TWI574188B - 觸控板及其電路板 - Google Patents

Description

觸控板及其電路板

本發明是關於一種觸控板(touch pad)，尤指一種具有指紋感測器的觸控板。

圖7、8顯示既有一具有指紋感測器之觸控板90之示意圖與剖面圖，主要包含一電路板91及一蓋板92，在該電路板91的表面安裝有一指紋感測器93，可用於感測及辨識使用者之指紋，該蓋板92形成一對應該指紋感測器93的開口94，當該蓋板92貼合在該電路板91表面後，該開口94可容納該指紋感測器93，並且露出指紋感測器93的表面供使用者操作。

在貼合該蓋板92的過程中，根據預設在蓋板92周緣的定位標記與電路板91周緣的定位標記作為對位基準，當兩者的定位標記對齊後進行黏合。但是，該指紋感測器93焊接在電路板91時可能產生些微的位置誤差，且在蓋板92上加工形成該開口94時亦有可能發生開口位置偏移，因此當該蓋板92與該電路板91黏合時，指紋感測器93可能無法容置在開口94。

為避免該指紋感測器93無法置入於該開口94，可預設較大尺寸的開口94以彌補誤差偏移。但開口94加大後，該指紋感測器93與開口94之間更形成一圈明顯的空隙。解決該空隙的一種方法是如圖8所示，在該指紋感測器93與開口94之間的空隙注入膠體形成一橡膠環圈95，但缺點是成品的外觀不佳，且膠體凸出於蓋板92表面時會影響使用者之操作觸感。

圖9顯示另一種填補空隙的方式，係直接以一環蓋96塞入空隙內部，該環蓋96的頂部凸出於蓋板92的表面。採用環蓋96填補空隙時，為了確保空隙有足夠的寬度才能將環蓋96填入，故必須刻意再加大開口94尺寸。其缺點是增加額外設置環蓋96的成本，且環蓋96表面仍凸出在蓋板92表面會影響使用者之操作且有礙觸控板90成品外觀。

本發明提供一種觸控板，毋須額外設置橡膠環圈或環蓋，並且具有靜電防護的功能，該觸控板維持有平順表面。

為達成前述目的，本發明之觸控板包含有： 一電路板，包含有： 一電路板本體，包括複數個感應電極供進行觸控操作； 一指紋感測器，安裝在該電路板本體的表面；以及 一靜電防護電極，形成在電路板本體之表面上，配置在該指紋感測器周圍，該靜電防護電極與該電路板的接地端電連接；以及 一蓋板，係貼合在該電路板本體的表面，該蓋板形成一對應該指紋感測器的一開口，該開口用以容納該指紋感測器，其中，該指紋感測器與該開口之間具有一空隙，該靜電防護電極係對應該空隙，可以保護該指紋感測器、該電路板本體等元件免於被靜電破壞。

本發明的蓋板在貼合電路板本體時，以開口的中心對準該指紋感測器的中心，藉由中心對位的方式，可確保該指紋感測器必定會容置於開口內部，並且具有較小的空隙，因此於該空隙內部不需加入任何填塞物，使整體觸控板具有美觀且平整的表面。

請參考圖1、2所示，根據本發明之觸控板可以是一電容式觸控板，其包含有一電路板10、一指紋感測器20及一蓋板30，其中，該電路板10具有一電路板本體11，在其表面上具有複數個感應電極12供進行觸控操作。在該電路板本體11表面的一角落處形成一靜電防護電極13，該靜電防護電極13是以導體(例如金屬)線路構成，在本實施例中，靜電防護電極13為封閉的環狀，在其他實施例中，靜電防護電極13的配置亦可以是其他的形狀。在該靜電防護電極13包圍的區域內設有複數個連接墊17。指紋感測器20是一積體電路(IC)，具有多個電性接點，指紋感測器20係安裝在該電路板本體11的表面，其多個電性接點電連接該複數個連接墊17。該靜電防護電極13係配置在該指紋感測器20的周圍。該靜電防護電極13電連接到電路板本體11的一接地端，以下進一步說明該靜電防護電極13如何電連接到接地端。

在圖1所示的實施例中，該電路板本體11表面周緣具有一第一接地環14，該第一接地環14由導體(例如金屬)線路構成，該靜電防護電極13透過形成在電路板本體11表面上的一導體(例如金屬)線路131電連接該第一接地環14。再請進一步參考圖3所示，電路板本體11於底面周緣亦形成一第二接地環15，該第二接地環15電連接至該第一接地環14，舉例而言，在該電路板本體11的周緣可形成複數個導電貫孔18，各該導電貫孔18的兩端分別電連接該第一接地環14及該第二接地環15。該電路板本體11的背面具有至少一個接地墊16，該接地端包含該接地墊16，本實施例中具有二個該接地墊16，該接地墊16電連接該第二接地環15，其中該接地墊16可電連接一電子裝置的接地端(ground)，例如連接在一筆記型電腦的接地端。利用前述結構，該靜電防護電極13經由該導體線路131、第一接地環14、導電貫孔18及第二接地環15而電連接該接地墊16，達成接地效果。

但本發明不限於前述結構，該靜電防護電極13也可以藉由其它方式電連接至接地墊16。在一實施例中，靜電防護電極13透過該電路板本體11的佈線電連接至該接地墊16，該佈線可以是形成在電路板本體11的內部或是表面的導線。在另一實施例中，靜電防護電極13連接至第一接地環14，該第一接地環14透過導電貫孔18或者電路板本體11內部的導線，電連接至該接地墊16。

進一步參閱圖4所示，該蓋板30係貼合在該電路板本體11的表面，該蓋板30形成一對應該指紋感測器20的開口31，該開口31用以容納該指紋感測器20，當蓋板30貼合之後，該指紋感測器20被容置在開口31內部，該指紋感測器20與該開口31周緣之間形成一環狀的空隙40，該電路板本體11上的該靜電防護電極13係對應該空隙40，如圖5所示。

根據本發明一實施例，將該蓋板30貼合在該電路板本體11時，係以開口31的中心A對準該指紋感測器20的中心B(如圖6A)，當兩個中心A、B對位之後將蓋板30黏合於電路板本體11的表面(如圖6B)以完成觸控板的組裝作業。不同於現有技術以電路板本體與蓋板邊緣的定位標記進行對位，本發明藉由上述中心對位的方式，確保該指紋感測器20必定會容置於開口31內部，因此，該開口31的大小只須略微大於該指紋感測器20的尺寸即可，不需刻意加大開口尺寸，如此一來，空隙40的寬度相較於現有技術可從1mm以上縮減至0.1mm。貼合完成之後，開口31的中心A對應於該指紋感測器20的中心B，該指紋感測器20四周圍的空隙40寬度大致相等。

本發明之觸控板相較於現有觸控板，至少具有下述優點：

一、外觀平整：該蓋板30上的開口31與指紋感測器20之間的空隙40寬度縮小，且不須在空隙40內填入橡膠環圈或環蓋，因此該指紋感測器20的四周不會有明顯突起，與蓋板30表面之間大致維持平整，改善觸控板之外觀。

二、降低成本及簡化組裝工序：由於不需在空隙40內填入橡膠環圈或置入環蓋，可減少元件成本及簡化組裝工序。

三、提供舒適操作表面：本發明可以縮減空隙40的寬度，且於指紋感測器20的四周並未設置突出的橡膠環圈或環蓋，指紋感測器20與蓋板30之間的交界處可呈現大致平坦的表面，當使用者操作該觸控板時，無論是觸碰該指紋感測器20或蓋板30均具有平順的操作觸感。

四、靜電(ESD)保護：在該指紋感測器20的周圍設有該靜電防護電極13，從空隙40進入的靜電會經由靜電防護電極13傳導至接地墊16。因此可保護指紋感測器20以及電路板本體11上的感應電極12。

在一實施例中，指紋感測器20的側邊露出金屬層(例如銅)，該金屬層係屬於一載板，該載板是用來承載指紋感測器20內的晶片，以及在該晶片與指紋感測器20下方的電性接點之間傳送訊號，這個金屬層即是用來製作傳送訊號的線路。在此實施例中，在該外露的金屬層上，也就是指紋感測器20的側邊塗佈一層絕緣膠，可以防止靜電進入該金屬層而破壞指紋感測器20。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10 電路板                                      11 電路板本體 12 感應電極                                   13 靜電防護電極 131 導體線路                                 14 第一接地環                               15 第二接地環 16 接地墊                                      17 連接墊 18 導電貫孔 20 指紋感測器                               30 蓋板 31 開口                                          40 縫隙 90 觸控板                                      91 電路板 92 蓋板                                          93 指紋感測器 94 開口                                          95 橡膠環圈 96 環蓋

圖1：本發明之立體分解圖。 圖2：本發明之電路板的正面示意圖。 圖3：本發明之電路板的背面示意圖。 圖4：本發明之局部剖面圖。 圖5：本發明指紋感測器的局部放大圖。 圖6A：本發明蓋板與電路板本體之對位示意圖。 圖6B：本發明蓋板與電路板本體對位完成後示意圖 圖7：現有觸控板之局部外觀示意圖。 圖8：現有觸控板之示意圖。 圖9：現有觸控板之示意圖。

10 電路板                                      11 電路板本體 12 感應電極                                   13 靜電防護電極 14 第一接地環                               20 指紋感測器 30 蓋板                                          31 開口

Claims (14)

1. 一種觸控板的電路板，包含一電路板本體，包括複數個感應電極供進行觸控操作；一指紋感測器，安裝在該電路板本體的表面；以及一靜電防護電極，形成在該電路板本體之該表面上，配置在該指紋感測器周圍，該靜電防護電極與該電路板本體的一接地端電連接；其中該電路板本體具有相對該表面的一底面，該接地端包含設於該底面上的至少一接地墊，該靜電防護電極電連接至該接地墊。
2. 如請求項1所述觸控板的電路板，其中該電路板本體進一步有圍繞該表面周緣的一第一接地環與圍繞該底面周緣的一第二接地環，該第一接地環透過導電貫孔電連接該第二接地環，且該第一接地環與該第二接地環電連接至該接地墊，該靜電防護電極係電連接至該第一接地環。
3. 如請求項1所述觸控板的電路板，其中該電路板本體進一步有圍繞該表面周緣的一第一接地環，該第一接地環透過導電貫孔電連接至該接地墊，該靜電防護電極係電連接至該第一接地環。
4. 如請求項1所述觸控板的電路板，其中該靜電防護電極透過該電路板本體上的佈線電連接至該接地墊。
5. 如請求項2或3所述觸控板的電路板，其中該靜電防護電極與該第一接地環之間藉由一導體線路電連接。
6. 如請求項1所述觸控板的電路板，其中更包括一絕緣膠塗佈在該指紋感測器的側邊。
7. 一種觸控板，包含：一電路板，包含有：一電路板本體，包括複數個感應電極供進行觸控操作； 一指紋感測器，安裝在該電路板本體的表面；以及一靜電防護電極，形成在該電路板本體之表面上，配置在該指紋感測器周圍，該靜電防護電極與該電路板本體的一接地端電連接；以及一蓋板，係貼合在該電路板本體的表面，該蓋板形成一對應該指紋感測器的一開口，該開口用以容納該指紋感測器，其中，該指紋感測器與該開口之間具有一空隙，該靜電防護電極係對應該空隙。
8. 如請求項7所述的觸控板，其中該開口的中心對準該指紋感測器的中心。
9. 如請求項7所述的觸控板，其中該電路板本體具有相對該表面的一底面，該接地端包含設於底面上的至少一接地墊，該靜電防護電極電連接至該接地墊。
10. 如請求項9所述的觸控板，其中該電路板本體具有圍繞該表面周緣的一第一接地環與圍繞該底面周緣的一第二接地環，該第一接地環透過導電貫孔電連接該第二接地環，且該第一接地環與該第二接地環電連接至該接地墊，該靜電防護電極係電連接至該第一接地環。
11. 如請求項9所述的觸控板，其中該電路板本體進一步有圍繞該表面周緣的一第一接地環，該第一接地環透過導電貫孔電連接至該接地墊，該靜電防護電極係電連接至該第一接地環。
12. 如請求項9所述的觸控板，其中該靜電防護電極透過該電路板本體上的佈線電連接至該接地墊。
13. 如請求項10或11所述的觸控板，其中該靜電防護電極與該第一接地環之間藉由一導體線路電連接。
14. 如請求項7所述的觸控板，其中更包括一絕緣膠塗佈在該指紋感測器的側邊。