脂胶中任一种或其组合。

较佳地，触控感测层及软性印刷电路板可为相对应的挠式曲面或平面。

较佳地，触控感测层及软性印刷电路板可为不完全相对的一挠式曲面或平面。

较佳地，挠式曲面包含多曲率表面或单曲率表面。

较佳地，盖板包含盖板表面，其中盖板表面包含与触控感测层及软性印刷电路板具有相同曲率结构的表面。

其中，当盖板朝软性印刷电路板的上电极正上方下压时，透过导热使得自聚型树脂温度上升，致使金属合金粒子球熔融，熔融的金属合金粒子球朝上电极与下电极之间聚集，俾使上电极与下电极对齐并导通，且热固性高分子胶随着温度的上升进一步固化，完成该上电极与该下电极的接合。

附图说明

图1，为本发明曲面自对位接合装置的实施示意图。

图2，为曲面触碰面板分层示意图。

图3，为本发明曲面接合方法的步骤流程图。

图4，为实现本发明实施例的接合治具示意图。

图5a至图5b，为本发明曲面接合方法之下压示意图。

图6，为本发明实施例锡铋合金粒子球的二元金相图。

图7a，为本发明平面接合后电极接合面的光学显微镜(opticalmicroscope,om)俯视图。

图7b，为本发明平面接合后电极接合面的扫描电子显微镜(scanningelectronmicroscope,sem)拍摄的电极剖面图。

图7c，为本发明曲面接合后电极接合面的光学显微镜(opticalmicroscope,om)俯视图

图7d，为本发明曲面接合后电极接合面的扫描电子显微镜(scanningelectronmicroscope,sem)拍摄的电极剖面图。

附图标记：

10：触控感测层11：下电极

12：保护层13：装饰层

20：软性印刷电路板21：上电极

30：盖板40：放置平面

50：自聚型树脂51：金属合金粒子球

52：热固性高分子胶s1-s6：步骤

具体实施方式

为达成上述目的及功效，本发明所采用之技术手段及构造，兹绘图就本发明较佳实施例详加说明其特征与功能，可夸大涂层和范围的尺寸，俾利完全了解，但应理解的是，该等内容不构成本发明的限定。

参考图1，为本发明曲面自对位接合装置的实施示意图。一种曲面自对位接合装置，包括：一触控感测层10、一软性印刷电路板20以及一自聚型树脂50。

该触控感测层10其具有复数下电极11。

该软性印刷电路板20与该触控感测层10互相对应设置，其具有复数上电极21面对于该触控感测层10的该复数下电极11。

该自聚型树脂50包含复数金属合金粒子球51及一热固性高分子胶52，均匀设置于该触控感测层10与该软性印刷电路板20之间。

当朝该软性印刷电路板20的该上电极21正上方下压时，透过加热方式使得该自聚型树脂50温度上升，当该自聚型树脂50温度上升时，致使该金属合金粒子球51熔融，熔融的该金属合金粒子球51朝该上电极21与该下电极11之间聚集，俾使该上电极21与该下电极11对齐并导通，该热固性高分子胶52随着温度的上升进一步固化，完成该上电极21与该下电极11的接合。

请同时参考图1以及图2，图2为曲面触碰面板分层示意图，由图中可知曲面触碰面板可包含保护层12及触控感测层10，并具有装饰层13介于保护层12与触碰感测层10之间，其中触碰感测层10边缘处具有下电极11，用以接合软性印刷电路板20的上电极21。

参考图3，为根据本发明曲面接合方法的步骤流程图。首先步骤s1：供触控感测层，设置于保护层12上，且触控感测层10边缘处具有下电极11；接着步骤s2：提供盖板30，位于触控感测层10的正上方处，且下电极11面对于盖板30；接着步骤s3：提供软性印刷电路板20，位于盖板30与触控感测层10的下电极11之间，并具有上电极21面对于触控感测层10边缘处的下电极；接着步骤s4：提供自聚型树脂50(self-assemblypaste,sap)，包含金属合金粒子球51及热固性高分子胶52，均匀涂布于上电极21与下电极11之间；接着步骤s5：使盖板朝软性印刷电路板20的上电极21正上方处下压，当盖板30朝软性印刷电路板20的上电极21正上方下压时，透过加热方式使得自聚型树脂50温度上升；最后步骤s6：当自聚型树脂50温度上升时，致使金属合金粒子球51熔融，熔融的金属合金粒子球51朝上电极21与下电极11之间聚集，俾使上电极21与下电极11对齐并导通，热固性高分子胶52随着温度的上升进一步固化，完成上电极与下电极的接合。

综合上述步骤，下文将根据上述步骤进行详细说明。

接着参考图4，为实现本发明实施例的接合治具示意图，接合治具具有放置平面40用以放置曲面触碰面板，以及具有盖板30，将曲面触碰面板放置于放置平面40上，并将触控感测层10的下电极11面向盖板30，接着将具有上电极21的软性印刷电路板20放置于盖板30与触控感测层10之间，并将软性印刷电路板20的上电极21面对于触控感测层10的下电极11，其中上电极与下电极包含金、银、铜、锡等其中任一种或包含上述材料之合金，接着提供与积水化学合作开发的自聚型树脂50均匀涂布于下电极11与上电极21之间，最后使盖板30下压，致使软性印刷电路板20的上电极21下压至触控感测层10的下电极11，本领域具通常知识者应理解到，此接合治具仅为详细说明本发明之精神与范畴，不为本发明之限定。

参考图5a至图5b，为本发明曲面接合方法之下压示意图，由图可知，自聚型树脂50可包含金属合金粒子球51及热固性高分子胶52，其中金属合金粒子球51均匀分布于热固性高分子胶52中，金属合金粒子球51可包含锡铋合金粒子球等在熔融态时具有自聚性能力的合金金属，且热固性高分子胶52可包含聚丙烯酸树脂胶、氨基树脂胶、呋喃树脂胶、酚醛树脂胶、不饱和聚酯胶、硅氧树脂胶、聚氨酯胶、间苯二酚-甲醛树脂胶、聚酰亚胺胶、三聚胺甲硅树脂胶、二甲苯-甲醛树脂胶、脲醛树脂胶、硅酮塑料、聚邻-苯二甲酸二丙烯酯胶、环氧树脂胶等相关的热固性材料。当盖板30下压时，透过一种加热方式使得该自聚型树脂50温度上升，其中加热方式可包含导热方式、激光加热或回焊炉等，任一能使自聚型树脂50温度上升的加热方式，本发明目前已导热方式作为实施例，以详细说明本发明之精神与范畴。

同时参考图6，为本发明实施例锡铋合金粒子球51的二元金相图，其中图中，左侧虚线部分锡液相线、右侧虚线部分为铋液相线、实线部分为锡铋合金的二元金相线，图中a区域表锡铋共相区，图中b区域表富锡固溶体区，由图可知当锡的重量百分比浓度为100％时，其熔点为231.9℃，而铋的重量百分比浓度为100％时，其熔点为271.4℃。随着铋在锡中重量百分比浓度越来越高时，锡的熔点越来越低，反之锡在铋中重量百分比浓度越来越高时，铋的熔点越来越低，当铋含量重量百分比为57％时，锡与铋的熔点在139℃处交叉，，且锡铋合金进入锡铋共相态。因此可知此锡铋合金粒子球51，锡与铋重量百分比浓度分别为43％与57％时，当加热到139℃时锡铋合金粒子球51形成共晶结构，许多合金也有类似性质。

接着参考图7a与图7b，为本发明平面接合后电极接合面的om(opticalmicroscope)俯视图及sem(scanningelectronmicroscope,sem)剖面图，由图中可知sap50(self-assemblypaste)加热压合前已均匀涂布于上电极21与下电极11(两电极于图式中重叠)之间，接着随着将sap50的温度上升至139℃时，参考图7c与图7d，为本发明曲面接合后电极接合面的sem拍摄的平面图及电极剖面图，由图7c可看出sap50中的锡铋合金粒子球51朝上电极21与下电极11之间聚集，由图7d更能看出锡铋合金粒子球51不只聚集于上电极21与下电极11之间，亦能使上电极21与下电极11之间上下对齐并使之接合，最后透过sap50中的热固性高分子胶52固化完善接合，进而完成曲面的自对位接合。

由上所述之方式，由于压合过程中，因透过加热方式致使sap50温度上升至139℃，故sap50内的锡铋合金粒子球51呈现熔融态，习知的acf接合方式，若遇到上面挠度不相同或是电极没有准确对位，将不容易将acf内的导电粒子压破变形致使上下电极导通，故本发明提出的一种曲面自对位接合方法较能比acf更能适应多种挠度的曲面接合。

透过上述之详细说明，即可充分显示本发明之目的及功效，以上所述仅为清楚说明本发明的精神与范畴，并非限制本发明，因此本领域具通常知识者应理解的是凡运用到本发明说明书及图示内容所做出等同替换和显而易见的变化，均包含在本发明的保护范围内。