專利名稱：觸摸傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明主要涉及一種觸摸傳感器，更具體地講，涉及一種電容式觸摸傳 感器。
背景技術：
觸摸傳感器已被廣泛用于家電、便攜式通信終端或工業(yè)安裝設備的輸入 裝置。觸摸傳感器允許各種輸入模式的選擇(例如，手寫)和外部結(jié)構的簡
化。與圓頂開關式(dome-switch type)輸入裝置相比，用戶按壓觸摸傳感器 的感覺減弱了。
此外，觸摸傳感器式輸入裝置必須包括允許用戶在較差的環(huán)境中做出準 確選擇的裝置(例如，背光裝置)。觸摸傳感器的背光裝置改善了在黑暗環(huán)境 中使用觸摸傳感器時用戶的可見度，從而允許用戶檢查是否按下期望的按鈕。 多個發(fā)光二極管可被表面貼裝(surface-mount)在背光裝置中的電路板上， 來自發(fā)光二極管的光可被直接發(fā)射到觸摸傳感器。
圖1示出傳統(tǒng)的觸摸傳感器100的結(jié)構。參照圖1,觸摸傳感器100包 括具有電極層111的觸摸板110和布置在觸摸板110之下的印刷電路板(PCB ) 120。觸摸板110包括能夠透射可見波段內(nèi)的光的基底112和布置在基底112 上的電極層lll?；?12可由除金屬材料之外的介電材料制成。電極層lll 可具有形成在其頂面上的至少一個電極圖案llla和lllb,以形成由用戶觸摸 的電觸點。
PCB 120包括用于控制和驅(qū)動觸摸傳感器100的電路和至少一個用于從 背后照亮觸摸板110的光源121和122。光源121和122可以是發(fā)光二極管， 并且可被表面貼裝在PCB 120的頂面上。光源121和122被用于將產(chǎn)生的光 導向基底112的導向裝置131和132包圍。
然而，傳統(tǒng)的觸摸傳感器100必須包括用于背光的光源121和122以及 導向裝置131和132,并且必須沿垂直方向布置光源121和122、電極圖案 111a和lllb以及導向裝置131和132。即，在傳統(tǒng)的觸摸傳感器100中，電
極圖案llla和lllb以及光源121和122必須——對應，從而增加了體積、 功耗和制造成本。
此外，由于在觸摸傳感器100中用于最小化電磁波影響的空間增加了觸 摸傳感器100的厚度，因此觸摸傳感器100不適合在小型便攜式圖像裝置中 使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面在于至少解決上面的問題和/或缺點，并至少提供下面描 述的優(yōu)點。因此，本發(fā)明的一方面在于提供一種能夠用于小厚度和小尺寸產(chǎn) 品的觸摸傳感器。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種觸摸傳感器，該觸摸傳感器包括針對 可見波段內(nèi)的光是透明的印刷電路板(PCB)、形成在PCB的頂面的上覆層 和形成在PCB的底面的下覆層、用于向PCB側(cè)面發(fā)射光的光源以及布置在 上覆層上的鍵頂層(key top layer)。


通過下面結(jié)合附圖進行的詳細描述，本發(fā)明的示例性實施例的上述和其 它特點和優(yōu)點將會變得更加清楚，其中 圖1示出傳統(tǒng)的觸摸傳感器的結(jié)構；
圖2A和圖2B示出根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的觸摸傳感器；
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的觸摸傳感器；
圖4A至圖41是示出制造根據(jù)本發(fā)明的觸摸傳感器的步驟的橫截面視圖5是圖4A至圖4I示出的制造觸摸傳感器的過程的流程圖6A至圖6J是示出制造根據(jù)本發(fā)明的觸摸傳感器的步驟的橫截面視
圖7是圖6A至圖6J示出的制造觸摸傳感器的過程的流程圖8A至圖8B是用于比較根據(jù)本發(fā)明的鍵區(qū)組件和傳統(tǒng)的鍵區(qū)組件的示圖。
貫穿附圖，相同的標號將被理解為表示相同的部件、特征和結(jié)構。
具體實施例方式
提供例如詳細的結(jié)構和部件的在說明書中定義的內(nèi)容以幫助全面理解本 發(fā)明示例性實施例。因此，本領域的普通技術人員將認識到，在不脫離本發(fā) 明的范圍和精神的情況下，可對在此描述的實施例進行各種改變和修改。為 了清楚和簡明，將省略對已知功能和結(jié)構的描述。
圖2A和圖2B示出根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施例的觸摸傳感器200。 如所示，觸摸傳感器200包括印刷電路板(PCB) 210,針對可見波段 內(nèi)的光是透明的；上覆層(clad) 212和下覆層211，形成在PCB210的頂面 和底面上；光源240，用于向PCB210的側(cè)面發(fā)射光；以及^t頂層220，布置 在上覆層212上。
光源240通過單獨的支撐構件230支撐到PCB 210上，光源240可以是 能夠向PCB 210的側(cè)面發(fā)射光的發(fā)光二極管。
PCB 210包括遮光構件250和反射圖案214,其中，遮光構件250插入 除了面向光源240的側(cè)面之外的PCB 210的外周面，反射圖案214形成在與 下覆層211的邊界上。如上所述，PCB 210針對可見波段內(nèi)的光是透明的， 可由折射率比上覆層212和下覆層211的折射率高的介電材料、玻璃或聚合 物材料制成。換句話說，PCB210用作導光目的的核心，并滿足與上覆層212 和下覆層211的邊界條件，從而引導從光源240入射的光。
反射圖案214可通過成型、沖壓或蝕刻處理形成在與下覆層211或上覆 層212接觸的部分邊界處，用于將導向PCB 210的部分光反射到鍵頂層220。
上覆層212和下覆層211可通過粘性材料(例如，環(huán)氧樹脂)粘附到PCB 210的兩個面，或者可以被涂覆(coat)到PCB 210的兩個面。上覆層212和 下覆層211可由折射率比PCB 210的折射率低的材料制成，以滿足使入射到 PCB 210的光被全反射的邊界條件。上覆層212可被形成為在其中埋置導電 圖案層213，并且可包括與PCB210接觸的覆層212a和用于保護導電圖案層 213的保護層212b。
導電圖案層213可由導電聚合物或透明的電極形成，并且可用作包括電 互聯(lián)線和傳感器電極的觸摸傳感器?？赏ㄟ^蝕刻導電薄膜(例如，銅箔)形 成圖案或使用銀(Ag)膏形成圖案來形成所述電互聯(lián)線。
遮光構件250將導向PCB 210的光向著PCB 210反射或遮擋光，從而抑 制光泄露到PCB 210的外面。如圖2B所示，可沿除了面向光源240的側(cè)面 之外的PCB 210的外周埋置遮光構件250。即，可通過沿PCB 210的外周形
成線性橫截面，并隨后通過使用能夠遮光的印刷材料(例如，墨)對橫截面
執(zhí)行吸附、浸涂或無電鍍來形成遮光構件250。遮光構件250也可以是如圖 2B所示的被部分地切割的結(jié)構。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的觸摸傳感器300。
如所示，觸摸傳感器300包括印刷電路板(PCB) 310，針對可見波段 內(nèi)的光是透明的；上覆層312和下覆層311，分別形成在PCB 310的頂面和 底面上；光源340，用于向PCB310的側(cè)面發(fā)射光；鍵頂層320，布置在上覆 層312上；遮光構件350;以及支撐構件330。
在觸摸傳感器300中，形成在PCB 310的頂面上的上覆層312和導電圖 案層313通過穿過PCB 310的通孔彼此相連。當在PCB 310的頂面和底面上 形成線性點陣(lattice)電極形式的導電圖案層313時，可采用這樣的結(jié)構。 上覆層312可包括導電圖案層313和PCB 310之間的覆層312a以及導電圖案 層313上的保護層312b。
根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施例的觸摸傳感器300的其他結(jié)構與根據(jù)本 發(fā)明的第一示例性實施例的觸摸傳感器200的相應結(jié)構類似，因此為了避免 不必要的重復將不再進行詳細描述。
圖4A至圖4I是示出制造根據(jù)本發(fā)明的觸摸傳感器的操作步驟的橫截面 圖，圖5是圖4A至圖4I示出的制造步驟的流程圖。與圖2A和圖3不同， 在圖4A至圖41以及圖5中，導電圖案層形成在PCB上。
參照圖5，在步驟S410,提供光學上透明的PCB。在步驟S420,在PCB 上形成反射圖案。在步驟S430,形成穿過PCB的通孔。在步驟S440，在通 孔中形成導電填充物(filler)和遮光材料。在步驟S450,形成導電圖案層。 在步驟S460，形成支撐構件。在步驟S470，形成下覆層和上覆層。在步驟 S480,執(zhí)行蝕刻。在步驟S490，執(zhí)行表面貼裝。
圖4A和圖4B示出形成能夠透射光的光學上透明的PCB 310和在PCB 310的面上形成反射圖案314的橫截面。反射圖案314對在PCB 310上傳播 的光中與反射圖案314接觸的光執(zhí)行漫反射?？稍赑CB 310的成型期間將反 射圖案314與PCB 310形成為整體，或者可在PCB 310成型之后通過刻痕、 沖壓、印刷、蝕刻等形成反射圖案314。
圖4C和圖4D示出形成穿過PCB310的孔313a以形成通孔313b和遮光 構件350的橫截面?？赏ㄟ^將導電填充物填充到如圖4C所示的孔313a形成
通孔313b。如圖2B所示，遮光構件350被部分地切割而不是作為整體而形 成，從而防止PCB 310 ^^皮切割。
圖4E和圖4F示出在PCB310的頂面和底面形成導電圖案層313和通過 使用能夠遮光的印刷材料(例如，墨)對孔313a執(zhí)行吸附、浸涂或無電鍍 形成遮光構件350的橫截面。
在PCB 310的頂面和底面上的導電圖案層313可通過通孔313b彼此電 連接。
圖4G示出在具有形成在其上的遮光構件350和導電圖案層313的PCB 310上形成支撐構件330和形成折射率比PCB 310的折射率低的上覆層312 和下覆層311的橫截面。下覆層311和上覆層312保護PCB310,并在與PCB 310的邊界處滿足全反射條件，從而將入射到PCB 310的一側(cè)的光導向PCB 310的另一側(cè)。
圖4H示出具有形成在其上的支撐構件330的PCB 310的一部分被去除 的橫截面，圖4I示出光源340結(jié)合到支撐構件330之下的橫截面。
圖6A至圖6J是示出制造根據(jù)本發(fā)明的觸摸傳感器的操作步驟的橫截面 圖，圖7是圖6A至圖6J示出的制造觸摸傳感器的過程的流程圖。
參照圖7，在步驟S510，形成用于在光學上透明的PCB的頂面和底面上 形成導電圖案層的導電薄膜。在步驟S520,形成穿過PCB的孔。在步驟S530， 形成遮光構件。在步驟S540,形成導電圖案層。在步驟S550,形成反射圖案。 在步驟S560，形成支撐構件。在步驟S570，形成上覆層和下覆層。在步驟 S580，去除支撐構件之下的部分PCB。在操作590，執(zhí)行在PCB上的表面貼 裝。在步驟S600，執(zhí)行環(huán)氧樹脂涂覆。
圖6A示出附有用于形成導電圖案層的導電薄膜313c的橫截面。圖6B 示出形成有穿過PCB 310的孔313a和350a的PCB 310的橫截面。圖6C示 出將導電填充物填充到孔313a的部分以形成通孔313b的4黃截面。通孔313b 電連接PCB310的頂面和底面上的導電薄膜313c。
圖6D示出在孔313a和350a的部分形成遮光層350和通過對導電薄膜 313c形成圖案在PCB 310的頂面和底面上形成導電圖案層313的橫截面。圖 6E示出在PCB 310的底面上形成反射圖案314的橫截面?？稍赑CB 310的沒 有形成導電圖案層313的部分底面上形成反射圖案314。圖6F示出在PCB 310 側(cè)面的末端布置支撐構件330的橫截面。
圖6G示出在PCB 310的頂面和底面形成折射率比PCB 310的折射率低 的上覆層312和下覆層311的橫截面。圖6H示出通過蝕刻或切割去除在支撐 構件330之下的部分PCB310的橫截面。圖6I示出光源340結(jié)合到支撐構件 330之下的橫截面。以這樣的方式布置光源340:光源340的發(fā)射面面向PCB 310的側(cè)面。圖6J示出在光源340和PCB 310之間涂覆環(huán)氧樹脂360的橫截 面?？苫谠诠庠?40和PCB310之間匹配的折射率來確定環(huán)氧樹脂360。
圖8A至圖8B是用于比較使用根據(jù)本發(fā)明的觸摸傳感器的鍵區(qū)組件 (assembly)830和傳統(tǒng)的鍵區(qū)組件800的示圖。圖8A示出具有鍵區(qū)組件800 的傳統(tǒng)便攜式電子裝置，在所述鍵區(qū)組件800中，單獨地布置觸摸傳感器820 和圓頂式開關構件810。圖8B示出具有根據(jù)本發(fā)明的鍵區(qū)組件830的便攜式 電子裝置，其中，觸摸傳感器和圓頂式開關構件被垂直并向下地布置以用于 電觸點的選擇。
在圖8B示出的鍵區(qū)組件830中，被分為兩部分的開關被垂直地結(jié)合為 一體，從而減少了開關區(qū)域并且包括了背光功能而不改變厚度。
根據(jù)本發(fā)明，由于PCB是由透明材料制成的，因此背光裝置和PCB可 以結(jié)合為一體。換句話說，本發(fā)明可應用到具有小厚度的產(chǎn)品，并且可通過 不需要制造P C B和光導板的單獨工藝來簡化制造工藝。
盡管已經(jīng)參照其示例性實施例具體顯示和描述了本發(fā)明，但是本領域的 技術人員應該理解，在不脫離權利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況 下，可以對其進行形式和細節(jié)上的各種改變。
權利要求
1、一種觸摸傳感器，包括印刷電路板，針對可見波段內(nèi)的光是透明的；上覆層和下覆層，分別形成在印刷電路板的頂面和底面上；光源，用于向印刷電路板的側(cè)面發(fā)射光；以及鍵頂層，布置在上覆層上。
2、 如權利要求1所述的觸摸傳感器，還包括用于支撐光源的支撐構件。
3、 如權利要求1所述的觸摸傳感器，還包括在與下覆層接觸的印刷電路 板的一部分上形成的反射圖案。
4、 如權利要求1所述的觸摸傳感器，還包括插入除了面向光源的所述印
5、 如權利要求1所述的觸摸傳感器，還包括粘性材料，用于將下覆層和 上覆層粘附到印刷電路板。
6、 如權利要求1所述的觸摸傳感器，還包括形成在印刷電路板的頂面和 底面上的導電圖案層，所述導電圖案層通過穿過印刷電路板的通孔彼此電連 接。
7、 如權利要求4所述的觸摸傳感器，其中，遮光構件將導向印刷電路板 的部分光向著印刷電路板反射。
8、 如權利要求1所述的觸摸傳感器，其中，印刷電路板由聚合物材料或 玻璃材料制成。
9、 如權利要求1所述的觸摸傳感器，其中，上覆層和下覆層的折射率比 印刷電路板的折射率低。
10、 如權利要求3所述的觸摸傳感器，其中，通過成型、沖壓和蝕刻工 藝中的一種形成反射圖案。
11、 如權利要求1所述的觸摸傳感器，其中，印刷電路板用于導向從光 源入射的光。
12、 如權利要求4所述的觸摸傳感器，其中，遮光構件抑制光泄露到印 刷電路板的外面。
13、 如權利要求4所述的觸摸傳感器，其中，通過沿印刷電路板的外周 形成線性橫截面，并通過使用能夠遮光的印刷材料對所述橫截面執(zhí)行吸附、 浸涂或無電鍍來形成遮光構件。
全文摘要
一種觸摸傳感器，該觸摸傳感器包括針對可見波段內(nèi)的光是透明的印刷電路板(PCB)、形成在PCB的頂面的上覆層和形成在PCB的底面的下覆層、用于向PCB的側(cè)面發(fā)射光的光源以及布置在上覆層上的鍵頂層。
文檔編號G06F3/044GK101192127SQ20071019545
公開日2008年6月4日 申請日期2007年11月27日 優(yōu)先權日2006年11月27日
發(fā)明者韓東均 申請人:三星電子株式會社