(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
全表面に銅箔からなる金属層が形成された銅張積層板からなる基板と、
該基板中央に設けられると共に引き出し配線により引き出され、前記金属層をハーフエッチングすることにより形成される残存層と該残存層上に形成されるメッキ層とからなる中央固定接点と、
該中央固定接点を前記引き出し配線以外殆ど囲うように設けられると共に端部が前記引き出し配線の両側近傍に達する略Ｃ形状をなし、前記金属層と該金属層上に形成されるメッキ層とからなる外周固定接点と、
前記外周固定接点上に外周部が載置されて接触すると共に反転することにより前記中央固定接点にも接触するタクトバネと、
前記タクトバネを被覆するように前記基板の表面に固着されて、前記タクトバネを固定するフィルムシートと、
からなり、前記金属層と残存層の差だけ前記外周固定接点と中央固定接点との間に段差を形成すると同時に前記外周固定接点と前記引き出し配線との間にも同じく段差を形成することにより前記外周固定接点をその周辺より一段高く形成し、前記タクトバネのストロークを増すと共に前記タクトバネと前記引き出し配線とを非接触状態に保ち、前記タクトバネの外周を前記フィルムシートで下方に向かって押え付けることを特徴とする表面実装型タクトスイッチ。
【請求項２】
全表面に銅箔からなる金属層が形成された銅張積層板からなる基板上の外周固定接点形成位置にレジスト層を形成する工程と、
露出する前記金属層をハーフエッチングすることにより所定の厚さまで除去して前記レジスト層にて被覆された部分に外周固定接点用金属層を形成すると共に露出する部分に前記外周固定接点用金属層との間に段差が生じる残存層を形成する工程と、
前記外周固定接点用金属層上の前記レジスト層を除去する工程と、
前記外周固定接点用金属層と前記残存層の上に同時にメッキ層を形成する工程と、
前記外周固定接点用金属層の上にある前記メッキ層上の前記外周固定接点形成位置と前記残存層の上にある前記メッキ層上の中央固定接点及び引き出し配線形成位置にレジスト層を形成する工程と、
前記メッキ層及び前記残存層を除去して外周固定接点と該外周固定接点よりも低くなる中央固定接点及び引き出し配線を形成する工程と、
前記外周固定接点と中央固定接点及び引き出し配線上の前記レジスト層を除去する工程と、
前記外周固定接点上にタクトバネを配置する工程と、
前記タクトバネを被覆するように前記基板の表面にフィルムシートを固着して、前記タクトバネを固定する工程と、
からなることを特徴とする表面実装型タクトスイッチの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、小型・薄型化が求められている電話、ＡＶ機器、ＯＡ機器、携帯用電子機器等において使用される表面実装型タクトスイッチに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より広く一般の電子機器に使用されているタクトスイッチは、金属の円板を球面状に屈曲させたタクトバネの外周部を外周固定接点上に載置し、このタクトバネの中央を押圧して反転させることにより直下の中央固定接点に接触させ、外周固定接点と中央固定接点とを接続させてスイッチ信号を得るものである。このタクトスイッチにおいても、近年、小型・薄型化が求められ、更に表面実装化も要求されるに至っている。この種のスイッチにおいては、タクトバネの反転時のストロークにより操作感の善し悪しが決定されるため、ストロークを大きくすることが望まれていたが、ストロークを大きくするとタクトスイッチを小型・薄型化することが難しくなるという課題があった。そこで、図２１乃至図２６に示すような表面実装型タクトスイッチが案出され、使用されている。
【０００３】
図２１及び図２２に示す表面実装型タクトスイッチは、外周固定接点４ａと中央固定接点６ａがそれぞれ設けられたリードフレーム４、６をインサート成形したケース２内に、タクトバネ８と押圧部材１０を収納し、ポリイミド系フィルム１２で封止すると共にその上にプッシュボタン１４を配置したものである。この表面実装型タクトスイッチにおいては、タクトバネ８の外周部が当接するリードフレーム４の外周固定接点４ａよりもタクトバネ８が反転したときに接触する中央固定接点６ａの方が低くなるように形成されており、その高さの違いによりタクトバネ８のストロークを大きくしようとするものであった。
【０００４】
また、図２３及び図２４に示す表面実装型タクトスイッチは、外周固定接点１８と中央固定接点２０の各パターンが表面に形成されたプリント配線板１６の上に、外周部に複数の突部２２ａがプレス加工にて形成されたタクトバネ２２を配置し、更にポリイミド系フィルム２４でタクトバネ２２等を封止したものである。この表面実装型タクトスイッチにおいては、タクトバネ２２の突部２２ａによりタクトバネ２２の反転ストロークを大きくしていた。
【０００５】
更に、図２５及び図２６に示す表面実装型タクトスイッチは、図２４に示すものと同様に、外周固定接点２６と中央固定接点２８の各パターンが設けられたプリント配線板３０と、タクトバネ３２と、ポリイミド系フィルム３４とから構成されており、プリント配線板３０に機械加工にて凹部３０ａを形成し、この凹部３０ａの底面に中央固定接点２８をメッキにより形成したものであった。この表面実装型タクトスイッチにおいては、中央固定接点２８を凹部３０ａ内に設けることにより外周固定接点２６より低くしてタクトバネ３２のストロークを大きくしようとするものであった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図２２に示す従来の表面実装型タクトスイッチにおいては、リードフレーム４、６をインサート成形したケース２を用いているため、ケース２の小型・薄型化が困難であるという課題があった。また、ケース毎にタクトバネ８を収納し、ポリイミド系フィルム１２を貼り付けることが必要であるため、数百個を同時に組み立てることはできず、生産性を向上させることはできなかった。
【０００７】
また、図２４に示す表面実装型タクトスイッチにおいては、タクトバネ２２が反転するときに突部２２ａ付近に応力が集中し易いため、タクトバネ２２の寿命が短くなり、タクトバネ２２の小型化によるスイッチの小型化も難しいという課題があった。更に、この表面実装型タクトスイッチにおいては、突部２２ａの高さ寸法のバラツキがスイッチ操作感に大きく影響するため、突部２２ａを形成する際のプレス状態のチェックや、細部にわたる金型のメンテナンス等、生産上の管理点が多いという課題もあった。
【０００８】
更に、図２６に示す表面実装型タクトスイッチにおいては、ガラスエポキシ等からなるプリント配線板３０に機械で座ぐり加工を施すことにより凹部３０ａを形成していた。このため、凹部３０ａの底面の平坦度が悪く、また、深さ精度にもバラツキが生じ、スイッチ操作感や接触状態に悪影響を与えるという課題があった。また、中央固定接点２８は、凹部３０ａの底面へ直接メッキされるため密着性が弱く、剥がれ易いという課題もあった。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、その目的は、タクトバネや基板に特別な加工を施すことなく、タクトバネのストロークを増大させて、高精度、小型、薄型かつ長寿命の表面実装型タクトスイッチを提供すると共に、生産性の高い表面実装型タクトスイッチの製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の表面実装型タクトスイッチは、全表面に銅箔からなる金属層が形成された銅張積層板からなる基板と、該基板中央に設けられると共に引き出し配線により引き出され、前記金属層をハーフエッチングすることにより形成される残存層と該残存層上に形成されるメッキ層とからなる中央固定接点と、該中央固定接点を前記引き出し配線以外殆ど囲うように設けられると共に端部が前記引き出し配線の両側近傍に達するＣ形状をなし、前記金属層と該金属層上に形成されるメッキ層とからなる外周固定接点と、前記外周固定接点上に外周部が載置されて接触すると共に反転することにより前記中央固定接点にも接触するタクトバネと、前記タクトバネを被覆するように前記基板の表面に固着されて、前記タクトバネを固定するフィルムシートと、からなり、前記金属層と残存層の差だけ前記外周固定接点と中央固定接点との間に段差を形成すると同時に前記外周固定接点と前記引き出し配線との間にも同じく段差を形成することにより前記外周固定接点をその周辺より一段高く形成し、前記タクトバネのストロークを増すと共に前記タクトバネと前記引き出し配線とを非接触状態に保ち、前記タクトバネの外周を前記フィルムシートで下方に向かって押え付けるものである。
【００１１】
また、本発明の表面実装型タクトスイッチの製造方法は、全表面に銅箔からなる金属層が形成された銅張積層板からなる基板上の外周固定接点形成位置にレジスト層を形成する工程と、露出する前記金属層をハーフエッチングすることにより所定の厚さまで除去して前記レジスト層にて被覆された部分に外周固定接点用金属層を形成すると共に露出する部分に前記外周固定接点用金属層との間に段差が生じる残存層を形成する工程と、前記外周固定接点用金属層上の前記レジスト層を除去する工程と、前記外周固定接点用金属層と前記残存層の上に同時にメッキ層を形成する工程と、前記外周固定接点用金属層の上にある前記メッキ層上の前記外周固定接点形成位置と前記残存層の上にある前記メッキ層上の中央固定接点及び引き出し配線形成位置にレジスト層を形成する工程と、前記メッキ層及び前記残存層を除去して外周固定接点と該外周固定接点よりも低くなる中央固定接点及び引き出し配線を形成する工程と、前記外周固定接点と中央固定接点及び引き出し配線上の前記レジスト層を除去する工程と、前記外周固定接点上にタクトバネを配置する工程と、前記タクトバネを被覆するように前記基板の表面にフィルムシートを固着して、前記タクトバネを固定する工程と、からなる。
【００１２】
【作用】
本発明の表面実装型タクトスイッチにおいて、外周固定接点は金属層とその上に形成されたメッキ層からなるもので、金属層より薄い残存層とその上に形成されたメッキ層からなる中央固定接点よりも高くなるように構成されている。従って、この外周固定接点上に外周部が載置されたタクトバネは、中央固定接点の上面よりも高い位置に配置されることになり、そのストロークを増大させることができる。
【００１３】
本発明における外周固定接点は、基板上に形成されている金属層をエッチングし、更に基板上の外周固定接点形成位置に形成された外周固定接点用金属層の上にメッキ層を形成することにより形成されている。中央固定接点は、基板上に形成されている金属層をエッチングする際に所定の厚さまで除去することにより残存層を形成し、その上にメッキ層を形成することにより形成されている。この中央固定接点のメッキ層は、外周固定接点用金属層の上にメッキ層を形成する際に、残存層上の中央固定接点形成位置に同時に形成されたものである。従って、メッキ層の厚さは同一となるので、金属層及び残存層の厚さのみを管理、選定するだけで外周固定接点と中央固定接点の段差量を管理、設定することができる。また、機械加工を必要としないので、容易に量産性を高め、かつ精度を高くすることが可能である。
【００１４】
【実施例】
図１は本発明の一実施例に係る表面実装型タクトスイッチを示す断面図、図２はその斜視図である。４０は絶縁性材料からなる基板であり、その表面中央には円形の中央固定接点４６が形成されており、その周囲に略Ｃ形状の外周固定接点４２が形成されている。この中央固定接点４６と外周固定接点４２は、それぞれ基板４０の四隅に設けられたスルーホール４０ａ、４０ｂまで引き出し配線４６ａ、４６ｂ、４２ａ、４２ｂによりそれぞれ引き出されている。４８は金属の円板を球面状に屈曲させたタクトバネであり、その外周部４８ａが外周固定接点４２に接するように外周固定接点４２上に載置されている。５０は耐熱性を有するフィルムシートであり、タクトバネ４８を被覆するように基板４０の表面に固着されており、タクトバネ４８を固定すると共にフラックス等の侵入を防いでいる。
【００１５】
本実施例における外周固定接点４２は、基板上に形成された金属層とメッキ層とを積み重ねた構造を有し、中央固定接点４６は基板上に形成された金属層を所定の厚さまで除去した残存層と外周固定接点４２のメッキ層と同じメッキ層から構成されている。従って、外周固定接点４２は金属層と残存層の差の分だけ中央固定接点４６よりも厚くなり、外周固定接点４２と中央固定接点４６との間には段差が生じる。このため、タクトバネ４８のストロークは、外周固定接点４２と中央固定接点４６の厚さが同一に設定されている場合に比べて段差分だけ増大することになる。また、本実施例においては、中央固定接点４６だけでなく、その引き出し配線４６ａも中央固定接点４６と同様に外周固定接点４２よりも低くなるように形成されている。このため、外周固定接点４２上に載置されたタクトバネ４８と引き出し配線４６ａとが接触する不具合が生じないので、引き出し配線４６ａの上に絶縁用のレジスト印刷等を施す必要がないものである。
【００１６】
次に上記構成からなる表面実装型タクトスイッチの製造方法を説明する。はじめに、図３に示すように、全表面に銅箔等の基礎金属層５２が形成された銅張積層板等の基板５４をその基礎金属層５２の厚さに基づいて選定する。この基礎金属層５２は、銅箔が全表面に固着された銅張積層板のように、基板５４上に金属箔を加熱及び加圧しながら固着することにより形成されている。従って、基礎金属層５２は強固に基板５４の表面に固着されている。この基礎金属層５２の厚さは外周固定接点と中央固定接点との段差量以上に選定することが望ましい。そして、その後この基板５４は、図４に示すように、適当な大きさに切断される。ここで、段差量によっては銅等の基礎金属層５２に一体となる金属をメッキし、図５に示すように、金属メッキ層５６を形成して基礎金属層５２の厚さを調整する。尚、以下、基礎金属層５２又はこの基礎金属層５２と金属メッキ層５６とを合わせて金属層５８と称する。このような金属層５８が形成された基板５４にＮＣボール盤で、図６に示すような、スルーホール５４ａ、５４ｂ等の穴明け加工を施す。尚、この穴明け加工は、バリの発生を防止するため、外周固定接点と中央固定接点を形成する前に実施している。
【００１７】
次に、外周固定接点用金属層を形成する。即ち、図７に示すように、金属層５８の表面に電着塗装により感光性エッチングレジスト樹脂をコーティングしてレジスト層６０を形成する。そして、図８に示すように、外周固定接点形成位置及びスルーホール５４ａに対応する位置に透光性を有する窓部６２ａが設けられた遮光性を有するワークフィルム６２を、レジスト層６０上にセットする。その後、紫外線６４を照射することによりワークフィルム６２の窓部６２ａに対応するレジスト層６０ａが露光して硬化する。次に、ワークフィルム６２を取り除き、レジスト層６０を現像液に浸して未感光のレジスト層６０を溶解除去し、図９に示すように硬化したレジスト層６０ａだけを残す。その後、金属層５８を必要な段差量だけエッチングで溶解除去する。このときに、後述するメッキ層と基板５４との密着性を確保するため、図１０に示すように、金属層５８をハーフエッチングすることにより厚さを数μ以上残して残存層５８ｂを形成している。この残存層５８ｂは、基板５４の表面に残る基礎金属層５２からなるものであり、前述したように基板５４の表面に強固に密着している。尚、この残存層５８ｂを形成せず、露出する金属層５８を全てエッチングで除去しても良いが、この場合には後述するメッキ層と基板５４との密着性が残存層５８ｂを形成した場合に比べて極端に低下するので、中央固定接点の耐久性が低下することになる。次に、不要となったレジスト層６０ａをアルカリ溶液で剥離除去する。この結果、図１１に示すように、基板５４上にはその外周固定接点形成位置に外周固定接点用金属層５８ａが形成され、また、その他の基板５４の表面には残存層５８ｂが形成される。
【００１８】
次に、外周固定接点及び中央固定接点が形成される。即ち、無電解メッキで薄くメッキ層を形成し、更に厚さを増すため電解メッキを施して、図１２に示すように、外周固定接点用金属層５８ａと残存層５８ｂの表面、更にスルーホール５４ａ、５４ｂの内面にメッキ層６６を形成する。その後、図１３に示すように、メッキ層６６の上に電着塗装により感光性エッチングレジストをコーティングしてレジスト層６８を形成する。このように電着法によりエッチングレジストをコーティングする代わりにドライフィルム法や印刷法によりレジスト層６８を形成することも可能であるが、ドライフィルム法では段差部分の充填性や密着性が悪く、エッチング時にメッキ層６６の断線や欠損が発生し易く、また、印刷法においても段差部分への印刷性が悪く、更に細線印刷も困難であるため、電着法でレジスト層６８を形成することが最も好ましい。次に、図１４に示すように、外周固定接点形成位置と中央固定接点形成位置にそれぞれ対応する部分に透光性を有する窓部７０ａ、７０ｂが形成された遮光性を有するワークフィルム７０をレジスト層６８の上にセットする。そして、紫外線７２を照射することにより窓部７０ａ、７０ｂを介して露光する部分を硬化させる。その後、ワークフイルム７０を取り除き、更に、レジスト層６８の未感光部分を現像液で溶解除去する。これにより図１５に示すように、メッキ層６６上の外周固定接点形成位置、中央固定接点形成位置及びスルーホール内面にレジスト層６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄが形成される。次に、図１６に示すように、露出しているメッキ層６６を全てフルエッチングで完全に溶解除去する。このときに、基板５４の表面に残っていた残存層５８ｂもエッチングで除去する。その後、図１７に示すように、不要となったレジスト層６８ａ〜６８ｄをアルカリ溶液で剥離除去する。この結果、基板５４の外周固定接点形成位置と中央固定接点形成位置には、それぞれ外周固定接点７４と中央固定接点７６が形成される。尚、このときにスルーホール５４ａ、５４ｂもスルーホール電極として完成する。
【００１９】
この外周固定接点７４は、基板５４上に設けられた基礎金属層５２と金属メッキ層５６とからなる金属層５８とその上に形成されたメッキ層６６とから構成されており、また、中央固定接点７６は、基板５４上に残存層５８ｂとしてわずかに残る基礎金属層５２とその上に形成されたメッキ層６６とから構成されている。このため、外周固定接点７４と中央固定接点７６とは、ほぼ金属層５８の厚さ分だけ高さが異なることになり、段差が生じることになる。
【００２０】
上記工程を経て形成された外周固定接点７４と中央固定接点７６には、必要に応じて基板５４の表面にソルダーレジストを形成した後、ニッケル、金等のメッキ処理を施しても良い。
【００２１】
上記のように外周固定接点７４と中央固定接点７６が形成された基板５４は、次工程において金型等により、図１８に示すように、表面実装型タクトスイッチを数百個集合させた状態の基板に分割される。次に、図１９に示すように、金属製のタクトバネ７８を外周固定接点７４の上にそれぞれ載置し、そのタクトバネ７８の上から基板５４の表面全体を覆うように耐熱性のフィルムシート８０を貼り付ける。その後、図２０に示すように、図中二点鎖線部分をスライシングマシーン又はブレードマシーン等で切断して、個々の表面実装型タクトスイッチに分割して表面実装型タクトスイッチを完成させる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の表面実装型タクトスイッチによれば、タクトバネや基板に特別な加工を施すことなく、外周固定接点と中央固定接点の高さを変えてタクトバネのストロークを増大させることができるので、高精度、小型、薄型かつ長寿命の表面実装型タクトスイッチを提供することができる。
【００２３】
また、外周固定接点と中央固定接点は、共にエッチングやメッキにより形成されるものであるため、その生産性が高く、精度も極めて良い表面実装型タクトスイッチを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例に係る表面実装型タクトスイッチを示す断面図である。
【図２】  図２は図１に示す表面実装型タクトスイッチの斜視図である。
【図３】  表面に基礎金属層が形成された基板を示す断面図である。
【図４】  図３に示す基板を適当な長さに切断した状態を示す断面図である。
【図５】  図３に示す基礎金属層の上に金属メッキ層を形成した状態を示す断面図である。
【図６】  図５に示す基板にスルーホールを形成した状態を示す断面図である。
【図７】  図６に示す基板の金属層の上にレジスト層を形成した状態を示す断面図である。
【図８】  図７に示すレジスト層に紫外線を照射した状態を示す断面図である。
【図９】  図８に示すレジスト層を現像した状態を示す断面図である。
【図１０】  図９に示す金属層にハーフエッチングを施した状態を示す断面図である。
【図１１】  図１０に示すレジスト層を剥離した状態を示す断面図である。
【図１２】  図１１に示す外周固定接点用金属層等の上にメッキ層を形成した状態を示す断面図である。
【図１３】  図１２に示すメッキ層の上にレジスト層を形成した状態を示す断面図である。
【図１４】  図１３に示すレジスト層に紫外線を照射した状態を示す断面図である。
【図１５】  図１４に示すレジスト層を現像した状態を示す断面図である。
【図１６】  図１５に示すメッキ層等にエッチングを施した状態を示す断面図である。
【図１７】  図１６に示すレジスト層を剥離した状態を示す断面図である。
【図１８】  図１７に示す基板を切断した状態を示す平面部分図である。
【図１９】  図１８に示す基板にタクトバネとフィルムシートを取り付ける状態を示す斜視図である。
【図２０】  個々の表面実装型タクトスイッチに分離する状態を示す平面図である。
【図２１】  従来の表面実装型タクトスイッチの外観を示す斜視図である。
【図２２】  図２１に示す表面実装型タクトスイッチの断面図である。
【図２３】  従来の表面実装型タクトスイッチの外観を示す斜視図である。
【図２４】  図２３に示す表面実装型タクトスイッチの断面図である。
【図２５】  従来の表面実装型タクトスイッチの外観を示す斜視図である。
【図２６】  図２５に示す表面実装型タクトスイッチの断面図である。
【符号の説明】
４０、５４          基板
４２、７４          外周固定接点
４６、７６          中央固定接点
４８、７８          タクトバネ
５０、８０          フィルムシート
５２                基礎金属層
５６                金属メッキ層
５８                金属層
５８ｂ              残存層
６６                メッキ層
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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