TWI251849B - Illuminated pushbutton switch - Google Patents

Description

1251849 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明相關於用來軟焊於電路板的低成本微型照明按 鈕開關。 【先前技術】 通常被軟焊於電路板的微型按鈕開關經常與照明源例 如光導管一起作業以照明按鈕的可壓下部份。光導管一般 而言不能承受軟熔軟焊（r e f 1 〇 w s ο 1 d e r i n g )時使用的溫度 (例如25 0°C )。其他光源例如LED (發光二極體）也可 能會由於軟焊時使用的此種高溫而受損。因此，可在不須 任何另外的操作下藉著軟熔軟焊而被軟焊於電路板的低成 本微型照明開關會很有價値。 【發明內容】 根據本發明的一實施例，提供一種照明按鈕開關，其 強固且成本低，並且可容易地藉著軟熔軟焊而被軟焊於電 路板。此開關包含殼體及可在殼體上於向內及向外方向滑 動的按鈕總成。按鈕總成包含模製塑膠框架及安裝在框架 上的多個導體，以被具有要被軟焊於電路板的終端的可偏 轉殼體接觸件接合。安裝在框架上的LED具有連接於一 對導體的一對引線。此LED被具有固定於框架的內側端 部及位在LED的前側的外側端部的介電按鈕元件環繞， 此按鈕元件在軟熔軟焊期間提供熱隔離以保護LED不受 (2) 1251849 過量加熱的侵擾。 安裝在按鈕框架上的導體是由薄片金屬形成。連接於 led引線的該對導體的內側端部形成曲附於引線的曲附筒 部，以避免在軟熔軟焊期間鬆動。按鈕框架具有寬廣內部 部份，其形成供導體安裝在上面的接觸表面。按鈕框架具 有供該對薄片金屬導體延伸通過的較窄外側延伸部份，此 延伸部份緊密地接收按鈕元件且閂鎖於按鈕元件。 Φ 殻體包含模製塑膠絕緣底部部份，及曲附於底部部份 的薄片金屬蓋件。 本發明的新穎特徵明確地界定在附隨的申請專利範圍 中。從以下的敘述在與圖式一起閱讀時可對本發明有最佳 的瞭解。 【實施方式】 圖1顯示成爲被設計來安裝在電路板上的類型的照明 ^ 微型按鈕開關10。開關包含不動殼體12，及可在殼體上 於向內方向I及向外方向0滑動的按鈕總成1 4。如圖3 所示，殼體具有接地薄片金屬蓋件1 6，其具有藉著軟焊 連接部2 2而被軟焊於電路板2 3上的接地痕跡的端子2 0 。殼體開關接觸件24被安裝在殻體的絕緣主要部份3〇上 ’並且具有藉著軟焊連接部2 6而被軟焊於電路板上的訊 號痕跡例如訊號痕跡2 8的端子端部2 5。薄片金屬蓋件藉 著如在垂懸件2 7，2 9 (圖5 )處使蓋件捲邊（亦即曲附） 而附著於殼體主要部份。 1251849 · (3) 圖5顯示殼體1 2除接地薄片金屬蓋件1 6外還包含 緣主要部份3 0，而殼體開關接觸件24被安裝在絕緣主 部份3 0上。按鈕總成1 4包含模製塑膠介電（電絕緣） 鈕框架32，多個按鈕導體34，及具有連接於按鈕導體 中的兩個按鈕導體的引線40，42的LED光源36。按鈕 成也包含按鈕壓下元件44，其可於向內方向I沿著其 線4 6被手動地壓下。當壓下元件處於其向外位置且被 φ 內壓下時，雙掣子（double click )機構50將壓下元件 持於其向內位置。當壓下元件被再次壓下時，雙掣子機 釋放壓下元件以使其向外移動至其向外位置。雙掣子機 包含模製於按鈕框架的凸輪 5 2，及具有被可樞轉地安 在殻體的孔56中的內側端部的凸輪從動件54。一對彈 5 8將按鈕總成偏壓於向外方向Ο。 按鈕導體34均由薄片金屬形成。按鈕導體34中的 個按鈕導體60，62爲專門用來通電至LED光源36的 φ 線的引線導體。另外的薄片金屬按鈕導體64提供開關 肯g。二引線導體60，62具有形成繞LED引線曲附的曲 部份或曲附筒部70，72的外側端部。曲附筒部位在框 32的外側，並且繞平行於軸線46的軸線被彎曲。LED 燈泡74 (封包二極體的透明塑膠構件）延伸至引線的 側。上述三個按鈕導體的內側部份位在介電按鈕框架的 側部份8 2的接觸表面8 0上。框架也具有外側延伸部 84。引線導體60，62具有延伸通過框架延伸部份84的 份66，而曲附筒部70，72位在框架延伸部份的外側。 冬 絕 要 按 34 總 軸 向 扣 構 構 裝 簧 兩 引 功 附 架 的 外 內 份 部 導 1251849 · (4) 體60，62，64可藉著黏著劑而被黏結於框架內側咅[ 接觸表面8 0。 按鈕框架的內側部份8 2 (圖8 )具有小厚度或清 。框架的外側延伸部份8 4具有小於內側部份的寬度 半的寬度，並且向下偏移。此容許壓下元件頂部的位 框架內側部份的頂部大致齊平。框架內側部份的接觸 8 〇下方留有淨空體積，其被可偏轉殼體接觸件部份 •。 圖6顯示三個按鈕導體60，62，64形成五個軌 track )，包括在連續地供應電流至LED的二相反側 導體60及62上的二軌道86，88，及用於中心按鈕 64的三個軌道91，92，93。二軌道86，88與二殻體 件1 0 6，1 0 5的二可偏轉接觸件部份9 6，9 8處於連續 觸。三個軌道9 1至93位在具有用來軟焊於電路板痕 端子端部1 1 4 (圖5 )的三個開關殻體接觸件n丨，, Φ 1 1 3的三個可偏轉開關接觸件部份1 0 1，1 02，1 03的 中。按鈕導體64在軌道9 1的外側端部處具有外側 1 1 6。按鈕導體64在軌道93的內側端部處具有內側 1 1 8。軌道92沿著其長度不具有任何間隙，因此軌^ 連續地接合可偏轉開關接觸件部份1 02。 當按鈕壓下元件44 (圖6 )被向內（I )推而使 總成移動至其向內位置時，殻體的可偏轉接觸件部份 至103壓抵於位置點121，122，ι23。可偏轉接觸件 1 0 1仕間隙1 1 6處接合絕緣接觸表面8 〇。因此，任何 份的 度丁 的一 置與 表面 佔據 道（ 引線 導體 接觸 的接 跡的 12， 路徑 間隙 間隙 I 92 按鈕 101 部份 內有 -7- 1251849 . (5) 電流有時會在接觸件部份1 〇 2與1 Ο 1之間經由導體6 4的 內側部份流動的電路處於斷路狀態。類似地，當按鈕元件 再次被推入並且按鈕總成移動至其向外位置時，先前在位 置點1 23處接合按鈕導體的可偏轉接觸件部份1 03此時在 間隙1 1 8處接合接觸表面8 0。圖7顯示代表圖6的開關 1 〇的電路。 也可將可偏轉接觸件部份9 6，9 8，及1 〇 1至1 〇 3形 φ 成在被安裝在可滑動框架上的按鈕導體上，而非在被安裝 在殻體上的接觸件上。但是，此會導致有滑進滑出的可自 由偏轉的接觸件部份。此會有此種滑進滑出的可偏轉接觸 件部份可能會被絆住（例如被意外地凸出的零件）而損壞 開關的不利點，並且此較爲難以製造。 圖8顯示按鈕壓下元件44具有接收LED36的通道 1 3 0。通道壁的內側部份1 3 2緊密地接收按鈕框架的外側 延伸部份8 4，因此壓下元件相對框架大致上沒有任何傾 Φ 斜（不大於3 ° )。框架延伸部份上的一對凸耳1 3 6扣合 至孔1 3 8內以將壓下元件鎖定在框架上。通道壁的外側端 部部份1 4 0收縮且凸出至L E D燈泡7 4的向外方向〇側。 此有助於保護燈泡與在將開關1 〇軟焊於電路板的期間施 加的熱隔離，如圖3所示。 圖9含有圖1 5 〇，其顯示空氣溫度與蓋件1 6及均要 (藉著無鉛軟焊料）被軟焊於電路板上的痕跡的殼體接觸 件端子的溫度的溫度—時間曲線。圖〗5 〇顯示當完全組裝 的開關通過加熱已經施加於要形成軟焊連接部的位置的軟 -8 - (6) 1251849, 焊料預成形物的軟熔爐時的溫度。軟焊料爲在大約2 5 0 °C 熔化的無鉛合成物。壓下元件的通道壁的外側端部部份 140 (圖8 )有助於使LED的燈泡74與在爐中施加於可軟 焊部份的最大熱隔離。通道外壁的外側端部1 60的減小的 直徑有助於保護燈泡不受損害，特別是因爲在外側端部上 沒有透明窗。壓下元件的內側端部1 3 2被框架延伸部份 84阻塞的事實防止熱空氣流動通過壓下元件的通道，因 φ 而進一步減小燈泡的被加熱。在特定的LED36中，燈泡 可能會由於被加熱至25 0°C而受損。 在申請人設計及建構的具有所示構造的開關中，開關 在處於向外位置的壓下元件的外側端部與殻體蓋件的內側 端部之間具有2 8.5毫米（m m )的總長度A (圖2及3 ) 。壓下元件具有6mm的寬度W及4mm的高度Η。 如此，本發明提供一種可安裝於電路板的小型及低成 本的微型照明按鈕開關，其中光源例如LED被安裝在按 φ 鈕總成的可手動操作的壓下元件上。安裝在介電按鈕框架 上的多個薄片金屬固定導體包含二引線導體，其藉著使導 體的後端部繞引線曲附而固定於框架及固定於二LED引 線。按鈕框架具有有大寬度及小高度的內部部份，而殼體 導體彈性部份壓抵於此內部部份。框架具有偏移的外側延 伸部份，並且二引線導體延伸通過延伸部份的狹縫至其曲 附位置。壓下元件具有環繞LED的通道，此通道具有位 在燈泡的前側的具有減小的直徑的前端部。 雖然已經敘述及顯示本發明的特別實施例，但是應認 -9- (7) 1251849 . 知到對於熟習此項技術者而言可輕易地想要各種修正及改 變，因此附隨的申請專利範圍應被解讀爲含蓋此種修正及 等效物。 【圖式簡單說明】 圖1爲根據本發明建構的照明開關的等角圖。 圖2爲圖1的開關的平面圖。 $ 圖3爲顯不圖1的開關被安裝及軟焊於電路板上的側 視圖。 圖4爲圖1的開關的外端視圖。 圖5爲圖1的開關的分解等角圖。 圖6爲圖5的開關的一部份的分解等角圖，顯示在框 架上的被殻體接觸件的可偏轉部份接合的軌跡。 圖7爲顯示圖6的導體及接觸件可如何被使用的示意 圖。 0 圖8爲圖6的開關部份的剖面圖。 圖9顯示軟熔軟焊時所用的典型溫度一時間曲線。 【主要元件符號說明】 10 照明微型按鈕開關 12 不動殼體 14 按鈕總成 16 接地薄片金屬蓋件 20 端子 -10- 1251849. (8)

2 2 23 24 25 26 2 7 28 29 30 3 2 34 36 40 4 2 44 46 50 5 2 54 56 58 60 62 64 軟焊連接部 電路板 殼體開關接觸件 端子端部 軟焊連接部 垂懸件 訊號痕跡 垂懸件 絕緣主要部份 按鈕框架 按鈕導體 LED光源 引線 引線 按鈕壓下元件，按鈕元件 軸線 雙掣子機構 凸輪 凸輪從動件 孔 彈簧 按鈕導體，引線導體 按鈕導體，引線導體 按鈕導體 -11 - (9) (9)1251849 66 部份 70 曲附筒部 72 曲附筒部 74 燈泡 80 接觸表面 82 內側部份 84 外側延伸部份 8 6 軌道 88 軌道 91 軌道 92 軌道 9 3 軌道 96 可偏轉接觸件部份 98 可偏轉接觸件部份 1 〇 1可偏轉開關接觸件部份 102可偏轉開關接觸件部份 1 03可偏轉開關接觸件部份 1 〇 5殼體接觸件 1 〇 6殼體接觸件 1 1 1開關殼體接觸件 1 1 2開關殼體接觸件 1 1 3開關殼體接觸件 1 1 4端子端部 Π 6外側間隙 -12- (10) 1251849 1 1 8內側間隙 1 2 1位置點 1 2 2位置點 1 2 3位置點 130通道

1 3 2內側部份，內側端部 1 3 6 凸耳 138 孔 140外側端部部份 15 0 圖 160外側端部 A 總長度 Η 高度 I 向內方向 0 向外方向 Τ 厚度或高度 W 寬度 -13-

Claims (1)

1. (1) (1)1251849. 十、申請專利範圍 1 · 一種照明按鈕開關（1 0 )，用來軟焊於電路板（ 2 3 )，該照明按鈕開關包含殼體（1 2 )，可於該殼體上在 向內與向外位置之間滑動的按鈕總成（1 4 )，及將該按鈕 總成偏壓至該向外位置的彈簧（5 8 )，其中 該按鈕總成包含具有接觸表面（8 0 )的介電按鈕框架 (32)，及固定於該框架且具有位在該接觸表面上的部份 的多個按鈕導體（60，62，64); 多個殻體接觸件（105，106，111，112，113)被安 裝在該殻體上且可與該按鈕導體接合，該殻體接觸件具有 用來軟焊於該電路板的端子端部（1 1 4 ); 設置有光源（36 )，該光源具有發光燈泡（74 )及在 該燈泡的內側延伸的一對引線（4 0，4 2 ); 該按鈕導體包含具有分別結合於該引線之一的外側部 份（70，72)的一對按鈕導體（60，62);且 該按鈕總成包含具有環繞該燈泡的通道（1 3 0 )的介 電按鈕壓下元件（44)，該壓下元件具有安裝在該按鈕框 架上的內側端部（1 3 2 )及凸出至該燈泡的外側的外側端 部（160 )。 2 ·如申請專利範圍第1項所述的照明按鈕開關，其 中 該按鈕框架包含形成該接觸表面的框架內側部份（3 2 );且 該按鈕導體是由薄片金屬形成且具有固定於該接觸表 -14 - 1251849. (2) 面的導體內側部份，並且該按鈕導體中的一對按鈕導體（ 6 0，62 )具有在於該壓下元件內的位置處曲附於該引線的 導體外側部份（7 〇，7 2 )。 3.如申請專利範圍第2項所述的照明按鈕開關，其 中 該導體外側部份（7〇，72 )位在該按鈕框架的外側且 繞於向內及向外方向延伸的軸線被彎曲。 φ 4 ·如申請專利範圍第1項所述的照明按鈕開關，其 中 該按鈕框架具有形成該接觸表面（8 0 )的較寬內側部 份（8 2 )，並且該按鈕框架具有被該壓下元件的該通道的 內側端部部份的壁緊密環繞以防止該壓下元件在該按鈕框 架上傾斜的較窄外側延伸部份（8 4 )，該外側延伸部份具 有一對閂鎖凸耳（1 3 6 )，並且該壓下元件的內側端部具 有一對孔（1 3 8 )，該對孔分別接收該閂鎖凸耳之一以將 • 該壓下元件的內側端部固定於該按鈕框架。 5 ·如申請專利範圍第1項所述的照明按鈕開關，其 中 該按鈕導體形成固定於該按鈕框架且在該按鈕框架滑 動時滑動的多個導電軌道（86，88，91，92，93 ); 該威體接觸件（105，106，111，112，113)具有固 疋於該殼體的固定接觸件部份，並且具有被偏壓抵靠該軌 道的可偏轉接觸件部份（9 6，9 8，1 0 1，1 〇 2，1 〇 3 ); 該多個導電軌道包含形成在該按鈕導體中的二按鈕導 -15- (3) 1251849 體（60，62)上的二導電軌道（86，88)，該二導電軌道 連接於該光源且與該殼體接觸件中的第一及第二殻fS接觸 件的可偏轉接觸件部份（9 6，9 8 )處於恒常接合； 該多個導電軌道包含第—*中斷軌道（93)，其於該按 鈕向內位置電接合該可偏轉接觸件部份中的第一可偏轉接 觸件部份（1 03 )，該第一中斷軌道具有於該按鈕向外位 置不電接合該第一可偏轉接觸件部份的間隙（n 8 ); ^ 該多個導電軌道包含第二中斷軌道（91)，其於該按 鈕向外位置電接合該可偏轉接觸件部份中的第二可偏轉接 觸件部份（1 〇 1 )’該第二中斷軌道具有於該按鈕向內位 置不電接合該第二可偏轉接觸件部份的間隙（丨丨6 )。 6 ·如申請專利範圍第〗項所述的照明按鈕開關，其 中 該殼體包含介電主殼體部份（30)及薄片金屬蓋件（ 16)，該殻體接觸件被安裝在該主殼體部份上，並且該薄 φ 片金屬蓋件具有曲附於該主殼體部份的垂懸件（27，29 ) 〇 7 · —種照明按鈕開關的建構方法，該照明按鈕開關 係用來軟焊於電路板，該照明按鈕開關包含殼體（i 2 )， 安裝在該殼體上的多個殼體接觸件，及可在該殼體上於向 內及向外方向滑動的按鈕總成，該按鈕總成包含介電按鈕 框架（3 2 )，安裝在該按鈕框架上且與該殻體接觸件處於 滑動接合的多個按鈕導體（6 0，6 2，6 4 )，及具有發光燈 泡（7 4 )及與該按鈕導體中的一對按鈕導體接合的一對光 -16- (4) (4)1251849, 源引線（4 Ο，4 2 )，該照明按鈕開關的建構方法包含： 以薄片金屬將該對按鈕導體形成爲具有形成爲曲附筒 部的外側端部； 使該曲附筒部繞該光源引線曲附； 使具有通道的介電按鈕元件繞該光源滑動以使得該燈 泡被接收在該通道中，並且在按鈕元件的外側端部延伸至 該燈泡的外側端部的外側之下將該按鈕元件的內側端部閂 鎖於該按鈕框架。 8.如申請專利範圍第7項所述的照明按鈕開關的建 構方法，進一步包含： 將該殼體放置在具有導電痕跡的電路板上’且加熱該 殼體及該電路板，以將該殻體上的接觸件軟焊於該痕跡， 其中該加熱的步驟包含將該殼體放置在大於22 5 °C的環境 中不超過一分鐘，並且該按鈕元件的壁減小該燈泡的被加 熱0

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