(57)【要約】【課題】静電電荷を放出させて静電電荷の問題を低減することができる接触センサパッケージ構造を提供する。【解決手段】接触センサパッケージ構造は、基板、膜、シーラントおよび基板上に配置した複数の接触センサを有する。接触センサは基板、膜およびシーラントによって画成された封止空間内に配置され、接触センサパッケージ構造はさらに基板上に形成した接地導電性トレースおよび膜の表面上に形成されかつ接地導電性トレースに電気的に接続された静電電荷放出層とを有する。静電電荷放出層は接触ワークピースを検出するための接触面として機能する上面を有する。【選択図】図１
2006184170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
基板上方に設けた膜と、
前記基板上方に前記膜を配置するためのシーランと、
前記基板上に配置した複数の接触センサと、
前記基板上に設置した少なくとも一つの接地導電性トレースと、
前記膜の表面に形成しかつ前記接地導電性トレースに電気的に接続された静電電荷放出層とからなる接触センサパッケージ構造であって、
前記基板と、前記膜と前記シーランとは一緒になって包囲空間を画成し、前記複数の接触センサは前記包囲空間内でかつ前記基板上に配置され、前記静電電荷放出層の上面は被工作物との接触を検出するための接触面として機能する、接触センサパッケージ構造。
【請求項２】
前記静電電荷放出層を構成する材料はインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）からなる、請求項１の接触センサパッケージ構造。
【請求項３】
前記静電電荷放出層と前記膜とをあわせた厚さが１２μｍを超えない、請求項１または２の接触センサパッケージ構造。
【請求項４】
前記基板がさらに前記基板上に立設した支持エレメントを含んでいて、前記支持エレメントは前記接触センサを取り囲み、前記シーラントは前記支持エレメントの頂部に位置し、前記膜は前記シーラントを介して前記支持エレメントの頂部上に封止されている、請求項１乃至３のいずれかの接触センサパッケージ構造。
【請求項５】
前記支持エレメントの外側で前記基板上にさらにチップを有する、請求項４の接触センサパッケージ構造。
【請求項６】
前記静電電荷放出層が完全に前記膜の上面を覆う、請求項１乃至５のいずれかの接触センサパッケージ構造。
【請求項７】
前記静電電荷放出層と前記接地導電性トレースが導電性接着剤によって電気的に接続されている、請求項１乃至６のいずれかの接触センサパッケージ構造。
【請求項８】
前記パッケージ構造がさらに前記静電電荷放出層と前記接地導電性トレースとの間を電気的に連結する導電性材料とを含み、前記導電性接地トレースと前記導電性材料とがともに包囲空間外に配置されている、請求項１乃至７の接触センサパッケージ構造。
【請求項９】
前記パッケージがさらに前記静電電荷放出層と前記接地導電性トレースとの間を電気的に連結する導電性材料とを含み、前記導電性接地トレースと前記導電性材料とがともに包囲空間内に設置されている、請求項１乃至７の接触センサパッケージ構造。
【請求項１０】
前記基板がガラス基板である、請求項1乃至９のいずれかの接触センサパッケージ構造。
【請求項１１】
前記支持エレメントが接着体である、請求項４乃至１０のいずれかの方法。
【請求項１２】
前記支持エレメントがリング構造である、請求項１乃至１１のいずれかの接触センサパッケージ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接触センサパッケージ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
接触センサパッケージ構造は、例えば、コンピュータスクリーンや、マウス、フィンガーパターン同定装置等を含め多数のタイプの電子装置において広く採用されてきている。高い感度と小型化とすることの必要性から、大部分の接触センサパッケージは正確かつ小型のセンサおよび回路を備えている。しかしながら、電子装置が精度及び精密性を有するため、外部環境の影響（例えば、汚染物質）を受けてより損傷を受けやすくなっている。したがって、多くの接触センサパッケージは、接触面として機能する絶縁性であるが可撓性のある膜を含んでおり、それによって、パッケージ内の回路及びセンサが直接外部の環境状況に曝されないようになっている。また、使用者あるいは物が絶縁性膜に対して頻繁に接触したりあるいは擦れたりすると、しばしば静電気が生ずる。静電電荷が十分なレベルまで該膜上に集まると、内部回路あるいはセンサに静電電荷放電が生じ、内部回路あるいはセンサのいずれかに不可逆的な損傷を与える可能性がある。言い換えると、電子装置がより正確かつよりコンパクトになると、静電放電により過敏となる。したがって、静電気放電により接触センサパッケージが損傷する可能性を低減できる方法が早急に必要とされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって本発明の少なくとも一つの目的は、静電電荷を放出しかつ静電電荷問題を解決することができる絶縁材料を有する接触センサパッケージ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
これらの利点及び他の利点を得るため及び本発明の目的にしたがって、本明細書中で具体的に述べかつ広く記載したように、本発明は以下の接触センサパッケージ構造を提供する。即ち、接触センサパッケージ構造は、主として基板と、基板上方に配置した膜と、シーランと、前記基板上に配置した複数の接触センサとを有する。前記基板と、前記膜と前記シーランとが一緒になって包囲空間を画成し、前記複数の接触センサは前記包囲空間内でかつ前記基板上に配置される。膜は、接触被工作物を検知するための接触表面として機能する一つの表面、例えば上面あるいは下面、を有する。本発明の接触センサパッケージ構造は、さらに基板上に少なくとも一つの接地導電性トレースと膜の上面に導電性材料（例えば、インジウムスズ酸化物の化合物）から形成された静電電荷放出層とを有する。静電電荷放出層は、接触被工作物を検出するための接触面として機能する。静電電荷放出層は基板上の接地導電性トレースに電気的に接続され、接触あるいは摩擦によって接触センサパッケージ構造に静電電荷が生じた場合に、該電荷を接地導電性トレースに流すことができるようになっている。したがって、接触センサパッケージ構造は、静電電荷放電が生じた場合においてもパッケージ内のセンサおよび回路に不可逆的な損傷が生じることから保護されている。
【０００５】
さらに、好ましくは、静電電荷放出層が膜の上面全てを被覆しており、接触面のいずれの部分に存在する静電気も流去することができる。さらに、接触センサパッケージ構造に充分な接触感度を付与するため、前記静電電荷放出層と前記膜とをあわせた厚さが１２μｍより小さいことが好ましい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の接触センサパッケージでは、静電電荷放出層が膜の上に形成されかつ基板上の接地導電性トレースに電気的に接続されているので、静電電荷放出層は接触表面として機能する。したがって、接触センサパッケージに対して接触あるいは摩擦することによって静電電荷が溜まった場合でも容易に静電電荷放出層から容易に流去されセンサや内部回路に流れて損傷を与える可能性はない。
前述の一般的な記載及び以下の詳細な記載は例示的であり、特許請求項の発明をさらに説明することを意図するものであることを理解すべきである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
添付する図面は、本発明をさらに理解させるため含めたもので、本明細書の一部を形成するものである。同図面は本発明の実施態様を図示するもので、発明の記載と相俟って本発明の原理を説明するものである。
【０００８】
以下に、本発明の好適な実施態様について詳細に言及する。これらの例を添付する図面に図示する。可能な限り、同一または類似の部分に言及する際には同一の参照番号を図面及び明細書中で使用する。
【０００９】
図１は、本発明の一実施態様に係る接触センサパッケージ構造の模式的横断図である。図１に示すように、接触センサパッケージ構造１００は、主に基板１０２と、基板１０２上に配置した複数の接触センサ１０４と、シーラント１０８を介して基板１０２の上方に配置した膜１０６とを有する。環境汚染物質により汚染されるのを防止するため、接触センサ１０４を基板１０２と、膜１０６とシーラント１０８によって画成された封止空間中に包み込んでいる。
【００１０】
基板１０２は、セラミックあるいはガラス等の硬質材料から形成した板状構造を有することが好ましい。本実施態様では、接触センサパケージ構造１００は、基板１０２の上に立設されかつ該複数の接触センサ１０４を取り囲む支持エレメント１１０を有する。膜１０６は、支持エレメント１１０の頂部に封止されている。さらに、接触センサ１０４の他に、複数の導電性トレース（図示せず）と少なくとも一つの接地導電性トレースとを設けることが好ましい。さらに、支持エレメント１００の外側の基板上にチップ（図示せず）も形成されており、チップは導電性トレースを介して接触センサ１０４に接続され、少なくとも、タッチおよび他の何らかの必要な操作により発生する信号を処理する。
【００１１】
膜１０６は、２つの主目的を行う機能を有する。すなわち、膜１０６はパッケージ１００の内部のセンサ１０４及び回路を保護し、また他の望ましくない影響（隣接するセンサ１０４の短絡等）を何ら生じることなくワークピースとの接触をセンサ１０４に対する信号に変えるための不活性インターフェースを提供する。したがって、膜は、絶縁性であるが可撓性のある材料、例えばディポン社によって製造されているマイラー（Ｍｙｌａｒ）シリーズから形成することが好ましい。
【００１２】
静電電荷放出層１１４は、膜１０６の上面１０６ａに設ける。さらに、静電電荷放出層１１４の上面もワークピース（例えば、使用者の指）を検出するための接触面として機能する。静電電荷放出層１１４は導電性材料（例えば、導電性接着剤）を用いて形成し、導電性材料１１６（例えば、導電性接着剤）を介して基板１０２上の接地導電性トレース１１２に電気的に接続されている。非導電性ワークピースがパッケージ１００の接触面に接触あるいは軽くこするときに、しばしば静電電荷すなわちいわゆる摩擦電気が発生する。
【００１３】
本実施態様では、パッケージ１００の接触面を摩擦することにより静電電荷が生じても、静電電荷放出層１１４を介して接地導電性トレース１１２に流され、該静電電荷がセンサ１０４あるいは内部の回路に流れて損傷を与えることはない。好ましくは、静電電荷放出層１１４は６０オーム／ｍを超えない抵抗を有し、膜１０６の上面１０６ａ上の静電荷を迅速に接地導電性トレース１１２へ流すことができるようになっている。さらに、膜１０６の上面のいずれの箇所の電荷も容易に放出するために、静電電荷放出層１１４は膜１０６の上面１０６ａ全体を覆うことが好ましい。さらに、接触センサパッケージ１００の感度は膜１０６及び静電電荷放出層１１４を合わせた厚さに逆比例するので、パッケージ１００に十分な接触感度を付与するためには、膜１０６及び静電電荷放出層１１４を合わせた厚さは１２μｍより薄いことが好ましい。
【００１４】
図１に示すように、接地導電性トレース１１２は基板１０２、膜１０６、支持エレメント１１０及びシーラント１０８とによって画成された空間内に配置される。したがって、導電性材料１１６は封止空間の領域内を自由に這わせて、静電電荷放出層１１４と接地導電性トレース１１２とを一緒にして電気的に接続することができる。
【００１５】
図２と図３に示す他の実施態様では、接地導電性トレース１１２を基板上に例えばフィンガーとして接触センサパッケージ２００の外側に設けることができる。この場合、導電性材料１１６を封止空間１１６の外部に這わせて、静電電荷放出層１１４と接地導電性トレース１１２とを電気的に接続することもできる。
【００１６】
本発明の範囲及び精神を逸脱することなく本発明の構造に種々の変更および変形を行うことができることは当業者には明らかであろう。上述の記載を考慮すれば、当該変更および変形した態様が特許請求の範囲およびその均等の範囲に属することを条件として、本発明はこれらの態様も包含することを意図していることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施態様に係る接触センサパッケージ構造の模式的横断図である。
【図２】本発明の別の実施態様に係る接触センサパッケージ構造の上面図である。
【図３】図２に示す接触センサパッケージ構造の線３−３に沿う横断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１００・・・接触センサパッケージ
１０２・・・基板
１０４・・・接触センサ
１０６・・・膜
１０６ａ・・・上面
１０８・・・シーラント
１１０・・・支持エレメント
１１２・・・接地導電性トレース
１１４・・・静電電荷放出層
１１６・・・導電性材料
２００・・・接触センサパッケージ
【図１】
2006184170.tif 000003
【図２】
2006184170.tif 000004
【図３】
2006184170.tif 000005
【外国語明細書】
TITLE OF THE INVENTION
CONTACT SENSOR PACKAGE STRUCTURE BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD
【0001】          The present invention relates to a contact sensor package structure.
BACKGROUND ART
【0002】          Contact sensor package structure has been widely adopted in many types of electronic devices including, for example, computer screens, mouse and finger pattern identifiers.  Due to the need for high sensitivity and miniaturization, most contact sensor packages have precise and miniature sensors and circuits.  However, the precision and the minuteness of an electronic device often render the device more vulnerable to damage as a result of external environmental influence (such as pollutants).  Thus, most contact sensor packages include an insulating but flexible film to serve as a contact surface so that the circuits and sensors within the packages are not directly exposed to the external environmental conditions.  Yet, the frequent contact or friction of the insulating film with users or objects often produces static electricity.  When electrostatic charges accumulates on the film up to a sufficient level, it possibly occurs that an electrostatic charges discharge through the internal circuits or sensors, leading to the irreversible damages to either the internal circuit or the sensors.  In other words, more precise and compact electronic devices are more sensitive to electrostatic discharging.  Hence, a method capable of reducing possible damage to contact sensor package due to electrostatic discharge is urgently required.
DISCLOSURE OF THE INVENTION
PROBLEM TO BE SOLVED BY INVENTION
【0003】          Accordingly, at least one objective of the present invention is to provide a contact sensor package structure having an insulating material surface that can dissipate static charges and improve electrostatic discharge problem.
MEANS FOR SOLVING THE PROBLEM
【0004】          To achieve these and other advantages and in accordance with the purpose of the invention, as embodied and broadly described herein, the invention provides a contact sensor package.  The contact sensor package mainly comprises a substrate, a film, a sealant and a plurality of contact sensors disposed on the substrate.  The substrate, the film and the sealant together define an enclosed space such that the contact sensors are disposed on the substrate within the enclosed space.  The film has a surface, such as an upper surface or a lower surface, that serves as a contact surface for a detecting a contact work-piece.  The contact sensor package of the present invention further comprises at least a ground conductive trace on the substrate and an electrostatic charge dissipation layer fabricated from a conductive material (for example, indium-tin-oxide compound) on the upper surface of the film.  The upper surface of the electrostatic charge dissipation layer serves as a contact surface for detecting a contact work-piece.  The electrostatic charge dissipation layer is electrically connected to the ground conductive trace on the substrate so that any static charges on the contact sensor package resulting from contact or friction can be channeled to the ground conductive trace.  Hence, the contact sensor package is protected from irreversible damages to the sensors and circuits inside the package caused by possible electrostatic discharge. 
【0005】          In addition, the electrostatic discharge dissipation layer preferably covers the entire upper surface of the film so that static electricity on any section of the contact surface can be channeled away.  Furthermore, the combined thickness of the film and the electrostatic discharge dissipation layer preferably does not exceed 12μm to provide the contact sensor package with sufficient contact sensitivity. 
EFFECTS OF THE INVENTION
【0006】          In the contact sensor package of the present invention, an electrostatic charge dissipation layer formed on the film and electrically connected to a ground conductive trace on the substrate serves as a contact surface.  Hence, any build-up of electric charges due to contact or friction with the contact sensor package is readily channeled away from the electrostatic charge dissipation layer instead of coursing through the sensors and internal circuit to cause possibly irreversible damages.
BEST MODES FOR CARRYING OUT THE INVENTION
【0007】          Reference will now be made in detail to the present preferred embodiments of the invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.  Wherever possible, the same reference numbers are used in the drawings and the description to refer to the same or like parts.  The accompanying drawings are included to provide a further understanding of the invention, and are incorporated in and constitute a part of this specification.  The drawings illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.  It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary, and are intended to provide further explanation of the invention as claimed.
【0008】          Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of a contact sensor package according to one embodiment of the present invention.  As shown in Fig. 1, the contact sensor package 100 mainly comprises a substrate 102, a plurality of contact sensors 104 disposed on the substrate 102 and a film 106 disposed over the substrate 102 through a sealant 108.  To prevent any contamination through environmental pollutants, the contact sensors 104 are enclosed within the sealed space defined by the substrate 102, the film 106 and the sealant 108.
【0009】          The substrate 102 preferably has a plate structure formed from a hard material such as ceramic or glass.  In the present embodiment, the contact sensor package 100 has a supporting element 110 erected on the substrate 102 surrounding the contact sensors 104.  The film 106 is sealed to the top of the supporting element 110.  Aside from the contact sensors 104, a plurality of conductive traces (not shown) and at least a ground conductive trace 112 are also formed on the substrate 102.    Additionally, a chip (not shown) is also formed on the substrate 102 outside of the supporting element 100, with electric coupling to the contact sensors 104 via the conductive traces for at least processing the signals being generated by touch and any other necessary operation.
【0010】          The film 106 serves two main purposes.  The film 106 protects the sensors 104 and circuits inside the package 100 and provides an inert interface for transferring the contact with a work-piece into signals in the sensors 104 without other undesirable effects (such as short-circuiting neighboring sensors 104).  Therefore, the film is preferably fabricated using an insulating but flexible material, for example, the Mylar series produced by Dupont.
【0011】          An electrostatic charge dissipation layer 114 is disposed on the upper surface 106a of the film 106.  Furthermore, the upper surface of the electrostatic charge dissipation layer 114 also serves as a contact surface for detecting a work-piece (for example, a user’s finger).  The electrostatic charge dissipation layer 114 is fabricated using a conductive material (for example, indium-tin-oxide compound) and is electrically connected to the ground conductive trace 112 on the substrate 102 through a conductive material 116 (for example, a conductive glue).  When a non-conductive work-piece contacts or brushes against the contact surface of the package 100, static charges or the so-called triboelectricity are often generated.
【0012】          In the present embodiment, any static charge due to friction with the contact surface of the package 100 is channeled to the ground conductive trace 112 through the electrostatic charge dissipation layer 114 instead of going through the sensors 104 or internal circuits to cause damages.  Preferably, the electrostatic charge dissipation layer 114 has a resistance not exceeding 60 ohm-meter so that static charges on the upper surface 106a of the film 106 can be channeled to the ground conductive trace 112 faster.  Furthermore, to facilitate the dissipation of electric charges from anywhere on the upper surface 106a of the film 106, the electrostatic charge dissipation layer 114 preferably covers the entire top surface 106a of the film 106.  In addition, the sensitivity of the contact sensor package 100 is inversely proportional to the combined thickness of the film 106 and the electrostatic charge dissipation layer 114.  Hence, to provide the package 100 with sufficient contact sensitivity, the combined thickness of the film 106 and the electrostatic charge dissipation layer 14 preferably does not exceed 12μm.
【0013】          As shown in Fig. 1, the ground conductive trace 112 is disposed within the space defined by the substrate 102, the film 106, the supporting element 110 and the sealant 108.  Hence, the conductive material 116 is free to run within the confine of the sealed space for electrically connecting the electrostatic charge dissipation layer 114 and the ground conductive trace 112 together.
【0014】          According to another embodiment as shown in Figs. 2 and 3, the ground conductive trace 112 can be disposed outside the contact sensor package 200, for example, as a finger on the substrate 102.  In this case, the conductive material 116 may run outside the sealed space to connect the electrostatic charge dissipation layer 114 with the conductive ground trace 112.
【0015】          It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made to the structure of the present invention without departing from the scope or spirit of the invention.  In view of the foregoing, it is intended that the present invention cover modifications and variations of this invention provided they fall within the scope of the following claims and their equivalents.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【0016】
Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of a contact sensor package according to one embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a top view of a contact sensor package according to another embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a cross-sectional view alone line 3-3 of the contact sensor package shown in Fig. 2.
DESCRIPTION OF NUMERALS
【0017】
100 --- contact sensor package
102 --- substrate
104 --- contact sensor
106 --- film
106a --- upper face
108 --- sealant
110 --- supporting element
112 --- ground conductive trace 
114 --- electrostatic charge dissipation layer
116 --- conductive material
200 --- contact sensor package
1. A contact sensor package structure, comprising:
a substrate;
a film disposed over the substrate;
a sealant for stationing the film on the substrate, wherein the substrate, the film and the sealant together define an enclosed space;
a plurality of contact sensors disposed on the substrate within the enclosed space;
at least a ground conductive trace disposed on the substrate; and
an electrostatic charge dissipation layer formed on a surface of the film and electrically connected to the ground conductive trace, wherein an upper surface of the electrostatic charge dissipation layer serves as a contact surface for detecting contact with a work-piece.
2. The contact sensor package structure of claim 1, wherein a material constituting the electrostatic charge dissipation layer comprises indium-tin-oxide (ITO) compound.
3. The contact sensor package structure of claim 1 or 2, wherein a combined thickness of the electrostatic charge dissipation layer and the film does not exceed 12μm.
4. The contact sensor package structure of any one of claims 1 to 3, wherein the substrate further comprises a supporting element erected on the substrate surrounding the contact sensors such that the sealant is on top of the supporting element and the film is sealed over the top of the supporting element via the sealant.
5. The contact sensor package structure of claim 4, further comprising a chip on the substrate located outside of the supporting element.
6. The contact sensor package structure of any one of claims 1 to 5, wherein the electrostatic charge dissipation layer entirely covers the upper surface of the film.
7. The contact sensor package structure of any one of claims 1 to 6, wherein the electrostatic charge dissipation layer and the ground conductive trace are electrically connected by a conductive glue.
8. The contact sensor package structure of any one of claims 1 to 7, wherein the package further comprises a conductive material for electrically connecting the electrostatic charge dissipation layer with the ground conductive trace such that the conductive ground trace and the conductive material are both disposed outside the enclosed space.
9. The contact sensor package structure of any one of claims 1 to 8, wherein the package structure further comprises a conductive material for electrically connecting the electrostatic charge dissipation layer with the ground conductive trace such that the conductive ground trace and the conductive material are both disposed inside the enclosed space. 
10. The contact sensor package structure of any one of claims 1 to 9, wherein the substrate is a glass substrate. 
11. The contact sensor package structure of any one of claims 1 to 10, wherein the supporting element is an adhesive body.
12. The contact sensor package structure of any one of claims 1 to 11, wherein the supporting element is in a ring structure.
SUMMARY
PROBLEM
The present invention is to provide a contact sensor package structure having an insulating material surface that can dissipate static charges and improve electrostatic discharge problem.
MEANS FOR SOLVING THE PROBLEM
A contact sensor package has a substrate, a film, a sealant and a plurality of contact sensors disposed on the substrate.  The contact sensors are disposed within the enclosed space defined by the substrate, the film and the sealant.  The contact sensor package further has at least a ground conductive trace formed on the substrate and an electrostatic charge dissipation layer formed on a surface of the film and electrically connected to the ground conductive trace.  The electrostatic charge dissipation layer has an upper surface that serves as a contact surface for a detecting a contact work-piece.
【Selected Figure】    Fig. 1
【FIG. 1】
2006184170.tif 000006
【FIG.２】
2006184170.tif 000007
【FIG.３】
2006184170.tif 000008