Key sheet module

本発明は、携帯電話等の小型電子機器の操作キー部分に使用されるキーシートモジュールに関するものであり、特に、片面にのみ配線パターンが形成された片面プリント配線基板を使用しながら複雑な回路構成に対応可能なものに関する。

従来、携帯電話等の小型電子機器には、プリント配線基板に、チップ状のＬＥＤ，抵抗器等を実装すると共にドーム状の接点バネを載せ、接点バネを固定する固定用シートで覆ったキーシートモジュールが用いられていた。 このキーシートモジュールは、ＬＥＤ、抵抗器、コンデンサ等多くの電気素子を取り付けることが必要でありながら、組み込む機器の小型・薄型化に伴い、より小型・薄型化することが求められていた。 このため、表裏面に配線パターンを形成した両面プリント配線基板や、絶縁層を介して配線パターンを多層化した多層基板を用いて、大型化することなく複雑な回路構成に対応させていた。 しかしながら、両面プリント配線基板や多層基板は高価であり、コストがかかるため、隣接する配線パターンを飛び越して離れた配線パターンを接続するジャンパーを安価な片面プリント配線基板に取り付けて複雑な回路構成に対応することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

図１０は、片面プリント配線基板における配線パターンをジャンパーで接続する構造を有する従来のキーシートモジュールを示す要部断面図である。 片面プリント基板２には、図中上面側にのみ複数の配線パターン４ａ，４ｂ，４ｃが所定の間隔をあけて設けられている。 この配線パターン４ａ，４ｃを接続する場合、その間にある配線パターン４ｂ上に絶縁性を有するカバーレイ６を形成し、更にそのカバーレイ６の上から配線パターン４ａ，４ｃ間に導電性ペーストを印刷することによりジャンパー８を形成して接続している。 また、このジャンパー８の上には絶縁コート１０が印刷により形成される。 このように、ジャンパー８を設けることで、片面プリント配線基板２であっても、より複雑な回路構成に対応することが可能となっていた。

しかしながら、近年では、更に複雑な回路構成が必要となり、ジャンパーの数が増え、ジャンパーを設けるスペースを確保することも難しくなっていた。

特開２００５−７１８０８号公報

本発明が解決しようとする課題は、片面プリント配線基板を使用しながら、より複雑な回路構成に対応可能なキーシートモジュールを提供することにある。

本発明のキーシートモジュールは、表面側に複数の配線パターンが形成されると共に該配線パターンの裏側接続部に対応する予め決められた位置に複数の孔を有する片面プリント配線基板と、絶縁性を有し、前記配線パターン上に設けられ且つ前記配線パターンのスイッチ用パターン及び配線パターンの表側接続部に対応する位置にそれぞれ開口部を有するカバーレイと、前記スイッチ用パターン上に配設される接点バネと、
該接点バネの表面を覆う固定用シートと、前記カバーレイの開口部から露出する配線パターンの表側接続部を電気的に接続する表側ジャンパーと、前記片面プリント配線基板の孔から露出する配線パターンの裏側接続部を電気的に接続する裏側ジャンパーと、を備えている。 このキーシートモジュールにおける前記表側ジャンパー上には、絶縁性を有する表側オーバーコートが設けられている。 また、前記裏側ジャンパー上には、絶縁性を有する裏側オーバーコートが設けられている。 また、前記配線パターンの表側接続部及び裏側接続部は、それぞれ１又は複数の配線パターンが間に設けられた２又は複数の配線パターンの一部に設けられている。 一方、本発明のキーシートモジュールは、片面に複数の配線パターンが形成される片面プリント配線基板と、絶縁性を有し、前記配線パターン上に設けられ且つ前記配線パターンのスイッチ用パターン及び配線パターンの第１及び第２の接続部に対応する位置にそれぞれ開口部を有するカバーレイと、前記スイッチ用パターン上に配設される接点バネと、該接点バネの表面を覆う固定用シートと、前記カバーレイの開口部から露出する第１の接続部を電気的に接続する第１のジャンパーと、該第１のジャンパーを覆う絶縁性を有する第１のオーバーコートと、該第１のオーバーコート上に設けられ且つ前記カバーレイの開口部から露出する第２の接続部を電気的に接続する第２のジャンパーと、を備えるものでもある。 このキーシートモジュールにおける前記第１のオーバーコートは、前記第１のジャンパーを覆うと共に前記片面プリント配線基板の表面を覆うものである。 また、前記第２のジャンパー上には、絶縁性を有する第２のオーバーコートが設けられている。 また、前記配線パターンの第１の接続部は、１又は複数の配線パターンが間に設けられた２又は複数の配線パターンの一部に設けられ、前記配線パターンの第２の接続部は、前記第１の接続部が間に設けられた２又は複数の配線パターンの一部に設けられている。

本発明のキーシートモジュールでは、片面プリント配線基板の表面側に離隔した配線パターンを接続する表側ジャンパーを設けると共に片面プリント配線基板の孔から裏面方向に露出する配線パターンを接続する裏側ジャンパーを片面プリント配線基板の裏面側に設けているので、ジャンパーによる接続数を大幅に増やすことができ、より複雑な回路構成にも対応させることができる。 特に、表側ジャンパーと裏側ジャンパーは、平面方向から見た場合に重なる位置に形成することができるので、ジャンパー配置の自由度が高く、回路設計を容易にすると共にジャンパー数の増加による基板の大型化を防ぐことができる。

また、本発明のキーシートモジュールでは、片面プリント配線基板上に設けた第１のジャンパーの上に、更に第２のジャンパーを設けているので、ジャンパー数を増やして複雑な回路構成に対応することができ、また、第１及び第２のジャンパーが重ねて設けられ、ジャンパー数の増加による基板の大型化を防ぐことができる。

また、第１及び第２のジャンパーを設ける場合には、基板の表面側から接続作業を行うことができるので、表面側からの作業だけで全ての実装及び接続作業を行うことができ、基板を一回位置決めするだけで全ての作業を行うことができる。

本発明のキーシートモジュールは、表面側にのみ配線パターンが形成された片面プリント配線基板を用いている。 この片面プリント配線基板には、予め決められた位置に複数の孔が設けられており、この孔から配線パターンの裏側接続部が裏面方向に露出する。 また、この片面プリント配線基板の表面側には、開口部が設けられたカバーレイが設けられており、その開口部から配線パターンのスイッチ用パターンと表側接続部が露出する。 この表側接続部は表側ジャンパーにより、また裏側接続部は裏側ジャンパーによりそれぞれ接続される。

また、片面プリント配線基板の表面側に設けられるカバーレイの開口部から第１及び第２の接続部が露出するように構成し、第１の接続部を第１のジャンパーで接続し、この第１のジャンパーを第１のオーバーコートで覆う。 また、第２の接続部は、第１のオーバーコート上に形成する第２のジャンパーにより接続する。

上記のように、片面プリント配線基板であっても、表側ジャンパーと裏側ジャンパーで接続したり、重なり合う第１及び第２のジャンパーで接続することにより、接続部分を大幅に増やすことができる。

以下図面に基づいて本発明の実施例を説明する。 図１は本発明の実施例１に係るキーシートモジュールの要部拡大断面図、図２は図１に示すキーシートモジュールのキー部分の拡大断面図、図３はカバーレイで覆った片面プリント配線基板の平面図、図４は表側オーバーコートで覆った片面プリント配線基板の平面図、図５は片面プリント配線基板の裏面図、図６は裏側オーバーコートで覆った片面プリント配線基板の裏面図である。

１２は片面プリント配線基板であり、絶縁性を有するポリイミドフィルムやポリエチレンテレフタレートフィルム等の可撓性フィルムからなるベース１２ａの表面上に複雑な配線パターン１４を形成したものからなる。 配線パターン１４は、図３に示す平面形状（一部のみ図示）のように、複雑な形状のものが接近して配設されている。 この配線パターン１４には、スイッチの固定側接点となる円形のスイッチ用パターン１４ｆとその周囲を囲うスイッチ用パターン１４ｅがキーの位置に合わせて多数設けられている。 また、このスイッチ用パターン１４ｅ，１４ｆの周囲には細線状配線パターン１４ｇが多数形成されている。

また、この片面プリント配線基板１２には、予めベース１２ａ部分に小さい孔を形成するプリパンチ手法により孔１２ｂ，１２ｃが多数形成されており、この孔１２ｂ，１２ｃが形成されたベース１２ａ上に銅箔にて配線パターン１４を形成している。 この孔１２ｂ，１２ｃは、ベース１２ａを貫通し、ベース１２ａの表面上に設けられた配線パターン１４の裏側にて接続する裏側接続部がこの孔１２ｂ，１２ｃを介して裏面方向に露出するように配設されている。 例えば、図１に示すように、配線パターン１４ｂ，１４ｄを接続する場合、孔１２ｂ，１２ｃはこの配線パターン１４ｂ，１４ｄの真下に設け、この孔１２ｂ，１２ｃから配線パターン１４ｂ，１４ｄの一部を裏面方向に露出させる。

１６は絶縁性を有するカバーレイであり、配線パターン１４を覆うように片面プリント配線基板１２上に印刷又はフィルムによって形成されている。 このカバーレイ１６には、配線パターン１４のスイッチ用パターン１４ｅ，１４ｆに対応する部分と、配線パターン１４における表面側にて接続する表側接続部に対応する部分と、配線パターン１４におけるＬＥＤや抵抗器等のチップを実装する部分にそれぞれ大小の開口部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが設けられている。 この開口部１６ａは、例えば図２に示すように、後述する接点バネ１８が適合する程度の径を有する略円形をなすものとなっている。 また、開口部１６ｂ，１６ｃは、例えば図１に示すように、配線パターン１４ｂを挟んで離隔された配線パターン１４ａ，１４ｃの接続部に対応する位置に形成された小円形（携帯電話等に使用するキーシートモジュールの場合１ｍｍ程度の直径）をなすものとなっている。

接点バネ１８は、導電性を有する金属製のドーム形状をなすものであり、カバーレイ１６の開口部１６ａ内のスイッチ用パターン１４ｅ上に載置されている。 この接点バネ１８は、押圧されると中央が窪んで反転し、その中央がスイッチ用パターン１４ｆに接触してスイッチ用パターン１４ｅ，１４ｆを導通させるものである。 尚、押圧を止めれば、バネ性によって元の形状に復帰してスイッチ用パターン１４ｅ，１４ｆを非導通状態にする。

２０は接点バネ１８を固定するための固定用シートであり、接点バネ１８を覆うように片面プリント配線基板１２の表面に固着されている。 本実施例においては、後述する表側オーバーコート２４の上に固着されている。

２２は表側ジャンパーであり、カバーレイ１６の開口部１６ｂ，１６ｃ内に導電性ペーストを充填すると共にその間のカバーレイ１６上をつなぐように印刷によって形成されている。 この表側ジャンパー２２を形成することにより、この表側ジャンパー２２を介して例えば図１に示す配線パターン１４ａ，１４ｃが配線パターン１４ｂを飛び越して接続される。

２４は裏側ジャンパーであり、片面プリント配線基板１２の孔１２ｂ，１２ｃ内に導電性ペーストを充填すると共にその間の片側プリント配線基板１２の裏面上をつなぐように印刷によって形成されている。 この裏側ジャンパー２４を形成することにより、この裏側ジャンパー２４を介して例えば図１に示す配線パターン１４ｂ，１４ｄが配線パターン１４ｂ，１４ｄが配線パターン１４ｃを飛び越して接続される。

２６は表側ジャンパー２２上に印刷により形成される絶縁性を有する表側オーバーコートである。 本実施例における表側オーバーコート２６は、表側ジャンパー２２と他の回路部品等との導通を防ぐと共にカバーレイ１６で覆った配線パターン１４をより確実に絶縁するため、図４に示すように、片面プリント配線基板１２の表面のほぼ全域を覆うように形成されている。 また、この表側オーバーコート２６には、カバーレイ１６の開口部１６ａ，１６ｄに対応する位置に開口部２６ａ，２６ｄがそれぞれ設けられている。 尚、本実施例における表側オーバーコート２６は、接点バネ１８のクリック操作感を出すための押圧距離をかせぐために片側プリント配線基板１２と固定用シート２０との間に設けるスペーサとしても作用している。

２８は裏側ジャンパー２４上に印刷により形成される絶縁性を有する裏側オーバーコートである。 本実施例における裏側オーバーコート２８は、表側オーバーコート２６と同様に、図６に示すように、片面プリント配線基板１２の裏面のほぼ全域を覆うように形成されている。

上記構成からなる本実施例のキーシートモジュールにおける表側ジャンパー２２と裏側ジャンパー２４は、図７に示すように配置することができる。 図７は片面プリント配線基板１２を平面方向からカバーレイ１６を透視するようにしてジャンパー等の位置を示した説明図である。 図示するように、本実施例では、近接する配線パターン１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄのうち配線パターン１４ａ，１４ｃを表側ジャンパー２２で接続し、配線パターン１４ｂ，１４ｄを裏側ジャンパー２４で接続する場合、表側ジャンパー２２と裏側ジャンパー２４が平面的に重なるように配設することができる。 この場合、カバーレイ１６の開口部１６ｂ，１６ｃと片面プリント配線基板１２の孔１２ｂ，１２ｃは一列に並ぶように配設される。 また、孔１２ｂ，１２ｃの位置をわずかにずらして配設し、表側ジャンパー２２と裏側ジャンパー２４がわずかにずれるように配設することも任意に設定可能である。 この他、表側ジャンパー２２が接続されている配線パターン１４ａ又は１４ｃと他の配線パターンとを更に接続するために裏側ジャンパー２４を使用することも任意に設定可能である。 特に、裏側ジャンパー２４の位置は、キーやＬＥＤ等の配置による制約を受けないので、非常に自由に位置を設定することができ、回路設計の自由度を高めることができる。

尚、本実施例においては、表側ジャンパーと裏側ジャンパーを用いて配線パターン１４を互い違いに接続することを主に示しているが、複数の配線パターンを飛び越して各ジャンパーで接続することも当然可能である。

図８は本発明の実施例２に係るキーシートモジュールの要部拡大断面図、図９は片面プリント配線基板１２を平面方向からカバーレイ１６を透視するようにしてジャンパー等の位置を示した説明図である。 本実施例においては、片面プリント配線基板１２の表面上に、平面的に重なる第１及び第２のジャンパー３２，３４を設けることでジャンパーによる接続数を増やしている。 尚、片面プリント配線基板１２、配線パターン１４、カバーレイ１６及び固定用シート２０に関しては基本的構成が実施例１と同一であるため同一の符号を付している。

本実施例においては、片面プリント配線基板１２の裏面側にジャンパーを設けないため、片面プリント配線基板１２に接続用の孔を設ける必要はない。 従って、片面プリント配線基板１２は、実施例１における孔１２ｂ，１２ｃが設けられていない。 但し、他の部分の構成、例えば配線パターン１４に関しては実施例１と同一の構成からなる。

また、配線パターン１４及び片面プリント配線基板１２の表面を覆うカバーレイ１６は、重合する第１及び第２のジャンパー３２，３４で接続する配線パターン１４ｈ，１４ｉ，１４ｊ，１４ｋの接続部に対応する開口部１６ｅ，１６ｆ，１６ｇ，１６ｈを、図９に示すように、一列に並べて配設している。 この点以外、カバーレイ１６は全て実施例１と同一の構成からなる。

第１のジャンパー３２は、導電性ペーストをカバーレイ１６の開口部１６ｆ，１６ｇに充填すると共にその間のカバーレイ１６上をつなぐように印刷によって形成されている。 図８に示す配線パターンにおいては、この第１のジャンパー３２により配線パターン１４ｍを飛び越して配線パターン１４ｉ，１４ｊを接続している。

この第１のジャンパー３２の上には、印刷により形成される絶縁性を有する第１のオーバーコート３６が設けられている。 本実施例における第１のオーバーコート３６は、第１のジャンパー３２だけでなく、実施例１の表側オーバーコート２６と同様にスイッチ用パターンやＬＥＤ等の接続パターンに対応する部分を除き、片面プリント配線基板１２の表面ほぼ全域を覆うように形成されている。 尚、第２のジャンパー３４を設けるカバーレイ１６の開口部１６ｅ，１６ｈに対応する部分には開口部３６ａ，３６ｂが形成される。

第２ジャンパー３４は、導電性ペーストを、カバーレイ１６の開口部１６ｅ，１６ｈ及びこれに対応する第１のオーバーコート３６の開口部３６ａ，３６ｂに充填すると共に、その間の第１のオーバーコート３６上をつなぐように印刷によって形成される。 図８に示す配線パターンにおいては、第２のジャンパー３４により、第１のジャンパー３２を飛び越すことで配線パターン１４ｉ，１４ｍ，１４ｊを飛び越して配線パターン１４ｈ，１４ｋを接続している。

この第２のジャンパー３４の上には、第１のオーバーコート３６と同じく印刷により形成される絶縁性を有する第２のオーバーコート３８が設けられている。 本実施例における第２のオーバーコート３８は、第２のジャンパー３４及び第１のオーバーコート３６の上に形成されている。 尚、この第２のオーバーコート３８もスイッチ用パターンやＬＥＤ等の接続パターンに対応する部分を除いて第１のオーバーコート３６のほぼ全域を覆っている。 本実施例においては、第１及び第２のオーバーコート３６，３８が実施例１における表側オーバーコート２６と同じようにスペーサとして作用しており、第２のオーバーコート３８の上に固定用シート２０が固着されている。

上記構成からなる本実施例のキーシートモジュールにおいては、図９に示すように、近接する配線パターン１４ｈ，１４ｉ１４ｊ，１４ｋ，１４ｍのうち配線パターン１４ｉ，１４ｊを第１のジャンパー３２で接続し、その配線パターン１４ｉ，１４ｊを挟む配線パターン１４ｈ，１４ｋを第２のジャンパー３４で接続すると共に、第１及び第２のジャンパー３２，３４が平面的に重なるように配設している。 これにより、同一面上に複数のジャンパーを形成するときのように、先に形成したジャンパーを避けながら次のジャンパー３４を形成する必要がなくなり、ジャンパー数の増加による大型化を防ぎ、回路設計の自由度を高めることができる。 また、本実施例においては、片面プリント配線基板１２の表面側のみにジャンパーを形成しているので、表面方向からの作業だけで全ての接続を行うことができ、また基板の位置決めも一回行うだけで良いので、作業効率が極めて良い。

尚、本実施例においては、第１のジャンパー１個を第２のジャンパーで飛び越しているが、複数形成された第１のジャンパーを単一の第２のジャンパーで飛び越すように構成することもできる。 また、上記実施例においては、第１及び第２のジャンパーを用いてジャンパーを２層に構成することを示したが、更にその上にジャンパーとオーバーコートを重ねることで２層以上の多層とすることもできる。 また、図９に示すように、第１のジャンパー３２上に第２のジャンパー３４が完全に重なるだけでなく、一部分のみが重なったり、交差するように重ね合わせることも可能である。

また、実施例１における表側ジャンパー２２と裏側ジャンパー２４による接続構造と、実施例２における重なる第１及び第２のジャンパー３２，３４による接続構造の両方を使用して、配線パターンを接続することもできる。

本発明のキーシートモジュールは、携帯電話等の小型電子機器における入力部に使用するものであるが、ジャンパーを有効に用いて複雑な回路構成に対応させることにより、より多くの機能を持たせることが可能となる。 これにより、キー入力機能だけでなく、他の情報処理機能もキーシートモジュール内に収めて、総合的な処理能力を持ったシートモジュールとして各種機器に使用することが可能となる。

本発明の実施例１に係るキーシートモジュールの要部拡大断面図である。

図１に示すキーシートモジュールのキー部分の拡大断面図である。

カバーレイで覆った片面プリント配線基板の平面図である。

表側オーバーコートで覆った片面プリント配線基板の平面図である。

片面プリント配線基板の裏面図である。

裏側オーバーコートで覆った片面プリント配線基板の裏面図である。

片面プリント配線基板を平面方向からカバーレイを透視するようにしてジャンパー等の位置を示した説明図である。

本発明の実施例２に係るキーシートモジュールの要部拡大断面図である。

図８に示す片面プリント配線基板を平面方向からカバーレイを透視するようにしてジャンパー等の位置を示した説明図である。

従来のキーシートモジュールの要部拡大断面図である。

符号の説明

２ 片面プリント配線基板 ４ａ，４ｂ，４ｃ 配線パターン ６ カバーレイ ８ ジャンパー １０ 絶縁コート １２ 片面プリント配線基板 １２ａ ベース １２ｂ，１２ｃ 孔 １４ 配線パターン １４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ 配線パターン １４ｅ，１４ｆ スイッチ用パターン １４ｇ 細線状配線パターン １４ｈ，１４ｉ，１４ｊ，１４ｋ，１４ｍ 配線パターン １６ カバーレイ １６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ 開口部 １６ｅ，１６ｆ，１６ｇ，１６ｈ 開口部 １８ 接点バネ ２０ 固定用シート ２２ 表側ジャンパー ２４ 裏側ジャンパー ２６ 表側オーバーコート ２６ａ，２６ｄ 開口部 ２８ 裏側オーバーコート ３２ 第１のジャンパー ３４ 第２のジャンパー ３６ 第１のオーバーコート ３６ａ，３６ｂ 開口部 ３８ 第２のオーバーコート