JPH1185371A - 積層基板およびこれを用いたデータ入力装置 - Google Patents

積層基板およびこれを用いたデータ入力装置

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JPH1185371A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 スルーホールを有する基板を積層し、スルー
ホール内に充填した導電材で、基板間の導通を行う場合
に、スルーホール内の空気が抵抗となって、導電材が確
実に充填されないことがある。 【解決手段】 センサ基板2とPCB20との間に、レ
ジスト膜7と接着層8が介在しているが、センサ基板2
のスルーホール35と、PCB20のスルーホール23
とが連通する部分で、レジスト膜7と接着層8に切欠き
部が形成され、積層基板の縁部の外側に連通するエアー
ベント36が形成されている。導電材11はセンサ基板
2の表面からスルーホール35内に充填されるが、スル
ーホール内の空気がエアーベント36から抜けるため、
導電材11が確実に充填され、電極12とランド28と
の導通を確実に行なえる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種電子製品に用
いられて基板に形成されたスルーホールを介して、一方
の基板の電極と他方の電極の配線パターンとが導通され
ている積層基板、およびこの積層基板を使用したコンピ
ュータ等に使用されるパッドタイプのデータ入力装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年、オフィスあるいは家庭等におい
て、小スペースを目的として、ノートタイプと呼ばれる
コンピュータが多く使用され、これらコンピュータの画
面上に表示されるカーソルなどを移動させる際の入力装
置として、指で軽くなぞることによって操作することが
できるパッドタイプのものが多く採用され、実用化され
ている。図5は、従来のパッドタイプのデータ入力装置
40の構造の断面図を示したものである。
【0003】前記タイプのデータ入力装置40は、座標
を検知するためのセンサシート10と、配線パターンが
印刷されたプリント配線基板(PCB)21と、指など
が直接触れる部分であるフェイスシート30とから構成
されている。前記センサシート10は、指が接触してい
る座標を検出するためのセンサ基板2を有し、前記セン
サ基板2は、ポリエチレンテレフタレート(PET)な
どの材質からなるシートで形成され、その両面にX電極
12およびY電極13が形成されている。さらに、前記
センサ基板2の両面にはそれぞれレジスト膜6,7が形
成され、下側のレジスト膜7は前記PCB21と接着層
8により接着されて固定されている。前記PCB21
は、周縁に沿って複数のスルーホール23が形成されて
おり、さらに前記スルーホール23を介して前記センサ
基板2に形成されたX電極12とPCB21の配線パタ
ーンとを接合するためのランド29が設けられている。
【0004】またセンサシート10にも、上記PCB2
1のスルーホール23に貫通するようにスルーホール3
5が形成されており、スルーホール35および23内に
センサ基板2側から導電性樹脂などの導電材11を充填
することにより、前記センサ基板2側のX電極12と前
記PCB21側のランド29とが導通されている。さら
に、前記センサシート10側の上面には、上記したフェ
イスシート30が接着剤等により固着され、また前記P
CB21の配線パターン形成面(図示下面)には、デー
タ入力処理に必要なICなどの部品が実装されている。
【0005】上記のように構成されたデータ入力装置4
0は、操作者がフェイスシート30上を指で軽く擦るよ
うにスライドさせることにより、前記センサ基板2に形
成されたX電極12およびY電極13において、X電極
12からY電極13へ向かう電気力線の一部が操作者の
指に吸収され、それによってY電極13に吸収される電
気力線が減って静電容量が変化するという現象が起こ
り、この容量変化に応じて変化するセンサ基板2の電流
出力値に基づいて、指を押し当てた座標位置を検出する
ことができる。
【0006】図5に示すものでは、前記PCB21が、
両面に配線パターンが形成された両面基板であり、基板
の両面のランド28と29とがスルーホール23内を通
って導通されている。よって、前記センサ基板2のX電
極12と前記PCB21のランド28とを接合させる際
に、前記導電材11を、下面のランド28まで到達させ
る必要がなく、導電材11をPCB21の表面のランド
29に接続させれば、PCB21とセンサ基板2との導
通が可能な構造となっている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のデータ入力装置40では、以下の点において問
題がある。 PCB21は両面に配線パターンが印刷されたもので
あり、さらに基板両面のパターン間を接合させるための
スルーホール23の内壁面に金属等の導電体を形成しな
ければならず、PCB21を製造する際のコストが高く
なる。そこで、片面のみに配線パターンが形成されたP
CBを使用することにより、上記した問題を解決するこ
とができる。
【0008】ただし、上記PCB21に代えて、片面
のみすなわち部品実装面側(図示下面側)のみに配線パ
ターンが形成されたPCBを使用した場合、センサ基板
2側から供給される導電材11をPCB21の部品実装
面側のランド28まで到達させなければならない。しか
し、センサ基板2側からスルーホール35内に導電材1
1を充填した場合、図5の符号31で示すようにスルー
ホール内の空気が外部に逃げずに留まって空間が形成さ
れ、この空気、さらには導電材11に含有する溶剤ガス
などが抵抗となって、導電材11がPCB21の図示下
面のランドに届かなかったり、前記空間31が、乾燥、
キュアー後に、熱膨張して導電材11がスルーホール内
で膨らみ、その結果、スルーホール内で導電材11が途
切れたり、さらに導電材11がスルーホールを完全に通
過しているか否かを外部から目視で検査できなくなると
いう問題が生じる。また、センサ基板2側からスルーホ
ール35へ供給する導電材11を、スルーホール23内
へ完全に通過させるために、センサ基板2側から導電材
11を供給し、PCB21の下面側から吸引する方法も
ある。しかし、この方法では吸引設備が必要になって、
設備コストが高くなる欠点がある。
【0009】この種のデータ入力装置では、フェイス
シート30に指を触れたときなどに発生する静電気を逃
がすためのフェイスグランドが必要になる。図5に示す
ように両面配線のPCBを使用した場合には、PCB2
1の表面の配線パターンを使用して、基板の縁部に露出
するフェイスグランド32を形成することが可能であ
る。しかし、下面側にのみ配線パターンを有するPCB
を使用した場合には、PCBの表面にフェイスグランド
を形成できなくなる。PCBの裏面に形成されたフェイ
スグランドでは、フェイスシート30に帯電した静電気
を逃がす効果を十分に発揮できない。
【0010】本発明は、上記課題を解決するものであ
り、スルーホールを介して基板間での導通を行う場合
に、スルーホール内に導電材を確実に充填できるように
した積層基板を提供することを目的としている。
【0011】また本発明は、一方の基板が基板対向側と
逆側の面にのみ配線パターンが形成されている積層基板
においても、両基板間で確実な導通を行なえるようにす
ることを目的としている。
【0012】さらに本発明は、基板間での導通が確実な
積層基板を用い、またフェイスグランドの形成も容易に
できるデータ入力装置を提供することを目的としてい
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の積層基板は、電
極が形成され且つスルーホールを有する第1基板と、配
線パターンが形成された第2基板とが、絶縁層を挟んで
積層され、前記第1基板のスルーホールに導電材が充填
されて、第1基板の前記電極と第2基板の前記配線パタ
ーンとが前記導電材を介して導通されており、前記絶縁
層と前記基板の少なくと一方には、前記スルーホール
と、基板の縁部の外側の空間とを連通させる空気抜き通
路が形成されていることを特徴とするものである。
【0014】上記手段では、少なくとも第1の基板にス
ルーホールが形成されたものにおいて、このスルーホー
ル内へ導電性樹脂などの導電材を充填したときに、スル
ーホール内の空気および導電材中に含有する溶剤ガスが
基板間の空気抜き通路により基板の側方へ逃がされ、前
記空気およびガスの抵抗を有することなく、スルーホー
ル内に確実に導電材を充填して、第1基板の電極と第2
基板の配線パターンとを導通させることができる。よっ
て、導電性樹脂などを通常のスクリーン印刷方式にてス
キージで塗り込むだけで、確実な導通が可能になる。
【0015】上記において、第2基板には、前記第1基
板のスルーホールおよび前記空気抜き通路に連通するス
ルーホールが形成されており、スルーホール内に充填さ
れた前記導電材が、第2基板の第1基板と逆側に向く裏
面に形成された前記配線パターンに導通されているもの
とすることができる。
【0016】前記空気抜き通路から空気および溶剤ガス
などを確実に抜くことができるため、例えば第2基板の
基板対向面と逆側の裏面にのみ配線パターンおよびラン
ドが形成されているものであっても、スルーホール内に
充填された導電材が、第2基板の裏面側へ通過し裏面の
ランドに確実に接続させることができる。よって第2基
板として片面にのみ配線パターンが形成された基板を使
用することが可能である。
【0017】前記空気抜き通路が形成されている絶縁層
は、第1基板と第2基板とを接着する接着層である。
【0018】あるいは、前記空気抜き通路が形成されて
いる絶縁層は、いずれかの基板表面を覆うレジスト層で
ある。
【0019】また、上記絶縁層は、絶縁シートと接着層
とからなり、これらの少なくとも一方に空気抜き通路を
形成することもできる。
【0020】さらに、本発明では、基板の対向面におい
て少なくとも一方の基板に、切欠きを形成して空気抜き
通路を形成したり、または基板の対向側に形成されたダ
ミー電極を削って空気抜き通路を形成することもでき
る。
【0021】本発明の積層基板は、各種電子製品に使用
することができる。ただし、以下では、この積層基板を
使用したデータ入力装置を例示している。
【0022】すなわち、本発明のデータ入力装置は、前
記いずれかの積層基板を有し、前記第1基板には、互い
に絶縁されたX電極とY電極とが形成されてX電極とY
電極との間の静電容量の変化を検出することを特徴とす
るものである。
【0023】上記において、第1基板の表面に絶縁体を
介してフェイスシートが積層されており、前記第1基板
の縁部に形成されたグランドパターンが、前記空気抜き
通路と重ならない位置で前記絶縁体から露出しているも
のとすることができる。
【0024】上記手段では、第1基板にグランドパター
ンを形成し、これをフェイスグランドとしている。よっ
て第2基板は、片面にのみに配線パターンを有する片面
基板であっても、フェイスシートに近い位置にフェイス
グランドを形成することができる。
【0025】本発明では、前記のように基板の側方へ抜
ける空気抜き通路を形成しているため、この空気抜き通
路からはみ出した導電材が、基板の縁部から前記フェイ
スグランドに及んで接触し、各基板の電極および配線パ
ターンが、導電材を介してフェイスグランドと短絡する
心配があり、また導電材がフェイスグランドに接近して
設けられ、銀系導電材を使用した場合にマイグレーショ
ンを発生させるおそれがある。そこで、フェイススグラ
ンドを、空気抜き通路と平面的に重ならない領域に設け
ることにより、前記の短絡が生じないようにしている。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、本発明のデータ入力装置を
図面を参照して説明する。図1は、本発明のデータ入力
装置1の基板の積層構造を示す斜視図、図2はそのZ部
分を示す平面図、図3(A)は図2のA−A線の断面
図、図3(B)は図2のB−B線の断面図である。前記
データ入力装置1は、電極パターンが形成された第1の
基板としてのセンサ基板2の両面がレジスト膜6,7で
被覆され、その下に、片面に配線パターンが施された第
2の基板としてのプリント配線基板(以下、PCBで示
す。)20が接着層8を介して固着されている。
【0027】前記センサ基板2は、ポリエチレンテレフ
タレート(PET)などの樹脂シートからなる。センサ
基板2の表面には複数本のX電極12が平行に形成さ
れ、裏面には複数本のY電極13が平行に形成されて、
X電極12とY電極13とがマトリックス状に配置され
て交叉し、この交叉部分に入力点が形成されている。こ
のデータ入力装置1は、この入力点においてX電極12
とY電極13との間の静電容量が変化することにより、
座標情報の入力が行なわれる。センサ基板2の前記X電
極12が形成された表面の縁部に、前記Y電極13の端
部17と対向するダミー電極14が形成され、センサ基
板2の裏面では、X電極12の端部16と対向するダミ
ー電極13aが形成されている。そして、前記Y電極1
3の端部17とダミー電極14とが対向している領域内
で、センサ基板2を貫通するスルーホール35が形成さ
れており、同じくX電極12の端部16とダミー電極1
3aとが対向している領域内で、センサ基板2を貫通す
るスルーホール35が形成されている。
【0028】前記センサ基板2の表面の縁部よりもやや
内側には、グランドパターン18が形成されており、こ
のグランドパターン18には、センサ基板2の縁部に延
びるフェイスグランド15が一体に形成されている。こ
のフェイスグランド15は、X電極12と12との中
間、およびY電極13と13との中間位置にて、センサ
基板2の縁部まで延びている。このフェイスグランド1
5は、静電気を接地部へ逃がすためのものである。な
お、分解能を高めるため、前記Y電極13のラインの幅
は、X電極12のラインの幅よりも太く形成されてい
る。また、前記センサ基板(樹脂シート)2の厚さは、
250〜800μm程度とすることが好ましい。
【0029】前記センサ基板2の両面には、例えばポリ
イミド樹脂からなるレジスト膜6,7が積層されてい
る。表面側の前記レジスト膜6には、上記フェイスグラ
ンド15と対向する位置に切欠き部24が形成され、前
記X電極12の端部16およびY電極13の端部17と
対向する位置に切欠き部(穴)25が設けられている。
裏面側の前記レジスト膜7には、センサ基板2のダミー
電極13aと対向する位置、およびY電極13の端部1
7と対向する位置に、それぞれ鍵穴状の切欠き部26が
形成されている。この切欠き部26は、センサ基板2の
ダミー電極13aおよびY電極13の端部17を露出さ
せ且つセンサ基板2のスルーホール35と対向する円形
部26aと、この円形部26aから縁部に抜ける空気抜
き通路26bとが連続して形成されたものである。前記
レジスト膜6と7は、図1に示す形状となるように、セ
ンサ基板2の表裏両面に印刷法で形成される。
【0030】前記レジスト膜7の下面に、Cu箔または
Ag系ペーストからなる低抵抗グランド層9が形成され
ている。このグランド層9は、図3(A)に示すよう
に、PETなどの絶縁シート9aに接着または印刷によ
り形成されている。この場合、前記グランド層9は、前
記レジスト膜7の切欠き部26よりも内側の領域に形成
されている。さらに、前記グランド層9の下面には、前
記レジスト膜7およびグランド層9と、PCB20とを
接着するための接着層8が形成されている。前記接着層
8には、上記レジスト膜7の切欠き部26と同様な切欠
き部27が位置を同じくして形成されている。この切欠
き部27も、円形部27aと、これに連続する空気抜き
通路27bとが連続して形成されている。なお、前記接
着層8の材質は、ホットメルト接着剤などであるが、こ
の接着層8は図1に示す形状となるように、PCB20
の表面に印刷法で形成される。あるいはこの接着層8
は、センサ基板2側の前記グランド層9の表面(下面)
に印刷法で形成される。
【0031】第2基板となる前記PCB20は、下面
(裏面)にのみ配線パターンが形成された片面基板であ
り、上記したセンサ基板2に形成されたダミー電極13
aおよびY電極13の端部17に対向する部分におい
て、前記下面にランド28が形成され、このランド部2
8の部分にスルーホール23が形成されている。すなわ
ち、前記センサ基板2のパターン(i),(ii),
(iii)…と前記PCB20側のランド(i),(i
i),(iii)…とがスルーホール35および23を
介してそれぞれ対向し、且つセンサ基板2のパターン
,…と前記PCB20側のランド,…とがスル
ーホール35および23を介してそれぞれ対向してい
る。
【0032】図3(A)(B)に示すように、センサ基
板2とPCB20とが積層されて接着層8を介して接着
固定された積層基板に対し、センサ基板2のスルーホー
ル35から導電材11が充填される。この導電材11
は、導電性樹脂、例えばエポキシ系などの熱硬化性樹脂
にAgなどの導電性フィラーが混入されたものを使用す
ることができる。この導電材11はスクリーン印刷法な
どにより、センサ基板2の表面にてスルーホール35が
形成されている位置にスキージで充填される。
【0033】この導電材11により、センサ基板2のX
電極12の端部16と、PCB20の裏面のランド28
が導通され、同様に、センサ基板2のY電極13の端部
17と、PCB20の裏面のランド28とが導通する。
PCB20の裏面には、前記ランド28から延びる配線
パターンが形成され、またPCB20の裏面には、各配
線パターンに導通するようにICなどの電子部品が実装
される。さらに、センサ基板2の表面の導電体となる前
記レジスト膜6の上面に、指が直接接触して操作される
フェイスシート30が接着剤などで固着される。
【0034】図2は、図1のエリアZで示す部分拡大平
面図であり、図3(A)(B)は図2の断面図である。
図2と図3(A)に示すように、センサ基板2のスルー
ホール35から、PCB20のスルーホール23にかけ
て、導電材11が充填されているが、センサ基板2とP
CB20との間では、絶縁層となるレジスト膜7および
接着層8に形成された前記空気抜き通路26bおよび2
7bが、同じ位置に重ねられて、この空気抜き通路26
bと27bとがエアーベント36となって、スルーホー
ル35および23内の空間と、積層基板の縁部の外側の
空間とを連通している。
【0035】したがって、スルーホール35からスルー
ホール23にかけて導電材11を充填する際に、スルー
ホール35および23内の空気および、前記各スルーホ
ールと同じ位置にあるレジスト膜7の円形部26a内の
空気、接着層8の円形部27a内の空気および導電材に
含有される溶剤ガス等が、前記エアーベント36から基
板側方へ逃げる。その結果、導電材11を充填する際
に、空気が抵抗にならず、またスルーホール35と23
内で導電材11が十分に広がり、表面張力による膜を形
成することなく、スルーホール23の下端へ抜ける。さ
らに乾燥工程において、内部の空気が膨らむことがなく
なる。したがって、導電材11は、PCB20の下面に
形成されたランド28に確実に接触し、X電極12また
はY電極13と、ランド28とが確実に導通するように
なる。なお、エアーベント36は、レジスト膜7及び接
着層8の空気抜き通路26b,27bに限定されるもの
ではなく、空気抜き通路26b又は27bの一方のみで
もよく、またPCB20に溝を形成したものでもよい。
【0036】図4は他の実施の形態を示す断面図であ
る。図4に示されるデータ入力装置50は、センサ基板
2に、グランド層9を印刷した絶縁シート46が粘着剤
47で固着され、絶縁シート46とPCB20とが粘着
剤48で固着される積層構造となっている。絶縁シート
46は、積層体の端部まで延びており、粘着剤48およ
び絶縁シート46に、基板の側方へと抜ける空気抜き通
路48aおよび46aが形成されている。なお、空気抜
き通路46a,48aは、前述の空気抜き通路26b,
27bと同様な形状及び配置になる。上記した構成によ
り、前述のレジスト層7の形成工程が不要となり、工程
の削減につながる。また、空気抜き通路48a,46a
は、少なくとも一方のみでよく、あるいはPCB20に
溝を形成するようにしてもよい。
【0037】また、図2および図3(B)に示すよう
に、センサ基板2の上面の絶縁体となるレジスト膜6に
形成された切欠き部24からフェイスグランド15が露
出する。このフェイスグランド15はセンサ基板2の上
面に形成されてフェイスシート30のすぐ下に接近して
いるので、フェイスシート30に帯電する静電気が、フ
ェイスグランド15に放電されやすくなっている。
【0038】また、図2に示すように、フェイスグラン
ド15が露出している部分は、エアーベント36と重な
らない領域である。よって、エアーベント36から積層
基板の側方へ抜け出た導電材11がセンサ基板2の縁部
まで流れ出たとしても、この導電材11が、フェイスグ
ランド15に接触することがなく、導電材11とフェイ
スグランド15との短絡が生じなくなる。また、導電材
11が銀系導電材であっても、導電材11とフェイスグ
ランド15との接近によるマイグレーションの発生も防
止できる。なお、上記のエアーベントは、Y電極13
と、PCB20のランド28とを接続するスルーホール
においても同様に形成される。またY電極13と13の
中間に位置するフェイスグランド15とエアーベントと
の関係も、図2に示したのと同様に互いに重なることが
ない。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の積層基板
およびこれを使用したデータ入力装置では、基板間の絶
縁層に、スルーホールから外部へ抜ける空気抜き通路が
形成されているため、スルーホール内に導電材が確実に
充填され、基板間の導通が確実になる。また第2基板と
して裏面側にのみ配線パターンを設けた片面基板を使用
することができ、部品コストを低減できる。また空気抜
き通路を絶縁層に形成していると、絶縁層のパターン形
成の際に空気抜き通路を簡単に形成できる。
【0040】さらに、第1基板にフェイスグランドを形
成すると、フェイスシートに帯電した静電気を逃がしや
すくなる。また第2基板を片面基板にしても、フェイス
シートのすぐ下にフェイスグランドを形成することがで
きる。また、空気抜き通路とフェイスグランドとが重な
らない位置に設けることにより、空気抜き通路からはみ
出た導電材がフェイスグランドに短絡することもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のデータ入力装置に用いられる積層基板
を示す斜視図、
【図2】図1のZ領域の平面図、
【図3】(A)は図2のA−A線で切断した部分の断面
図、(B)は図2のB−B線で切断した部分の断面図、
【図4】本発明の積層基板の他の実施の形態を示す部分
断面図
【図5】従来のデータ入力装置の層構造を示す断面図、
【符号の説明】
1 データ入力装置 2 センサ基板 6,7 レジスト膜 8 接着層 11 導電材 12 X電極 13 Y電極 13a,14 ダミー電極 15 フェイスグランド 18 グランドパターン 20 プリント配線基板(PCB) 23 スルーホール 24,25 切欠き部 26b,27b 空気抜き通路 28 ランド 35 スルーホール 36 エアーベント

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電極が形成され且つスルーホールを有す
    る第1基板と、配線パターンが形成された第2基板と
    が、絶縁層を挟んで積層され、前記第1基板のスルーホ
    ールに導電材が充填されて、第1基板の前記電極と第2
    基板の前記配線パターンとが前記導電材を介して導通さ
    れており、前記絶縁層と前記基板の少なくと一方には、
    前記スルーホールと、基板の縁部の外側の空間とを連通
    させる空気抜き通路が形成されていることを特徴とする
    積層基板。
  2. 【請求項2】 第2基板には、前記第1基板のスルーホ
    ールおよび前記空気抜き通路に連通するスルーホールが
    形成されており、スルーホール内に充填された前記導電
    材が、第2基板の第1基板と逆側に向く裏面に形成され
    た前記配線パターンに導通されている請求項1記載の積
    層基板。
  3. 【請求項3】 前記空気抜き通路が形成されている絶縁
    層は、第1基板と第2基板とを接着する接着層である請
    求項1または2記載の積層基板。
  4. 【請求項4】 前記空気抜き通路が形成されている絶縁
    層は、いずれかの基板表面を覆うレジスト層である請求
    項1または2記載の積層基板。
  5. 【請求項5】 前記絶縁層は、絶縁シートと接着層とか
    らなり、絶縁シートと接着層の少なくとも一方に空気抜
    き通路が形成されている請求項1または2記載の積層基
    板。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかに記載の積
    層基板を有し、前記第1基板には、互いに絶縁されたX
    電極とY電極とが形成されて、X電極とY電極との間の
    静電容量の変化を検出可能とされていることを特徴とす
    るデータ入力装置。
  7. 【請求項7】 第1基板の表面に絶縁体を介してフェイ
    スシートが積層されており、前記第1基板の縁部に形成
    されたグランドパターンが、前記空気抜き通路と重なら
    ない位置で前記絶縁体から露出している請求項6記載の
    データ入力装置。
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