KR20210117834A

KR20210117834A - Pcb 일체형 smt용 돔 스위치가 구비된 인쇄회로기판

Info

Publication number: KR20210117834A
Application number: KR1020200034643A
Authority: KR
Inventors: 박두영
Original assignee: 주식회사 알프스
Priority date: 2020-03-20
Filing date: 2020-03-20
Publication date: 2021-09-29

Abstract

기재 상면에 중앙단자 및 외측단자가 드러나게 형성된 스위치 기판, 상기 중앙단자 및 상기 외측단자 사이의 전기적 접촉을 단속하도록 상기 스위치 기판에 설치되는 돔 부재, 상기 돔 부재를 커버하도록 상기 돔 부재 위로설치되는 테이프를 구비하며, 상기 스위치 기판의 영역 가운데 상기돔 부재가 덮고 있는 영역 내에 상기 스위치기판을 관통하는 공기구멍(air path)이 형성되는 인쇄회로기판 일체형 표면실장용 돔스위치가 주된 인쇄회로기판표면에 부착되고 주된 인쇄회로기판에도 공기구멍 대응 위치에 대응 구멍이 형성되어 이루어지는 인쇄회로기판이개시된다.
본 고안에 따르면, PCB 일체형 SMT용 돔 스위치를 주된 인쇄회로기판에 부착하여 사용할 때 돔 스위치의 내부 압력을 해소하여 쉽게 돔 스위치를 누를 수 있도록 하며, 더불어 돔 스위치에 과도한 압력이 걸리는 것을 방지하여돔 스위치 파손을 줄일 수 있게 된다.

Description

PCB 일체형 SMT용 돔 스위치가 구비된 인쇄회로기판{PCB having PCB integrated dome switch for surface mount technology}

본 발명은 돔스위치(dome switch)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인쇄회로기판(PCB)가 돔 부재와 일체형으로 결합되어 사용되는 PCB 일체형 표면실장(SMT:surface mount technology)용 돔 스위치가 구비된 인쇄회로기판에 관한 것이다.

각종 전자기기 단말기에 이용되는 키보드의 PCB(printed circuit boards) 일체형 SMT(Surface MountTechnology)용 돔 스위치는, 단말기의 제조업체가 설계한 키이(Key) PCB 패턴에 따라 복수 개의 개별 돔 스위치가 배열되도록 스위치 제조업체에 의해 한 장의 시트(돔 시트) 형태로 성형 제조된다. 이렇게 제조된 돔 시트는Key 패드 어셈블리를 이루도록 키 패드, 도광판, PCB 등과 함께 조립되어 사용된다.

따라서 스위치 제조업자는 단말기 제조업자가 설계한 PCB에 맞게 돔 부재를 포함하는 돔 시트를 제조해야 하기때문에 단말기의 형태마다 다른 돔 부재 배열을 가진 돔 시트를 형성하게 되고, 돔 시트의 제작을 위한 성형 금형을 각각 제작해야 한다. 이렇게 소량 다품종으로 돔 시트를 생산하려면 금형비가 많이 들고 다량 생산 작업이어려워서 생산 비용이 높아지는 문제점이 있었다.

또한, 단말기를 조립 후 조립된 단말기의 복수 개의 스위치 중 어느 하나의 스위치에 불량이 생겨도 한장의 돔시트 전체를 교체해야 하기 때문에 그만큼 생산수율이 떨어지고 원자재 손실이 커지는 문제점이 있었다.

이런 문제점을 극복하기 위해 스위치 접점 및 전극이 반복적으로 배열되게 배치하고 에칭, 도금 등의 기법을 이용하여 PCB 기판으로부터 스위치 기판을 제조하고 반복 패턴을 사각형의 단위 스위치 기판으로 재단하여 이 스위치 기판 위에 탄성 금속 박판으로 된 돔 부재 및 절연 테이프를 결합시킨 PCB 일체형 SMT용 돔 스위치를 사용하게 되었다.

대한민국특허공개 제10-2011-0021210호에는 이러한 돔스위치 및 그 제조방법이 개시되어 있다. 이러한 종래의예에 따른 돔스위치(A)는 도 1 및 도2에 도시된 바와 같이, 기본적으로 중앙단자(11)를 구비하는 중앙접점부재와, 외측단자(21a,21d)를 구비하는 외측접점부재와, 외주부(31)가 외측단자(21a,21d)에 접촉되고 중앙부(32)가 반전 동작시 중앙단자(11)에 접촉하도록 마련된 돔부재(30)를 구비하여 스위치 신호를 얻을 수 있게 마련된다.

상호 이격되게 배치되는 중앙 및 외측 접점부재는 그 외부로 사출되는 절연성 수지재질의 몰딩체(40)를 통해 상호 일체로 연결된다. 몰딩체(40)는 중앙 및 외측 단자(21a,21d)와, 이 돔스위치가 장착될 회로기판의 접속단자들과 접속되도록 하는 제1 및 제2접속부(22,23) 사이의 전기적 연결이 이루어진 상태에서 형성되며, 중앙단자(11)와 외측단자(21a,21d)는 돔부재(30)와의 접촉을 위해 상측은 몰딩체(40) 상부면에서 노출되고 하측은 몰딩체(40)에 매몰되는데, 하측이 몰딩체(40)에 매몰된 상태로 몰딩체(40)에 안정적으로 지지되어 중앙부(32)의 반전을 위해 가압되는 돔부재(30)를 견고하고 안정적으로 지지할 수 있게 된다.

안착홈(41)에 안착된 돔부재(30)를 몰딩체(40)에 고정시키기 위해 돔스위치(A)는 접착시트(50)를 더 구비한다.접착시트(50)는 일면에 점착재가 있는 얇은 합성수지재질의 시트 형태로 이루어져 중앙부가 돔부재(30)의 상면을 덮고 외곽면이 안착홈(41) 둘레의 몰딩체(41) 상면에 부착되도록 돔부재(30) 상면에 부착된다.

도 3은 종래의 다른 PCB 일체형 SMT용 돔 스위치의 구성도로, 도1 및 도2의 예에서의 몰딩체가 PCB 기재 및 에폭시로 대체적으로 표현되어 있다. 여기서는 PCB 일체형 돔 스위치는 PCB 기재(46) 상단에 공지기술에 의하여중앙 및 외측 단자(11, 21)를 형성한 스위치 기판을 구축하고 스위치 기판 상부에 높이가 있는 링 형태의 에폭시층(45)을 형성한 후 외측 단자(21)와 에폭시층(45)이 접하는 에폭시층 내주면에서 중심부까지 점차 볼록하게형성되는 반구형태의 돔 부재(30)를 형성하여 부착하고 돔 부재(30) 상부에 커버필름(50)이 부착되어 있다.

여기서는 에폭시층(45)의 높이에 의해서 커버필름(50)을 부착하게 되면 공기통로(70)가 형성된다. 상부에서 압력을 가하면 돔 부재 내부공간(80)은 압력이 높아져서 돔 부재(30)는 주변으로 팽창하게 되는 데, 이때, 공기통로(70)가 형성되어 있으므로 그 압력이 공기통로쪽으로 분산되는 것을 기대한 것이다.

그러나, 이런 종래의 실시예에서는 공기통로가 차지하는 용적도 작고, 공기통로 자체가 밀폐되어 돔 부재에 압력을 가할 때 힘이 분산되어 돔 스위치의 클릭 감을 좋게 하는 효과가 거의 없었고 과도한 압력에 의하여 돔 스위치가 자주 파손되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래의 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 클릭감을 높이고 돔 스위치 파손을 줄일 수 있는 PCB 일체형 SMT용 돔 스위치가 작동할 수 있도록 구비된 인쇄회로기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기재 상면에 중앙단자 및 외측단자가 드러나게 형성된 스위치 기판, 상기 중앙단자 및 상기 외측단자 사이의 전기적 접촉을 단속하도록 상기 스위치 기판에 설치되는 돔 부재, 상기 돔 부재를 커버하도록 상기 돔 부재 위로설치되는 테이프를 구비하는 PCB 일체형 SMT용 돔 스위치가 주된 인쇄회로기판에 구비된 인쇄회로기판에있어서, 상기 스위치 기판의 영역 가운데 상기 돔 부재가 덮고 있는 영역 내에 상기 스위치 기판을 관통하는 공기구멍(air path)이 형성되고 주된 인쇄회로기판에도 대응하는 대응 구멍이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서, 스위치 기판 위에는 상기 중앙단자와 상기 외측단자 적어도 일부가 노출되는 홀을 가지고 상기 돔부재의 주변부를 한정하도록 에폭시층과 같은 절연수지층이 적층되고, 상기 테이프는 상기 절연수지층 상면과상기 돔 부재 상단부에 밀착되어 상기 돔 부재를 상기 스위치 기판에 고정시키면서 상기 홀을 이루는 상기 절연수지층 내주면과 상기 스위치 기판 및 상기 테이프로 둘러싸인 홀 공간을 밀폐하도록 설치될 수 있다.

본 발명에서, 공기구멍은 단자가 형성되지 않은 위치에 형성되는 것이 바람직하지만 중앙단자나 외측단자와 같은 단자 영역에 형성되는 것을 배재하지 않으며, 공기구멍의 직경과 갯수는 돔 부재 내부공간의 크기를 고려하여 조절할 수 있다.

본 발명에 따르면, PCB 일체형 SMT용 돔 스위치를 제작하여 사용할 때 돔 스위치의 내부 압력을 해소하여 쉽게돔 스위치를 누를 수 있도록 하며, 더불어 돔 스위치에 과도한 압력이 걸리는 것을 방지하여 돔 스위치 파손을줄일 수 있게 된다.

도1 및 도2는 종래의 PCB 일체형 SMT용 돔 스위치의 한 예를 나타내는 단면도 및 분해사시도,
도3는 도1과 다른 종래의 PCB 일체형 SMT용 돔 스위치의 한 예를 나타내는 단면도,
도4는 본 고안의 돔 스위치의 일 실시예를 나타내는 단면도,
도5는 본 고안의 돔 스위치의 일 실시예를 이루는 스위치 기판을 나타내는 평면도,
도6은 본 고안의 돔 스위치가 주된 PCB 상에 실장된 한 실시형태를 나타내는 개략적인 단면도이다.

이하 도면을 참조하면서 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 일 실시예로서 에폭시층(145)이 형성된 PCB 일체형 SMT용 돔 스위치의 단면을 나타내는단면도이다. 이런 형태의 돔 스위치를 이루기 위한 하나의 제조방법을 보면 먼저 도3과 같은 종래의 예와 동일한 방식으로 PCB 기재(140) 상면에 중앙단자(110) 및 외측단자(120)가 노출되도록 형성한 스위치 기판을 준비한다. 그 위로 스위치 기판 상부에 홀을 가진 에폭시층(145)을 적층한다.

에폭시층(145)은 스위치 기판 위에 중앙단자(110)와, 외측단자(120) 적어도 일부가 노출되는 홀을 가져 돔부재(130)의 주변부를 한정하도록 적층되며, 다른 절연수지층으로 대체될 수도 있다.

외측단자(120)와 에폭시층(145)이 접하는 부분에서 시작하여 에폭시층(145)의 홀을 이루는 내주면으로부터 중앙단자(110)가 있는 중앙부 쪽으로 점차 상향하여 중앙부가 볼록하게 형성되는 반구형태의 돔부재(130)를 설치한다. 그리고, 에폭시층(145)과 돔부재(130) 상단에 접하도록 이들 위로 하면에 점착층을 가진 테이프(150)를 부착시킨다.

단, PCB 기재(140)에는 종래와 달리 중앙단자(110)와 외측단자(120) 사이에 PCB 기재(140)를 상하로 관통하는공기구멍(160)이 형성되어 있다. 이 공기 구멍(160)은 돔부재(130)를 설치하기 전이라면 PCB 기재(140)를 형성하는 과정에서 혹은 단자가 형성된 뒤나 에폭시층(145)이 형성된 뒤에도 형성될 수 있다.

이 공기 구멍(160)은 도5에서 보듯이 평면에서 볼 때 중앙을 기준으로 같은 중심각 간격으로 분포하는 것이 바람직하며 공기 구멍(160)의 직경은 돔부재(130)에 압력을 가할 때 돔부재(130) 내부 공간의 공기가 빠르게 빠져나갈 수 있을 정도로 크게 형성된다.

이런 상태에서는 돔부재(130)에 압력을 가할 때 돔부재(130)와 스위치 기판 사이에 있는 돔부재 내부공간을 포함하여 에폭시층(145) 상면과 테이프(150)의 접착으로 에폭시층(145) 내주면 및 테이프(150)와 스위치 기판으로둘러싸인 전체 공간이 줄어들게 되지만 이 공간을 채우고 있던 공기 일부는 스위치 기판에 형성된 공기구멍(160)을 통해 외부로 방출되므로 이 공간 내부의 압력은 크게 높아지지 않고 따라서 돔 스위치를 누를 때의 저항감을 느끼지 않아 편하게 누를 수 있다. 또한, 돔 스위치에 인가되는 압력이 작으므로 압력이 커져서 생기는파손을 줄일 수 있게 된다.

도6은 본 발명의 돔 스위치를 주된 PCB 기판에 SMT 방식으로 장착한 상태를 나타내는 단면도이다.

돔 스위치를 이루는 스위치 기판이 장착되는 기기의 주된 PCB 기판(240)은 기기의 두께를 얇게 하기 위해 얇고플렉시블한 FPCB 기판으로 이루어질 수 있다. 본 발명의 돔 스위치의 공기 구멍(160)으로 빠져나오는 공기는PCB 기재(140)와 주된 PCB 기판(240) 사이에 서로 접하는 전기 단자(125, 225)의 구조나 땜납(solder:325)층에의해 발생하는 틈으로 간격에 의해 자연스럽게 외부로 방출될 수 있지만, 부품의 소형화, 박형화로 인하여 그간격이 충분히 확보되지 않는 경우에는 돔 스위치의 스위치 기판을 이루는 PCB 기재(140)에 대응하는 위치에 공기 유통을 위한 대응 구멍(260)을 주된 PCB 기판(240)에도 형성하는 방법이 사용될 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한　것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

110: 중앙단자 120: 외측단자
130: 돔부재 140: PCB 기재
145: 에폭시층 150: 테이프
160: 공기구멍 225, 125: 전기 단자
240: 주된 PCB 기판 260: 대응 구멍
325: 땜납

Claims

기재 상면에 중앙단자 및 외측단자가 드러나게 형성된 스위치 기판(140), 상기 중앙단자와 상기 외측단자 사이의 전기적 접촉을 단속하도록 상기 스위치 기판(140)에 설치되는 돔 부재(130), 상기 돔 부재(130)를 커버하도록 상기 돔 부재(130) 위로 설치되는 테이프(150)를 구비하는 인쇄회로기판(PCB) 일체형 표면실장(SMT)용 돔 스위치가 주된 인쇄회로기판(240) 표면에 부착되어 이루어지며,
상기 스위치 기판(140)의 영역 가운데 상기 돔 부재(130)가 덮고 있는 영역 내에 상기 스위치 기판(140)을 관통하는 공기구멍(air path:160)이 형성되고, 상기 주된 인쇄회로기판(240)에도 상기 공기구멍(160)에 대응하는 위치에 대응 구멍(260)이 형성되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.