JP6975599B2 - 電子部品 - Google Patents

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本開示は、電子部品に関する。
インサート部品に突出部を設け、インサート成形時に突出部を通る樹脂によってインサート部品に作用する浮揚力を発生させ、インサート部品を金型に押し付ける技術が知られている。
実新昭60−62925号公報
しかしながら、上記のような従来技術を、金属板がインサート部品となる電子部品に適用すると、突出部に起因して電子部品の薄型化が阻害される。即ち、突出部の高さ分だけ、電子部品の厚みが大きくなり、薄型化が阻害される。
そこで、1つの側面では、本発明は、電子部品の薄型化を阻害することなく、インサート成形される金属板と樹脂部との密着性を高めることを目的とする。
1つの側面では、樹脂部と、
第1方向で第1側及び第2側の双方の表面が前記樹脂部に接合される第1部分と、前記第1側及び前記第2側のうちの前記第1側だけが前記樹脂部に接合される第2部分と、前記樹脂部から露出して外部の電気回路に半田付けされる第3部分と、を有する金属板と、を含み、
前記金属板は、前記第2部分の端部であって、前記第1方向に交差する第2方向の端部に、該端部の縁に向かうほど前記第1方向で前記第1側から遠ざかる傾斜面を有する、電子部品が提供される。
1つの側面では、本発明によれば、電子部品の薄型化を阻害することなく、インサート成形される金属板と樹脂部との密着性を高めることが可能となる。
一実施例によるスイッチ装置を示す分解斜視図である。 樹脂部と固定接点部材との一体成形品を示す斜視図である。 スイッチ装置の搭載状態の一例を示す側面図である。 固定接点部材を上側から視た斜視図である。 固定接点部材を下側から視た斜視図である。 スイッチ装置の中心を通るYZ平面で切断した際の断面図である。 先端部を通るYZ平面で切断した際の断面図である。 接続部を通るYZ平面で切断した際の断面図である。 傾斜面の効果の原理の説明図である。 比較例の説明図である。
以下、添付図面を参照しながら各実施例について詳細に説明する。
図1は、一実施例によるスイッチ装置を示す分解斜視図であり、直交する3軸X,Y,Zが定義されている。Z方向(第1方向の一例)は、スイッチ装置1の厚み方向に対応し、以下では、説明上、Z方向の正側を"上側"とする。また、以下では、特に言及しない限り、用語「内側」及び「外側」は、Z方向に視たときのスイッチ装置1の中心Cを基準として用いられる。例えば、内側とは、スイッチ装置1の中心Cに近い側を表す。また、以下では、特に言及しない限り、外部とは、スイッチ装置1の外部を指す。
図2は、樹脂部と固定接点部材との一体成形品を示す斜視図である。図3は、スイッチ装置の搭載状態の一例を示す断面図である。図3は、スイッチ装置1の中心Cを通るXZ平面に沿った断面図である。図3において、一点鎖線Iは、中心Cを通りZ軸に平行な中心軸を表す(後出の図5Aにおいても同様)。図4Aは、固定接点部材20を上側から視た斜視図であり、図4Bは、固定接点部材20を下側から視た斜視図である。
スイッチ装置1(電子部品の一例)は、図3に示すように、電子機器(図示せず)の基板50上に実装され、基板50上の電気回路(図示せず)に電気的に接続される。電子機器は、任意であるが、例えばスマートフォンのような携帯端末や、車載電子機器等でありうる。
スイッチ装置1は、可動接点部材10と、固定接点部材20(金属板の一例)と、樹脂部30と、封止部材40とを含む。
可動接点部材10は、導電性のある材料(例えば金属材料)から形成される。可動接点部材10は、弾性を有し、弾性変形することで、可動となる。具体的には、可動接点部材10は、薄板によりドーム状に形成され、反転動作可能とされる。可動接点部材10は、反転動作する際に"操作感(クリック感)"をユーザに与えることができる。尚、図1に示す例では、可動接点部材10は、一例として、3枚の同様のドーム状の形態の薄板を重ね合わせることで形成されている。本実施例では、一例として、可動接点部材10は、スイッチ装置1の中心C付近にドーム状の頂部を有する。
固定接点部材20は、可動接点部材10と協動する固定接点部を有する。固定接点部材20は、基板50上の電気回路の電極(図示せず)に半田付けされる接続端子24(第3部分の一例)を有する。図3には、接続端子24を接合する半田7が模式的に示されている。本実施例では、一例として固定接点部材20は、2つの部材からなり、固定接点部は、中央接点部2110及び外周接点部2120とを含み、接続端子24は、第1接続端子2401と第2接続端子2402とを含む。
具体的には、固定接点部材20は、図2に示すように、中央接点形成部材211と、外周接点形成部材212とを含む。中央接点形成部材211及び外周接点形成部材212は、導電性のある材料(例えば金属材料)から形成される。尚、以下で説明する形態の中央接点形成部材211及び外周接点形成部材212は、それぞれ、板金により形成できる。
中央接点形成部材211は、図4A及び図4Bに示すように、中央接点部2110(第2部分、第1部位の一例)と、接続部2300(第1部分、第3部位の一例)と、先端部2301(第1部分、第3部位の一例)と、第1接続端子2401とを形成する。
中央接点部2110は、可動接点部材10が接離可能な固定接点(以下、区別のため「中央接点」とも称する)を形成する部位である。中央接点部2110は、樹脂部30から上側の表面が露出し、可動接点部材10と上下方向で対向する。本実施例では、スイッチ装置1は、一例として、ノーマルオープン型であり、常態では、可動接点部材10が後述する外周接点部2120と接触しているが、可動接点部材10が中央接点部2110から離れ、中央接点部2110と外周接点部2120とは電気的に接続されていない。すなわちスイッチ装置1がオフとなる。ユーザが可動接点部材10を下方向に押すと、可動接点部材10が中央接点部2110に接触し、可動接点部材10を介して中央接点部2110と外周接点部2120とが電気的に接続されスイッチ装置1がオン(導通)する。
中央接点部2110は、スイッチ装置1の中心C付近に形成される。但し、変形例では、中央接点部2110は、中心Cからオフセットして形成されてもよい。本実施例では、一例として、中央接点部2110は、円形の外形を有し、半円状の2つの凸部2112を有し、2つの凸部2112が形成する円形の外周側には、外周部2111が延在する。凸部2112は、外周部2111の表面よりも上側に凸状であり、可動接点部材10との実質的な接点(中央接点)として機能できる。
接続部2300は、中央接点部2110のX方向(第3方向の一例)の一端(図4Aでは右側の端部)から形成される。接続部2300は、X方向に延在し、中央接点部2110と第1接続端子2401とを繋ぐ。本実施例では、一例として、接続部2300は、中央接点部2110及び第1接続端子2401のそれぞれのY方向の中心付近に接続される。接続部2300のY方向の幅は、中央接点部2110のY方向の幅や、第1接続端子2401のY方向の幅よりも有意に小さい。接続部2300は、図2及び図3に示すように、略全体が樹脂部30内に埋まる態様で樹脂部30に内包される。
先端部2301は、中央接点部2110のX方向(第3方向の一例)の他端(図4Aでは左側の端部)から形成される。即ち、先端部2301は、中央接点部2110のX方向の端部であって、接続部2300に接続される側とは逆側の端部に形成される。先端部2301は、図2及び図3に示すように、略全体が樹脂部30内に埋まる態様で樹脂部30に内包される。先端部2301は、接続部2300と同様、樹脂部30に内包されることで、樹脂部30に強固に接合できる。これにより、先端部2301は、接続部2300と協動して、X方向で先端部2301と接続部2300の間にある中央接点部2110と樹脂部30との間の接合(密着性)を高める機能を有する。以下、このような接続部2300及び先端部2301による機能を、密着性増加機能と称する。中央接点部2110は、下側の表面だけしか樹脂部30に接合しないので、先端部2301による密着性増加機能が有効となる。
第1接続端子2401は、X方向の一方側(図2では右側)に形成される。第1接続端子2401は、樹脂部30からX方向に露出する。
外周接点形成部材212は、中央接点形成部材211とは直接的には接触せず、可動接点部材10を介してのみ電気的に接続する。具体的には、可動接点部材10が中央接点部2110に接する状態では、外周接点形成部材212は中央接点形成部材211に可動接点部材10を介して電気的に接続する。また、可動接点部材10が中央接点部2110から離れる状態では、外周接点形成部材212は中央接点形成部材211から電気的に切り離される。スイッチ装置1では、かかる2つの状態がオン/オフ信号として、接続端子24を介して電気的に取り出すことができる。
外周接点形成部材212は、図4A及び図4Bに示すように、外周接点部2120(第2部位の一例)と、接続部2302と、第2接続端子2402とを形成する。
外周接点部2120は、中央接点部2110を囲む部位であり、中央接点部2110を囲む領域に延在する。本実施例では、一例として、外周接点部2120は、中央接点部2110を囲繞する形態であり、接続部2300が通る領域を除いて、中央接点部2110を取り囲む。
外周接点部2120は、樹脂部30から上側の表面が露出する。外周接点部2120の上側の表面上には、可動接点部材10が載置される。外周接点部2120は、可動接点部材10の外周の下縁部と上下方向で当接する。従って、外周接点部2120は、可動接点部材10が常時接触する固定接点(以下、区別のため「外周接点」とも称する)を形成する部位である。本実施例では、一例として、外周接点部2120は、4隅のそれぞれに凸部2122を有し、凸部2122は、ベース部2121の表面よりも上側に凸状であり、可動接点部材10との実質的な接点(外周接点)として機能できる。
接続部2302は、X方向に延在し、外周接点部2120と第2接続端子2402とを繋ぐ。本実施例では、一例として、接続部2302は、外周接点部2120及び第2接続端子2402のそれぞれのY方向の中心付近に接続される。接続部2302のY方向の幅は、外周接点部2120のY方向の幅や、第2接続端子2402のY方向の幅よりも有意に小さい。接続部2302は、図2及び図3に示すように、略全体が樹脂部30内に埋まる態様で樹脂部30に内包される。
第2接続端子2402は、X方向の他方側(図2では左側)に形成される。第2接続端子2402は、樹脂部30からX方向に露出する。
樹脂部30は、スイッチ装置1のケース(ハウジング)を形成する。樹脂部30は、固定接点部材20をインサート部品として金型に樹脂を注入することで、固定接点部材20と一体成型品として形成される。即ち、樹脂部30と固定接点部材20とは、互いに接合する一体成型品である。樹脂部30は、中央接点形成部材211と外周接点形成部材212の間の電気的な絶縁を保ちつつ、中央接点形成部材211と外周接点形成部材212とを一体化する。尚、樹脂部30は、中央接点形成部材211と外周接点形成部材212の間の電気的な絶縁を確保するが、上述のように、可動接点部材10が下方に押されたときの中央接点形成部材211と外周接点形成部材212の間の導通は可能である。
樹脂部30は、X方向の両側で第1接続端子2401及び第2接続端子2402が露出し、かつ、中央接点部2110及び外周接点部2120が上側の表面から露出及び突出する態様で、固定接点部材20と接合する。
樹脂部30は、図3に示すように、可動接点部材10が収容される凹形状の収容部70を形成する。収容部70において、中央接点部2110及び外周接点部2120が上側の表面(収容部70の底面)から露出及び突出する。
また、樹脂部30は、図2に示すように、外部側の表面に突出部32を有する。突出部32は、樹脂部30の下側表面から下側に突出する。突出部32は、基板50に形成される位置決め穴51(図3参照)に嵌る形態を有する。突出部32は、好ましくは、2か所以上設けられる。これにより、位置決めの際の回転方向の変位が規制されるので、位置決め精度が向上する。また、突出部32は、収容部70内の空間と外部空間とを連通させる穴321を有する。
封止部材40は、フィルム状の部材であり、図3に示すように、樹脂部30の上側で収容部70を塞ぐ。例えば、封止部材40は、樹脂部30にレーザ溶着されるが、他の方法で接合されてもよい。封止部材40は、収容部70の上側を密閉する。これにより、スイッチ装置1の薄型を保ちつつ、中央接点部2110と可動接点部材10の接触位置、及び、外周接点部2120と可動接点部材10の接触位置に異物が入らなくなり、電気的接続がより安定化する。尚、封止部材40は、図1に示すように、プロジェクション42(図3参照)が設けられる部位を中心としてその周囲が若干上方に突状に膨らむ形態であってよい。
次に、図4A及び図4Bを再度参照しつつ、図5A以降を参照して、固定接点部材20について更に詳細に説明する。
図5Aは、中心Cを通るYZ平面で切断した際の断面図である。図5Bは、先端部2301を通るYZ平面で切断した際の断面図である。図5Cは、接続部2300を通るYZ平面で切断した際の断面図である。図5Aでは、可動接点部材10、封止部材40、及びプロジェクション42の図示が省略され、図5B及び図5Cでは、可動接点部材10及び封止部材40の図示が省略されている。
中央接点部2110及び外周接点部2120のそれぞれは、樹脂部30に接合する下側(第1側の一例)の表面(第1表面の一例)と、樹脂部30に接合しない上側(第2側の一例)の表面(第2表面の一例)とを有する。また、接続部2300、先端部2301、及び接続部2302のそれぞれは、樹脂部30に接合する上側の表面と、樹脂部30に接合する下側の表面とを有する。
固定接点部材20は、樹脂部30に接合される部分の端部であって、上下方向に交差する方向(第2方向の一例)の1つであるY方向の端部に、該端部の縁に向かうほど上下方向で下側から遠ざかる傾斜面801,802,804を有する。ここで、上下方向に交差する方向とは、XY平面内の方向であるが、XY平面に対して僅かに傾斜してもよい。傾斜面801,802,804は、例えば板金の端部にタタキ(叩き)を入れることで形成できる。
具体的には、中央接点部2110は、外周部に傾斜面801(第1傾斜面の一例)を有する。傾斜面801は、中央接点部2110における樹脂部30に接合する下側の表面(第1表面の一例)に形成される。この場合、中央接点部2110の端部は外側(外周側)にあるので、傾斜面801は、図4B及び図5Aに示すように、外側に向かうほど下側から遠ざかる。傾斜面801は、図4Bに示すように、中央接点形成部材211まわりで接続部2300及び先端部2301との接続部分を除く周方向の範囲に形成される。
外周接点部2120は、中央接点部2110に対向する側の端部に傾斜面802(第2傾斜面の一例)を有する。傾斜面802は、外周接点部2120における樹脂部30に接合する下側の表面(第1表面の一例)に形成される。この場合、外周接点部2120における中央接点部2110に対向する側の端部は内側(Y方向で内側)にあるので、傾斜面802は、図4B及び図5Aに示すように、内側に向かうほど下側から遠ざかる。傾斜面802は、図4Bに示すように、外周接点部2120まわりの全体にわたり形成される。また、傾斜面802は、図5Cに示すように、外周接点部2120における接続部2300に対向する側にも延設される。
また、外周接点部2120は、中央接点部2110に対向しない側の端部に傾斜面804(第2傾斜面の一例)を有する。傾斜面804は、外周接点部2120における樹脂部30に接合する下側の表面(第1表面の一例)に形成される。この場合、外周接点部2120における中央接点部2110に対向しない側の端部は外側(Y方向で外側)にあるので、傾斜面804は、図4B及び図5Aに示すように、外側に向かうほど下側から遠ざかる。傾斜面804は、図4Bに示すように、外周接点部2120におけるX方向の延在範囲の全体にわたり形成される。
図6A及び図6Bは、傾斜面801,802,804の効果の原理の説明図であり、インサート成形の際の樹脂の流れとともに金型とインサート部品との関係を模式的に示す断面図である。図6Aは、傾斜面を有する本実施例の場合を示し、図6Bは、傾斜面を有さない比較例の場合を示す。本実施例(比較例についても同様)では、一例として、インサート成形の際の樹脂の流れる主要な方向は、Y方向であるとする。
図6Aでは、金型600とインサート部品602とが示され、インサート部品602の下側を、インサート成形用の樹脂(即ち、樹脂部30となる樹脂)が流動している。インサート成形の際、樹脂は、XY平面内を流動する。図6Aにおいて、矢印R1は、樹脂の流れのY方向の成分を表す。インサート部品602は、図6Aに示すように、Y方向の端部に、該端部の縁に向かうほど上下方向で下側から遠ざかる傾斜面610を有する。本実施例の場合、インサート部品602は、固定接点部材20が対応し、傾斜面610は、傾斜面801,802,804が対応する。尚、図6Aでは、Y方向に沿った断面が示されるが、XY平面内の他の方向に沿った断面についても同様に当てはまる。
図6Bに示すように、比較例の場合、インサート部品612の下側を樹脂が通過する際、矢印R11で模式的に示すように、樹脂の流れがインサート部品612の前縁(図6Bでは左縁部)で剥離する。また、樹脂の流れは、矢印R12で模式的に示すように、インサート部品612の後縁(図6Bでは右縁部)でも渦流が生じる。この結果、インサート部品612を流れる際に樹脂の流れが乱される。また、金型600からインサート部品612を引き離す方向(下方向)の圧力(負圧)が生じる。かかる負圧が生じる傾向があると、樹脂の流動の際にインサート部品612が若干ながら動き、樹脂の流れが阻害される。このようにして樹脂の流れが阻害されると、樹脂が所望の態様でインサート部品612と接合せず(例えば接合箇所の全てに流動性の高い状態で至らず)、インサート部品612と樹脂部との間に密着性が良好でなくなる。
本実施例の場合、図6Aにて矢印R1で示すように、インサート部品602の下側を樹脂が通過する際、傾斜面610に沿って略剥離せずに流れるので、樹脂の流れが良好である。また、図6Aにて力Fで示すように、金型600にインサート部品602を押し付ける方向の力が生じ、比較例で生じるような負圧が無くなる(又は低減される)。これにより、上述した比較例で生じる問題点(樹脂の流動の際にインサート部品が若干ながら動くという問題)を低減できる。
このようにして、本実施例によれば、傾斜面801,802,804を形成することで、樹脂の流れが良好となり、樹脂部30と固定接点部材20との間の密着性を高めることができる。ここで、傾斜面801,802,804は、固定接点部材20の厚さ方向(上下方向)の搭載スペースに影響を与えない。従って、本実施例によれば、スイッチ装置1の薄型化を阻害することなく、インサート成形される固定接点部材20と樹脂部30との密着性を高めることができる。
ところで、電子機器の製造工程において、スイッチ装置1を基板50上に実装する際に、リフロー半田が行われる。リフロー半田では、封止部材40によって封止された収容部70内の空気が膨張し、その際、固定接点部材20と樹脂部30の隙間等から、一部の空気が外部に抜ける。その後、収容部70内の空気は、冷えることで収縮し、その際、同隙間から外部の空気が僅かに収容部70に侵入しようとする。このような膨張及び収縮がポンプのような効果を発揮し、固定接点部材20と樹脂部30の隙間から収容部70内へとフラックスを吸上げ、いわゆるフラックス上がりの主要な原因の1つとなっている。
この点、本実施例によれば、上述のように、傾斜面801,802,804を形成することで、固定接点部材20と樹脂部30との密着性を高めることができるので、固定接点部材20と樹脂部30との間の隙間から浸み出し得るフラックスを低減でき、フラックス上がりを抑制できる。
また、本実施例によれば、上述のように、接続部2300及び先端部2301による密着性増加機能によっても、固定接点部材20の中央接点形成部材211と樹脂部30との密着性を高めることができる。これにより、固定接点部材20と樹脂部30との間の隙間から浸み出し得るフラックスを低減でき、フラックス上がりを抑制できる。
また、本実施例によれば、上述のように、インサート成形の際に、金型600にインサート部品602を押し付ける方向の力(図6Aの力F参照)を発生させることができるので、金型600にインサート部品602を押し付けるピンの数を低減し又は無くすことも可能となる。
この点、本実施例において、好ましくは、先端部2301は、図4A及び図5Bに示すように、Y方向の端部に向かうほど上側から遠ざかる傾斜面806が形成される。これにより、上述したインサート成形の際に先端部2301の上下表面を流れる樹脂により、揚力(図5Bの力F2参照)が生じる。力F2は、金型600に中央接点形成部材211を押し付ける方向に働く。これにより、インサート成形の際に樹脂の流動により中央接点形成部材211が若干ながら動きうるという問題を低減でき、更には、金型600に中央接点形成部材211を押し付けるピンの数を低減し又は無くすことも可能となる。
同様に、本実施例において、好ましくは、接続部2300は、図4A及び図5Cに示すように、Y方向の端部に向かうほど上側から遠ざかる傾斜面808が形成される。これにより、上述したインサート成形の際に接続部2300の上下表面を流れる樹脂により、揚力(図5Cの力F3参照)が生じる。力F3は、金型600に中央接点形成部材211を押し付ける方向に働く。これにより、インサート成形の際に樹脂の流動により中央接点形成部材211が若干ながら動きうるという問題を低減でき、更には、金型600に中央接点形成部材211を押し付けるピンの数を低減し又は無くすことも可能となる。
以上、各実施例について詳述したが、特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲内において、種々の変形及び変更が可能である。また、前述した実施例の構成要素を全部又は複数を組み合わせることも可能である。
例えば、上述した実施例では、スイッチ装置1が電子部品の一例であるが、本発明は、他の電子部品にも適用できる。
また、上述した実施例において、接続部2300及び先端部2301の少なくともいずれか一方にも、同様の傾斜面が形成されてもよい。例えば、接続部2300の下側の表面(第1表面の一例)には、Y方向の端部に向かうほど下側から遠ざかる傾斜面が形成されてもよい。
また、上述した実施例では、傾斜面801、802、804は、側面(Z方向に平行な面)を介して上側の表面に繋がるが、上側の表面に直接的に繋がる態様で形成されてもよい。
また、上述した実施例では、突出部32に穴321が形成されるが、穴321は省略されてもよい。また、突出部32自体が形成されていなくてもよい。いずれの場合も、穴321が無いことで収容部70内の空間の気密性が高まり、固定接点部材20と樹脂部30の隙間から収容部70内へのフラックスの吸上げが生じやすくなるため、固定接点部材20と樹脂部30との密着性を高めることの有用性が増す。
1 スイッチ装置
7 半田
10 可動接点部材
20 固定接点部材
24 接続端子
30 樹脂部
32 突出部
40 封止部材
42 プロジェクション
50 基板
51 位置決め穴
70 収容部
211 中央接点形成部材
212 外周接点形成部材
321 穴
600 金型
602 インサート部品
610 傾斜面
612 インサート部品
801 傾斜面
802 傾斜面
804 傾斜面
806 傾斜面
808 傾斜面
2110 中央接点部
2111 外周部
2112 凸部
2120 外周接点部
2121 ベース部
2122 凸部
2300 接続部
2301 先端部
2302 接続部
2401 第1接続端子
2402 第2接続端子

Claims (4)

  1. 樹脂部と、
    第1方向で第1側及び第2側の双方の表面が前記樹脂部に接合される第1部分と、前記第1側及び前記第2側のうちの前記第1側だけが前記樹脂部に接合される第2部分と、前記樹脂部から露出して外部の電気回路に半田付けされる第3部分と、を有する金属板と、を含み、
    前記金属板は、前記第2部分の端部であって、前記第1方向に交差する第2方向の端部に、該端部の縁に向かうほど前記第1方向で前記第1側から遠ざかる傾斜面を有し、前記第1部分における前記第2方向の端部に、該端部の縁に向かうほど前記第1方向で前記第2側から遠ざかる傾斜面を有する、電子部品。
  2. 前記第2部分は、前記第1側に第1表面と、前記第2側に、前記樹脂部に接合しない第2表面とを含み、
    前記傾斜面は、前記第2部分における前記第1表面に形成される、請求項1に記載の電子部品。
  3. 可動接点部材を更に含み、
    前記第2部分は、前記第2表面が前記可動接点部材と離接可能な第1部位と、前記第1部位を囲む領域に延在しかつ前記第2表面が前記可動接点部材に常時接触する第2部位とを含む、請求項2に記載の電子部品。
  4. 前記第1部分は、前記第1方向及び前記第2方向の双方に交差する第3方向で、前記第1部位の両側に形成される第3部位を含む、請求項3に記載の電子部品。
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