ボタン型入力装置
【課題】センサ精度が高く、しかも信頼性にも優れたボタン型入力装置を提供すること。
【解決手段】ボタン型入力装置１を操作ボタンとして装着した被装着機器、例えば携帯電話において、ボタン型入力装置１のキー部材１１を指などで押圧すると、機器側基板２及び受圧部である閉塞部材１５に反力が生じ、この反力により液体１４を介して圧力が静電容量型圧力センサ１３のダイヤフラム１３４ａに伝達される。静電容量型圧力センサ１３では、ダイヤフラム１３４ａと固定電極１３３との間に所定の静電容量を有するので、ダイヤフラム１３４ａに圧力が伝達されると、ダイヤフラム１３４ａと固定電極１３３との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化は、配線１２を介してリード４から出力される。この静電容量をパラメータとして、その変化を圧力変化とすることができる。
【解決手段】ボタン型入力装置１を操作ボタンとして装着した被装着機器、例えば携帯電話において、ボタン型入力装置１のキー部材１１を指などで押圧すると、機器側基板２及び受圧部である閉塞部材１５に反力が生じ、この反力により液体１４を介して圧力が静電容量型圧力センサ１３のダイヤフラム１３４ａに伝達される。静電容量型圧力センサ１３では、ダイヤフラム１３４ａと固定電極１３３との間に所定の静電容量を有するので、ダイヤフラム１３４ａに圧力が伝達されると、ダイヤフラム１３４ａと固定電極１３３との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化は、配線１２を介してリード４から出力される。この静電容量をパラメータとして、その変化を圧力変化とすることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量を用いて圧力を検知する静電容量型圧力センサを備えたボタン型入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、押圧力を測定する圧力センサとしては、感圧ゴムや感圧エラストマーなどの圧力により抵抗が変化する材料を用いた圧力センサがある。また、半導体型圧力センサをエラストマーで覆った圧力センサがある（特許文献１）。この圧力センサは、図７に示すように、リード１０３をインサートした成形体１０１に、センサ素子１０２を搭載し、ワイヤボンディングを行い、エラストマー１０４を充填して構成されている。また、このような圧力センサを、押圧力を信号として取り出す入力装置に適用した例も知られている。
【特許文献１】特公平６−７０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、感圧ゴムや感圧エラストマーを用いた圧力センサは、圧力に対する出力(抵抗)の精度が悪い。また、半導体型圧力センサをエラストマーで覆った圧力センサでは、エラストマー１０４が均一にセンサ素子を押圧しないので、センサ精度が悪いという問題がある。すなわち、押圧力を正確に信号として取り出すのが難しい。
また、このような圧力センサでは、ワイヤ１０２ａがエラストマー１０４に埋め込まれており、エラストマー１０４を押圧すると、ワイヤ１０２ａにそのまま圧力が加わり、ワイヤ１０２ａを劣化させる恐れがあり、信頼性に劣るという問題もある。一方、圧力を伝える媒体として封入した液体を用いることによりセンサの精度は向上するが、この場合は、液体を封入するためにシール機構が必要となり、このためにセンサ部が大きくなり、小型の入力装置には向かない。
【０００４】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、センサ精度が高く、しかも信頼性にも優れた圧力センサを用いた、小型の入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のボタン型入力装置は、液体を収容する凹部を有するキー部材と、前記凹部内に形成された配線と、前記凹部内で前記配線と電気的に接続されるように搭載され、前記キー部材に加わった圧力により前記液体を介して押圧される静電容量型の圧力センサと、前記凹部を閉塞する閉塞部材と、を具備し、前記圧力センサからの信号を外部の接続機器に出力するボタン型入力装置であって、前記圧力センサは、一方の主面が前記凹部と当接し、他方の主面上に固定電極を有するガラス基板と、可動電極を有し、前記可動電極が前記固定電極と間隔をおいて対向するように前記ガラス基板に接合されたシリコン基板と、を含み、前記ガラス基板は、前記配線と電気的に接続するように両主面で露出した接続部材を埋設しており、前記固定電極及び前記可動電極が前記接続部材を介して、前記一方の主面で前記配線と電気的に接続されていることを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、受圧部に加わった圧力が液体を介して静電容量型圧力センサの可動電極に伝達され、加圧された液体は均一に可動電極を押圧するのでセンサ精度が高い。また、本発明のボタン型入力装置の圧力センサ部においては、配線上に静電容量型圧力センサを搭載するので、配線と静電容量型圧力センサとの間の電気的な接続の信頼性が高い。また、圧力センサ部と配線との接続はガラス基板の一面で行われるので、液体のシール機構が簡単となり、かつシールも確実である。すなわち、小型で信頼性の高い入力装置を得ることができる。
【０００７】
本発明のボタン型入力装置においては、前記接続部材がシリコン製部材であり、前記ガラス基板と前記シリコン基板との間の界面及び／又は前記ガラス基板と前記シリコン製部材との間の界面は、Ｓｉ−Ｓｉ結合又はＳｉ−Ｏ結合を有することが好ましい。この構成によれば、シリコンとガラスとが強固に接合して、両者間の界面で非常に高い密着性を発揮するので、シリコン基板とガラス基板との間で構成されるキャビティ内の気密性を向上させることができる。これにより、押圧力に対応する力で可動電極を可動させることができるので、よりセンサ精度を高くすることが可能となる。
【０００８】
本発明のボタン型入力装置においては、前記閉塞部材にスイッチユニットが取り付けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、液体を収容する凹部を有するキー部材と、前記凹部内に形成された配線と、前記凹部内で前記配線と電気的に接続されるように搭載され、前記キー部材に加わった圧力により前記液体を介して押圧される静電容量型の圧力センサと、前記凹部を閉塞する閉塞部材と、を具備し、前記圧力センサからの信号を外部の接続機器に出力するボタン型入力装置であって、前記圧力センサは、一方の主面が前記凹部と当接し、他方の主面上に固定電極を有するガラス基板と、可動電極を有し、前記可動電極が前記固定電極と間隔をおいて対向するように前記ガラス基板に接合されたシリコン基板と、を含み、前記ガラス基板は、前記配線と電気的に接続するように両主面で露出した接続部材を埋設しており、前記固定電極及び前記可動電極が前記接続部材を介して、前記一方の主面で前記配線と電気的に接続されているので、小型で、センサ精度が高く、しかも信頼性にも優れたボタン型入力装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るボタン型入力装置を装着した被装着機器を示す図である。図１に示すボタン型入力装置１は、被装着機器の機器側基板２に取り付けられている。また、このボタン型入力装置１は、そのキー部材１１が機器筐体３の開口部３ａから突出して押圧可能に設置されている。この被装着機器においては、ボタン型入力装置１の配線１２と被装着機器の配線とを電気的に接続するためのリード４が設けられている。なお、リード４としては、押圧力によりボタン型入力装置１が機器側基板２に対して相対的に上下動するので、フレキシブルな材料で構成されることが望ましい。
【００１１】
図２は、本発明の実施の形態１に係るボタン型入力装置を示す図である。ボタン型入力装置１は、液体を収容する凹部１１ａを有するキー部材１１を備える。キー部材１１の凹部１１ａ内、ここでは、凹部１１ａの側壁及び底面に配線１２が形成されている。この配線１２は、一方が後述する静電容量型圧力センサ１３の固定電極と電気的に接続され、他方が静電容量型圧力センサ１３の可動電極と電気的に接続される。凹部１１ａ内には、配線１２と電気的に接続するように静電容量型圧力センサ１３が搭載されている。また、凹部１１ａ内には、液体１４が充填されている。キー部材１１には、凹部１１ａを閉塞するように閉塞部材１５が取り付けられている。したがって、キー部材１１の凹部１１ａと閉塞部材１５とで構成される空間内に液体１４が封止されている。
【００１２】
図３は、本発明の実施の形態１に係るボタン型入力装置の静電容量型圧力センサを示す図である。図中１３１はガラス基板を示す。ガラス基板１３１は、対向する一対の主面１３１ａ，１３１ｂを有する。ガラス基板１３１には、シリコンで構成された接続部材１３２が埋設されている。接続部材１３２は、それぞれ固定電極及び可動電極との間の接続部材である。接続部材１３２は、ガラス基板１３１の両主面１３１ａ，１３１ｂでそれぞれ露出している。接続部材１３２としては、シリコン製部材であることが好ましい。
【００１３】
ガラス基板１３１の主面１３１ｂ上には、接続部材１３２の一方の露出部分と電気的に接続するように固定電極１３３が形成されている。また、ガラス基板１３１の主面１３１ａでも、接続部材１３２が露出されている。すなわち、ガラス基板１３１は、配線１２と電気的に接続するように両主面１３１ａ，１３１ｂで露出した接続部材１３２を埋設し、固定電極１３３及びダイヤフラムが接続部材１３２を介して配線１２と電気的に接続されている。このように接続部材１３２が同一の主面１３１ａ上で露出していることにより、外部機器への接続が容易となる。
【００１４】
ガラス基板１３１の主面１３１ｂ上には、可動電極であるダイヤフラム１３４ａを有するシリコン基板１３４が接合されている。ダイヤフラム１３４ａは、シリコン基板１３４の両面からエッチングなどによりそれぞれ凹部を形成することにより設けられている。シリコン基板１３４のガラス基板接合面側の凹部は、少なくとも固定電極１３３を収容できる大きさを有しており、シリコン基板１３４をガラス基板１３１に接合することにより、キャビティ１３５を構成する。これにより、ダイヤフラム１３４ａと固定電極１３３との間に所定の間隔が設けられ、ダイヤフラム１３４ａと固定電極１３３との間に静電容量が発生する。ボタン型入力装置１においては、ダイヤフラム１３４ａは、キー部材１１に加わった圧力により液体１４を介して押圧される。
【００１５】
このように、静電容量型圧力センサ１３は、一方の主面１３１ａが配線１２と電気的に接続するように凹部１１ａの底面と当接し、他方の主面１３１ｂ上に固定電極１３３を有するガラス基板１３１と、ダイヤフラム１３４ａが固定電極１３３と間隔をおいて対向するようにガラス基板１３１に接合されたシリコン基板１３４とを含む。
【００１６】
シリコン基板１３４とガラス基板１３１との間の界面は、高い密着性を有することが好ましい。ガラス基板１３１にシリコン基板１３４を接合する場合には、ガラス基板１３１の接合面上にシリコン基板１３４を搭載し、陽極接合処理を施すことにより、シリコン基板１３４とガラス基板１３１との間の密着性を高くすることができる。このようにガラス基板１３１とシリコン基板１３４との界面で高い密着性を発揮することにより、キャビティ１３５内の気密性を高く保つことができる。
【００１７】
ここで、陽極接合処理とは、所定の温度（例えば４００℃以下）で所定の電圧（例えば３００Ｖ〜１ｋＶ）を印加することにより、シリコンとガラスとの間に大きな静電引力が発生して、接触したガラス−シリコン界面で酸素を介した化学結合を形成される、もしくは、酸素の放出による共有結合を形成させる処理をいう。この界面での共有結合は、シリコンのＳｉ原子とガラスに含まれるＳｉ原子との間のＳｉ−Ｓｉ結合又はＳｉ−Ｏ結合である。したがって、このＳｉ−Ｓｉ結合又はＳｉ−Ｏ結合により、シリコンとガラスとが強固に接合して、両者間の界面で非常に高い密着性を発揮する。このような陽極接合を効率良く行うために、ガラス基板１３１のガラス材料としては、ナトリウムなどのアルカリ金属を含むガラス材料（例えばパイレックス（登録商標）ガラス）であることが好ましい。
【００１８】
これは、ガラス基板１３１と接続部材１３２との間の界面においても同様である。すなわち、ガラス基板１３１に接続部材１３２を埋め込んで、陽極接合処理を施すことにより、密着性を高くすることができる。このようにガラス基板１３１と接続部材１３２との界面と、ガラス基板１３１とシリコン基板１３４との界面とで高い密着性を発揮することにより、キャビティ１３５内の気密性を高く保つことができる。
【００１９】
図２に示すボタン型入力装置１において、キー部材１１を樹脂材料による成形で構成し、その後に配線１２を設けても良く、インサートモールドなどの方法により配線１２とキー部材１１とを一体に成形しても良い。液体１４としては、シリコーンオイルなどを用いることができる。また、閉塞部材１５としては、静電容量型圧力センサ１３に圧力を効率良く伝達するためにエラストマーなどの弾性材料で構成されることが好ましい。また、配線１２上に静電容量型圧力センサ１３を搭載する場合、フェースダウンにより実装しても良く、導電性接着剤を用いて接着しても良い。
【００２０】
図２に示すボタン型入力装置１においては、受圧部である閉塞部材１５に圧力が加わると、その圧力が液体１４を介して静電容量型圧力センサ１３のダイヤフラム１３４ａに伝達される。静電容量型圧力センサ１３では、ダイヤフラム１３４ａと固定電極１３３との間に所定の静電容量を有するので、ダイヤフラム１３４ａに圧力が伝達されると、ダイヤフラム１３４ａと固定電極１３３との間の静電容量が変化する。したがって、この静電容量をパラメータとして、その変化を圧力変化とすることができる。
【００２１】
図１に示すボタン型入力装置１を操作ボタンとして装着した被装着機器、例えば携帯電話において、ボタン型入力装置１のキー部材１１を指などで押圧すると（図１において上方から押圧すると）、機器側基板２及び受圧部である閉塞部材１５に反力が生じ、この反力により液体１４を介して圧力が静電容量型圧力センサ１３のダイヤフラム１３４ａに伝達される。静電容量型圧力センサ１３では、ダイヤフラム１３４ａと固定電極１３３との間に所定の静電容量を有するので、ダイヤフラム１３４ａに圧力が伝達されると、ダイヤフラム１３４ａと固定電極１３３との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化は、配線１２を介してリード４から出力される。この静電容量をパラメータとして、その変化を圧力変化とすることができる。したがって、ボタン型入力装置１により、静電容量型圧力センサ１３からの信号を外部の接続機器に出力することができる。
【００２２】
本発明のボタン型入力装置においては、受圧部に加わった圧力が液体１４を介して静電容量型圧力センサのダイヤフラム１３４ａに伝達される。このとき、加圧された液体１４は均一にダイヤフラム１３４ａを押圧するのでセンサ精度が高い。また、本発明のボタン型入力装置においては、配線１２上に静電容量型圧力センサ１３を直接搭載するので、配線１２と静電容量型圧力センサ１３との間の電気的な接続の信頼性が高い。さらに、本実施の形態に係るボタン型入力装置は、キー部材１１内に静電容量型圧力センサ１３を搭載して一体化させているので、静電容量型圧力センサを設置するスペースを別に設ける必要がなく、小型化を図ることができる。また、静電容量型圧力センサを交換する際に、キー部材１１毎交換することができ、メンテナンスが容易である。
【００２３】
次に、本実施の形態のボタン型入力装置の製造方法について説明する。図４（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態に係るボタン型入力装置の静電容量型圧力センサの製造方法を説明するための断面図である。
【００２４】
まず、不純物をドーピングして低抵抗化したシリコン基板１３２を準備する。不純物としては、ｎ型不純物でも良く、ｐ型不純物でも良い。抵抗率としては、例えば０．０１Ω・ｃｍ程度とする。そして、図４（ａ）に示すように、このシリコン基板１３２の一方の主面をエッチングして接続部材用の凸部１３２ａを形成する。この場合、シリコン基板１３２上にレジスト膜を形成し、凸部形成領域にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング（フォトリソグラフィー）し、そのレジスト膜をマスクとしてシリコンをエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。このようにして凸部１３２ａを設ける。なお、エッチングとしては、ドライエッチングを用いる。
【００２５】
次いで、図４（ｂ）に示すように、凸部１３２ａを形成したシリコン基板１３２上にガラス基板１３１を置き、真空下で、このシリコン基板１３２及びガラス基板１３１を加熱し、シリコン基板１３２をガラス基板１３１に押圧して凸部１３２ａをガラス基板１３１に押し込んで、シリコン基板１３２とガラス基板１３１とを接合する。このときの温度は、シリコンの融点以下であって、ガラスが変形可能である温度（例えば、ガラスの軟化点温度以下）が好ましい。例えば加熱温度は約８００℃である。
【００２６】
さらに、シリコン基板１３２の凸部１３２ａとガラス基板１３１との界面での密着性をより高めるために、陽極接合処理をすることが好ましい。この場合、シリコン基板１３２及びガラス基板１３１にそれぞれ電極をつけて、約４００℃以下の加熱下で約３００Ｖ〜１ｋＶの電圧を印加することにより行う。これにより両者の界面での密着性がより高くなり、静電容量型加速度センサのキャビティ１３５の気密性を向上させることができる。次いで、ガラス基板１３１の両主面を研磨処理（ラップ加工）して、接続部材１３２を主面１３１ａ，１３１ｂで露出させる。
【００２７】
次いで、図４（ｃ）に示すように、ガラス基板１３１の主面１３１ｂ上に固定電極１３３を形成する。この場合、ガラス基板１３１の主面１３１ｂ上に電極材料を被着し、その上にレジスト膜を形成し、固定電極形成領域にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング（フォトリソグラフィー）し、そのレジスト膜をマスクとして電極材料をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。このようにして固定電極１３３を設ける。
【００２８】
次いで、図４（ｄ）に示すように、あらかじめキャビティ用の凹部を形成してダイヤフラム１３４ａを形成したシリコン基板１３４を、その凹部がガラス基板１３１に対向するようにして、ガラス基板１３１に接合する。このとき、シリコン基板１３４及びガラス基板１３１に対して、約４００℃以下の加熱下で約５００Ｖ程度の電圧を印加することにより陽極接合処理を行う。これによりシリコン基板１３４とガラス基板１３１との間の界面での密着性がより高くなり、キャビティ１３５の気密性を向上させることができる。これにより、ガラス基板１３１の凹部とシリコン基板１３４との間にキャビティ１３５が形成される。そして、このキャビティ１３５内に固定電極１３３が位置する。
【００２９】
次いで、凹部１１ａ内に配線１２を有するキー部材１１をインサート成形により作製する。次いで、上記のようにして得られた静電容量型圧力センサ１３を、接続部材１３２と配線１２とが電気的に接続するように配線１２上に搭載する。次いで、キー部材１１の凹部１１ａを液体１４で満たす。そして、閉塞部材１５をキー部材１１に取り付けて、静電容量型圧力センサ１３を搭載した凹部１１ａを封止する。このようにしてボタン型入力装置１を製造する。最後に、得られたボタン型入力装置１を、図１に示すように、機器側基板２と機器筐体３との間に設置する。
【００３０】
このようにして得られたボタン型入力装置は、可動電極であるダイヤフラム１３４ａ及び固定電極１３３が接続部材１３２を介して配線１２とそれぞれ電気的に接続されている。したがって、ダイヤフラム１３４ａと固定電極１３３との間で検知された静電容量の変化の信号は、接続部材１３２を介して配線１２を経てリード４から取得することができる。この信号に基づいて測定圧力を算出することができる。
【００３１】
このボタン型入力装置においては、受圧部に加わった圧力が液体１４を介して静電容量型圧力センサ１３のダイヤフラム１３４ａに伝達され、加圧された液体１４は均一にダイヤフラム１３４ａを押圧するのでセンサ精度が高い。また、本発明のボタン型入力装置においては、配線１２上に静電容量型圧力センサ１３を直接搭載するので、配線１２と静電容量型圧力センサ１３との間の電気的な接続の信頼性が高い。さらに、本実施の形態に係るボタン型入力装置は、キー部材１１内に静電容量型圧力センサ１３を搭載して一体化させているので、静電容量型圧力センサを設置するスペースを別に設ける必要がなく、小型化を図ることができる。さらに、静電容量型圧力センサを交換する際に、キー部材１１毎交換することができ、メンテナンスが容易である。
【００３２】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係るボタン型入力装置を装着した被装着機器を示す図である。図５に示す被装着機器においては、コンタクトシート５上にボタン型入力装置１を装着している。すなわち、機器側基板上に、対向する一対の接触電極５２を有するシート体５１で構成されたコンタクトシート５を設け、その上にボタン型入力装置１を装着している。なお、ボタン型入力装置１の構成や製造方法については実施の形態１と同じである。また、コンタクトシート５の接触電極５２は、機器側基板２の配線に電気的に接続されている。
【００３３】
図５に示す構成を有する被装着機器は、通常のＯＮ／ＯＦＦスイッチとしての機能と、アナログ入力としての機能とを併せ持つ。このため、ＯＮ／ＯＦＦスイッチの信号検出と、アナログ入力の信号検出とを切り替えることにより、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ及びアナログ入力素子として利用することが可能となる。すなわち、通常のＯＮ／ＯＦＦスイッチにおいては、例えば、通常の状態がスイッチＯＦＦ状態であり、ボタン型入力装置１のキー部材１１が押圧され、その圧力によりコンタクトシート５の接触電極５２が接触したときがスイッチＯＮ状態である。一方、アナログ入力素子においては、実施の形態１で説明したように、押圧力に応じてアナログ出力（圧力）を得ることができる。
【００３４】
これにより、本実施の形態に係るボタン型入力装置を様々なアプリケーションにおける操作ボタンとして利用することができる。また、本実施の形態に係るボタン型入力装置も、キー部材１１内に静電容量型圧力センサ１３を搭載して一体化させているので、静電容量型圧力センサを設置するスペースを別に設ける必要がなく、小型化を図ることができる。
【００３５】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係るボタン型入力装置を装着した被装着機器を示す図である。図６に示す被装着機器においては、機器側基板上に入力装置ユニット１３〜１６を装着し、その上にコンタクトシート５を配置し、その上にキー部材１１を配置している。すなわち、枠部材１６内に機器側基板の配線と電気的に接続するように静電容量型圧力センサ１３を搭載し、枠部材１６内に液体１４を充填して閉塞部材１５で枠部材１６を封止し、閉塞部材１５上にコンタクトシート５を配置する。
【００３６】
このような構成を有する被装着機器も、通常のＯＮ／ＯＦＦスイッチとしての機能と、アナログ入力としての機能とを併せ持つ。すなわち、通常のＯＮ／ＯＦＦスイッチにおいては、例えば、通常の状態がスイッチＯＦＦ状態であり、ボタン型入力装置１のキー部材１１が押圧され、その圧力によりコンタクトシート５の接触電極５２が接触したときがスイッチＯＮ状態である。一方、アナログ入力素子においては、実施の形態１で説明したように、押圧力に応じてアナログ出力（圧力）を得ることができる。これにより、本実施の形態に係るボタン型入力装置を様々なアプリケーションにおける操作ボタンとして利用することができる。
【００３７】
本発明は上記実施の形態１〜３に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態１，２においては、ボタン型入力装置１から被装着機器に信号を引き出す部材としてリード４を用いた場合について説明しているが、本発明においては、ボタン型入力装置１のキー部材１１を所定の位置まで押圧した際に、ボタン型入力装置１の配線１２と機器側基板２の電極とが電気的に接触する機構を設けて、ボタン型入力装置１から被装着機器に信号を引き出すようにしても良い。
【００３８】
また、上記実施の形態１〜３においては、ボタン型入力装置１におけるセンサとして静電容量型圧力センサを用いた場合について説明しているが、本発明においては、ピエゾ型圧力センサを用いても良い。
【００３９】
また、本発明において、静電容量型圧力センサにおけるガラス基板、シリコン基板、可動電極、固定電極及び接続部材の構造、形状については、目的の範囲を逸脱しない限りにおいて特に限定されない。また、上記実施の形態で説明した材質などについては特に制限はない。また、上記実施の形態におけるエッチングや被着処理については通常用いられる条件で行う。また、上記実施の形態で説明したプロセスについてはこれに限定されず、工程間の適宜順序を変えて実施しても良い。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るボタン型入力装置を装着した被装着機器を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るボタン型入力装置を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るボタン型入力装置の静電容量型圧力センサを示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１に係るボタン型入力装置の静電容量型圧力センサの製造方法を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るボタン型入力装置を装着した被装着機器を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るボタン型入力装置を装着した被装着機器を示す図である。
【図７】従来のボタン型入力装置を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１ ボタン型入力装置
２ 機器側基板
３ 機器筐体
４ リード
１１ キー部材
１１ａ 凹部
１２ 配線
１３ 静電容量型圧力センサ
１４ 液体
１５ 閉塞部材
１３１ ガラス基板
１３２ 接続部材
１３３ 固定電極
１３４ シリコン基板
１３４ａ ダイヤフラム
１３５ キャビティ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電容量を用いて圧力を検知する静電容量型圧力センサを備えたボタン型入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、押圧力を測定する圧力センサとしては、感圧ゴムや感圧エラストマーなどの圧力により抵抗が変化する材料を用いた圧力センサがある。また、半導体型圧力センサをエラストマーで覆った圧力センサがある（特許文献１）。この圧力センサは、図７に示すように、リード１０３をインサートした成形体１０１に、センサ素子１０２を搭載し、ワイヤボンディングを行い、エラストマー１０４を充填して構成されている。また、このような圧力センサを、押圧力を信号として取り出す入力装置に適用した例も知られている。
【特許文献１】特公平６−７０７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、感圧ゴムや感圧エラストマーを用いた圧力センサは、圧力に対する出力(抵抗)の精度が悪い。また、半導体型圧力センサをエラストマーで覆った圧力センサでは、エラストマー１０４が均一にセンサ素子を押圧しないので、センサ精度が悪いという問題がある。すなわち、押圧力を正確に信号として取り出すのが難しい。
また、このような圧力センサでは、ワイヤ１０２ａがエラストマー１０４に埋め込まれており、エラストマー１０４を押圧すると、ワイヤ１０２ａにそのまま圧力が加わり、ワイヤ１０２ａを劣化させる恐れがあり、信頼性に劣るという問題もある。一方、圧力を伝える媒体として封入した液体を用いることによりセンサの精度は向上するが、この場合は、液体を封入するためにシール機構が必要となり、このためにセンサ部が大きくなり、小型の入力装置には向かない。
【０００４】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、センサ精度が高く、しかも信頼性にも優れた圧力センサを用いた、小型の入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のボタン型入力装置は、液体を収容する凹部を有するキー部材と、前記凹部内に形成された配線と、前記凹部内で前記配線と電気的に接続されるように搭載され、前記キー部材に加わった圧力により前記液体を介して押圧される静電容量型の圧力センサと、前記凹部を閉塞する閉塞部材と、を具備し、前記圧力センサからの信号を外部の接続機器に出力するボタン型入力装置であって、前記圧力センサは、一方の主面が前記凹部と当接し、他方の主面上に固定電極を有するガラス基板と、可動電極を有し、前記可動電極が前記固定電極と間隔をおいて対向するように前記ガラス基板に接合されたシリコン基板と、を含み、前記ガラス基板は、前記配線と電気的に接続するように両主面で露出した接続部材を埋設しており、前記固定電極及び前記可動電極が前記接続部材を介して、前記一方の主面で前記配線と電気的に接続されていることを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、受圧部に加わった圧力が液体を介して静電容量型圧力センサの可動電極に伝達され、加圧された液体は均一に可動電極を押圧するのでセンサ精度が高い。また、本発明のボタン型入力装置の圧力センサ部においては、配線上に静電容量型圧力センサを搭載するので、配線と静電容量型圧力センサとの間の電気的な接続の信頼性が高い。また、圧力センサ部と配線との接続はガラス基板の一面で行われるので、液体のシール機構が簡単となり、かつシールも確実である。すなわち、小型で信頼性の高い入力装置を得ることができる。
【０００７】
本発明のボタン型入力装置においては、前記接続部材がシリコン製部材であり、前記ガラス基板と前記シリコン基板との間の界面及び／又は前記ガラス基板と前記シリコン製部材との間の界面は、Ｓｉ−Ｓｉ結合又はＳｉ−Ｏ結合を有することが好ましい。この構成によれば、シリコンとガラスとが強固に接合して、両者間の界面で非常に高い密着性を発揮するので、シリコン基板とガラス基板との間で構成されるキャビティ内の気密性を向上させることができる。これにより、押圧力に対応する力で可動電極を可動させることができるので、よりセンサ精度を高くすることが可能となる。
【０００８】
本発明のボタン型入力装置においては、前記閉塞部材にスイッチユニットが取り付けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、液体を収容する凹部を有するキー部材と、前記凹部内に形成された配線と、前記凹部内で前記配線と電気的に接続されるように搭載され、前記キー部材に加わった圧力により前記液体を介して押圧される静電容量型の圧力センサと、前記凹部を閉塞する閉塞部材と、を具備し、前記圧力センサからの信号を外部の接続機器に出力するボタン型入力装置であって、前記圧力センサは、一方の主面が前記凹部と当接し、他方の主面上に固定電極を有するガラス基板と、可動電極を有し、前記可動電極が前記固定電極と間隔をおいて対向するように前記ガラス基板に接合されたシリコン基板と、を含み、前記ガラス基板は、前記配線と電気的に接続するように両主面で露出した接続部材を埋設しており、前記固定電極及び前記可動電極が前記接続部材を介して、前記一方の主面で前記配線と電気的に接続されているので、小型で、センサ精度が高く、しかも信頼性にも優れたボタン型入力装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るボタン型入力装置を装着した被装着機器を示す図である。図１に示すボタン型入力装置１は、被装着機器の機器側基板２に取り付けられている。また、このボタン型入力装置１は、そのキー部材１１が機器筐体３の開口部３ａから突出して押圧可能に設置されている。この被装着機器においては、ボタン型入力装置１の配線１２と被装着機器の配線とを電気的に接続するためのリード４が設けられている。なお、リード４としては、押圧力によりボタン型入力装置１が機器側基板２に対して相対的に上下動するので、フレキシブルな材料で構成されることが望ましい。
【００１１】
図２は、本発明の実施の形態１に係るボタン型入力装置を示す図である。ボタン型入力装置１は、液体を収容する凹部１１ａを有するキー部材１１を備える。キー部材１１の凹部１１ａ内、ここでは、凹部１１ａの側壁及び底面に配線１２が形成されている。この配線１２は、一方が後述する静電容量型圧力センサ１３の固定電極と電気的に接続され、他方が静電容量型圧力センサ１３の可動電極と電気的に接続される。凹部１１ａ内には、配線１２と電気的に接続するように静電容量型圧力センサ１３が搭載されている。また、凹部１１ａ内には、液体１４が充填されている。キー部材１１には、凹部１１ａを閉塞するように閉塞部材１５が取り付けられている。したがって、キー部材１１の凹部１１ａと閉塞部材１５とで構成される空間内に液体１４が封止されている。
【００１２】
図３は、本発明の実施の形態１に係るボタン型入力装置の静電容量型圧力センサを示す図である。図中１３１はガラス基板を示す。ガラス基板１３１は、対向する一対の主面１３１ａ，１３１ｂを有する。ガラス基板１３１には、シリコンで構成された接続部材１３２が埋設されている。接続部材１３２は、それぞれ固定電極及び可動電極との間の接続部材である。接続部材１３２は、ガラス基板１３１の両主面１３１ａ，１３１ｂでそれぞれ露出している。接続部材１３２としては、シリコン製部材であることが好ましい。
【００１３】
ガラス基板１３１の主面１３１ｂ上には、接続部材１３２の一方の露出部分と電気的に接続するように固定電極１３３が形成されている。また、ガラス基板１３１の主面１３１ａでも、接続部材１３２が露出されている。すなわち、ガラス基板１３１は、配線１２と電気的に接続するように両主面１３１ａ，１３１ｂで露出した接続部材１３２を埋設し、固定電極１３３及びダイヤフラムが接続部材１３２を介して配線１２と電気的に接続されている。このように接続部材１３２が同一の主面１３１ａ上で露出していることにより、外部機器への接続が容易となる。
【００１４】
ガラス基板１３１の主面１３１ｂ上には、可動電極であるダイヤフラム１３４ａを有するシリコン基板１３４が接合されている。ダイヤフラム１３４ａは、シリコン基板１３４の両面からエッチングなどによりそれぞれ凹部を形成することにより設けられている。シリコン基板１３４のガラス基板接合面側の凹部は、少なくとも固定電極１３３を収容できる大きさを有しており、シリコン基板１３４をガラス基板１３１に接合することにより、キャビティ１３５を構成する。これにより、ダイヤフラム１３４ａと固定電極１３３との間に所定の間隔が設けられ、ダイヤフラム１３４ａと固定電極１３３との間に静電容量が発生する。ボタン型入力装置１においては、ダイヤフラム１３４ａは、キー部材１１に加わった圧力により液体１４を介して押圧される。
【００１５】
このように、静電容量型圧力センサ１３は、一方の主面１３１ａが配線１２と電気的に接続するように凹部１１ａの底面と当接し、他方の主面１３１ｂ上に固定電極１３３を有するガラス基板１３１と、ダイヤフラム１３４ａが固定電極１３３と間隔をおいて対向するようにガラス基板１３１に接合されたシリコン基板１３４とを含む。
【００１６】
シリコン基板１３４とガラス基板１３１との間の界面は、高い密着性を有することが好ましい。ガラス基板１３１にシリコン基板１３４を接合する場合には、ガラス基板１３１の接合面上にシリコン基板１３４を搭載し、陽極接合処理を施すことにより、シリコン基板１３４とガラス基板１３１との間の密着性を高くすることができる。このようにガラス基板１３１とシリコン基板１３４との界面で高い密着性を発揮することにより、キャビティ１３５内の気密性を高く保つことができる。
【００１７】
ここで、陽極接合処理とは、所定の温度（例えば４００℃以下）で所定の電圧（例えば３００Ｖ〜１ｋＶ）を印加することにより、シリコンとガラスとの間に大きな静電引力が発生して、接触したガラス−シリコン界面で酸素を介した化学結合を形成される、もしくは、酸素の放出による共有結合を形成させる処理をいう。この界面での共有結合は、シリコンのＳｉ原子とガラスに含まれるＳｉ原子との間のＳｉ−Ｓｉ結合又はＳｉ−Ｏ結合である。したがって、このＳｉ−Ｓｉ結合又はＳｉ−Ｏ結合により、シリコンとガラスとが強固に接合して、両者間の界面で非常に高い密着性を発揮する。このような陽極接合を効率良く行うために、ガラス基板１３１のガラス材料としては、ナトリウムなどのアルカリ金属を含むガラス材料（例えばパイレックス（登録商標）ガラス）であることが好ましい。
【００１８】
これは、ガラス基板１３１と接続部材１３２との間の界面においても同様である。すなわち、ガラス基板１３１に接続部材１３２を埋め込んで、陽極接合処理を施すことにより、密着性を高くすることができる。このようにガラス基板１３１と接続部材１３２との界面と、ガラス基板１３１とシリコン基板１３４との界面とで高い密着性を発揮することにより、キャビティ１３５内の気密性を高く保つことができる。
【００１９】
図２に示すボタン型入力装置１において、キー部材１１を樹脂材料による成形で構成し、その後に配線１２を設けても良く、インサートモールドなどの方法により配線１２とキー部材１１とを一体に成形しても良い。液体１４としては、シリコーンオイルなどを用いることができる。また、閉塞部材１５としては、静電容量型圧力センサ１３に圧力を効率良く伝達するためにエラストマーなどの弾性材料で構成されることが好ましい。また、配線１２上に静電容量型圧力センサ１３を搭載する場合、フェースダウンにより実装しても良く、導電性接着剤を用いて接着しても良い。
【００２０】
図２に示すボタン型入力装置１においては、受圧部である閉塞部材１５に圧力が加わると、その圧力が液体１４を介して静電容量型圧力センサ１３のダイヤフラム１３４ａに伝達される。静電容量型圧力センサ１３では、ダイヤフラム１３４ａと固定電極１３３との間に所定の静電容量を有するので、ダイヤフラム１３４ａに圧力が伝達されると、ダイヤフラム１３４ａと固定電極１３３との間の静電容量が変化する。したがって、この静電容量をパラメータとして、その変化を圧力変化とすることができる。
【００２１】
図１に示すボタン型入力装置１を操作ボタンとして装着した被装着機器、例えば携帯電話において、ボタン型入力装置１のキー部材１１を指などで押圧すると（図１において上方から押圧すると）、機器側基板２及び受圧部である閉塞部材１５に反力が生じ、この反力により液体１４を介して圧力が静電容量型圧力センサ１３のダイヤフラム１３４ａに伝達される。静電容量型圧力センサ１３では、ダイヤフラム１３４ａと固定電極１３３との間に所定の静電容量を有するので、ダイヤフラム１３４ａに圧力が伝達されると、ダイヤフラム１３４ａと固定電極１３３との間の静電容量が変化する。この静電容量の変化は、配線１２を介してリード４から出力される。この静電容量をパラメータとして、その変化を圧力変化とすることができる。したがって、ボタン型入力装置１により、静電容量型圧力センサ１３からの信号を外部の接続機器に出力することができる。
【００２２】
本発明のボタン型入力装置においては、受圧部に加わった圧力が液体１４を介して静電容量型圧力センサのダイヤフラム１３４ａに伝達される。このとき、加圧された液体１４は均一にダイヤフラム１３４ａを押圧するのでセンサ精度が高い。また、本発明のボタン型入力装置においては、配線１２上に静電容量型圧力センサ１３を直接搭載するので、配線１２と静電容量型圧力センサ１３との間の電気的な接続の信頼性が高い。さらに、本実施の形態に係るボタン型入力装置は、キー部材１１内に静電容量型圧力センサ１３を搭載して一体化させているので、静電容量型圧力センサを設置するスペースを別に設ける必要がなく、小型化を図ることができる。また、静電容量型圧力センサを交換する際に、キー部材１１毎交換することができ、メンテナンスが容易である。
【００２３】
次に、本実施の形態のボタン型入力装置の製造方法について説明する。図４（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態に係るボタン型入力装置の静電容量型圧力センサの製造方法を説明するための断面図である。
【００２４】
まず、不純物をドーピングして低抵抗化したシリコン基板１３２を準備する。不純物としては、ｎ型不純物でも良く、ｐ型不純物でも良い。抵抗率としては、例えば０．０１Ω・ｃｍ程度とする。そして、図４（ａ）に示すように、このシリコン基板１３２の一方の主面をエッチングして接続部材用の凸部１３２ａを形成する。この場合、シリコン基板１３２上にレジスト膜を形成し、凸部形成領域にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング（フォトリソグラフィー）し、そのレジスト膜をマスクとしてシリコンをエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。このようにして凸部１３２ａを設ける。なお、エッチングとしては、ドライエッチングを用いる。
【００２５】
次いで、図４（ｂ）に示すように、凸部１３２ａを形成したシリコン基板１３２上にガラス基板１３１を置き、真空下で、このシリコン基板１３２及びガラス基板１３１を加熱し、シリコン基板１３２をガラス基板１３１に押圧して凸部１３２ａをガラス基板１３１に押し込んで、シリコン基板１３２とガラス基板１３１とを接合する。このときの温度は、シリコンの融点以下であって、ガラスが変形可能である温度（例えば、ガラスの軟化点温度以下）が好ましい。例えば加熱温度は約８００℃である。
【００２６】
さらに、シリコン基板１３２の凸部１３２ａとガラス基板１３１との界面での密着性をより高めるために、陽極接合処理をすることが好ましい。この場合、シリコン基板１３２及びガラス基板１３１にそれぞれ電極をつけて、約４００℃以下の加熱下で約３００Ｖ〜１ｋＶの電圧を印加することにより行う。これにより両者の界面での密着性がより高くなり、静電容量型加速度センサのキャビティ１３５の気密性を向上させることができる。次いで、ガラス基板１３１の両主面を研磨処理（ラップ加工）して、接続部材１３２を主面１３１ａ，１３１ｂで露出させる。
【００２７】
次いで、図４（ｃ）に示すように、ガラス基板１３１の主面１３１ｂ上に固定電極１３３を形成する。この場合、ガラス基板１３１の主面１３１ｂ上に電極材料を被着し、その上にレジスト膜を形成し、固定電極形成領域にレジスト膜が残るように、そのレジスト膜をパターニング（フォトリソグラフィー）し、そのレジスト膜をマスクとして電極材料をエッチングし、その後残存したレジスト膜を除去する。このようにして固定電極１３３を設ける。
【００２８】
次いで、図４（ｄ）に示すように、あらかじめキャビティ用の凹部を形成してダイヤフラム１３４ａを形成したシリコン基板１３４を、その凹部がガラス基板１３１に対向するようにして、ガラス基板１３１に接合する。このとき、シリコン基板１３４及びガラス基板１３１に対して、約４００℃以下の加熱下で約５００Ｖ程度の電圧を印加することにより陽極接合処理を行う。これによりシリコン基板１３４とガラス基板１３１との間の界面での密着性がより高くなり、キャビティ１３５の気密性を向上させることができる。これにより、ガラス基板１３１の凹部とシリコン基板１３４との間にキャビティ１３５が形成される。そして、このキャビティ１３５内に固定電極１３３が位置する。
【００２９】
次いで、凹部１１ａ内に配線１２を有するキー部材１１をインサート成形により作製する。次いで、上記のようにして得られた静電容量型圧力センサ１３を、接続部材１３２と配線１２とが電気的に接続するように配線１２上に搭載する。次いで、キー部材１１の凹部１１ａを液体１４で満たす。そして、閉塞部材１５をキー部材１１に取り付けて、静電容量型圧力センサ１３を搭載した凹部１１ａを封止する。このようにしてボタン型入力装置１を製造する。最後に、得られたボタン型入力装置１を、図１に示すように、機器側基板２と機器筐体３との間に設置する。
【００３０】
このようにして得られたボタン型入力装置は、可動電極であるダイヤフラム１３４ａ及び固定電極１３３が接続部材１３２を介して配線１２とそれぞれ電気的に接続されている。したがって、ダイヤフラム１３４ａと固定電極１３３との間で検知された静電容量の変化の信号は、接続部材１３２を介して配線１２を経てリード４から取得することができる。この信号に基づいて測定圧力を算出することができる。
【００３１】
このボタン型入力装置においては、受圧部に加わった圧力が液体１４を介して静電容量型圧力センサ１３のダイヤフラム１３４ａに伝達され、加圧された液体１４は均一にダイヤフラム１３４ａを押圧するのでセンサ精度が高い。また、本発明のボタン型入力装置においては、配線１２上に静電容量型圧力センサ１３を直接搭載するので、配線１２と静電容量型圧力センサ１３との間の電気的な接続の信頼性が高い。さらに、本実施の形態に係るボタン型入力装置は、キー部材１１内に静電容量型圧力センサ１３を搭載して一体化させているので、静電容量型圧力センサを設置するスペースを別に設ける必要がなく、小型化を図ることができる。さらに、静電容量型圧力センサを交換する際に、キー部材１１毎交換することができ、メンテナンスが容易である。
【００３２】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係るボタン型入力装置を装着した被装着機器を示す図である。図５に示す被装着機器においては、コンタクトシート５上にボタン型入力装置１を装着している。すなわち、機器側基板上に、対向する一対の接触電極５２を有するシート体５１で構成されたコンタクトシート５を設け、その上にボタン型入力装置１を装着している。なお、ボタン型入力装置１の構成や製造方法については実施の形態１と同じである。また、コンタクトシート５の接触電極５２は、機器側基板２の配線に電気的に接続されている。
【００３３】
図５に示す構成を有する被装着機器は、通常のＯＮ／ＯＦＦスイッチとしての機能と、アナログ入力としての機能とを併せ持つ。このため、ＯＮ／ＯＦＦスイッチの信号検出と、アナログ入力の信号検出とを切り替えることにより、ＯＮ／ＯＦＦスイッチ及びアナログ入力素子として利用することが可能となる。すなわち、通常のＯＮ／ＯＦＦスイッチにおいては、例えば、通常の状態がスイッチＯＦＦ状態であり、ボタン型入力装置１のキー部材１１が押圧され、その圧力によりコンタクトシート５の接触電極５２が接触したときがスイッチＯＮ状態である。一方、アナログ入力素子においては、実施の形態１で説明したように、押圧力に応じてアナログ出力（圧力）を得ることができる。
【００３４】
これにより、本実施の形態に係るボタン型入力装置を様々なアプリケーションにおける操作ボタンとして利用することができる。また、本実施の形態に係るボタン型入力装置も、キー部材１１内に静電容量型圧力センサ１３を搭載して一体化させているので、静電容量型圧力センサを設置するスペースを別に設ける必要がなく、小型化を図ることができる。
【００３５】
（実施の形態３）
図６は、本発明の実施の形態３に係るボタン型入力装置を装着した被装着機器を示す図である。図６に示す被装着機器においては、機器側基板上に入力装置ユニット１３〜１６を装着し、その上にコンタクトシート５を配置し、その上にキー部材１１を配置している。すなわち、枠部材１６内に機器側基板の配線と電気的に接続するように静電容量型圧力センサ１３を搭載し、枠部材１６内に液体１４を充填して閉塞部材１５で枠部材１６を封止し、閉塞部材１５上にコンタクトシート５を配置する。
【００３６】
このような構成を有する被装着機器も、通常のＯＮ／ＯＦＦスイッチとしての機能と、アナログ入力としての機能とを併せ持つ。すなわち、通常のＯＮ／ＯＦＦスイッチにおいては、例えば、通常の状態がスイッチＯＦＦ状態であり、ボタン型入力装置１のキー部材１１が押圧され、その圧力によりコンタクトシート５の接触電極５２が接触したときがスイッチＯＮ状態である。一方、アナログ入力素子においては、実施の形態１で説明したように、押圧力に応じてアナログ出力（圧力）を得ることができる。これにより、本実施の形態に係るボタン型入力装置を様々なアプリケーションにおける操作ボタンとして利用することができる。
【００３７】
本発明は上記実施の形態１〜３に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態１，２においては、ボタン型入力装置１から被装着機器に信号を引き出す部材としてリード４を用いた場合について説明しているが、本発明においては、ボタン型入力装置１のキー部材１１を所定の位置まで押圧した際に、ボタン型入力装置１の配線１２と機器側基板２の電極とが電気的に接触する機構を設けて、ボタン型入力装置１から被装着機器に信号を引き出すようにしても良い。
【００３８】
また、上記実施の形態１〜３においては、ボタン型入力装置１におけるセンサとして静電容量型圧力センサを用いた場合について説明しているが、本発明においては、ピエゾ型圧力センサを用いても良い。
【００３９】
また、本発明において、静電容量型圧力センサにおけるガラス基板、シリコン基板、可動電極、固定電極及び接続部材の構造、形状については、目的の範囲を逸脱しない限りにおいて特に限定されない。また、上記実施の形態で説明した材質などについては特に制限はない。また、上記実施の形態におけるエッチングや被着処理については通常用いられる条件で行う。また、上記実施の形態で説明したプロセスについてはこれに限定されず、工程間の適宜順序を変えて実施しても良い。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るボタン型入力装置を装着した被装着機器を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るボタン型入力装置を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るボタン型入力装置の静電容量型圧力センサを示す図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施の形態１に係るボタン型入力装置の静電容量型圧力センサの製造方法を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るボタン型入力装置を装着した被装着機器を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るボタン型入力装置を装着した被装着機器を示す図である。
【図７】従来のボタン型入力装置を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１ ボタン型入力装置
２ 機器側基板
３ 機器筐体
４ リード
１１ キー部材
１１ａ 凹部
１２ 配線
１３ 静電容量型圧力センサ
１４ 液体
１５ 閉塞部材
１３１ ガラス基板
１３２ 接続部材
１３３ 固定電極
１３４ シリコン基板
１３４ａ ダイヤフラム
１３５ キャビティ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する凹部を有するキー部材と、前記凹部内に形成された配線と、前記凹部内で前記配線と電気的に接続されるように搭載され、前記キー部材に加わった圧力により前記液体を介して押圧される静電容量型の圧力センサと、前記凹部を閉塞する閉塞部材と、を具備し、前記圧力センサからの信号を外部の接続機器に出力するボタン型入力装置であって、前記圧力センサは、一方の主面が前記凹部と当接し、他方の主面上に固定電極を有するガラス基板と、可動電極を有し、前記可動電極が前記固定電極と間隔をおいて対向するように前記ガラス基板に接合されたシリコン基板と、を含み、前記ガラス基板は、前記配線と電気的に接続するように両主面で露出した接続部材を埋設しており、前記固定電極及び前記可動電極が前記接続部材を介して、前記一方の主面で前記配線と電気的に接続されていることを特徴とするボタン型入力装置。
【請求項２】
前記接続部材がシリコン製部材であり、前記ガラス基板と前記シリコン基板との間の界面及び／又は前記ガラス基板と前記シリコン製部材との間の界面は、Ｓｉ−Ｓｉ結合又はＳｉ−Ｏ結合を有することを特徴とする請求項１記載のボタン型入力装置。
【請求項３】
前記閉塞部材にスイッチユニットが取り付けられていることを特徴とする請求項１から請求項２のいずれかに記載のボタン型入力装置。
【請求項１】
液体を収容する凹部を有するキー部材と、前記凹部内に形成された配線と、前記凹部内で前記配線と電気的に接続されるように搭載され、前記キー部材に加わった圧力により前記液体を介して押圧される静電容量型の圧力センサと、前記凹部を閉塞する閉塞部材と、を具備し、前記圧力センサからの信号を外部の接続機器に出力するボタン型入力装置であって、前記圧力センサは、一方の主面が前記凹部と当接し、他方の主面上に固定電極を有するガラス基板と、可動電極を有し、前記可動電極が前記固定電極と間隔をおいて対向するように前記ガラス基板に接合されたシリコン基板と、を含み、前記ガラス基板は、前記配線と電気的に接続するように両主面で露出した接続部材を埋設しており、前記固定電極及び前記可動電極が前記接続部材を介して、前記一方の主面で前記配線と電気的に接続されていることを特徴とするボタン型入力装置。
【請求項２】
前記接続部材がシリコン製部材であり、前記ガラス基板と前記シリコン基板との間の界面及び／又は前記ガラス基板と前記シリコン製部材との間の界面は、Ｓｉ−Ｓｉ結合又はＳｉ−Ｏ結合を有することを特徴とする請求項１記載のボタン型入力装置。
【請求項３】
前記閉塞部材にスイッチユニットが取り付けられていることを特徴とする請求項１から請求項２のいずれかに記載のボタン型入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−５３０２２（Ｐ２００８−５３０２２Ａ）
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２７３５３（Ｐ２００６−２２７３５３）
【出願日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２４日（２００６．８．２４）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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