JP5656599B2

JP5656599B2 - スイッチユニット

Info

Publication number: JP5656599B2
Application number: JP2010275143A
Authority: JP
Inventors: 幸司石川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-12-09
Filing date: 2010-12-09
Publication date: 2015-01-21
Anticipated expiration: 2030-12-09
Also published as: US8637782B2; JP2012124077A; US20120145525A1

Description

本発明は、スイッチユニットに関するものである。

プリント配線板にメタルドームを配置して、シートを貼着したシートスイッチが知られている。（特許文献１参照）
プリント配線板に形成された接点パターンには、メタルドームとの安定的な接触信頼性を確保するために電解金メッキの表面処理が施される。このときプリント配線板には、製造時に接点パターンに電解金メッキを施すために基板の外形端までつながれた、メッキリードと呼ばれるパターンが必要となる。（特許文献２参照）

特開２０１０−１９２１９９号公報特開２００３−３４７６９９号公報

しかしながら、メッキを施したいパターンを基板の外形端まで引き出すことが困難な場合がある。この場合、メッキリードを外形端まで引き出されている他のパターンと、メッキリードを外形端まで引き出すことができないパターンとを基板の内部で接続しておき、メッキをかけた後に互いのパターンの接続部に穴をあけ、お互いのパターンを断線させる。

このメッキリード断線穴がシートスイッチの貼着部分に存在する場合、メッキリード断線穴の端面に露出したメッキリードとシートスイッチの粘着剤とが接触することになる。

電子機器が非常に多湿な環境で使用されると、粘着剤の吸湿によってメッキリード断線穴により断線されたパターンが導通してしまい、機器の動作不具合につながる可能性がある。これを回避するため、メッキリード断線穴を覆わないようにシートスイッチに開口を形成することが考えられる。しかし、この場合には、メッキリード断線穴の端面からパターンが露出した状態となる。このため、電子機器の外装カバーとスイッチのキートップの隙間から静電気が侵入すると、侵入した静電気が端面から露出したパターンに流れてしまい、電子機器の誤作動を引き起こす恐れがあるという課題があった。

この点を考慮して、メッキリード断線穴の位置を外装カバーとキートップの隙間から十分遠い位置にしなければならないが、電子機器の小型化やプリント配線板の配線上の都合などによって、十分な対策ができない場合がある。

そこで、本発明の目的は、電子機器が非常に多湿な環境で使用されたとしても、メッキリード断線部のパターンが導通してしまうことがなく、かつメッキリード断線部から静電気が侵入することがないスイッチユニットを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、第１のスイッチ接点パターン、第２のスイッチ接点パターンおよびメッキリードを切断する切断部が形成されるプリント配線板と、前記第１のスイッチ接点パターンに接触するように配置され、変形することで前記第１のスイッチ接点パターンと前記第２のスイッチ接点パターンとを導通させるメタルドームと、絶縁性を有し、粘着剤を介して前記プリント配線板に貼着される第１のシート部材と、絶縁性を有し、粘着剤を介して前記第１のシート部材に貼着される第２のシート部材と、を備え、前記第１のシート部材には、前記メタルドームが配置される領域に第１の開口部が形成され、前記切断部と重なる領域に第２の開口部が形成され、
前記第１のシート部材の粘着剤が前記切断部と接触しないように、前記第２の開口部から前記切断部を露出させて、前記第１のシート部材を前記プリント配線板に貼着し、前記第２のシート部材が前記第１の開口部および前記第２の開口部を覆うように、前記第２のシート部材を前記第１のシート部材に貼着することを特徴とする。

本発明によれば、電子機器が非常に多湿な環境で使用されたとしても、メッキリード断線部のパターンが導通してしまうことがなく、かつメッキリード断線部から静電気が侵入することがないスイッチユニットを提供することができる。

第１の実施形態のスイッチユニットを備えた電子機器の一例であるデジタルカメラの外観斜視図である。デジタルカメラの背面操作ボタン側の内部構成を示す分解斜視図である。スイッチユニットの斜視図である。フレキシブルプリント配線板のパターン配線を示す図である。スイッチ部の断面模式図である。第２の実施形態のスイッチユニットの斜視図である。

（第１の実施形態）
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明を実施したスイッチユニットを備える電子機器の一例としてのデジタルカメラの外観斜視図であり、（ａ）は正面側から見た外観斜視図、（ｂ）は背面から見た外観斜視図である。本実施形態のデジタルカメラ１は背面にカメラの操作及び各種設定を行うための操作ボタン２が配置される。

図２は図１のデジタルカメラ１の背面操作ボタン側の内部構成を示す分解斜視図である。
リヤカバー３には所定の位置に操作ボタン２が設けられている。カメラ内部には、リヤカバー３の操作ボタン２に対応した位置にスイッチが配置されたスイッチユニット４が配置されている。このスイッチユニット４はフレキシブルプリント配線板５に対して、シートスイッチ６を貼着して構成されている。スイッチユニット４はカメラ本体側のメインシャーシ７に対して貼着固定されており、カメラの制御をおこなうためのメイン基板８と接続される。フレキシブルプリント配線板５に設けられたコネクタ端子部１０とメイン基板８に実装されたコネクタ９とがコネクトされることで、スイッチユニット４はメイン基板８と接続される。

次に図３を用いてスイッチユニット４の詳細な構成を説明する。図３（ａ）はフレキシブルプリント配線板５にシートスイッチ６を貼着した状態のスイッチユニット４の斜視図であり、図３（ｂ）はその分解斜視図である。

シートスイッチ６はアウターシート１１、スペーサーシート１２、メタルドーム１３から構成される。アウターシート１１は第２のシート部材として機能し、スペーサーシート１２は第１のシート部材として機能する。

アウターシート１１、スペーサーシート１２は、絶縁性を有する樹脂製のシートであり、それぞれにフレキシブルプリント配線板５と対向する側の片面に粘着剤層が形成される。メタルドーム１３はステンレス製のドーム形状のバネであって、中央部を押圧すると頂点部が変形し、押圧を解除すると頂点部が元に戻るように動作する。

フレキシブルプリント配線板５には、メタルドーム１３に対応する位置にスイッチ接点パターンが形成されている。このスイッチ接点パターンは、フレキシブルプリント配線板５表面の絶縁層であるカバーレイを開口させた開口部１４から導体層の銅箔を露出するようにして形成されている。スイッチ接点パターンは第１のスイッチ接点パターンとして機能する外側接点パターン１５と第２のスイッチ接点パターンとして機能する内側接点パターン１６とからなる。メタルドーム１３の外周部分が外側接点パターン１５に接触するように、メタルドーム１３はフレキシブルプリント配線板５に配置される。

スイッチが押されていない通常の状態では、メタルドーム１３の外周部分が外側接点パターン１５に接触し、メタルドーム１３の頂点部分が内側接点パターン１６に接触しない状態となり、外側接点パターン１５と内側接点パターン１６とは導通しない。スイッチが押されメタルドーム１３の頂点部が変形した状態では、メタルドーム１３の外周部分が外側接点パターン１５に接触するとともに、メタルドーム１３の頂点部分が内側接点パターン１６に接触する状態となる。これにより、外側接点パターン１５と内側接点パターン１６とが導通する。この導通、非導通をメイン基板８に実装されたカメラ制御ＩＣが検出し、スイッチとして機能する。

ここで、外側接点パターン１５と内側接点パターン１６の表面には、メタルドーム１３との安定的な接触信頼性を確保するために電解金メッキの表面処理が施されている。フレキシブルプリント配線板５には、製造時に接点用のパターンに電解金メッキ処理をするために基板外形の端までつながれたメッキリードと呼ばれるパターンが形成されている。

以下に、フレキシブルプリント配線板５のメッキリードについて説明を行う。

図４（ａ）はフレキシブルプリント配線板５のパターン配線図である。図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ部拡大図であり、図４（ｃ）は図４（ａ）のＢ部拡大図である。

フレキシブルプリント配線板５に複数存在する電解金メッキ部のメッキリードの一部は図４（ｂ）に示した通り、コネクタ端子部１０の先端に形成されている。コネクタ端子部１０は、接続されるメイン基板８のコネクタの接点との接触用のパッドが千鳥配列となっており、先端側のパッドからはメッキリードをコネクタ端子部１０の外形の端まで引き出すことが可能である。しかし、内側のパッドからコネクタ端子部１０の外形の端までメッキリードを形成する場合には、先端側のパッドの間を通る非常に細いパターンでメッキリードを形成しなければならない。

先端側のパッドの間に非常に細いパターンを形成すると、コネクタ挿入時にこのパターンが剥離し、剥離したパターンが隣接パターン間をショートさせるおそれがある。したがって、先端側のパッドの間を通る非常に細いパターンでメッキリードを形成することは好ましくない。このため、図４（ｃ）に示す通り、外形端にメッキリードが形成できているパターンと、外形端にメッキリードが形成できていないパターンとを基板上に形成した接続部１７で接続している。この状態で、パターンに電解金メッキ処理を行い、電解金メッキ処理後に切断部としてのメッキリード断線穴１８を形成することで、接続部１７を断線させている。したがって、メッキリード断線穴１８の断面ではパターンの断面が露出した状態となる。

ここで図３に戻り、スペーサーシート１２について説明を行う。スペーサーシート１２は絶縁性を有し、粘着剤を介してフレキシブルプリント配線板５に貼着される。スペーサーシート１２にはメタルドーム１３が配置される領域に第１の開口部１９が形成されている。

アウターシート１１は粘着剤を介してスペーサーシート１２に貼着されるので、スペーサーシート１２はフレキシブルプリント配線板５とアウターシート１１との間に位置することになる。したがって、スペーサーシート１２に第１の開口部１９が形成されることで、フレキシブルプリント配線板５とアウターシート１１との間にメタルドーム１３を配置する空間を形成している。

もし、このスペーサーシート１２がなく、アウターシート１１をフレキシブルプリント配線板５に直接貼着する場合、アウターシート１１はメタルドーム１３の高さの分の段差を持ちながらフレキシブルプリント配線板５に貼り付けられることになる。このため、特にメタルドーム１３をアウターシート１１の外形端面に近い位置に配置した場合には、アウターシート１１の端面が剥がれやすくなる。

そして、剥がれたアウターシート１１の端面の隙間からメタルドーム１３の内側へ塵や埃が侵入し、接触不良を起こしてしまう危険性がある。しかし、アウターシート１１とフレキシブルプリント配線板５との間にスペーサーシート１２を設けることで、アウターシート１１はメタルドーム１３の高さよりも小さな段差で貼着することができる。したがって、メタルドーム１３をアウターシート１１の外形端面に近い位置に配置したとしても、アウターシート１１の端面が剥がれにくくなり、剥がれたシート端面からメタルドーム１３の内部への塵や埃の侵入することがない。

また、スペーサーシート１２には、それぞれの第１の開口部１９をつなぐようにスリット２０が形成されている。このスリット２０は、スイッチが押され、メタルドーム１３が変形した際に、押し出されたメタルドーム１３内部の空気が通るための通気口の役割を果たしている。もし、スリット２０が形成されていない場合、押し出されたメタルドーム１３内部の空気は第１の開口部１９の空間から逃げることができず、圧縮されるためスイッチの感触に影響を与えてしまう。しかし、スリット２０を形成したスペーサーシート１２をアウターシート１１とフレキシブルプリント配線板５との間に設けることで良好なスイッチの感触を得ることができる。

さらに、このスペーサーシート１２には、フレキシブルプリント配線板５のメッキリード断線穴１８と重なる部分に第２の開口部２１が形成されている。したがって、スペーサーシート１２をフレキシブルプリント配線板５に貼着しても、メッキリード断線穴１８は第２の開口部２１から露出している。

この部分に関して、図５を用いて説明を行う。図５はカメラ状態でのスイッチユニット４と操作ボタン２部の、メッキリード断線穴１８と操作ボタン２の中心を通る断面模式図である。

メッキリード断線穴１８の端面には、穴により断線されたパターンの断面である端面パターン露出部２２が露出している。

メインシャーシ７には、メッキリード断線穴１８に対応する位置に貫通孔２３が設けられており、端面パターン露出部２２を導通させないようにしている。

スペーサーシート１２には、第２の開口部２１が設けられているため、スペーサーシート１２の粘着剤層２４と端面パターン露出部２２が接触してしまうことがない。

電子機器が非常に多湿な環境で使用され、粘着剤層２４が吸湿して十分な絶縁性を維持できなくなったとしても、粘着剤層２４が端面パターン露出部２２を導通させてしまうことはない。

アウターシート１１は絶縁性を有し、粘着剤を介してスペーサーシート１２およびメタルドーム１３に貼着される。アウターシート１１がスペーサーシート１２に貼着されることで、メタルドーム１３の表面がアウターシート１１で覆われる。さらに、アウターシート１１がスペーサーシート１２に貼着されることで、スペーサーシート１２の第１の開口部１９および第２の開口部２１を覆う。すなわち、メッキリード断線穴１８は操作ボタン２側に対して密閉された状態となる。これによって、操作ボタン２とリヤカバー３との隙間から静電気が侵入したとしても、侵入した静電気が端面パターン露出部２２に流れることはない。

電子機器が非常に多湿な環境で使用されると、アウターシート１１の粘着剤層もまた吸湿して十分な絶縁性を維持できなくなる。しかし、スペーサーシート１２がアウターシート１１とフレキシブルプリント配線板５との間に設けられているので、アウターシート１１の粘着剤層がメッキリード断線穴１８の端面パターン露出部２２に接触することはない。

以上説明したように、第１の実施形態によれば、粘着剤層２４が吸湿したとしても、粘着剤層２４が端面パターン露出部２２を導通させてしまうことはない。また、アウターシート１１によって、メッキリード断線穴１８が覆われるので、メッキリード断線穴を設ける場所に制約がなくなる。

第１の実施形態では、スペーサーシート１２に第２の開口部２１を形成することで、粘着剤層２４が吸湿したとしても、粘着剤層２４が端面パターン露出部２２を導通させないように構成した。これに代えて、フレキシブルプリント配線板５のメッキリード断線穴１８をスペーサーシート１２のスリット２０に対応する位置に形成すれば、第２の開口部２１を形成することなく、同様の作用効果を奏することができる。

（第２の実施形態）
図６を用いて第２の実施形態のスイッチユニット１０４の構成を説明する。第１の実施形態では、フレキシブルプリント配線板５にメタルドーム１３を配置し、スペーサーシート１２およびアウターシート１１を貼りあわせた。これに対して、第２の実施形態では、フレキシブルプリント配線板５にメタルドーム１３を配置し、両面粘着部材でアウターシート１１１をフレキシブルプリント配線板５およびメタルドーム１３に貼着している。アウターシート１１１はシート部材として機能する。

図６はスイッチユニット１０４の構成を説明する分解斜視図である。

フレキシブルプリント配線板５およびメタルドーム１３については第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。両面粘着部材１１２はメタルドーム１３が配置されたフレキシブルプリント配線板５とアウターシート１１１の間に位置し、アウターシート１１１をフレキシブルプリント配線板５に貼着する、いわゆる両面面着テープである。両面粘着部材１１２は絶縁性を有するが、吸湿することで十分な絶縁性を維持することができない。

両面粘着部材１１２には、フレキシブルプリント配線板５のメッキリード断線穴１８と重なる部分に開口部１２１が形成されている。したがって、両面粘着部材１１２の一方面にメタルドーム１３が配置されたフレキシブルプリント配線板５を貼着しても、メッキリード断線穴１８は開口部１２１から露出し、両面粘着部材１１２がメッキリード断線穴１８を覆うことはない。両面粘着部材１１２の一方面にメタルドーム１３が配置されたフレキシブルプリント配線板５を貼着するとき、両面粘着部材１１２はメタルドーム１３の表面にも貼着される。

そして、両面粘着部材１１２の他方面にアウターシート１１１を貼着する。これによって、アウターシート１１１が開口部１２１を覆うことになり、メッキリード断線穴１８は操作ボタン２側に対して密閉された状態となる。これによって、操作ボタン２とリヤカバー３との隙間から静電気が侵入したとしても、侵入した静電気が端面パターン露出部２２に流れることはない。

アウターシート１１１は絶縁性を有する材料で形成され、吸湿したとしても絶縁性は変化しない。したがって、両面粘着部材１１２が吸湿することで十分な絶縁性を維持することができなくなったとしても、粘着剤層２４が端面パターン露出部２２を導通させてしまうことはない。

以上説明したように、第２の実施形態によれば、両面粘着部材１１２が吸湿したとしても、両面粘着部材１１２が端面パターン露出部２２を導通させてしまうことはない。また、アウターシート１１１によって、メッキリード断線穴１８が覆われるので、メッキリード断線穴を設ける場所に制約がなくなる。

４スイッチユニット
５フレキシブルプリント配線板
６シートスイッチ
１１アウターシート
１２スペーサーシート
１３メタルドーム
２１メッキリード断線穴
２２端面パターン露出部

Claims

第１のスイッチ接点パターン、第２のスイッチ接点パターンおよびメッキリードを切断する切断部が形成されるプリント配線板と、
前記第１のスイッチ接点パターンに接触するように配置され、変形することで前記第１のスイッチ接点パターンと前記第２のスイッチ接点パターンとを導通させるメタルドームと、
絶縁性を有し、粘着剤を介して前記プリント配線板に貼着される第１のシート部材と、
絶縁性を有し、粘着剤を介して前記第１のシート部材に貼着される第２のシート部材と、を備え、
前記第１のシート部材には、前記メタルドームが配置される領域に第１の開口部が形成され、前記切断部と重なる領域に第２の開口部が形成され、
前記第１のシート部材の粘着剤が前記切断部と接触しないように、前記第２の開口部から前記切断部を露出させて、前記第１のシート部材を前記プリント配線板に貼着し、
前記第２のシート部材が前記第１の開口部および前記第２の開口部を覆うように、前記第２のシート部材を前記第１のシート部材に貼着することを特徴とするスイッチユニット。
第１のスイッチ接点パターン、第２のスイッチ接点パターンおよびメッキリードを切断する切断部が形成されるプリント配線板と、
前記第１のスイッチ接点パターンに接触するように配置され、変形することで前記第１のスイッチ接点パターンと前記第２のスイッチ接点パターンとを導通させるメタルドームと、
絶縁性を有し、前記メタルドームが配置された前記プリント配線板を覆うシート部材と、
絶縁性を有し、前記メタルドームが配置される前記プリント配線板に一方面が貼着され、前記シート部材に他方面が貼着される両面粘着部材と、を備え、
前記両面粘着部材には、前記切断部と重なる領域に開口部が形成され、
前記両面粘着部材が前記切断部と接触しないように、前記開口部から前記切断部を露出させて、前記両面粘着部材の前記一方面を前記プリント配線板に貼着し、
前記シート部材が前記開口部を覆うように、前記シート部材を前記両面粘着部材の前記他方面前に貼着することを特徴とするスイッチユニット。
前記メッキリードは前記第１のスイッチ接点パターンと前記第２のスイッチ接点パターンとをつなぐように形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のスイッチユニット。
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のスイッチユニットを備える電子機器。