静電容量式入力装置
【課題】 検出感度に大きな影響を与えることなく、低コストに構成できる静電容量式入力装置を提供する。
【解決手段】 操作領域に、Ｙ駆動電極１１と検出電極１２とが平行に形成され、Ｘ駆動電極１３が、Ｙ駆動電極１１と検出電極１２に対して絶縁され且つ交差して形成されている。検出電極１２が低抵抗である銀を含む導電層で形成され、Ｙ駆動電極１１とＸ駆動電極１３がカーボンを含む導電層で形成されている。あるいは、検出電極１２の電極本体部１２ａが銀を含む導電層で形成され、枝電極部１２ｂがカーボンを含む電極層で形成されている。カーボンを含む電極層を使用することでコストダウンができ、しかも、銀を含む導電層を使用することで、検出感度が大幅に影響を受けるのを防止できる。
【解決手段】 操作領域に、Ｙ駆動電極１１と検出電極１２とが平行に形成され、Ｘ駆動電極１３が、Ｙ駆動電極１１と検出電極１２に対して絶縁され且つ交差して形成されている。検出電極１２が低抵抗である銀を含む導電層で形成され、Ｙ駆動電極１１とＸ駆動電極１３がカーボンを含む導電層で形成されている。あるいは、検出電極１２の電極本体部１２ａが銀を含む導電層で形成され、枝電極部１２ｂがカーボンを含む電極層で形成されている。カーボンを含む電極層を使用することでコストダウンができ、しかも、銀を含む導電層を使用することで、検出感度が大幅に影響を受けるのを防止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動電極と検出電極の間の静電容量の変化によって指の接近を検出する静電容量式入力装置に係り、特に電極層を低コストで形成できる静電容量式入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下の特許文献１と特許文献２には、静電容量式の入力装置が開示されている。この入力装置は、互いに平行に配置された複数のＸ電極と、前記Ｘ電極に直交する向きで互いに平行に配置された複数のＹ電極とが、絶縁層を挟んで対向している。
【０００３】
Ｘ電極とＹ電極は、時間分割で交互に駆動電極と検出電極として使用される。Ｘ電極とＹ電極との間に誘電体である絶縁層が介在し両電極間に静電容量が形成されている。駆動電極にパルス状の電圧が間欠的に与えられると、電圧の立ち上がりに同期して検出電極に電流が流れ、その電流量は電極間の静電容量の変動に応じて変化する。
【０００４】
ほぼ接地電位に等しい人の指がＸ電極およびＹ電極に接近すると、指と電極との間に静電容量が形成されるために、駆動電極と検出電極の間の静電容量が変化し、検出電極に流れる電流量が変化する。この電流の変化を読み取ることで、指が接近している位置をＸ−Ｙ座標上で知ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−５４６５０号公報
【特許文献２】特開２００３−２７１３１１号公報
【特許文献３】特開平１１−２０４５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の静電容量式入力装置の電極は、特許文献２に記載されている光透過型では、ＩＴＯなどの透明な導電層で形成されるが、光を透過しない非透過型では、銀ペーストで形成される。このように、従来は、検出電極に導かれる微弱な電流の変化を検出するために、比抵抗の小さい導電層であって、且つ印刷工程でパターン形成しやすい導電層が選択されて使用される傾向にあった。
【０００７】
特許文献１および特許文献２に記載されているように、最近の静電容量式入力装置は、フィルム基板を使用することで、薄型化を目指すとともに、安価に製造することが要求されている。しかし、ＩＴＯや銀ペーストなどの高価な導電層を使用して電極を形成すると、製造コストを低減させるのに限界がある。
【０００８】
また特許文献３には、バンプ付電子部品の実装方法に関する発明が開示されているが、静電容量式入力装置等に搭載されるＩＣパッケージ（電子素子）の電極部と接続ランド部または配線部とを簡単に且つ強固に接合する構造が確立していなかった。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、電極層の形成コストを低減して安価な静電容量式入力装置を提供することを目的としている。
【００１０】
また、本発明は電極層の形成コストを低減し、しかも検出感度が大きく低下するのを防止できる静電容量式入力装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、指で操作される操作領域に、電圧が印加される駆動電極と、前記駆動電極と距離を開けて対向し前記駆動電極との間の静電容量の変化を検出する検出電極とが設けられた静電容量式入力装置において、
前記駆動電極と前記検出電極の少なくとも一部がカーボンを含む導電層で形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の静電容量式入力装置は、電極の少なくとも一部をカーボンを含む導電層で形成しているため、従来に比べて電極層の形成コストを下げることができる。またカーボンを含む電極層は印刷工程で形成できるため、電極の配列パターンを比較的自由に設定しやすい。
【００１３】
本発明は、前記操作領域に、互いに絶縁されて直交する向きに形成されたＸ駆動電極およびＹ駆動電極と、前記Ｘ駆動電極およびＹ駆動電極に距離を開けて対向する前記検出電極とが設けられており、
前記Ｘ駆動電極と前記Ｙ駆動電極および前記検出電極の全てがカーボンを含む導電層で形成されているものである。
【００１４】
または、本発明は、前記操作領域に、互いに絶縁されて直交する向きに形成されたＸ電極とＹ電極とが設けられ、前記Ｘ電極と前記Ｙ電極とが、前記駆動電極と前記検出電極として交互に使用され、
前記Ｘ電極と前記Ｙ電極の双方がカーボンを含む導電層で形成されているものである。
【００１５】
上記のように、Ｘ駆動電極とＹ駆動電極および検出電極が設けられているタイプの入力装置であっても、あるいは、Ｘ電極とＹ電極のみを有し、Ｘ電極とＹ電極が駆動電極と検出電極として交互に使用されるタイプの入力装置であっても、電極層の少なくとも一部をカーボンを含む導電層で形成することで製造コストを低減できる。
【００１６】
または、本発明は、前記操作領域に、互いに絶縁されて直交する向きに形成されたＸ駆動電極およびＹ駆動電極と、前記Ｘ駆動電極およびＹ駆動電極に距離を開けて対向する前記検出電極とが設けられており、
前記Ｘ駆動電極と前記Ｙ駆動電極がカーボンを含む導電層で形成され、前記検出電極がカーボンよりも比抵抗が小さい導電体を含む導電層で形成されているものが好ましい。
【００１７】
上記のように、電圧を印加するＸ駆動電極とＹ駆動電極をカーボンを含む導電層で形成し、微弱な電流を誘導する検出電極を比較的比抵抗の小さい導電層で形成することで、全体としてコストダウンでき、且つ検出感度を高く維持できる。
【００１８】
または、本発明は、前記駆動電極と前記検出電極の少なくとも一方が、電極本体部と、前記電極本体部から延び出ている複数の枝電極部とを有しており、
前記枝電極部がカーボンを含む導電層で形成され、前記電極本体部がカーボンよりも比抵抗が小さい導電体を含む導電層で形成されているものが好ましい。
【００１９】
上記構成では、枝電極部を設けることで電極間の結合容量のばらつきを補正できる。しかも枝電極部は短いため、この枝電極部のみをカーボンを含む導電層で形成しても大幅な感度の低下を招くことがない。
【００２０】
あるいは、本発明は、それぞれの前記駆動電極およびそれぞれの前記検出電極に導通して前記操作領域の外に延びる配線層が設けられており、前記駆動電極と前記検出電極のうちのカーボンを含む導電層で形成されているものと導通している前記配線層が、カーボンよりも比抵抗が小さい導電体を含む導電層で形成されている。
【００２１】
上記のように、操作領域の駆動電極と検出電極がカーボンを含む導電層で形成され、配線層が抵抗の低い導電層で形成されることで、コストの低減ができ、しかも感度が極端に低下するのを防止できる。
【００２２】
この場合に、本発明は、樹脂シートまたは樹脂フィルムの基板の一方の側に前記駆動電極と前記検出電極が絶縁層を介して配置され、他方の側に前記配線層が設けられているとともに、他方の側に前記配線層に接続される電子素子が実装されているものにできる。
【００２３】
上記のように、樹脂シートまたは樹脂フィルムを基板とすることで薄型化、軽量化ができ、しかもこの基板に電子素子を実装することで小型化を実現できる。
【００２４】
本発明では、前記電子素子の電極部と、前記配線または前記配線と連続する接続ランド部との間が、低融点合金にて電気的に接合されている構成であることが好ましい。
【００２５】
低融点合金の融点は３００℃以下であって、２５０℃以下のものが好ましく、２００℃以下のものがさらに好ましく、１６０℃以下のものが特に好ましい。
【００２６】
また本発明では、前記電子素子の電極部と、前記配線または前記配線と連続する接続ランドとが、低融点合金と熱硬化性樹脂とを含む導電性接着剤で接合されており、前記低融点合金と前記熱硬化性樹脂とは互いに分離し、前記低融点合金により前記電子素子の電極部と前記配線または前記配線と連続する前記接続ランド部間が電気的に接続されていることがより好ましい。
【００２７】
また、前記低融点合金が前記配線または前記配線と連続する前記接合ランドの内部に侵入して接合していることが好ましく、前記低融点合金がフィレット形状で形成されていることがさらに好ましい。
【００２８】
また本発明では、前記熱硬化性樹脂が、前記電子素子の電極部から前記低融点合金による前記電子素子の電極部と前記ランド部間の接合部にかけて被覆していることが好ましい。また、前記熱硬化性樹脂はメニスカス形状で形成されていることが好ましい。
【００２９】
前記熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂で形成されていることが好ましい。
さらに前記熱硬化性樹脂の周囲が紫外線硬化樹脂で封止されていることが特に好ましい。
【００３０】
また本発明では、前記熱硬化性樹脂の硬化後硬度はショアＤ硬度８０以上が好ましく、さらにショアＤ硬度９０以上が好ましい。また前記紫外線硬化樹脂の硬化後硬度はショアＤ硬度５０から８０の範囲内であることが好ましい。
【００３１】
さらに、前記配線または前記配線と連続する前記接続ランド部が、カーボンよりも比抵抗が小さい導電体を分散した導電性樹脂で形成されていることが好ましい。
【００３２】
また本発明では、前記基板の少なくとも一方の側に補強板が設けられていることが好ましい。
【００３３】
本発明では、例えば、カーボンよりも比抵抗が小さい導電体を含む導電層が、銀を含む導電層である。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は、電極層を印刷工程で安価に製造でき、静電容量式入力装置の全体のコストを低減できる。また、感度の極端な低下を招くこともない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】（Ａ）は本発明の実施の形態の静電容量式入力装置の平面図、（Ｂ）は前記静電容量式入力装置の底面図、
【図２】図１（Ａ）に示す静電容量式入力装置をＩＩ−ＩＩ線で切断した断面拡大図、
【図３】Ｘ駆動電極とＹ駆動電極および検出電極を拡大して示す拡大平面図、
【図４】基板の裏面での電子素子であるＩＣパッケージの実装構造を拡大して示す断面図、
【図５】電子素子の実装構造（構造１〜構造４）を示す断面図、
【図６】図５に示す構造１〜構造４に対して行った接合強度の実験方法の模式図、
【図７】図５（ａ）に示す構造１の素子電極部付近を示す断面写真、
【図８】図５（ｂ）に示す構造２の素子電極部付近を示す断面写真。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図２の断面図に示すように、静電容量式入力装置１は、表側２と裏側３を有している。図１（Ａ）は静電容量式入力装置１を表側２から見た状態を示しており、図１（Ｂ）は静電容量式入力装置１を裏側３から見た状態を示している。なお、図１（Ｂ）は、静電容量式入力装置１を、図１（Ａ）とは左右逆に裏返して示している。図１（Ａ）に示すように、表側２はそのほぼ全域にＸ駆動電極１３およびＹ駆動電極１１と検出電極１２が設けられている。これら電極が形成されている矩形状の領域が操作領域４である。
【００３７】
図２に示すように、静電容量式入力装置１は樹脂シートまたは樹脂フィルムで形成された可撓性の薄い基板１０を有している。基板１０を構成する合成樹脂は、例えばＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）である。
【００３８】
基板１０の表側２に向く表面１０ａには、直接にまたは絶縁層を介して、図１（Ａ）と図３に示す複数のＹ駆動電極１１と複数の検出電極１２とが形成されている。Ｙ駆動電極１１と検出電極１２の双方が電極間絶縁層１４で覆われている。電極間絶縁層１４の表面１４ａは平滑面であり、この表面１４ａに、図１（Ａ）と図３に示す複数のＸ駆動電極１３が形成されている。このＸ駆動電極１３の表面が表面絶縁層１６で覆われており、表面絶縁層１６の表面が平坦な操作面１６ａとなっている。
【００３９】
図３に示すように、それぞれのＹ駆動電極１１はＸ１−Ｘ２方向へ直線的に延びる電極本体部１１ａを有している。複数のＹ駆動電極１１は、電極本体部１１ａがＹ１−Ｙ２方向に一定の間隔を空けて平行に延びるように形成されている。検出電極１２は、Ｘ１−Ｘ２方向へ直線的に延びる電極本体部１２ａを有しており、複数の検出電極１２は、電極本体部１２ａがＹ１−Ｙ２方向へ一定の間隔を空けて平行に延びるように形成されている。Ｙ駆動電極１１の電極本体部１１ａと検出電極１２の電極本体部１２ａは、Ｙ１−Ｙ２方向に交互に配列しており、電極本体部１１ａと電極本体部１２ａは互いに平行である。
【００４０】
電極間絶縁層１４の上に形成されているＸ駆動電極１３は、Ｙ１−Ｙ２方向に直線的に延びており、Ｘ１−Ｘ２方向に一定の間隔を空けて互いに平行に形成されている。
【００４１】
図３に示すように、Ｙ駆動電極１１は、枝電極部１１ｂを有している。枝電極部１１ｂは、Ｘ１−Ｘ２方向に間隔を空けて複数本形成されており、それぞれが電極本体部１１ａと導通して電極本体部１１ａからＸ１方向とＸ２方向へ向けて短く突出している。検出電極１２も枝電極部１２ｂを有している。枝電極部１２ｂは２本を一組として、Ｘ１−Ｘ２方向へ間隔を空けて複数組設けられている。それぞれの枝電極部１２ｂは、電極本体部１２ａと導通し、電極本体部１２ａからＹ１方向とＹ２方向へ向けて短く突出している。
【００４２】
図３に示すように、Ｘ駆動電極１３は、Ｙ駆動電極１１の電極本体部１１ａと検出電極１２の電極本体部１２ａの上方を交差するように通過している。そして、検出電極１２に設けられた対を成す枝電極部１２ｂは、Ｘ駆動電極１３をＸ１−Ｘ２方向から挟むように対向している。前記枝電極部１２ｂが設けられていることで、検出電極１２の電極本体部１１ａとＸ駆動電極１３との交差部分において、検出電極１２とＸ駆動電極１３との結合容量を増大でき、しかも操作領域４の全域において、検出電極１２とＸ駆動電極１３との結合容量の大きなばらつきが発生しないように調整されている。
【００４３】
図３に示す実施の形態では、Ｘ駆動電極１３に枝電極部が設けられていないが、Ｘ駆動電極１３に枝電極部が設けられていてもよい。
【００４４】
Ｙ駆動電極１１の電極本体部１１ａと検出電極１２の電極本体部１２ａが互いに平行に対向しているとともに、Ｙ駆動電極１１の枝電極部１１ｂと検出電極１２の一対の枝電極部１２ｂとが、Ｘ１−Ｘ２方向へ交互に配置され、また枝電極部１１ｂと枝電極部１１ｂとの間で、対を成す枝電極部１２ｂが、Ｙ１−Ｙ２方向へ入り込んでいる。
【００４５】
前記枝電極部１１ｂと枝電極部１２ｂが設けられていることで、Ｙ駆動電極１１と検出電極１２との結合容量を増大でき、しかも操作領域４の全域において、Ｙ駆動電極１１と検出電極１２との結合容量の大きなばらつきが発生しないように調整されている。
【００４６】
図２に示すように、基板１０の裏側に向く裏面１０ｂには、導電性材料で形成されたシールド層１７が積層されている。シールド層１７は、操作領域４の全域を裏側から覆うように形成されている。シールド層１７は、隙間を有することなく平面状に連続する連続膜、またはメッシュ状に形成されている。シールド層１７の裏面には裏面絶縁層１８で形成されている。
【００４７】
裏面絶縁層１８の裏面１８ａは平坦面であり、この裏面１８ａに配線層２０が形成されている。図１（Ｂ）に示すように、配線層２０は、Ｙ配線層２１と検出配線層２２およびＸ配線層２３を有している。Ｙ配線層２１と検出配線層２２は、Ｙ１−Ｙ２方向に交互に配列して形成されている。
【００４８】
図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、操作領域４のＸ１側の縁部に沿って、スルーホール２４とスルーホール２５が形成されている。スルーホール２４とスルーホール２５は、Ｙ１−Ｙ２方向に交互に配列している。図２に示すように、スルーホール２４は、基板１０と電極間絶縁層１４および裏面絶縁層１８を貫通して形成されており、内部に導電性材料が充填されている。それぞれのスルーホール２４の内部の導電性材料によって、Ｙ駆動電極１１とＹ配線層２１とが個別に導通されている。同様に、スルーホール２５は基板１０と電極間絶縁層１４および裏面絶縁層１８を貫通して形成され、内部に導電性材料が充填されている。それぞれのスルーホール２５の内部の導電性材料によって、検出電極１２と検出配線層２２とが個別に導通している。
【００４９】
図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、操作領域４のＹ１側の縁部に沿ってスルーホール２６が一定の間隔で形成されている。スルーホール２６は、基板１０と電極間絶縁層１４および裏面絶縁層１８を貫通して形成され、内部に導電性材料が充電されている。このスルーホール２６の内部の導電性材料によって、Ｘ駆動電極１３とＸ配線層２３とが個別に導通している。
【００５０】
図１（Ｂ）に示すように、裏面絶縁層１８の裏面１８ａの中央部には、電子素子としてＩＣパッケージ２７が実装されており、Ｙ配線層２１と検出配線層２２およびＸ配線層２３は、前記ＩＣパッケージ２７内の回路に導通している。ＩＣパッケージ内には、駆動回路および検出回路が含まれている。
【００５１】
図２に示すように、裏面絶縁層１８の裏面１８ａに形成された前記配線層２０は、配線絶縁層２８で覆われている。
【００５２】
前記電極間絶縁層１４、表面絶縁層１６、裏面絶縁層１８および配線絶縁層２８などの各絶縁層は、ポリイミド樹脂やポリウレタン樹脂、メラミン樹脂などの有機材料で形成されている。
【００５３】
ＩＣパッケージ２７内の駆動回路によって、Ｙ配線層２１を介してＹ駆動電極１１にパルス状の電圧が一定の時間間隔で与えられる。このパルス状の電圧は複数のＹ駆動電極１１に順番に与えられる。また、駆動回路によって、Ｘ配線層２３を介してＸ駆動電極１３にパルス状の電圧が一定の時間間隔で与えられ、このときもパルス状の電圧が複数のＸ駆動電極１３に順番に与えられる。ただし、Ｙ駆動電極１１とＸ駆動電極１３には、異なる時間に電圧が与えられる。
【００５４】
複数の検出電極１２のそれぞれに導通している検出配線層２２は、ＩＣパッケージ２７の内部で単一の配線として集合させられ、検出回路の共通の入力部に与えられる。
【００５５】
それぞれのＹ駆動電極１１と検出電極１２との間には静電容量が形成されている。いずれかのＹ駆動電極１１にパルス状の電圧が印加されると、電圧の立ち上がりに同期して、電圧が与えられたＹ駆動電極１１に隣接する検出電極１２に瞬間的な電流が流れる。ほぼ接地電位の人の指が表面絶縁層１６の表面の操作面１６ａに触れて、指がいずれかのＹ駆動電極１１に接近すると、指とＹ駆動電極１１との間に静電容量が形成され且つ指と検出電極１２との間に静電容量が形成されるために、指が接近しているＹ駆動電極１１と検出電極１２との間の静電容量が変化する。検出電極１２に流れる電流量は前記静電容量の変動に応じて変化するため、指の近くに位置するＹ駆動電極１１に電圧が与えられたときに検出電極１２に流れる電流量と、指が接近していないＹ駆動電極１１に電圧を与えたときに検出電極１２に流れる電流量との間に変化が生じる。
【００５６】
検出回路では、検出電極１２および検出配線層２２とから検出される電流値の変化と、どのＹ駆動電極１１に電圧が与えられているかによって、指が接近している箇所のＹ座標上の位置を推定することができる。同様に、電流値の変化とどのＸ駆動電極１３に電圧が与えられているかによって、指が接近している箇所のＸ座標上の位置を推定することができる。
【００５７】
Ｙ駆動電極１１に枝電極部１１ｂが形成され、検出電極１２に枝電極部１２ｂが形成されているため、Ｙ駆動電極１１と検出電極１２の間の結合容量を大きくでき、操作領域４内での結合容量のばらつきを少なくできる。これは、Ｘ駆動電極１３と検出電極１２との間も同じである。そのため、操作領域４のいずれかの位置に指を触れたときに、指の位置を検出するための分解能を高く設定できる。
【００５８】
次に、図３に示すＹ駆動電極１１と検出電極１２およびＸ駆動電極１３を構成する導電層の組み合わせを実施の形態別に説明する。
【００５９】
（１）第１の実施の形態
第１の実施の形態は、Ｙ駆動電極１１の電極本体部１１ａと枝電極部１１ｂ、検出電極１２の電極本体部１２ａと枝電極部１２ｂ、およびＸ駆動電極１３が、全てカーボンを含む導電層で形成される。
【００６０】
カーボンを含む導電層はカーボンペーストを印刷することで形成される。カーボンペーストは、カーボンブラック、カーボンファイバー、カーボンナノチューブなどの微小なカーボンフィラーが溶融状態のバインダー樹脂内に混入されている。前記カーボンフィラーは、導電性、印刷性などの必要に応じて単独、または２種類以上混合したり、粒径の異なるものを併せて用いることができる。前記カーボンペーストを電極の形状に応じてスクリーン印刷し、乾燥硬化させまたは加熱硬化させることで、Ｙ駆動電極１１、検出電極１２およびＸ駆動電極１３が形成される。
【００６１】
前記Ｙ駆動電極１１とＸ駆動電極１３は、パルス状の電圧が与えられて一定の電位に設定されるが、銀を主体とした導電層に比べて抵抗が比較的高いカーボンを含む絶縁層でＹ駆動電極１１とＸ駆動電極１３を構成しても、わずかな電圧降下を加味することで、Ｙ駆動電極１１とＸ駆動電極１３を所望の電位に設定することができる。
【００６２】
Ｙ駆動電極１１またはＸ駆動電極１３にパルス状の電圧が与えられたときに、検出電極１２に流れる電流の変化を検出することで、指の接近位置が推定されるが、検出電極１２をカーボンを含む絶縁層で形成しても前記電流の変化を検出することは可能である。ただし、電流の変化の検出感度を低下させないように、検出電極１２の電極本体部１２ａを、Ｙ駆動電極１１の電極本体部１１ａよりもやや幅広くし、または電極本体部１２ａのカーボンの密度を高くするなどして、電極本体部１１ａの抵抗値を下げることが好ましい。
【００６３】
この場合の、図１（Ｂ）に示す配線層２０の構成としては、Ｙ配線層２１と検出配線層２２およびＸ配線層２３の全てを、カーボンを含む導電層で形成することができる。ただし、検出電流の感度を高めるために、検出配線層２２が、カーボンよりも比抵抗が低い導電体である銀を含む導電層で形成されることが好ましい。この導電層は、溶融状態のバインダー樹脂に粉状の銀フィラーが含まれた銀ペーストを使用し、スクリーン印刷で電極層のパターンを形成し、乾燥硬化させまたは加熱硬化させる。
【００６４】
図１（Ａ）と図３に示す検出電極１２の電極本体部１２ａと枝電極部１２ｂがカーボンを含む導電層で形成され、図１（Ｂ）に示す検出配線層２２が銀を含む導電層で形成されることで、Ｙ駆動電極１１またはＸ駆動電極１３に電圧が印加されたときに検出電極１２に流れる電流の変化を比較的良好な感度で検出でき、しかも、検出電極１２をカーボンを含む導電層で形成することで全体の材料費を低減できる。
【００６５】
同様に、Ｙ駆動電極１１の電極本体部１１ａと枝電極部１１ｂおよびＸ駆動電極１３がカーボンを含む導電層で形成される場合に、Ｙ配線層２１とＸ配線層２３が銀を含む導電層で形成されることが好ましい。Ｙ配線層２１とＸ配線層２３が抵抗値の小さい銀を含む導電層で形成されることで、Ｙ駆動電極１１とＸ駆動電極１３にパルス状の電圧を与えて所望の電位に設定する際の電圧降下を最小に抑えることができる。しかもカーボンを含む導電層を使用することで、材料費を低減できる。
【００６６】
（２）第２の実施の形態
第２の実施の形態としては、検出電極１２の電極本体部１２ａと枝電極部１２ｂが銀を含む導電層で形成され、Ｙ駆動電極１１の電極本体部１１ａと枝電極部１１ｂおよびＸ駆動電極１３が、カーボンを含む導電層で形成される。
【００６７】
この構成では、Ｙ駆動電極１１またはＸ駆動電極１３を比較的安価な材料で形成でき、一方において検出電極１２の抵抗値を比較的低くできるため、検出電極１２に流れる電流の変化を高感度に検出できる。
【００６８】
この場合に、図１（Ｂ）に示す検出配線層２２も銀を含む導電層で形成されることが好ましい。一方、Ｙ配線層２１とＸ配線層２３は、カーボンを含む導電層で形成されていてもよいが、Ｙ駆動電極１１とＸ駆動電極１３がカーボンで形成されているため、Ｙ配線層２１とＸ配線層２３が銀を含む導電層で形成されることが、電圧降下を低減させるために好ましい。
【００６９】
（３）第３の実施の形態
第３の実施の形態は、検出電極１２の電極本体部１２ａが、抵抗の低い銀を含む導電層で形成され、枝電極部１２ｂがカーボンを含む導電層で形成されている。枝電極部１２ｂは、Ｙ駆動電極１１と検出電極１２との距離を狭め、Ｘ駆動電極１３と検出電極１２との距離を狭めて、電極間の結合容量が最適となるように設定するためのものである。しかも、個々の枝電極部１２ｂは短い。そのため、枝電極部１２ｂをカーボンを含む導電層で形成しても、電極本体部１２ａが銀を含む導電層で形成されていれば、検出電極１２による電流の検出感度を高くできる。
【００７０】
また、枝電極部１２ｂは、操作領域４内で多数形成されその長さ寸法の総計が長いため、枝電極部１２ｂをカーボンを含む電極層で形成することで電極層の材料コストを低減できる。
【００７１】
この場合、図１（Ｂ）に示す検出配線層２２も銀を含む導電層で形成されることが好ましい。
【００７２】
この実施の形態では、Ｙ駆動電極１１の電極本体部１１ａと枝電極部１１ｂはカーボンを含む導電層で形成されてもよいが、Ｙ駆動電極１１においても、電極本体部１１ａが銀を含む導電層で形成され、枝電極部１１ｂがカーボンを含む導電層で形成されることが好ましい。Ｙ駆動電極１１の電極本体部１１ａを低抵抗の材料で形成することで、パルス状の電圧を与えたときの電圧降下を低減でき、しかも材料費を低減できる。
【００７３】
また、Ｘ駆動電極１３も銀を含む導電層で形成されることが好ましい。なお、Ｘ駆動電極１３に枝電極部を設け、枝電極部のみがカーボンを含む導電層で形成されていてもよい。
【００７４】
いずれの場合も、図１（Ｂ）に示すＹ配線層２１とＸ配線層２３は銀を含む導電層で形成されることが好ましい。
【００７５】
次に、基板１０の裏面１０ｂに形成されたシールド層１７は、裏側３に形成された配線層２０の信号によって、Ｙ駆動電極１１とＸ駆動電極１３および検出電極１２に不要な電界が与えられないようにするものである。そのために、シールド層１７は、図示しない配線部を介して接地電位に設定される。このシールド層１７は、低抵抗の銀を含んだ導電層で形成されることが好ましいが、カーボンを含む導電層で形成することもできる。広い面積に形成されるシールド層１７をカーボンを含む導電層で形成することにより、低コストにて形成することが可能になる。
【００７６】
また、スルーホール２４，２５，２６に充填される導電性材料は、銀を含む導電材料で形成されてもよいしカーボンを含む導電材料で形成されてもよい。前記第２および図３の実施の形態のように、検出電極１２の電極本体部１２ａが銀を含む導電層で形成されている場合は、検出電極１２と検出配線層２２とを結ぶスルーホール２５に銀を含む導電材料が充填されることが好ましい。
【００７７】
すなわち、Ｙ駆動電極１１と検出電極１２とＸ駆動電極１３のうち、銀を含んだ導電層で形成されている電極が接続されるスルーホールには、銀を含む導電材料が充填され、カーボンを含む導電層で形成されている電極が接続されるスルーホールにはカーボンを含む導電材料が充填されていることが好ましい。
【００７８】
また、カーボンよりも比抵抗が低い導電体を含む導電層または導電材料としては、銀を含むものに限られず他の導電性金属をフィラーとして含むものであってもよい。
【００７９】
なお、前記実施の形態は、Ｙ駆動電極１１とＸ駆動電極１３が常に駆動電極として使用され、検出電極１２の電流の変化によって静電容量の変化を検出できるようにしている。しかし、本発明は、検出電極１２が設けられておらず、互いに絶縁されて直交するＹ電極とＸ電極とが設けられ、複数のＹ電極に順番にパルス状の電圧が印加されているときに、Ｘ電極の電流の変化を検出して、指が接近している位置をＹ方向の座標位置で求め、複数のＸ電極に順番にパルス状の電圧が印加されているときに、Ｙ電極の電流の変化を検出して、指が接近している位置をＸ方向の座標位置で求めるものであってもよい。
【００８０】
この場合に、Ｘ電極とＹ電極の双方がカーボンを含む導電層で形成され、基板の裏側に延びて前記Ｘ電極と導通するＸ配線層、および前記Ｙ電極と導通するＹ配線層が銀を含む導電層で形成される。
【００８１】
または、Ｘ電極とＹ電極の双方が電極本体部と枝電極部を有しており、電極本体部が銀を含む導電層で形成され、枝電極部がカーボンを含む導電層で形成されていてもよい。
【００８２】
次に、図４は、ＩＣパッケージ２７の好ましい実装例を示している。
樹脂シートまたは樹脂フィルムで形成された基板１０の裏面１０ｂ側では、前記裏面絶縁層１８の裏面１８ａに、銀を含む導電層によって前記配線層２０が形成されているが、さらに配線層２０と一体の複数の接続ランド部２９が形成されている。接続ランド部２９を前記配線層２０と同じ材質を用いて同時または別々に印刷形成することができるし、あるいは前記接続ランド部２９を形成する導電層を、前記配線層２０の材質とは別に接続ランド用の導電性ペーストで形成することも出来る。この導電性ペーストは、銀や銅、ニッケル単体、それらの合金、またはそれらを銀や金、パラジウムなどの貴金属類でメッキ処理した金属または樹脂粒子などの導電性フィラーが、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂やエポキシ樹脂、メラミン樹脂などを単独または２種類以上用いたものに混合、分散されたものであることが好ましく、ポリエステル樹脂に硬化剤としてイソシアネートを添加したものが特に好ましい。また前記導電性フィラーは鱗片状や樹枝状、球状や不定形を単独で用いたり、必要な印刷性を得るために２種類以上混合したり粒径の異なるものを混ぜて用いることもできる。例えば、前記ランド用の導電性ペーストは、印刷工程によって、前記配線層２０に重ねられて塗工される。
【００８３】
前記配線または前記配線と連続する前記接続ランド部２９とＩＣパッケージ２７の端子電極との間が、加熱溶融された低融点合金にて電気的に接合されている。
【００８４】
低融点合金にはＳｎＢｉ、ＳｎＢｉＡｇ、ＳｎＺｎ、ＳｎＺｎＢｉ、ＳｎＺ ｎＩｎ、ＳｎＡｇＢｉＩｎ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＡｇＣｕＢｉ、ＳｎＩｎ、ＳｎＢｉＩｎなどがある。またこれらに合金の金属組織や濡れ性改良や溶融時の表面酸化防止のために少量のＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｎｉなどの異種金属を添加した合金で形成されることが好ましい。
【００８５】
本発明において単独または２種類以上の前記低融点合金を、エポキシ樹脂やフェノール樹脂、メラミン樹脂などの単独または２種類以上の熱硬化型樹脂に混合、分散したものが好ましく、前記熱硬化型樹脂がエポキシ樹脂であることが特に好ましい。
【００８６】
ＩＣパッケージ２７の電極部２７ａと前記配線または前記配線と連続する前記接続ランド部２９とは電極用の導電性接着剤３０で接合される。この導電性接着剤３０は、前記低融点合金３１が前記熱硬化性樹脂３２に含まれているものであり、印刷やディスペンサー塗布などの工程によって前記配線または前記配線と連続する前記接続ランド２９の上に塗工される。
【００８７】
前記配線または前記配線と連続する前記接続ランド部２９に塗工された導電性接着剤にＩＣパッケージ２７を設置した後に、３００℃以下好ましくは２５０℃以下の比較的低い温度で加熱処理する。
【００８８】
この低温の加熱工程によって、前記導電性接着剤３０に含まれる低融点合金３１が溶融するとともに前記導電性接着剤３０に含まれる熱硬化性樹脂３２が硬化する。導電性接着剤３０は溶融した低融点合金３１が、電子素子の電極部２７ａにはんだ接合するとともに前記配線または前記配線と連続する前記接合ランド部２９の内部に侵入して接合されて、電子素子の電極部２７ａと前記配線または前記配線と連続する前記接続ランド部２９とが導通させられるとともに、導電性接着剤３０に含まれる熱硬化性樹脂３２が硬化して、ＩＣパッケージ２７が裏面絶縁層１８に強固に固定される。
【００８９】
また、前記導電性接着剤３０は低融点合金３１を用いているので低温処理で接合できるため、静電容量式入力装置１を構成する金属部のダメージを最少にでき、ＩＣパッケージ２７のダメージも防ぐことができる。
【００９０】
図５（ａ）から図５（ｄ）の各縦断面図には、ＩＣ等の電子素子４０の実装構造が示されている。
【００９１】
図５の各図では、樹脂シートあるいは樹脂フィルム等から成る可撓性の基板４１の表面４１ａに接続ランド部４２が印刷形成されている。基板４１を構成する樹脂はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等であり、特に限定されるものではない。前記接続ランド部４２は、例えばＡｇ塗膜であるが材質は特に限定されない。
【００９２】
前記接続ランド部４２は、前記基板４１の表面４１ａに直接印刷形成されたものであってもよいし、あるいは基板４１の表面４１ａに印刷形成された配線単独で形成された構成でもよいし、基板４１の表面４１ａに印刷形成された配線層の表面に重ねて形成された構成でも良い。このように、接続ランド部４２を配線層の表面に重ねて形成する場合、上記したランド用の導電性ペーストにより前記接続ランド部４２を形成することが好ましい。
【００９３】
配線層と接続ランド部４２とは同じ材料で形成されてもよいし異なる材質で形成されてもよい。このとき、配線層又は配線層と連続する接続ランド部４２は、カーボンよりも比抵抗が小さい導電体を分散した導電性樹脂で形成されることが好適である。
【００９４】
なお図５において、図示していないが、基板４１の表面４１ａに前記接続ランド部４２と重ねてあるいは平面的に接続される配線層がパターン形成されている。また接続ランド部４２を形成せずに図５に示す符号４２の層が配線層であり、配線層とＩＣパッケージ４０の電極部４０ａとの間が後述する低融点合金４３にて電気的に接続された構成であってもよい。
【００９５】
また基板４１の表面４１ａに実装される電子素子４０の電極部４０ａは電子素子４０の側部から外方に向けて延びるとともに図示下方向に屈曲しており、更に電極部４０ａの先端部４０ｂは基板４１表面と略平行な方向に延びている。ただし本実施形態において、電極部４０ａの形状は限定されるものでない。
【００９６】
図５（ａ）に示す実装構造１では、電子素子４０の側部から外方に延びる各電極部４０ａの先端部４０ｂと、接続ランド部４２との間が、ＳｎＢｉ、ＳｎＢｉ Ａｇ、ＳｎＺｎ、ＳｎＺｎＢｉ、ＳｎＺｎＩｎ、ＳｎＡｇＢｉＩｎ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＡｇＣｕＢｉ、ＳｎＩｎ、ＳｎＢｉＩｎなどの低融点合金４３にて電気的に接合されている。またこれらの合金は、金属組織や濡れ性改良や溶融時の表面酸化防止のために少量のＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｎｉなどの異種金属を添加して形成されることが好適である。前記低融点合金４３は、ＳｎＢｉ，ＳｎＢｉＡｇ等の低融点合金で形成されることが特に好ましい。
【００９７】
低融点合金４３の融点は３００℃以下であって、２５０℃以下のものが好ましく、２００℃以下のものがさらに好ましく、１６０℃以下のものが特に好ましい。
また低融点金属４３はフィレット形状であることが好ましい。
【００９８】
図５（ａ）の実装構造１では、電子素子４０と接続ランド部４２の間は低融点合金４３で電気的に接合されているとともに、前記電極部４０ａを封止する紫外線硬化樹脂４４が設けられている。低融点合金４３は、電極部４０ａとともに紫外線硬化樹脂４４の内部に位置する。紫外線硬化樹脂（ＵＶ硬化樹脂）４４は、紫外線の光エネルギーに反応して硬化する。前記紫外線硬化樹脂４４は、紫外線硬化型エポキシ樹脂、紫外線硬化型アクリル樹脂、紫外線硬化型シリコーン樹脂等であり、材質は特に限定されない。紫外線硬化樹脂４４は電子素子４０の周辺部のみならず表面全体を覆うように形成されていてもよい。また、紫外線硬化樹脂の他に、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂、光熱硬化性樹脂などから単独または２種類以上用いた樹脂で封止されていてもよい。
【００９９】
前記紫外線硬化樹脂４４は、電子素子４０の電極部４０ａと接続ランド部４２間を低融点合金４３にて接合した後、電子素子４０の周辺部に紫外線硬化樹脂４４を塗工し、紫外線の照射により、前記紫外線硬化樹脂４４を硬化させる。
【０１００】
次に、図５（ｂ）の実装構造２では、図５（ａ）と異なって、低融点合金４３による電極部４０ａの先端部４０ｂと接続ランド部４２との間の低融点合金による接合部４６の周辺部が熱硬化性樹脂４５で覆われている。熱硬化性樹脂４５はエポキシ樹脂等であり、材質は特に限定されない。また、熱硬化性樹脂４５の硬化後硬度は、ショアＤ硬度８０以上であることが好ましい。
【０１０１】
熱硬化性樹脂４５及び低融点合金４３は、図４で説明したものと同様の導電性接着剤３０により構成される。すなわち、低融点合金４３と熱硬化性樹脂４５とを含む導電性接着剤３０を接続ランド部４２上に塗工し、さらに電子素子４０を基板４１上に設置して、前記電子素子４０の電極部４０ａの先端部４０ｂを、前記導電性接着剤３０を介して接続ランド部４２に対向させた状態で、３００℃以下好ましくは２５０℃以下の比較的低い温度で加熱処理する。
【０１０２】
これにより導電性接着剤３０に含まれる低融点合金４３は、電極部４０ａの先端部４０ｂと接続ランド部４２間に凝集して、前記先端部４０ｂと接続ランド部４２間を電気的に繋ぐ接合部４６を形成する。一方、熱硬化性樹脂４５は、低融点合金４３と分離、流動して接合部４６の外周に位置する。熱硬化性樹脂４５は、導電性接着剤３０に含まれる熱硬化性樹脂の含有量や加熱処理条件等を調整して、図５（ｂ）に示す実装構造２のように、接合部４６の露出表面全体を覆うことが好適である。また、熱硬化性樹脂４５は後述の図８の断面写真に示すように、接合部４６から電極部３０ａにかけてメニスカス形状を保持したまま接続ランド部４２と電子素子の電極部を封止するように形成されることが好適である。特に、熱硬化性樹脂４５は電極部３０ａに濡れ上がり、凹状のメニスカス形状であることが特に好ましい。
【０１０３】
そして図５（ｂ）に示す実装構造２でも、図５（ａ）の実装構造１と同様に電極部４０ａが紫外線硬化樹脂４４により封止されている。熱硬化性樹脂４５及び低融点合金４３は電極部４０ａと同様に紫外線硬化樹脂４４の内部に位置している。
【０１０４】
次に図５（ｃ）に示す実装構造３では、図５（ｂ）の構成に対し更に、基板４１の表面４１ａ側に補強板４７を設けている。また図５（ｄ）に示す実装構造４では、図５（ｂ）の構成に対し更に、基板４１の裏面４１ｂ側に補強板４８を設けている。
【０１０５】
補強板４７，４８の材質は問わない。例えば液晶ポリマーやＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリイミド、ポリアミド、ポリアラミド、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ酢酸ビニル、ナイロン、ポリアセタール、ポリオレフィン、ポリスルホン、ポリプロピレン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ガラスクロスエポキシ樹脂積層板、ガラスクロスアラミド樹脂積層板等を単独または２種類以上用いることが出来る。また補強板４７，４８を電気的に絶縁性の材料で形成することが好ましいが、短絡等の問題がない箇所では、前記補強板４７，４８を金属板等で形成することも可能である。かかる場合、図５（ｄ）のように、基板４１の電子素子４０を設置した側と反対側に設けた補強板４８にシールド機能を持たせることができる。
【０１０６】
図５（ｃ）に示す実装構造３では、補強板４７を接続ランド部４２の表面に設けているが、前記補強板４７を、接続ランド部４２以外の箇所に設けることも出来る。補強板４７の設置箇所は任意に決定できる。
【０１０７】
また図５（ｄ）に示す実装構造４では、補強板４８を基板４１の裏面４１ｂの全体に設けているが、全体でなく一部であってもよい。
【０１０８】
図５に示す電子素子４０の実装構造に外力が加わったとき（例えば各図の図示上方から電子素子４０方向にむけて力が加わったとき）の電子素子４０と基板４１間の接合強度は、実装構造１よりも実装構造２，３，４のほうが高い。また実装構造３，４のように補強板４７，４８を設けた構成では、実装構造２よりも外力が加わったときに、可撓性の基板４１の変形を抑制でき、外力に対して破壊されにくい構造に出来る。
【０１０９】
また後述する実験結果に示すように、紫外線硬化樹脂４４の硬化後硬度をショアＤ硬度５０から８０の範囲内とすることで、接合強度をより効果的に向上させることができる。
なお図５に示す電子素子の実装構造は、静電容量式入力装置以外にも適用可能である。
【実施例】
【０１１０】
（実装構造１及び実装構造２の実験）
図５（ａ）に示す実装構造１及び図５（ｂ）に示す実装構造２を備える各サンプル品を用意した。
【０１１１】
実装構造１及び実装構造２の各サンプル品にはともに、基板としてＰＥＴ基材を用い、また紫外線硬化樹脂には硬化後硬度がショアＤ硬度４５のものを用いた。また実装構造１では、低融点合金としてＳｎＢｉＡｇ（Ｓｎ：４２％、Ｂｉ：５７％、Ａｇ：１％）を用い、実装構造２では、低融点合金としてＳｎＢｉ（Ｓｎ：４２％、Ｂｉ：５８％）を用い、更に実装構造２では、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いた。なお、後述する表２〜表４の実験についても、実装構造２と同様の材料を用いた。
【０１１２】
図７は、実装構造１の断面写真、図８は、実装構造２の断面写真を示している。図７，図８に示すように、電子素子の電極部と接続ランド部間は低融点合金にて接合され、また電極部が紫外線硬化樹脂で封止されている。また図８に示すように、エポキシ樹脂で形成された樹脂層はメニスカス形状となっていることがわかる。
【０１１３】
実験では、実装構造１及び実装構造２の各サンプル品を夫々３つずつ用意し、各サンプル品を図６に示すように両端５０，５１を５０ｍｍの間隔で支持し、さらにサンプル品の中央５２を下方向に向けて押圧した。そして、押し込み量Ｔ１、押し込んだときに図６の点線に示すように変形した基板表面をその曲率に沿って延長して形成される仮想円の基板直径φ（ｍｍ）及び、電子素子と接続ランド部間の電気的な導通を基板が曲がったままの状態を３分間保持しながら計測して接合構造が破壊したときの前記基板直径φを求めた。ここで「破壊」とは電気的な破壊を意味する。
以下の表１に実験結果を示す。
【０１１４】
【表１】
【０１１５】
表１には、押し込み量Ｔ１、変形した基板の曲率から推定される仮想円の直径φ（以下、基板直径φという）が記載されているとともに、実装構造１及び実装構造２の各欄には、押し込み量Ｔ１及び基板直径φに対する破壊サンプルの合計数が示されている。すなわち、実装構造１及び実装構造２の各欄における「０」の表記は破壊サンプル数が０であることを示しており、実装構造１及び実装構造２の各欄における「１」「２」「３」の表記は、破壊サンプル数（合計数）が夫々、１、２，３であることを示している。
【０１１６】
すなわち表１に示すように、実装構造２の１つのサンプル品は押し込み量Ｔ１を１８ｍｍとした時点（基板直径φが５２．８ｍｍ）で破壊したが、残り２つのサンプル品は押し込み量Ｔ１を２０ｍｍとしても破壊しなかった。一方、実装構造１の場合、押し込み量Ｔ１を８ｍｍとした時点（基板直径φが８６ｍｍ）で１つのサンプル品が破壊し、押し込み量を１０ｍｍとした時点（基板直径φが７２ｍｍ）で残り２つのサンプル品が破壊し、よって、押し込み量を１０ｍｍとすると３つのサンプル全てが破壊した。したがって、実装構造２のほうが実装構造１に比べて接合強度が高いことがわかった。実装構造１では、押し込み量Ｔ１を１０ｍｍより大きくできず、表１に示す薄く色が付されている欄は不良品となる押し込み量Ｔ１（基板直径φ）の領域を示している。以下、表２、表３においても同様である。
【０１１７】
（紫外線硬化樹脂の硬化後硬度ショアＤ硬度の実験）
次に図５（ｂ）に示す実装構造２で紫外線硬化樹脂の硬化後硬度としてショアＤ硬度を４５，５０，６０，７０，８０，９０と変えた各サンプル品を３つずつ用意し、上記と同様の接合強度の実験を行った。その実験結果が以下の表２に示されている。
【０１１８】
【表２】
【０１１９】
表２に示す各ショアＤ硬度欄には、基板直径φに対する破壊サンプルの合計数が示されている。すなわち、各ショアＤ硬度欄における「０」の表記は破壊サンプル数が０であることを示しており、「１」「２」「３」の表記は、破壊サンプル数（合計数）が夫々、１、２，３であることを示している。表３、表４においても同様である。
【０１２０】
表２に示す実験結果により、紫外線硬化樹脂の硬化後硬度をショアＤ硬度５０〜８０の範囲内とすることで、より効果的に接合強度を向上させることができるとわかった。
【０１２１】
（実装構造３の実験）
次に実装構造３のサンプル品を用いて上記と同様の接合強度の実験を行った。実装構造３では、電子素子が設置される側の基板表面に補強板を設けた。補強板には、厚さ２２５μmの液晶ポリマーシートをアクリル系粘着剤で貼り合わせて用いた。
【０１２２】
そして、図５（ｃ）に示す実装構造３で紫外線硬化樹脂の硬化後硬度をショアＤ硬度４５，５０，６０，７０，８０，９０と変えた各サンプル品を３つずつ用意し、上記と同様の接合強度の実験を行った。その実験結果が以下の表３に示されている。
【０１２３】
【表３】
【０１２４】
（実装構造４の実験）
次に実装構造４のサンプル品を用いて上記と同様の接合強度の実験を行った。実装構造４では、電子素子が設置される側と反対側に補強板を設けた。補強板には、厚さ２５０μm厚のＰＥＴを両面テープで貼り合わせて用いた。
【０１２５】
そして、図５（ｄ）に示す実装構造４で紫外線硬化樹脂の硬化後硬度をショアＤ硬度５０，６０，７０，８０と変えた各サンプル品を３つずつ用意し、上記と同様の接合強度の実験を行った。その実験結果が以下の表４に示されている。
【０１２６】
【表４】
【０１２７】
表３，表４に示す実験結果は、表２に示す実験結果と見かけ上同じであるが、実際には、補強板を用いた実装構造３，４と、補強板を用いていない実装構造２とでは、変形したサンプル品の基板直径φが同じであっても、サンプル品に加わる荷重が違っている。すなわち、補強板を用いた実装構造３，４と補強板を用いていない実装構造２に同じ大きさの荷重を加えても、実装構造３，４におけるサンプル品の基板直径φは、実装構造２におけるサンプル品の基板直径φよりも大きくなる。よって、実装構造３，４のほうが実装構造２よりも外力に対して変形を小さくでき破壊されにくい構造に出来る。
【０１２８】
表３及び表４に示す実験結果においても、紫外線硬化樹脂の硬化後硬度をショアＤ硬度５０〜８０とすることで、効果的に接合強度を向上させることができるとわかった。
【符号の説明】
【０１２９】
１ 静電容量式入力装置
２ 表側
３ 裏側
４ 操作領域
１０，４１ 基板
１０ａ 表面
１０ｂ 裏面
１１ Ｙ駆動電極
１１ａ 電極本体部
１１ｂ 枝電極部
１２ 検出電極
１２ａ 電極本体部
１２ｂ 枝電極部
１３ Ｘ駆動電極
１７ シールド層
２０ 配線層
２１ Ｙ配線層
２２ 検出配線層
２３ Ｘ配線層
２４，２５，２６ スルーホール
２９、４２ 接続ランド部
３０ 導電性接着剤
４０ 電子素子
４０ａ 電極部
４３ 低融点合金
４４ 紫外線硬化樹脂
４５ 熱硬化性樹脂
４６ 接合部
４７、４８ 補強板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動電極と検出電極の間の静電容量の変化によって指の接近を検出する静電容量式入力装置に係り、特に電極層を低コストで形成できる静電容量式入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下の特許文献１と特許文献２には、静電容量式の入力装置が開示されている。この入力装置は、互いに平行に配置された複数のＸ電極と、前記Ｘ電極に直交する向きで互いに平行に配置された複数のＹ電極とが、絶縁層を挟んで対向している。
【０００３】
Ｘ電極とＹ電極は、時間分割で交互に駆動電極と検出電極として使用される。Ｘ電極とＹ電極との間に誘電体である絶縁層が介在し両電極間に静電容量が形成されている。駆動電極にパルス状の電圧が間欠的に与えられると、電圧の立ち上がりに同期して検出電極に電流が流れ、その電流量は電極間の静電容量の変動に応じて変化する。
【０００４】
ほぼ接地電位に等しい人の指がＸ電極およびＹ電極に接近すると、指と電極との間に静電容量が形成されるために、駆動電極と検出電極の間の静電容量が変化し、検出電極に流れる電流量が変化する。この電流の変化を読み取ることで、指が接近している位置をＸ−Ｙ座標上で知ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−５４６５０号公報
【特許文献２】特開２００３−２７１３１１号公報
【特許文献３】特開平１１−２０４５６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の静電容量式入力装置の電極は、特許文献２に記載されている光透過型では、ＩＴＯなどの透明な導電層で形成されるが、光を透過しない非透過型では、銀ペーストで形成される。このように、従来は、検出電極に導かれる微弱な電流の変化を検出するために、比抵抗の小さい導電層であって、且つ印刷工程でパターン形成しやすい導電層が選択されて使用される傾向にあった。
【０００７】
特許文献１および特許文献２に記載されているように、最近の静電容量式入力装置は、フィルム基板を使用することで、薄型化を目指すとともに、安価に製造することが要求されている。しかし、ＩＴＯや銀ペーストなどの高価な導電層を使用して電極を形成すると、製造コストを低減させるのに限界がある。
【０００８】
また特許文献３には、バンプ付電子部品の実装方法に関する発明が開示されているが、静電容量式入力装置等に搭載されるＩＣパッケージ（電子素子）の電極部と接続ランド部または配線部とを簡単に且つ強固に接合する構造が確立していなかった。
【０００９】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、電極層の形成コストを低減して安価な静電容量式入力装置を提供することを目的としている。
【００１０】
また、本発明は電極層の形成コストを低減し、しかも検出感度が大きく低下するのを防止できる静電容量式入力装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、指で操作される操作領域に、電圧が印加される駆動電極と、前記駆動電極と距離を開けて対向し前記駆動電極との間の静電容量の変化を検出する検出電極とが設けられた静電容量式入力装置において、
前記駆動電極と前記検出電極の少なくとも一部がカーボンを含む導電層で形成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の静電容量式入力装置は、電極の少なくとも一部をカーボンを含む導電層で形成しているため、従来に比べて電極層の形成コストを下げることができる。またカーボンを含む電極層は印刷工程で形成できるため、電極の配列パターンを比較的自由に設定しやすい。
【００１３】
本発明は、前記操作領域に、互いに絶縁されて直交する向きに形成されたＸ駆動電極およびＹ駆動電極と、前記Ｘ駆動電極およびＹ駆動電極に距離を開けて対向する前記検出電極とが設けられており、
前記Ｘ駆動電極と前記Ｙ駆動電極および前記検出電極の全てがカーボンを含む導電層で形成されているものである。
【００１４】
または、本発明は、前記操作領域に、互いに絶縁されて直交する向きに形成されたＸ電極とＹ電極とが設けられ、前記Ｘ電極と前記Ｙ電極とが、前記駆動電極と前記検出電極として交互に使用され、
前記Ｘ電極と前記Ｙ電極の双方がカーボンを含む導電層で形成されているものである。
【００１５】
上記のように、Ｘ駆動電極とＹ駆動電極および検出電極が設けられているタイプの入力装置であっても、あるいは、Ｘ電極とＹ電極のみを有し、Ｘ電極とＹ電極が駆動電極と検出電極として交互に使用されるタイプの入力装置であっても、電極層の少なくとも一部をカーボンを含む導電層で形成することで製造コストを低減できる。
【００１６】
または、本発明は、前記操作領域に、互いに絶縁されて直交する向きに形成されたＸ駆動電極およびＹ駆動電極と、前記Ｘ駆動電極およびＹ駆動電極に距離を開けて対向する前記検出電極とが設けられており、
前記Ｘ駆動電極と前記Ｙ駆動電極がカーボンを含む導電層で形成され、前記検出電極がカーボンよりも比抵抗が小さい導電体を含む導電層で形成されているものが好ましい。
【００１７】
上記のように、電圧を印加するＸ駆動電極とＹ駆動電極をカーボンを含む導電層で形成し、微弱な電流を誘導する検出電極を比較的比抵抗の小さい導電層で形成することで、全体としてコストダウンでき、且つ検出感度を高く維持できる。
【００１８】
または、本発明は、前記駆動電極と前記検出電極の少なくとも一方が、電極本体部と、前記電極本体部から延び出ている複数の枝電極部とを有しており、
前記枝電極部がカーボンを含む導電層で形成され、前記電極本体部がカーボンよりも比抵抗が小さい導電体を含む導電層で形成されているものが好ましい。
【００１９】
上記構成では、枝電極部を設けることで電極間の結合容量のばらつきを補正できる。しかも枝電極部は短いため、この枝電極部のみをカーボンを含む導電層で形成しても大幅な感度の低下を招くことがない。
【００２０】
あるいは、本発明は、それぞれの前記駆動電極およびそれぞれの前記検出電極に導通して前記操作領域の外に延びる配線層が設けられており、前記駆動電極と前記検出電極のうちのカーボンを含む導電層で形成されているものと導通している前記配線層が、カーボンよりも比抵抗が小さい導電体を含む導電層で形成されている。
【００２１】
上記のように、操作領域の駆動電極と検出電極がカーボンを含む導電層で形成され、配線層が抵抗の低い導電層で形成されることで、コストの低減ができ、しかも感度が極端に低下するのを防止できる。
【００２２】
この場合に、本発明は、樹脂シートまたは樹脂フィルムの基板の一方の側に前記駆動電極と前記検出電極が絶縁層を介して配置され、他方の側に前記配線層が設けられているとともに、他方の側に前記配線層に接続される電子素子が実装されているものにできる。
【００２３】
上記のように、樹脂シートまたは樹脂フィルムを基板とすることで薄型化、軽量化ができ、しかもこの基板に電子素子を実装することで小型化を実現できる。
【００２４】
本発明では、前記電子素子の電極部と、前記配線または前記配線と連続する接続ランド部との間が、低融点合金にて電気的に接合されている構成であることが好ましい。
【００２５】
低融点合金の融点は３００℃以下であって、２５０℃以下のものが好ましく、２００℃以下のものがさらに好ましく、１６０℃以下のものが特に好ましい。
【００２６】
また本発明では、前記電子素子の電極部と、前記配線または前記配線と連続する接続ランドとが、低融点合金と熱硬化性樹脂とを含む導電性接着剤で接合されており、前記低融点合金と前記熱硬化性樹脂とは互いに分離し、前記低融点合金により前記電子素子の電極部と前記配線または前記配線と連続する前記接続ランド部間が電気的に接続されていることがより好ましい。
【００２７】
また、前記低融点合金が前記配線または前記配線と連続する前記接合ランドの内部に侵入して接合していることが好ましく、前記低融点合金がフィレット形状で形成されていることがさらに好ましい。
【００２８】
また本発明では、前記熱硬化性樹脂が、前記電子素子の電極部から前記低融点合金による前記電子素子の電極部と前記ランド部間の接合部にかけて被覆していることが好ましい。また、前記熱硬化性樹脂はメニスカス形状で形成されていることが好ましい。
【００２９】
前記熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂で形成されていることが好ましい。
さらに前記熱硬化性樹脂の周囲が紫外線硬化樹脂で封止されていることが特に好ましい。
【００３０】
また本発明では、前記熱硬化性樹脂の硬化後硬度はショアＤ硬度８０以上が好ましく、さらにショアＤ硬度９０以上が好ましい。また前記紫外線硬化樹脂の硬化後硬度はショアＤ硬度５０から８０の範囲内であることが好ましい。
【００３１】
さらに、前記配線または前記配線と連続する前記接続ランド部が、カーボンよりも比抵抗が小さい導電体を分散した導電性樹脂で形成されていることが好ましい。
【００３２】
また本発明では、前記基板の少なくとも一方の側に補強板が設けられていることが好ましい。
【００３３】
本発明では、例えば、カーボンよりも比抵抗が小さい導電体を含む導電層が、銀を含む導電層である。
【発明の効果】
【００３４】
本発明は、電極層を印刷工程で安価に製造でき、静電容量式入力装置の全体のコストを低減できる。また、感度の極端な低下を招くこともない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】（Ａ）は本発明の実施の形態の静電容量式入力装置の平面図、（Ｂ）は前記静電容量式入力装置の底面図、
【図２】図１（Ａ）に示す静電容量式入力装置をＩＩ−ＩＩ線で切断した断面拡大図、
【図３】Ｘ駆動電極とＹ駆動電極および検出電極を拡大して示す拡大平面図、
【図４】基板の裏面での電子素子であるＩＣパッケージの実装構造を拡大して示す断面図、
【図５】電子素子の実装構造（構造１〜構造４）を示す断面図、
【図６】図５に示す構造１〜構造４に対して行った接合強度の実験方法の模式図、
【図７】図５（ａ）に示す構造１の素子電極部付近を示す断面写真、
【図８】図５（ｂ）に示す構造２の素子電極部付近を示す断面写真。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図２の断面図に示すように、静電容量式入力装置１は、表側２と裏側３を有している。図１（Ａ）は静電容量式入力装置１を表側２から見た状態を示しており、図１（Ｂ）は静電容量式入力装置１を裏側３から見た状態を示している。なお、図１（Ｂ）は、静電容量式入力装置１を、図１（Ａ）とは左右逆に裏返して示している。図１（Ａ）に示すように、表側２はそのほぼ全域にＸ駆動電極１３およびＹ駆動電極１１と検出電極１２が設けられている。これら電極が形成されている矩形状の領域が操作領域４である。
【００３７】
図２に示すように、静電容量式入力装置１は樹脂シートまたは樹脂フィルムで形成された可撓性の薄い基板１０を有している。基板１０を構成する合成樹脂は、例えばＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）である。
【００３８】
基板１０の表側２に向く表面１０ａには、直接にまたは絶縁層を介して、図１（Ａ）と図３に示す複数のＹ駆動電極１１と複数の検出電極１２とが形成されている。Ｙ駆動電極１１と検出電極１２の双方が電極間絶縁層１４で覆われている。電極間絶縁層１４の表面１４ａは平滑面であり、この表面１４ａに、図１（Ａ）と図３に示す複数のＸ駆動電極１３が形成されている。このＸ駆動電極１３の表面が表面絶縁層１６で覆われており、表面絶縁層１６の表面が平坦な操作面１６ａとなっている。
【００３９】
図３に示すように、それぞれのＹ駆動電極１１はＸ１−Ｘ２方向へ直線的に延びる電極本体部１１ａを有している。複数のＹ駆動電極１１は、電極本体部１１ａがＹ１−Ｙ２方向に一定の間隔を空けて平行に延びるように形成されている。検出電極１２は、Ｘ１−Ｘ２方向へ直線的に延びる電極本体部１２ａを有しており、複数の検出電極１２は、電極本体部１２ａがＹ１−Ｙ２方向へ一定の間隔を空けて平行に延びるように形成されている。Ｙ駆動電極１１の電極本体部１１ａと検出電極１２の電極本体部１２ａは、Ｙ１−Ｙ２方向に交互に配列しており、電極本体部１１ａと電極本体部１２ａは互いに平行である。
【００４０】
電極間絶縁層１４の上に形成されているＸ駆動電極１３は、Ｙ１−Ｙ２方向に直線的に延びており、Ｘ１−Ｘ２方向に一定の間隔を空けて互いに平行に形成されている。
【００４１】
図３に示すように、Ｙ駆動電極１１は、枝電極部１１ｂを有している。枝電極部１１ｂは、Ｘ１−Ｘ２方向に間隔を空けて複数本形成されており、それぞれが電極本体部１１ａと導通して電極本体部１１ａからＸ１方向とＸ２方向へ向けて短く突出している。検出電極１２も枝電極部１２ｂを有している。枝電極部１２ｂは２本を一組として、Ｘ１−Ｘ２方向へ間隔を空けて複数組設けられている。それぞれの枝電極部１２ｂは、電極本体部１２ａと導通し、電極本体部１２ａからＹ１方向とＹ２方向へ向けて短く突出している。
【００４２】
図３に示すように、Ｘ駆動電極１３は、Ｙ駆動電極１１の電極本体部１１ａと検出電極１２の電極本体部１２ａの上方を交差するように通過している。そして、検出電極１２に設けられた対を成す枝電極部１２ｂは、Ｘ駆動電極１３をＸ１−Ｘ２方向から挟むように対向している。前記枝電極部１２ｂが設けられていることで、検出電極１２の電極本体部１１ａとＸ駆動電極１３との交差部分において、検出電極１２とＸ駆動電極１３との結合容量を増大でき、しかも操作領域４の全域において、検出電極１２とＸ駆動電極１３との結合容量の大きなばらつきが発生しないように調整されている。
【００４３】
図３に示す実施の形態では、Ｘ駆動電極１３に枝電極部が設けられていないが、Ｘ駆動電極１３に枝電極部が設けられていてもよい。
【００４４】
Ｙ駆動電極１１の電極本体部１１ａと検出電極１２の電極本体部１２ａが互いに平行に対向しているとともに、Ｙ駆動電極１１の枝電極部１１ｂと検出電極１２の一対の枝電極部１２ｂとが、Ｘ１−Ｘ２方向へ交互に配置され、また枝電極部１１ｂと枝電極部１１ｂとの間で、対を成す枝電極部１２ｂが、Ｙ１−Ｙ２方向へ入り込んでいる。
【００４５】
前記枝電極部１１ｂと枝電極部１２ｂが設けられていることで、Ｙ駆動電極１１と検出電極１２との結合容量を増大でき、しかも操作領域４の全域において、Ｙ駆動電極１１と検出電極１２との結合容量の大きなばらつきが発生しないように調整されている。
【００４６】
図２に示すように、基板１０の裏側に向く裏面１０ｂには、導電性材料で形成されたシールド層１７が積層されている。シールド層１７は、操作領域４の全域を裏側から覆うように形成されている。シールド層１７は、隙間を有することなく平面状に連続する連続膜、またはメッシュ状に形成されている。シールド層１７の裏面には裏面絶縁層１８で形成されている。
【００４７】
裏面絶縁層１８の裏面１８ａは平坦面であり、この裏面１８ａに配線層２０が形成されている。図１（Ｂ）に示すように、配線層２０は、Ｙ配線層２１と検出配線層２２およびＸ配線層２３を有している。Ｙ配線層２１と検出配線層２２は、Ｙ１−Ｙ２方向に交互に配列して形成されている。
【００４８】
図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、操作領域４のＸ１側の縁部に沿って、スルーホール２４とスルーホール２５が形成されている。スルーホール２４とスルーホール２５は、Ｙ１−Ｙ２方向に交互に配列している。図２に示すように、スルーホール２４は、基板１０と電極間絶縁層１４および裏面絶縁層１８を貫通して形成されており、内部に導電性材料が充填されている。それぞれのスルーホール２４の内部の導電性材料によって、Ｙ駆動電極１１とＹ配線層２１とが個別に導通されている。同様に、スルーホール２５は基板１０と電極間絶縁層１４および裏面絶縁層１８を貫通して形成され、内部に導電性材料が充填されている。それぞれのスルーホール２５の内部の導電性材料によって、検出電極１２と検出配線層２２とが個別に導通している。
【００４９】
図１（Ａ）（Ｂ）に示すように、操作領域４のＹ１側の縁部に沿ってスルーホール２６が一定の間隔で形成されている。スルーホール２６は、基板１０と電極間絶縁層１４および裏面絶縁層１８を貫通して形成され、内部に導電性材料が充電されている。このスルーホール２６の内部の導電性材料によって、Ｘ駆動電極１３とＸ配線層２３とが個別に導通している。
【００５０】
図１（Ｂ）に示すように、裏面絶縁層１８の裏面１８ａの中央部には、電子素子としてＩＣパッケージ２７が実装されており、Ｙ配線層２１と検出配線層２２およびＸ配線層２３は、前記ＩＣパッケージ２７内の回路に導通している。ＩＣパッケージ内には、駆動回路および検出回路が含まれている。
【００５１】
図２に示すように、裏面絶縁層１８の裏面１８ａに形成された前記配線層２０は、配線絶縁層２８で覆われている。
【００５２】
前記電極間絶縁層１４、表面絶縁層１６、裏面絶縁層１８および配線絶縁層２８などの各絶縁層は、ポリイミド樹脂やポリウレタン樹脂、メラミン樹脂などの有機材料で形成されている。
【００５３】
ＩＣパッケージ２７内の駆動回路によって、Ｙ配線層２１を介してＹ駆動電極１１にパルス状の電圧が一定の時間間隔で与えられる。このパルス状の電圧は複数のＹ駆動電極１１に順番に与えられる。また、駆動回路によって、Ｘ配線層２３を介してＸ駆動電極１３にパルス状の電圧が一定の時間間隔で与えられ、このときもパルス状の電圧が複数のＸ駆動電極１３に順番に与えられる。ただし、Ｙ駆動電極１１とＸ駆動電極１３には、異なる時間に電圧が与えられる。
【００５４】
複数の検出電極１２のそれぞれに導通している検出配線層２２は、ＩＣパッケージ２７の内部で単一の配線として集合させられ、検出回路の共通の入力部に与えられる。
【００５５】
それぞれのＹ駆動電極１１と検出電極１２との間には静電容量が形成されている。いずれかのＹ駆動電極１１にパルス状の電圧が印加されると、電圧の立ち上がりに同期して、電圧が与えられたＹ駆動電極１１に隣接する検出電極１２に瞬間的な電流が流れる。ほぼ接地電位の人の指が表面絶縁層１６の表面の操作面１６ａに触れて、指がいずれかのＹ駆動電極１１に接近すると、指とＹ駆動電極１１との間に静電容量が形成され且つ指と検出電極１２との間に静電容量が形成されるために、指が接近しているＹ駆動電極１１と検出電極１２との間の静電容量が変化する。検出電極１２に流れる電流量は前記静電容量の変動に応じて変化するため、指の近くに位置するＹ駆動電極１１に電圧が与えられたときに検出電極１２に流れる電流量と、指が接近していないＹ駆動電極１１に電圧を与えたときに検出電極１２に流れる電流量との間に変化が生じる。
【００５６】
検出回路では、検出電極１２および検出配線層２２とから検出される電流値の変化と、どのＹ駆動電極１１に電圧が与えられているかによって、指が接近している箇所のＹ座標上の位置を推定することができる。同様に、電流値の変化とどのＸ駆動電極１３に電圧が与えられているかによって、指が接近している箇所のＸ座標上の位置を推定することができる。
【００５７】
Ｙ駆動電極１１に枝電極部１１ｂが形成され、検出電極１２に枝電極部１２ｂが形成されているため、Ｙ駆動電極１１と検出電極１２の間の結合容量を大きくでき、操作領域４内での結合容量のばらつきを少なくできる。これは、Ｘ駆動電極１３と検出電極１２との間も同じである。そのため、操作領域４のいずれかの位置に指を触れたときに、指の位置を検出するための分解能を高く設定できる。
【００５８】
次に、図３に示すＹ駆動電極１１と検出電極１２およびＸ駆動電極１３を構成する導電層の組み合わせを実施の形態別に説明する。
【００５９】
（１）第１の実施の形態
第１の実施の形態は、Ｙ駆動電極１１の電極本体部１１ａと枝電極部１１ｂ、検出電極１２の電極本体部１２ａと枝電極部１２ｂ、およびＸ駆動電極１３が、全てカーボンを含む導電層で形成される。
【００６０】
カーボンを含む導電層はカーボンペーストを印刷することで形成される。カーボンペーストは、カーボンブラック、カーボンファイバー、カーボンナノチューブなどの微小なカーボンフィラーが溶融状態のバインダー樹脂内に混入されている。前記カーボンフィラーは、導電性、印刷性などの必要に応じて単独、または２種類以上混合したり、粒径の異なるものを併せて用いることができる。前記カーボンペーストを電極の形状に応じてスクリーン印刷し、乾燥硬化させまたは加熱硬化させることで、Ｙ駆動電極１１、検出電極１２およびＸ駆動電極１３が形成される。
【００６１】
前記Ｙ駆動電極１１とＸ駆動電極１３は、パルス状の電圧が与えられて一定の電位に設定されるが、銀を主体とした導電層に比べて抵抗が比較的高いカーボンを含む絶縁層でＹ駆動電極１１とＸ駆動電極１３を構成しても、わずかな電圧降下を加味することで、Ｙ駆動電極１１とＸ駆動電極１３を所望の電位に設定することができる。
【００６２】
Ｙ駆動電極１１またはＸ駆動電極１３にパルス状の電圧が与えられたときに、検出電極１２に流れる電流の変化を検出することで、指の接近位置が推定されるが、検出電極１２をカーボンを含む絶縁層で形成しても前記電流の変化を検出することは可能である。ただし、電流の変化の検出感度を低下させないように、検出電極１２の電極本体部１２ａを、Ｙ駆動電極１１の電極本体部１１ａよりもやや幅広くし、または電極本体部１２ａのカーボンの密度を高くするなどして、電極本体部１１ａの抵抗値を下げることが好ましい。
【００６３】
この場合の、図１（Ｂ）に示す配線層２０の構成としては、Ｙ配線層２１と検出配線層２２およびＸ配線層２３の全てを、カーボンを含む導電層で形成することができる。ただし、検出電流の感度を高めるために、検出配線層２２が、カーボンよりも比抵抗が低い導電体である銀を含む導電層で形成されることが好ましい。この導電層は、溶融状態のバインダー樹脂に粉状の銀フィラーが含まれた銀ペーストを使用し、スクリーン印刷で電極層のパターンを形成し、乾燥硬化させまたは加熱硬化させる。
【００６４】
図１（Ａ）と図３に示す検出電極１２の電極本体部１２ａと枝電極部１２ｂがカーボンを含む導電層で形成され、図１（Ｂ）に示す検出配線層２２が銀を含む導電層で形成されることで、Ｙ駆動電極１１またはＸ駆動電極１３に電圧が印加されたときに検出電極１２に流れる電流の変化を比較的良好な感度で検出でき、しかも、検出電極１２をカーボンを含む導電層で形成することで全体の材料費を低減できる。
【００６５】
同様に、Ｙ駆動電極１１の電極本体部１１ａと枝電極部１１ｂおよびＸ駆動電極１３がカーボンを含む導電層で形成される場合に、Ｙ配線層２１とＸ配線層２３が銀を含む導電層で形成されることが好ましい。Ｙ配線層２１とＸ配線層２３が抵抗値の小さい銀を含む導電層で形成されることで、Ｙ駆動電極１１とＸ駆動電極１３にパルス状の電圧を与えて所望の電位に設定する際の電圧降下を最小に抑えることができる。しかもカーボンを含む導電層を使用することで、材料費を低減できる。
【００６６】
（２）第２の実施の形態
第２の実施の形態としては、検出電極１２の電極本体部１２ａと枝電極部１２ｂが銀を含む導電層で形成され、Ｙ駆動電極１１の電極本体部１１ａと枝電極部１１ｂおよびＸ駆動電極１３が、カーボンを含む導電層で形成される。
【００６７】
この構成では、Ｙ駆動電極１１またはＸ駆動電極１３を比較的安価な材料で形成でき、一方において検出電極１２の抵抗値を比較的低くできるため、検出電極１２に流れる電流の変化を高感度に検出できる。
【００６８】
この場合に、図１（Ｂ）に示す検出配線層２２も銀を含む導電層で形成されることが好ましい。一方、Ｙ配線層２１とＸ配線層２３は、カーボンを含む導電層で形成されていてもよいが、Ｙ駆動電極１１とＸ駆動電極１３がカーボンで形成されているため、Ｙ配線層２１とＸ配線層２３が銀を含む導電層で形成されることが、電圧降下を低減させるために好ましい。
【００６９】
（３）第３の実施の形態
第３の実施の形態は、検出電極１２の電極本体部１２ａが、抵抗の低い銀を含む導電層で形成され、枝電極部１２ｂがカーボンを含む導電層で形成されている。枝電極部１２ｂは、Ｙ駆動電極１１と検出電極１２との距離を狭め、Ｘ駆動電極１３と検出電極１２との距離を狭めて、電極間の結合容量が最適となるように設定するためのものである。しかも、個々の枝電極部１２ｂは短い。そのため、枝電極部１２ｂをカーボンを含む導電層で形成しても、電極本体部１２ａが銀を含む導電層で形成されていれば、検出電極１２による電流の検出感度を高くできる。
【００７０】
また、枝電極部１２ｂは、操作領域４内で多数形成されその長さ寸法の総計が長いため、枝電極部１２ｂをカーボンを含む電極層で形成することで電極層の材料コストを低減できる。
【００７１】
この場合、図１（Ｂ）に示す検出配線層２２も銀を含む導電層で形成されることが好ましい。
【００７２】
この実施の形態では、Ｙ駆動電極１１の電極本体部１１ａと枝電極部１１ｂはカーボンを含む導電層で形成されてもよいが、Ｙ駆動電極１１においても、電極本体部１１ａが銀を含む導電層で形成され、枝電極部１１ｂがカーボンを含む導電層で形成されることが好ましい。Ｙ駆動電極１１の電極本体部１１ａを低抵抗の材料で形成することで、パルス状の電圧を与えたときの電圧降下を低減でき、しかも材料費を低減できる。
【００７３】
また、Ｘ駆動電極１３も銀を含む導電層で形成されることが好ましい。なお、Ｘ駆動電極１３に枝電極部を設け、枝電極部のみがカーボンを含む導電層で形成されていてもよい。
【００７４】
いずれの場合も、図１（Ｂ）に示すＹ配線層２１とＸ配線層２３は銀を含む導電層で形成されることが好ましい。
【００７５】
次に、基板１０の裏面１０ｂに形成されたシールド層１７は、裏側３に形成された配線層２０の信号によって、Ｙ駆動電極１１とＸ駆動電極１３および検出電極１２に不要な電界が与えられないようにするものである。そのために、シールド層１７は、図示しない配線部を介して接地電位に設定される。このシールド層１７は、低抵抗の銀を含んだ導電層で形成されることが好ましいが、カーボンを含む導電層で形成することもできる。広い面積に形成されるシールド層１７をカーボンを含む導電層で形成することにより、低コストにて形成することが可能になる。
【００７６】
また、スルーホール２４，２５，２６に充填される導電性材料は、銀を含む導電材料で形成されてもよいしカーボンを含む導電材料で形成されてもよい。前記第２および図３の実施の形態のように、検出電極１２の電極本体部１２ａが銀を含む導電層で形成されている場合は、検出電極１２と検出配線層２２とを結ぶスルーホール２５に銀を含む導電材料が充填されることが好ましい。
【００７７】
すなわち、Ｙ駆動電極１１と検出電極１２とＸ駆動電極１３のうち、銀を含んだ導電層で形成されている電極が接続されるスルーホールには、銀を含む導電材料が充填され、カーボンを含む導電層で形成されている電極が接続されるスルーホールにはカーボンを含む導電材料が充填されていることが好ましい。
【００７８】
また、カーボンよりも比抵抗が低い導電体を含む導電層または導電材料としては、銀を含むものに限られず他の導電性金属をフィラーとして含むものであってもよい。
【００７９】
なお、前記実施の形態は、Ｙ駆動電極１１とＸ駆動電極１３が常に駆動電極として使用され、検出電極１２の電流の変化によって静電容量の変化を検出できるようにしている。しかし、本発明は、検出電極１２が設けられておらず、互いに絶縁されて直交するＹ電極とＸ電極とが設けられ、複数のＹ電極に順番にパルス状の電圧が印加されているときに、Ｘ電極の電流の変化を検出して、指が接近している位置をＹ方向の座標位置で求め、複数のＸ電極に順番にパルス状の電圧が印加されているときに、Ｙ電極の電流の変化を検出して、指が接近している位置をＸ方向の座標位置で求めるものであってもよい。
【００８０】
この場合に、Ｘ電極とＹ電極の双方がカーボンを含む導電層で形成され、基板の裏側に延びて前記Ｘ電極と導通するＸ配線層、および前記Ｙ電極と導通するＹ配線層が銀を含む導電層で形成される。
【００８１】
または、Ｘ電極とＹ電極の双方が電極本体部と枝電極部を有しており、電極本体部が銀を含む導電層で形成され、枝電極部がカーボンを含む導電層で形成されていてもよい。
【００８２】
次に、図４は、ＩＣパッケージ２７の好ましい実装例を示している。
樹脂シートまたは樹脂フィルムで形成された基板１０の裏面１０ｂ側では、前記裏面絶縁層１８の裏面１８ａに、銀を含む導電層によって前記配線層２０が形成されているが、さらに配線層２０と一体の複数の接続ランド部２９が形成されている。接続ランド部２９を前記配線層２０と同じ材質を用いて同時または別々に印刷形成することができるし、あるいは前記接続ランド部２９を形成する導電層を、前記配線層２０の材質とは別に接続ランド用の導電性ペーストで形成することも出来る。この導電性ペーストは、銀や銅、ニッケル単体、それらの合金、またはそれらを銀や金、パラジウムなどの貴金属類でメッキ処理した金属または樹脂粒子などの導電性フィラーが、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂やエポキシ樹脂、メラミン樹脂などを単独または２種類以上用いたものに混合、分散されたものであることが好ましく、ポリエステル樹脂に硬化剤としてイソシアネートを添加したものが特に好ましい。また前記導電性フィラーは鱗片状や樹枝状、球状や不定形を単独で用いたり、必要な印刷性を得るために２種類以上混合したり粒径の異なるものを混ぜて用いることもできる。例えば、前記ランド用の導電性ペーストは、印刷工程によって、前記配線層２０に重ねられて塗工される。
【００８３】
前記配線または前記配線と連続する前記接続ランド部２９とＩＣパッケージ２７の端子電極との間が、加熱溶融された低融点合金にて電気的に接合されている。
【００８４】
低融点合金にはＳｎＢｉ、ＳｎＢｉＡｇ、ＳｎＺｎ、ＳｎＺｎＢｉ、ＳｎＺ ｎＩｎ、ＳｎＡｇＢｉＩｎ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＡｇＣｕＢｉ、ＳｎＩｎ、ＳｎＢｉＩｎなどがある。またこれらに合金の金属組織や濡れ性改良や溶融時の表面酸化防止のために少量のＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｎｉなどの異種金属を添加した合金で形成されることが好ましい。
【００８５】
本発明において単独または２種類以上の前記低融点合金を、エポキシ樹脂やフェノール樹脂、メラミン樹脂などの単独または２種類以上の熱硬化型樹脂に混合、分散したものが好ましく、前記熱硬化型樹脂がエポキシ樹脂であることが特に好ましい。
【００８６】
ＩＣパッケージ２７の電極部２７ａと前記配線または前記配線と連続する前記接続ランド部２９とは電極用の導電性接着剤３０で接合される。この導電性接着剤３０は、前記低融点合金３１が前記熱硬化性樹脂３２に含まれているものであり、印刷やディスペンサー塗布などの工程によって前記配線または前記配線と連続する前記接続ランド２９の上に塗工される。
【００８７】
前記配線または前記配線と連続する前記接続ランド部２９に塗工された導電性接着剤にＩＣパッケージ２７を設置した後に、３００℃以下好ましくは２５０℃以下の比較的低い温度で加熱処理する。
【００８８】
この低温の加熱工程によって、前記導電性接着剤３０に含まれる低融点合金３１が溶融するとともに前記導電性接着剤３０に含まれる熱硬化性樹脂３２が硬化する。導電性接着剤３０は溶融した低融点合金３１が、電子素子の電極部２７ａにはんだ接合するとともに前記配線または前記配線と連続する前記接合ランド部２９の内部に侵入して接合されて、電子素子の電極部２７ａと前記配線または前記配線と連続する前記接続ランド部２９とが導通させられるとともに、導電性接着剤３０に含まれる熱硬化性樹脂３２が硬化して、ＩＣパッケージ２７が裏面絶縁層１８に強固に固定される。
【００８９】
また、前記導電性接着剤３０は低融点合金３１を用いているので低温処理で接合できるため、静電容量式入力装置１を構成する金属部のダメージを最少にでき、ＩＣパッケージ２７のダメージも防ぐことができる。
【００９０】
図５（ａ）から図５（ｄ）の各縦断面図には、ＩＣ等の電子素子４０の実装構造が示されている。
【００９１】
図５の各図では、樹脂シートあるいは樹脂フィルム等から成る可撓性の基板４１の表面４１ａに接続ランド部４２が印刷形成されている。基板４１を構成する樹脂はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等であり、特に限定されるものではない。前記接続ランド部４２は、例えばＡｇ塗膜であるが材質は特に限定されない。
【００９２】
前記接続ランド部４２は、前記基板４１の表面４１ａに直接印刷形成されたものであってもよいし、あるいは基板４１の表面４１ａに印刷形成された配線単独で形成された構成でもよいし、基板４１の表面４１ａに印刷形成された配線層の表面に重ねて形成された構成でも良い。このように、接続ランド部４２を配線層の表面に重ねて形成する場合、上記したランド用の導電性ペーストにより前記接続ランド部４２を形成することが好ましい。
【００９３】
配線層と接続ランド部４２とは同じ材料で形成されてもよいし異なる材質で形成されてもよい。このとき、配線層又は配線層と連続する接続ランド部４２は、カーボンよりも比抵抗が小さい導電体を分散した導電性樹脂で形成されることが好適である。
【００９４】
なお図５において、図示していないが、基板４１の表面４１ａに前記接続ランド部４２と重ねてあるいは平面的に接続される配線層がパターン形成されている。また接続ランド部４２を形成せずに図５に示す符号４２の層が配線層であり、配線層とＩＣパッケージ４０の電極部４０ａとの間が後述する低融点合金４３にて電気的に接続された構成であってもよい。
【００９５】
また基板４１の表面４１ａに実装される電子素子４０の電極部４０ａは電子素子４０の側部から外方に向けて延びるとともに図示下方向に屈曲しており、更に電極部４０ａの先端部４０ｂは基板４１表面と略平行な方向に延びている。ただし本実施形態において、電極部４０ａの形状は限定されるものでない。
【００９６】
図５（ａ）に示す実装構造１では、電子素子４０の側部から外方に延びる各電極部４０ａの先端部４０ｂと、接続ランド部４２との間が、ＳｎＢｉ、ＳｎＢｉ Ａｇ、ＳｎＺｎ、ＳｎＺｎＢｉ、ＳｎＺｎＩｎ、ＳｎＡｇＢｉＩｎ、ＳｎＡｇＣｕ、ＳｎＡｇＣｕＢｉ、ＳｎＩｎ、ＳｎＢｉＩｎなどの低融点合金４３にて電気的に接合されている。またこれらの合金は、金属組織や濡れ性改良や溶融時の表面酸化防止のために少量のＡｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｎｉなどの異種金属を添加して形成されることが好適である。前記低融点合金４３は、ＳｎＢｉ，ＳｎＢｉＡｇ等の低融点合金で形成されることが特に好ましい。
【００９７】
低融点合金４３の融点は３００℃以下であって、２５０℃以下のものが好ましく、２００℃以下のものがさらに好ましく、１６０℃以下のものが特に好ましい。
また低融点金属４３はフィレット形状であることが好ましい。
【００９８】
図５（ａ）の実装構造１では、電子素子４０と接続ランド部４２の間は低融点合金４３で電気的に接合されているとともに、前記電極部４０ａを封止する紫外線硬化樹脂４４が設けられている。低融点合金４３は、電極部４０ａとともに紫外線硬化樹脂４４の内部に位置する。紫外線硬化樹脂（ＵＶ硬化樹脂）４４は、紫外線の光エネルギーに反応して硬化する。前記紫外線硬化樹脂４４は、紫外線硬化型エポキシ樹脂、紫外線硬化型アクリル樹脂、紫外線硬化型シリコーン樹脂等であり、材質は特に限定されない。紫外線硬化樹脂４４は電子素子４０の周辺部のみならず表面全体を覆うように形成されていてもよい。また、紫外線硬化樹脂の他に、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂、光熱硬化性樹脂などから単独または２種類以上用いた樹脂で封止されていてもよい。
【００９９】
前記紫外線硬化樹脂４４は、電子素子４０の電極部４０ａと接続ランド部４２間を低融点合金４３にて接合した後、電子素子４０の周辺部に紫外線硬化樹脂４４を塗工し、紫外線の照射により、前記紫外線硬化樹脂４４を硬化させる。
【０１００】
次に、図５（ｂ）の実装構造２では、図５（ａ）と異なって、低融点合金４３による電極部４０ａの先端部４０ｂと接続ランド部４２との間の低融点合金による接合部４６の周辺部が熱硬化性樹脂４５で覆われている。熱硬化性樹脂４５はエポキシ樹脂等であり、材質は特に限定されない。また、熱硬化性樹脂４５の硬化後硬度は、ショアＤ硬度８０以上であることが好ましい。
【０１０１】
熱硬化性樹脂４５及び低融点合金４３は、図４で説明したものと同様の導電性接着剤３０により構成される。すなわち、低融点合金４３と熱硬化性樹脂４５とを含む導電性接着剤３０を接続ランド部４２上に塗工し、さらに電子素子４０を基板４１上に設置して、前記電子素子４０の電極部４０ａの先端部４０ｂを、前記導電性接着剤３０を介して接続ランド部４２に対向させた状態で、３００℃以下好ましくは２５０℃以下の比較的低い温度で加熱処理する。
【０１０２】
これにより導電性接着剤３０に含まれる低融点合金４３は、電極部４０ａの先端部４０ｂと接続ランド部４２間に凝集して、前記先端部４０ｂと接続ランド部４２間を電気的に繋ぐ接合部４６を形成する。一方、熱硬化性樹脂４５は、低融点合金４３と分離、流動して接合部４６の外周に位置する。熱硬化性樹脂４５は、導電性接着剤３０に含まれる熱硬化性樹脂の含有量や加熱処理条件等を調整して、図５（ｂ）に示す実装構造２のように、接合部４６の露出表面全体を覆うことが好適である。また、熱硬化性樹脂４５は後述の図８の断面写真に示すように、接合部４６から電極部３０ａにかけてメニスカス形状を保持したまま接続ランド部４２と電子素子の電極部を封止するように形成されることが好適である。特に、熱硬化性樹脂４５は電極部３０ａに濡れ上がり、凹状のメニスカス形状であることが特に好ましい。
【０１０３】
そして図５（ｂ）に示す実装構造２でも、図５（ａ）の実装構造１と同様に電極部４０ａが紫外線硬化樹脂４４により封止されている。熱硬化性樹脂４５及び低融点合金４３は電極部４０ａと同様に紫外線硬化樹脂４４の内部に位置している。
【０１０４】
次に図５（ｃ）に示す実装構造３では、図５（ｂ）の構成に対し更に、基板４１の表面４１ａ側に補強板４７を設けている。また図５（ｄ）に示す実装構造４では、図５（ｂ）の構成に対し更に、基板４１の裏面４１ｂ側に補強板４８を設けている。
【０１０５】
補強板４７，４８の材質は問わない。例えば液晶ポリマーやＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリイミド、ポリアミド、ポリアラミド、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ酢酸ビニル、ナイロン、ポリアセタール、ポリオレフィン、ポリスルホン、ポリプロピレン、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ガラスクロスエポキシ樹脂積層板、ガラスクロスアラミド樹脂積層板等を単独または２種類以上用いることが出来る。また補強板４７，４８を電気的に絶縁性の材料で形成することが好ましいが、短絡等の問題がない箇所では、前記補強板４７，４８を金属板等で形成することも可能である。かかる場合、図５（ｄ）のように、基板４１の電子素子４０を設置した側と反対側に設けた補強板４８にシールド機能を持たせることができる。
【０１０６】
図５（ｃ）に示す実装構造３では、補強板４７を接続ランド部４２の表面に設けているが、前記補強板４７を、接続ランド部４２以外の箇所に設けることも出来る。補強板４７の設置箇所は任意に決定できる。
【０１０７】
また図５（ｄ）に示す実装構造４では、補強板４８を基板４１の裏面４１ｂの全体に設けているが、全体でなく一部であってもよい。
【０１０８】
図５に示す電子素子４０の実装構造に外力が加わったとき（例えば各図の図示上方から電子素子４０方向にむけて力が加わったとき）の電子素子４０と基板４１間の接合強度は、実装構造１よりも実装構造２，３，４のほうが高い。また実装構造３，４のように補強板４７，４８を設けた構成では、実装構造２よりも外力が加わったときに、可撓性の基板４１の変形を抑制でき、外力に対して破壊されにくい構造に出来る。
【０１０９】
また後述する実験結果に示すように、紫外線硬化樹脂４４の硬化後硬度をショアＤ硬度５０から８０の範囲内とすることで、接合強度をより効果的に向上させることができる。
なお図５に示す電子素子の実装構造は、静電容量式入力装置以外にも適用可能である。
【実施例】
【０１１０】
（実装構造１及び実装構造２の実験）
図５（ａ）に示す実装構造１及び図５（ｂ）に示す実装構造２を備える各サンプル品を用意した。
【０１１１】
実装構造１及び実装構造２の各サンプル品にはともに、基板としてＰＥＴ基材を用い、また紫外線硬化樹脂には硬化後硬度がショアＤ硬度４５のものを用いた。また実装構造１では、低融点合金としてＳｎＢｉＡｇ（Ｓｎ：４２％、Ｂｉ：５７％、Ａｇ：１％）を用い、実装構造２では、低融点合金としてＳｎＢｉ（Ｓｎ：４２％、Ｂｉ：５８％）を用い、更に実装構造２では、熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を用いた。なお、後述する表２〜表４の実験についても、実装構造２と同様の材料を用いた。
【０１１２】
図７は、実装構造１の断面写真、図８は、実装構造２の断面写真を示している。図７，図８に示すように、電子素子の電極部と接続ランド部間は低融点合金にて接合され、また電極部が紫外線硬化樹脂で封止されている。また図８に示すように、エポキシ樹脂で形成された樹脂層はメニスカス形状となっていることがわかる。
【０１１３】
実験では、実装構造１及び実装構造２の各サンプル品を夫々３つずつ用意し、各サンプル品を図６に示すように両端５０，５１を５０ｍｍの間隔で支持し、さらにサンプル品の中央５２を下方向に向けて押圧した。そして、押し込み量Ｔ１、押し込んだときに図６の点線に示すように変形した基板表面をその曲率に沿って延長して形成される仮想円の基板直径φ（ｍｍ）及び、電子素子と接続ランド部間の電気的な導通を基板が曲がったままの状態を３分間保持しながら計測して接合構造が破壊したときの前記基板直径φを求めた。ここで「破壊」とは電気的な破壊を意味する。
以下の表１に実験結果を示す。
【０１１４】
【表１】
【０１１５】
表１には、押し込み量Ｔ１、変形した基板の曲率から推定される仮想円の直径φ（以下、基板直径φという）が記載されているとともに、実装構造１及び実装構造２の各欄には、押し込み量Ｔ１及び基板直径φに対する破壊サンプルの合計数が示されている。すなわち、実装構造１及び実装構造２の各欄における「０」の表記は破壊サンプル数が０であることを示しており、実装構造１及び実装構造２の各欄における「１」「２」「３」の表記は、破壊サンプル数（合計数）が夫々、１、２，３であることを示している。
【０１１６】
すなわち表１に示すように、実装構造２の１つのサンプル品は押し込み量Ｔ１を１８ｍｍとした時点（基板直径φが５２．８ｍｍ）で破壊したが、残り２つのサンプル品は押し込み量Ｔ１を２０ｍｍとしても破壊しなかった。一方、実装構造１の場合、押し込み量Ｔ１を８ｍｍとした時点（基板直径φが８６ｍｍ）で１つのサンプル品が破壊し、押し込み量を１０ｍｍとした時点（基板直径φが７２ｍｍ）で残り２つのサンプル品が破壊し、よって、押し込み量を１０ｍｍとすると３つのサンプル全てが破壊した。したがって、実装構造２のほうが実装構造１に比べて接合強度が高いことがわかった。実装構造１では、押し込み量Ｔ１を１０ｍｍより大きくできず、表１に示す薄く色が付されている欄は不良品となる押し込み量Ｔ１（基板直径φ）の領域を示している。以下、表２、表３においても同様である。
【０１１７】
（紫外線硬化樹脂の硬化後硬度ショアＤ硬度の実験）
次に図５（ｂ）に示す実装構造２で紫外線硬化樹脂の硬化後硬度としてショアＤ硬度を４５，５０，６０，７０，８０，９０と変えた各サンプル品を３つずつ用意し、上記と同様の接合強度の実験を行った。その実験結果が以下の表２に示されている。
【０１１８】
【表２】
【０１１９】
表２に示す各ショアＤ硬度欄には、基板直径φに対する破壊サンプルの合計数が示されている。すなわち、各ショアＤ硬度欄における「０」の表記は破壊サンプル数が０であることを示しており、「１」「２」「３」の表記は、破壊サンプル数（合計数）が夫々、１、２，３であることを示している。表３、表４においても同様である。
【０１２０】
表２に示す実験結果により、紫外線硬化樹脂の硬化後硬度をショアＤ硬度５０〜８０の範囲内とすることで、より効果的に接合強度を向上させることができるとわかった。
【０１２１】
（実装構造３の実験）
次に実装構造３のサンプル品を用いて上記と同様の接合強度の実験を行った。実装構造３では、電子素子が設置される側の基板表面に補強板を設けた。補強板には、厚さ２２５μmの液晶ポリマーシートをアクリル系粘着剤で貼り合わせて用いた。
【０１２２】
そして、図５（ｃ）に示す実装構造３で紫外線硬化樹脂の硬化後硬度をショアＤ硬度４５，５０，６０，７０，８０，９０と変えた各サンプル品を３つずつ用意し、上記と同様の接合強度の実験を行った。その実験結果が以下の表３に示されている。
【０１２３】
【表３】
【０１２４】
（実装構造４の実験）
次に実装構造４のサンプル品を用いて上記と同様の接合強度の実験を行った。実装構造４では、電子素子が設置される側と反対側に補強板を設けた。補強板には、厚さ２５０μm厚のＰＥＴを両面テープで貼り合わせて用いた。
【０１２５】
そして、図５（ｄ）に示す実装構造４で紫外線硬化樹脂の硬化後硬度をショアＤ硬度５０，６０，７０，８０と変えた各サンプル品を３つずつ用意し、上記と同様の接合強度の実験を行った。その実験結果が以下の表４に示されている。
【０１２６】
【表４】
【０１２７】
表３，表４に示す実験結果は、表２に示す実験結果と見かけ上同じであるが、実際には、補強板を用いた実装構造３，４と、補強板を用いていない実装構造２とでは、変形したサンプル品の基板直径φが同じであっても、サンプル品に加わる荷重が違っている。すなわち、補強板を用いた実装構造３，４と補強板を用いていない実装構造２に同じ大きさの荷重を加えても、実装構造３，４におけるサンプル品の基板直径φは、実装構造２におけるサンプル品の基板直径φよりも大きくなる。よって、実装構造３，４のほうが実装構造２よりも外力に対して変形を小さくでき破壊されにくい構造に出来る。
【０１２８】
表３及び表４に示す実験結果においても、紫外線硬化樹脂の硬化後硬度をショアＤ硬度５０〜８０とすることで、効果的に接合強度を向上させることができるとわかった。
【符号の説明】
【０１２９】
１ 静電容量式入力装置
２ 表側
３ 裏側
４ 操作領域
１０，４１ 基板
１０ａ 表面
１０ｂ 裏面
１１ Ｙ駆動電極
１１ａ 電極本体部
１１ｂ 枝電極部
１２ 検出電極
１２ａ 電極本体部
１２ｂ 枝電極部
１３ Ｘ駆動電極
１７ シールド層
２０ 配線層
２１ Ｙ配線層
２２ 検出配線層
２３ Ｘ配線層
２４，２５，２６ スルーホール
２９、４２ 接続ランド部
３０ 導電性接着剤
４０ 電子素子
４０ａ 電極部
４３ 低融点合金
４４ 紫外線硬化樹脂
４５ 熱硬化性樹脂
４６ 接合部
４７、４８ 補強板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指で操作される操作領域に、電圧が印加される駆動電極と、前記駆動電極と距離を開けて対向し前記駆動電極との間の静電容量の変化を検出する検出電極とが設けられた静電容量式入力装置において、
前記駆動電極と前記検出電極の少なくとも一部がカーボンを含む導電層で形成されていることを特徴とする静電容量式入力装置。
【請求項２】
前記操作領域に、互いに絶縁されて直交する向きに形成されたＸ駆動電極およびＹ駆動電極と、前記Ｘ駆動電極およびＹ駆動電極に距離を開けて対向する前記検出電極とが設けられており、
前記Ｘ駆動電極と前記Ｙ駆動電極および前記検出電極の全てがカーボンを含む導電層で形成されている請求項１記載の静電容量式入力装置。
【請求項３】
前記操作領域に、互いに絶縁されて直交する向きに形成されたＸ電極とＹ電極とが設けられ、前記Ｘ電極と前記Ｙ電極とが、前記駆動電極と前記検出電極として交互に使用され、
前記Ｘ電極と前記Ｙ電極の双方がカーボンを含む導電層で形成されている請求項１記載の静電容量式入力装置。
【請求項４】
前記操作領域に、互いに絶縁されて直交する向きに形成されたＸ駆動電極およびＹ駆動電極と、前記Ｘ駆動電極およびＹ駆動電極に距離を開けて対向する前記検出電極とが設けられており、
前記Ｘ駆動電極と前記Ｙ駆動電極がカーボンを含む導電層で形成され、前記検出電極がカーボンよりも比抵抗が小さい導電体を含む導電層で形成されている請求項１記載の静電容量式入力装置。
【請求項５】
前記駆動電極と前記検出電極の少なくとも一方が、電極本体部と、前記電極本体部から延び出ている複数の枝電極部とを有しており、
前記枝電極部がカーボンを含む導電層で形成され、前記電極本体部がカーボンよりも比抵抗が小さい導電体を含む導電層で形成されている請求項１記載の静電容量式入力装置。
【請求項６】
それぞれの前記駆動電極およびそれぞれの前記検出電極に導通して前記操作領域の外に延びる配線層が設けられており、前記駆動電極と前記検出電極のうちのカーボンを含む導電層で形成されているものと導通している前記配線層が、カーボンよりも比抵抗が小さい導電体を含む導電層で形成されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項７】
樹脂シートまたは樹脂フィルムの基板の一方の側に前記駆動電極と前記検出電極が絶縁層を介して配置され、他方の側に前記配線層が設けられているとともに、他方の側に前記配線層に接続される電子素子が実装されている請求項６記載の静電容量式入力装置。
【請求項８】
前記電子素子の電極部と、前記配線または前記配線と連続する接続ランド部との間が、低融点合金にて電気的に接合されている請求項７記載の静電容量式入力装置。
【請求項９】
前記電子素子の電極部と、前記配線または前記配線と連続する接続ランド部とが、低融点合金と熱硬化性樹脂とを含む導電性接着剤で接合されており、前記低融点合金と前記熱硬化性樹脂とは互いに分離し、前記低融点合金により前記電子素子の電極部と前記配線または前記配線と連続する前記接続ランド部間が電気的に接合されている請求項７記載の静電容量式入力装置。
【請求項１０】
前記低融点合金が融点１６０℃以下である請求項９記載の静電容量式入力装置。
【請求項１１】
前記低融点合金が前記配線または前記配線と連続する前記接合ランドの内部に侵入して接合している請求項９または１０のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項１２】
前記低融点合金がフィレット形状で形成されている請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項１３】
前記熱硬化性樹脂は、前記電子素子の電極部から前記低融点合金による前記電子素子の電極部と前記接続ランド部間の接合部にかけて被覆している請求項９ないし１２のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項１４】
前記熱硬化性樹脂はメニスカス形状で形成されている請求項９ないし１３のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項１５】
前記熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂で形成されている請求項９ないし１４のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項１６】
前記熱硬化性樹脂の周囲が紫外線硬化樹脂で封止されている請求項９ないし１５のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項１７】
前記熱硬化性樹脂の硬化後硬度はショアＤ硬度８０以上である請求項９ないし１６のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項１８】
前記紫外線硬化樹脂の硬化後硬度は、ショアＤ硬度５０から８０の範囲内である請求項９ないし１７のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項１９】
前記配線または前記配線と連続する前記接続ランド部が、カーボンよりも比抵抗が小さい導電体を分散した導電性樹脂で形成されている請求項８ないし１８のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項２０】
前記基板の少なくとも一方の側に補強板が設けられている請求項７ないし１９のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項２１】
カーボンよりも比抵抗が小さい導電体を含む導電層は、銀を含む導電層である請求項４ないし２０のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項１】
指で操作される操作領域に、電圧が印加される駆動電極と、前記駆動電極と距離を開けて対向し前記駆動電極との間の静電容量の変化を検出する検出電極とが設けられた静電容量式入力装置において、
前記駆動電極と前記検出電極の少なくとも一部がカーボンを含む導電層で形成されていることを特徴とする静電容量式入力装置。
【請求項２】
前記操作領域に、互いに絶縁されて直交する向きに形成されたＸ駆動電極およびＹ駆動電極と、前記Ｘ駆動電極およびＹ駆動電極に距離を開けて対向する前記検出電極とが設けられており、
前記Ｘ駆動電極と前記Ｙ駆動電極および前記検出電極の全てがカーボンを含む導電層で形成されている請求項１記載の静電容量式入力装置。
【請求項３】
前記操作領域に、互いに絶縁されて直交する向きに形成されたＸ電極とＹ電極とが設けられ、前記Ｘ電極と前記Ｙ電極とが、前記駆動電極と前記検出電極として交互に使用され、
前記Ｘ電極と前記Ｙ電極の双方がカーボンを含む導電層で形成されている請求項１記載の静電容量式入力装置。
【請求項４】
前記操作領域に、互いに絶縁されて直交する向きに形成されたＸ駆動電極およびＹ駆動電極と、前記Ｘ駆動電極およびＹ駆動電極に距離を開けて対向する前記検出電極とが設けられており、
前記Ｘ駆動電極と前記Ｙ駆動電極がカーボンを含む導電層で形成され、前記検出電極がカーボンよりも比抵抗が小さい導電体を含む導電層で形成されている請求項１記載の静電容量式入力装置。
【請求項５】
前記駆動電極と前記検出電極の少なくとも一方が、電極本体部と、前記電極本体部から延び出ている複数の枝電極部とを有しており、
前記枝電極部がカーボンを含む導電層で形成され、前記電極本体部がカーボンよりも比抵抗が小さい導電体を含む導電層で形成されている請求項１記載の静電容量式入力装置。
【請求項６】
それぞれの前記駆動電極およびそれぞれの前記検出電極に導通して前記操作領域の外に延びる配線層が設けられており、前記駆動電極と前記検出電極のうちのカーボンを含む導電層で形成されているものと導通している前記配線層が、カーボンよりも比抵抗が小さい導電体を含む導電層で形成されている請求項１ないし５のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項７】
樹脂シートまたは樹脂フィルムの基板の一方の側に前記駆動電極と前記検出電極が絶縁層を介して配置され、他方の側に前記配線層が設けられているとともに、他方の側に前記配線層に接続される電子素子が実装されている請求項６記載の静電容量式入力装置。
【請求項８】
前記電子素子の電極部と、前記配線または前記配線と連続する接続ランド部との間が、低融点合金にて電気的に接合されている請求項７記載の静電容量式入力装置。
【請求項９】
前記電子素子の電極部と、前記配線または前記配線と連続する接続ランド部とが、低融点合金と熱硬化性樹脂とを含む導電性接着剤で接合されており、前記低融点合金と前記熱硬化性樹脂とは互いに分離し、前記低融点合金により前記電子素子の電極部と前記配線または前記配線と連続する前記接続ランド部間が電気的に接合されている請求項７記載の静電容量式入力装置。
【請求項１０】
前記低融点合金が融点１６０℃以下である請求項９記載の静電容量式入力装置。
【請求項１１】
前記低融点合金が前記配線または前記配線と連続する前記接合ランドの内部に侵入して接合している請求項９または１０のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項１２】
前記低融点合金がフィレット形状で形成されている請求項９ないし１１のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項１３】
前記熱硬化性樹脂は、前記電子素子の電極部から前記低融点合金による前記電子素子の電極部と前記接続ランド部間の接合部にかけて被覆している請求項９ないし１２のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項１４】
前記熱硬化性樹脂はメニスカス形状で形成されている請求項９ないし１３のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項１５】
前記熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂で形成されている請求項９ないし１４のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項１６】
前記熱硬化性樹脂の周囲が紫外線硬化樹脂で封止されている請求項９ないし１５のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項１７】
前記熱硬化性樹脂の硬化後硬度はショアＤ硬度８０以上である請求項９ないし１６のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項１８】
前記紫外線硬化樹脂の硬化後硬度は、ショアＤ硬度５０から８０の範囲内である請求項９ないし１７のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項１９】
前記配線または前記配線と連続する前記接続ランド部が、カーボンよりも比抵抗が小さい導電体を分散した導電性樹脂で形成されている請求項８ないし１８のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項２０】
前記基板の少なくとも一方の側に補強板が設けられている請求項７ないし１９のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【請求項２１】
カーボンよりも比抵抗が小さい導電体を含む導電層は、銀を含む導電層である請求項４ないし２０のいずれか１項に記載の静電容量式入力装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２１８５３５（Ｐ２０１０−２１８５３５Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６２０１５（Ｐ２００９−２６２０１５）
【出願日】平成２１年１１月１７日（２００９．１１．１７）
【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２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１７日（２００９．１１．１７）
【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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