JP2005317478A

JP2005317478A - 表面実装型スイッチ

Info

Publication number: JP2005317478A
Application number: JP2004136792A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Sato; 毅佐藤
Original assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Current assignee: Citizen Electronics Co Ltd
Priority date: 2004-04-30
Filing date: 2004-04-30
Publication date: 2005-11-10

Abstract

【課題】廉価にして薄型の表面実装型スイッチを得る。
【解決手段】スイッチ基板ベースの表面に環状に形成された第１接点と該第１接点と一体的に形成され外周の少なくとも１箇所に配設されている第１接続端と該第１接点の環状の導電パターンの内側に導電パターンにより形成された第２接点と該第２接点と一体的に形成され外周の少なくとも１箇所に配設されている第２接続端とを有するスイッチ基板と、導電材によりドーム状に形成され少なくとも外周の一部が前記第１接点の表面に接触載置されている弾性接点部材と、該弾性接点部材を覆うように前記スイッチ基板の表面に固着されたスイッチカバーとを有し、マザーボード基板に実装可能に構成されていると共に、該スイッチカバーの中央部を押圧し前記弾性接点部材を変形させて該弾性接点部材を前記第２接点に接触させることにより該弾性接点部材によって前記第１接点と第２接点とが導通するように構成する。
【選択図】図６

Description

本発明は表面実装型スイッチの構成に関する。

従来、携帯電話等の小型電子機器に使用するための表面実装型スイッチは、スイッチ基板の一方の面に導電パターンにより第１接点と第２接点を形成し、弾性接点部材を手指等により押して変形させることによって前記第１接点と第２接点とを導通させるように構成し、前記第１接点と第２接点は、それぞれスルーホールによって前記スイッチ基板の他方の面に形成した第１接続端および第２接続端に接続するように構成していた。このようにして構成した表面実装型スイッチは、前記第１接続端および第２接続端によりマザーボード基板に形成されている導電パターンに接続すると共に、固着することにより該基板に実装していた。

図１９、および図２０を用いて従来例について説明する。図１９は、従来例の主要な構成を示す主要断面図である。図２０は、図１９に示すスイッチカバー５０６を押したときのスイッチユニット５０２の状態を示す動作説明図である。

図１９、および図２０を用いて、従来例の表面実装型スイッチの構成および作用について説明する。基板５０１は、ガラスエポキシ樹脂により形成されている基板ベース５０１ａの上面にスイッチユニット５０２の第１接続端５０３ｃを図示せぬ制御回路に接続するための第１配線パターン５０１ｂ、および第２接続端５０３ｅを図示せぬ制御回路に接続するための第２配線パターン５０１ｃが形成されており、基板５０１の上面にはスイッチユニット５０２が固着されている。スイッチユニット５０２は、スイッチ基板ベース５０３ａの上面に円環状の第１接点５０３ｂと、円環状の第１接点５０３ｂの中央部に円盤状の第２接点５０３ｄが形成されており、下面には第１接続端５０３ｃと第２接続端５０３ｅが形成されており、第１接点５０３ｂと第１接続端５０３ｃとは第１スルーホール５０３ｆによって導電可能に接続され、第２接点５０３ｄと第２接続端５０３ｅとは第２スルーホール５０３ｇによって導電可能に接続されている。第１接点５０３ｂの上面にはドーム状に形成された弾性接点部材５０５が組み付けられ、弾性接点部材５０５を覆うようにスイッチカバー５０６が組み付けられ、図２０に示すように、スイッチカバー５０６の中央部を押圧力Ｆ１によって下方に押し下げることにより、弾性接点部材５０５の中央部が第２接点５０３ｄに接触し、スイッチカバー５０６を開放することにより復元するように構成されている。

上記のように構成されたスイッチユニット５０２は、基板５０１の上面に形成されている第１配線パターン５０１ｂに第１端接続５０３ｃを導電可能に固着し、基板５０１の上面に形成されている第２配線パターン５０１ｃに第２接続端５０３ｅを導電可能に固着する。なお、第１配線パターン５０１ｂと第２配線パターン５０１ｃは、図示せぬ制御回路に接続されており、スイッチユニット５０２を操作することにより制御回路を制御するように構成されている。
特開平２００２−２７００６２

上述したように、従来のスイッチユニットは、スイッチ基板の上面に形成されている第１接点および第２接点と、下面に形成されている第１端子および第２端子とを電気的に接続するためのスルーホールを形成していたので製造工程が複雑になり高価になっていた。また、スイッチ基板の上面に形成されている第１接点および第２接点と、下面に形成されている第１端子および第２端子とをそれぞれスルーホールで電気的に接続する必要から、ガラスエポキシ樹脂により形成した大きな厚さを持つスイッチ基板ベースを用いていたので、厚さを薄く構成することができなかった。

本発明の目的は、廉価にして薄型の表面実装型スイッチを得ようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明においては、絶縁材により形成されたスイッチ基板ベースの表面に導電パターンにより環状に形成された第１接点と該第１接点と一体的に形成され外周の少なくとも１箇所に配設されている第１接続端と該第１接点の環状の導電パターンの内側に導電パターンにより形成された第２接点と該第２接点と一体的に形成され外周の少なくとも１箇所に配設されている第２接続端とを有するスイッチ基板と、導電材によりドーム状に形成され少なくとも外周の一部が前記第１接点の表面に接触載置されている弾性接点部材と、該弾性接点部材を覆うように前記スイッチ基板の表面に固着されたスイッチカバーとを有し、マザーボード基板に実装可能に構成されていると共に、該スイッチカバーの中央部を押圧し前記弾性接点部材を変形させて該弾性接点部材を前記第２接点に接触させることにより該弾性接点部材によって前記第１接点と第２接点とが導通するように構成されていることを特徴とするものである。

また、前記マザーボード基板の上面に実装されていることを特徴とするものである。

また、前記マザーボード基板が前記スイッチカバーのドーム状外径よりも僅かに大きな開口部を有し、前記スイッチカバーを前記開口部の内部に配置させて前記マザーボード基板の下面に実装されていることを特徴とするものである。

また、前記第１接点と第２接点とを有するスイッチ基板と、該スイッチ基板に形成されている前記第１接点の表面に接触載置されている弾性接点部材と、該スイッチ基板の表面に固着され前記弾性接点部材の外周をガイドすることにより該弾性接点部材の移動を制限するためのカバーレイと、該弾性接点部材を覆うように前記スイッチ基板の表面に固着されたスイッチカバーとにより構成されていることを特徴とするものである。

また、第１接点がほぼ円環状に形成され、第２接点が前記第１接点の円環状の中央部に円盤状に形成されたことを特徴とするものである。

また、前記第１接続端と前記第２接続端とによりマザーボード基板に電気的導通可能に接続すると共に固着するように構成されていることを特徴とするものである。

また、前記スイッチ基板ベースは、ポリイミドによって形成されていることを特徴とするものである。

また、第１接点の裏面の一部が裏面に露出するように形成された第１接続端と、第２接点の裏面の一部が裏面に露出するように形成された第２接続端とにより前記スイッチ基板ベースの裏面をマザーボード基板に対向させて該マザーボード基板に電気的導通可能に接続すると共に固着するように構成されていることを特徴とするものである。

絶縁材により形成されたスイッチ基板ベースの表面に導電パターンにより環状に形成された第１接点と該第１接点と一体的に形成され外周の少なくとも１箇所に配設されている第１接続端と該第１接点の環状の導電パターンの内側に導電パターンにより形成された第２接点と該第２接点と一体的に形成され外周の少なくとも１箇所に配設されている第２接続端とを有するスイッチ基板と、導電材によりドーム状に形成され少なくとも外周の一部が前記第１接点の表面に接触載置されている弾性接点部材と、該弾性接点部材を覆うように前記スイッチ基板の表面に固着されたスイッチカバーとを有し、マザーボード基板に実装可能に構成されていると共に、該スイッチカバーの中央部を押圧し前記弾性接点部材を変形させて該弾性接点部材を前記第２接点に接触させることにより、該弾性接点部材によって前記第１接点と第２接点とが導通するように構成したことにより、基板ベース１ａを薄くすることができ、これによってスルーホールを設ける必要がないので製造コストを廉価に抑えることができ、マザーボード基板１に容易に実装することができると共に薄型の表面実装型スイッチを得ることができる。

また、マザーボード基板１の上面にスイッチユニット２を装着することにより簡単な工程で実装することができると共に、同じマザーボード基板１およびスイッチユニット２を使用して、マザーボード基板１の下面にスイッチユニット２を装着し、基板ベース１ａの厚さの中に弾性接点部材５を収納することにより更に薄型の表面実装型スイッチを得ることができる。更に、マザーボード基板１の上面にスイッチユニット２を装着する場合も、マザーボード基板１の下面にスイッチユニット２を装着する場合も、マザーボード基板１およびスイッチユニット２は同じ物を使用することができるので、応用の幅が広がりコストを廉価に抑えることができる。

表面に導電パターンにより環状に形成された第１接点と該第１接点と一体的に形成され外周の少なくとも１箇所に配設されている第１接続端と該第１接点の環状の導電パターンの内側に導電パターンにより形成された第２接点と該第２接点と一体的に形成され外周の少なくとも１箇所に配設されている第２接続端とを有するスイッチ基板ベースと、少なくとも外周の一部が前記第１接点の表面に接触載置されている弾性接点部材と、該弾性接点部材を覆うように前記絶縁層の表面に固着されたスイッチカバーとを有し、マザーボード基板に実装可能に構成されていると共に、該スイッチカバーの中央部を押圧し前記弾性接点部材を変形させることにより、該弾性接点部材によって前記第１接点と第２接点とが接触するように構成する。

以下発明の実施の形態を第１実施例および第２実施例について図面を参照して説明する。
図１は、本発明に係る第１実施例における表面実装型のスイッチユニット２をマザーボード基板１に実装した状態を示す斜視図である。図２は、図１に示すスイッチユニット２をマザーボード基板１に位置決めされた状態を示す斜視図である。図３は、図１に示すスイッチユニット２がマザーボード基板１に実装された状態を示す平面図である。図４は、図３に示すスイッチユニット２がマザーボード基板１に実装された状態を矢視Ａ−Ａの方向から見た状態を示す側面図である。図５は、図４に示すスイッチユニット２をマザーボード基板１に位置決めする前の状態を示す分解説明図である。図６は、図５に示すスイッチユニット２の組み立てる前の状態を示す分解説明図である。図７は、図６に示すスイッチ基板３の上面から見た状態を示す平面図である。図８は、図６に示すスイッチ基板３の下面から見た状態を示す底面図である。図９は、図３に示すスイッチユニット２の断面Ｂ−Ｂの状態を示す断面図である。図１０は、図９に示すスイッチユニット２のスイッチカバー６を手指によって押し下げて、第１接点３ｂと第２接点３ｄとを電気的接続状態にした状態を示す動作説明図である。

図１１は、本発明に係る第２実施例における表面実装型のスイッチユニット２をマザーボード基板１に実装した状態を示す斜視図である。図１２は、図１１に示すスイッチユニット２がマザーボード基板１に実装された状態を示す平面図である。図１３は、図１２に示すスイッチユニット２がマザーボード基板１に実装された状態を矢視Ｃ−Ｃの方向から見た状態を示す側面図である。図１４は、図１１に示すスイッチユニット２の組み立てる前の状態を示す分解説明図である。図１５は、図１４に示すスイッチ基板３の上面から見た状態を示す平面図である。図１６は、図１４に示すスイッチ基板３の下面から見た状態を示す底面図である。図１７は、図１２に示すスイッチユニット２の断面Ｄ−Ｄの状態を示す断面図である。図１８は、図１７に示すスイッチユニット２のスイッチカバー６を手指によって押し下げて、第１接点３ｂと第２接点３ｄとを電気的接続状態にした状態を示す動作説明図である。

図１、図２、図３、および図４を用いて、本発明に係る第１実施例の表面実装型スイッチの構成について説明する。マザーボード基板１の上面にはスイッチユニット２が半田付けにより接合され固着されている。マザーボード基板１に形成されている２箇所の第１配線パターン１ｂには、スイッチユニット２に形成されている２箇所の第１接続端３ｃがそれぞれ半田７ａにより電気的導通可能に接続されており、マザーボード基板１に形成されている２箇所の第２配線パターン１ｃには、スイッチユニット２に形成されている２箇所の第２接続端３ｅがそれぞれ半田７ｂにより電気的導通可能に接続されている。

図５を用いて、図１に示すマザーボード基板１の構成について説明する。マザーボード基板１は、ポリイミド等の絶縁材によって平板状に形成されている基板ベース１ａの上面にスイッチユニット２の第１接続端３ｃを図示せぬ制御回路に接続するための第１配線パターン１ｂ、および第２接続端３ｅを図示せぬ制御回路に接続するための第２配線パターン１ｃが形成されている。基板ベース１ａを、可撓性、および耐熱性があるポリイミドによって形成することにより厚さを薄くすることができ、表面実装型スイッチを薄型に構成することができる。

図６、図７、図８、および図９を用いて、図５に示すスイッチユニット２の構成について説明する。スイッチユニット２の基板となるスイッチ基板３は、ポリイミド等の絶縁材によって方形状に形成された可撓配線板（ＦＰＣ：ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔＣｉｒｃｕｉｔ）を用いている。スイッチ基板３は、スイッチ基板ベース３ａの上面に円環状の第１接点３ｂと、円環状の第１接点３ｂの中央部に円盤状の第２接点３ｄがそれぞれ導電パターンにより形成されている。方形状に形成されたスイッチ基板３の２箇所の隅部には、第１接点３ｂと一体的に形成された第１接続端３ｃが設けられており、スイッチ基板３の他の２箇所の隅部には、第２接点３ｄと一体的に形成された第２接続端３ｅが設けられている。第２接点３ｄと第２接続端３ｅとは接続部３ｅによって一体的につながっているが、後述する弾性接点部材５の外縁部と短絡することがないように、スイッチ基板ベース３ａに形成された孔部３ｆの中に沈み込んで形成されている。第１接続端３ｃの下面は第１配線パターン１ｂに接続しうるようにスイッチ基板ベース３ａから露出しており、第２接続端３ｅの下面は第２配線パターン１ｃに接続しうるようにスイッチ基板ベース３ａから露出している。

第１接点３ｂの上面にはドーム状に形成された弾性接点部材５が組み付けられ、第１接点３ｂの上面にはカバーレイ４を介してスイッチカバー６が組み付けられ、弾性接点部材５を覆うように構成されている。

図１０を用いて、図９に示すスイッチユニット２の動作および機能について説明する。スイッチカバー６の中央部を手指等による押圧力Ｆ１によって下方に押し下げることにより、弾性接点部材５が撓み、その中央部が第２接点３ｄに接触する。弾性接点部材５の中央部が第２接点３ｄに接触することにより第１配線パターン１ｂと第２配線パターン１ｃとは電気的に導通状態となり、第１配線パターン１ｂと第２配線パターン１ｃとが電気的に導通状態となったことにより図示せぬ制御回路には信号が伝わり、図示せぬ制御回路はこの信号を受けたことにより所定の処理を行う。手指等がスイッチカバー６から開放され押圧力Ｆ１がなくなると、スイッチカバー６と弾性接点部材５は、その弾性復帰力により図９に示す状態に復帰する。

上述のように、絶縁材により形成されたスイッチ基板ベースの表面に導電パターンにより環状に形成された第１接点と該第１接点と一体的に形成され外周の少なくとも１箇所に配設されている第１接続端と該第１接点の環状の導電パターンの内側に導電パターンにより形成された第２接点と該第２接点と一体的に形成され外周の少なくとも１箇所に配設されている第２接続端とを有するスイッチ基板と、導電材によりドーム状に形成され少なくとも外周の一部が前記第１接点の表面に接触載置されている弾性接点部材と、該弾性接点部材を覆うように前記スイッチ基板の表面に固着されたスイッチカバーとを有し、マザーボード基板に実装可能に構成されていると共に、該スイッチカバーの中央部を押圧し前記弾性接点部材を変形させて該弾性接点部材を前記第２接点に接触させることにより、該弾性接点部材によって前記第１接点と第２接点とが導通するように構成したことにより、基板ベース１ａを薄くすることができ、これによってスルーホールを設ける必要がないので製造コストを廉価に抑えることができ、マザーボード基板１に容易に実装することができると共に薄型の表面実装型スイッチを得ることができる。

図１１、図１２、図１３、図１４、および図１５を用いて、本発明に係る第２実施例の表面実装型スイッチの構成について説明する。第２実施例は、前述した第１実施例におけるマザーボード基板１に開口部１０１ｄを設けたマザーボード基板１０１の下面に、前述した第１実施例と同じスイッチユニット２が半田付けにより接合され固着している。マザーボード基板１に形成されている２箇所の第１配線パターン１ｂには、スイッチユニット２に形成されている２箇所の第１接続端３ｃがそれぞれ半田７ａにより電気的導通可能に接続されており、マザーボード基板１に形成されている２箇所の第２配線パターン１ｃには、スイッチユニット２に形成されている２箇所の第２接続端３ｅがそれぞれ半田７ｂにより電気的導通可能に接続されている。なお、第１実施例において、マザーボード基板１の代わりに第２実施例で採用しているマザーボード基板１０１を裏返して、その下面にスイッチユニット２を接合してもよい。

図１６を用いて、図１５に示すスイッチユニット２の動作および機能について説明する。前述した第１実施例と同様にして、スイッチカバー６の中央部を手指等による押圧力Ｆ１によって下方に押し下げることにより、弾性接点部材５が撓み、その中央部が第２接点３ｄに接触する。弾性接点部材５の中央部が第２接点３ｄに接触することにより第１配線パターン１ｂと第２配線パターン１ｃとは電気的に導通状態となり、第１配線パターン１ｂと第２配線パターン１ｃとが電気的に導通状態となったことにより図示せぬ制御回路には信号が伝わり、図示せぬ制御回路はこの信号を受けたことにより所定の処理を行う。手指等がスイッチカバー６から開放され押圧力Ｆ１がなくなると、スイッチカバー６と弾性接点部材５は、その弾性復帰力により図１５に示す状態に復帰する。

上述のように、マザーボード基板１およびスイッチユニット２を第１実施例と共通に使用して、裏返した状態のマザーボード基板１の下面にスイッチユニット２を半田付けにより固着しているので、前述した第１実施例と同様の効果をえることができると共に、製造コストを廉価に抑えることができる。また、基板ベース１ａの厚さの中に弾性接点部材５を収納することにより、第１実施例より更に薄型の表面実装型スイッチを得ることができる。

本発明に係る第１実施例における表面実装型のスイッチユニット２をマザーボード基板１に実装した状態を示す斜視図である。図１に示すスイッチユニット２をマザーボード基板１に位置決めされた状態を示す斜視図である。図１に示すスイッチユニット２がマザーボード基板１に実装された状態を示す平面図である。図３に示すスイッチユニット２がマザーボード基板１に実装された状態を矢視Ａ−Ａの方向から見た状態を示す側面図である。図４に示すスイッチユニット２をマザーボード基板１に位置決めする前の状態を示す分解説明図である。図５に示すスイッチユニット２の組み立てる前の状態を示す分解説明図である。図６に示すスイッチ基板３の上面から見た状態を示す平面図である。図６に示すスイッチ基板３の下面から見た状態を示す底面図である。図３に示すスイッチユニット２の断面Ｂ−Ｂの状態を示す断面図である。図９に示すスイッチユニット２のスイッチカバー６を手指によって押し下げて、第１接点３ｂと第２接点３ｄとを電気的接続状態にした状態を示す動作説明図である。本発明に係る第２実施例における表面実装型のスイッチユニット２をマザーボード基板１に実装した状態を示す斜視図である。図１１に示すスイッチユニット２がマザーボード基板１に実装された状態を示す平面図である。図１２に示すスイッチユニット２がマザーボード基板１に実装された状態を矢視Ｃ−Ｃの方向から見た状態を示す側面図である。図１１に示すスイッチユニット２をマザーボード基板１に位置決めする前の状態を示す分解説明図である。図１２に示すスイッチユニット２の断面Ｄ−Ｄの状態を示す断面図である。図１７に示すスイッチユニット２のスイッチカバー６を手指によって押し下げて、第１接点３ｂと第２接点３ｄとを電気的接続状態にした状態を示す動作説明図である。従来例の主要な構成を示す主要断面図である。図１９に示すスイッチカバー５０６を押したときのスイッチユニット５０２の状態を示す動作説明図である。

符号の説明

１、１０１マザーボード基板
１ａ基板ベース
１ｂ第１配線パターン
１ｃ第２配線パターン
１０１ｄ開口部
２スイッチユニット
３スイッチ基板３
３ａスイッチ基板ベース
３ｂ第１接点
３ｃ第１接続端
３ｄ第２接点
３ｅ第２接続端
４カバーレイ
５弾性接点部材
６スイッチカバー
７ａ半田
７ｂ半田

Claims

絶縁材により形成されたスイッチ基板ベースの表面に導電パターンにより環状に形成された第１接点と該第１接点と一体的に形成され外周の少なくとも１箇所に配設されている第１接続端と該第１接点の環状の導電パターンの内側に導電パターンにより形成された第２接点と該第２接点と一体的に形成され外周の少なくとも１箇所に配設されている第２接続端とを有するスイッチ基板と、導電材によりドーム状に形成され少なくとも外周の一部が前記第１接点の表面に接触載置されている弾性接点部材と、該弾性接点部材を覆うように前記スイッチ基板の表面に固着されたスイッチカバーとを有し、マザーボード基板に実装可能に構成されていると共に、該スイッチカバーの中央部を押圧し前記弾性接点部材を変形させて該弾性接点部材を前記第２接点に接触させることにより該弾性接点部材によって前記第１接点と第２接点とが導通するように構成されていることを特徴とする表面実装型スイッチ。
前記マザーボード基板の上面に実装されていることを特徴とする請求項１記載の表面実装型スイッチ。
前記マザーボード基板が前記スイッチカバーのドーム状外径よりも僅かに大きな開口部を有し、前記スイッチカバーを前記開口部の内部に配置させて前記マザーボード基板の下面に実装されていることを特徴とする請求項１記載の表面実装型スイッチ。
前記第１接点と第２接点とを有するスイッチ基板と、該スイッチ基板に形成されている前記第１接点の表面に接触載置されている弾性接点部材と、該スイッチ基板の表面に固着され前記弾性接点部材の外周をガイドすることにより該弾性接点部材の移動を制限するためのカバーレイと、該弾性接点部材を覆うように前記スイッチ基板の表面に固着されたスイッチカバーとにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至３記載の表面実装型スイッチ。
第１接点がほぼ円環状に形成され、第２接点が前記第１接点の円環状の中央部に円盤状に形成されたことを特徴とする請求項１乃至３記載の表面実装型スイッチ。
前記第１接続端と前記第２接続端とによりマザーボード基板に電気的導通可能に接続すると共に固着するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３記載の表面実装型スイッチ。
前記スイッチ基板ベースは、ポリイミドによって形成されていることを特徴とする請求項１乃至３記載の表面実装型スイッチ。
第１接点の裏面の一部が裏面に露出するように形成された第１接続端と、第２接点の裏面の一部が裏面に露出するように形成された第２接続端とにより前記スイッチ基板ベースの裏面をマザーボード基板に対向させて該マザーボード基板に電気的導通可能に接続すると共に固着するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の表面実装型スイッチ。