(57)【要約】【課題】小型化、軽量化、単品生産のためコストダウンが困難。【解決手段】射出成形工程で、集合ベース基板２Ａに格子状に配列した複数個のスルーホール４と、略正方形状のボール収納凹部６部を形成する。電極パターン形成工程で、スルーホール電極７ａ、外部接続用端子７ｂ、内部導通端子７ｃ、上面電極パターン７ｄを形成する。導通ボール供給工程で、集合ベース基板２Ａのボール収納凹部６に導通ボール５を供給する。接合準備工程で、集合ベース基板２Ａの接合面に接合部材８を付加する。蓋体形成工程で、集合蓋体３Ａの所定位置にスルーホール３ａを形成する。圧着工程で、集合ベース基板２Ａと集合蓋体３Ａを位置合わせして圧着・接合し一体化する。切断工程で、ダイシング等で集合ベース基板２Ａのスルーホール４の中心を通り直交するカットラインＸ、Ｙに沿って切断して単品に分割する。小型化、軽量化、多集合体生産が可能。【選択図】      図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の外部接続用端子と、該外部接続用端子に対応して連通する内部導通端子を有し、樹脂成形された筐体の内部に導通ボールを介在させて、この導通ボールが前記内部導通端子と接触する位置によって複数出力からの信号により、方向を検知する傾斜スイッチにおいて、前記筐体は、平面形状が略正方形状をなし、その表面に略正方形をしたボール収納凹部を有するベース基板と、該ベース基板の前記ボール収納凹部を塞ぐように接合する前記ベース基板と同形状をした蓋体で構成され、前記ベース基板は、外形の四隅にスルーホール電極と裏面電極よりなる外部接続用端子と、前記ボール収納凹部の内壁に前記スルーホール電極に対応して、上面電極パターンにより接続する内部導通端子と形成し、前記筐体のボール収納凹部に介在させた導通ボールが、前記内部導通端子と接触する位置によって複数出力からの信号により、方向を検知することを特徴とする傾斜スイッチ。
【請求項２】
複数個の外部接続用端子と、該外部接続用端子に対応して連通する内部導通端子を有し、樹脂成形された筐体の内部に導通ボールを介在させて、この導通ボールが前記内部導通端子と接触する位置によって複数出力からの信号により、方向を検知する傾斜スイッチの製造方法において、多数個取りする集合ベース基板の平面上にあって、所定の位置に格子状に配列した複数個のスルーホールと、該４個のスルーホールで囲まれる略中央部に平面が略正方形状に形成された導通ボール収納部を形成する射出成形工程と、前記スルーホールの内面にスルーホール電極と、該スルーホール電極と連通する裏面に外部接続用端子と、前記導通ボール収納部の内壁に独立し前記スルーホール電極と連通する内部導通端子と、前記スルーホール電極と内部導通端子とを接続する上面電極パターンを形成する電極パターン形成工程と、前記集合ベース基板のそれぞれ１つの導通ボール収納部に１個の導通ボールを供給する導通ボール供給工程と、前記集合ベース基板の接合面に接着剤又は接着シート等の接合部材を付加する接合準備工程と、前記集合ベース基板と同一位置にスルーホールを形成した集合蓋体を形成する蓋体形成工程と、前記集合ベース基板と前記集合蓋体に形成されたスルーホールの位置が一致するように位置合わせして一体化する圧着工程と、ダイシング又はスライシングマシンで前記集合ベース基板又は集合蓋体のスルーホールの中心を通り直交するカットラインに沿って切断して単個の傾斜スイッチに分割する切断工程とからなることを特徴とする傾斜スイッチの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子機器等の方向を容易に検知するための傾斜スイッチ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カメラの撮影時の姿勢検知用、防犯機器の動き検知用、機器の転倒検知用、小型携帯機器のバックライト自動点灯用、玩具の動き検出用、リモートコントコントロルの自動照光用等の民生用電子機器の傾きの検出に構造がシンプルな機械式の傾斜スイッチが使用されている。（例えば、非特許文献１参照）
【０００３】
【非特許文献１】
アルプス電気株式会社「４方向傾斜センサ」
１９９８年、製品カタログ、外形図
【０００４】
図１０〜図１２は、従来の傾斜スイッチの構造を示すもので、図１０は、傾斜スイッチの平面図、図１１は、図１０のＨ−Ｈ線方向から見た正面図、図１２は、図１０の傾斜方向による検知端子を示す回路図である。
【０００５】
図１０及び図１１において、１０は、ガラスエポキシ樹脂等よりなり、平面が略正方形状をしたベース基板１１と、ベース基板１１と同形状をした蓋体１２を接着又は溶着などで接合した筐体である。前記ベース基板１１には、端子番号１３▲１▼、１３▲２▼、１３▲３▼、１３▲４▼の４本のリードフレーム１３がインサート成形されていて、リードフレーム１３は、ベース基板１１の外壁に外部接続用端子１３ａと、導通ボール１４を介在させる略正方形状に形成されたボール収納凹部１５の内壁に内部導通端子１３ｂが露出した状態で配設されている。前記導通ボール１４はボール収納部１５内を重力移動によって自由に動き回ることができる。
【０００６】
以上述べた構成の傾斜スイッチにおいて、その作用について説明する。図１２に示すように、傾斜スイッチでＡ方向が重力方向になって下の時、導通ボール１４がリードフレーム１３の内部導通端子１３ｂに接触し、端子番号１３▲１▼と１３▲２▼が電気的に接続されることによって、重力方向の傾斜が検知される。同様に、傾斜スイッチでＢ方向が下の時、導通ボール１４がリードフレーム１３の内部導通端子１３ｂに接触し、端子番号１３▲２▼と１３▲４▼に、傾斜スイッチでＣ方向が下のとき、導通ボール１４がリードフレーム１３の内部導通端子１３ｂに接触し、端子番号１３▲３▼と１３▲４▼に、傾斜スイッチでＤ方向が下のとき、導通ボール１４がリードフレーム１３の内部導通端子１３ｂに接触し、端子番号１３▲１▼と１３▲３▼が電気的に接続されることによって、それぞれの重力方向の傾斜が検知される。前記ボール収納凹部１５内の導通ボール１４の２次元的な動きにより、４方向の傾斜検出が可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した傾斜スイッチには次のような問題点がある。即ち、基本的には、導通ボールは２次元的な動きによって４方向を検知できるが、リードフレームはＳＵＳ、Ｃｕなどの金属板をプレス加工し、そのプレス部品をプラスチックにインサート成形するもので、小型化、軽量化ができない。また、集合体として生産が困難である。更に、プレス金型や樹脂成形型が必要になり、製品コストが高くなるなどの問題があった。
【０００８】
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、従来のリードフレームを使用しないで、樹脂成形品に回路・電極等を形成することができるＭＩＤ（Ｍｏｌｄｅｄ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｄｅｖｉｃｅ）の製法により、集合体で生産を可能にした安価な傾斜スイッチの製造方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における傾斜スイッチは、複数個の外部接続用端子と、該外部接続用端子に対応して連通する内部導通端子を有し、樹脂成形された筐体の内部に導通ボールを介在させて、この導通ボールが前記内部導通端子と接触する位置によって複数出力からの信号により、方向を検知する傾斜スイッチにおいて、前記筐体は、平面形状が略正方形状をなし、その表面に略正方形をしたボール収納凹部を有するベース基板と、該ベース基板の前記ボール収納凹部を塞ぐように接合する前記ベース基板と同形状をした蓋体で構成され、前記ベース基板は、外形の四隅にスルーホール電極と裏面電極よりなる外部接続用端子と、前記ボール収納凹部の内壁に前記スルーホール電極に対応して、上面電極パターンにより接続する内部導通端子とを形成し、前記筐体のボール収納凹部に介在させた導通ボールが、前記内部導通端子と接触する位置によって複数出力からの信号により、方向を検知することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明における傾斜スイッチの製造方法は、複数個の外部接続用端子と、該外部接続用端子に対応して連通する内部導通端子を有し、樹脂成形された筐体の内部に導通ボールを介在させて、この導通ボールが前記内部導通端子と接触する位置によって複数出力からの信号により、方向を検知する傾斜スイッチの製造方法において、多数個取りする集合ベース基板の平面上にあって、所定の位置に格子状に配列した複数個のスルーホールと、該４個のスルーホールで囲まれる略中央部に平面が略正方形状に形成された導通ボール収納部を形成する射出成形工程と、前記スルーホールの内面にスルーホール電極と、該スルーホール電極と連通する裏面に外部接続用端子と、前記導通ボール収納部の内壁に独立し前記スルーホール電極と連通する内部導通端子と、前記スルーホール電極と内部導通端子とを接続する上面電極パターンを形成する電極パターン形成工程と、前記集合ベース基板のそれぞれ１つの導通ボール収納部に１個の導通ボールを供給する導通ボール供給工程と、前記集合ベース基板の接合面に接着剤又は接着シート等の接合部材をを付加する接合準備工程と、前記集合ベース基板と同一位置にスルーホールを形成した集合蓋体を形成する蓋体形成工程と、前記集合ベース基板と前記集合蓋体に形成されたスルーホールの位置が一致するように位置合わせして一体化する圧着工程と、ダイシング又はスライシングマシンで前記集合ベース基板又は集合蓋体のスルーホールの中心を通り直交するカットラインに沿って切断して単個の傾斜スイッチに分割する切断工程とからなることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明における傾斜スイッチについて説明する。図１〜図４は本発明の実施の形態に係わり、図１は、傾斜スイッチのベース基板に電極をパターニングした状態の斜視図である。図２は、図１の裏面側の斜視図である。図３は、図１の平面図である。図４は、ベース基板に蓋体を接合した図３のＩ−Ｉ線断面図である。
【００１２】
図１〜図４において、１は、平面が略正方形状をした筐体で、エポキシ系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等の耐熱性に優れた樹脂を射出成形したベース基板２と、該ベース基板２と同形状をした蓋体３とを、前記ベース基板２の後述するボール収納凹部を蓋体３で塞ぐように、接着剤又は接着シート等の接合部材により圧着・接合したものである。
【００１３】
前記ベース基板２は、平面が略正方形状をした外形の四隅にスルーホール４と、導通ボール５を収納するボール収納凹部６が形成されている。前記ベース基板２には、端子番号７▲１▼、７▲２▼、７▲３▼、７▲４▼の４本の端子電極を形成する。該端子電極のパターニングは、前記筐体１の外形の四隅にスルーホール電極７ａと裏面電極よりなる外部接続用端子７ｂと、前記ボール収納凹部６の４面の内壁に前記スルーホール電極７ａに連通し独立した内部導通端子７ｃを形成する。
【００１４】
前記蓋体３は、前記ベース基板２に形成されたスルーホール４と同一位置にスルーホール３ａが形成されている。
【００１５】
本発明の傾斜スイッチは、前述したように前記ベース基板２に導通ボール５を挿入後、前記ベース基板２に形成されたスルーホール４と、前記蓋体３に形成されたスルーホール３ａとを位置合わせし、圧着して接合したものである。
【００１６】
前記導通ボール５は、内部導通端子７ｃとの接点圧力を考慮すると、ある程度重量があるＦｅ系材やＳｕｓ材等の金属ボールが好ましく、内部導通端子７ｃは接触抵抗を考慮すると、Ａｕメッキなどの表面処理を施すことが好ましい。
【００１７】
以上述べた構成の傾斜スイッチにおいて、その作用について説明する。図３及び図４に示すように、傾斜スイッチでＡ方向が重力方向になった時に、導通ボール５が端子番号７▲１▼と７▲２▼の内部導通端子７ｃに接触し、電気的に接続されることによって、重力方向の傾斜が検知される。同様に、傾斜スイッチでＢ方向が下の時に、導通ボール５が端子番号７▲２▼と７▲４▼の内部導通端子７ｃに、傾斜スイッチでＣ方向が下の時に、導通ボール５が端子番号７▲３▼と７▲４▼の内部導通端子７ｃに、傾斜スイッチでＤ方向が下の時に、導通ボール５が端子番号７▲１▼と７▲３▼の内部導通端子７ｃに、それぞれ接続される。導通ボール５の２次元的な動きにより、４方向の傾斜検出ができる。
【００１８】
上記した傾斜スイッチの製造方法について説明する。図５〜図９は本発明の実施の形態に係わり、図５は、射出成形工程を示す集合ベース基板の平面図、図６は図５のＩ−Ｉ線断面図、図７は、電極パターン形成工程を示す集合ベース基板の平面図、図８は、図７のＪ−Ｊ線断面図、図９は、集合ベース基板と前記集合蓋体との圧着工程・切断工程を示す断面図である。
【００１９】
図５及び図６において、２Ａは、多数個取りするエポキシ系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等の耐熱性及び成形加工性に優れた樹脂で射出成形した集合ベース基板で、該集合ベース基板２Ａの平面上にあって、所定の位置に格子状に複数個のスルーホール４と、該４個のスルーホール４で囲まれる略中央部に平面が略正方形状に形成されたボール収納凹部６を射出成形工程で形成する。前記スルーホール４とボール収納凹部６の位置関係は、スルーホール４の対角線とボール収納凹部６の正方形の辺が垂直になるように位置するものである。
【００２０】
次に、電極パターン形成工程は、前記集合ベース基板２Ａのスルーホール４の内面を含む基板表面を洗浄した後、全表面に無電解メッキ及び電解メッキにより銅メッキ層を形成する。銅メッキ層は、前記スルーホール４内まで施される。
【００２１】
更に、メッキレジストをラミネートし、露光現像したパターンマスクを形成した後、エッチング液を用いてパターンエッチングを行うことにより、上面側に接続パターン、ボール収納凹部６の内壁に内部導通パターン、裏面側に外部接続用パターンが形成される。次に、ソルダーレジスト処理を行い、所定の部分にそれぞれのターンを保護するレジスト膜が形成される。これらの露呈したパターンの表面にＮｉメッキ層を施し、更に、前記Ｎｉメッキ層の上にＡｕメッキ層を形成する。電極パターン形成工程により、前記スルーホール４の内面にスルーホール電極７ａと、該スルーホール電極７ａと連通する裏面に外部接続用端子７ｂと、前記ボール収納凹部６の内壁に独立し前記スルーホール電極７ａと連通する内部導通端子７ｃと、前記スルーホール電極７ａと内部導通端子７ｃとを接続する上面電極パターン７ｄが形成される。
【００２２】
次に、導通ボール供給工程で、前記集合ベース基板２Ａのそれぞれ１つのボール収納凹部６に、１個の導通ボール５を供給する。前記導通ボール５の材質は、比較的重量のあるＦｅ系材やＳｕｓ材等よりなる金属ボールで、その表面にＡｕメッキなどが施されている。
【００２３】
次に、図９において、接合準備工程で、前記集合ベース基板２Ａの接合面に接着剤又は接着シート等の接合部材８を付加する。
【００２４】
一方、蓋体形成工程で、前記集合ベース基板２Ａと同一位置にスルーホール３ａを配設した多数個取りする集合蓋体３Ａを、エポキシ系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等の耐熱性及び成形加工性に優れた樹脂で射出成形して形成する。
【００２５】
次に、圧着工程は、前記集合ベース基板２Ａと前記集合蓋体３Ａに形成されたスルーホール４、３ａの位置が一致するように位置合わせした後、圧着・接合して一体化する。
【００２６】
次に、切断工程は、ダイシング又はスライシングマシンで前記集合ベース基板２Ａ又は集合蓋体３Ａのスルーホール４、３ａの中心を通り直交するカットラインＸ、Ｙに沿って切断して単個の傾斜スイッチに分割する。分割された単個の傾斜スイッチは、所定の仕様に適合するか否かを検査して製品になる。
【００２７】
以上述べたように、傾斜スイッチの製造方法は、ＭＩＤ技術を利用し、多集合体での生産が可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、従来のようなリードフレームを使用しないで、ＭＩＤの製法で小型化、軽量化が図られ、多集合体での生産が可能になり、安価な傾斜スイッチ及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる傾斜スイッチのベース基板に電極をパターニングした状態の斜視図である。
【図２】図１の裏面側の斜視図である。
【図３】図１の平面図である。
【図４】ベース基板に蓋体を接合した図３のＩ−Ｉ線断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係わる傾斜スイッチの製造方法で、射出成形工程を示す集合ベース基板の平面図である。
【図６】図５のＩ−Ｉ線断面図である。
【図７】電極パターン形成工程を示す集合ベース基板の平面図である。
【図８】図７のＪ−Ｊ線断面図である。
【図９】集合ベース基板と集合蓋体との圧着工程・切断工程を示す断面図である。
【図１０】従来の傾斜スイッチの平面図である。
【図１１】図１０のＨ−Ｈ線方向から見た正面図である。
【図１２】図１０の傾斜方向による検知端子を示す回路図である。
【符号の説明】
１  筐体
２  ベース基板
２Ａ  集合ベース基板
３  蓋体
３Ａ  集合蓋体
３ａ、４  スルーホール
５  導通ボール（金属ボール）
６  ボール収納凹部
７▲１▼、７▲２▼、７▲３▼、７▲４▼  端子番号
７ａ  スルーホール電極
７ｂ  外部接続用端子
７ｃ  内部導通端子
７ｄ  上面電極パターン
８  接合部材
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、  重力方向
Ｘ、Ｙ    カットライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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