Key sheet module

この発明は、携帯電話等の小型電子機器に使用されるキーシートモジュールに関する。

従来、携帯電話等の小型電子機器には、フレキシブルのプリント配線基板（ＦＰＣ基板）にドーム状の接点スイッチやＬＥＤ等の部品が実装されたキーシートモジュールが採用されており、このキーシートモジュールは複数のキートップが一体に形成されたキーパットの下面に配置されている（特許文献１の従来技術参照）。

図３はこのようなキーシートモジュールの従来構成例を示したものである。 この図において、キーシートモジュール１は、ガラスエポキシ樹脂で形成されたプリント配線基板２０と、このプリント配線基板２０の上面部に複数設けられたドーム状の接点スイッチ３と、プリント配線基板２０上に形成された微細な配線パターン４と、該配線パターン４間に適宜配されたキーパット照明を行うためのＬＥＤ５、及び抵抗器やコンデンサ等の電気素子６と、プリント配線基板２０の上面に接着固定され前記ＬＥＤ５の照射光を上面に反射させる反射板として機能する白色のスペーサ８０と、該スペーサ８０を含めた基板の上面に接着固定され、各接点スイッチ３の上面を覆うことで前記接点スイッチ３を固定保持する透明なスイッチ固定用シート９０と、キーシートモジュール１に電源を供給すると共に信号の授受を行う電源・信号線が設けられたフレキシブルコネクタ１０とを有して構成されている。 そして、このキーシートモジュール１のスペーサ８０には、上記ＬＥＤ５及び電気素子６に対応した位置に部品搭載口８ｃが開設され、ＬＥＤ５及び電気素子６が部品搭載口８ｃから突出している。

従来、このようなキーシートモジュールでは、軽薄短小化が求められ、その構成部品である接点スイッチ、ＬＥＤ、抵抗器やコンデンサ等の電気素子を限られたスペースに配置しなければならず、そのための配線パターンが極めて複雑となってしまう。 例えば、両面回路基板を用いて離間した配線パターン間をその間にある他の配線パターンと交錯（短絡）しないように接続するためには、図４に示すように、プリント配線基板２０の上下両面に配線パターンを形成し、その上下パターン間をスルーホールによって接続する必要があった。

上記の両面回路基板による上下の接続を図４に基づいて詳細に説明すると、プリント配線基板２０上には配線パターン４ｅ，４ｆ，４ｇが互いに所定の距離だけ離れて形成されている。 これらの配線パターンのうち、両側の配線パターン４ｅ，４ｇ間をその間にある配線パターン４ｆと交錯(短絡)しないように接続するためには、プリント配線基板２０に形成したスルーホール２２，２２と、プリント配線基板２０の裏面に形成した配線パターン２１とを介して、両側の配線パターン４ｅ，４ｇ間を接続して導通させるようにしていた。

しかしながら、このような両面回路基板は、上述したようなスルーホールや裏面パターンを形成する必要があることから、片面回路基板に比べてコスト高になっていた。

そのため、従来からキーシートモジュールを両面回路基板で構成せず、片面回路基板で構成したものが知られている。 図５及び図６は、片面回路基板においてチップジャンパーを用いて離間した配線パターン間を立体的に交差接続する場合を示したものであり（特許文献２参照）、図５は従来のキーシートモジュールのチップジャンパーの平面図、図６は図５のＡ−Ａ線断面図である。

図５及び図６において、プリント配線基板２０上には、互いに離れた３本の配線パターン４ｈ，４ｉ，４ｊが形成されている。 そして、このプリント配線基板２０上では、回路上面及び配線パターン４ｉ上に絶縁層となるカバーレイ１７が貼着される。 また、両側の配線パターン４ｈ，４ｊ間には内部抵抗が０Ωのチップジャンパー２３が設けられる。 このチップジャンパー２３は、外周が絶縁体で構成された本体２３ｂと、その両端の接続端子２３ａ，２３ａとで形成されたもので、両端の接続端子２３ａ，２３ａを配線パターン４ｈ，４ｊにそれぞれ半田２４で固定することによって、配線パターン４ｈ，４ｊ間を立体的に交差接続して導通させている。

特開２００３−１５１３９１号公報

特開２００３− ４５７０１号公報

しかしながら、上記のような片面回路基板にチップジャンパー２３を使用する方法では、チップジャンパー２３のボリュームが大きいために、これをプリント配線基板２０上に配置した場合に、電気素子６と同様にチップジャンパー２３をＬＥＤ５の照射光を遮る位置に配置せざるを得ず、キーパット照明の照明効率を著しく低下させる問題があった。

また、上記チップジャンパー２３をプリント配線基板２０上に配置するためには、前記スペーサ８０に当該チップジャンパー２３用の部品搭載口を別途開口しなければならず、そのため、ＬＥＤ５の反射面積が少なくなり、キーパット照明の照明効率を低下させる問題点があった。

そこで、本発明の目的は、片面回路基板によってキーシートモジュールを構成する場合に、回路素子の配置上の制約を取り除いて最適位置に配置できるようにし、キーパット照明の効率を図ると共に、キーシートモジュールの薄型化及び低コスト化を図ることのできるキーシートモジュールを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る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た片面プリント配線基板と、この片面プリント配線基板上に設けられたドーム状の接点スイッチおよびキーパット照明を行うためのＬＥＤと、前記接点スイッチの上面を覆うスイッチ固定用シートとを備えるキーシートモジュールであって、前記複数の配線パターンのうち、離間した所定の配線パターン間に絶縁層を設け、その上に導電性ペーストを印刷することによって印刷ジャンパーを形成し、前記離間した配線パターン同士を立体的に交差接続したことを特徴とする。

また、本発明に係るキーシートモジュールに用いられる片面プリント配線基板は、例えば、可撓性を備えたポリイミドフィルム又はポリエチレンテレフタレートフィルムによって形成される。

また、前記印刷ジャンパーの表面に短絡断線防止用及び変色防止用の絶縁コートを施すことによって、信頼性を更に向上させることができる。

本発明によれば、立体的な交差接続を極めて薄い印刷ジャンパーによって実現したので、抵抗器やコンデンサ等の電気素子を任意の位置に配置することができる。 例えば、当該電気素子をＬＥＤからの照射光を遮らないように遠ざけて配置することも可能となるので、それによってＬＥＤの照射効率が向上する。 また、ＬＥＤの配置の自由度も高くなり、例えば、ＬＥＤを各接点スイッチの中間位置に配置することで、当該ＬＥＤの照射光の照射分布が均一になり、キーパット照明の照明効率をさらに高めることができる。

また、電気素子をＬＥＤとは離れた場所に搭載できることから、スペーサに開設されるＬＥＤ周りの部品搭載口を小さくすることができ、その分スペーサの反射面積を拡大することができ、ＬＥＤからの照射光の反射効率が向上し、これらの相乗作用で大幅にキーパット照明の照明効率を高めることができる。

以下、本発明の実施をするための最良の形態を図１及び図２に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明に係るキーシートモジュールの平面図であり、図２はキーシートモジュールの印刷ジャンパーの拡大断面図である。

図１において、キーシートモジュール１は、図示しない複数のキートップを有するキーパットの下面に配され、片面に微細な配線パターン４が形成された片面プリント配線基板２と、該片面プリント配線基板２の上面部に複数設けられたドーム状の接点スイッチ３と、前記配線パターン４間に適宜配置されてキートパット照明を行うＬＥＤ５、及び抵抗器やコンデンサ等の電気素子６と、片面プリント配線基板２の上面に接着固定され前記ＬＥＤ５の照射光を上面に反射させる反射板として機能する白色のスペーサ８と、該スペーサ８の上面に接着固定され各接点スイッチ３を覆って当該接点スイッチ３を固定保持する透明なスイッチ固定用シート９と、キーシートモジュール１に電源を供給すると共に信号の授受を行う電源・信号線が設けられたフレキシブルコネクタ１０とを有して構成されている。 そして、上記白色のスペーサ８には、上記ＬＥＤ５に対応した位置に部品搭載口８ａが複数設けられている。

上記片面プリント配線基板２は、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で形成されている。 ポリイミドフィルムとしては、例えば東レ株式会社の「カプトン（米国デュポン社の登録商標名）」を使用することができ、ポリエチレンテレフタレートフィルムとしては、例えば東レ株式会社の「ルミラー（登録商標名）」を使用することができる。

これらのフィルムのうち、前者のポリイミドフィルムは耐熱性が極めて高いので、鉛フリー半田のリフロー温度にも十分に対応可能であり、極めて薄型で可撓性のある片面プリント配線基板２として構成することができる。

一方、耐熱性の低いポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた場合には、半田を用いることなく、導電性接着剤によってＬＥＤ５及び電気素子６を片面プリント配線基板２に固定することができる。 この場合には更なるコストダウンが可能である。

本発明に係るキーシートモジュール１の特徴は、上記の片面プリント配線基板２上にＬＥＤ５とは別個に抵抗器やコンデンサ等の電気素子６を最適な位置に配置するために、図１及び図２に示されるような印刷ジャンパー１８を用いている点である。

図２は本発明に用いられる印刷ジャンパー１８の拡大断面を示したものである。 この印刷ジャンパー１８は、例えば、片面プリント配線基板２上に３本の配線パターン４ａ，４ｂ，４ｃが配線されている場合に、両側の配線パターン４ａ，４ｃを立体的に交差接続する際に用いられる。 具体的には、片面プリント配線基板２上において、回路上面及び配線パターン４ｂ上に絶縁層を構成するカバーレイ１７を印刷によって塗膜形成し、さらにそのカバーレイ１７の上から離間する配線パターン４ａ，４ｃ間に導電性ペーストを印刷して、薄膜状の印刷ジャンパー１８を形成したものである。

このように、印刷ジャンパー１８を形成することで、従来のような大きなボリュームを必要とすることなく、離間する配線パターン４ａ，４ｃ同士を、その中間にある配線パターン４ｂを跨いで立体的に交差接続することが可能となる。

ここで、印刷ジャンパー１８を構成する導電性ペーストには、例えば、金属粉（銀、アルミ、銅、金）、カーボン等を樹脂に練り込みペースト状にしたものを用いることができる。 また、屈曲性や密着性に優れた導電性ペーストを用いることで、印刷ジャンパー１８に可撓性を持たせることもできる。

また、図２に示された実施例では、上記印刷ジャンパー１８の表面に絶縁コート１９が印刷されている。 この絶縁コート１９には、例えば、絶縁インクやソルダーレジスト、カバーレイ等の絶縁コート材やオーバーコート材が使用できる。 前記絶縁コート１９は印刷ジャンパー１８の撓みなどに起因する断線を効果的に防止する短絡断線防止用として、また印刷ジャンパー１８の経年変化による変色を効果的に防止する変色防止用として有効に作用する。

上記の印刷ジャンパー１８は、印刷技術により形成されるものであるから、極めて薄く且つ微細に形成できるものであり、基本的には片面プリント配線基板２上に搭載される接点スイッチ、ＬＥＤ５、電気素子６等の部品の配置位置を除いて、当該片面プリント配線基板２上の任意な位置に印刷形成できる。

本発明では、上記構成の印刷ジャンパー１８を各配線パターン４の間に介在させ、離間する配線パターン間を自由に立体的に交差接続することで、ＬＥＤ５や電気素子６を配置する位置の自由度が高まり、これらを最適位置に配置することが可能となる。

先ず、抵抗器やコンデンサ等の電気素子６の配置について説明する。

本発明では、図１に示したように、電気素子６に接続される配線パターン４の途中に上記印刷ジャンパー１８を介在させ、離間する配線パターン間を立体的に交差接続可能に構成し、電気素子６を片面プリント配線基板２上の任意な位置に配置できるようにしている。

したがって、抵抗器やコンデンサ等の電気素子６は、その配置位置の制約を受けることなく決定できるので、従来のようにＬＥＤ５の近くに配置する必要がない。

そこで、この実施形態では、図１に示されるように、ＬＥＤ５からの照射光を遮らないように、ＬＥＤ５から離れた片面プリント配線基板２の左右両側にまとめて複数の電気素子６を配列している。

上記印刷ジャンパー１８は極めて薄いため、ＬＥＤ５の照射光を上面に反射させる反射板として機能する白色のスペーサ８の下面に印刷ジャンパー１８を形成したとしても、当該印刷ジャンパー１８が白色のスペーサ８から突出しない。 そのため、当該スペーサ８に別途印刷ギャンパー１８用の部品搭載口を設ける必要はない。

したがって、上記のような位置に電気素子６を配置することによって、ＬＥＤ５の照射光を遮るものが無くなるので、ＬＥＤ５の照射効率（キーパットの照明効率）を高めることができる。 また、反射板として機能する白色のスペーサ８に最小限の部品搭載口を開口すれば良いので、当該白色のスペーサ８の反射面積を拡大することができ、ＬＥＤ５の照射光の反射効率が向上し、これらの相乗作用で大幅にキーパット照明の照明効率を高めることができる。

なお、印刷ジャンパー１８の印刷は、接点スイッチ３やＬＥＤ５、電気素子６を搭載する前に行われるので、これら部品は後付けが可能である。

ここで、抵抗器やコンデンサ等の電気素子６の配置位置のベストモードは、図１に示すように、各ＬＥＤ５から最も離れた片面プリント配線基板２の左右の外周縁である。 この位置に電気素子６を配置することで、各ＬＥＤ５からの照射光は一切障害物がない状態となり、キーパット照明を最も効果的に行うことができる。 また、電子素子６が接点スイッチ３からも離れているので、接点スイッチ３近傍の照明にも支障を来たさない。 さらに、反射板として機能する白色のスペーサ８にはＬＥＤ５のみの部品搭載口を開口すれば良いので、当該スペーサ８の反射面積を最大限に拡大することができ、ＬＥＤ５からの照射光の反射効率がよくなる。

次に、ＬＥＤ５の配置位置について説明する。

本発明では、上記抵抗器やコンデンサ等の電気素子６の配置と同様に、ＬＥＤ５の配置の自由度を確保することができる。 即ち、図１に示すように、ＬＥＤ５に接続される配線パターン４の途中に上記印刷ジャンパー１８を介在させ、離間する配線パターン間を立体的に交差接続可能に構成することで、ＬＥＤ５を片面プリント配線基板２上の任意な位置に配置できるようにしている。 その結果、上記の電気素子６と同様、ＬＥＤ５もその配置の制約を受けることなく配置位置を決定できることになる。

本発明の実施形態では、図１に示したように、各ＬＥＤ５からの照射光の照射分布が均一になるように、ＬＥＤ５を各接点スイッチ３の中間位置に配置している。

これにより、ＬＥＤ５からの照射光の照射分布が片面プリント配線基板２上で均一になり、ＬＥＤ５のキーパット照明の照明効率をさらに高めることができる。

以上述べたように、この発明によれば、印刷ジャンパーを用いてＬＥＤや電気素子などの配置位置の最適化を図るようにしたので、片面回路基板でキーパット照明の照明効率を飛躍的に向上することができると共に、併せて、キーシートモジュールを薄型化及び低コスト化でき、且つキーシートモジュール全体に可撓性を持たせることができるという効果を奏する。

本発明は電子機器のキーシートモジュールを提供するものであり、携帯電話は勿論のこと、ＤＶＤ、オーディオ機器、デジタルカメラなど広範囲の電子機器に適用可能である。

本発明に係るキーシートモジュールの平面図である。

本発明に係るキーシートモジュールの印刷ジャンパーの拡大断面図である。

従来のキーシートモジュールの一例を示す平面図である。

両面回路基板を用いた従来のキーシートモジュールにおいて、スルーホールによる配線接続を示す拡大断面図である。

片面回路基板を用いた従来のキーシートモジュールにおいて、チップジャンパーによる配線接続を示す平面図である。

図５のＡ−Ａ線断面図である。

符号の説明

１ キーシートモジュール ２ 片面プリント配線基板 ３ 接点スイッチ ４ 配線パターン ４ａ，４ｂ，４ｃ 配線パターン ４ｅ，４ｆ，４ｇ 配線パターン ４ｈ，４ｉ，４ｊ 配線パターン ５ ＬＥＤ
６ 電気素子 ８ スペーサ ８ａ，８ｃ 部品搭載口 ９ スイッチ固定用シート １０ フレキシブルコネクタ １７ カバーレイ １８ 印刷ジャンパー １９ 絶縁コート