KR20050072680A - 멤브레인을 사용한 커패시티브 터치패드와 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

멤브레인(membrane; 막)과 인쇄회로기판(printed circuit board; PCB)이 결합된 일종의 커패시티브 터치패드(capacitive touchpad)로써, 본 멤브레인은 두 방향의 격자(trace)를 가지고 있으며, 또한 본 인쇄회로기판은 기판(substrate)을 가지고 있으며, 그 상하에는 제1 도체층과 제2 도체층을 가지고 있다. 제1 도체층은 접점부(connection pad)를 가지고 있으며 그 상부에 있는 비아 홀(via hole)을 통하여 제2 도체층과 연결하며, 본 접점부는 본 두 방향의 격자와 연결한다. 본 커패시티브 터치패드의 제조 과정은 본 멤브레인 및 인쇄회로기판의 각 제조방법으로 나뉘며, 그 다음 컨덕티브 패이스트(conductive glue)를 이용해 결합하거나 혹은 본 인쇄회로기판을 베이스로 하여 본 멤브레인을 본 인쇄회로기판상에 인쇄한다.

Description

멤브레인을 사용한 커패시티브 터치패드와 그 제조방법{CAPACITIVE TOUCHPAD AND METHOD FOR FORMING THE SAME}

본 발명은 일종의 커패시티브 터치패드 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 멤브레인을 사용한 커패시티브 터치패드 및 그에 따른 제조방법에 관한 것이다.

터치패드는 전자상품에 이미 널리 응용되고 있다. 널리 알려진 터치패드는 전자 저항 방식(resistive)과 전자 방식 그리고 커패시티브(전기 용량) 방식의 3가지가 있으며, 그 중 커패시티브 터치패드의 작동 원리는 사용자의 손가락이나 도체가 터치패드를 접촉하는 순간 전하이동이 발생하여 그로 인한 전압의 변화로 손가락이나 도체의 위치를 판단하게 되는 것이다. 전통적인 커패시티브 터치패드는 네 겹의 인쇄회로기판을 기본 구성으로 하고, 그라운드 층(ground plane)과 X축 격자(trace)와 Y축 격자(trace) 및 회로층을 가지고 있다. 그러나 네 겹의 인쇄회로기판을 기본 구성으로 하는 커패시티브 터치패드의 제조 원가는 상당히 높다.

제조 원가를 감소시키기 위하여, 두 겹의 인쇄회로기판을 기본 구성으로 한 커패시티브 터치패드가 제시되었으나, 네 겹으로 이루어진 인쇄회로기판의 커패시티브 터치패드에 비하여 그 전기 특성이 떨어지기 때문에 상업상의 이용률은 그리 높지 않다.

또 다른 방면으로는 전통적인 커패시티브 터치패드의 유전(dielectric) 재질이 투광이 되지 않기 때문에 기타 영역으로의 응용상에 한계가 있다. 그러므로 본 발명의 목적은 멤브레인을 사용한 커패시티브 터치패드 및 그 제조방법을 제시하여, 터치패드의 제조 원가를 감소시키고 그 응용을 광범위하게 함에 있다.

본 발명의 목적중의 하나는, 멤브레인을 사용한 커패시티브 터치패드 및 그 제조방법의 한 방법을 제시하여 원가를 감소하는데 있다.

본 발명의 목적중의 하나는, 멤브레인을 사용한 커패시티브 터치패드 및 그 제조방법의 한 방법을 제시하여 커패시티브 터치패드의 투명화를 이루는데 있다.

본 발명에 근거, 커패시티브 터치패드는 멤브레인과 인쇄 회로 판을 결합한다. 본 멤브레인은 두 방향의 격자를 가지고 있으며, 인쇄회로기판은 기판의 양면에 제1 도체층과 제2 도체층을 가지고 있으며 또한, 비아 홀을 이용하여 제1 도체층과 제2 도체층을 연결한다. 본 커패시티브 터치패드의 제조방법은 본 멤브레인 제조와 인쇄회로기판 제조로 나뉘며, 그 다음 컨덕티브 패이스트를 이용해 연결하거나 혹은 본 인쇄회로기판을 베이스로 하여 본 멤브레인을 본 인쇄회로기판상에 인쇄한다.

도 1은 본 발명 커패시티브 터치패드(10)를 근거로 한 구성 설명도로써, 멤브레인(12) 및 인쇄회로기판(14)을 포함하며, 멤브레인(12)을 아날로그 센서 형식으로 하고, 절연층(16), 도전재료층(18), 절연층(20), 도전재료층(22) 및 절연층(24)을 포함한다. 또한, 절연층(16)을 멤브레인(12)의 기판로 두고 폴리에스터 (polyester; PET) 같은 투광성 절연재료를 사용하거나 혹은 비투광성의 절연재료를 사용한다. 도전재료층(18)은 Y축 격자를 가지며 도전체(22)는 X축 격자를 가진다. 도전재료층(18)과 도전재료층(22)은 은 페이스트와 같은 저저항의 도전체 재료를 사용하며, 절연층(20)은 도전재료층(18)과 도전재료층(22)사이에 절연시키고, 절연층(24)는 도전재료층(22)와 인쇄회로기판(14)사이에 위치하며, 절연층(20)과 절연층(24)는 유전계수가 2-4인 재료를 사용하고 투광성의 잉크를 사용하거나 혹은 비투광성의 절연재료를 사용한다. 인쇄회로기판(14)은 도체층(26), 기판(28) 및 도체층(30)을 포함하고, 또한 인쇄회로기판(14)을 양면으로 한다. 도체층(26)을 접지 평면으로 놓으며, 기판(28)은 인쇄회로기판(14)의 기반으로 잡는다. 일반적으로, 인쇄회로기판의 재료는 섬유유리(fiber glass)(FR4)가 주를 이루며, 도체층(30)은 회로의 제작 및 회로의 공급 배치에 쓰이는 전자 부품이다. 도체층(26)과 도체층(30)은 구리필름(copper film)과 같은 재료로 구성되어 있다.

도 2는 도 1중의 도전재료층(18) 및 도전재료층(22)의 도안 설명도로써, 절연층(16)을 베이스로 하고 순서대로 도전재료층(18)과 도전재료층(22)에 인쇄하며, 도전재료층(18)을 커패시티브 터치패드(10)의 Y축 격자로 잡으며 도전재료층은 격자 접점(50)을 갖는다. 또한, 도전재료층(22)을 커패시티브 터치패드(10)의 X축 격자로 잡으며, 도전재료층은 격자 접점(52)을 갖게 된다. 그리고 격자 접점(50) 및 (52)와 도체층(26)의 접점부를 연결한다.

도 3은 도 1중의 도체층(26)의 도안 설명도로써, 기판(28)상의 도체층(26)은 멤브레인(12)의 절연층(24)과 접합하고, 도체층(26)을 접지로 사용하며, 그 도체층은 접점부(100)를 가지게 된다. 접점부(100)과 격자 접점(50)과 격자 접점(52)사이에 컨덕티브 패이스트를 바른 후에 고온압착의 방식을 이용해 접점부(100)과 격자 접접(50) 및 격자 접접(52)에 전기적 신호가 흐르도록 한다. 접점부(100)은 비아 홀(102)를 가지고 도전재료층(18)과 도전재료층(22)와 도체층(30)의 회로가 통하도록 한다.

커패시티브 터치패드(10)의 제조방법에는 멤브레인(12) 제조와 인쇄회로기판(14) 제조로 나뉘며, 멤브레인(12)는 절연층(16)을 베이스로 하여 순서대로 도전재료층(18) 및 절연층(20), 도전재료층(22) 및 절연층(24)를 절연층(16)에 인쇄하고, 인쇄회로기판(14)은 회로를 도체층(30)에 부식 처리한 후, 격자 접점(50)과 격자 접점(52)와 접점부(100)를 컨덕티브 패이스트를 이용해 고온압착기술로 압착시켜, 도전재료층(18)과 도전재료층(22)와 도체층(30)의 회로가 통하도록 한다. 그리고 마지막으로 전자 부품을 도체층(30)위에 배치한다.

도 4는 본 발명의 두 번째 실시예의 구성 설명도로써, 멤브레인(202) 및 인쇄회로기판(204)를 포함한 커패시티브 터치패드(200)이며, 절연층(206), 도전재료층(208), 절연층(210) 및 도전재료층(212)을 포함한 멤브레인(202)은 아날로그 센서 구성을 가진다. 절연층(206)에는 PET와 같은 투광성의 절연재료를 사용하거나, 혹은 불투광의 절연재료를 사용한다. 도전재료층(208)은 Y축 격자를 가지고, 도전재료층(212)는 X축 격자를 가진다. 도전재료층(208)과 도전재료층(212)은 실버 패이스트와 같은 저저항의 도전체 재료로 이루어져 있으며, 절연층(210)은 도전재료층(208)과 도전재료층(212)사이를 절연시키고 유전계수가 2-4인 재료를 사용하며 잉크와 같은 투광성의 절연재료를 사용하거나 혹은 불투광의 절연재료를 사용한다. 인쇄회로기판(204)은 기판(214) 및 도체층(216)을 포함하며, 인쇄회로기판(204)은 양면의 인쇄회로기판으로 되어 있다. 기판(214)은 인쇄회로기판(214)의 기반으로써, 주로 섬유유리(fiber glass)(FR4)로 구성되어 있으며, 도체층(216)은 부품을 공급 배치하거나 회로를 제작하며, 구리필름(copper film)과 같은 재료로 구성되어 있다.

도 5는 도 4중의 도전재료층(208) 및 도전재료층(212)의 도면 설명도로써, 기판(214)와 도전재료층(212) 사이에 접점부(250)을 가지며, 그 위에 순서대로 도전재료층(212) 및 도전재료층(208)을 인쇄하며, 접점부(250)을 도전재료층(212)과 도전재료층(208)과 연결한다. 접점부(250)는 구리필름(copper film)과 같은 재료로 이루어져 있으며, 접점부(250)에는 비아 홀(252)이 있어서 도전재료층(212)과 도전재료층(208)이 접점부(250)을 통하여 비아 홀(252)로 이르게 하여 도체층(216)의 회로 및 전자 부품으로 통하게 한다.

커패시티브 터치패드(200)의 제조방법은 인쇄회로기판(204)을 베이스로 하여, 멤브레인(202)를 순서대로 인쇄회로기판(204)상에 인쇄한다. 좀 더 상세히 설명하면 커패시티브 터치패드는 회로를 인쇄회로기판(204)의 도체층(216)상에 부식 처리한 후, 순서대로 도전재료층(212), 절연층(210), 도전재료층(208)을 기판(214)과 도전재료층(212) 사이에 있는 접점부(250)상에 인쇄한다. 절연층(206)을 도전재료층(208)상에 접착하고 마지막으로 부품을 도체층(216)상에 배치한다.

본 발명에 의하면, 멤브레인을 사용한 커패시티브 터치패드 및 그 제조방법의 한 방법을 제시하여 원가를 감소하고, 멤브레인을 사용한 커패시키브 터치패드 및 그 제조방법의 한 방법을 제시하여 커패시티브 터치패드의 투명화를 완성하였다.

도 1은 본 발명인 멤브레인을 사용한 커패시티브 터치패드의 최초 실시예에 근거한 구성 설명도,

도 2는 도 1중의 도전재료층(18) 및 도전재료층(22)의 도안 설명도

도 3은 도 1중의 도체층(26)의 도안 설명도,

도 4는 본 발명의 두번째 실시예에 근거한 구성 설명도,

도 5는 도 4중의 도전재료층(208) 및 도전재료층(212)의 도안 설명도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10：커패시티브 터치패드 12：멤브레인(membrane)

14：인쇄회로기판 16：절연층

18：도전(conductive) 재료층 20：절연층

22：도전재료층 24：절연층

26：도체층 28：기판(substrate)

30：도체층 50：격자 접점

52：격자 접점 100：접점부

200：커패시티브 터치패드 202：멤브레인

204：인쇄회로기판 206：절연층

208：도전재료층 210：절연층

212：도전재료층 214：기판

216：도체층 250：접점부

252：비아 홀(via)

Claims (24)

1. 제1과 제2 및 제3의 절연층과 제1 및 제2의 방향 격자를 가지며, 상기 제1방향의 격자는 상기 제1 및 제2의 절연층 사이에 위치하며, 상기 제2절연층은 상기 제1 및 제2 방향의 격자 사이에 위치하며, 상기 제2방향의 격자는 상기 제2와 제3 절연층 사이에 위치하며, 상기 제1 및 제2 방향 격자는 각각 제1 및 제2의 격자 접점을 가지는 멤브레인(membrane)과,

   기판과 상기 기판의 양면상에 있는 제1 및 제2 도체층을 가지며, 상기 제1 도체층은 상기 제3 절연층 및 기판 사이에 위치하며, 상기 제1 도체는 접점부를 가지고 상기 제1 및 제2 격자 접점과 압착되며, 또한 비아 홀(via)을 통해 상기 제2 도체층과 연결되는 인쇄회로기판을 포함하는 커패시티브 터치패드.
2. 제1항에 있어서, 상기 절연층은 투광성의 절연재료를 포함하는 커패시티브 터치패드.
3. 제1항에 있어서, 상기 절연층은 비투광성의 절연재료를 포함하는 커패시티브 터치패드.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 방향의 격자는 저저항의 도전체 재료를 포함하는 커패시티브 터치패드.
5. 제4항에 있어서, 상기 저저항의 도전체 재료로 은 페이스트(silver glue)를 포함하는 커패시티브 터치패드.
6. 제1항에 있어서, 상기 제2 및 제3의 절연층은 2~4의 유전계수를 가지는 커패시티브 터치패드.
7. 제1항에 있어서, 상기 제2 및 제3의 절연층은 투광성의 절연 재료를 포함하는 커패시티브 터치패드.
8. 제1항에 있어서, 상기 제2 및 제3의 절연체층은 잉크를 포함하는 커패시티브 터치패드.
9. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2의 도체층은 구리필름(copper film)을 포함하는 커패시티브 터치패드.
10. 제1항에 있어서, 상기 기재는 섬유유리(fiber glass)를 포함하는 커패시티브 터치패드.
11. 제1 및 제2의 절연층, 제1 및 제2 방향의 격자를 가지고, 상기 제1방향의 격자는 상기 제1 및 제2의 절연층 사이에 위치하며, 상기 제2절연층은 상기 제1 및 제2 방향의 격자 사이에 위치하는 멤브레인과,

    기판과 기판의 양면에 위치한 도체층 및 접점부를 가지며, 상기 접점부는 제2 방향의 격자 및 기재 사이에 위치하며, 상기 접접부는 제1 및 제2 방향의 격자를 연결하며, 상기 접점부는 비아 홀을 가지고, 상기 도체층과 연결되는 인쇄회로기판을 포함하는 커패시티브 터치패드.
12. 제11항에 있어서, 상기 제1절연층은 투광성의 절연 재료를 포함하는 커패시티브 터치패드.
13. 제11항에 있어서, 상기 제1절연층은 비투광성의 절연 재료를 포함하는 커패시티브 터치패드.
14. 제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2 방향의 격자는 저저항의 도전체 재료를 포함하는 커패시티브 터치패드.
15. 제14항에 있어서, 상기 저저항의 도전체 재료로 은 페이스트를 포함하는 커패시티브 터치패드.
16. 제11항에 있어서, 상기 제2절연층은 2~4의 유전계수를 가지는 커패시티브 터치패드.
17. 제11항에 있어서, 상기 제2절연층은 투광성의 절연 재료를 포함하는 커패시티브 터치패드.
18. 제11항에 있어서, 상기 제2의 절연 재료층은 잉크를 포함하는 커패시티브 터치패드.
19. 제11항에 있어서, 상기 도체층은 구리필름(copper film)을 포함하는 커패시티브 터치패드.
20. 제11항에 있어서, 상기 기재는 섬유유리(fiber glass)를 포함하는 커패시티브 터치패드.
21. 멤브레인 및 인쇄회로기판의 각 제조방법으로써,

    상기 인쇄회로기판이 접점부를 가지도록 하는 단계와,

    상기 멤브레인은 절연층을 베이스로 하여 순서대로 제1 방향의 격자와, 제2 절연층 그리고 제2 방향의 격자 및 제3 절연층을 인쇄하며, 상기 제1 및 제2 방향의 격자는 제1 및 제2격자 접점을 가지는 단계와,

    상기 제1 과 제2의 격자 접점 및 상기 접점부를 압착하는 단계를 구비하는 커패시티브 터치패드의 제조방법.
22. 제21항에 있어서, 상기 제1 과 제2 격자 접점 및 접점부를 압착하는 단계는,

    컨덕티브 페이스트를 상기 제1 및 제2의 격자 접점과 상기 접점부상에 도포하는 단계와,

    상기 제1 및 제2의 격자 접점과 상기 접점부를 압착하여, 상기 제1 및 제2 격자 접점과 상기 접점부를 통하게 하는 단계를 포함하는 커패시티브 터치패드의 제조방법.
23. 제22항에 있어서, 상기 압착 단계는 고온을 이용하여 제1 및 제2 격자 접점과 상기 접점부를 압착하는 단계를 포함하는 커패시티브 터치패드의 제조방법.
24. 인쇄회로기판을 베이스로 하여 순서대로 제1방향의 격자와, 제1절연판 및 제2방향의 격자를 인쇄하는 단계와,

    상기 제2 방향의 격자상의 제2절연층에 접착시키는 단계를 포함하는 커패시티브 터치패드의 제조방법.