薄膜开关装置及键盘装置的制作方法

本发明涉及一种开关装置，特别是指一种薄膜开关装置及键盘装置。

背景技术：

薄膜开关由于体积小、厚度薄及重量轻，因此近年来被广泛应用于各式电子产品(例如键盘)，以因应现今轻薄化的发展趋势。一般来说，薄膜开关大多会经由柔性电路板(flexibleprintedcircuit,fpc)连接电子产品的系统电路板，以彼此传递信号。

如图1所示，为现有薄膜开关的剖面示意图。现有薄膜开关1p包括有上薄膜10p、下薄膜11p、中隔层12p及柔性电路板13p，中隔层12p夹设于上薄膜10p与下薄膜11p之间。上薄膜10p的下表面印刷有金属线路101p，下薄膜11p的上表面印刷有金属线路111p。柔性电路板13p一端由薄膜开关1p的一侧插入上薄膜10p的金属线路101p与下薄膜11p的金属线路111p之间，柔性电路板13p插入的一端具有上线路131p、上覆盖层132p、下线路134p、及下覆盖层135p，其中上覆盖层132p覆盖上线路131p的局部区域，而上线路131p露出上覆盖层132p的上连接端133p用以跟金属线路101p电性连接，下覆盖层135p覆盖下线路134p的局部区域，而下线路134p露出下覆盖层135p的下连接端136p用以跟金属线路111p电性连接。

然而，由于现有薄膜开关1p的金属线路101p与上覆盖层132p部分重叠而与上连接端133p之间产生断差，金属线路111p与下覆盖层135p部分重叠而与下连接端136p之间产生断差，导致金属线路101p、111p容易受到因上覆盖层132p与下覆盖层135p所产生的应力，而分别与上连接端133p与下连接端136p分离并产生间隙(airgap)，造成电性接触不良而发生失去信号或送出错误信号的情形。

技术实现要素：

鉴于上述，于一实施例中，提供一种薄膜开关装置，包括第一薄膜层、第二薄膜层、间隔层及挠性线路板。第一薄膜层包括第一表面、第一侧缘与多个第一导电线，第一表面具有第一出线区，第一出线区具有第一无线路区及第一线路区，这些第一导电线设置于第一表面上并延伸至第一线路区以形成多个第一接触垫。第二薄膜层包括第二表面、第二侧缘与多个第二导电线，第二表面具有第二出线区，第二出线区具有第二无线路区及第二线路区，这些第二导电线设置于第二表面上并延伸至第二线路区以形成多个第二接触垫。间隔层夹设于第一薄膜层与第二薄膜层之间。挠性线路板包括接线端、多个第一电连接线、多个第二电连接线、第一保护层、第二保护层、及相对的第一连接面与第二连接面，这些第一电连接线设置于第一连接面上并延伸至接线端以形成多个第一衔接端子，第一保护层覆盖这些第一电连接线并显露出多个第一衔接端子，这些第二电连接线设置于第二连接面上并延伸至接线端以形成多个第二衔接端子，第二保护层覆盖这些第二电连接线并显露出多个第二衔接端子。其中挠性线路板之接线端夹设于第一薄膜层之第一出线区与第二薄膜层之第二出线区之间，多个第一衔接端子对应电性连接至多个第一接触垫，多个第二衔接端子对应电性连接至多个第二接触垫。其中第一保护层与多个第一接触垫彼此不重叠，第二保护层与多个第二接触垫彼此不重叠。

于一实施例中，提供一种薄膜开关装置，包括薄膜层及挠性线路板。薄膜层包括表面、侧缘与多个导电线。表面具有出线区，出线区具有无线路区及线路区，这些导电线设置于表面上并延伸至线路区以形成多个接触垫。挠性线路板包括接线端、多个电连接线、保护层及连接面，这些电连接线设置于连接面上并延伸至接线端以形成多个衔接端子，保护层覆盖多条电连接线并显露出多个衔接端子。其中，挠性线路板的接线端连接于出线区，多个衔接端子对应电性连接至多个接触垫，且保护层与多个接触垫彼此不重叠。

于一实施例中，提供一种键盘装置包括上述任一实施例的薄膜开关装置与多个按键，多个按键排列设置于薄膜开关装置上。

综上，本发明实施例的薄膜开关装置，通过挠性线路板的保护层与线路区的接触垫彼此不重叠，使接触垫不会受到保护层的应力影响而与衔接端子分离而产生间隙，达到接触垫与衔接端子能保持稳定电性接触连接且进一步减少薄膜开关装置整体的厚度。

附图说明

图1是现有薄膜开关的局部剖面示意图。

图2是本发明键盘装置一实施例的局部立体图。

图3是本发明键盘装置一实施例的局部剖视图。

图4是本发明薄膜开关装置第一实施例的局部分解立体图。

图5是本发明薄膜开关装置第一实施例的局部剖面示意图。

图6是本发明薄膜开关装置第二实施例的局部剖面示意图。

图7是本发明薄膜开关装置第三实施例的局部剖面示意图。

图8是本发明薄膜开关装置第四实施例的局部剖面示意图。

图9是本发明挠性线路板一实施例的局部平面示意图。

符号说明：

1p薄膜开关

10p上薄膜

101p金属线路

11p下薄膜

111p金属线路

12p中隔层

13p柔性电路板

131p上线路

132p上覆盖层

133p上连接端

134p下线路

135p下覆盖层

136p下连接端

1键盘装置

2、2a～2c薄膜开关装置

3按键

4底板

5固定件

10第一薄膜层

11第一表面

12第一出线区

121第一无线路区

122第一线路区

13第一侧缘

14第一导电线

141第一接触垫

20第二薄膜层

21第二表面

22第二出线区

221第二无线路区

222第二线路区

23第二侧缘

24第二导电线

241第二接触垫

30间隔层

31逃孔

40挠性线路板

41接线端

411覆盖区

412外露区

42第一电连接线

421第一衔接端子

43第二电连接线

431第二衔接端子

44第一连接面

45第一保护层

46第二连接面

47第二保护层

48挠性基板

s公差间距

w1、w2宽度

具体实施方式

图2为本发明键盘装置一实施例的局部立体图，图3为本发明键盘装置一实施例的局部剖视图，图4为本发明薄膜开关装置第一实施例的局部分解立体图，图5为本发明薄膜开关装置第一实施例的局部剖面示意图。如图2与图3所示，本实施例的键盘装置1为计算机键盘，键盘装置1包括薄膜开关装置2、多个按键3与底板4，薄膜开关装置2设置于底板4上，多个按键3可按压地排列设置于薄膜开关装置2上。举例来说，各按键3与薄膜开关装置2之间可设有复位件(图未表示)，例如复位件可为弹性体或弹片，当按键3受压时可朝薄膜开关装置2下降位移而触发产生信号并且压缩复位件以蓄积弹力，当按键3释放时，可通过复位件蓄积的弹力使按键3上升回复至未受压的位置。在其他实施例中，键盘装置1也可为其他电子产品的按键组，此并不局限。

如图4与图5所示，薄膜开关装置2包括第一薄膜层10、第二薄膜层20、间隔层30及挠性线路板40(flexibleprintedcircuit,fpc)。在本实施例中，第一薄膜层10是位于顶层，第二薄膜层20则是位于底层，间隔层30夹设在第一薄膜层10与第二薄膜层20之间，例如间隔层30可通过黏胶黏着于第一薄膜层10与第二薄膜层20之间。然而，在一些实施例中，薄膜开关装置2的第一薄膜层10与第二薄膜层20的上、下配置关系可依实际需求作改变。如图1与图2所示，以薄膜开关装置2应用于键盘装置1为例，第一薄膜层10可靠近键盘装置1的按键3，而第二薄膜层20则是相对靠近键盘的底板4。或者，在一些实施例中，第一薄膜层10可靠近键盘装置1的底板4，而第二薄膜层20则是相对靠近键盘装置1的按键3，此并不局限。在一些实施例中，上述第一薄膜层10、第二薄膜层20及间隔层30可为聚酰亚胺(polyimide)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate)、或聚碳酸酯(polycarbonate)等材质所制成的薄膜。

请参阅图4与图5所示，第一薄膜层10具有第一表面11及第一侧缘13并设有多个第一导电线14。在本实施例中，第一表面11为第一薄膜层10的下表面(若第一薄膜层10为底层时，则第一表面11则为第一薄膜层10的上表面)。此外，第一表面11具有第一出线区12，其中第一出线区12为第一表面11的局部表面区域，且第一出线区12具有第一无线路区121及第一线路区122，第一无线路区121邻接第一侧缘13，第一线路区122比第一无线路区121远离第一侧缘13。换言之，第一出线区12更进一步区分成两块区域(第一无线路区121及第一线路区122)，第一无线路区121相较于第一线路区122靠近第一侧缘13。

如图4与图5所示，多条第一导电线14设置于第一表面11上。举例来说，多条第一导电线14可为金属线路，并可通过印刷或蚀刻的方式形成于第一表面11上，其中各第一导电线14可为铜线路、银浆线路或其他金属线路。但各第一导电线14不以金属材料为限，只要是具有导电性的物质皆可用以作为第一导电线14的材料。此外，多条第一导电线14的一端还延伸至第一线路区122以形成多个第一接触垫141，也就是说，各第一导电线14不延伸至第一出线区12的第一无线路区121，构成第一无线路区121表面无任何线路配置。在一些实施例中，第一接触垫141可为第一导电线14末端的局部线路、或者第一接触垫141也可为另外设置的导电垫，举例来说，第一导电线14可为铜线路，第一接触垫141为印刷于第一线路区122之银浆导电垫并连接于第一导电线14端部，其中第一接触垫141的电导率(electricconductivity)可大于第一导电线14的电导率，以加强导电效果。

如图4与图5所示，第二薄膜层20具有第二表面21及第二侧缘23并设有多个第二导电线24。其中第二表面21面向第一薄膜层10的第一表面11，第二侧缘23与第一薄膜层10的第一侧缘13皆位于薄膜开关装置2的同一侧。此外，第二表面21具有对应于第一出线区12的第二出线区22，其中第二出线区22为第二表面21的局部表面区域，且第二出线区22具有第二无线路区221及第二线路区222，第二无线路区221邻接第二侧缘23，第二线路区222比第二无线路区221远离第二侧缘23。换言之，第二出线区22同样也分成两块区域(第二无线路区221及第二线路区222)，第二无线路区221相较于第二线路区222靠近第二侧缘23，且第二无线路区221对应于第一无线路区121，第二线路区222对应于第一线路区122。

如图4与图5所示，多条第二导电线24设置于第二表面21上。举例来说，多条第二导电线24可为金属线路，并可通过印刷或蚀刻的方式形成于第二表面21。此外，多条第二导电线24的一端还延伸至第二出线区22的第二线路区222以形成多个第二接触垫241，也就是说，各第二导电线24不延伸至第二出线区22的第二无线路区221，构成第二无线路区221表面无任何线路配置。在一些实施例中，第二接触垫241可为第二导电线24的局部线路、或者第二接触垫241也可为另外设置的导电垫，举例来说，第二导电线24可为铜线路，第二接触垫241为印刷于第二线路区222之银浆导电垫并连接于第二导电线24端部，其中第二接触垫241的电导率可大于第二导电线24的电导率以加强导电效果。

如图4与图5所示，第一薄膜层10与第二薄膜层20之间的间隔层30的涵盖范围不延伸至第一出线区12与第二出线区22之间。例如在本实施例中，间隔层30可设有逃孔31，且逃孔31对应于第一出线区12与第二出线区22，使第一出线区12与第二出线区22之间不受间隔层30阻隔以供挠性线路板40对应插入连接，以接收外部信号或对外传输信号。举例来说，如图1与图2所示，挠性线路板40可用以插组连接计算机主板的连接器(图未表示)，使按键3按压时能够产生对应的信号。

如图4与图5所示，挠性线路板40包括接线端41、多个第一电连接线42、多个第二电连接线43、及相对的第一连接面44与第二连接面46。其中接线端41为挠性线路板40的其中一端，且接线端41插入并夹设于第一薄膜层10的第一出线区12与第二薄膜层20的第二出线区22之间。此外，接线端41区分成覆盖区411与外露区412，也就是说，接线端41区分成两块区域(覆盖区411与外露区412)，其中外露区412相较于覆盖区411靠近挠性线路板40的端部边缘。

如图4与图5所示，在本实施例中，挠性线路板40具有软性基板48，挠性基板48可为聚酰亚胺(polyimide)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethyleneterephthalate)、或聚碳酸酯(polycarbonate)等材质所制成的薄膜而具有可挠折性，第一连接面44与第二连接面46为软性基板48的相对两个表面。多条第一电连接线42设置于第一连接面44上并延伸至接线端41以形成多个第一衔接端子421，多条第二电连接线43设置于第二连接面46上并延伸至接线端41以形成多个第二衔接端子431，其中第一电连接线42与第二电连接线43可为金属线路，并可通过印刷或蚀刻的方式形成。第一衔接端子421可为第一电连接线42末端的局部线路或另外设置的导电垫。第二衔接端子431同样也可为第二电连接线43末端的局部线路或另外设置的导电垫。

如图4与图5所示，挠性线路板40的第一连接面44上还设有第一保护层45，其中第一保护层45可为塑料材质所制成的可挠性薄膜。第一保护层45覆盖多条第一电连接线42并仅延伸至覆盖区411而显露出外露区412及多个第一衔接端子421(也就是说多个第一衔接端子421未受第一保护层45覆盖)，并使露出第一薄膜层10与第二薄膜层20外部的局部第一电连接线42能够受到第一保护层45的保护以避免暴露于空气中而发生氧化或硫化的情形。挠性线路板40的第二连接面46也设有第二保护层47，其中第二保护层47可为塑料材质所制成的可挠性薄膜。第二保护层47覆盖多条第二电连接线43并仅延伸至覆盖区411而显露出外露区412及多个第二衔接端子431(也就是说多个第二衔接端子431未受第二保护层47覆盖)，并使露出第一薄膜层10与第二薄膜层20外部的局部第二电连接线43能够受到第二保护层47的保护以避免暴露于空气中而发生氧化或硫化的情形。

如图4与图5所示，接线端41的外露区412的多个第一衔接端子421对应电性连接至第一线路区122的多个第一接触垫141，且覆盖区411的第一保护层45与第一线路区122的多个第一接触垫141彼此不重叠。接线端41的外露区412的多个第二衔接端子431对应电性连接至第二线路区22的多个第二接触垫241，且覆盖区411的第二保护层47与第二线路区22的多个第二接触垫241彼此不重叠。详言之，如图5所示，第一薄膜层10的第一无线路区121叠接于接线端41之覆盖区411的第一保护层45上，第一薄膜层10的第一线路区122的各第一接触垫141是叠接于接线端41的外露区412的各第一衔接端子421上而达成电性接触，构成第一保护层45与多个第一接触垫141位于同一高度位置，且第一保护层45与多个第一接触垫141彼此端部呈对接型态(意即第一保护层45的端部与多个第一接触垫141的端部彼此对应)而互不重叠。同样地，第二薄膜层20的第二无线路区221叠接于接线端41的覆盖区411的第二保护层47上，第二薄膜层20的第二线路区222的各第二接触垫241是叠接于接线端41的外露区412的各第二衔接端子431上而达成电性接触，构成第二保护层47与多个第二接触垫241位于同一高度位置，且第二保护层47与第二薄膜层20的多个第二接触垫241彼此端部呈对接型态(意即第二保护层47的端部与多个第二接触垫241的端部彼此对应)而互不重叠。

由此，请对照图1与图5所示，本发明实施例的薄膜开关装置1相较于现有薄膜开关1p来说，第一薄膜层10的第一接触垫141与第二薄膜层20的第二接触垫241不会受到因第一保护层45与第二保护层47所产生的应力影响而与外露区412的第一衔接端子421与第二衔接端子431分离而产生间隙(airgap)。使第一接触垫141与第二接触垫241能分别与第一衔接端子421与第二衔接端子431保持稳定电性接触连接且进一步减少薄膜开关装置1整体的厚度。

如图4所示，在一实施例中，第一衔接端子421与第二衔接端子431的宽度可大于第一接触垫141与第二接触垫241的宽度，使第一接触垫141与第二接触垫241在分别叠接于第一衔接端子421与第二衔接端子431的过程中，能够容许有些微的偏移误差。请对照图9所示，在一实施例中，上述第一衔接端子421的宽度w1可指第一衔接端子421的相对两个长边的间距，第二衔接端子431的宽度w2可指第二衔接端子431的相对两个长边的间距。第一接触垫141的宽度可指第一接触垫141相对两个长边的间距，第二接触垫241的宽度可指第二接触垫241相对两个长边的间距，此图面省略表示。

如图2、图3及图5所示，在一实施例中，挠性线路板40的接线端41插入第一薄膜层10与第二薄膜层20之间并电性连接于多条第一导电线14与多条第二导电线24后，挠性线路板40可弯折叠合于底板4的下方并通过固定件5将第一薄膜层10、接线端41、第二薄膜层20、底板4及叠置于底板4的下方的挠性线路板40局部区域彼此紧密固定(例如通过夹固或锁固等方式)，使第一接触垫141与第二接触垫241能分别与第一衔接端子421与第二衔接端子431紧密电性接触。

再如图5所示，在一实施例中，薄膜开关装置2的第一保护层45的端部与多个第一接触垫141的端部之间、以及第二保护层47与多个第二接触垫241的端部之间可彼此保持一公差间距s。由此，可达到避免薄膜开关装置2之各组件(第一薄膜层10、第二薄膜层20、间隔层30及挠性线路板40)的制造公差，而导致第一保护层45与多个第一接触垫141之间以及第二保护层47与多个第二接触垫241之间发生重叠的情形，但此并不局限。在另一实施例中，如图6所示，薄膜开关装置2a的第一保护层45的端部与多个第一接触垫141的端部之间、以及第二保护层47的端部与多个第二接触垫241的端部之间也可彼此接合。

再如图6所示，本实施例的薄膜开关装置2a的挠性线路板40的覆盖区411的面积小于外露区412的面积，在此，覆盖区411为接线端41介于第一侧缘13至第一保护层45边缘之间的区域，外露区412为接线端41介于第一保护层45边缘至挠性基板48边缘之间的区域。或者，覆盖区411为接线端41介于第二侧缘23至第二保护层47边缘之间的区域，外露区412为接线端41介于第二保护层47边缘至挠性基板48边缘之间的区域。由此，可使外露区412上所设置的第一衔接端子421与第二衔接端子431露出的长度增加而提高电性接触面积，从而达到更良好的电性连接效果。

在一些实施例中，薄膜开关装置2可仅在第一薄膜层10或第二薄膜层20设置线路。如图7所示，本实施例的薄膜开关装置2b是仅在第一薄膜层10的第一表面11设置多条第一导电线14，第二薄膜层20的第二表面21则未设置线路。挠性线路板40则对应仅在第一连接面44上设置第一保护层45、多条第一电连接线42及多个第一衔接端子421。或者，如图8所示，本实施例之薄膜开关装置2c是仅在第二薄膜层20的第二表面21设置多条第二导电线24，第一薄膜层10的第一表面11则未设置线路。挠性线路板40则对应仅在第二连接面46上设置第二保护层47、多条第二电连接线43及多个第二衔接端子431。

如图5与图9所示，在一实施例中，挠性线路板40的第一连接面44上的多个第一衔接端子421与多个第二连接面46上的第二衔接端子431可彼此交错设置，可达到降低第一薄膜层10、第二薄膜层20及挠性线路板40彼此叠接后的厚度而利于薄膜开关装置2薄型化。

虽然本发明的技术内容已经以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所作些许的更动与润饰，皆应涵盖于本发明的范围内，因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。