JP2013534710A

JP2013534710A - Ｐｃｂタクトスイッチ

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Publication number: JP2013534710A
Application number: JP2013520640A
Authority: JP
Inventors: スーホイ
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Current assignee: Individual
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2011-07-11
Publication date: 2013-09-05
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Abstract

本発明はＰＣＢタクトスイッチに関し、さらに詳しくは上部及び下部に外部に開放されたホールがなくて、防水性がすぐれるだけでなく接点安定性が向上して誤動作を防止して、基板に半田付けによる固定力が向上して、製品の離脱を防止するように発明されたのである。本発明は、薄板形状の電気が通じない絶縁体で形成される絶縁部材（１００）と；通電が可能な伝導体で形成され、絶縁部材（１００）の上部面に覆われ、短絡部（３１０）によって中央接点端子（３２０）と外周接点端子（３３０）とを有する上部導電基板（３００）と；前記絶縁部材（１００）の下部面に設けられる絶縁接着フィルム（２００）が上部に塗布され、スルーホール（４１０）によって前記上部導電基板（３００）と電気的に接続される下部導電基板（４００）と；使用者のクリックによって弾性変形されて前記上部導電基板（３００）と前記下部導電基板（４００）とを電気的に接点または短絡させるメタルドーム（５００）と；前記上部導電基板（３００）及びメタルドーム（５００）の上部を全体的に覆って内部を保護する絶縁性の絶縁カバーフィルム（６００）と；前記下部導電基板（４００）の底面に接着され、半田付けを要する位置を除いた部分を絶縁体でカバーする絶縁性ソルダマスク（７００）とで構成され；前記絶縁部材（１００）及び絶縁フィルム（１１１）を貫いた収容ホール（１１０）によって収容溝（３６０）が形成されるようにして、この収容溝（３６０）の内部にメタルドーム（５００）が位置するように構成される。
【選択図】図８

Description

本発明はＰＣＢタクトスイッチに関し、さらに詳しくは、上部及び下部に外部に開放されたホールがなくて、防水性がすぐれるだけでなく接点安定性が向上して誤動作を防止して、基板に半田付けによる固定力が向上して、製品の離脱を防止するようにした発明に関する。

一般的に、タクトスイッチは、軽い接触によって回路の開閉動作を遂行し、回路の開閉動作が正確で容易であり、構造が簡単であるという長所などがあって、現代化された各種の電子製品などに使われる代表的なスイッチである。

最近、小型化されつつあるセルラーフォンのような携帯通信機器及び各種の小型化されたノート・パソコン、ポータブルカセット、ＭＰ３等、ますます先端化及び小型化される製品などに主に使用されているところ、タクトスイッチについても、重量と大きさが小さくて厚さが薄いＰＣＢ形タクトスイッチが提案された事がある。

従来から知られた一般的なＰＣＢ形タクトスイッチの構成を図６に示している。

すなわち、薄板形状で電気が通じない不導体材質で形成された絶縁部材１０と、通電が可能な導電材で形成され、前記絶縁部材１０の上部に位置して中央接点部２１と外部接点部２３の間を電気的に短絡させるようにする通電短絡部が形成される上部導電基板２０と、通電が可能な導電材で形成され、前記絶縁部材１０の下部面に位置する下部導電基板３０と、弾性が良好で通電が可能な金属材質からなり、前記上部導電基板２０の外部接点部２３に載置した状態でその中央が中央接点部２１から距離を置いてふくらんでいるようにドーム形に突き出された状態であり、外部加圧力が加えられる時に中央が中央接点部２１に接触して電気的に接続、分離させるメタルドーム４０と、非伝導体からなり、前記メタルドーム４０を上部導電基板２０の上部面に固定する絶縁カバーフィルム５０と、上部導電基板２０の中央接点部２１と下部導電基板３０を貫いて、前記メタルドーム４０をクリックする時にそれらを電気的に接続させるスルーホール６０と、前記下部導電基板３０の下部面における半田付けを要する位置を除いた部分を非伝導体でカバーするソルダマスク７０で構成される。

したがって、電子機器に適用された状態で使用者が前記メタルドーム４０の中央部を加圧して押すと、このメタルドーム４０のまわりはすでに可変接点部２３に接触しているので、その中央部が中央接点部２１と接触することによって、下部導電基板３０のどの角に半田付けで接続されている回路を作動させるのか、などの作動信号を印加する。

一方、前記したＰＣＢ形タクトスイッチの製造工程は、まず基板部材の本体にドリルを使用した加工工程と、前記ホールのまわりを含んだ上部導電基板２０と下部導電基板３０の外部露出面を電気的な導電状態を有するようにする銅めっき工程と、この銅めっき工程によって電気的に接続した状態でスイッチ機能のための電気短絡のために銅めっき部位を切り取るエッチング工程と、最後にソルダマスクにあたる部位に電気的絶縁のために遂行される印刷工程とで大きく構成される。

しかし、前記したところのような従来のＰＣＢ形タクトスイッチは、製造工程及び構成が複雑で、製造コストの上昇及びこれにより製品の不良率が上がるという問題点があった。

すなわち、前記のような複雑な複数の製造工程を経て製品が完成されるので、製造時間が増大されて、これによって作業性が大きく低下して製造コストが上がるという弊害があった。

そして、従来のタクトスイッチの最大の問題点は、メタルドームを加圧してクリックする時その中央部が上部導電基板に接点されるのに、この時メタルドームの内部の空気が外に出ることができなくて、感触状態が不完全になることである。

また、上部導電基板の接点部が平たくて、異物などによって接点の不良が発生する。

また、上部導電基板が平面なので、カバーレイ接合の時に接着剤がメタルドームと上部導電基板との間に侵透して、接点不良の原因になった。

異物は接点不良を誘導して電気的エラーを発生し、湿気の場合ショートによる機器の破損を誘発する問題点があった。

本発明はこのような問題点を鑑みて提出されたもので、本発明の目的は、メタルドームが載置される収容ホールを上部導電基板に形成することによって組み立ての安定性と感触及び品質を上げることができるＰＣＢタクトスイッチを提供することである。

また、本発明の他の目的は、メタルドームと上部導電基板とが接触する時に、中央接点部段差によって線接触が成り立つようにすることで接点の安定性を上げるようになったＰＣＢタクトスイッチを提供することである。

本発明の更に他の目的は、外部に開放されたホールや隙間が形成されなくて、防水性が優秀なＰＣＢタクトスイッチを提供することである。

本発明は、薄板形状の電気が通じない絶縁体で形成される絶縁部材（１００）と；通電が可能な伝導体で形成され、絶縁部材（１００）の上部面に覆われ、短絡部（３１０）によって中央接点端子（３２０）と外周接点端子（３３０）とを有する上部導電基板（３００）と；前記絶縁部材（１００）の下部面に設けられる絶縁接着フィルム（２００）が上部に塗布され、スルーホール（４１０）によって上部導電基板（３００）と電気的に接続される下部導電基板（４００）と；使用者のクリックによって弾性変形されて上部導電基板（３００）と下部導電基板（４００）とを電気的に接点または短絡させるメタルドーム（５００）と；前記上部導電基板（３００）及びメタルドーム（５００）の上部を全体的に覆って内部を保護する絶縁性の絶縁カバーフィルム（６００）と；前記下部導電基板（４００）の底面に接着され、半田付けを要する位置を除いた部分を絶縁体でカバーする絶縁性ソルダマスク（７００）とで構成され；前記絶縁部材（１００）及び絶縁フィルム（１１１）を貫いた収容ホール（１１０）によって収容溝（３６０）が形成されるようにして、この収容溝（３６０）の内部にメタルドーム（５００）が位置するように構成され、そのことによって前記目的が達成される。

ここで前記絶縁カバーフィルム（６００）の底面には、メタルドーム（５００）の接触部にシリコーン接着剤（６１０）を塗布する。

また、絶縁カバーフィルム（６００）の中央部を開放してメタルドーム（５００）の中央が露出するように、通過孔（６１１）を穿ってメタルドーム（５００）の外周部だけ接着剤（６２０）で接着させることもできる。

前記上部導電基板（３００）と絶縁カバーフィルム（６００）との間には、通し孔（８１０）が穿たれた接着フィルム（８００）を介在させることができる。

そして、前記絶縁カバーフィルム（６００）とソルダマスク（７００）とは、メタルドーム（５００）の設置位置の転換によってお互いにその役目が転換されることもできる。

前記のような構成によって本発明によれば、内部電気接点部が外部に露出しないで密閉された構造を有するようになって、特に防水性にすぐれた効果がある。

また、絶縁部材（１００）の内部に備わる収容溝（３６０）にメタルドーム（５００）が位置して、メタルドーム（５００）の加圧の時、内部空気が段差空間で排出されて感触を増大させることができる。

メタルドーム（５００）と上部導電基板（３００）の間に収容ホール１１０が段差によって侵透することができる距離が確保されて、侵透することができなくなって接触不良をあらかじめ防止する。

また、上部導電基板（３００）の中央接点部段差（３５０）によって線接触が成り立つので、異物による接触不良を防止する高品質な製品を生産することができる。

そして、全体的に厚さを薄く形成することができて、製品の構成を単純化させて低コストで製品を生産することができる。

本発明によるＰＣＢ形タクトスイッチの構成を示した分解斜視図である。本発明によるＰＣＢ形タクトスイッチの組み立て完成された状態の平面図である。図２のＡ−Ａ線による断面図である。図２のＢ−Ｂ線による断面図である。本発明が成形される直前の各部材の構造を拡大して示した断面図である。図５の状態で収容溝とスルーホールが形成された状態を示した断面図である。上部導電基板を高圧で圧着して収容溝の縁と絶縁接着フィルムの上部面に密着変形させる過程を示した拡大断面図である。メタルドームと絶縁カバーフィルムの接触部にシリコーン接着剤を接着させる構造を示した実施形態の拡大断面図である。絶縁カバーフィルムに通過孔を穿って、絶縁カバーフィルムの底面に接着剤を利用してメタルドームの中央部は露出させながら湿気の浸透を遮断させる実施形態を示した拡大断面図である。上部導電基板と下部導電基板の変形方向を転換させ、下部導電基板を収容溝の内部に加圧してメタルドームを設置する実施形態を示した拡大断面図である。従来のＰＣＢ形タクトスイッチの構成を示した断面図である。

１００：絶縁部材
１１０：収容ホール
２００：絶縁接着フィルム
３００：上部導電基板
３１０：短絡部
３３０：外周接点端子
３４０：中央接点端子
３５０：中央接点部段差
３６０：収容溝
４００：下部導電基板
５００：メタルドーム
６００：絶縁カバーフィルム
７００：ソルダマスク

本発明の望ましい実施形態を、添付された図面に基づいて詳しく説明する。

以下、図面のように、本発明のＰＣＢ形タクトスイッチの絶縁部材１００は、薄板形状で電気が通じない絶縁体で形成されながら、上部面に絶縁フィルム１１１が接着される。

そして、絶縁フィルム１１１が接着された状態で、中央ではメタルドーム５００の外径よりちょっと大きい直径の収容ホール１１０が穿たれる。

前記絶縁部材１００の上部には上部導電基板３００が位置する。

上部導電基板３００は薄板状の伝導体で、成形される過程で図７のように上部で高圧を加えれば、絶縁部材１００の収容ホール１１０の位置で変形して、絶縁接着フィルム２００の上部に圧着されて収容溝３６０が形成される。

この状態でエッチングの方法で、上部導電基板３００に外側の周りと中央とを電気的に短絡させるための短絡部３１０が形成され、絶縁部材１００の上部両側の対角線方向では、中央部とＰＣＢ基板に半田付けによって電気接点させるための接点パッド３２０を具備する。

この絶縁部材１００の下部には、比較的薄い絶縁接着フィルム２００が上部に塗布された下部導電基板４００が配置される。

絶縁接着フィルム２００が接着された下部導電基板４００には収容ホール１１０より小さな直径のスルーホール４１０が穿たれて、上部を覆う上部導電基板３００が高圧によって圧着される時、このスルーホール４１０の位置に下部に向けて凹部が形成されて、中央接点部段差３５０が形成される。

したがって、この絶縁部材１００と絶縁接着フィルム２００とによって上部導電基板３００と下部導電基板４００とを電気的に上下に短絡させる。

一方、このような構成になった両面基板に対し中央スルーホール４１０を形成した状態で銅めっきを遂行して、エッチングにより必要な位置での短絡部を形成する過程で、上部導電基板３００と下部導電基板４００とを電気的に接続するスルーホール４１０と短絡部が形成される。

図５乃至図７は、絶縁部材１００に収容ホール１１０を穿って、加圧によって上部導電基板３００が収容ホール１１０の縁に満たされて絶縁接着フィルム２００の上部に圧着されて、収容溝３６０と中央接点部段差３５０とが形成される実施形態を示している。

しかし、図１０に示したところのように、図６の状態で上部導電基板３００を板形状にそのまま保持した状態で前記の実施形態と反対に下部導電基板４００の外部を高圧に加圧して、収容ホール１１０にて、下部導電基板４００の上に塗布された絶縁接着フィルム２００の突出部が上部導電基板３００に圧着されるように設計しても構わない。

この場合、メタルドーム５００の設置方向が転換されて、絶縁カバーフィルム６００とソルダマスク７００の役割だけがお互いに転換される。

このように前記絶縁部材１００の収容ホール１１０によって形成された収容溝３６０に、上部導電基板３００または下部導電基板４００がその空間の縁に満たされた状態で上部に向けてふくらんで、弾性が良好なメタルドーム５００が配置される。

このメタルドーム５００の縁部は、上部導電基板３００の上部の短絡部３１０によって電気短絡されたその外側に接触して、外周接点端子３３０に電気的に接続される。

また、上部導電基板３００及びメタルドーム５００の上部は、底面に接着剤が塗布されている絶縁性絶縁カバーフィルム６００で全体的に覆って、内部を異物や特に湿気から保護するようにする。

この時、上部導電基板３００と絶縁カバーフィルム６００との間には、通し孔８１０が穿たれた接着フィルム８００を介在させることもできる。

この接着フィルム８００は、上部導電基板３００と絶縁性の絶縁カバーフィルム６００を相互接着することと同時に、絶縁性の絶縁カバーフィルム６００がメタルドーム５００の高さに合わせて平たく高さを保持するようにする役割を果たす。

一方、底面に接着剤が塗布されている絶縁カバーフィルム６００の底面には、メタルドーム５００の接触部の位置を勘案して、図８のようにシリコーン接着剤６１０を塗布して完成することができる。

絶縁カバーフィルム６００の底面に塗布されたシリコーン成分の接着剤がメタルドーム５００の全体をくるんで感触が低減されることを防止して、シリコーンの粘度によってメタルドーム５００を一時的に固定して、組み立て性の向上とコストを低減させることができる。

そして、メタルドーム５００が底面に付着した状態でスイッチが配置された位置に移動されて、収容ホール１１０によって形成された収容溝３６０に位置させれば、いちいちメタルドーム５００を一つ一つ組立てなくても大量生産が容易く成り立つことができる利点がある。

また、図９のように、絶縁カバーフィルム６００の中央部を開放してメタルドーム５００の中央は露出するように通し孔６１１を穿って、上部に接着テープをいちじに付けてメタルドーム５００を接着テープに固定して、収容溝３６０に一時的に固定して大量量産が可能になるように設計することもできる。

一方、前記下部導電基板４００の底面にはソルダマスク７００が接着されて、半田付けを要する位置を除いた部分を絶縁体でカバーしながら、両面スイッチを完成するようになる。

この状態で絶縁性カバーフィルム６００によって密閉された中央部を押せば、ふくらんでいるように成形されたメタルドーム５００が図３に仮想線で示したところのように弾性変形して、上部導電基板３００の短絡部３１０によって電気的に外周接点端子３３０に接続される。

そして、メタルドーム５００の中央部は中央接点部３２０によって電気的に接続される。

また、メタルドーム５００は加圧を解除する場合、弾性によって直ちに復帰される弾性力を有するようになる。

このような本発明の両面ＰＣＢタクトスイッチを製作する工程を簡単に説明すれば次のようである。

下部導電基板４００を形成するための銅板の上側に熱硬化性絶縁接着フィルム２００を配置して、中央にスルーホール４１０を加工する。

そして、収容ホール１１０が掘られた絶縁フィルム１００を絶縁接着フィルム２００の上部に配置した後、絶縁フィルム１００の上部に導電性の上部導電基板３００を配置した後、熱加圧して図７のように変形させる。

この時、底には平面治具を使って、上部導電基板３００に加圧する時はＰＶＣを配置して、高温高圧で流動性が発生し、ホールがある所に侵透して上側導電性基板が底に押し出されながら、両面基板が形成される。

このような構成の本発明は、上部は勿論、下部に内部に開放されたホールが露出しないので、防水性にすぐれた利点がある。

また、メタルドーム５００をクリックする時、上部導電基板３００の中央部の接点部が点接点ではなく、スルーホール４１０のまわりによって形成された中央接点部段差３５０に線接触して、接点の安定性が向上する。

そして、全体的に構成が簡単になるだけでなく、メタルドーム５００が絶縁フィルム１００を穿って形成された収容溝３６０に位置するので、製品の厚さも薄くなって、メタルドーム５００の位置が安定して、組み立て性が便利で品質確保に有利になる。

従来から知られた一般的なＰＣＢ形タクトスイッチの構成を図１１に示している。

本発明は、薄板形状の電気が通じない絶縁体で形成される絶縁部材（１００）と；通電が可能な伝導体で形成され、絶縁部材（１００）の上部面に覆われ、短絡部（３１０）によって中央接点端子（３４０）と外周接点端子（３３０）とを有する上部導電基板（３００）と；前記絶縁部材（１００）の下部面に設けられる絶縁接着フィルム（２００）が上部に塗布され、スルーホール（４１０）によって上部導電基板（３００）と電気的に接続される下部導電基板（４００）と；使用者のクリックによって弾性変形されて上部導電基板（３００）と下部導電基板（４００）とを電気的に接点または短絡させるメタルドーム（５００）と；前記上部導電基板（３００）及びメタルドーム（５００）の上部を全体的に覆って内部を保護する絶縁性の絶縁カバーフィルム（６００）と；前記下部導電基板（４００）の底面に接着され、半田付けを要する位置を除いた部分を絶縁体でカバーする絶縁性ソルダマスク（７００）とで構成され；前記絶縁部材（１００）及び絶縁フィルム（１１１）を貫いた収容ホール（１１０）によって収容溝（３６０）が形成されるようにして、この収容溝（３６０）の内部にメタルドーム（５００）が位置するように構成され、そのことによって前記目的が達成される。

この状態で絶縁性カバーフィルム６００によって密閉された中央部を押せば、ふくらんでいるように成形されたメタルドーム５００が弾性変形して、上部導電基板３００の短絡部３１０によって電気的に外周接点端子３３０に接続される。

そして、メタルドーム５００の中央部は中央接点端子３４０によって電気的に接続される。

Claims

薄板形状の電気が通じない絶縁体で形成される絶縁部材（１００）と；
通電が可能な伝導体で形成され、絶縁部材（１００）の上部面に覆われ、短絡部（３１０）によって中央接点端子（３２０）と外周接点端子（３３０）とを有する上部導電基板（３００）と；
前記絶縁部材（１００）の下部面に設けられる絶縁接着フィルム（２００）が上部に塗布され、スルーホール（４１０）によって上部導電基板（３００）と電気的に接続される下部導電基板（４００）と；
使用者のクリックによって弾性変形されて上部導電基板（３００）と下部導電基板（４００）とを電気的に接点または短絡させるメタルドーム（５００）と；
前記上部導電基板（３００）及びメタルドーム（５００）の上部を全体的に覆って内部を保護する絶縁性の絶縁カバーフィルム（６００）と；
前記下部導電基板（４００）の底面に接着され、半田付けを要する位置を除いた部分を絶縁体でカバーする絶縁性ソルダマスク（７００）とで構成され；
前記絶縁部材（１００）及び絶縁フィルム（１１１）を貫いた収容ホール（１１０）によって収容溝（３６０）が形成されるようにして、この収容溝（３６０）の内部にメタルドーム（５００）が位置するように構成することを特徴とするＰＣＢタクトスイッチ。
前記メタルドーム（５００）の中央部に位置する絶縁カバーフィルム（６００）の底面にシリコーンゴムを塗布することを特徴とする請求項１に記載のＰＣＢタクトスイッチ。
前記絶縁カバーフィルム（６００）の中央部を開放してメタルドーム（５００）の中央が露出するように、前記絶縁カバーフィルム（６００）に通し孔（６１１）を穿ってメタルドーム（５００）の外周部だけ接着剤（６２０）で接着させることを特徴とする請求項１に記載のＰＣＢタクトスイッチ。
前記絶縁部材（１００）の上部面に絶縁フィルム（１１１）が更に介在することを特徴とする請求項１に記載のＰＣＢタクトスイッチ。
前記上部導電基板（３００）の中央接点部は中央接点部段差（３５０）によって線接触されることを特徴とする請求項１に記載のＰＣＢタクトスイッチ。
前記上部導電基板（３００）と前記絶縁カバーフィルム（６００）との間に、通し孔（８１０）が穿たれた接着フィルム（８００）を介在させることを特徴とする請求項１乃至請求項５の中のいずれか一項に記載のＰＣＢタクトスイッチ。
前記下部導電基板（４００）を加圧して収容ホール（１１０）の縁と絶縁接着フィルム（２００）の突出部を前記上部導電基板（３００）の底面に圧着させ、前記下部導電基板（４００）の中央部にメタルドーム（５００）が位置するようにすることを特徴とする請求項１乃至請求項５の中のいずれか一項に記載のＰＣＢタクトスイッチ。