JP4622705B2 - パネルスイッチ用可動接点体 - Google Patents

Description

本発明は、各種電子機器の操作パネル等のパネルスイッチに使用されるパネルスイッチ用可動接点体に関するものである。

近年、携帯電話機、ＰＤＡなどの携帯用電子機器が広く普及しており、それらの電子機器において静電気に対する対策が講じられているが、回路基板設計を容易にするため操作パネルに使用されるパネルスイッチ側で静電気対策を行うことが多くなっている。

また、このようなパネルスイッチには、厚さが薄く構成できて、操作時に良好な感触が得られ、しかも電気的に安定した感触が得られることなどから、ドーム状に加工された弾性を有する導電金属板からなる可動接点を操作ボタンの位置に対応させて絶縁フィルムの下面に保持したパネルスイッチ用可動接点体が多く採用されている。

このような従来のパネルスイッチ用可動接点体について図４〜図６を用いて説明する。

図４は従来のパネルスイッチ用可動接点体の断面図、図５は同分解斜視図、図６は同パネルスイッチ用可動接点体の装着状態の要部断面図である。

図４、図５において、１は外形を定型に加工された可撓性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの絶縁性フィルムからなるベースシートで、その下面全体に形成された粘着層２によって、上方突形のドーム状に形成された弾性を有する導電金属板製の可動接点３が、電気的に独立状態で複数所定位置に、そのドーム状部分を粘着保持されている。また、ベースシート１の上面には、銀ペーストを印刷し、１２０℃、１０分間焼付乾燥して形成された導電性被膜５が設けられている。

そして、４は絶縁性のフィルムからなり表面が離型処理されたセパレータで、可動接点３を介在させてベースシート１下面の粘着層２によりベースシート１の下面全体を覆うように貼り付けられている。

従来のパネルスイッチ用可動接点体は、上記のごとく構成されたものであり、その使用時には、図６に示すように、セパレータ４を剥がしたものを、ベースシート１下面の粘着層２で、それぞれの可動接点３に対応する固定接点７（７Ａ、７Ｂ）が配設された配線基板６上に貼り付け、それぞれの中央固定接点７Ａが各可動接点３のドーム状頂点部と対峙し、かつそれぞれの外側固定接点７Ｂ上に上記各可動接点３の外周下端が載置されることにより個々のスイッチとして構成される。

その動作としては、ベースシート１の上方から可動接点３に押し下げ力を加え、可動接点３のドーム状部分を弾性反転させ、その中央部下面を中央固定接点７Ａに接触させることにより、可動接点３を介して中央固定接点７Ａと外側固定接点７Ｂ間が電気的に接続する。

そして、その押し下げ力を除くと、可動接点３が自らの弾性復元力により、元の上方突形ドーム状に弾性復帰して、中央固定接点７Ａと外側固定接点７Ｂは電気的に独立状態に戻る。

そして、上記従来のものにおいては、図６に示すように、操作ボタン（図示せず）などを介して人体などからパネルスイッチ用可動接点体に流れてきた静電気をグランドへ逃がすと共に、電子機器の小型化、省スペース化を図るために、パネルスイッチ用可動接点体のベースシート１端部に設けられたアース用舌片部１Ａを１８０度折り返して、導電性被膜５が配線基板６上に設けられたアース用ランド８に接触するように貼り付けられて使用されるものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平１１−２３２９６３号公報

しかしながら上記従来のパネルスイッチ用可動接点体は、導電性被膜５を形成するため、ベースシート１に銀ペーストを印刷し、通常、１２０℃〜１５０℃の高温雰囲気内で１０分間の焼付乾燥を実施するため、エネルギーコストがかかると共に、高温によりベースシート１の変形が発生し易いという課題があった。

一方、焼付乾燥を低温雰囲気で実施すると、焼付乾燥が不十分となり、ベースシート１の印刷面を１８０度屈曲させて用いる場合は、導電性被膜５の割れやベースシート１からの剥離が発生するという課題があった。

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、低温での焼付乾燥処理が可能で、印刷面を１８０度屈曲して使用しても、導電性被膜の割れや剥離が発生せず、焼付乾燥処理時のエネルギーコストを少なくすることができると共に、静電気対策が簡易で、信頼性の高い導電性被膜を備えたパネルスイッチ用可動接点体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、以下の構成を有するものである。

請求項１に記載の発明は、実装時に相手方の固定接点との組み合せでスイッチが構成される可動接点を所定位置に備え、上面に銀ペーストにより印刷形成された導電性被膜を備えた絶縁フィルム製のベースシートからなり、上記銀ペーストは、ガラス転移点が３０℃〜４０℃でかつ平均分子量が３００００〜３５０００であるワニス状のポリエステル樹脂と、フレーク状銀粒子と樹枝状銀粒子の混合比率が７０ｗｔ％〜８０ｗｔ％：２０ｗｔ％〜３０ｗｔ％である銀粒子とを、ポリエステル樹脂成分：銀粒子＝１２ｗｔ％〜１５ｗｔ％：８５ｗｔ％〜８８ｗｔ％で配合し、その配合にさらに希釈溶剤が、上記銀ペーストに占める量で２０ｗｔ％〜３０ｗｔ％加えられたものであり、上記希釈溶剤は、ブチルセロソルブアセテート９０ｗｔ％〜９５ｗｔ％とイソホロン５ｗｔ％〜１０ｗｔ％とを混合したものであることを特徴とするパネルスイッチ用可動接点体であり、印刷性が良好で、低温での焼付乾燥処理が可能なため、エネルギーコストを少なくすることができると共に、導電性被膜の印刷面を１８０度屈曲しても、導電性被膜の割れや剥離が生じないため、静電気対策が簡易で、信頼性の高い導電性被膜を備えたパネルスイッチ用可動接点体を提供することができるという作用を有する。

以上のように本発明によれば、低温での焼付乾燥処理が可能で、導電性被膜を印刷形成した絶縁性フィルムを１８０度屈曲しても、導電性被膜の割れや剥離が生じないため、エネルギーコストを少なくすることができると共に、静電気対策が簡易で、信頼性の高い導電性被膜を備えたパネルスイッチ用可動接点体を提供することができるという有利な効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、従来の技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。

（実施の形態）
図１は、本発明の一実施の形態によるパネルスイッチ用可動接点体の断面図、図２は同分解斜視図、図３は同パネルスイッチ用可動接点体の装着状態の要部断面図である。

図１、図２において、１は外形を定型に加工され下面に粘着層２を有したＰＥＴ製のベースシートで、上方突形のドーム状の可動接点３が、上記粘着層２によって複数所定位置に粘着保持されていると共に、ベースシート１の上面には、銀ペーストを印刷して形成された導電性被膜１０が設けられており、上記ベースシート１下面の粘着層２により表面が離型処理されたセパレータ４が下面全体を覆って貼り付けられている。

また、その使用時には、図３に示すように、セパレータ４を剥がして、ベースシート１下面の粘着層２で配線基板６に貼り付け、それぞれの可動接点３に対応して配線基板６上に設けられた固定接点７（７Ａ，７Ｂ）とで複数のスイッチが構成されるものであり、ベースシート１端部のアース用舌片部１Ａを１８０度屈曲させて配線基板６のアース用ランド８に上記導電性被膜１０を接触させて静電気対策がなされるもので、従来の使われ方と同様である。

ここで、本発明のパネルスイッチ用可動接点体のベースシート１上面に導電性被膜１０を形成するために用いた銀ペーストについて複数の試料を作製して評価した内容を説明する。

まず、樹脂バインダーとして、ガラス転移点が３０℃〜４０℃で平均分子量が３００００〜３５０００のワニス状のポリエステル樹脂に、フレーク状銀粒子が８０ｗｔ％、樹枝状銀粒子が２０ｗｔ％を混合させた銀粒子を加え、ポリエステル樹脂成分と銀粒子の比率を１５ｗｔ％：８５ｗｔ％になるように配合し、万能撹拌機にて１５分間撹拌した後、３本ロールミル機を用いて３０分間混練して初期銀ペーストとする。

この混練した初期銀ペーストが印刷適正粘度となるように、ブチルセロソルブアセテート（ＢＣＡ）９０ｗｔ％とイソホロン１０ｗｔ％を混合した希釈溶剤を銀ペーストに占める割合で２０ｗｔ％〜３０ｗｔ％の比率になるように加えて混練し、スクリーン印刷用に適した粘度に調整した銀ペーストを作製した。

そして、この銀ペーストを厚み５０μｍのＰＥＴフィルム上に、３００メッシュで乳剤厚みが１０μｍのステンレス製マスクを用いてスクリーン印刷して、遠赤併用熱風循環炉にて８０℃で５分間乾燥焼付させて導電性被膜１０を形成したものを実施試料１とした。

また、実施試料１と同様に、実施試料１に対して樹脂バインダーであるポリエステル樹脂のガラス転移点を変えたものを実施試料２および実施試料３とした。この実施試料２は、ポリエステル樹脂のガラス転移点を２０℃〜３０℃に低くしたものであり、実施試料３は、ポリエステル樹脂のガラス転移点を４０℃〜５０℃に高くしたものである。

さらに、実施試料１に対して、ポリエステル樹脂の平均分子量を変えて製作したものを実施試料４および実施試料５とした。この実施試料４は、ポリエステル樹脂の平均分子量を２５０００〜３００００に低くしたものであり、実施試料５は、ポリエステル樹脂の平均分子量を３５０００〜４００００に大きくしたものである。

また、実施試料１に対してフレーク状銀粒子と樹枝状銀粒子の混合比を変えて製作したものを実施試料６、実施試料７および実施試料８とした。この実施試料６は、フレーク状銀粒子を９０ｗｔ％になるように多く混合したものであり、実施試料７は、フレーク状銀粒子を７０ｗｔ％になるようにし、実施試料８はフレーク状銀粒子を６５ｗｔ％になるように少なく混合したものである。

そして、実施試料１に対して銀粒子の配合量を変えて製作したものを実施試料９〜実施試料１１とした。実施試料９は、銀ペーストに占める銀粒子の配合量を８０ｗｔ％になるように少なく配合したものであり、実施試料１０は、銀ペーストに占める銀粒子の配合量を８８ｗｔ％になるようにし、実施試料１１は、銀ペーストに占める銀粒子を配合量を９０ｗｔ％になるように多く配合したものである。

さらに、実施試料１に対して２種の希釈溶剤の混合比率を変えて製作したものを実施試料１２および実施試料１３とした。実施試料１２は、ＢＣＡを８５ｗｔ％になるように少なくしたものであり、実施試料１３は、ＢＣＡを９５ｗｔ％になるように多くしたものである。ここで、銀ペーストに占める希釈溶剤の配合比率は変わりなく、２０ｗｔ％〜３０ｗｔ％としており、スクリーン印刷に適した粘度である。

また、ＢＣＡを９５ｗｔ％より多くしたものも作製したが、希釈溶剤の揮発性が高くなり、スクリーン印刷中に銀ペーストの粘度が大きく変化し、印刷性が悪化してしまったため、精度よく導電性被膜１０を形成することができなかった。

上記各実施試料の評価方法としては、導電性被膜１０が印刷されている面を外側にしてベースシート１を１８０度屈曲させ、その上方から円錐台を介して１２ｋＰａの圧力を３秒間加えた後、屈曲部分を元の曲げていない状態に戻す。これを１０回繰り返し、屈曲部分を挟んだ２ヶ所の間で、導通抵抗値の変化を確認した。

また、ベースシート１を１８０度屈曲する前の導電性被膜１０の単位面積あたりの抵抗値（シート抵抗値）も確認した。

それら各実施試料１〜実施試料１３の組成や測定結果を（表１）にまとめた。

上記（表１）の結果に示すように、実施試料１、実施試料７、実施試料１０、実施試料１３は、シート抵抗値が０．０４Ω／□〜０．０６Ω／□と低く、しかも１８０度屈曲後の抵抗値変化率も２３％〜３２％と小さいものであった。

それらに対し、ガラス転移点を２０℃〜３０℃に低くした実施試料２は、シート抵抗値は０．０５Ω／□で、低い抵抗値となっているが、１８０度屈曲後の抵抗値変化率が２１５％と高いものになっている。そして、ガラス転移点を４０℃〜５０℃に高くした実施試料３では、シート抵抗値は実施試料２などと同様に低い値であったが、１８０度屈曲後の抵抗値変化率は３１４％とさらに高いものであった。

そして、ポリエステル樹脂の平均分子量を２５０００〜３００００に低くした実施試料４は、１８０度屈曲後の抵抗値変化率が２５８％と高く、さらに平均分子量を３５０００〜４００００にした実施試料５は、同様に１８０度屈曲後の抵抗値変化率が１６２％と高いものであった。

これらの要因としては、ガラス転移点や平均分子量を変化させることで導電性被膜の強度が低下したり、導電性被膜がもろくなったりして、屈曲により導電性被膜内部で破壊が起こり、導電パスが断線されたためであると推測される。

一方、フレーク状銀粒子と樹枝状銀粒子の混合比率で、フレーク状銀粒子を９０ｗｔ％になるように多くした実施試料６は、シート抵抗値は０．０４Ω／□とやや低くなっているが、１８０度屈曲後の抵抗値変化率が１７８％と高いものであった。また、フレーク状銀粒子を６５ｗｔ％になるように少なくした実施試料８は、シート抵抗値が０．１０Ω／□と少し高く、１８０度屈曲後の抵抗値変化率も９８％とやや高いものになった。

これらの２種の銀粒子間の混合比率変更による抵抗値変化の要因としては、フレーク状銀粒子を増減したことで、屈曲した際に２種の銀粒子間の接続が不十分になってしまったためと推測される。

そして、銀ペーストに占める銀粒子の配合比率を８０ｗｔ％になるように少なくした実施試料９は、シート抵抗値が０．１１Ω／□と高く、更に１８０度屈曲後の抵抗値変化率も２１１％と高いものになり、反対に、銀粒子の配合比率を９０ｗｔ％になるように多くした実施試料１１は、シート抵抗値は０．０３Ω／□と低いが、１８０度屈曲後の抵抗値変化率は、同様に１５８％と高いものになった。

これらの銀ペーストに占める銀粒子の配合比率変更による抵抗値変化の要因としては、実施試料９のように、銀粒子配合比率を少なくすると、導電性が劣化してシート抵抗値が高くなったものと推測され、配合比率を増加した実施試料１１の場合であると、屈曲させないときの導電性は良好であるが導電性被膜がもろくなり、屈曲部で導電パスの分断が起こったため屈曲後の抵抗値変化が高くなったものと推測される。

さらに、混合希釈溶剤のＢＣＡの混合比率を少なくした実施試料１２は、シート抵抗値は０．１２Ω／□と高く、１８０度屈曲後の抵抗値変化率も８９％とやや高いものになった。これは、イソホロンの混合比率が増したことにより、混合希釈溶剤の沸点が高くなって十分揮発されず、乾燥焼付後の印刷被膜に混合希釈溶剤が残ってしまったためと推測される。

上記の実施試料１〜実施試料１３の結果より、ガラス転移点が３０℃〜４０℃で平均分子量が３００００〜３５０００のワニス状のポリエステル樹脂と、フレーク状銀粒子が７０ｗｔ％〜８０ｗｔ％、樹枝状銀粒子が２０ｗｔ％〜３０ｗｔ％を混合させた銀粒子とを、ポリエステル樹脂成分と銀粒子の比率を１２ｗｔ％〜１５ｗｔ％：８５ｗｔ％〜８８ｗｔ％になるように配合、混練した初期銀ペーストに、ブチルセロソルブアセテート９０ｗｔ％〜９５ｗｔ％とイソホロン５ｗｔ％〜１０ｗｔ％との混合希釈溶剤を銀ペーストに占める重量比率２０ｗｔ％〜３０ｗｔ％加えて混練し、印刷適正粘度としたスクリーン印刷用の銀ペーストを用い、ベースシート１上面にスクリーン印刷、８０℃、５分間乾燥焼付して導電性被膜１０を形成すれば、被膜硬度、被膜強度および可撓性が最適な状態となり、導電性被膜１０の印刷面を外側にして、ベースシート１を１８０度屈曲しても、導電性被膜１０の割れや剥がれなどが発生しにくい信頼性の高い導電性被膜１０を形成することができる。また、スクリーン印刷性も良好であり、印刷被膜の乾燥焼付を低温で短時間の処理にできるのでエネルギーコストも低いものとすることができる。

ここで、上記各実施試料の乾燥焼付は、８０℃、５分間の処理を実施したが、８０℃±１０℃、３〜１０分間の条件であれば同様に良好なものにでき、好ましくは８０℃±５℃、５±１分間での条件とすればよい。なお、上記温度は上記範囲より高温で、ベースシート１の変形が生じない温度にしても良いが、エネルギーコストを少なくするためには適していない。

そして、下面の粘着層２で上方突形のドーム状に加工された可動接点３のドーム状部分を粘着保持したベースシート１の上面に、上記銀ペーストにより導電性被膜１０を形成したパネルスイッチ用可動接点体とすれば、ベースシート１の一端部に設けたアース用舌片部１Ａを１８０度屈曲して、導電性被膜１０を配線基板のグランドに接触させるだけで、容易に静電気を所定のアース回路へ逃がすことができるパネルスイッチ用可動接点体を実現できる。

本発明によるパネルスイッチ用可動接点体は、低温での焼付乾燥処理が可能で、導電性被膜を印刷形成した絶縁性フィルムを１８０度屈曲しても、導電性被膜の割れや剥離が生じないため、エネルギーコストを少なくすることができると共に、静電気対策が簡易で、信頼性の高い導電性被膜を備えたパネルスイッチ用可動接点体を提供することができるという有利な効果を有し、各種電子機器の操作パネル等に使用されるパネルスイッチに有用である。

本発明の一実施の形態によるパネルスイッチ用可動接点体の断面図 同分解斜視図 同パネルスイッチ用可動接点体の装着状態の要部断面図 従来のパネルスイッチ用可動接点体の断面図 同分解斜視図 同パネルスイッチ用可動接点体の装着状態の要部断面図

符号の説明

１ ベースシート
１Ａ アース用舌片部
２ 粘着層
３ 可動接点
４ セパレータ
６ 配線基板
７、７Ａ、７Ｂ 固定接点
１０ 導電性被膜

Claims (1)

1. 実装時に相手方の固定接点との組み合せでスイッチが構成される可動接点を所定位置に備え、上面に銀ペーストにより印刷形成された導電性被膜を備えた絶縁フィルム製のベースシートからなり、上記銀ペーストは、ガラス転移点が３０℃〜４０℃でかつ平均分子量が３００００〜３５０００であるワニス状のポリエステル樹脂と、フレーク状銀粒子と樹枝状銀粒子の混合比率が７０ｗｔ％〜８０ｗｔ％：２０ｗｔ％〜３０ｗｔ％である銀粒子とを、ポリエステル樹脂成分：銀粒子＝１２ｗｔ％〜１５ｗｔ％：８５ｗｔ％〜８８ｗｔ％で配合し、その配合にさらに希釈溶剤が、上記銀ペーストに占める量で２０ｗｔ％〜３０ｗｔ％加えられたものであり、上記希釈溶剤は、ブチルセロソルブアセテート９０ｗｔ％〜９５ｗｔ％とイソホロン５ｗｔ％〜１０ｗｔ％とを混合したものであることを特徴とするパネルスイッチ用可動接点体。

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