DE102011012405A1 - Vorrichtung und Verfahren für Schutz vor elektrostatischer Entladung - Google Patents

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Abstract

Ausführungsformen der Erfindung sehen ein Substrat und ein Verfahren zum Konstruieren eines Substrats mit Schutz vor elektrostatischer Entladung vor. Das Substrat umfasst eine Kantenfläche, die mindestens eine beschichtete Zinne umfasst, die elektrostatische Entladung leiten kann. Die mindestens eine beschichtete Zinne ist mit einer Leitbahn an mindestens einer von der unteren Fläche und der oberen Fläche des Substrats verbunden. Das Verfahren umfasst das Stanzen von Löchern entlang mindestens eines Abschnitts eines Umfangs jedes von mehreren Substraten in einer Substratanordnung, das Beschichten der Löcher mit einem leitenden Material und das Schneiden jedes der mehreren Substrate entlang Schnittlinien, die mindestens einige der Löcher halbieren.

Description

  • Hintergrund
  • Elektrostatische Entladung (engl. Electrostatic Discharge, kurz ESD) ist für viele Arten von Festkörperelektronik, beispielsweise integrierte Schaltungen (engl. Integrated Circuits, kurz ICs), ein ernsthaftes Problem. Elektronikbauteile wie etwa ICs können ESD durch verschiedene unterschiedliche Quellen, beispielsweise dem menschlichen Körper, Montageeinrichtungen oder einfachen Verpackungsmaterialien, ausgesetzt werden. Ein Kontakt zwischen den Quellen und einer mit Masse verbundenen IC kann so große elektrische Ströme durch die IC erzeugen, dass deren interne Schaltung erheblich beschädigt wird.
  • Die Wirkungen von ESD erzeugen spezielle Probleme bei berührungsempfindlicher Elektronik, d. h. Elektronik die zur Berührung durch den Körper gedacht ist. Elektronische Fingerabdrucksensoren lassen zum Beispiel einen Nutzer einen Finger über einen Teil der Schaltung wischen oder pressen, um den Fingerabdruck des Nutzers zu lesen. Es wäre für einen Nutzer unpraktisch oder lästig, wenn er vor dem Berühren des Sensors seinen Körper erden müsste, um eine elektrostatische Ladung abzuleiten.
  • Herkömmliche Fingerabdrucksensoren umfassen einen Siliziumchip mit einer freigelegten Fläche zum Empfangen menschlicher Berührung. Diese Fingerabdrucksensoren können aufgrund der freigelegten Fläche leicht physikalisch oder mechanisch beschädigt werden, was die Haltbarkeit und/oder Zuverlässigkeit des Sensors verringert. Die herkömmlichen Fingerabdrucksensoren sowie neuere, weiterentwickeltere ”nachgiebige” Fingerabdrucksensoren, die einem Nutzer das Wischen eines Fingers über eine Polyimidfläche ohne direktes Kontaktieren der Sensorschaltungsanordnung ermöglichen, sind beide für ESD-Beschädigung anfällig. Zum Beispiel kann sich auf der Polyimidfläche des nachgiebigen Fingerabdrucksensors eine elektrostatische Ladung aufbauen, wenn ein Nutzer mit seinem Finger darüber wischt. Diese Ladung kann weiter im Potential zunehmen, bis der Weg des geringsten Widerstands gefunden ist und die Ladung abgeleitet wird. In bestimmten Fällen kann sich die Ladung zu der Sensorschaltungsanordnung entladen, was eine Beschädigung empfindlicher Elektronikbauteile wie etwa von IC-Eingangs-/Ausgangszellen bewirkt.
  • Der in der Fingerabdrucksensorbranche verwendete derzeitige ESD-Schutz verwendet einen Metallring, der den Umfang des Sensors umgibt. Diese Anordnung erfordert eine zusätzliche Metallschicht bei der Sensorherstellung, was die Kosten des Sensors erhöht. Die hierin offenbarten Erfindungen lehren eine neue Art von ESD-Schutz für berührungsempfindliche Elektronik, die die Herstellungskosten senkt und die Haltbarkeit der Elektronik steigert.
  • Zusammenfassung
  • Manche Ausführungsformen der Erfindung sehen ein Substrat vor, das elektrostatische Entladung aufnehmen kann. Das Substrat umfasst eine Kantenfläche, die mindestens eine beschichtete Zinne umfasst, die die elektrostatische Entladung leiten kann. Das Substrat umfasst auch eine untere Fläche, eine obere Fläche und eine Leitbahn entlang mindestens einer von unterer Fläche und oberer Fläche, wobei die Leitbahn mit der mindestens einen beschichteten Zinne elektrisch verbunden ist.
  • Manche Ausführungsformen der Erfindung sehen ein Verfahren zum Konstruieren eines Substrats mit Schutz vor elektrostatischer Entladung vor. Das Verfahren umfasst das Vorsehen einer Substratanordnung, die mehrere Substrate umfasst, das Stanzen von Löchern entlang zumindest eines Teils eines Umfangs jedes der mehreren Substrate und das Beschichten der Löcher mit einem leitenden Material. Das Verfahren umfasst auch das Schneiden jedes der mehreren Substrate entlang Schnittlinien, die zumindest einige der Löcher halbieren, und das Verbinden des leitenden Materials an jedem der mehreren Substrate mit einem bekannten Potential.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Seitenansicht einer Fingerabdruckerfassungsschaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • 2 ist eine perspektivische Bodenansicht eines oberen Substrats der Fingerabdruckerfassungsschaltung von 1.
  • 3 ist eine perspektivische Draufsicht auf ein oberes Substrat der Fingerabdruckerfassungsschaltung von 1.
  • 4 ist eine Bodenansicht eines unteren Substrats der Fingerabdruckerfassungsschaltung von 1.
  • 5 ist eine Draufsicht auf ein oberes Substrat der Fingerabdruckerfassungsschaltung von 1.
  • 6A ist eine Draufsicht auf die Fingerabdruckerfassungsschaltung von 1.
  • 6B ist eine Explosionsseitenansicht des Fingerabdrucksensors von 1.
  • 6C ist eine andere Seitenansicht der Fingerabdruckerfassungsschaltung von 1.
  • 7 ist eine Draufsicht auf eine Substratanordnung zur Verwendung mit einer Fingerabdruckerfassungsschaltung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • Eingehende Beschreibung
  • Bevor Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben werden, versteht sich, dass die Erfindung in ihrer Anwendung nicht auf die Konstruktionsdetails und die Anordnung von Komponenten beschränkt ist, die in der folgenden Beschreibung dargelegt oder in den folgenden Zeichnungen veranschaulicht sind. Die Erfindung ist in anderen Ausführungsformen möglich und kann in verschiedener Weise praktisch angewendet oder ausgeführt werden. Ferner versteht sich, dass die Ausdrucksweise und die Begriffe, die hierin verwendet werden, dem Zweck der Beschreibung dienen und nicht als einschränkend gesehen werden sollen. Die Verwendung von ”einschließlich”, ”umfassend” oder ”aufweisend” und Abwandlungen davon soll die nachstehend aufgeführten Elemente und Entsprechungen derselben sowie zusätzliche Elemente umschließen. Sofern dies nicht festgelegt oder in anderer Weise eingeschränkt wird, werden die Begriffe ”befestigt”, ”verbunden”, ”gelagert” und ”gekoppelt” und Abwandlungen derselben in breitem Sinne verwendet und schließen sowohl direkte als auch indirekte Befestigungen, Verbindungen, Lagerungen und Kopplungen ein. Weiterhin sind ”verbunden” und ”gekoppelt” nicht auf physikalische oder mechanische Verbindungen oder Kopplungen beschränkt.
  • Die folgende Darlegung erfolgt, um einem Fachmann das Herstellen und Verwenden von Ausführungsformen der Erfindung zu ermöglichen. Für den Fachmann sind verschiedene Abwandlungen der gezeigten Ausführungsformen nahe liegend, und die typischen Grundsätze dieser Erfindung können auf andere Ausführungsformen und Anwendungen übertragen werden, ohne von den Ausführungsformen der Erfindung abzuweichen. Somit sollen Ausführungsformen der Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern es soll ihnen der breiteste Schutzumfang, der mit den hierin offenbarten Grundsätzen und Merkmale im Einklang steht, gewährt werden. Die folgende eingehende Beschreibung ist unter Bezug auf die Figuren zu lesen, wobei gleiche Elemente in verschiedenen Figuren gleiche Bezugszeichen haben. Die Figuren, die nicht unbedingt maßstabsgetreu sind, stellen ausgewählte Ausführungsformen dar und sollen nicht den Schutzumfang von Ausführungsformen der Erfindung beschränken. Fachleute werden erkennen, dass die hierin vorgesehenen Beispiele viele brauchbare Alternativen haben und in den Schutzumfang von Ausführungsformen der Erfindung fallen.
  • 1 veranschaulicht eine Fingerabdruckerfassungsschaltung 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Fingerabdruckerfassungsschaltung 10 kann eine Architektur mit zwei Substraten, die ein oberes Substrat 12 und ein unteres Substrat 14 einschließt, aufweisen. Das obere Substrat 12 kann aus einem nachgiebigen oder starren Material, das zum Aufbringen einer Schaltung darauf geeignet ist, konstruiert sein. In einer Ausführungsform kann das obere Substrat 12 aus einem nachgiebigen Polyimidmaterial, beispielsweise Kapton®, mit einer Dicke zwischen etwa 5 und etwa 100 Mikrometer konstruiert sein. Das untere Substrat 18 kann eine herkömmliche Leiterplatte (engl. Printed Circuit Board, kurz PCB) sein.
  • 2 und 3 veranschaulichen das obere Substrat 12. Das obere Substrat 12 kann eine Schaltungsseite 16, wie in 2 gezeigt, und eine Erfassungsseite 18, wie in 3 gezeigt, aufweisen. Die Schaltungsseite 16 des oberen Substrats 12 kann mittels eines Chip-On-Flex-Prozesses (COF), Drahtbonden, eines anisotropen leitenden Films (engl. Anisotropic Conductive Film, kurz ACF), etc. an dem unteren Substrat 14 angebracht werden.
  • In manchen Ausführungsformen kann die Fingerabdruckerfassungsschaltung 10 einen Bildsensor 20 umfassen, um die Rillen und Täler eines Fingerabdrucks zu detektieren, wenn sich ein Finger über den Bildsensor 20 bewegt. Die Fingerabdruckerfassungsschaltung 10 kann auch einen Geschwindigkeitssensor 22 umfassen, um die Geschwindigkeit eines sich über den Bildsensor 20 bewegenden Fingers zu detektieren. Der Bildsensor 20 und/oder der Geschwindigkeitssensor 22 können mit der Schaltungsseite 16 der Fingerabdruckerfassungsschaltung 10 verbunden sein. Zum Beispiel kann der Bildsensor 20 und/oder der Geschwindigkeitssensor 22 aus leitenden Bahnen (z. B. Kupferbahnen) konstruiert sein, die unter Verwenden einer lithographischen Technik wie in 2 gezeigt auf die Schaltungsseite 16 gedruckt oder aufgebracht sind. In manchen Ausführungsformen kann der Bildsensor 20 als Anordnung von kapazitiven Sensoren implementiert sein, die die Rillen und Täler eines Fingers erfassen können, wenn er über den Sensor 20 wandert. Ferner kann der Geschwindigkeitssensor 22 unter Verwenden von zwei oder mehr kapazitiven Detektoren bei Abständen entlang der Fortbewegungsrichtung des Fingers implementiert sein.
  • Durch den Bildsensor 20 und den Geschwindigkeitssensor 22 erfasste Fingerabdruckinformationen können zu einem oder mehreren integrierten Sensorschaltungen (ICs) 24 übermittelt werden, die mit der Schaltungsseite 16 des oberen Substrats 12 verbunden sind. Die Sensor-IC 24 kann unter Verwenden einer geeigneten Technik, beispielsweise eines Chip-On-Flex-Prozesses (COF), Drahtbonden, Flip Chip, eines anisotropen leitenden Film(ACF)-Klebers, Unterfüllen, Glob Top, etc., mit dem oberen Substrat 12 verbunden werden. Die Sensor-IC 24 kann Antriebs- und Erfassungselektronik zum Interpretieren der Fingerabdruckinformationen von dem Bildsensor 20 und dem Geschwindigkeitssensor 22 umfassen. In einer Ausführungsform kann die Sensor-IC 24 ein Siliziumchip oder -baustein sein. Ferner können in manchen Ausführungsformen der Bildsensor 20 und der Geschwindigkeitssensor 22 in der Sensor-IC 24 enthalten sein (z. B. statt außen an der Sensor-IC 24 positioniert zu sein, wie vorstehend beschrieben).
  • Während Nutzung kann ein Finger eines Nutzers entlang der Erfassungsseite 18 des oberen Substrats 12 gewischt werden. An der Schaltungsseite 16 des oberen Substrats 12 können der Bildsensor 20 und der Geschwindigkeitssensor 22 Änderungen der Kapazität detektieren, wenn der Finger darüber gewischt wird. Infolge des Aufweisens einer separaten Erfassungsseite 18 und Schaltungsseite 16 kann das obere Substrat 12 den Finger des Nutzers im Wesentlichen elektrisch und mechanisch von dem Bildsensor 20, dem Geschwindigkeitssensor 22 und der Sensor-IC 24 isolieren, wodurch ein gewisser Grad an Schutz vor elektrostatischer Entladung (ESD) und mechanischem Abrieb vorgesehen wird.
  • In manchen Ausführungsformen kann das obere Substrat 12 Kontaktflecken 26 umfassen, die der Sensor-IC 24 ermöglichen, mit dem unteren Substrat 14 in Verbindung zu treten. Das untere Substrat 14 kann zum Beispiel Stromversorgungsschaltungsanordnung, Außenanschlussschaltungsanordnung, etc. für die Sensor-IC 24 umfassen. 14 veranschaulicht das untere Substrat 14 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Wie in 4 gezeigt kann die Unterseite des unteren Substrats 14 eine Kugelgitteranordnung (engl. Ball Grid Array, kurz BGA) 28 umfassen, um die Fingerabdruckerfassungsschaltung 10 mit einem Substrat eines Produkts elektrisch zu verbinden.
  • In einer Ausführungsform kann die Fingerabdruckerfassungsschaltung 10 eine Architektur mit einem einzigen Substrat aufweisen, wobei das einzige Substrat eine Erfassungsseite und eine gegenüberliegende Schaltungsseite hat. Somit kann das Substrat eine Sensor-IC an seiner Schaltungsseite umfassen, und ein Finger eines Nutzers kann entlang der gegenüberliegenden Seite oder Erfassungsseite gewischt werden. Wenn der Finger des Nutzers entlang der Erfassungsseite gewischt wird, kann die Sensor-IC mit separaten oder integralen Bild- und Geschwindigkeitssensoren den Fingerabdruck des Nutzers durch das Substrat unter Verwenden von Techniken wie etwa kapazitive, thermische, Hochfrequenz(HF)-, Infrarot(IR)-, Lichtsammlungs- und/oder Ultraschalltechniken detektieren. Das einzige Substrat kann auch eine andere Schaltungsanordnung, beispielsweise eine Stromversorgungsschaltungsanordnung, eine Außenanschlussschaltungsanordnung, etc., auf seiner Schaltungsseite umfassen.
  • In einer anderen Ausführungsform kann die Fingerabdruckerfassungsschaltung 10 eine Architektur mit einem einzigen Substrat aufweisen, wobei das einzige Substrat eine kombinierte Schaltungs- und Erfassungsseite hat. Somit kann das Substrat eine Sensor-IC an der gleichen Seite, über die der Finger des Nutzers gewischt wird, umfassen. Ein ”Glob Top” aus Epoxid über der Erfassungsseite kann die Sensor-IC vor mechanischer Beschädigung und/oder Verunreinigung schützen. Die Sensor-IC, die einen integralen Bildsensor und/oder einen Geschwindigkeitssensor umfasst, kann Fingerabdruckinformationen erfassen und sammeln, indem sie durch das Epoxid in direkten Kontakt mit dem Finger des Nutzers kommt. Die Sensor-IC kann den Fingerabdruck des Nutzers unter Verwenden von Techniken wie etwa kapazitive, thermische, HF-, IR-, Lichtsammlungs- und/oder Ultraschalltechniken detektieren.
  • In einer noch anderen Ausführungsform kann die Fingerabdruckerfassungsschaltung 10 eine Architektur aus einem einzigen Substrat oder aus zwei Substraten haben, wobei beide Seiten des oberen Substrats eine Erfassungsschaltungsanordnung umfassen können. Das obere Substrat kann einen Bildsensor und einen Geschwindigkeitssensor auf der Erfassungsseite (d. h. der gleichen Seite, über die der Finger des Nutzers gewischt wird) umfassen. Ein Glob-Top aus Epoxid oder eine Farbschicht kann über die Erfassungsseite aufgebracht werden, um den Bildsensor und den Geschwindigkeitssensor vor mechanischer Beschädigung und/oder Verunreinigung zu schützen. Die Sensor-IC kann auf die gegenüberliegende Schaltungsseite aufgebracht werden. Der Bildsensor und der Geschwindigkeitssensor können Fingerabdruckinformationen erfassen, indem sie mit dem Finger des Nutzers durch die Epoxid- oder Farbschicht in direkten Kontakt kommen, und können die Fingerabdruckinformationen durch zum Beispiel HF-Übermittlungen zu der Sensor-IC übermitteln. Mit der Schaltungsseite des oberen Substrats kann auch eine andere Schaltungsanordnung bzw. ein unteres Substrat gekoppelt werden.
  • In manchen Ausführungsformen kann/können das eine Substrat oder mehrere Substrate der Fingerabdruckerfassungsschaltung 10 (d. h. das Substrat der Architektur mit einem einzigen Substrat oder eines oder beide der Substrate der Architektur mit zwei Substraten) einen beschichteten Abschnitt um dessen Außenkantenfläche umfassen. Der beschichtete Abschnitt kann mit einer leitenden Beschichtung (z. B. Kupfer, Aluminium, Gold, Nickel, etc.) beschichtet sein und kann mit einer Leitbahn entlang einer oberen, unteren oder inneren Fläche des einen Substrats oder der mehreren Substrate verbunden sein. Die Leitbahn kann mit einem Pfad geringer Impedanz mit einem bekannten Potential, beispielsweise Masse der Stromquelle, verbunden sein. Dadurch kann die Außenkante des einen Substrats oder der mehreren Substrate das Entfernen eines gesteuerten Pfads für ESD aus der Fingerabdruckerfassungsschaltung 10 (d. h. aus dem beschichteten Abschnitt entlang der Leitbahn zu Masse der Stromquelle) zulassen.
  • Zum Beispiel kann sich ESD auf der Erfassungsseite aufbauen, wenn ein Nutzer mit seinem Finger darüber wischt. Diese Ladung kann weiter im Potential zunehmen, bis der Weg des geringsten Widerstands gefunden ist und die Ladung abgeleitet wird. Die beschichtete Außenseitenkante und die Leitbahn können den kürzesten Entladungspfad für ESD erzeugen, wodurch verhindert wird, dass ESD zu der Sensor-IC oder anderen Komponenten der Schaltungsseite oder des unteren Substrats entlädt und diese möglicherweise beschädigt. In manchen Ausführungsformen kann der beschichtete Abschnitt die Außenkante des einen Substrats oder der mehreren Substrate vollständig umgeben. In anderen Ausführungsformen kann der beschichtete Abschnitt die Außenkante des einen Substrats oder der mehreren Substrate teilweise umgeben. Ferner kann sich der beschichtete Abschnitt die gesamte Dicke oder nur einen Teil der Dicke der Außenkante des einen Substrats oder der mehreren Substrate hinunter erstrecken.
  • In einer Ausführungsform kann der beschichtete Abschnitt in Form von beschichteten Zinnen 30 oder Perforationen vorliegen. Zum Beispiel veranschaulichen 4–6C eine Fingerabdruckerfassungsschaltung mit der Architektur mit zwei Substraten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Wie in 6B und 6C gezeigt können die Substrate 12, 14 ihre Außenkantenflächen 32 hinunter die beschichteten Zinnen 30 umfassen. Die Zinnen 30 können durch eine Leitbahn 34 entlang einer oberen Fläche des oberen Substrats 12, wie in 5 gezeigt ist, und/oder einer unteren Fläche des unteren Substrats 12, wie in 4 gezeigt ist, miteinander verbunden sein. Die Leitbahn 34 kann mit Stromquellenmasse verbunden sein. Dadurch können die beschichteten Zinnen 30 und die Leitbahn den kürzesten Entladungspfad für ESD erzeugen. In einer Ausführungsform kann jede der beschichteten Zinnen 30 direkt mit Stromquellenmasse verbunden sein, statt durch die Leitbahn miteinander verbunden zu sein.
  • In manchen Ausführungsformen können die Zinnen 30 die Außenkante 32 eines oder beider der Substrate 12, 14 bei einer konstanten oder veränderlichen Steigung vollständig umgeben. In anderen Ausführungsformen können die Zinnen 30 die Außenkante 32 eines oder beider der Substrate 12, 14 teilweise umgeben. 4 und 5 veranschaulichen die Zinnen mit einem gleichmäßigen halbkreisförmigen Querschnitt. In anderen Ausführungsformen können die Zinnen halbkreisförmige, halbquadratische, halbrechteckförmige und/oder halbdreieckförmige Querschnitte haben.
  • In manchen Ausführungsformen können aus einer einzigen Substratanordnung 36 mehrere Substrate erzeugt werden. Zum Beispiel veranschaulicht 7 eine Substratanordnung 36, die neun separate Substrate 12 (und/oder Substrate 14) für neun Fingerabdruckerfassungsschaltungen 10 umfasst. Wie in 7 gezeigt können vor dem Ausstanzen von einzelnen Substraten 12 Verbindungslochen 38 um einen Umfang jedes Substrats 12 gestanzt und beschichtet werden. In manchen Ausführungsformen können die Verbindungslöcher 38 nur um einen Teil des Umfangs jedes Substrats 12 (nicht gezeigt) ausgestanzt und beschichtet werden. Ferner können die Verbindungslöcher 38 allesamt Durchgangslöcher, allesamt Blindlöcher oder zum Teil Kombinationen von Durchgangslöchern und Blindlöchern sein. Weiterhin können die Verbindungslöcher 38 wie in 7 gezeigt einen kreisförmigen Querschnitt oder einen quadratischen, rechteckigen und/oder dreieckigen Querschnitt haben.
  • Nachdem die Durchgangslöcher 38 ausgestanzt und um jeden Umfang beschichtet wurden, können die Substrate 12 ausgeschnitten oder ausgestanzt werden. Die durch den Schneid- oder Stanzmechanismus vorgenommenen Schnittlinien 40 können die Verbindungslöcher 38 unterteilen, wodurch die in 5 gezeigten Zinnen 30 erzeugt werden. Demgemäß kann jede Zinne 30 ein Stück eines Verbindungslochs 38 sein. 5 zeigt zum Beispiel einige Zinnen 30, durch aus Verbindungslöchern 30 erzeugt wurden, die halbiert wurden, sowie einige Zinnen 30, die aus Verbindungslöchern 30 erzeugt wurden, die geviertelt wurden (z. B. an Ecken des Substrats 12). Nach dem Stanzen der Verbindungslöcher 38 und vor oder nach dem Ausstanzen der Substrate 12 aus der Substratanordnung 36 können andere Schichten oder Beschichtungen 42, beispielsweise ein Glob-Top aus Epoxid oder ein Farbschicht, mit dem Substrat 12 gekoppelt werden, wie in 6A–6C gezeigt ist. Wenn die Fingerabdruckerfassungsschaltung 10 von oben betrachtet wird, wie in 6A gezeigt wird, kann die Beschichtung 42 die Zinnen 30 im Wesentlichen verdecken.
  • Die vorstehend beschriebenen Fingerabdruckerfassungsschaltungen 10 können bei anderen Produkten als Fingerabdrucksensoren verwendet werden, beispielsweise bei Erfassungsschaltungen für Tastfelder und geformten Kunststoff mit einer Vielzahl von Formen und Konturen. Ferner kann das Verfahren mit beschichteter Außenkante bzw. Zinnen, das vorstehend beschrieben ist, bei verschiedenen anderen Vorrichtungen eingesetzt werden, um eine Schaltungsanordnung vor ESD zu schützen. Zum Beispiel kann das Verfahren mit beschichteter Außenkante oder Zinnen verwendet werden, um eine empfindliche Schaltungsanordnung in Verbindung mit Vorrichtungen, die für Berührung durch den Menschen gedacht sind, einschließlich aber nicht ausschließlich PCBs für Tastfelder, berührungsempfindliche Bildschirme, berührungsempfindliche Tafeln, Tastaturen, Bedienflächen, Mäuse, Steuerknüppel, Rollkugeln etc., die hierin kollektiv als ”berührungsempfindliche Elektronikschaltungen” bezeichnet werden können, zu schützen.
  • Es versteht sich für den Fachmann, dass die Erfindung vorstehend zwar in Verbindung mit bestimmten Ausführungsformen und Beispielen beschrieben wurde, die Erfindung aber nicht notwendigerweise darauf beschränkt ist, und dass zahlreiche andere Ausführungsformen, Beispiele, Verwendungen, Abwandlungen und Abweichungen von den Ausführungsformen, Beispielen und Verwendungen von den hier beigefügten Ansprüchen umfasst sein sollen. Die gesamte Offenbarung jedes hierin zitierten Patents und jeder hierin zitierten Veröffentlichung ist durch Bezugnahme mit aufgenommen, so als ob jedes solche Patent oder jede solche Veröffentlichung durch Bezugnahme hierin einzeln mit aufgenommen wären. In den folgenden Ansprüchen werden verschiedene Merkmale und Vorteile der Erfindung dargelegt.

Claims (17)

  1. Substrat, das elektrostatische Entladung aufnehmen kann, wobei das Substrat umfasst: eine Kantenfläche, die mindestens eine beschichtete Zinne umfasst, die die elektrostatische Entladung leiten kann; eine untere Fläche; eine obere Fläche; und eine Leitbahn entlang mindestens einer von unterer Fläche und oberer Fläche, wobei die Leitbahn mit der mindestens einen beschichteten Zinne elektrisch verbunden ist.
  2. Substrat nach Anspruch 1, welches weiterhin mindestens eines von (a) einer auf die obere Fläche aufgebrachten Beschichtung und (b) einer Kugelgitteranordnung, die mit der unteren Fläche gekoppelt ist, umfasst.
  3. Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine beschichtete Zinne mit einem leitenden Material beschichtet ist, das eines von Kupfer, Aluminium und Gold umfasst.
  4. Substrat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine beschichtete Zinne mehrere beschichtete Zinnen umfasst, die positioniert sind, um die Kantenfläche teilweise zu umgeben oder vollständig zu umgeben.
  5. Substrat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren beschichteten Zinnen mit einem bekannten Potential elektrisch verbunden sind.
  6. Substrat nach Anspruch 1, welches weiterhin eine Erfassungsschaltung zum Entgegennehmen einer Berührung oder eines Drucks von einem Teil eines lebenden Körpers umfasst, wobei die Erfassungsschaltung mittels einer direkten Kopplung oder einer indirekten Kopplung mit der unteren Fläche oder der oberen Fläche gekoppelt ist, wobei die indirekte Kopplung durch ein zweites Substrat erfolgt.
  7. Substrat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsschaltung mindestens einen Sensor, der mit der oberen Fläche oder der unteren Fläche gekoppelt ist, und eine integrierte Erfassungsschaltung, die mit der unteren Fläche gekoppelt ist, umfasst, wobei der mindestens eine Sensor Informationen zu der integrierten Erfassungsschaltung übermitteln kann.
  8. Substrat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsschaltung eine Fingerabdruckerfassungsschaltung ist.
  9. Substrat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Fläche einen Bereich für einen Finger vorsieht, über den zu wischen ist.
  10. Verfahren zum Konstruieren eines Substrats mit Schutz vor elektrostatischer Entladung, wobei das Verfahren umfasst: Vorsehen einer Substratanordnung, die mehrere Substrate umfasst; Stanzen von Löchern entlang mindestens eines Teils eines Umfangs jedes der mehreren Substrate; Beschichten der Löcher mit einem leitenden Material; Schneiden jedes der mehreren Substrate entlang Schnittlinien, die mindestens einige der Löcher halbieren; und Verbinden des leitenden Materials mit einem bekannten Potential.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, welches weiterhin das Vorsehen einer Leitbahn zum Verbinden des leitenden Materials mit einem bekannten Potential umfasst.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, welches weiterhin das Aufbringen der Leitbahn an mindestens einer von oberer, unterer und innerer Fläche der mehreren Substrate umfasst.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher entlang des gesamten Umfangs jedes der mehreren Substrate gestanzt werden.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, welches weiterhin das Vorsehen einer Fläche zum Entgegennehmen der Berührung oder des Drucks von dem Teil des lebenden Körpers umfasst.
  15. Verfahren nach Anspruch 10, welches weiterhin mindestens eines von (a) Aufbringen einer Leitbahn um eine Substratfläche jedes der mehreren Substrate, die die Verbindungslöcher elektrisch verbindet, (b) elektrisches Verbinden der Leitbahn mit Stromquellenmasse, (c) elektrisches Verbinden einer integrierten Erfassungsschaltung mit jedem der mehreren Substrate und (d) Anbringen einer Kugelgitteranordnung an einer unteren Substratfläche jedes der mehreren Substrate umfasst.
  16. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher entlang des gesamten Umfangs jedes der mehreren Substrate gestanzt werden.
  17. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der mehreren Substrate ein oberes Substrat und ein unteres Substrat, die miteinander gekoppelt sind, umfasst.
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