JP5249650B2 - Membrane switch and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
この発明は、メンブレンスイッチに関し、特に電子機器内で使用されるもので、明瞭なクリック感触を有する薄型のメンブレンスイッチに関する。 The present invention relates to a membrane switch, and more particularly to a thin membrane switch that is used in an electronic device and has a clear click feeling.
従来、メンブレンスイッチは、パソコン周辺機器や携帯電話等のキースイッチから電子レンジや洗濯機等の民生機器用操作パネル部にわたって世界中で幅広く利用されている。しかし、近年は、小型化、軽量化、薄型化、低価格化の要求が増えている。 2. Description of the Related Art Conventionally, membrane switches have been widely used all over the world, ranging from key switches for PC peripheral devices and mobile phones to operation panels for consumer devices such as microwave ovens and washing machines. However, in recent years, demands for miniaturization, weight reduction, thickness reduction, and price reduction have increased.
図6ないしは図8を参照するに、従来のメンブレンスイッチ101は、スペーサ103を挟んで隙間を介して対向する2枚の基板105,107に配置した一対の接触電極109,111からなるスイッチ素子の上に、表面シート113が両面粘着材115で貼り付けられたスイッチである。なお、前記2枚の基板105,107はスペーサ103の両面に両面粘着材117で貼り付けられている。
Referring to FIGS. 6 and 8, the
さらに、前記表面シート113は、前記スイッチ素子に対応する位置に当該スイッチ素子と反対側に向けて球面状にエンボス加工された複数のエンボス部119(押下部)を備えると共に、該エンボス部119の周囲には前記スイッチ素子側に突出した突出部121を備えるものである。突出部121はエンボス部119の周囲に複数箇所、例えば90°の間隔を隔てて4箇所形成したり、あるいは8箇所形成しており、クリック感を生じさせつつ反転させるように工夫されている。また、前記表面シート113のエンボス加工側の表面には意匠印刷層123が形成されている。
Further, the
メンブレンスイッチ101の製造方法としては、図8に示されているように、絶縁樹脂としての例えばPETの表面にスクリーン印刷により銀ペーストを印刷して形成した接触電極109,111を有するフレキシブル基板105,107を形成する。このフレキシブル基板105,107に両面粘着材117を貼り付けて、粘着材付きの第1,第2フレキシブル基板105,107を形成する。さらに、上記の第1,第2フレキシブル基板105,107の間にスペーサ103を挟んで、接触電極109,111同士が対向するように貼り合わせてスイッチ素子を形成する。
As shown in FIG. 8, the manufacturing method of the
一方、表面シート113は、図7に示されているように、絶縁材としての例えばPET上にスクリーン印刷により意匠印刷層123を設けて形成される。この表面シート113に対して金型を使用して意匠印刷層123の面側からPET側に向かってエンボス加工を行ってエンボス部119を形成する。これと同時に、エンボス部119の周囲にPET側から意匠印刷層123の側に向かって突出部121を形成する。スイッチ素子と表面シート113のエンボス部119の位置が合うように両面粘着材115で貼り付けることにより、メンブレンスイッチ101が形成される。
On the other hand, as shown in FIG. 7, the
上記の従来のメンブレンスイッチ101に該当するものとしては特許文献1に示される。
ところで、従来のメンブレンスイッチ101においては、クリック感触を調節するために、表面シート113上のスイッチ素子側に向けて突出した突出部121や、エンボス形状の設計に手間がかかるという問題点があった。これと同時に、表面シート113のエンボス形状が複雑になるに伴い、金型設計工数が増加するという問題点があった。
By the way, in the
また、従来のメンブレンスイッチ101は、表面シート113上の突出部121及びエンボス部119によりクリック感触を得ているが、繰り返し使用によって表面シート113が劣化した場合、クリック感触が悪化するというという問題点があった。
Further, the
この発明は、スイッチ設計の自由度を高くし、高寿命のスイッチを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a switch having a long life by increasing the degree of freedom in designing a switch.
上記の課題を解決するために、この発明のメンブレンスイッチは、中央接点とこの中央接点の周りに配置される外周接点とからなる固定接点部を表面に設けた基板と、この基板の前記外周接点に当接する外周縁を備えると共に前記中央接点に対向する頭頂部の可動接点部を備えた可撓性で、かつ椀型形状のステンレスもしくは銅系金属からなるスイッチ用ドームと、樹脂シートと、前記樹脂シートの一方の面に設けられた粘着剤層とからなり、前記基板上の所定位置に前記スイッチ用ドームを配置すべく押さえるために、前記基板上に貼り付けられると共に、前記スイッチ用ドームの凸面側全面に貼り付けられたドーム押え部材と、前記スイッチ用ドームの外方に位置してエンボス部を施し、かつエンボス加工側の表面に意匠印刷層を設けた表面シートと、前記エンボス部の意匠印刷層の内側に前記スイッチ用ドームを押圧するために設けられ、樹脂で印刷形成された突起部と、を備え、前記意匠印刷層の突起部と前記スイッチ用ドームの可動接点部との位置が合うように、前記ドーム押え部材と前記意匠印刷層とが前記エンボス部以外の部分で粘着材で一体化されていることを特徴とするものである。 In order to solve the above-described problems, the membrane switch of the present invention includes a substrate having a fixed contact portion including a central contact and an outer peripheral contact disposed around the central contact on the surface, and the outer peripheral contact of the substrate. A switch dome made of a stainless steel or copper-based metal that is flexible and has a crest-shaped movable contact portion that has an outer peripheral edge that abuts against the central contact, and a resin sheet, An adhesive layer provided on one surface of the resin sheet, and is attached to the substrate to hold the switch dome at a predetermined position on the substrate. a convex side entire surface pasted dome pressing member, embossed portion is positioned outwardly of the dome for the switch, and provided with a printed design layer on the front surface of the embossed side And the surface sheet is provided to press the switch dome inside the printed design layer of the embossed portion includes a protruding portion formed by printing a resin, and for the the projecting portion of the printed design layer switch The dome pressing member and the design printing layer are integrated with an adhesive material at a portion other than the embossed portion so that the position of the movable contact portion of the dome is matched.
この発明のメンブレンスイッチは、前記メンブレンスイッチにおいて、前記粘着材が両面粘着材であることが好ましい。
この発明のメンブレンスイッチの製造方法は、中央接点とこの中央接点の周りに配置される外周接点とからなる固定接点部を表面に設けた基板を形成し、ステンレスもしくは銅系金属からなる板材を加工して、前記基板の前記外周接点に当接する外周縁を備えると共に前記中央接点に対向する頭頂部の可動接点部を備えた可撓性で、かつ椀型形状のスイッチ用ドームを形成し、樹脂シートの一方の面に粘着剤層を設けてドーム押え部材を形成し、前記ドーム押え部材を前記スイッチ用ドームの凸面側全面に貼り付けると共に、前記基板上の所定位置に前記スイッチ用ドームを配置すべく押さえるために、前記ドーム押え部材を前記基板上に貼り付け、樹脂シートにエンボス部を施すと共に、エンボス加工側の表面に意匠印刷層を印刷形成し、前記意匠印刷層の内側に前記スイッチ用ドームを押圧するための突起部を樹脂で印刷形成して表面シートを形成し、前記表面シートを前記スイッチ用ドームの外方に配置し、前記意匠印刷層の突起部と前記スイッチ用ドームの可動接点部との位置が合うように、前記ドーム押え部材と前記意匠印刷層とを前記エンボス部以外の部分で粘着材で一体化することを特徴とする。
In the membrane switch of the present invention, in the membrane switch, the adhesive material is preferably a double-sided adhesive material.
The membrane switch manufacturing method of the present invention forms a substrate having a fixed contact portion comprising a central contact and an outer peripheral contact disposed around the central contact on the surface, and processes a plate made of stainless steel or copper-based metal. And forming a flexible and saddle-shaped switch dome having an outer peripheral edge abutting against the outer peripheral contact of the substrate and a movable contact portion at the top of the head facing the central contact. An adhesive layer is provided on one surface of the sheet to form a dome pressing member, and the dome pressing member is attached to the entire convex surface of the switch dome, and the switch dome is disposed at a predetermined position on the substrate. in order to suppress in order to paste the dome pressing member on the substrate, it is performed with the embossed portion to the resin sheet, a design printed layer formed by printing on the front surface of the d Nbosu working side, A projection for pressing the dome switch inside the serial printed design layer to form a surface sheet by printing a resin, placing the topsheet outwardly of the dome for the switch, the printed design layer The dome pressing member and the design print layer are integrated with an adhesive material at a portion other than the embossed portion so that the protrusions of the switch and the movable contact portion of the switch dome are aligned.
以上のごとき課題を解決するための手段から理解されるように、この発明によれば、エンボス部を施した表面シートは意匠印刷層を設けることだけとしたので、意匠設計や構造設計の自由度の高いメンブレンスイッチを得ることができる。また、クリック感は別途に設けたスイッチ用ドームにより得るようにしたので、表面シートが劣化した後にも、良好なクリック感触を持続させることができ、高寿命なメンブレンスイッチが得られる。また、より一層の薄型化を図ることができる。 As can be understood from the means for solving the problems as described above, according to the present invention, the surface sheet provided with the embossed portion is only provided with the design printing layer, and therefore, the degree of freedom in design and structural design. High membrane switch can be obtained. In addition, since the click feeling is obtained by a switch dome provided separately, a good click feeling can be maintained even after the surface sheet is deteriorated, and a long-life membrane switch can be obtained. In addition, the thickness can be further reduced.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1ないしは図4を参照するに、この実施の形態に係るメンブレンスイッチ1は、基板としての例えばPCB(Printed Circuit Board)もしくはFPC(Flexible Printed Circuit)などのプリント配線基板3に、複数のスイッチ用ドーム5(メタルドームもしくは金属製クリックバネ)が組み込まれる。前記プリント配線基板3に設けた固定接点部(詳しくは後述する)と各スイッチ用ドーム5でスイッチ素子が形成される構成である。
Referring to FIGS. 1 to 4, a
さらに、エンボス加工を施して複数のエンボス部9(押下部)を備えた絶縁樹脂からなる表面シート7が、前記各エンボス部9を対応する前記各スイッチ用ドーム5の上方に位置するようにしてプリント配線基板3に両面粘着材11で貼り付けられた一体型の構造である。
Further, the
なお、この実施の形態では、図4に示されているように複数のスイッチ素子の箇所を設けているが、単に1箇所のスイッチ素子だけでも適用されるものである。したがって、メンブレンスイッチ1は、プリント配線基板3と表面シート7が貼り付けられて図4に示されているように全体としてシート状に形成された中に1つないしは複数のスイッチ素子を設けた形態である。
In this embodiment, a plurality of switch elements are provided as shown in FIG. 4, but only one switch element can be applied. Therefore, the
上記のスイッチ用ドーム5は、導電性材料としての例えばステンレスもしくは銅系金属の板材を加工することによって得られる。さらに、基板3上の接点部に接離可能な可撓性を備えた椀型形状のものである。なお、スイッチ用ドーム5は、直径が例えば4mmで、高さは例えば0.2mmである。
The
また、プリント配線基板3は、絶縁シート13の上に導電性材料からなる中央接点(中央電極)15Aが備えられ、この中央接点15Aの周りに外周接点(外周電極)15Bが環状に備えられており、中央接点15Aと外周接点15Bで電極対となる固定接点部15を構成している。なお、プリント配線基板3には回路がパターン形成されている。
Further, the printed
プリント配線基板3の上には、前述したスイッチ用ドーム5が電極対の中央接点15Aと外周接点15Bに整合させて配置されている。すなわち、スイッチ用ドーム5は、上記の中央接点15Aと外周接点15Bとの導通をON・OFFせしめるために、スイッチ用ドーム5の頭頂部の凹面側に位置する可動接点部5Aが前記中央接点15Aに接離可能な可撓性を備えており、その椀型形状の外周が外周接点15Bに接続して載置されるものである。
On the printed
上記のスイッチ用ドーム5は、その椀型形状の凸面側は例えば絶縁性のラバーシートなどの樹脂シートからなるドーム押え部材としての例えばドーム押えシート17により基板3上に押さえられ、位置決めされている。
The above-mentioned
上記のドーム押えシート17は、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)などの樹脂シートを基材とするシート材と、このシート材の一面に塗布した例えばアクリル系もしくはシリコン系粘着材からなる粘着剤層とから構成される片面粘着材であり、スイッチ用ドーム5を保持する粘着剤層はそのまま基板3の表面に貼り付けられる粘着剤と同じである。
The
また、上記のスイッチ用ドーム5は、上記の中央接点15Aをほぼ中央にして覆うように、つまり椀型形状の凹面の中心方向側に前記中央接点15Aが位置するように配置されている。つまり、スイッチ用ドーム5の頭頂部が下方へ押圧されると、頭頂部の付近が反転して凹むように押し込まれて可動接点部5Aが中央接点15Aに接触し、導通するように位置している。
The
表面シート7は、前記スイッチ用ドーム5に対応する位置に当該スイッチ用ドーム5と反対側に向けて球面状にエンボス加工された複数のエンボス部9を備えるものである。さらに、前記表面シート7のエンボス加工側の表面には意匠印刷層19が設けられ、さらにエンボス部9のほぼ中央には突起部21が印刷形成されている。
The
この実施の形態のメンブレンスイッチ1の製造方法としては、図3に示されているように、絶縁シート13としての例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)の表面にスクリーン印刷により銀ペーストを印刷して中央接点15A及び外周接点15Bからなる固定接点部15(接触電極)を有するプリント配線基板としての例えばフレキシブル基板3を形成する。片面粘着材であるドーム押えシート17にスイッチ用ドーム5を貼り付け、このドーム押えシート17をフレキシブル基板3の絶縁シート13に貼り付けることで、スイッチ用ドーム5を有するスイッチ素子を形成する。
As shown in FIG. 3, the manufacturing method of the
一方、表面シート7は、図2に示されているように、シート状の絶縁樹脂であるPETの上に、スクリーン印刷により意匠印刷層19と突起部21を印刷して形成される。この表面シート7に対して金型を使用して意匠印刷層19の面側からPET側に向かって突起部21を中心に円弧状にエンボス加工を行ってエンボス部9を形成する。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the
スイッチ用ドーム5と表面シート7のエンボス部9の位置が合うように表面シート7がフレキシブル基板3上のドーム押えシート17に粘着材としては例えば両面粘着テープなどの両面粘着材11で貼り付けることにより、メンブレンスイッチ1が形成される。
The
上記構成により、この実施の形態のメンブレンスイッチ1は、図5に示されているように、表面シート7に形成したエンボス部9が人の指などで押し込まれると、エンボス部9の裏面側に設けられた突起部21がドーム押えシート17の上からスイッチ用ドーム5の頭頂部の可動接点部5Aを押し下げる。
With the configuration described above, the
すると、スイッチ用ドーム5はその頭頂部の可動接点部5Aが変位し変形し、反転して凹むように押し込まれる。これにより、スイッチ用ドーム5の可動接点部5Aが中央接点15Aに接触し、対をなす電極である中央接点15Aと外周接点15Bがスイッチ用ドーム5を介して相互に電気的に接続されて、メンブレンスイッチ1がON状態となる。
Then, the
このとき、スイッチ用ドーム5は、スイッチ用ドーム5の頭頂部の付近が反転して凹むので、この変形時にクリック感が得られるように構成されている。また、表面シート7のエンボス部9から指などを離すと、スイッチ用ドーム5はそれ自身の弾性力により初期形状の原位置に復帰するので表面シート7のエンボス部9も原位置に復帰し、対をなす電極である中央接点15Aと外周接点15Bの間は電気的に分断され、メンブレンスイッチ1はOFF状態となる。
At this time, the
次に、上記の実施の形態のメンブレンスイッチ1の効果を調べるために、この実施の形態の構成に基づいた実施例を作成し、さらに、この実施例と比較するために図6の従来のメンブレンスイッチ101を比較例として作成した。
Next, in order to examine the effect of the
なお、実施例と比較例は、それぞれ、下記に示す材料を用い、実施例及び比較例の製造方法でメンブレンスイッチ1,101を作製した。 In each of Examples and Comparative Examples, membrane switches 1 and 101 were manufactured by using the materials shown below and the manufacturing methods of Examples and Comparative Examples.
使用材料としては、フレキシブル基板3,105,107は、材質がPETフィルム〔帝人デュポンフィルム(株)社製 型番;HSL〕で、厚さが100μmである。基板3,105,107に接触電極を含む電気回路を形成する銀を主成分とする導電性インクは、銀ペースト〔東洋紡(株)社製 型番;DX−351H−30〕である。
As the material used, the
表面シート7,113は、材質がPETフィルム〔帝人デュポンフィルム(株)社製 型番;HSL〕で、厚さが100μmである。意匠印刷層19,123は、意匠印刷用インク〔(株)セイコーアドバンス社製 型番;PALマット〕で意匠印刷した。
The
実施例の突起部21は、UV硬化型樹脂インク〔東洋インキ製造(株)杜製 型番;SS点字用インキ〕で印刷形成した。
The
両面粘着材11,115,117は、テサテープ(株)(社製 型番;4983)のものを使用した。
As the double-sided pressure-sensitive
実施例のスイッチ用ドーム5は、材質がSUS〔ステンレス、山元(株)社製型番;F3016S〕を使用した。
The material used for the
実施例のドーム押えシート17(片面粘着材)は、材質がポリエステルフィルムテープ〔(株)イザワ社製型版;[5]〕を使用した。 The dome presser sheet 17 (single-sided adhesive material) of the example was made of a polyester film tape [Isawa Co., Ltd .; [5]].
比較例のスペーサ103は、材質がPETフィルム〔帝人デュポンフィルム(株)社製 型番;HSL〕を使用し、厚さが25μmである。
The
以上の実施例と比較例のメンブレンスイッチ1,101のエンボス部9,119に対して打鍵耐久試験を実施した。なお、打鍵耐久試験を実施する際に、打鍵子にはシリコンゴム(硬度50、SR7mm)を使用した。打鍵荷重が7Nで、打鍵回数は50万回である。なお、N数はN=6としている。
A keystroke endurance test was performed on the
その結果、打鍵耐久試験後のクリック率は、表1に示されている通りである。なお、クリック率を図るための押し子には真鍮製φ2.0mmで、先端が平面となっているものを使用した。
表1から分かるように、表面シート7,113が劣化した場合、比較例では20.5%であり、打鍵耐久試験前の30.3%に対して約2/3まで低下している。一方、実施例では29.8%であり、打鍵耐久試験前の32.7%に対して余り低下していない。したがって、実施例では良好なクリック感触を持続させることが可能であることを確認できた。
As can be seen from Table 1, when the
以上のことから、この実施の形態のメンブレンスイッチ1は、クリック感触が円弧状のスイッチ用ドーム5によって制御されるので、表面シート7のエンボス形状は意匠印刷層19のみを考慮して設計することが可能となる。これにより、設計が容易であり、しかも設計の自由度も高くなる。
From the above, the
また、フレキシブルなプリント配線基板3と表面シート7の間にスペーサを必要としないので、従来の構造に比べて薄型化が可能である。
In addition, since no spacer is required between the flexible printed
また、クリック感は別途に設けたスイッチ用ドーム5により得るようにしたので、メンブレンスイッチ1を繰り返しの使用によって表面シート7が劣化した場合でも、スイッチ用ドーム5はクリック感触が悪化することがないので、高寿命なスイッチ構造とすることができる。
In addition, since the click feeling is obtained by the
1 メンブレンスイッチ
3 プリント配線基板(基板)
5 スイッチ用ドーム
5A 可動接点部
7 表面シート
9 エンボス部
11 両面粘着材
13 絶縁シート
15 固定接点部
15A 中央接点(中央電極)
15B 外周接点(外周電極)
17 ドーム押えシート(ドーム押え部材)
19 意匠印刷層
21 突起部
1
5 Dome for
15B Peripheral contact (peripheral electrode)
17 Dome presser sheet (dome presser member)
19
Claims (3)
この基板の前記外周接点に当接する外周縁を備えると共に前記中央接点に対向する頭頂部の可動接点部を備えた可撓性で、かつ椀型形状のステンレスもしくは銅系金属からなるスイッチ用ドームと、
樹脂シートと、前記樹脂シートの一方の面に設けられた粘着剤層とからなり、前記基板上の所定位置に前記スイッチ用ドームを配置すべく押さえるために、前記基板上に貼り付けられると共に、前記スイッチ用ドームの凸面側全面に貼り付けられたドーム押え部材と、
前記スイッチ用ドームの外方に位置してエンボス部を施し、かつエンボス加工側の表面に意匠印刷層を設けた表面シートと、
前記エンボス部の意匠印刷層の内側に前記スイッチ用ドームを押圧するために設けられ、樹脂で印刷形成された突起部と、を備え、
前記意匠印刷層の突起部と前記スイッチ用ドームの可動接点部との位置が合うように、前記ドーム押え部材と前記意匠印刷層とが前記エンボス部以外の部分で粘着材で一体化されていることを特徴とするメンブレンスイッチ。 A substrate provided on the surface with a fixed contact portion comprising a central contact and an outer peripheral contact disposed around the central contact;
A flexible switch-shaped dome made of stainless steel or copper-based metal having an outer peripheral edge abutting against the outer peripheral contact of the substrate and having a movable contact portion at the top facing the central contact; ,
It consists of a resin sheet and an adhesive layer provided on one surface of the resin sheet, and is affixed on the substrate in order to hold the switch dome at a predetermined position on the substrate, A dome holding member affixed to the entire convex surface of the switch dome;
And the surface sheet embossed portion, and provided with a printed design layer on the front surface of the embossed side located outside of the dome for said switch,
A protrusion formed on the inside of the design printing layer of the embossed portion for pressing the switch dome, and printed with resin.
The dome pressing member and the design print layer are integrated with an adhesive material at a portion other than the embossed portion so that the protrusions of the design print layer and the movable contact portion of the switch dome are aligned. Membrane switch characterized by that.
ステンレスもしくは銅系金属からなる板材を加工して、前記基板の前記外周接点に当接する外周縁を備えると共に前記中央接点に対向する頭頂部の可動接点部を備えた可撓性で、かつ椀型形状のスイッチ用ドームを形成し、
樹脂シートの一方の面に粘着剤層を設けてドーム押え部材を形成し、
前記ドーム押え部材を前記スイッチ用ドームの凸面側全面に貼り付けると共に、前記基板上の所定位置に前記スイッチ用ドームを配置すべく押さえるために、前記ドーム押え部材を前記基板上に貼り付け、
樹脂シートにエンボス部を施すと共に、エンボス加工側の表面に意匠印刷層を印刷形成し、前記意匠印刷層の内側に前記スイッチ用ドームを押圧するための突起部を樹脂で印刷形成して表面シートを形成し、
前記表面シートを前記スイッチ用ドームの外方に配置し、前記意匠印刷層の突起部と前記スイッチ用ドームの可動接点部との位置が合うように、前記ドーム押え部材と前記意匠印刷層とを前記エンボス部以外の部分で粘着材で一体化することを特徴とするメンブレンスイッチの製造方法。 Forming a substrate with a fixed contact portion comprising a central contact and an outer peripheral contact disposed around the central contact on the surface;
A flexible and saddle-shaped plate having a peripheral contact with the outer peripheral contact of the substrate and a movable contact portion at the top facing the central contact while processing a plate made of stainless steel or copper-based metal Form a switch dome of shape,
An adhesive layer is provided on one surface of the resin sheet to form a dome presser member,
Affixing the dome presser member on the entire surface of the convex surface of the switch dome and affixing the dome presser member on the substrate to hold the switch dome at a predetermined position on the substrate,
The resin sheet is performed with an embossed portion, a design printed layer formed by printing on the front surface of the d Nbosu processing side, a protrusion for pressing the dome switch inside the printed design layer by printing a resin Forming a face sheet,
The dome presser member and the design print layer are arranged so that the surface sheet is disposed outside the switch dome, and the protrusions of the design print layer and the movable contact portions of the switch dome are aligned. A method for manufacturing a membrane switch, wherein a portion other than the embossed portion is integrated with an adhesive material.
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