具有布置在衬底和柔性电路上的电极的电容传感器制造技术

本发明专利技术提供了一种具有布置在衬底和柔性电路上的电极的电容传感器。电容传感器可以包括柔性电路、面向柔性电路的衬底以及导电电极，导电电极被构造为传感施加到衬底上的输入。导电电极中的至少一个与衬底的表面相关联，电极中的至少一个与柔性电路的表面相关联。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及输入装置，更具体地涉及输入装置的电容传感器。
技术介绍
为了执行计算装置中的操作，存在各种类型的输入装置。输入装置的一些示例包括按钮、键盘、鼠标、轨迹球、触摸板、控制杆和触摸屏等。计算装置的一些示例包括个人计算机、媒体播放器、遥控器、个人数字助理(PDA)、手机等。通过输入装置执行的操作主要包括例如移动光标选择显示在计算装置的显示屏上的项目或者在音频文件列表中浏览以选择音频文件来播放。随着计算装置的发展，它们在提供增加的性能的同时趋向于减小尺寸。鉴于此，为这些计算装置设计输入装置会遇到独特的问题。例如， 一种通过物体触摸屏幕的触摸屏输入装置，其包括布置在导电范围内的电容电极阵列。随着便携计算装置尺寸的减小，可用于布置电极的空间通常减小。例如，随着电路组件被更紧密地封装到一起，通常需要利用电路板上的所有可用空间。因此，对于电极处于单一层中的传统布置，在该层的区域需要被用于其他的装置模块(诸如视频处理器或声卡)，或者该层与装置的其他组件(例如输入插座)实体地相干涉的情况下，可能是有问题的。因此，用于这些装置的输入装置的设计可能因节约有限的空间量而受到约束。
技术实现思路
本公开在一个实施例中涉及电容传感器。电容传感器可以包括柔性电路和衬底。该衬底可以面向柔性电路的表面并且由玻璃、塑料、陶瓷或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)材料等制成。在示例性实施例中，衬底具有小于100欧姆/平方面积(ohms/square)的表面电阻。电容传感器也包括至少 一个形成在衬底上的电极以及至少一个形成在柔性电路上的电极。所形成 的电极可以被涂、印刷或溅射到衬底上。在一个实施例中，柔性电路可以包括切口。切口可以包括从柔性电路 上切掉的区域、被其他电路模块所占据的区域或者以其他方式不能用于在 柔性电路上放置电极的区域。为了建造连续的电极布置，电极形成在与切 口的区域重叠的衬底上，以补充布置在柔性电路上的电极。根据另 一 个实施例，电极可以被布置为以第 一 线性布置 (arrangement)而布置的第一组电极和以第二线性布置而布置的第二组电 极。例如，电极可以被布置为行和列。每一行内的所有电极可以相互电连 接，每一列内的所有电极可以相互电连接。在衬底与柔性电路的切口相重 叠的区域中，可以布置至少一个电极，以与柔性电路的一个或多个电极排 列起来并电连接。根据实施例，柔性电路可以包括电极的阵列。每个电极可以独立地连 接到布置在衬底的下表面上的迹线，使得可以确认施加到任何一个电极的 输入。柔性电路可以包括切口。因此， 一组电极可以形成在切口上方的衬 底上，以连续的图案补充柔性电路的电极布置。根据另一个实施例，电极可以分类为以第一线性布置布置在柔性电路 上的第一组电极，以及以第二线性布置布置在柔性电路上的第二组电极。 例如，电极可以被布置为形成在柔性电路的表面上的行以及形成在衬底的 相对表面上的列，反之亦然。绝缘材料层可以形成在行和列之间。在本实 施例中，行电极和列电极形成类似于上述实施例的互电容。在另一个实施例中，电极的行和列可以都形成在柔性电路上。如上所 述，柔性电路的区域包括切口。因此，在本实施例中，相应的行和列以与 柔性电路上的行和列的布置相连续并且相互电连接的图案，形成在衬底的 与切口重叠的区域中。行和列可以被涂、印刷或溅射到衬底上，并且在其 之间可以包括绝缘材料的层。根据另一个方面，提供了一种包括如前述实施例中所述的电容传感器 的计算装置，该计算装置连接到传感单元，传感单元传感施加到传感器上的输入的位置。根据另一个方面，提供了一种制作电容传感器的方法。该方法在一个 实施例中可以包括形成至少一个与衬底的表面相关联的电极，形成至少 一个与柔性电路的表面相关联的电极，以及将所述衬底和所述柔性电路布 置为使得电极被定位在衬底与柔性电路之间。附图说明通过举例而非限制的方式示出了实施例，在附图中的图如下所述 图la-图lb描绘了具有双菱形电极图案的电容传感器的柔性电路的示 例性透视图。图2a描绘了包括切口的具有双菱形电极图案的柔性电路的表面的示例性透视图。图2b描绘了朝向图2a的柔性电路布置的衬底的下表面的示例性透视图。图2c描绘了图2a的柔性电路的下表面的示例性透视图。 图3a描绘了具有双菱形电极的包括切口的另一个示例性柔性电路的表 面的示例性透视图。图3b描绘了朝向图3a的柔性电路布置的衬底的下表面的示例性透视图。图3c描绘了图3a的柔性电路的下表面的示例性透视图。 图3d描绘了朝向图3a的柔性电路布置的另一个示例性衬底的下表面 的示例性透视图。图3e描绘了图3d的放大的部分的示例性透视图。图4a-4c描绘了包括具有切口的柔性电路的电容传感器的示例性截面图。图5描绘了朝向图3a的柔性电路布置的另一个示例性衬底的下表面的 示例性透视图。图6描绘了具有互电容图案的电容传感器的另一个示例性柔性电路的 表面的示例性透视图。9图7a描绘了具有包括切口的互电容图案的柔性电路的表面的示例性透 视图。图7b描绘了朝向图7a的柔性电路布置的衬底的下表面的示例性透视图。图8描绘了具有分别布置在柔性电路和衬底上的互电容图案的行和列 的电容传感器的示例性截面图。图9a-图％描绘了具有圆形电极图案的电容传感器的柔性电路的表面 的示例性透视图。图10a描绘了具有包括切口的圆形电极图案的柔性电路的表面的示例 性透视图。图10b描绘了朝向图10a的柔性电路布置的衬底的下表面的示例性透 视图。图11示出了根据一个方面的计算系统的简化示例性框图。图12描绘了根据实施例的用于制作电容传感器的示例性工艺流程图。具体实施例方式以下通过参照图la到图12讨论各种实施例。但是，本领域的技术人 员将会容易地认识到这里参照这些附图而给出的详细的描述是为了示例性 目的，因为实质性内容延伸到这些有限的实施例之外。图la描绘了根据示例性实施例的电容传感器的柔性电路100的透视 图。柔性电路100为一种用于安装电子装置的柔性电路或柔性电路板(诸 如柔性高性能塑料衬底)。柔性电路100的示例包括聚酰亚胺和聚醚醚酮 (PEEK)膜。可以使用用于刚性印刷电路板的相同成分制作柔性电路 100，使得板可以符合期望的形状或在使用中弯曲。柔性电路100可以包括布置在柔性电路100的第一表面上的行电极 112的若干行102以及列电极114的若干列104。导电电极112和114可以 被布置为双菱形图案，其中所有的行电极112在每个行102内电连接并且 所有的列电极114在每个列104内电连接。可以在竖向上通过位于两个中途的列电极114之间的区域116连接两 个相邻的行电极112。区域116分隔两个列电极114，但是包括导电材料 以电连接行电极112。在示例性实施例中，区域116可以非常小，例如 O.lmm宽。区域116可以被构造为使得它在电连接行电极112的同时，在 竖向电隔离列电极114。如图lb所示，由区域116所分隔的列电极114可 以通过布置在柔性电路100的第二表面上的电图案120电连接。电图案通 过穿透柔性电路100的过孔118连接到列电极。除了柔性电路100，电容传感器也可以包括面向柔性电路100布置的 衬底。衬底的第一表面构成电容传感器的传感表面。该衬底可以由诸如玻 璃、塑料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容传感器，包括：　柔性电路，　衬底，以及　多个导电电极，其被构造为传感与所述衬底相关联的输入，所述多个导电电极包括至少一个与所述衬底的表面相关联的电极以及至少一个与所述柔性电路的表面相关联的电极。

【技术特征摘要】
US 2008-9-25 12/237,6871.一种电容传感器，包括柔性电路，衬底，以及多个导电电极，其被构造为传感与所述衬底相关联的输入，所述多个导电电极包括至少一个与所述衬底的表面相关联的电极以及至少一个与所述柔性电路的表面相关联的电极。2. 根据权利要求1所述的电容传感器，其中，所述衬底包括玻璃、塑 料、陶瓷或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)材料中的至少一种。3. 根据权利要求1所述的电容传感器，其中，所述衬底包括具有小于 100欧姆/平方面积的表面电阻的材料。4. 根据权利要求2所述的电容传感器，其中，经由涂、印刷或溅射中 的至少一种而形成与所述衬底的表面相关联的所述电极。5. 根据权利要求1所述的电容传感器，其中，所述柔性电路包括切 口，与所述衬底的表面相关联的电极形成在与所述切口重叠的区域中。6. 根据权利要求5所述的电容传感器，其中，所述柔性电路的传感区 域小于所述衬底的总的区域。7. 根据权利要求1所述的电容传感器，其中，所述衬底面向所述柔性 电路，并且与所述衬底的表面相关联的所述电极电连接到与所述柔性电路的表面相关联的所述电极。8. 根据权利要求1所述的电容传感器，其中，所述多个导电电极包括第一多个电极，其以第一线性布置与所述柔性电路相关联，所述第一 多个电极相互电连接，以及第二多个电极，其以与所述第一线性布置基本垂直的第二线性布置与 所述柔性电路相关联，所述第二多个电极相互电连接。9. 根据权利要求8所述的电容传感器，其中，所述第一多个电极在所 述柔性电路的所述表面上电连接，所述第二多个电极使用过孔在所述柔性电极的相反表面上电连接，其中所述第二多个电极通过所述过孔连接到与 所述柔性电路的所述相反表面相关联的相应的电图案。10. 根据权利要求8所述的电容传感器，其中，所述第一多个电极在 所述柔性电路的所述表面上相互电连接，并且所述第二多个电极经由与所 述衬底相关联的多个导电图案相互电连接，与所述衬底上的所述第二多个 电极中的相邻电极之间的区域相重叠。11. 根据权利要求8所述的电容传感器，其中，与所述衬底的所述表 面相关联的所述电极包括导电材料，所述导电材料与所述第一多个电极中 的至少一者的一部分相重叠以电连接到所述第一多个电极。12. 根据权利要求8所述的电容传感器，其中，所述第一多个电极中 的至少一者与所述第二多个电极中的至少一个周围电极形成互电容，向所 述衬底施加输入导致至少一个周围电极的电荷改变，该改变表示所述输入 所施加的位置。13. 根据权利要求8所述的电容传感器，其中，所述多个导电电极基 于自电容工作，并且所述第一多个电极和所述第二多个电极都被传感，向 所述衬底施加所述输入通过所述第一多个电极中的至少一者以及所述第二 多个电极中的至少一者产生电容，该电容表示所述输入所施加的位置。14. 根据权利要求1所述的电容传感器，包括多根迹线，所述迹线中 的至少一者独立地连接到所述多个导电电极中的一者。15. 根据权利要求14所述的电容传感器，其中，所述多个导电电极布 置为圆形图案。16. —种电容传感器，包括 柔性电路，衬底，以及多个导电电极，其被构造为传感与所述衬底相关联的输入，所述多个 导电电极包括第一多个电极，以及第二多个电极，所述第一多个电极在所 述柔性电路的表面上具有第一线性布置，所述第二多个电极在所述衬底的 表面上具有与所述第一线性布置大体上平行的第二线性布置，向所述衬底 施加输入造成至少一个电极的电荷改变，所述改变指示所述输入的所述施加的位置。17. 根据权利要求16所述的电容传感器，包括布置在所述第一多个电极与所述第二多个电极之间的绝缘层。18. 根据权利要求16所述的电容传感器，其中，所述衬底包括玻璃、塑料、陶瓷或...

【专利技术属性】
技术研发人员：本杰明里昂，约瑟夫费希尔，拉克什曼拉萨姆，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]