KR100463909B1 - 소형 택트 스위치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신단말기, PDA 등 통신 및 정보 처리 장치에 사용되는 소형 택트 스위치에 관한 것으로, 단자 패턴이 형성된 베이스(base), 상기 베이스의 단자 상면에 적치된 콘택(contact), 상기 콘택을 누룰 수 있도록 콘택 상방에 구비된 스템(stem), 상기 스템을 상기 베이스에 고정하는 커버(cover)로 구성되는 소형 택트 스위치 있어서, 상기 베이스를 평판형의 도전체 시트(sheet)를 프레스 가공하여 일정한 패턴의 단자를 연속적으로 다수 형성한 리드프레임으로 부터 절단 분리하여 된 도전체 단자;와, 상기 리드프레임을 금형에 인서트(insert)한 채, 리드프레임의 단자 부위에 열가소성 합성 수지를 사출하여 상기 도전체 단자와 일체로 형성한 베이스 몸체;로 구성하는 것을 특징으로 한다.

Description

소형 택트 스위치{MINIATURIZED TACT SWITCH}

본 발명은 택트 스위치에 관한 것으로, 더 상세하게는 이동통신단말기, PDA 등 통신 및 정보 처리 장치에 사용되는 소형 택트 스위치에 관한 것이다.

소형 택트 스위치는 일정한 패턴의 단자가 형성된 기판 상에 도전체 탄성 콘택(contact)(이를 "메탈 돔"이라고도 함)을 적치하여, 콘택을 눌렀다 놓음으로써 단자간 전기적 신호 또는 전력을 개폐하는데 사용된다. 이러한 소형 택트 스위치는 이동 전화 단말기 등의 키패드 하부에 구비되어 사용자가 키패드의 키를 눌렀다 놓을 때마다 1회씩 반복하여 단자간의 전기적 신호 또는 전력을 단속하게 되는 것이다. 최근, 이동통신 단말기, PDA 등 휴대 통신 및 정보 처리 장치가 점점 소형화 및 경량화 되어 감에 따라 여기에 사용되는 택트 스위치 역시 그 크기가 축소될 것이 요구되고 있다.

종래, 4mm ×4mm ×1mm 크기 내외의 소형 택트 스위치는 에폭시 기판 또는 페놀 기판(주로 에폭시 기판이 사용됨) 상에 동일한 패턴의 스위치 단자를 연속적으로 인쇄한 단자 패턴 인쇄회로기판(PCB)을 만들고, 단자 패턴 부위를 제외한 나머지 부분을 절연체로 코팅한 후, 단자 패턴 상부에 콘택을 배치하여 더스트 커버(dust cover)로 덮고, 콘택이 결합된 인쇄회로기판을 각각의 콘택 단위로 절단하여 만들어 졌다.

상술한 방법으로 만들어 지는 종래의 소형 택트 스위치는 다음과 같은 문제점이 있어 개선이 요구되고 있는 실정이다.

첫째, 종래의 소형 택트 스위치는 제조 원가가 너무 비싼 문제점이 있다. 제조 원가가 비싼 것은 각 공정에서의 가공 비용이 과다하고 공정 자체가 복잡한 데 기인 하기도 하지만, 특히 에폭시 기판의 경우 기판 자체의 가격이 너무 비싼 것도 한 원인이다.

둘째, 종래의 소형 택트 스위치는 외측 단자 형성이 곤란한 문제점이 있다. 택트 스위치는 표면실장부품(SMD)으로 다른 인쇄 회로 기판(PCB)에 실장되어야 하는데, 이때 다른 인쇄 회로 기판(PCB)과 택트 스위치간에는 서로를 연결해 주는 단자(이를 본 명세서에서는 "외측 단자"라 함)가 필요하다. 종래의 소형 택트 스위치는 기판 상면에 콘택용 단자 패턴을 인쇄하고, 기판 하면에 외측 단자를 인쇄한후, 기판에 홀(hole)을 뚫어, 콘택용 단자 패턴과 기판의 외측 단자를 솔더링(soldering)하여 연결하였다. 이러한 외측 단자 형성 방법은 공정이 지나치게 복잡하여 생산성을 떨어 뜨리는 한 요인이기도 했다.

셋째, 페놀이나 에폭시 기판 상에 동일한 단자 패턴을 연속적으로 다수 형성하여 택트 스위치 어레이(array)를 만든 후, 각 단위 택트 스위치를 소우(saw) 등을 이용하여 절단하여 개별화(singulation) 하는 종래의 택트 스위치 제조 방법 및 구조로는 택트 스위치 크기를 줄이는데 한계가 있다. 특히 에폭시의 경우 재질 자체가 절단이 쉽지 않을 뿐만 아니라, 택트 스위치 폭이 2mm 내외 일 때는 절단 손실 부분이 크고 불규칙하여 소형으로 절단하는 자체가 곤란하기 때문이다.

네째, 페놀이나 에폭시 기판을 이용한 택트 스위치는 제조 공정에서 유리 먼지 발생 등의 유해성 문제를 야기할 뿐만 아니라, 기판의 재활용이 불가능하고 폐기시 유해 가스를 방출하는 등 환경 문제를 야기한다.

상술한 문제점을 해결하고자 안출된 본 발명은 간단한 공정과 낮은 제조 원가로 제조될 수 있는 구조의 소형 택트 스위치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 콘택용 단자와 인쇄 회로 기판(PCB) 연결용 외측 단자를 일체로 용이하게 제조할 수 있는 구조의 소형 택트 스위치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 극 소형화된 구조의 택트 스위치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 생산 공정 및 폐기시 유해성이 없을 뿐만 아니라, 환경 오염의 염려가 없고 재활용이 가능한 소재의 택트 스위치를 제공하는데 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 소형 택트 스위치의 생산에 사용되는 리드프레임의 사시도이다.

도 2a 및 도 2b는 도 1a 및 도 1b에 도시된 리드프레임의 단자 부위에 합성 수지를 사출하여 형성된 베이스 몸체를 갖는 사출물의 사시도이다.

도 3a는 도 2a에 도시된 사출물에서 절단 분리해낸 단위 베이스의 사시도이다.

도 3b는 도 3a의 평면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 소형 택트 스위치의 분해 사시도이다.

도 5는 본 발명에 따른 소형 택트 스위치의 조립 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 리드프레임 12, 14, 16, 18 : 단자

20 : 베이스 22 : 베이스 몸체

24 : 콘택적치부 26 :체결돌부

28 : 커버체결부 30 : 콘택

36 : 더스트 커버(dust cover) 40 : 스템

42 : 노브 44 : 걸림턱

46 : 누름돌부 50 : 커버

52 : 중앙개구 54 : 플랜지

56 : 측개구 58 : 체결 날개

상술한 본 발명의 목적은 단자 패턴이 형성된 베이스(base), 상기 베이스의 단자 상면에 적치된 콘택(contact), 상기 콘택을 누룰 수 있도록 콘택 상방에 구비된 스템(stem), 상기 스템을 상기 베이스에 고정하는 커버(cover)로 구성되는 소형 택트 스위치 있어서, 상기 베이스를

평판형의 도전체 시트(sheet)를 프레스 가공하여 일정한 패턴의 단자를 연속적으로 다수 형성한 리드프레임으로 부터 절단 분리하여 된 도전체 단자;와,

상기 리드프레임을 금형에 인서트(insert)한 채, 리드프레임의 단자 부위에 열가소성 합성 수지를 사출하여 상기 도전체 단자와 일체로 형성한 베이스 몸체;로 구성함으로써 달성된다.

상기 베이스 몸체는 엘씨피(LCP:Liquid Crystal Polymer) 또는 피브이씨 (PVC:Polyvinyl Chloride) 등을 이용하여 사출하여 성형하는 것이 바람직하나, 그 재질이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시례를 상세하게 설명한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 소형 택트 스위치의 생산에 사용되는 리드프레임의 사시도를, 도 2a 및 도 2b는 도 1a 및 도 1b에 도시된 리드프레임의 단자 부위에 합성 수지를 사출하여 형성된 베이스 몸체를 갖는 사출물의 사시도를, 도 3a는 도 2a에 도시된 사출물에서 절단 분리해낸 단위 베이스의 사시도를, 도 3b는 도 3a의 평면도를 각각 나타낸다. 본 발명에 따른 소형 택트 스위치는 콘택(도 4의 부호 30 참조) 상부에 먼지를 방지하기 위한 더스트 커버(dust cover)를 구비하는 형태로 제작될 수도 있고, 더스트 커버를 구비하지 않은 형태로도 제작될 수 있다.

설명의 편의상 이하에서는 더스트 커버를 구비한 경우의 소형 택트 스위치를 예시적으로 설명한다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 발명의 특징은 평판형의 도전체 금속 시트(sheet)를 이용하여 콘택측 단자(12, 14) 및 외측 단자(16, 18)를 일체로 미리 성형하여 리드프레임(lead frame)(10)을 만든 후, 이를 택트 스위치의 단자 패턴으로 이용하는데 있다. 이렇게 함으로써, 콘택(contact)(도 4의 부호 30 참조)이 적치되는 콘택측 단자(12, 14)와 인쇄 회로 기판(PCB)과 연결되는 외측 단자를 일시에 일체로 형성하게 되는 것이다.

본 발명은 4mm ×2mm ×2mm 내외 크기의 소형 스위치에 관한 것이다. 도 1a 및 도 1b에는 편의상 10배 이상 확대하여 도시하였지만 실제 콘택측 단자(12, 14) 상호간의 간격 및 단자의 폭은 0.3mm 내외로 매우 좁다. 이러한 미세한 구조의 단자 패턴은 얇은 금속 시트(sheet)를 프레스 가공하여 얻을 수 있다.

다시 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 하나의 리드 프레임에는 다수의 단자 패턴이 형성되는데, 그 갯수는 금형의 캐비티(cavity) 갯수와 일치한다. 또한, 리드 프레임에 형성되는 단자 패턴의 형상은 택트 스위치의 구조에 따라 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. 즉, 도 1a 또는 도 1b에 도시된 단자 패턴의 형상은 예시적인 것에 불과한 것이다.

도 2a 및 도 2b는 도 1a 및 도 1b에 도시된 리드프레임(10)을 인서트(insert)하여 금형 베이스 몸체(22)를 사출 성형한 것을 보여 준다. 금형이 1회 개폐되는 공정에서 단자 패턴 수 만큼의 택트 스위치용 베이스(20)가 생산되는 것이다. 이 때 사용되는 금형 베이스 몸체(22)의 소재는 엘씨피(LCP:Liquid Crystal Polymer), 피브이씨(PVC:Polyvinyl Chloride) 등의 열가소성 수지가 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 가격이 저렴하고 절연성이나 내구성이 우수할 뿐만 아니라, 환경 오염의 염려가 없고 재활용이 가능한 다른 소재를 선택하여 사용할 수 있는 것이다. 이처럼 택트 스위치용 베이스(22)를 사출하게 되면, 기판상에 단자를 인쇄한 후 이를 절단하여 얻는 경우 보다 훨씬 빠르고 적은 비용으로 택트 스위치용 베이스를 얻을 수 있게 되는 것이다.

도 3a에 도시된 개별 베이스(20)는 도 2a 또는 도 2b에서 절단선인 C 선을 절단한 후 외측 단자를 구부려 얻어진다. 도 1a, 도 1b, 도 2a 또는 도 2b에서 C선은 사출물로 부터 단위 베이스(20)를 분리하기 위한 절단선이다. 금속 시트(sheet)의 절단은 펀칭에 의하여 용이하게 달성되므로, 종래 기술에 따른 기판 절단에서와 같은 어려움은 없다.

도 3a, 도 3b 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시례에 따른 베이스(20)는 4mm×2mm×2mm 내외의 직육면체 형상의 베이스 몸체(22)의 상면에 콘택이 적치될 수 있는 오목한 공간을 형성한 콘택 적치부(24), 상기 콘택 적치부 바닥에 서로 평행하게 나란히 형성된 콘택측 제 1 단자(12) 및 제 2 단자(14), 상기 베이스 몸체(22) 배후 하방에 돌출 형성되고, 상기 콘택측 제 1 단자(12) 및 제 2 단자(14)와 각각 일체로 된 외측 제 1 단자(16) 및 제 2 단자(18), 상기 콘택 적치부(24)의 좌우측에 구비되고 커버(50)에 형성된 측개구(56)에 삽입되어 커버(50)와 베이스 몸체(22)를 조합되게 하는 체결 돌부(26) 및 상기 베이스 몸체(22) 전면 하방을 따내어 형성하고, 커버(50)의 체결 날개(58)가 벤딩되어 안착할 수 있는 커버체결부(28)로 구성된다.

상술한 바와 같이 더스트 커버(dust cover)를 구비하는 경우, 상기 베이스 몸체(22) 상면을 형성함에 있어서, 도 3a 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 체결 돌부(26) 형성면(25) 보다 콘택 적치부(24) 외주면(23)의 높이를 더 낮게 형성한다. 이는 도 4에 도시된 바와 같이 더스트 커버(dust cover)(36)를 콘택(30) 상부에 쒸우기 위한 것이다. 더 상세히 설명하면, 베이스 몸체(22) 각각의 콘택 적치부(24)에 콘택을 적치한 후, 이들을 다수 모아 연속적으로 배열하고, 각 베이스 몸체의 콘택 적치부(24) 외주면(23)을 따라 긴 띠형의 더스트 커버(dust cover)을 일시에 부착한 후, 각 베이스 몸체의 폭에 맞춰 긴 띠형의 더스트 커버를 개별 단위로 절단하여 각 택트 스위치의 콘택 상부에 더스트 커버(36)를 형성하기 위한 것이다. 더스트 커버(36)는 반드시 필요한 것은 아니므로, 더스트 커버(36)를 쒸우지 않을 경우에는 베이스 몸체의 체결 돌부 형성면(25)과 콘택 적치부 외주면(23)은 같은 높이로 성형한다.

상술한 바와 같이 구성되는 베이스(20)는 콘택(30), 스템(40) 및 커버(50)와 도 4에 도시된 분해 사시도와 같이 배치되어 도 5에 도시된 조립 사시도와 같이 조립된다. 상기 콘택(30) 상부에는 선택적으로 더스트 커버(36)가 놓이게 된다.

상기 콘택(contact)은 스테인레스 등의 고탄성 금속 박막에 은 등 전도율이 좋은 금속을 코팅한 후, 눌렇다 놓으면 상방향으로 복원될 수 있는 형태로 프레스로 펀칭하여 만들어 진다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 전체적으로 장방형의 금속 박막을 길이 방향에 따라 1개의 중심부(32)와 2개의 측부(32)의 3개의 점점부로 나누어, 중심부(32)만을 돔 형상을 만든 콘택을 사용한다. 이 것은 택트 스위치가 극 소형화되면서 콘택의 크기도 대응하여 소형하면서도 콘택의 탄성력을 그대로 유지하기 위한 것이다. 상술한 크기의 베이스(20)에 사용되는 콘택의 평면적은 2.7mm ×1.4mm 내외이다.

도 4를 참조하면, 이처럼 미세한 구조의 콘택(30)은 사용자가 집접 손가락으로 눌러 중심부(32)를 동작시킬 수 없으므로, 콘택(30)을 직접 누룰 수 있는 누름 돌부(46)가 그 하단에 형성되고 그 상단에는 노브(knob)가 형성된 스템(40)을 콘택(30)의 상방에 구비한다. 상기 스템은 절연체인 합성수지로 사출 성형된다.

상기 베이스 몸체(22), 콘택(30) 및 스템(40)은 이들을 수용하면서 결합시켜 주는 커버(50)에 의하여 조립된다. 상기 커버(50)는 상기 베이스와 평면적으로 일치할 수 있는 금속판을 프레스로 펀칭하여 만드는데, 그 중심부에는 상기 스템(40)의 노브(42)가 삽입되어 돌출할 수 있는 중앙 개구(52), 상기 베이스 몸체(22)의 상부 사방을 감쌀 수 있도록 4방의 모서리에서 하방으로 연장 형성된 플랜지(54), 상기 플랜지의 양측에서 하방으로 길게 늘여져 상기 베이스의 커버 체결부(58)에벤딩되어 체결될 수 있는 체결 날개(58) 및 상기 베이스의 체결 돌부(26)가 삽입되어 조립될 수 있는 측개구(56)로 구성된다. 특히, 커버(50) 재질로 양백동을 사용할 경우, 소재 자체를 도금하지 않아도 솔더링(soldering)이 가능하여, 도금 공정을 생략할 수 있을 뿐만 아니라, 품질상 우수한 커버(50)를 얻을 수 있다.

도 5는 상기 베이스(20), 콘택(30), 더스트 커버(36), 스템(40) 및 커버(50)을 조립한 상태를 보여 준다.

이상, 본 발명에 따른 택트 스위치의 바람직한 실시례를 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 보호 범위를 여기에 한정하고자 하는 것은 아니며, 청구 범위에 기재된 사항과 동일하거나 균등한 모든 실시례에 그 권리가 미치는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 의하면, 택트 스위치를 미세한 크기로 만들 수 있을 뿐만 아니라, 용이한 공정에 의하여 제조할 수 있어, 소형 택트 스위치 생산 원가를 크게 절감할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 소형 택트 스위치를 SMD(Surface Mounted Device) 타입으로 만들어 인쇄회로기판에 조립하는 경우 솔더링 열에 의하여 택트 스위치의 커버가 이탈할 염려가 없는 장점이 있다.

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 단자 패턴이 형성된 베이스와, 상기 베이스에 적치되는 콘택과, 상기 콘택 상부에 구비되어 콘택을 누를 수 있는 스템과, 상기 베이스, 콘택 및 스템을 일체로 조립하여 주는 커버를 포함하는 택트 스위치에 있어서,

   상기 커버는 체결 날개를 구비하되, 상기 체결 날개는 상기 베이스 몸체의 측면을 감싼 후 베이스 몸체 하단 모서리에서 내측으로 벤딩되어 체결되는 것을 특징으로 하는 소형 택트 스위치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 커버의 재질은 양백동인 것을 특징으로 하는 소형 택트 스위치.