KR101008727B1 - 단면 인쇄회로기판을 이용하는 정전용량 터치센서 - Google Patents

단면 인쇄회로기판을 이용하는 정전용량 터치센서 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 정전용량 터치센서는, 인쇄회로기판(110; 인쇄회로기판(110)의 하면에 장착되는 정전용량 터치 IC(120); 인쇄회로기판(110)의 하면에 설치되는 터치패드(150); 터치패드(150)와 정전용량 터치 IC(120)를 전기적으로 연결하도록 인쇄회로기판(110)의 하면에 설치되는 피시비 패턴(130);를 구비하여, 인쇄회로기판(110)의 상면쪽에 터치가 이루어졌을 때 그 터치신호가 터치패드(150) 및 피시비 패턴(130)을 거쳐 정전용량 터치 IC(120)에 입력되도록 함으로써 터치여부를 감지하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 정전용량 터치 IC(120), 터치패드(150), 피시비 패턴(130)이 인쇄회로기판(110)의 하면에 모두 형성되기 때문에 하면에만 동박이 코팅되어 있는 단면 인쇄회로기판을 사용할 수 있게 된다. 따라서 인쇄회로기판(110)에 소요되는 비용이 적다. 또한, 비아홀(H)의 형성이 필요없어 제조단가가 저렴하고, 터치패드(150)와 정전용량 터치 IC(120) 사이의 전기 연결 경로가 단순하기 때문에 전기신호의 전달에 문제가 생기지 않는다. 그리고 외부에서 유입되는 정전기에 의해 정전용량 터치 IC(120)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
정전용량 터치 센서, 단면 인쇄회로기판, 정전기, 비아홀

Description

단면 인쇄회로기판을 이용하는 정전용량 터치센서 {Capacitance touch sensor using single-faced PCB}
본 발명은 정전용량 터치센서에 관한 것으로서, 특히 터치패드와 정전용량 터치 IC가 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)의 같은 면에 설치되는 정전용량 터치센서에 관한 것이다.
정전용량 터치센서는 신체 또는 특정 물체가 가지고 있는 미세한 정전용량을 감지하는 센서로 신체 및 정전용량을 지닌 물체의 접촉시 접촉을 감지하는 기능을 한다.
도 1은 종래의 정전용량 터치센서를 설명하기 위한 도면으로서, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 A-A'선에 따른 단면도, (c)는 배면도이다. 이해를 돕기 위해, 도 1의 (a)에서는 인쇄회로기판(10)까지 투시하여 나타내었다. 도 1을 참조하면, 정전용량 터치 IC(20)는 인쇄회로기판(10)의 하면에 설치되고, 터치패드(50)는 인쇄회로기판(10)의 상면에 설치된다.
인쇄회로기판(10)의 하면에는 정전용량 터치 IC(20)에 연결되는 피시비 패턴(30)이 정전용량 터치 IC(20)의 양쪽으로 길게 뻗어 나오도록 형성된다. 인쇄회로기판(10)에는 인쇄회로기판(10)의 상면과 하면을 관통하는 비아홀(H)이 형성되며, 비아홀(H) 내에는 전도성 플러그(40)가 채워진다. 터치패드(50)와 피시비 패턴(30)은 전도성 플러그(40)에 의해 전기적으로 서로 연결된다.
인쇄회로기판(10) 상에는 터치패널(70)이 위치하며, 터치패널(70)과 인쇄회로기판(10)은 양면테이프(60)에 의해 서로 밀착된다. 터치패널(70)은 플라스틱, 세라믹, 유리, 나무 등과 같은 비전도성 물질로 이루어지며, 터치패널(70)에 인체의 터치가 이루어지면 그 터치신호가 터치패드(50), 전도성 플러그(40), 피시비 패턴(30)을 통하여 정전용량 터치 IC(20)에 전달되어 인체의 터치여부가 인식된다.
상술한 종래의 정전용량 터치센서는, 정전용량 터치 IC(20)와 터치패드(50)가 인쇄회로기판(10)의 상면 및 하면에 따로 형성되기 때문에 상면과 하면에 동박이 코팅되어 있는 양면 인쇄회로기판(10)을 사용해야 한다. 따라서 인쇄회로기판(10)에 소요되는 비용이 상승한다.
또한, 비아홀(H)을 형성시켜야 하기 때문에 생산공정이 추가되어 제조단가가 상승하고, 상면과 하면에 터치패드(50)와 피비시 패턴(30)을 각각 형성시키고 전도성 플러그(40)로 이들을 연결시켜야 하기 때문에 패턴이 복잡해진다. 게다가 터치패드(50), 전도성 플러그(40), 및 피시비 패턴(30)의 사이에 접속 불량이 이루어지기 쉬어 민감한 터치여부의 판단에 에러가 생기기 쉽다. 그리고 터치패드(50)가 너무 외부에 근접하여 있어 외부에서 유입되는 정전기에 의해 정전용량 터치 IC(20) 가 손상될 우려가 많다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 터치패드와 정전용량 터치 IC를 인쇄회로기판의 같은 면에 설치함으로써 상술한 종래의 문제점을 해결하는 정전용량 터치센서를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 정전용량 터치센서는, 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 하면에 장착되는 정전용량 터치 IC; 상기 인쇄회로기판의 하면에 설치되는 터치패드; 상기 터치패드와 정전용량 터치 IC를 전기적으로 연결하도록 상기 인쇄회로기판의 하면에 설치되는 피시비 패턴; 및 상기 인쇄회로기판의 상면에 부착되는 터치패널;을 구비하여, 상기 터치패널에 터치가 이루어지면 상기 터치패널과 상기 터치패드 사이의 정전용량이 상기 터치패드와 상기 피시비 패턴을 통해 상기 정전용량 터치 IC로 인가되는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기 인쇄회로기판으로는 하면에만 동박이 코팅되어 있는 단면 인쇄회로기판을 사용할 수 있으며, 이 경우 상기 터치패드 및 상기 피시비 패턴은 상기 인쇄회 로기판의 하면에 코팅되어 있는 동박을 패터닝함으로써 형성된다.
본 발명에 의하면, 정전용량 터치 IC, 터치패드, 피시비 패턴이 인쇄회로기판의 하면에 모두 형성되기 때문에 하면에만 동박이 코팅되어 있는 단면 인쇄회로기판을 사용할 수 있게 된다. 따라서 인쇄회로기판에 소요되는 비용이 적다.
또한, 비아홀의 형성이 필요없어 제조단가가 저렴하고, 터치패드와 정전용량 터치 IC 사이의 전기 연결 경로가 단순하기 때문에 전기신호의 전달에 문제가 생기지 않는다. 그리고 외부에서 유입되는 정전기가 터치패드에 도달하기 전에 인쇄회로기판에 의해 차단되기 때문에 정전용량 터치 IC가 정전기에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아래의 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시된 것일 뿐이며 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상 내에서 많은 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위가 이러한 실시예에 한정되는 것으로 해석돼서는 안 된다.
도 2는 본 발명에 따른 정전용량 터치센서를 설명하기 위한 도면으로서, (a)는 평면도, (b)는 (a)의 B-B'선에 따른 단면도, (c)는 배면도이다. 이해를 돕기 위해, 도 2의 (a)에서는 인쇄회로기판(110)까지 투시하여 나타내었다. 도 2를 참조하면, 종래와 달리 정전용량 터치IC(120)와 터치패드(150)가 모두 인쇄회로기판(110)의 하면에 설치된다. 정전용량 터치IC(120)와 터치패드(150)는 피시비 패턴(130)에 의해 전기적으로 서로 연결된다.
인쇄회로기판(110)의 상면에는 양면테이프(160)에 의해 터치패널(170)이 부착된다.
이러한 터치패널(170)에 인체의 터치가 이루어지면 터치패널(170)과 터치패드(150) 사이의 변동하는 정전용량이 터치패드(150)와 피시비 패턴(130)을 통해 정전용량 터치 IC(120)에 전달되어 인체의 터치 여부가 인식된다.
일반적으로 정전용량 값은
Figure 112010044896400-pat00003
이라는 수학식으로 연산된다. 여기서,
Figure 112010044896400-pat00004
: 유전율, A: 전극의 대향면적, d : 전극간 거리이다.
본 실시예에 의한 정전용량 터치센서는 터치패널(170)에 터치가 이루어졌을 때 터치패널(170)과 터치패드(150) 사이의 거리 d가 인쇄회로기판(110) 두께만큼 더 멀리 위치하여 민감도 저하가 있을 수 있으나, 터치에 의한 정전용량 변화를 감지하는 구성은 일반적인 정전용량 방식과 동일한 원리로 동작한다. 이는 인쇄회로기판(110)의 두께가 상당히 두껍지 않는 이상 큰 문제는 없으며, 설사 민감도의 저하가 생긴다 하더라도 정전용량 터치 IC(120) 자체의 민감도를 향상시킴으로서 충분히 극복할 수 있다.
본 발명에 의하면 정전용량 터치 IC(120), 터치패드(150), 피시비 패턴(130)이 인쇄회로기판(110)의 하면에 모두 형성되기 때문에 하면에만 동박이 코팅되어 있는 단면 인쇄회로기판을 사용할 수 있게 된다. 따라서 인쇄회로기판(110)에 소요되는 비용이 적다.
또한, 비아홀(H)의 형성이 필요없어 제조단가가 저렴하고, 터치패드(150)와 정전용량 터치 IC(120) 사이의 전기 연결 경로가 단순하기 때문에 전기신호의 전달 에 문제가 생기지 않는다. 그리고 외부에서 유입되는 정전기가 터치패드(150)에 도달하기 전에 인쇄회로기판(110)에 의해 차단되기 때문에 정전용량 터치 IC(120)가 정전기에 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 정전용량 터치센서를 설명하기 위한 도면;
도 2는 본 발명에 따른 정전용량 터치센서를 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 참조번호의 설명>
10, 110: 인쇄회로기판 20, 120: 정전용량 터치 IC
30, 130: 피시비 패턴 40: 전도성 플러그
50, 150: 터치패드 60, 160: 양면 테이프
70, 170: 터치패널 H: 비아홀

Claims (5)

  1. 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판의 하면에 장착되는 정전용량 터치 IC;
    상기 인쇄회로기판의 하면에 설치되는 터치패드;
    상기 터치패드와 정전용량 터치 IC를 전기적으로 연결하도록 상기 인쇄회로기판의 하면에 설치되는 피시비 패턴; 및
    상기 인쇄회로기판의 상면에 부착되는 터치패널;을 구비하여, 상기 터치패널에 터치가 이루어지면 상기 터치패널과 상기 터치패드 사이의 정전용량이 상기 터치패드와 상기 피시비 패턴을 통해 상기 정전용량 터치 IC로 인가되는 것을 특징으로 하는 정전용량 터치센서.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 터치패드가 상기 인쇄회로기판의 하면에 코팅되어 있는 동박을 패터닝함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 터치센서.
  4. 제1항에 있어서, 상기 피시비 패턴이 상기 인쇄회로기판의 하면에 코팅되어 있는 동박을 패터닝함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 정전용량 터치센서.
  5. 제1항에 있어서, 상기 인쇄회로기판이 하면에만 동박이 코팅되어 있는 단면 인쇄회로기판인 것을 특징으로 하는 정전용량 터치센서.
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