JP2927613B2 - 照光式スイッチ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、携帯電話やＶＴＲカメ
ラ等の小型機器の照明付操作スイッチに使用される照光
式スイッチ装置に関し、特に表面実装が可能な小型の照
光式スイッチ装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】

（従来例１）図１６（Ａ）（Ｂ）の如く、従来例１の照
光式スイッチ装置は、下部にリードフレーム１をインサ
ート成形した樹脂部２があり、その上面に、バネ式等の
図示しないスイッチ接点と、これを指で押してオンオフ
切換する押材３と、オン表示用ＬＥＤ部４と、オフ表示
用ＬＥＤ部５とを組み込んでいる。

【０００３】（従来例２）従来例２の照光式スイッチ装
置は、図１７（Ａ）（Ｂ）の如く、従来例１のものと同
機能を有し、スイッチ接点を指でオンオフ切換する押材
３が透光性とされ、その内側に、オン表示用ＬＥＤ部お
よびオフ表示用ＬＥＤ部が収納されている。この両ＬＥ
Ｄ部は、色彩を換えることでオンオフを識別する。

【０００４】（従来例３）従来の小型機器の操作パネル
に使われる照光式メンブレンスイッチ装置を図１８に示
す。これは、基板６の上に導電パターン７を形成し、ス
イッチ部８、ＬＥＤ部９を組み込んだ上、透光性フイル
ム１０で閉じた構造を持つもので、スペーサ８ａにて離
間された第一接点８ｂと第二接点８ｃが、外力を受けて
接触した場合に、スイッチ部８がオン状態となり、ＬＥ
Ｄ部９が発光する。主として、製品の高さ寸法の問題で
従来例１の照光式スイッチ装置が使用できない等、薄型
化が要求される携帯機器に使用される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】

（１）従来例１，２では、リードフレーム１、樹脂部
２、スイッチ接点、押材３および一対の表示用ＬＥＤ部
４，５を要するため、部品点数が多くなり、部品材料
費、組立加工費等がコスト高となり、しかも、部品点数
の増大に伴って、部品寸法精度、信頼性等、品質を管理
する項目が数多くなる。

【０００６】また、各種部品を組み合わせているため、
部品の高さ寸法も大となっている。

【０００７】（２）従来例３では、高さ寸法を１ｍｍ前
後まで薄くすることが可能となる。しかし、通常はＬＥ
Ｄ部９とスイッチ部８が別エリアとなっており、スイッ
チ部８そのものが光らないため、スイッチ操作時の視認
性がわるい。

【０００８】なお、従来例３の改良提案例として、図１
９（従来例４：実開平１−１１３９３０号参照）および
図２０（従来例５：実開平３−０９２３２２号参照）の
如く、スイッチ部８の下にＬＥＤ部９を組み込む構造も
考案されている。この場合、上述の視認性は改善される
が、多層構造となり、製品の厚みが増大し、また、製造
工程が増えることから製造コストも増大する。

【０００９】（３）従来例３，４共通の課題として、機
器の操作パネルのスイッチ部８およびＬＥＤ部９のデザ
インにあわせて、メンブレンスイッチパネルの基板６、
スペーサ８ａ、フイルム１０を夫々専用の金型、治工具
等で製作しなければならなかった。すなわち、機器の操
作パネルのデザインが変更されるごとに、前述の金型、
治工具の製作が必要となる。したがって、多品種少量生
産には向かなく、労働集約型の製品とならざるを得な
い。

【００１０】（４）従来例１〜４共通の課題として、ス
イッチ部８の接点の金属摩耗、腐食による作動不良があ
った。

【００１１】本発明は、上記課題に鑑み、スイッチ操作
時の視認性がよく、部品点数および製造コストを軽減
し、多品種少量生産に適した照光式スイッチ装置の提供
を目的とする。

【００１２】本発明請求項１による課題解決手段は、図
１〜１５の如く、電気的接点部１１のオンオフ切換表示
を表示用発光素子１２，１３で行う照光式スイッチ装置
において、前記電気的接点部１１を形成するための接点
用凹部１５と、前記表示用発光素子１２，１３を搭載す
るための表示用凹部１６，１７とを備えたパッケージ１
４がモールデッド・インターコネクション・デバイス法
（ＭＩＤ法）で形成され、前記電気的接点部１１は、接
点用凹部１５の底面に互いに並置形成された薄膜状の第
一接点端子１８および第二接点端子１９と、該両接点端
子１８，１９の電気的接続をオンオフ切換する操作部２
０とから構成され、該操作部２０は、接点用凹部１５の
開口部を覆うように張設され外力を加えることで前記両
接点端子１８，１９まで離接自在に弾性変形する遮光性
の弾性膜２１と、該弾性膜２１の両接点端子１８，１９
に対向する面に取り付けられ弾性膜２１が両接点端子１
８，１９に接触するときにこれらを電気的に接続するた
めの金属片（導電片）２２とから構成され、前記表示用
凹部１６，１７に、薄膜状の表示用立体配線部２４，２
５が立体的に形成され、該表示用立体配線部２４，２５
に、前記表示用発光素子１２，１３が搭載され、前記表
示用凹部１６，１７は、透光性封止樹脂２７によって封
止され、前記第一接点端子１８および第二接点端子１９
や、電気回路としての立体配線部２４，２５を、成形品
としてのパッケージ１４の各凹部１５，１６，１７に化
学めっき等の方法（ＭＩＤ法）で形成したものである。

【００１３】本発明請求項２による課題解決手段は、請
求項１の接点端子１８，１９または立体配線部２４，２
５のうち少なくともいずれか一方は、パッケージ１４の
上面および側面を通じてパッケージ１４の裏面まで引き
回しされたものである。

【００１４】本発明請求項３による課題解決手段は、請
求項１の接点端子１８，１９または立体配線部２４，２
５のうち少なくともいずれか一方は、対応する各凹部１
５〜１７の底部に形成された貫通孔３１を通じてパッケ
ージ１４の裏面まで引き回しされたものである。

【００１５】

【作用】上記請求項１による課題解決手段において、パ
ッケージ１４をＭＩＤ法で形成でき、各部品を可能な限
り一体化できる。そうすると、スイッチ操作時の視認性
がよくなるだけでなく、構造の簡略化、小型薄型化、低
コスト化が可能となる。

【００１６】請求項２，３では、外部の実装基板に実装
する際、パッケージ１４の裏面を実装基板に接触させ、
電気的接点部１１や表示用発光素子１２，１３を上向き
にして表面実装できる。

【００１７】

【実施例】

（第一実施例）図１は本発明の第一実施例を示す照光式
スイッチ装置であって、（Ａ）は外観斜視図、（Ｂ）は
弾性膜を装着する動作を示す斜視図、図２は内部回路
図、図３は電気的接点部の非接続状態を示す断面図、図
４は電気的接点部の接続状態を示す断面図、図５は表示
用凹部内の構造を示す断面図、図６は立体配線されたパ
ッケージの平面図である。

【００１８】図示の如く、本実施例の照光式スイッチ装
置は、例えば携帯電話や小型ＶＴＲカメラ等の小型機器
の操作スイッチに使用されるもので、電気的接点部１１
のオンオフ切換を指等の対象物にて行い、オンオフ切換
表示をオン表示用発光素子１２およびオフ表示用発光素
子１３で択一的に発光して行うもので、そのパッケージ
１４として、図１（Ａ）（Ｂ）の如く、リードフレーム
を用いずに、小型、薄型の一体化した部品を得るための
Ｍｏｌｄｅｄ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｄｅ
ｖｉｃｅ法（以下、ＭＩＤ法と称す）を用いたものであ
る。ここで、ＭＩＤ法とは、射出成形または押出し成形
によって得られた成形品に化学めっき等の方法で電気回
路を形成したものである。

【００１９】該ＭＩＤ法によるパッケージ１４は、耐熱
性液晶ポリマーやポリフェニレンサルファイド（ＰＰ
Ｓ）等の電気的絶縁性を有する遮光性樹脂が使用され、
一枚の有機樹脂基板に数百個のデバイスが規則正しく配
列されるよう金型成形され、後に、図１〜６に示すよう
なデバイスにダイシング分割される。

【００２０】該パッケージ１４の上面の各デバイス領域
には、図１の如く、中央部の電気的接点部１１を形成す
るための接点用凹部１５と、前記オン表示用発光素子１
２を搭載するためのオン表示用凹部１６と、前記オフ表
示用発光素子１３を搭載するためのオフ表示用凹部１７
とが形成されている。

【００２１】前記電気的接点部１１は、パッケージ１４
の接点用凹部１５の底面に互いに並置形成された薄膜状
の第一接点端子１８および第二接点端子１９と、該両接
点端子１８，１９の電気的接続をオンオフ切換する操作
部２０とから構成され、該操作部２０は、接点用凹部１
５の開口部に張設され外力を加えることで前記両接点端
子１８，１９まで離接自在に弾性変形する弾性膜２１
と、該弾性膜２１の両接点端子１８，１９に対向する面
に取り付けられ弾性膜２１が両接点端子１８，１９に接
触するときにこれらを電気的に接続するための導電片２
２（可動接点）とから構成されている。

【００２２】前記両接点端子１８，１９は、図１
（Ｂ），図３および図４の如く、互いに非連続にめっき
形成され、図３，４の如く、接点用凹部１５の底面から
パッケージ１４の上面および側面スルーホール２３を介
して裏面電極１８ａ，１９ａにまで夫々引きまわしされ
ている。

【００２３】前記弾性膜２１は、図１（Ａ）（Ｂ）の如
く、接点端子１８，１９を隠すといった美観上の理由か
らポリエステル等の遮光性の軟質プラスチック材等が用
いられ、パッケージ１４の電気的接点部１１に相当する
部分全部を覆うよう大面積とされて、パッケージ１４の
上面の一部に接着剤にて接着される。

【００２４】前記導電片２２は、図１（Ｂ），図３およ
び図４の如く、接点用凹部１５の底面と同面積程度かそ
れより小に形成された金属片であり、前記弾性膜２１の
下面に張付される。

【００２５】前記オン表示用凹部１６は、オン切換時の
視認性をよくするため、前記接点用凹部１５の近傍に隣
接される。該オン表示用凹部１６には、薄膜状のオン表
示用立体配線部２４が立体的にめっき形成され、該オン
表示用立体配線部２４には、前記オン表示用発光素子１
２が導電性ペーストを用いて上向きに搭載される。該オ
ン表示用発光素子１２は、図示しない外部回路にて、ス
イッチがオン状態のときにのみ発光するよう接続され
る。

【００２６】前記オフ表示用凹部１７は、オフ切換時の
視認性をよくするため、前記接点用凹部１５の近傍に隣
接し、かつ前記オン表示用凹部１６の逆側に配される。
該オフ表示用凹部１７には、薄膜状のオフ表示用立体配
線部２５が立体的にめっき形成され、該オフ表示用立体
配線部２５には、前記オフ表示用発光素子１３が導電性
ペーストを用いて上向きに搭載される。該オフ表示用発
光素子１３は、前記図示しない外部回路にて、スイッチ
がオフ状態のときのみ発光するよう接続される。

【００２７】ここで、前記各立体配線部２４，２５は、
図５の如く、各表示用凹部１６，１７の底面からパッケ
ージ１４の上面および側面スルーホール２３を介して裏
面電極１６ａ，１７ａにまで夫々引きまわしされてい
る。

【００２８】なお、前記表示用凹部１６，１７は逆台錐
形とされ、その傾斜面に形成された立体配線部２４，２
５は、各発光素子１２，１３を搭載するためのみなら
ず、発光素子１２，１３からの照射光を上方へ反射させ
ることにより光指向特性を高める機能を有する。

【００２９】図１，５中、２６はボンディングワイヤ、
２７は各表示用凹部１６，１７に充填されるシリコン樹
脂やエポキシ樹脂等の透光性封止樹脂である。なお、オ
ン表示用凹部１６に、充填する封止樹脂２７と、オフ表
示用凹部１７に充填する封止樹脂２７とは、赤と緑等に
色彩を変えておくのが望ましい。また、図５の如く、透
光性封止樹脂２７に集光レンズ２７ａを形成しておいて
もよい。

【００３０】上記の照光式スイッチ装置は、以下のよう
に製造される。

【００３１】まず、多数のめっきグレードのパッケージ
１４を、複数デバイス分並置して一体的に成形する。こ
の際、各デバイス領域の上面に接点用凹部１５および表
示用凹部１６，１７を形成する。そして、接点用凹部１
５に接点端子１８，１９をめっき形成するとともに、各
表示用凹部１６，１７に立体配線部２４，２５をめっき
形成する。これらは、パッケージ１４のスルーホールを
介して裏面に引きまわししておく。

【００３２】次に、一対の表示用発光素子１２，１３を
表示用凹部１６，１７内に搭載し、ボンディングワイヤ
２６を用いてボンディング結線し、その上を透光性封止
樹脂２７で封止する。

【００３３】これと同時に、接点用凹部１５の開口部
に、導電片２２を有する弾性膜２１を張設し、電気的接
点部１１を形成する。

【００３４】その後、ダイシングソーで切断してチツプ
化し、図１〜５に示す照光式スイッチ装置を形成する。

【００３５】このように、ＭＩＤ法、すなわちリードフ
レームを用いない樹脂成型物に必要な金属層を形成させ
て、表示用発光素子と電気的接点部の夫々の機能部を一
体化したスイッチ装置を製作することが可能となるた
め、図１６〜２０の従来の製品群に比較して、次の
（１）（２）の利点がある。

【００３６】（１）ＭＩＤ法を用い、リードフレームを
用いない樹脂一体構造を有するため、部品点数を低減で
き、コスト削減を果たせる。また製品高さも１ｍｍ程度
が可能となり、従来比５０％以下が実現できる。

【００３７】（２）スイッチ部とＬＥＤ部が一体化し、
かつ薄型化が可能であるので薄型操作パネルを製作する
際、メンブレンスイッチなど特殊な構造は不要で、チッ
プマウントを経てリフローするといった一般的な表面実
装方式を用いることが可能となる。

【００３８】これらのことから、照光式スイッチ装置を
可能な限り一体化でき、構造の簡略化、小型薄型化、低
コスト化が可能となる。

【００３９】また、リードフレームとパッケージのモー
ルド樹脂との間の熱膨張係数の差による剥離等の問題も
なく、半田リフロー時の耐熱性の向上、および熱衝撃に
対しても品質の向上が図り得る。

【００４０】さらに、従来のようにリードピンを外部に
突出させなくてもよいので、リードピンの外力による変
形を防止し得る。

【００４１】また、スイッチを使用しない通常時は、図
３の如く、弾性膜２１は自然状態で接点端子１８，１９
から離間するため、導電片２２は接点端子１８，１９に
接触せず、両接点端子１８，１９間の非接続状態が維持
される。

【００４２】この際、オフ表示用発光素子１３は点灯
し、オン表示用発光素子１２は消灯している。

【００４３】一方、スイッチの操作時には、指等の対象
物で弾性膜２１を下方へ押圧する。そうすると、弾性膜
２１は接点用凹部１５の底面側へ弾性変形する。そし
て、導電片２２は、両接点端子１８，１９に接触し、こ
れらを電気的に接続状態とする。

【００４４】この際、オン表示用発光素子１２は点灯
し、オフ表示用発光素子１３は消灯する。

【００４５】このように、電気的接点部１１と同一部品
内にある表示用発光素子１２，１３を見ながらスイッチ
動作を行うことができ、作業時の視認性が良好になる。

【００４６】（第二実施例）図７は本発明の第二実施例
を示す照光式スイッチ装置の電気的接点部の非接続状態
を示す断面図、図８は電気的接点部の接続状態を示す断
面図、図９は表示用凹部内の構造を示す断面図、図１０
は立体配線されたパッケージの平面図、図１１はパッケ
ージに表示用発光素子が搭載された平面図、図１２はボ
ンディング結線された平面図、図１３は表示用凹部に透
光性封止樹脂を充填した平面図、図１４は接点用凹部に
導電片を有する弾性膜を張設した平面図である。

【００４７】本実施例の照光式スイッチ装置は、図７〜
１０の如く、パッケージ１４の各凹部１５〜１７の底部
に貫通孔（スルーホール）３１を形成し、凹部１５〜１
７の所望位置、貫通孔３１およびパッケージ１４の裏面
の所望位置にめっき配線して、凹部１５〜１７内の接点
端子１８，１９や立体配線部２４，２５をパッケージ１
４の裏面へ引き出したものである。

【００４８】該照光式スイッチ装置は、その後、図１１
のように、表示用発光素子１２，１３が搭載され、図１
２の如く、ボンディングワイヤ２６にて内部結線され、
図１３の如く、表示用凹部１６，１７に透光性封止樹脂
２７が充填され、図１４の如く、接点用凹部１５に導電
片２２を有する弾性膜２１が張設される。

【００４９】それ以外の構成、動作および効用は第一実
施例と同様である。

【００５０】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。

【００５１】例えば、上記実施例では、表示用発光素子
として、オン用とオフ用の一対の発光素子１２，１３を
設け、夫々対応する凹部１６，１７も別々に形成してい
たが、オン用またはオフ用の表示用発光素子および凹部
を夫々単一に設けてもよく、あるいは、オン用とオフ用
の発光素子１２，１３自体の光の色彩を互いに違えて識
別力を持たせ（異色発光）、これらを単一の凹部内に近
接して搭載してもよい。この場合、凹部内の立体配線部
の形状を工夫して、両者間の絶縁を行う。この各表示用
凹部１６，１７の位置は、デザイン上で任意に設定すれ
ばよい。

【００５２】また、上記実施例では、接点端子１８，１
９や立体配線部２４，２５をめっき法にて形成していた
が、金属蒸着等の他の方法で形成してもよい。

【００５３】さらに、接点端子１８，１９や立体配線部
２４，２５のパッケージ１４裏面への引き回しを、第一
実施例ではパッケージ１４側部のスルーホール２３を、
第二実施例では各凹部１５〜１７底部の貫通孔３１を通
じて行っていたが、図１５の如く、接点端子１８，１９
のみをパッケージ１４側部のスルーホール２３を通じて
引き回し、立体配線部２４，２５を凹部１６，１７底部
の貫通孔３１を通じて引き回してもよい。あるいは、そ
の逆で、接点端子１８，１９のみを凹部１５底部の貫通
孔３１を通じて引き回し，立体配線部２４，２５をパッ
ケージ１４側部のスルーホール２３を通じて引き回して
もよい。

【００５４】さらにまた、上記実施例では、透光性封止
樹脂２７がレンズ形状とされていたが、レンズが無く平
滑とされていてもよい。

【００５５】あるいは、透光性封止樹脂２７に代えて、
透光性フィルムを各凹部１６，１７の開口部に張設して
もよい。

【００５６】また、上記実施例では、電気的接点部１１
と各表示用発光素子１２，１３との接続を、外部回路に
て行っていたが、表示用発光素子をオン用のもののみに
限定し、これらの接続を、パッケージ１４の内部でめっ
き処理にて直列回路を形成することで行えば、実装基板
との配線がより容易になる。

【００５７】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明請
求項１によると、電気的接点部を、パッケージの接点用
凹部の底面の第一接点端子および第二接点端子と、両接
点端子まで離接自在に弾性変形する弾性膜と、弾性膜の
導電片とから構成し、両接点端子や立体配線部をＭＩＤ
法にて形成しているので、次の効果がある。

【００５８】（１）ＭＩＤ法を用いることで、電気的接
点部と表示用発光素子を一体化したパッケージに組み込
むことが可能となり、パッケージの絶縁材料の使用効率
を高めて、照光式スイッチ装置の小型薄型化、低コスト
化が可能となる。また、従来のメンブレンスイッチのよ
うに複雑な構造は不要となり、基板の上に各素子を直接
面実装できるため操作パネルの設計短縮、コスト低減が
可能となる。

【００５９】（２）電気的接点部と同一部品内に表示用
発光素子を有するので、スイッチの動作の視認性が良好
となる。

【００６０】（３）スイッチのオンオフ切換をする際、
表示用発光素子が電気的接点部の近傍にあるため、対象
物で触れる位置の視認性がよくなり、オンオフ作業が容
易となる。

【００６１】請求項２，３によると、両接点端子または
立体配線部を、パッケージの上面および側面、または各
凹部の底部に形成された貫通孔を通じて、パッケージの
裏面まで引き回しているので、外部の実装基板に実装す
る際、パッケージの裏面を実装基板に接触させ、電気的
接点部や表示用発光素子を上向きにして表面実装できる
といった優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す照光式スイッチ装置
であって、（Ａ）は外観斜視図、（Ｂ）は弾性膜を装着
する動作を示す斜視図

【図２】内部回路図

【図３】電気的接点部の非接続状態を示す断面図

【図４】電気的接点部の接続状態を示す断面図

【図５】表示用凹部内の構造を示す断面図

【図６】立体配線されたパッケージの平面図

【図７】本発明の第二実施例を示す照光式スイッチ装置
の電気的接点部の非接続状態を示す断面図

【図８】電気的接点部の接続状態を示す断面図

【図９】表示用凹部内の構造を示す断面図

【図１０】立体配線されたパッケージの平面図

【図１１】パッケージに表示用発光素子が搭載された平
面図

【図１２】ボンディング結線された平面図

【図１３】表示用凹部に透光性封止樹脂を充填した平面
図

【図１４】接点用凹部に導電片を有する弾性膜を張設し
た平面図

【図１５】他の実施例を示す照光式スイッチ装置の分解
斜視図

【図１６】従来例１の照光式スイッチ装置であり、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図

【図１７】従来例２の照光式スイッチ装置であり、
（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図

【図１８】従来例３の照光式スイッチ装置の断面図

【図１９】従来例４の照光式スイッチ装置の断面図

【図２０】従来例５の照光式スイッチ装置の断面図

【符号の説明】 １１ 電気的接点部 １２，１３ 表示用発光素子 １４ パッケージ １５ 接点用凹部 １６，１７ 表示用凹部 １８，１９ 接点端子 ２０ 操作部 ２１ 弾性膜 ２２ 導電片 ２４，２５ 表示用立体配線部 ３１ 貫通孔

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気的接点部のオンオフ切換表示を表示
   用発光素子で行う照光式スイッチ装置において、前記 電気的接点部を形成するための接点用凹部と、前記
   表示用発光素子を搭載するための表示用凹部とを備えた
   パッケージがモールデッド・インターコネクション・デ
   バイス法で形成され、 前記電気的接点部は、 前記接点用凹部の底面に互いに並置形成された薄膜状の
   第一接点端子および第二接点端子と、 該両接点端子の電気的接続をオンオフ切換する操作部と
   から構成され、 該操作部は、 接点用凹部の開口部を覆うように張設され外力を加える
   ことで前記両接点端子に離接自在に弾性変形する遮光性
   の弾性膜と、 該弾性膜の両接点端子に対向する面に取り付けられ弾性
   膜が両接点端子に接触するときにこれらを電気的に接続
   するための金属片とから構成され、 前記表示用凹部に、薄膜状の表示用立体配線部が立体的
   に形成され、 該表示用立体配線部に、前記表示用発光素子が搭載さ
   れ、 前記表示用凹部は、透光性封止樹脂によって封止され た
   ことを特徴とする照光式スイッチ装置。
2. 【請求項２】 請求項１の接点端子または立体配線部の
   うち少なくともいずれか一方は、パッケージの上面およ
   び側面を通じてパッケージの裏面まで引き回しされたこ
   とを特徴とする照光式スイッチ装置。
3. 【請求項３】 請求項１の接点端子または立体配線部の
   うち少なくともいずれか一方は、対応する各凹部の底部
   に形成された貫通孔を通じてパッケージの裏面まで引き
   回しされたことを特徴とする照光式スイッチ装置。