KR20070041396A - 키 시트 - Google Patents

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KR20070041396A
KR20070041396A KR1020060099850A KR20060099850A KR20070041396A KR 20070041396 A KR20070041396 A KR 20070041396A KR 1020060099850 A KR1020060099850 A KR 1020060099850A KR 20060099850 A KR20060099850 A KR 20060099850A KR 20070041396 A KR20070041396 A KR 20070041396A
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시게루 고야노
유타카 나카니시
모토키 오자와
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폴리마테크 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명은 푸시 버튼 스위치용 키 시트(key sheet)에 관한 것으로서, 기판의 실장 소자로부터 국소적으로 발생하는 국소적인 열을 효율적으로 확산시키는 키 시트를 제공한다.
키 시트(3)에는 고무 상태의 탄성체로 이루어지는 베이스 시트(5)에 열 전도성 충전제(11, filler)가 배합되어 있다. 따라서 기판(4)의 반도체 소자(10)가 발열되어도 베이스 시트(5)의 열 전도성 충전재(11)에 의해 국소적으로 열이 축적되는, 국소적인 축열을 억제할 수 있다. 또한, 기판(4)과 키 시트(3) 사이에 열 확산용의 별도의 부재를 개재시킬 필요가 없고 박형화를 실현할 수 있다. 따라서, 본 발명의 키 시트(3)라면 전자 기기에서의 국소적인 축열을 없애는 열 확산에 대한 요구, 박형화에 대한 요구, 나아가서는 경량화에 대한 요구에도 부응할 수 있다.
키 시트, 축열, 열 확산, 광 확산, 전자 기기, 충전제, 탄성체, 반도체 소자, 오동작, 고장

Description

키 시트{KEY SHEET}
도 1은 제1 실시형태의 키 시트를 구비하는 휴대 전화기의 외관도이다.
도 2는 도 1의 II－II선 단면의 요부 확대도이다.
도 3은 제2 실시형태에 따른 키 시트의 단면도이다.
도 4는 제3 실시형태에 따른 키 시트의 단면도이다.
도 5는 제3 실시형태에 따른 키 시트의 설명도이다.
도 6은 시트형의 열 확산성 부재의 각종 실시형태에 대한 설명도이다.
도 7은 제4 실시형태에 따른 키 시트의 단면도이다.
도 8은 제4 실시형태에 따른 키 시트의 설명도이다.
도 9는 제5 실시형태에 따른 키 시트의 단면도이다.
도 10은 제6 실시형태에 따른 키 시트의 단면도이다.
도 11은 제7 실시형태에 따른 키 시트의 단면도이다.
도 12는 제8 실시형태에 따른 키 시트의 단면도이다.
도 13은 제9 실시형태에 따른 키 시트의 단면도이다.
도 14는 제10 실시형태에 따른 키 시트의 단면도이다.
도 15는 시트형의 열 확산성 부재의 실시형태에 대한 설명도이다.
도 16은 실시형태에서의 열 확산 특성의 측정에 대한 설명도이다.
일본국 특개 2000-311050호 공보
본 발명은, 휴대 전화기, PDA 등의 휴대 정보 단말, 차량 탑재용 AV 기기, 리모콘, 퍼스널 컴퓨터 등의 각종 전자 기기에 사용되는 푸시 버튼 스위치용의 키 시트에 관한 것이다.
휴대 전화기나 AV 기기 등의 각종 전자 기기의 푸시 버튼 스위치에는, 전자 기기의 하우징에 형성된 조작 개구로부터, 가압에 의한 입력 조작을 행하기 위한 푸시 버튼(키 탑)을 표출시키는 구조로 이루어진 것이 많다. 구체적으로는 키 탑을 가지는 키 시트를, 접점 스위치를 배치한 기판상에 탑재하고, 키 시트의 표면 측으로부터 하우징을 씌움으로써, 키 시트를 하우징에 내장하는 것이 통상적으로 실시하는 방법이다.
그런데 고기능화가 진행되는 전자 기기에서는, 기기의 내부에서 발생하는 열을 방열하는 구조를 취하고 있다. 상기 열은 기판에 고밀도로 실장되어 있는 반도체 소자나 전자 부품 등의 실장 소자로부터 발생한다. 특히 반도체 소자에 대해서는 처리 능력의 향상, 처리 용량의 증대에 따라 발열량도 커지고, 국소적으로 열이 축적되는, 국소적인 축열을 방치하면 오동작이나 고장이 발생할 우려가 있다. 그러므로 실장 소자의 주변에 발생된 열을 국소적으로 억제하지 않고 주변으로 효과 적으로 방열시킬 필요가 있다.
이와 같은 열 대책의 종래예의 하나로서, 발열하는 실장 소자에 열 전도성 시트나 열 전도성 그리스(grease) 등을 통하여 히트 싱크(heat sink)나 냉각 핀 등의 냉각 부품을 장착하고 있다. 그러나 기판의 실장면 측에 대해서는 이러한 열 대책이 실시되어도, 그 배면 측에 대해서는 지금까지 충분한 열 대책이 실시되지 않고, 발열량이 커짐에 따라 기판의 배면 측에서도 국소적으로 열이 축적되는 문제가 발생하고 있다.
국소적으로 열이 축적되는 문제는, 예를 들면 휴대 전화기와 같은 휴대용 전자 기기에서는 시급하게 해결해야 할 정도로 심각한 과제이다. 즉, 휴대용 전자 기기는, 동영상 재생 등의 처리 부하가 많은 기능을 가지고 있다. 그러므로 이상적으로는, 전술한 바와 같은 열 대책을 기판의 양면에서 강구할 필요가 있다. 그러나, 전자 기기에 대한 박형화가 더 한층 요구되고 있는 가운데, 키 시트와 기판 사이에 냉각 부품 등의 배치 공간을 확보하기가 곤란하다. 또한, 키 시트가 키 탑의 가압 조작에 의해 가동하는 가동 부품인 것도, 키 시트와 기판 사이에서의 열 대책을 곤란하게 만드는 하나의 요소가 되고 있다.
이 점에 착목하여, 예를 들면 일본국 특개 2000-311050호 공보에는, 키보드에 내장하는 기판과 입력 조작하는 키 탑 사이에 개재시키는 금속제의 복사 전자파 흡수용 실드판과, 상기 실드판에 접착한 그래파이트(graphite) 시트에 의한 열 대책이 제안되어 있다. 그러나, 박형화가 더욱 요구되는, 특히 휴대용 전자 기기에서는 전술한 바와 같이 기판과 키 시트 사이에 열 대책을 강구할 수 있을 만큼 큰 간극을 둘만한 여유가 없다.
본 발명은 이상과 같은 종래 기술을 배경으로서 이루어진 것이다. 즉, 본 발명은, 기판의 실장 소자에서 발생하는 국소적인 열을 효율적으로 확산시킬 수 있는 기술을 제안한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 가압 조작부를 가지고, 발열하는 전자 부품을 실장한 회로 기판에 탑재하는 고무 상태의 탄성체로 이루어지는 베이스 시트를 구비하고 있고, 상기 베이스 시트에 상기 전자 부품에서 발생하는 열을, 베이스 시트의 면 방향으로 확산시키는 열 확산성 부재를 가지는 키 시트를 제공한다.
본 발명에서는, 가압 조작부를 가지고, 발열하는 전자 부품을 실장한 회로 기판에 탑재되는 고무 상태의 탄성체로 이루어지는 베이스 시트를 구비하는 키 시트가, 베이스 시트에 전자 부품이 발생하는 열을, 베이스 시트의 면 방향으로 확산시키는 열 확산성 부재를 가지고 있다. 즉, 키 시트 자체의 구성으로서 베이스 시트에 열 확산성 부재를 구비하고 있다. 그러므로, 기판과 키 시트 사이에 열 확산용 부재를 장착하지 않아도, 베이스 시트의 열 확산성 부재에 의해 기판의 실장 소자로부터 발생하는 국소적인 열을 베이스 시트의 면 방향으로 효율적으로 확산시킬 수 있다. 따라서 본 발명의 키 시트라면, 열 확산과 전자 기기의 박형화의 양측 요구에 부응할 수 있다.
이상과 같이 베이스 시트에 구비하는 열 확산성 부재로서는, 크게 나누어 2개의 형태로 실시할 수 있다. 그 하나는, 후술하는 바와 같이 베이스 시트의 소재가 되는 고무 상태의 탄성체에 배합시키는 열 전도성 충전제(filler)의 형태로서 실시할 수 있다. 다른 하나는, 고무 상태의 탄성체가 되는 베이스 시트와는 별도의 부재의 열 전도성 시트의 형태로서 실시할 수 있고, 구체적으로는 후술하는 금속 박판이나 그래파이트(graphite) 시트로서 구성할 수 있다.
본 발명은 상기 키 시트에 대하여, 열 확산성 부재는 베이스 시트의 고무 상태의 탄성체에 배합된 열 전도성 충전제이다.
본 발명에서는, 열 확산성 부재를 베이스 시트의 고무 상태의 탄성체에 배합한 열 전도성 충전제로 하고 있기 때문에, 베이스 시트에 열 확산용의 별도의 부재를 일체화할 필요가 없고 박형화를 실현할 수 있으며, 또한 간단하게 제조할 수 있다. 또한, 열 전도성 충전제를 강한 자장에 의해 배향시키고, 베이스 시트의 두께 부분 방향보다 면 방향에서의 열 전도성을 높일 수도 있다. 이상과 같은 열 전도성 충전제로서는, 탄소 재료, 금속 질화물, 금속 산화물, 금속 탄화물, 금속 수산화물로부터 선택되는 적어도 한 종류를 사용할 수 있다.
본 발명은 상기 키 시트에 대하여, 열 확산성 부재가 베이스 시트와 일체로 구비되는 금속 박판이다.
본 발명에서는, 열 확산성 부재를 베이스 시트와 일체로 구비되는 금속 박판으로 형성하고 있기 때문에, 베이스 시트가 정확하게 부착되도록 기계적 강도를 높일 수 있다. 또한, 금형 인서트 성형이 가능하기 때문에, 고무 상태의 탄성체로 이루어지는 베이스 시트와 일체화시키는 것도 금형 성형에 의해 간단하게 행할 수 있다. 또한 키 시트에 키 탑이 조광(照光)하도록 조광 기능을 가지도록 하면, 기판에 실장된 조광용 광원이 발광하는 광을 금속 박판이 효율적으로 반사시키기 때문에, 투광성 키 탑의 밝은 조광을 실현할 수 있다.
본 발명은 상기 키 시트에 대하여, 열 확산성 부재가 베이스 시트와 일체로 구비되는 그래파이트 시트이다.
본 발명에서는, 열 확산성 부재를 베이스 시트와 일체로 구비하는 그래파이트 시트이므로, 열 전도성이 높고 효율적으로 열을 확산시킬 수 있다. 또한 그래파이트 시트는 가벼우므로, 휴대용 전자 기기의 경량화에도 대응할 수 있다.
본 발명은 상기 키 시트에 대하여, 열 확산성 부재가 금속 박판과 그래파이트 시트의 적층체이다.
본 발명에서는, 열 확산성 부재가 금속 박판과 그래파이트 시트의 적층체이므로, 금속 박판에 의해 취약한 그래파이트 시트가 금이가거나 깨어지는 것을 억제할 수 있고, 그래파이트 시트의 물리적인 강도를 보충할 수 있다. 그리고, 금속 박판과 그래파이트 시트는 직접 적층해도, 간접적으로 적층해도 사용할 수 있다.
금속 박판과 그래파이트 시트의 적층체는, 회로 기판 측에 금속 박판이 위치하고 회로 기판과 반대 측에 그래파이트 시트가 위치하는 적층체로 형성할 수 있다. 환언하면, 금속 박판을 배면 측에 적층하는 적층체로 할 수 있다.
회로 기판 측에 금속 박판이 위치하고 회로 기판과 반대 측에 그래파이트 시트가 위치하는 적층체이므로, 회로 기판과 반대 측에 금속 박판이 위치하는 적층체 로 형성할 경우에 비해 열 확산의 효율을 높일 수 있다.
본 발명은 상기 키 시트에 대하여, 열 확산성 부재에 적어도 한쪽 면을 코팅하는 고분자 보호층을 설치한 것이다.
본 발명에서는, 그래파이트 시트나 금속 박판, 그래파이트 시트와 금속 박판의 적층체 중 적어도 한쪽 면에 고분자 보호층을 설치하고 있으므로, 물리적으로 약한 성질의 그래파이트 시트가 쉽게 금이가거나 깨지지 않게 된다. 또한, 금속 박판의 표면을 보호할 수 있다. 또한, 고분자 보호층과 베이스 시트의 접착성이 높아진다. 따라서 키 시트의 제조 공정에서 그래파이트 시트 등을 단독으로 취급하는 경우와 비교하여 취급이 용이하게 되고, 베이스 시트와 간단하게 일체화할 수 있다. 또한, 실장 시에 있어서, 그래파이트 시트에 금이가거나 깨져서 떨어지면 열 전도로가 단절되고, 열전도 효율이 저하되지만, 고분자 보호층이 설치되면 금이가거나 깨져서 떨어짐에 의한 열 전도로의 단절을 억제할 수 있으므로, 열 확산 촉진 효과의 저하를 방지할 수 있다.
본 발명은 상기 키 시트에 대하여, 열 확산성 부재에 그 전체를 에워싸서 코팅하는 고분자 보호층을 설치한 것이다.
본 발명에서는, 그래파이트 시트나 금속 박판, 그래파이트 시트와 금속 박판의 적층체의 전체를 에워싸서 코팅하는 고분자 보호층을 설치하고 있으므로, 그래파이트 시트 등의 양면뿐만 아니라 단부(端部)도 덮여져 밀봉되므로, 그래파이트 시트가 금이가거나 깨져서 떨어지는 경우라도 그래파이트 시트의 파편의 탈락을 완전하게 방지할 수 있고, 또한, 금속 박판의 산화 등을 방지할 수 있다.
본 발명은 상기 키 시트에 대하여, 고분자 보호층을 수지 필름으로 형성하고 있다. 그러므로, 반복적으로 변형시켜도 쉽게 파손되지 않고, 확실하게 그래파이트 시트를 보호할 수 있다. 또한 베이스 시트를 박형화, 경량화할 수 있다.
본 발명은 상기 키 시트에 대하여, 고분자 보호층을 도층(塗層)으로 형성하고 있다. 그러므로, 확실하게 그래파이트 시트를 보호할 수 있다. 또 베이스 시트를 박형화, 경량화할 수 있다.
본 발명은 상기 키 시트에 대하여, 가압 조작부가 투광성 수지로 이루어지는 키 탑이고, 베이스 시트의 고무 상태의 탄성체가 투광성이며, 상기 베이스 시트에는 키 탑을 가압 변위 가능하게 지지하는 유동 지지부를 가지고 있고, 열 확산성 부재를 상기 베이스 시트의 유동 지지부를 제외한 나머지 부분에 설치한다.
본 발명에서는, 투광성 키 탑을 투광성 베이스 시트의 유동 지지부에 가지고 있고, 열 확산성 부재를 베이스 시트의 유동 지지부를 제외한 나머지 부분에 설치하고 있다. 그러므로 베이스 시트의 배면에 조광용의 광원을 배치한 경우, 광원의 광은 유동 지지부를 통하여 키 탑을 조명할 수가 있고, 조광식 키 시트를 실현할 수 있다.
본 발명은 상기 키 시트에 대하여, 고분자 보호층을 기판에 실장한 조광원으로부터의 광을 확산시키는 광 확산층으로 형성한 것이다.
본 발명에서는, 광을 확산시키는 광 확산층을 설치하고 있으므로, 어두운 색의 열 확산성 부재에 광이 도달하기 전에 광 확산층이 광을 확산한다. 따라서, 그래파이트 시트 등의 열 확산성 부재에 의한 광 흡수를 억제할 수 있다. 또한, 광 을 주위에 확산시킴으로써 키 탑이 밝게 조광시키는 조광식 키 시트를 실현할 수 있다.
본 발명의 키 시트에 의하면, 베이스 시트 자체에 열 확산성 부재를 구비하고 있으므로, 기판과 키 시트 사이에 열 확산용 부재를 장착시키지 않아도, 베이스 시트에 의해 기판의 실장 소자로부터 발생하는 국소적인 열을 베이스 시트의 면 방향으로 효율적으로 확산시킬 수 있다. 따라서 본 발명의 키 시트에 의하면, 발열량이 큰 소형의 전자 기기, 특히 휴대용 전자 기기에 대하여 효과적이며, 실장 소자의 오동작이나 고장의 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 내용은 이상의 설명에 한정되지 않고, 본 발명의 이점, 특징, 그리고 용도에 대해서는, 첨부 도면을 참조하여 설명하는 이하의 설명에 따라서 더욱 명료하게 된다. 또, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위에서의 적절한 변경은, 모두 본 발명의 범위에 포함되는 것을 이해해야 한다.
[실시형태]
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도면을 통해서 참조 부호는 부분이나 부품을 나타낸 것이다. 그리고, 각 실시형태에서 공통되는 구성에 대하여는, 동일 부호를 부여하여 그에 대한 설명은 중복되므로 생략한다.
이하의 각 실시형태에서는, 도 1에서 나타낸 바와 같이, 휴대 전화기(1)의 하우징(2)의 내부에 조립 내장되는 키 시트에 본 발명을 적용하는 예를 설명한다.
제1 실시형태(도 1, 도 2)
키 시트(3)는, 휴대 전화기(1)의 하우징(2)과 기판(4) 사이에서 가압 상태에서 협지되어 장착된다. 키 시트(3)는, 고무 상태의 탄성체로 형성된 베이스 시트(5)를 구비하고 있다. 상기 베이스 시트(5)는, 조작면 측이 되는 표면에 「가압 조작부」로서의 복수개의 키 탑부(6)가 타원 기둥형으로 돌출되어 설치되어 있다. 상기 키 탑부(6)의 주위에는 키 탑부(6)를 가압 변위 가능하게 하는 유동 지지부(5a)가 형성되어 있다. 그리고, 표면의 모든 외주는, 하우징(2)의 내면으로부터 돌출하는 유지부(2a)에 의하여 가압되고 있다. 한편, 기판(4)과 대향하는 배면에는, 키 탑부(6)마다 가압자부(7)가 원기둥형으로 형성되어 있다. 가압자부(7)는, 기판(4)의 접점 스위치(8)를 가압하는 부분이다. 또한, 배면에는, 모든 외주 및 인접하는 키 탑부(6)끼리의 사이에 각부(9, 脚部)가 돌출되어 있고, 그 선단은 기판(4)의 표면과 접하고 있다.
기판(4)은, 베이스 시트(5)와 대향하는 표면에 금속 접시 스프링으로 이루어지는 접점 스위치(8)를 구비하고 있다. 그 배면에는 반도체 소자(10)가 실장되어 있다.
하우징(2)에는, 키 탑부(6)마다 조작 개구(2b)가 형성되어 있고, 조작 개구(2b)는 칸막이(2c)에 의해 나누어져 형성되어 있다.
베이스 시트(5)는, 「열 확산성 부재」로서의 열 전도성 충전제(11)를 고무 상태의 탄성체로 분산시킨 성형체이다. 열 전도성 충전제(11)의 함유 비율은, 성형체의 열 특성이나 유연성을 고려하면, 5vol% ~ 60vol%가 알맞다. 열 전도성 충전제(11)의 함유 비율이 5vol% 미만이라면 분산 상태가 너무 이산되어 베이스 시트 에서 효과적으로 열이 전도되지 못하고, 60vol%를 넘으면 키 탑부(6)의 경쾌한 가압 조작에 필요한 베이스 시트의 유연성이 없어지기 때문이다.
다음에, 베이스 시트(5)의 제조 방법에 대하여 설명한다. 먼저 혼련기(roll mixing milling machine)를 사용하여 미 경화 상태의 고무 조성물에 열 전도성 충전제(11)를 첨가하여 혼련하고, 열 전도성 충전제(11)가 균일하게 분산된 상태의 고무 조성물을 얻는다. 다음에 상기 고무 조성물을 베이스 시트(5)의 성형 금형으로 성형 경화하면, 열 전도성 충전제(11)가 균일하게 분산된 베이스 시트(5)를 얻을 수 있다. 그리고, 고무 조성물을 성형 금형으로 성형 경화하기 전에 고무 조성물을 강 자장에 노출시킴으로써, 고무 조성물 중에 함유되어 있는 열 전도성 충전제(11)를 특정 방향으로 배향시킬 수 있다. 이와 같이 함으로써 베이스 시트(5)의 육후(肉厚) 방향에서의 열 전도성보다 면 방향에서의 열 전도성을 높일 수 있다.
여기서 키 시트(3)를 구성하는 각 부재의 재질을 설명한다. 그리고 이하의 설명은 후술하는 각 실시형태에 대하여도 공통적으로 적용된다.
「고무 상태의 탄성체」의 재질은 반발 탄성이 높은 고무 또는 열가소성 일래스터머가 바람직하다. 예를 들면, 고무의 경우, 천연 고무, 실리콘 고무, 에틸렌 프로필렌 고무, 부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 클로로프렌 고무, 우레탄 고무 등을 사용할 수 있고, 또한 열가소성 일래스터머의 경우에는 스틸렌계 열가소성 일래스터머, 올레핀계 열가소성 일래스터머, 에스테르계 열가소성 일래스터머, 우레탄계 열가소성 일래스터머, 아미드계 열가소성 일래스터머, 부타디엔계 열가소성 일래스터머, 에틸렌-초산비닐계 열가소성 일래스터머, 불소 고무계 열가소성 일래 스터머, 이소프렌계 열가소성 일래스터머, 염소화 폴리에틸렌계 열가소성 일래스터머 등을 사용할 수 있다. 이들 중 실리콘 고무, 스틸렌계 열가소성 일래스터머, 에스테르계 열가소성 일래스터머는, 반발 탄성과 더불어 내구성도 우수한 점에서 바람직한 소재이다.
열 전도성 충전제(11)의 재질은 탄소 섬유, 탄소 나노 튜브, 기상 성장 미세 탄소 섬유, 흑연 입자 등의 탄소 재료, 질화 붕소, 질화 알루미늄, 질화 규소 등의 금속 질화물, 산화 알류미늄, 산화 마그네슘, 산화 아연 등의 금속 산화물, 탄화 티탄, 탄화 크롬 등의 금속 탄화물, 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘 등의 금속 수산화물로부터 선택되는 적어도 하나의 종류를 사용할 수 있다. 이들 중 투광성, 환경 안정성이 뛰어난 점에서 질화 붕소, 산화 알류미늄, 수산화 알루미늄을 바람직한 소재로서 사용할 수 있다.
다음에 본 실시형태의 키 시트(3)의 작용·효과에 대하여 설명한다.
키 시트(3)의 베이스 시트(5)는 열 전도성 충전제(11)를 균일하게 분산시킨 성형체이므로, 베이스 시트(5)의 면 방향으로 열을 확산시킬 수 있다. 따라서 기판(4)의 반도체 소자(10)가 발열하여도, 이 열을 기판(4)의 표면에 접하고 있는 베이스 시트(5)가 그 면 방향으로 전도하여 확산시키고, 기판(4)에서의 반도체 소자(10) 주변에 국소적으로 축열되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 반도체 소자(10)의 오동작이나 고장을 방지할 수 있다.
키 시트(3)의 베이스 시트(5)에 열 확산성 부재를 구비하고 있으므로, 기판(4)과 키 시트(3) 사이에 열 확산용 부재를 장착하지 않고, 열을 베이스 시트(3) 의 면 방향으로 효율적으로 확산시킬 수 있다. 따라서 휴대 전화기(1)의 박형화에 대응할 수 있다.
키 시트(3)는 베이스 시트(5)가 고무 상태의 탄성체로 형성되어 있으므로, 베이스 시트(5)의 내부에 열 전도성 충전제(11)가 균일하게 분산되어 있어도 유연하고 반발 탄성이나 내굴곡성이 뛰어나다. 따라서 장기간에 걸쳐서 확실하게 입력 조작할 수 있고, 내구성이 높은 베이스 시트(5)를 실현할 수 있다.
제2 실시형태(도 3)
제2 실시형태의 키 시트(12)가, 제1 실시형태의 키 시트(3)와 상이한 것은, 베이스 시트(5)에 「가압 조작부」로서의 키 탑(13)을 구비하는 구조인 점이다. 그 외의 구성은 제1 실시형태와 동일하다.
베이스 시트(5)는 조작면 측이 되는 표면에 대좌부(14, 臺座部)가 형성되어 있고, 도시되지 않은 접착제에 의해 여기에 경질 수지로 이루어지는 키 탑(13)이 고착되어 있다. 상기 대좌부(14)의 주위에는 대좌부(14)를 가압 변위 가능하게 하는 유동 지지부(5a)가 형성되어 있다.
제2 실시형태의 키 시트(12)는, 제1 실시형태의 키 시트(3)와 마찬가지로 열 확산에 의한 반도체 소자(10)의 오동작이나 고장을 방지하고, 전자 기기의 박형화에 대응할 수 있고, 그 외에 다음의 작용·효과를 발휘한다. 즉, 키 시트(12)는 경질 수지로 형성된 키 탑(13)을 구비하고 있으므로, 가압 조작 시의 조작 하중이 완화되지 않고, 접점 스위치(6)(도시 생략)의 정확한 조작 하중을 조작자에게 전달 가능하며, 조작자가 명료한 입력감을 느낄 수 있다. 또 금속도금 층이나 도층 등 의 장식 층도 설치할 수 있고, 디자인성이 높은 키 시트(12)를 실현할 수 있다.
제3 실시형태(도 4, 도 5)
제3 실시형태의 키 시트(15)가 제2 실시형태의 키 시트(12)와 상이한 것은, 베이스 시트(16)와, 베이스 시트(16)와 별도 부재로 이루어진 각부(9)를 구비하는 구조로 이루어진 점이다. 그 외의 구성은 제2 실시형태와 동일하다.
베이스 시트(16)는 제2 실시형태의 베이스 시트(5)와 마찬가지로 고무 상태의 탄성체로 이루어진 성형체이지만, 대좌부(14)나 대좌부(14)를 가압 변위 가능하게 하는 유동 지지부(16a) 등 베이스 시트(16)의 내부에는 열 전도성 충전제(11)를 함유하지 않고 있다. 또한 베이스 시트(16)의 배면에는, 제1 실시형태에서 나타낸 바와 같은 기판(4)의 표면과 접하는 베이스 시트(16)의 고무 상태의 탄성체의 일부로서의 각부(9)를 설치하지 않고 있다.
이에 비해 본 실시형태의 각부(9)는 베이스 시트(5)와는 별도의 부재로 형성한 열 전도성 충전제(11)를 균일하게 분산하여 이루어지는 고무 상태의 탄성체의 성형체로 형성하고 있다. 그리고 도 5에서 나타낸 바와 같이, 베이스 시트(16)의 대좌부(14)에 대응하여, 두께를 관통하는 관통공(9a)이 형성되어 있다. 각부(9)의 베이스 시트(16)와 대향되는 대향면은 베이스 시트(16)에 접착에 의하여 접합되고, 그 반대면은 제1 실시형태와 마찬가지로 기판(4)(도시 생략)의 표면에 탑재된다.
이상과 같은 제3 실시형태의 키 시트(15)는, 제1 실시형태의 키 시트(3)와 마찬가지로 열 확산에 의한 반도체 소자(10)의 오동작이나 고장을 방지하고, 전자 기기의 박형화에 대응할 수 있다. 또 제2 실시형태의 키 시트(12)와 마찬가지로 입력감이 명료하거나 디자인성이 우수하며, 그 외에도 다음의 작용·효과를 발휘한다.
본 실시형태의 키 시트(15)에서는 베이스 시트(16)의 배면에 별도의 부재로 된 열 전도성 충전제(11)를 균일하게 분산시킨 각부(9)가 접착에 의하여 접합되어 있다. 그러므로 상기 각부(9)가 베이스 시트(16)의 면 방향으로 열을 확산시키고, 기판(4)의 배면에 구비되어 있는 반도체 소자(11)가 발열하더라도, 이 열을 기판(4)의 표면에 접하고 있는 각부(9)가 베이스 시트(16)의 면 방향으로 열을 전도하여 확산하고, 기판(4)에서의 반도체 소자(11)의 주변의 국소적인 축열을 방지할 수 있다. 따라서 반도체 소자(11)의 오동작이나 고장을 방지할 수 있다.
본 실시형태의 키 시트(15)는 베이스 시트(5)와 각부(9)를 별도의 부재로 형성하고 있다. 각부(9)는 유연성을 필요로 하지 않기 때문에 열 전도성 충전제(11)의 함유율을 높일 수 있고. 따라서 각부(9)의 열 전도성을 증가시킬 수 있어서 더 한층 효율적인 열 확산을 행할 수 있다.
시트형의 열 확산성 부재의 각종 실시형태의 설명: 제1 실시형태로부터 제3 실시형태의 「열 확산성 부재」는 고무 상태의 탄성체에 균일하게 분산되는 열 전도성 충전제(11)이지만, 전술한 바와 같이 금속 박판이나 그래파이트 시트를 사용하는 시트형의 열 확산성 부재(17)로서도 실현될 수 있다. 이 점을 미리 설명해 둔다.
열 확산성 부재(17)는, 도 6에서 나타내는 단면 구조와 같이 고분자 보호층(18)을 구비한 다양한 형태로 실시할 수 있다. 금속 박판이나 그래파이트 시트 는 도전성을 가지므로, 고분자 보호층(18)을 전기 절연층으로서 이용할 수 있다. 또한 그래파이트 시트는 물리적 성질이 약하기 때문에, 고분자 보호층(18)에 의하여 그래파이트 시트를 쉽게 금이가거나 깨져서 떨어지지 않게 할 수 있다.
도 6a는 열 확산성 부재(17)로서 금속 박판이나 그래파이트 시트만을 사용하는 형태이다.
도 6b는 열 확산성 부재(17)의 상면을 고분자 보호층(18)으로 코팅하는 형태이다. 이 형태에서는, 가압 조작에 의해 키 탑이 눌러져서 내려가도 열 확산성 부재(17)에는 접촉하지 않기 때문에, 열 확산성 부재(17)의 손상을 방지할 수 있다.
도 6c는 열 확산성 부재(17)의 하면을 고분자 보호층(18)으로 코팅하는 형태이다. 도전성을 가지는 열 확산성 부재(17)가 기판상의 복수개의 배선에 접촉하면 단락을 일으키고, 회로의 오동작 등의 문제가 발생할 우려가 있다. 이 형태에서는 열 확산성 부재(17)가 기판에 대해서 직접 접촉하지 않기 때문에, 기판 면에 절연층을 코팅하지 않아도 열 확산성 부재(17)를 그대로 탑재할 수 있는 이점이 있다.
도 6d는 열 확산성 부재(17)의 상면 및 하면을 고분자 보호층(18)으로 코팅하는 형태이다. 이 형태에서는 도 6b, 도 6c의 이점을 얻을 수 있다.
도 6e는 열 확산성 부재(17) 전체를 고분자 보호층(18)으로서의 도층에 의해 코팅하는 형태이다. 이 형태에서는 열 확산성 부재(17) 전체가 고분자 보호층(18)에 의해 밀봉되므로, 열 확산성 부재(17)의 단부의 탈락을 완전하게 방지할 수 있다.
도 6f는 열 확산성 부재(17) 전체를 고분자 보호층(18)으로서의 2개의 수지 필름에 의해 상하로부터 끼운 샌드위치 구조에 의해 코팅하는 형태이다. 이 형태에서는 도 6e의 형태와 마찬가지로 열 확산성 부재(17)의 단부의 탈락을 완전하게 방지할 수 있다.
여기서 상기 도 6b ~ 도 6f에서 나타낸 고분자 보호층(18)의 재질에 대하여 설명한다.
고분자 보호층(18)의 재질은 입력 조작에 수반하는 변형에 의해 균열이 생기지 않는 내굴곡성이 뛰어난 수지 필름이나 도막(塗膜)이 바람직하다. 예를 들면 수지 필름의 경우, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 필름을 이용할 수 있고, 점착층 또는 접착층을 개재시키거나, 드라이 라미네이트에 의해 일체화시키면 된다. 또한, 도막의 경우에는 우레탄계 도료, 에폭시계 도료, 이미드계 도료, 아크릴계 도료, 불소계 도료, 실리콘계 도료 등을 이용할 수 있고, 도포하여 형성하면 된다.
또한, 고분자 보호층(18)은 광 확산층을 겸하는 것으로서도 구성할 수 있다. 즉, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 재료에 백색 안료, 글래스 비즈(glass beads), 수지 비즈(resin beads) 등의 광 확산성 필러를 배합하여 이루어지는 수지 필름을 사용할 수 있다. 이 경우, 표면에 블래스트(blast) 가공이나 엠보싱(embossing) 가공을 통하여 광 확산성을 향상시킨 수지 필름도 사용할 수 있다. 또한, 블래스트 가공이나 엠보싱 가공을 한 투명한 수지 필름을 사용할 수 있 다. 또한, 광 확산성 필러를 배합한 도료나 잉크를 침지, 도포 및 인쇄하여 이루어지는 도층으로 형성해도 된다.
이하의 각 키 시트의 실시형태에서는 도 6에서 나타낸 시트형의 열 확산성 부재(17)의 각종 실시형태 중 몇개의 예를 들어 설명하지만, 물론, 열 확산성 부재(17)의 예시하지 않는 다른 도 6에서 나타낸 실시형태로 대체하여 실시할 수도 있다.
제4 실시형태(도 7, 도 8)
제4 실시형태의 키 시트(19)가 제3 실시형태의 키 시트(15)와 상이한 것은, 베이스 시트(16)의 구조와 베이스 시트(16)에 열 확산성 부재(17)를 구비하는 구성인 점이다. 그 외의 구성은 제3 실시형태와 동일하다.
베이스 시트(16)는 표면의 대좌부(14)의 주위에 열 확산성 부재(17)와 대응하는 고착 오목부(20)가 형성되어 있다. 상기 고착 오목부(20)에는 열 확산성 부재(17)를 접착에 의하여 접합하고 있다. 그 배면에는, 모든 외주 및 인접하는 대좌부(14)끼리의 사이에 각부(9)가 돌출되어 설치되어 있다. 그 선단은 기판의 표면과 접하고 있다. 그리고 전술한 베이스 시트(5)와 같이 대좌부(14)나 대좌부(14)를 가압 변위 가능하게 하는 유동 지지부(16a)를 가지는 베이스 시트(16)를 열 전도성 충전제(11)가 균일하게 분산된 성형체로 형성할 수도 있다.
열 확산성 부재(17)는 한장의 그래파이트 시트로 이루어져 있다. 도 8에서 나타낸 바와 같이 열 확산성 부재(17)의 외연(外緣)은 베이스 시트(16)의 외연보다 약간 작고, 베이스 시트(16)의 대좌부(14)에 대응하여 두께를 관통하는 관통 공(17a)이 형성되어 있다. 표면에는 수지 필름에 의한 고분자 보호층(18)이 점착(粘着)되어 있다. 그리고 열 확산성 부재(17)는 베이스 시트(16)의 고착 오목부(20)에 접착에 의하여 접합되어 있다. 그리고 그래파이트 시트로 이루어지는 열 확산성 부재(17)는 도전성을 가지고 있으므로, 노이즈 대책으로서 기기의 제로'0' 볼트 전력 선로에 접속하는 것이 바람직하다.
제4 실시형태의 키 시트(19)는, 제1 실시형태의 키 시트(3)와 마찬가지로 열 확산에 의한 반도체 소자(10)의 오동작이나 고장을 방지하고, 전자 기기의 박형화에 대응할 수 있다. 또 제3 실시형태의 키 시트(15)와 마찬가지로 명료한 입력감이나 우수한 디자인성을 얻을 수 있으며, 그 외에도 다음의 작용·효과를 발휘할 수 있다.
즉, 본 실시형태의 키 시트(19)는, 열 확산성 부재(17)가 그래파이트 시트의 성형체이므로, 열 전도성이 높고 효율적으로 열을 확산할 수 있다. 또 경량이므로 휴대 기기의 경량화에도 대응할 수 있다.
본 실시형태의 키 시트(19)는 표면에 고분자 보호층(18)을 설치한 열 확산성 부재(17)를 구비하고 있다. 그러므로 가압 조작 시에 키 탑(13)이 접촉되어도 열 확산성 부재(17)가 쉽게 파손되지 않고 내구성이 높아진다.
제5 실시형태(도 9)
제5 실시형태의 키 시트(21)가 제4 실시형태의 키 시트(19)와 상이한 것은, 베이스 시트(16)의 구조와, 열 확산성 부재(17)의 장착 구성인 점이다. 그 외의 구성은 제4 실시형태와 동일하다.
베이스 시트(16)에는 제4 실시형태의 베이스 시트(16)의 표면에 보이는 바와 같은 고착 오목부(20)가 설치되어 있지 않고, 그 대신 각부(9)에 열 확산성 부재(17)를 매설한 형태이다.
열 확산성 부재(17)는 제4 실시형태와 마찬가지의 평면시 형상(monoscopic shape)이며, 그래파이트 시트의 표면 및 배면에는 수지 필름에 의한 고분자 보호층(18)이 점착되어 있다.
제5 실시형태의 키 시트(21)는, 제1 실시형태의 키 시트(3)와 마찬가지로 열 확산에 의한 반도체 소자(10)의 오동작이나 고장을 방지하고, 전자 기기의 박형화에 대응할 수 있다. 또 제4 실시형태의 키 시트(19)와 마찬가지로 명료한 입력감이나 우수한 디자인성을 얻을 수 있고, 휴대 기기의 경량화에도 대응할 수 있으며, 그 외에도 다음의 작용·효과를 발휘한다. 즉 본 실시형태의 키 시트(21)에 의하면, 열 확산성 부재(17)가 베이스 시트(16)의 각부(9)의 내부에 매설되어 있으므로, 열 확산성 부재(17)가 베이스 시트(16)로부터 탈락되는 것을 방지할 수 있다.
제6 실시형태(도 10)
제6 실시형태의 키 시트(22)가 제4 실시형태의 키 시트(19)와 상이한 것은, 베이스 시트(16)의 구조와 열 확산성 부재(17)의 장착 구성인 점이다. 그 외의 구성은 제4 실시형태와 동일하다.
베이스 시트(16)에는 제4 실시형태의 베이스 시트(16)의 표면으로 보이는 바와 같은 고착 오목부(20)가 설치되어 있지 않다. 그 대신 각부(9)의 선단에는, 열 확산성 부재(17)와 대응하는 고착 오목부(20)를 설치하고 있다.
열 확산성 부재(17)는 제4 실시형태와 마찬가지의 평면시 형상이며, 그래파이트 시트의 전체를 코팅하는 도막에 의한 고분자 보호층(18)이 설치되어 있다. 그리고 열 확산성 부재(17)는 베이스 시트(16)의 각부(9)의 고착 오목부(20)에 접착에 의하여 접합되어 있다. 그리고, 고분자 보호층(18)을 광 확산층을 겸하도록 할 수 있다.
제6 실시형태의 키 시트(22)는 제1 실시형태의 키 시트(3)와 마찬가지로 열 확산에 의한 반도체 소자(10)의 오동작이나 고장을 방지하고, 전자 기기의 박형화에 대응할 수 있다. 또 제4 실시형태의 키 시트(19)와 마찬가지로 명료한 입력감이나 우수한 디자인성을 얻을 수 있고, 휴대 기기의 경량화에도 대응할 수 있으며, 그 외에도 다음의 작용·효과를 발휘할 수 있다.
본 실시형태의 키 시트(22)에서 열 확산성 부재(17)는 고분자 보호층(18)으로 전체면이 덮여져 있다. 그러므로 열 확산성 부재(17)의 단부의 탈락을 완전하게 방지할 수 있다.
본 실시형태의 키 시트(22)에서는 열 확산성 부재(17)가 기판에 대해서 직접 접촉되지 않기 때문에, 기판면에 단락 방지용의 절연층을 코팅하지 않아도 열 확산성 부재(17)를 그대로 탑재할 수 있다.
제7 실시형태(도 11)
제7 실시형태의 키 시트(23)가 제4 실시형태의 키 시트(19)와 상이한 것은, 베이스 시트(16)와 열 확산성 부재(17)의 구조이다. 그 외의 구성은 제4 실시형태와 동일하다.
베이스 시트(16)의 각부(9)의 선단에는 기판(4)(도시 생략)에 배치한 LED 등의 조광용 광원을 수용하는 수용 오목부(24)가 형성되어 있다.
열 확산성 부재(17)는 제4 실시형태와 마찬가지의 평면시 형상이며, 그래파이트 시트의 표면 및 배면에는 수지 필름에 의한 고분자 보호층(18)이 점착되어 있다. 배면의 고분자 보호층(18)은 광 확산층(25)을 겸하고 있다. 그리고 열 확산성 부재(17)는 베이스 시트(16)의 표면의 고착 오목부(20)에 접착에 의하여 접합되어 있다.
제7 실시형태의 키 시트(23)는, 제1 실시형태의 키 시트(3)와 마찬가지로 열 확산에 의한 반도체 소자(10)의 오동작이나 고장을 방지하고, 전자 기기의 박형화에 대응할 수 있다. 또 제4 실시형태의 키 시트(19)와 마찬가지로 명료한 입력감이나 우수한 디자인성을 얻을 수 있고, 휴대 기기의 경량화에도 대응할 수 있으며, 그 외에도 다음의 작용·효과를 발휘할 수 있다.
즉 본 실시형태의 키 시트(23)에서는, 열 확산성 부재(17)에 대해서 베이스 시트(16)의 대좌부(14)에 대응하여 설치한 관통공(17a)이 광의 투과공이 된다. 따라서, 수용 오목부(24)에 수용된 LED 등의 조광용 광원이 발광하는 광은, 관통공(17a)을 통하여 키 탑(13)으로 안내되므로, 조광식 키 시트를 실현할 수 있다.
본 실시형태의 키 시트(23)는 열 확산성 부재(17)의 배면에 광 확산층(25)을 구비하고 있으므로, 열 확산성 부재(17)로서 그래파이트 시트를 사용한 경우에, LED 등의 조광용 광원이 발광하는 광이 어두운 색 계열의 그래파이트 시트에 도달하기 전에 광 확산층(25)이 난반사시키므로, 그래파이트 시트에 의한 광 흡수를 억 제할 수 있다.
제8 실시형태(도 12)
제8 실시형태의 키 시트(26)가 제4 실시형태의 키 시트(19)와 상이한 것은, 베이스 시트(16)와 열 확산성 부재(17)의 구조이다. 그 외의 구성은 제4 실시형태와 동일하다.
베이스 시트(16)는 표면이 평탄하게 형성되어 있다. 배면에는 모든 외주에 각부(9)가 돌출되어 있다. 이 선단은 기판(4)의 표면과 접하고 있다.
열 확산성 부재(17)는 그래파이트 시트의 표면 및 배면에 수지 필름에 의하여 고분자 보호층(18)을 접착하고 있고, 베이스 시트(16)의 표면 및 외측면과 동일한 형상이며, 베이스 시트(16)의 표면 측을 모두 덮고 있다.
제8 실시형태의 키 시트(26)는, 제1 실시형태의 키 시트(3)와 마찬가지로 열 확산에 의한 반도체 소자(10)의 오동작이나 고장을 방지하고, 전자 기기의 박형화에 대응할 수 있다. 또 제4 실시형태의 키 시트(19)와 마찬가지로 명료한 입력감이나 우수한 디자인성을 얻을 수 있고, 휴대 기기의 경량화에도 대응할 수 있으며, 그 외에도 다음의 작용·효과를 발휘할 수 있다. 즉 키 시트(26)는, 열 확산성 부재(17)에 관통공이 없고, 열을 베이스 시트(16)의 360° 모든 방향으로 전도할 수 있다. 따라서 효율성이 높은 열 확산을 행할 수 있다.
제9 실시형태(도 13)
제9 실시형태의 키 시트(27)가 제4 실시형태의 키 시트(19)와 상이한 것은, 열 확산성 부재(17)를 금속 박판으로 하고, 열 확산성 부재(17)을 덮는 고분자 보 호층(18)을 구비하지 않도록 구성되어 있는 점이다. 그 외의 구성은 제4 실시형태와 동일하다.
열 확산성 부재(17)는 한장으로 이루어져 있고, 제4 실시형태의 그래파이트 시트와 마찬가지로 그 외연은 베이스 시트(16)의 외연보다 약간 작고, 베이스 시트(16)의 대좌부(14)에 대응하여 두께를 관통하는 관통공(17a)이 형성되어 있다. 그리고 열 확산성 부재(17)는 베이스 시트(16)의 고착 오목부(20)에 접착에 의하여 접합되어 있다. 그리고 금속 박판이 되는 열 확산성 부재(17)는 도전성을 가지고 있으므로, 그래파이트 시트와 마찬가지로 노이즈 대책으로서 기기의 영'0' 볼트 전력 선로에 접속하는 것이 바람직하다.
여기서 금속 박판의 재질에 대하여 설명한다. 금속 박판은, 철, 알루미늄, 동, 금, 은, 주석, 니켈, 크롬, 티탄 등의 단일 금속, 또는 이들의 합금을 사용할 수 있다.
제9 실시형태의 키 시트(27)는, 제1 실시형태의 키 시트(3)와 마찬가지로 열 확산에 의한 반도체 소자(10)의 오동작이나 고장을 방지하고, 전자 기기의 박형화에 대응할 수 있다. 또 제4 실시형태의 키 시트(19)와 마찬가지로 명료한 입력감이나 우수한 디자인성을 얻을 수 있고, 휴대 기기의 경량화에도 대응할 수 있으며, 그 외에도 다음의 작용·효과를 발휘할 수 있다. 즉 키 시트(27)는, 열 확산성 부재(17)가 금속 박판이므로 고강도이며, 열 확산성 부재(17)의 보강에 기여하는 고분자 보호층(18)을 불필요하게 할 수 있다. 또한, 금속 박판은 열 전도성이 높고, 효율적으로 열을 확산할 수 있다.
제10 실시형태(도 14)
제10 실시형태의 키 시트(28)가 제4 실시형태의 키 시트(19)와 상이한 것은, 열 확산성 부재(29)의 구조로 되어 있는 점이다. 그 외의 구성은 제4 실시형태와 동일하다.
본 실시형태의 열 확산성 부재(29)에서는, 금속 박판(29a)과 그래파이트 시트(29b)의 배치가, 표면(상면)에 그래파이트 시트(29b), 배면(하면)에 금속 박판(29a)이 되도록 적층된 구조로 이루어져 있다. 상기 열 확산성 부재(29)의 외관 형상은 제4 실시형태의 열 확산성 부재(17)와 동일하고, 외연은 베이스 시트(16)의 외연보다 약간 작고, 베이스 시트(16)의 대좌부(14)에 대응하여 두께를 관통하는 관통공(29c)이 형성되어 있다. 그리고 열 확산성 부재(29)는 베이스 시트(16)의 고착 오목부(20)에 접착에 의하여 접합되어 있다. 본 실시형태에서는 표면측을 그래파이트 시트(29b)로 형성하고 있고, 상기 그래파이트 시트(29b)의 표면측을 수지 필름으로 이루어지는 고분자 보호층(18)이 덮고 있다. 즉, 그래파이트 시트(29b)는, 배면 측의 금속 박판(29a)과 표면 측의 고분자 보호층(18)에 의해 완전히 밀봉되어 있다. 그리고, 금속 박판(29a)이나 그래파이트 시트(29b)는 도전성을 가지므로, 고분자 보호층(18)을 전기 절연층으로서 이용하고 있다.
제10 실시형태의 키 시트(28)는, 제1 실시형태의 키 시트(3)와 마찬가지로 열 확산에 의한 반도체 소자(10)의 오동작이나 고장을 방지하고, 전자 기기의 박형화에 대응할 수 있다. 또 제4 실시형태의 키 시트(19)와 마찬가지로 명료한 입력감이나 우수한 디자인성을 얻을 수 있고, 휴대 기기의 경량화에도 대응할 수 있으 며, 그 외에도 다음의 작용·효과를 발휘한다. 즉 본 실시형태의 키 시트(28)에 의하면, 열 전도성을 가지는 금속 박판(29a)에 의해 약한 그래파이트 시트(29b)가 금이가거나 깨져서 떨어지는 것을 억제할 수 있고, 그래파이트 시트(29b)의 물리적인 강도를 보충할 수 있다. 그리고, 금속 박판(29a)을 구비함으로써, 실장 소자로부터 발생하는 열이 열 확산성 시트에서 전도되기 용이하게 되어, 열 확산성을 향상시킬 수가 있다. 또한, 금속 박판(29a)을 그래파이트 시트(29b)의 배면 측에 적층하였기 때문에 열 확산성 부재(29)의 면 방향으로의 열 확산성을 높일 수 있다.
2층 구조의 열 확산성 부재(29)의 실시형태의 설명: 제10 실시형태에서는 금속 박판(29a)과 그래파이트 시트(29b)를 적층시킨 2층 구조의 열 확산성 부재(29)의 일례를 나타냈으나, 금속 박판(29a)과 그래파이트 시트(29b)를 적층시켜서 이루어지는 열 확산성 부재(29)는, 이하의 도 15a ~ 도 15h에 나타낸 바와 같은 각종 구조를 취할 수 있다. 이하, 도 15a ~ 도 15h에 나타낸 각종 구조에 대하여 설명한다.
도 15a는 열 확산성 부재(29)로서 금속 박판(29a)과 그래파이트 시트(29b)만을 사용하는 형태이다. 그리고, 금속 박판(29a)을 그래파이트 시트(29b)의 배면 측에 적층시키면, 그래파이트 시트(29b)에 의한 면 방향으로의 열 확산성을 높일 수 있다.
도 15b는 열 확산성 부재(29)로서 제10 실시형태에서 사용한 것이며, 그래파이트 시트(29b)의 외면을 고분자 보호층(18)으로 코팅하는 형태이다. 환언하면, 그래파이트 시트(29b)를 금속 박판(29a)과 고분자 보호층(18)에서 협지하고 있다. 이 형태에서는 그래파이트 시트(29b)는 물리적 성질이 약하기 때문에, 금속 박판(29a)과 고분자 보호층(18)에 의해 그래파이트 시트(29b)를 쉽게 금이가거나 깨져서 떨어지지 않게 할 수 있다.
도 15c는 열 확산성 부재(29)의 상면 및 하면을 고분자 보호층(18)으로 코팅하는 형태이다. 이 형태에서는 도 15b의 이점에 더하여 금속 박판(29a)과 그래파이트 시트(29b)의 어느 쪽을 기판과 대향시켜도 열 확산성 부재(29)가 기판에 대해서 직접 접촉하지 않기 때문에, 기판 면에 절연 층을 코팅하지 않아도 열 확산성 부재(29)를 그대로 탑재할 수 있는 이점이 있다.
도 15d는 열 확산성 부재(29) 전체를 고분자 보호층(18)으로서의 도층에 의해 코팅하는 형태이다. 이 형태에서는 열 확산성 부재(29) 전체가 고분자 보호층(18)에 의해 밀봉되므로, 열 확산성 부재(29)의 단부의 탈락을 완전하게 방지할 수 있다.
도 15e는 열 확산성 부재(29) 전체를 고분자 보호층(18)으로서의 2개의 수지 필름에 의해 상하로부터 끼워넣은 샌드위치 구조에 의해 코팅하는 형태이다. 이 형태에서는 도 15d의 형태와 마찬가지로 열 확산성 부재(29)의 단부의 탈락을 완전하게 방지할 수 있다.
도 15f는 그래파이트 시트(29b)의 상면 및 하면을 고분자 보호층(18)으로 각각 코팅하고, 그 외면에 금속 박판(29a)을 적층시킨 형태이다. 이 형태에서는, 금속 박판(29a)이 외면에 표출되어 있으므로, 전술한 도 6d와 비교하여 열 전도성을 높일 수 있다.
도 15g는 그래파이트 시트(29b) 전체를 고분자 보호층(18)으로서의 도층에 의해 코팅하고, 그 외면에 금속 박판(29a)을 적층시킨 형태이다. 이 형태에서는, 금속 박판(29a)이 외면에 표출되고 있으므로, 전술한 도 6e와 비교하여 열 전도성을 높일 수 있다.
도 15h는 그래파이트 시트(29b) 전체를 고분자 보호층(18)으로서의 2개의 수지 필름으로 상하로부터 협지하도록 코팅하고, 그 외면에 금속 박판(29a)을 적층시킨 형태이다. 환언하면, 그래파이트 시트(29b)의 양면을 고분자 보호층(18)으로 코팅한 것과 금속 박판(29a)의 적층체이다. 이 형태에서는, 금속 박판(29a)이 외면에 표출되어 있으므로, 전술한 도 6f와 비교하여 열 전도성을 높일 있다. 또한, 도 15a ∼ 도 15h에서는 금속 박판(29a)을 그래파이트 시트(29b)의 배면에 적층하는 것을 나타내었지만, 금속 박판(29a)을 그래파이트 시트(29b)의 표면에 적층하여 사용할 수도 있다. 금속 박판(29a)을 그래파이트 시트(29b)의 배면에 적층하는 형태와 표면에 적층하는 형태를 비교하면, 금속 박판(29a)을 배면에 적층하는 형태 쪽이 열 확산 효율을 높일 수 있다.
상기 제4 실시형태 ~ 제10 실시형태의 변형예로서 이들 각 실시형태에서 설명한 열 확산성 부재(17, 29)를 대신하여, 도 6a ~ 도 6f, 도 15a ~ 도 15h에서 나타낸 각종 열 확산성 부재(17, 29)를 사용할 수 있다. 그리고, 도 15에서는 금속 박판(29a)을 그래파이트 시트(29b)의 배면에 적층시킨 것을 나타냈으나, 금속 박판(29a)을 그래파이트 시트(29b)의 표면에 적층하여 사용할 수도 있다. 금속 박판(29a)을 배면에 적층하는 형태와 표면에 적층하는 형태를 비교하면 금속 박 판(29a)을 배면에 적층하는 형태 쪽이 열 확산 효율을 더 높일 수 있다.
[실시예 및 비교예]
다음에 실시예 및 비교예를 나타내고 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 그리고 키 시트에 대해서는 전술한 제7 실시형태를 대표예로 하여 설명한다.
1. 키 시트의 제조
실시예 1: 두께 0.13mm의 그래파이트 시트(두께 방향의 열전도율이 7W/m·K, 면 방향의 열전도율이 240W/m·K, 그래프텍(Gragtech)사제)를 펀칭 가공하여, 열 확산성 부재(17)를 형성하였다. 열 확산성 부재(17)의 형상은, 외연은 베이스 시트(16)의 외연보다 약간 작고, 베이스 시트(16)의 대좌부(14)에 대응하여 두께를 관통하는 관통공(17a)을 설치하고 있다. 얻어진 열 확산성 부재(17)를 베이스 시트(16)의 성형 금형에 인서트한 후, 그 금형에 실리콘 고무 조성물을 투입하여, 베이스 시트(16)를 성형함과 동시에 열 확산성 부재(17)를 일체화하고, 열 확산성 부재(17)를 구비하는 베이스 시트(16)를 형성하였다. 베이스 시트(16)의 형상은, 조작면 측이 되는 표면에, 「가압 조작부」로서의 복수개의 대좌부(14)가 돌출되어 있다. 상기 대좌부(14)의 주위에 열 확산성 부재(17)와 대응하는 고착 오목부(20)가 형성되어 있다. 기판(4)과 대향하는 배면에는, 대좌부(14)마다 가압자부(7)가 원기둥형으로 형성되어 있고, 또한 모든 외주 및 인접하는 대좌부(14)끼리의 사이에 각부(9)가 돌출되어 있다. 각부(9)의 선단에는, 기판(4)(도시 생략)에 배치한 조광용 광원의 LED를 수용하는 수용 오목부(24)가 형성되어 있다. 이와는 별도로, 사출 성형에 의해 폴리카보네이트 수지의 키 탑(13)을 형성하고, 베이스 시트(16)의 대향면에 문자, 기호 등의 표시부를 인쇄하여 형성하였다. 상기 키 탑(13)을 베이스 시트(16)의 대좌부(14)에 대해서 자외선 경화형 접착제로 접착에 의하여 접합하고, 실시예 1의 키 시트를 제조하였다.
얻어진 키 시트의 치수는, 베이스 시트(16)의 각부(9)의 선단으로부터 대좌부(14)의 표면까지의 높이가 0.7mm, 키 탑(13)의 두께가 0.7mm(베이스 시트(16)의 각부(9)의 선단으로부터는 약 1.4mm), 평면에서 볼 때 키 탑(13)의 중앙으로부터 인접하는 키 탑(13)의 중앙까지의 간격(피치)이 20mm이다. 또한, 키 시트의 크기는, 65mm × 40mm정도이다.
실시예 2: 실시예 1과 마찬가지의 그래파이트 시트의 양면에, 아크릴계 점착제를 통하여 두께 0.1mm의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 접합시킨 후, 실시예 1과 마찬가지의 평면시 형상으로 펀칭 가공하여, 양면에 고분자 보호층(18)을 구비하는 열 확산성 부재(17)를 형성하였다. 얻어진 열 확산성 부재(17)를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지의 공정을 거쳐, 실시예 2의 키 시트를 제조하였다.
실시예 3: 실시예 1과 마찬가지의 그래파이트 시트를 실시예 1과 마찬가지의 평면시 형상으로 펀칭 가공한 후, 2액 경화형 우레탄 도료에 침지하여, 전체 표면에 고분자 보호층(18)을 구비하는 열 확산성 부재(17)를 형성하였다. 얻어진 열 확산성 부재(17)를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지의 공정을 거쳐, 실시예 3의 키 시트를 제조하였다.
실시예 4: 실시예 1과 마찬가지의 그래파이트 시트의 한쪽 면에, 아크릴계 점착제를 통하여 두께 0.1mm의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 접합시키고, 반대면에 아크릴계 점착제를 통하여 두께 0.1mm의 백색 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 접합시킨 후, 실시예 1과 마찬가지의 평면시 형상으로 펀칭 가공하여, 양면에 고분자 보호층(18)을 구비하는 열 확산성 부재(17)를 형성하였다. 그리고, 백색 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 접합시킨 고분자 보호층(18)은 광 확산층(25)을 겸하고 있다. 얻어진 열 확산성 부재(17)를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지의 공정을 거쳐, 실시예 4의 키 시트를 제조하였다.
실시예 5: 우선, 산화 티탄 30vol%, 글래스 비즈 10vol%가 배합된 우레탄계 잉크를 준비하고, 이와는 별도로, 구형의 산화 알류미늄(평균 입경 2μm, 마이크론사제)이 50vol%가 되도록 실리콘 고무에 배합된 베이스 시트용의 실리콘 고무 조성물을 준비하였다. 그리고, 실시예 1과 마찬가지의 그래파이트 시트의 한쪽 면에 아크릴계 점착제를 통하여 두께 0.1mm의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 접합시키고, 반대면에 준비한 우레탄계 잉크를 스크린 인쇄해 도막을 형성하였다. 그 후, 실시예 1과 마찬가지의 평면시 형상으로 펀칭 가공하여, 양면에 고분자 보호층(18)을 구비하는 열 확산성 부재(17)를 형성하였다. 그리고, 우레탄계 잉크로 형성한 도막은 광 확산층(25)을 겸하고 있다. 얻어진 열 확산성 부재(17)와 실시예 5에서 준비한 실리콘 고무 조성물을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지의 공정을 거쳐, 실시예 5의 키 시트를 제조하였다.
실시예 6: 실시예 1의 평면시 형상과 비교하여 외연을 약간 작게 하고, 관통공을 약간 크게 한 평면시 형상으로 그래파이트 시트를 펀칭 가공하였다. 상기 그 래파이트 시트의 배면에 아크릴계 점착제를 통하여 두께 0.1mm의 스테인레스 강판을 금속 박판(29a)으로서 접합시키고, 표면에 아크릴계 점착제를 통하여 두께 0.02mm의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름을 고분자 보호층(18)으로서 접합시킨 후, 실시예 1과 마찬가지의 평면시 형상으로 펀칭 가공하여, 그래파이트 시트를 배면 측으로부터 스테인레스 강판에 의해 표면 측으로부터 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름에 의해 완전하게 밀봉된 열 확산성 부재(29)를 형성하였다. 열 확산성 부재(29)의 외연 및 공연(홀 에지)에는, 스테인레스 강판과 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름이 접착되어 있고, 그래파이트 시트가 밀봉되어 있다. 얻어진 열 확산성 부재(29)를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지의 공정을 거쳐, 실시예 6의 키 시트를 제조하였다.
실시예 7: 실시예 6의 스테인레스 강판 대신 두께 0.1mm의 동판을 사용하여 실시예 6과 마찬가지의 열 확산성 부재(29)를 형성하였다. 얻어진 열 확산성 부재(29)를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지의 공정을 거쳐, 실시예 7의 키 시트를 제조하였다.
비교예 1: 열 확산성 부재를 이용하지 않는 것 이외는 실시예 1과 마찬가지의 공정을 거쳐, 비교예 1의 키 시트를 제조하였다.
2. 키 시트의 평가
키 시트에서의 열 확산 특성, 휘도, 절곡 내구성에 대하여, 다음과 같이 측정하고, 평가하였다. 그 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
「열 확산 특성」； 발열하는 반도체 소자를 상정한 열원으로서 세라믹 히 터(「마이크로 세라믹 히터 MS-3」(상품명), 발열부의 크기 10mm × 10mm, 사카구치 전열사제)를 사용하여, 발열부의 상방 0.6mm만큼 떨어진 위치에 기판(두께 4mm)을 설치하였다. 상기 기판 상에 키 탑(13)이 발열부의 바로 위에 오도록 상기의 키 시트를 탑재한 후, 세라믹 히터를 통전시키고, 발열량 1.4W에서 10분 후의 온도를 온도계로 측정하였다. 온도의 측정 부분은, 세라믹 히터의 바로 위에 위치하는 베이스 시트의 시트부의 표면 t1과 세라믹 히터 중심의 바로 위에 위치하는 베이스 시트의 시트부의 위치로부터 20mm 떨어진 베이스 시트의 시트부(인접하는 시트부)의 표면 t2, 및 세라믹 히터의 바로 위에 위치하는 키 탑의 표면 t3의 3개소이다. 표 1에는 t1 ~ t3의 각 점에서의 온도를 나타낸다.
「휘도」； 수용 오목부(21)에 수용한 LED를 발광시키고, 표시부에 도광된 광을 휘도계(LS-100 KONICA MINOLTA제)로 측정하였다. 표 1에는 그 측정치를 나타낸다.
「절곡 내구성」； 키 시트를, 매초 1회의 비율로 90°절곡시킨 후 원래 상태로 되돌리는 반복 절곡 시험을 행하고, 그래파이트 시트에 크랙(crack)이 생길 때까지의 절곡 회수를 카운트하였다. 표 1에는 크랙이 생겼을 때의 회수를 나타낸다.
표 1에서 나타낸 바와 같이, 각 실시예에서의 키 시트의 온도(t1, t3)는, 비교예 1의 온도(t1, t3)보다 각각 낮고, 국소적으로 축열되어 있지 않은 것을 알 수 있다.
또한, 광 확산층(25)을 겸한 고분자 보호층(18)을 구비한 실시예 4 및 실시 예 5의 키 시트는, 밝기가 2.0cd/m2 이상이며, 흑색의 그래파이트 시트를 구비하고 있어도 광의 흡수를 억제할 수 있고, 확실하게 보일(clear vision) 만큼 조광이 가능한 것을 알 수 있다.
그래파이트 시트의 배면에 스테인레스 강판이나 동판 등의 금속 박판(29a)을 구비한 실시예 6 및 실시예 7의 키 시트는, 밝기가 2.0cd/m2 이상이며, 흑색의 그래파이트 시트(29b)를 구비하고 있어도 LED 측의 금속 박판(29a)이 광을 반사하고, 확실하게 보일만큼 조광이 가능한 것을 알 수 있다.
또한, 고분자 보호층(18)을 구비한 실시예 2 ~ 실시예 7의 키 시트는, 크랙이 생길 때의 회수가 100회 이상이며, 그래파이트 시트가 보호되고 있는 것을 알 수 있다.
[표 1]
실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 비교예1
열확산 특성 온도t1(℃) 온도t2(℃) 온도t3(℃) 58 37 39 62 38 42 64 38 42 62 37 40 53 35 35 55 36 37 48 34 33 82 39 58
휘도 휘도량(cd/m2) 1.3 1.5 1.7 2.6 2.0 2.9 3.1 2.2
절곡내구성 크랙발생회수(회) 50 140 180 130 120 > 200 > 200 -
본 발명에 따르면, 기판(4)에서의 반도체 소자(10) 주변에 국소적으로 축열되는 것을 방지함으로써, 반도체 소자(10)의 오동작이나 고장을 방지할 수 있다.

Claims (23)

  1. 가압 조작부(6, 13)를 가지고, 발열하는 전자 부품(10)을 실장한 회로 기판(4)에 탑재하는 고무 상태의 탄성체로 이루어지는 베이스 시트(5, 16)를 구비하고 있고, 상기 베이스 시트(5, 16)에 상기 전자 부품(10)에서 발생하는 열의 베이스 시트(5, 16)의 면 방향으로의 확산을 촉진하는 열 확산성 부재(11, 17, 28)를 가지는 키 시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열 확산성 부재(17)가, 상기 베이스 시트(5)의 고무 상태의 탄성체에 배합된 열 전도성 충전제(11)인 것을 특징으로 하는 키 시트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열 전도성 부재(17)가, 상기 베이스 시트(16)를 기판(4)의 표면에서 지지하는 각부(9, 脚部)의 고무 상태의 탄성체에 배합된 열 전도성 충전제(11)인 것을 특징으로 하는 키 시트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열 확산성 부재(17)가, 상기 베이스 시트(16)에 일체로 구비되는 금속 박판(17)인 것을 특징으로 하는 키 시트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열 확산성 부재(17)에 적어도 그 한쪽 면을 코팅하는 고분자 보호층(18)을 설치한 것을 특징을 하는 키 시트.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 열 확산성 부재(17)에 그 전체를 둘러싸서 코팅하는 고분자 보호층(18)을 설치한 것을 특징으로 하는 키 시트.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 고분자 보호층(18)이 수지 필름인 것을 특징으로 하는 키 시트.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 고분자 보호층(18)이 기판(4)에 실장한 조광용 광원으로부터의 광을 확산시키는 광 확산층(25)인 것을 특징으로 하는 키 시트.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 고분자 보호층(18)이 도층(塗層)인 것을 특징으로 하는 키 시트.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 열 확산성 부재(17)가 상기 베이스 시트(16)에 일체로 구비되는 그래파이트 시트(17)인 것을 특징으로 하는 키 시트.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 열 확산성 부재(17)에 적어도 그 한쪽 면을 코팅하는 상기 고분자 보호층(18)을 설치한 것을 특징으로 하는 키 시트.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 열 확산성 부재(17)에 그 전체를 둘러싸서 코팅하는 상기 고분자 보호층(18)을 설치한 것을 특징으로 하는 키 시트.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 고분자 보호층(18)이 수지 필름인 것을 특징으로 하는 키 시트.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 고분자 보호층(18)이 기판(4)에 실장한 조광용 광원으로부터의 광을 확산시키는 광 확산층(25)인 것을 특징으로 하는 키 시트.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 고분자 보호층(18)이 도층인 것을 특징으로 하는 키 시트.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 열 확산성 부재(28)는 금속 박판(28a)과 그래파이트 시트(28b)의 적층체인 것을 특징으로 하는 키 시트.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 회로 기판(4) 측에 상기 금속 박판(28a)이 위치하고, 회로 기판(4)과 반대 측에 그래파이트 시트(28b)가 위치하는 적층체인 것을 특징으로 하는 키 시트.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 열 확산성 부재(28)에 적어도 그 한쪽 면을 코팅하는 상기 고분자 보호층(18)을 설치한 것을 특징으로 하는 키 시트.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 열 확산성 부재(28)에 그 전체를 둘러싸서 코팅하는 상기 고분자 보호층(18)을 설치한 것을 특징으로 하는 키 시트.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 고분자 보호층(18)은 수지 필름인 것을 특징으로 하는 키 시트.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 고분자 보호층(18)은 기판(4)에 실장한 조광용 광원으로부터의 광을 확산시키는 광 확산층(25)인 것을 특징으로 하는 키 시트.
  22. 제18항에 있어서,
    상기 고분자 보호층(18)은 도층인 것을 특징으로 하는 키 시트.
  23. 제4항, 제10항 또는 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가압 조작부(13)가 투광성 수지로 이루어지는 키 탑(13)이며,
    상기 베이스 시트(16)의 고무 상태의 탄성체가 투광성이며, 상기 베이스 시트(16)에는 키 탑(13)을 가압 변위 가능하게 지지하는 유동 지지부(16a)를 가지고 있고,
    열 확산성 부재(17, 28)가 상기 베이스 시트(16)의 유동 지지부(16a)를 제외한 나머지 부분에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 키 시트.
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