薄膜按鍵單元及具備它的膜片開關的製作方法

2023-04-26 20:11:41

專利名稱：薄膜按鍵單元及具備它的膜片開關的製作方法
技術領域：
本發明涉及薄膜按鍵(dome sheet)單元及具備它的膜片開關，該薄膜按鍵單元具 有固定接點和配置在與鍵的按壓頭之間且形成被按壓頭按壓而與固定接點接觸的可動接 點的金屬彈片(metal dome)。
背景技術：
—直以來，搭載於可攜式電話等的便攜終端的操作鍵單元，通過使用在配置於操
作鍵頂的背面側的開關印刷電路基板上具備金屬彈片的膜片開關而實現薄型化。 膜片開關如專利文獻l(日本特開2003-100170號公報)等所示，具有配置於在
盒體的表面側露出的鍵頂的背面側所設置的按壓頭的下部，且被按壓頭按壓而變形的作為
可動接點的金屬彈片；以及配置在金屬彈片的下方的固定接點。 具體地說，在開關印刷電路板的上表面上設置位於鍵頂的正下方的圓形的固定接
點，在該固定接點的外側設置與圓形的固定接點同心環狀的固定接點。金屬彈片使頂上部
以規定的間隔與圓形的固定接點相對，而且在使周緣部位於與環狀的固定接點抵接的位置
的狀態下，用具有絕緣性的固定用薄膜固定，防止金屬彈片的偏移或脫離。 圖7是表示使用了金屬彈片的現有的膜片開關的構造的圖，圖7中，省略了基板上
的圓形的固定接點及環狀的固定接點。 圖7所示的現有的膜片開關1中，為了不偏移規定的部位，以用固定用薄膜3從表 面側覆蓋的方式固定在基板4上。 在使用了金屬彈片的現有的膜片開關構造中，固定用薄膜3跨越大致水平的基板 上表面4a和從基板上表面4a向上方突出且表面2a為凸狀的金屬彈片2地進行粘貼，因此 就固定用薄膜3而言，對金屬彈片2的外周邊緣附近的部分X就作用了向金屬彈片的突出 方向被拉伸而使其從基板的上表面向上浮起的力。由此，固定用薄膜3的金屬彈片2的外 周邊緣附近的部分X無法粘貼在基板4的表面4a上，成為在與正下方的基板4的表面4a 之間形成了間隙的狀態。 因而，伴隨著膜片開關自身的小型化要求的金屬彈片的小型化，在減小固定用薄 膜3的場合，位於金屬彈片2的周圍並粘貼在基板上表面4a上的安裝部分的面積變小，固 定用薄膜容易剝離，因此存在金屬彈片從規定位置偏移或容易脫離之類的問題。

發明內容
本發明就是鑑於該問題而提出的技術方案，目的在於提供一種即使由於薄型化、 小型化而使安裝面積變小，也能夠將可彈性變形的彈片不會剝離而可靠地安裝在基板上的 薄膜按鍵單元及具備它的膜片開關。 本發明的薄膜按鍵單元採用以下結構，具備向表面側突出地形成且通過彈性變 形而可向背面側反轉的彈片；以及固定用薄膜，該固定用薄膜具有撓性，用背面的粘貼面粘 貼在上述彈片的整個表面上，且利用從上述彈片的外周邊緣與上述突出的方向大致正交地向上述彈片的半徑方向外側伸出的伸出部將上述彈片固定在規定位置上；上述伸出部利用 沿著上述彈片的外周邊緣在上述固定用薄膜上空出規定間隔而形成的多個切口部，遮斷在 上述固定用薄膜中在上述彈片的半徑方向連續的與上述彈片上的部分的連續性。
本發明的效果如下。 根據本發明，即使由於薄型化、小型化而使安裝面積變小，也能夠將可彈性變形的 彈片不會剝離而可靠地安裝在基板上。


圖1是本發明的一個實施方式的薄膜按鍵單元的俯視圖。 圖2是表示該薄膜按鍵單元的主要部分的結構的剖視圖。 圖3是表示該薄膜按鍵單元的主要部分的結構的放大剖視圖。 圖4是表示具有本發明的一個實施方式的薄膜按鍵單元的搬送用薄膜的圖。 圖5是表示本發明的一個實施方式的薄膜按鍵單元的變形例1的圖。 圖6是表示本發明的一個實施方式的薄膜按鍵單元的變形例2的圖。 圖7是表示現有的膜片開關中的金屬彈片的安裝構造的圖。
圖中 100、100A、100B-薄膜按鍵單元，110U10A-彈片(dome) ， 111-彈片的表面，112、 112A-彈片的外周邊，120U20A-固定用薄膜，121-彈片覆蓋部，121a-外緣部，122、122a-伸 出部，130、130A —狹縫。
具體實施例方式以下參照附圖對本發明的實施方式進行詳細說明。 圖1是表示本發明的一個實施方式的薄膜按鍵單元100的主要部分的結構的俯視 圖，圖2是表示該薄膜按鍵單元的主要部分的結構的剖視圖。 薄膜按鍵單元100在可攜式電話、移動式音樂播放機等的便攜終端中安裝在配置 於操作鍵的下面的基板(撓性基板)4上，與配置在基板4的表面4a上的固定接點4b —起 構成膜片開關。 如圖1及圖2所示，薄膜按鍵單元100包括具有撓性及導電性的彈片110 ;以及 粘貼在彈片110上且安裝在載置彈片110的基板(安裝面)上的固定用薄膜120。
彈片110從向表面(外面)lll側突出的正常狀態彈性變形後向背面(內面)側 反轉凹陷，通過從上方按壓而使其凹陷，若解除按壓則恢復原狀。 該彈片110通過粘貼在表面111的整個面上的固定用薄膜120而固定在基板4上。 在通過固定用薄膜120安裝在基板4上的彈片110中，中央部分從固定接點4b離開間隔地 配置在設置於基板4的固定接點4b的正上方，下端與固定接點4b同心，並以與從固定接點 4b離開間隔地配置的環狀的環狀固定接點4c接觸的狀態配置。 彈片110通過從上方按壓而反轉，與基板4的固定接點4b接觸並電連接，通過解 除按壓而離開固定接點4b並處於電斷開的狀態。這裡，作為彈片110，使用了俯視形成為圓 形狀的金屬制的金屬彈片，但是並不限於此，只要是向表面側突出而成，彈性變形後向內側 反轉並凹陷的形狀，如何形成都可以。例如，彈片iio也可以採用在橡膠等中混入碳等向表面側突出，通過彈性變形而向內側凹陷的結構。還有，固定接點4b、環狀接點4c只要是通過
由彈片110的變形引起的凹陷而電連接的結構，如何在基板4上配線都可以。 固定用薄膜120是具有撓性的薄的面狀構件，例如由聚乙烯、聚醯亞胺等形成。固
定用薄膜120的背面通過塗敷作為粘接劑起作用的粘接材料等作為粘接面而構成。 固定用薄膜120用背面粘貼在彈片110的半球面狀的表面111的整個面上，安裝
成固定用薄膜120的周緣部(相當於伸出部122)從彈片110的外周邊緣112向半徑方向
外側伸出。還有，所謂半徑方向是指與突出方向正交的方向，是由彈片iio的下端劃分形成
的圓的半徑方向。 S卩、固定用薄膜120跨越彈片110的突出側的表面的整個面和位於彈片110周圍 的基板4的表面4a進行粘貼。具體地說，固定用薄膜120從覆蓋彈片110的外周邊緣112 的部位(彈片覆蓋部121)向與彈片110的突出方向大致正交的半徑方向的外側伸出，而 且，通過將背面整個面為粘接面的伸出部122與基板4面接觸來進行粘接，從而將彈片110 固定在基板4上。 固定用薄膜120在這裡形成為俯視呈矩形形狀。在固定用薄膜120的伸出部122 中，俯視時從構成固定用薄膜120的外緣的各邊部120a 120d的中央部分向半徑方向內 側部分的粘貼面積比由正交的各邊部120a 120d圍成的角部的粘貼面積還小。這裡，使 彈片110的直徑與固定用薄膜120的一邊的長度只比為3 : 3. 5。例如，使彈片110的直徑 為3mm的場合，彈片110的突出長度為大約0. 2mm，則俯視時正方形上的固定用薄膜120的 一邊的長度為3. 5mm。 在固定用薄膜120的伸出部122上，沿著彈片110的外周邊緣112空出規定間隔 地形成有多個狹縫(切口部)130。 狹縫130在固定用薄膜120上遮斷配置在彈片110的表面111上並覆蓋該彈片 110的彈片覆蓋部121的外緣部121a，和位於該彈片覆蓋部121的外緣部121a的半徑方向 外側的伸出部122的伸出部122a的連續性。該伸出部122a在該伸出部122中是在半徑方 向外側與狹縫130鄰接的部分，以下為了方便稱為"外側鄰接部122a"。
狹縫130形成於彈片的外周邊緣112附近。在這裡，狹縫130在固定用薄膜120 中形成於從彈片110的外周邊緣112離開了 0. 5mm的位置上。 在這裡，狹縫130在固定用薄膜120中構成以彈片110為中心沿著彈片110的外 周邊緣112以等間隔形成的圓弧狀。狹縫130彼此之間的部分最好相對於彈片的中心對稱 地配置。多個狹縫130通過沿著彈片110的外周邊緣鄰接的狹縫130彼此之間的部分粘接 在基板4上，從而以彈片110自身不向水平方向移動的方式形成於固定用薄膜120上。
為了較寬地確保粘接區域(粘貼區域)被限定的伸出部122的粘接面積，狹縫130 的寬度希望儘可能地狹窄，狹縫130也可以由線狀的切口形成。這裡，狹縫130通過對將背 面粘貼在彈片110上的固定用薄膜120進行加工而形成，使其寬度為0. 15mm。
這樣，在本實施方式的薄膜按鍵單元100中，在覆蓋彈片110的固定用薄膜120上 沿著彈片110的外周形成有多個狹縫130，該狹縫130遮斷覆蓋彈片110的彈片覆蓋部121 的外緣部121a，和在伸出部122中位於彈片覆蓋部121的外緣部121a的半徑方向外側的外 側鄰接部122a的連續性。 因此，在將伸出部122的背面粘貼在基板4上並將薄膜按鍵單元100安裝在基板4上時，在與基板4面接觸的伸出部122中，在半徑方向外側與彈片110的附近狹縫130鄰 接的外側鄰接部122a不會因安裝於向基板4的上方突出的彈片110的表面111上的彈片 覆蓋部121而被拉伸，不會從基板4向上浮起。 S卩、在將薄膜按鍵單元100安裝在基板4上的狀態下，通過在固定用薄膜120上成 為追隨從基板4突出的彈片110的球面即表面111的形狀的形狀的彈片覆蓋部121，從而對 伸出部122的外側鄰接部122a施加向彈片110的突出方向浮起方向的力即拉伸應力。
但是，在本實施方式的薄膜按鍵單元110中，沿著彈片110的外周邊緣112形成的 狹縫130，在將彈片覆蓋部121引起的拉伸應力施加到位於彈片覆蓋部121的半徑方向外側 的外側鄰接部122a之前將其遮斷。 圖3是表示本發明的一個實施方式的薄膜按鍵單元100的主要部分結構圖，圖 3(a)是沿圖1的A-A線的剖視圖，圖3(b)是沿圖1的B-B線的剖視圖。
如圖3(a)所示，在伸出部122中，在狹縫130的半徑方向外側鄰接的部分即外 側鄰接部122a，相對位於該外側鄰接部122a的半徑方向內側的彈片覆蓋部121的外緣部 121a的部位1211，通過狹縫130遮斷半徑方向(與彈片110的突出方向大致正交的方向) 的連續性。因而，如圖3(a)所示，向彈片IIO的突出方向浮起的方向的力即拉伸應力僅作 用於固定用薄膜120中包含部位1211的狹縫130跟前的半徑方向內側的部分，外側鄰接部 122a維持與基板4密合的狀態。 這樣，不會對外側鄰接部122a施加力，隨著時間的經過，外側鄰接部不會浮起。因 而，外側鄰接部122a的對基板4的接觸面積不會因拉伸應力而減少。 另一方面，如圖3(b)所示，在伸出部122中未與狹縫130鄰接的部分，也就是在彈 片覆蓋部121的外緣部121a和半徑方向外側連續的部分122b作用了拉伸應力。
這樣，在伸出部122中，在圖3(a)所示的半徑方向內側形成有狹縫130的部分(外 側鄰接部122a)未受到來自半徑方向內側的拉伸應力且與基板4接觸，因而，外側鄰接部 122a與伸出部122中在半徑方向內側沒有狹縫的部分(圖3(b)所示的與外緣部121a連續 的部分122b)相比較，確保區域a部分的粘接區域(粘貼區域)。這樣，根據本實施方式， 向基板4安裝薄膜按鍵單元100的空間狹小，即使在伸出部122對基板4的接觸面小的場 合，伸出部122對基板4的接觸面積也不會減少，可確保足夠的接觸面積。
例如，採用在薄膜按鍵單元100中沒有狹縫130的結構的場合，在該結構的固定用 薄膜120中，從彈片110的外周邊緣112附近至圖1的用虛線C表示的範圍的部分(與圖 3(b)的從覆蓋包含區域a的外周邊緣112的部分至虛線C的部分相對應)處於從基板4 浮起的狀態。 但是，根據本實施方式的薄膜按鍵單元IOO的結構，將在用虛線C表示的區域內 側，能夠使比狹縫130靠半徑方向外側的部分即外側鄰接部122a與基板4密合，也就是，與 沒有狹縫130的結構相比較，能夠確保區域a部分對基板4的粘接區域。由此，固定用薄 膜120在圖1的用陰影表示的區域被粘接在基板4上。 這樣，根據本實施方式的薄膜按鍵單元IOO，與現有的薄膜按鍵單元相比較，對於 向彈片IIO剝落的垂直方向的負荷，通過增加伸出部122的粘接面積，提高粘接力，對於 使彈片110向水平方向移動的負荷，在該負荷作用於伸出部122(具體地說是外側鄰接部 122a)之前，由於通過狹縫130減輕，因此可實現由伸出部122提高向基板4的粘接力。
本實施方式的薄膜按鍵單元100，在對基板4沿垂直方向施加負荷使其剝離的場 合，與沒有狹縫的現有結構相比較，具有大約2.6倍 大約3倍的強度(剝離強度)。而且， 薄膜按鍵單元100在對基板4沿水平方向(箭頭C方向)施加負荷使其剝離的場合，與沒 有狹縫的現有結構相比較，具有大約1. 4倍 2倍的強度。 因此，伴隨著使用了薄膜按鍵單元的膜片開關的小型化，薄膜按鍵單元100的安
裝區域被小空間化，與小型化了的彈片形狀一致，即使在減小固定用薄膜120的伸出部122
的區域的場合，也無需改變將薄膜按鍵單元100安裝在基板4上時的粘接劑的材質，無需拆
下固定接點上方的彈片110就能夠適當地將薄膜按鍵單元100安裝在基板4上。 圖4是表示具有本發明的一個實施方式的薄膜按鍵單元100的搬送用薄膜10的圖。 如圖4所示，薄膜按鍵單元100藉助於固定用薄膜120的伸出部122在搬送用薄 膜10上並排粘貼多個。 在形成膜片開關時，從搬送用薄膜剝離薄膜按鍵單元100並粘貼在基板4上，將彈
片110配置在基板4上的規定部位、也就是在配置於基板4上的圖案的固定接點的正上方
將其配置在空出規定間隔的位置上。由此，能夠容易地形成膜片開關。 還有，在本實施方式中，將彈片110的形狀做成了俯視時呈圓狀，但是並不限定於
此，只要是通過從突出側按壓而彈性變形並凹陷，通過解除按壓而恢復成原形狀的結構，哪
種形狀都可以。 圖5以及圖6是表示本發明的一個實施方式的薄膜按鍵單元的變形例的圖。
例如，如圖5所示的薄膜按鍵單元IOOA那樣，可以做成具有俯視呈橢圓形的彈片 IIOA的結構，該場合，成為沿著橢圓形狀的彈片100A的外周邊緣112在覆蓋該彈片110A的 固定用薄膜120A上形成有多個狹縫130的結構。該薄膜按鍵單元100A除了與薄膜按鍵單 元100具有同樣的作用效果外，還能夠減小對基板4的安裝區域。 再有，如圖6所示的薄膜按鍵單元100B那樣，也可以做成重疊彈片H0、110而具 備兩枚彈片的結構。圖6所示的薄膜按鍵單元100B是重疊薄膜按鍵單元100的結構，除了 與上述的薄膜按鍵單元100具有同樣的作用效果外，還能夠提高按壓彈片110時的咔噠感。
還有，上述本發明只要不脫離本發明的精神就能夠進行各種改變，當然，改變後的 發明也屬於本發明。 本發明的薄膜按鍵單元以及膜片開關，即使安裝面積通過薄型化、小型化而減小， 也具有能將可彈性變形的彈片不會剝離而可靠地安裝在基板上的效果，作為膜片開關是很 有用的。
權利要求
一種薄膜按鍵單元，其特徵在於，具備向表面側突出地形成且通過彈性變形而可向背面側反轉的彈片；以及固定用薄膜，該固定用薄膜具有撓性，用背面的粘貼面粘貼在上述彈片的整個表面上，且利用從上述彈片的外周邊緣與上述突出的方向大致正交地向上述彈片的半徑方向外側伸出的伸出部將上述彈片固定在規定位置上；上述伸出部利用沿著上述彈片的外周邊緣在上述固定用薄膜上空出規定間隔而形成的多個切口部，遮斷在上述固定用薄膜中在上述彈片的半徑方向連續的與上述彈片上的部分的連續性。
2. 根據權利要求l所述的薄膜按鍵單元，其特徵在於， 上述切口部是沿著上述彈片的外周邊緣延伸的狹縫。
3. —種膜片開關，其特徵在於，具有權利要求1所述的薄膜按鍵單元，以及在表面上設置有固定接點的基板， 上述薄膜按鍵單元通過使上述彈片位於與上述固定接點相對的位置，並將上述伸出部 粘貼在上述基板的表面中包圍上述彈片的部分，從而粘貼在上述基板上。
全文摘要
本發明的薄膜按鍵單元即使因薄型化、小型化而使安裝面積小，也能將可彈性變形的彈片可靠地安裝在基板上。具備向表面側突出地形成且通過彈性變形而可向背面側反轉的彈片(110)，及將作為粘貼面的背面粘貼在彈片的整個表面上的具有撓性的固定用薄膜(120)。固定用薄膜利用與從彈片外周邊緣(112)向彈片的半徑方向外側突出的方向大致正交地伸出的伸出部(122)將彈片固定在基板(4)的規定位置。伸出部具有外側鄰接部(122a)，外側鄰接部利用沿著彈片的外周邊緣在固定用薄膜上空出規定間隔而形成的多個狹縫(130)，遮斷在固定用薄膜中在彈片的半徑方向連續的與作為彈片上的部分的彈片覆蓋部(121)的連續性。
文檔編號H01H13/14GK101752124SQ20091017910
公開日2010年6月23日 申請日期2009年9月28日 優先權日2008年11月27日
發明者井上剛, 品川勝俊, 小倉真太郎 申請人:三美電機株式會社