JP2000173395A

JP2000173395A - メンブレンスイッチ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2000173395A
Application number: JP10346194A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Motoki; 和行元木
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1998-12-04
Filing date: 1998-12-04
Publication date: 2000-06-23

Abstract

(57)【要約】【課題】電気的な導通信頼性を向上させることができ
るメンブレンスイッチ及びその製造方法を提供する。【解決手段】上部フィルム５ａの表面には、複数の電
極及びこの電極間を接続する上部配線９ａが形成され、
同様に、下部フィルム５ｂの表面には、複数の電極、こ
れらの電極間を接続する下部配線、及び上部配線９ａに
接続される上部配線接続用配線９ｃが形成されている。
上部配線９ａと上部配線接続用配線９ｃとは、異方導電
性フィルム２を介して導通され、この部分の上部配線９
ａは、上部フィルム５ａ側から塗膜強度が小さい軟Ａｇ
ペースト１７ａと塗膜強度が大きい硬Ａｇペースト１６
ａとの２層重ね印刷により形成され、同様に上部配線接
続用配線９ｃは、下部フィルム５ｂ側から軟Ａｇペース
ト１７ｃと硬Ａｇペースト１６ｃとの２層重ね印刷によ
り形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパーソナルコンピュ
ータのキーボード等に組み込まれるメンブレンスイッチ
及びその製造方法に関し、特に、電気的な導通信頼性を
向上させることができるメンブレンスイッチ及びその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は従来のパーソナルコンピュータの
入力装置として使用されるキーボードの一部を示す模式
図である。また、図５（ａ）はキーボードのキートップ
部を示す斜視図、図５（ｂ）はメンブレンスイッチを示
す斜視図であり、図５（ｃ）は支持板を示す斜視図であ
る。更に、図６は図５（ｂ）に示すメンブレンスイッチ
の下部電極シートを示す平面図である。

【０００３】図４並びに図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示
すように、Ｆｅ及びＡｌ等の金属板からなる支持板２８
の上には、メンブレンスイッチ３１が配置される。図４
及び図６に示すように、ポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）からなる上部フィルム２５ａの表面における
所定の位置には、Ａｇからなる複数の電極２７ａ、及び
電極２７ａ間を接続する上部配線（図示せず）が印刷に
より形成されており、これにより、上部電極シートが構
成されている。なお、これらの上部配線は上部フィルム
２５ａに設けられた配線接続部に集積されており、上部
フィルム２５ａには、配線接続部を区画するコの字状の
スリットが設けられている。

【０００４】同様に、ＰＥＴからなる下部フィルム２５
ｂの表面における所定の位置に、Ａｇからなる複数の電
極２７ｂ、これらの電極２７ｂ間を接続する下部配線２
９ｂ、及び上部フィルム２５ａに形成された配線に接続
される上部配線接続用配線２９ｃが印刷により形成され
て、下部電極シートが構成されている。なお、下部配線
２９ｂ及び上部配線接続用配線２９ｃは、メンブレンス
イッチ３１のテイル部３１ａに集積されている。そし
て、電極２７ａ、２７ｂが形成されている面を対向させ
て上部電極シート及び下部電極シートが配置され、両者
の間に、電極に整合する位置に開口部を有するＰＥＴか
らなるスペーサ２６が重ねられている。

【０００５】なお、これらの上部電極シート、スペーサ
及び下部電極シートは、ジグ等を利用して厳密に位置合
わせされた後、電極及び配線等が形成されていない領域
に図７に示す形状の融着ホーン３０の先端を当接させ、
この融着ホーン３０の先端から発振される超音波により
融着部３１ｂが形成されて、これらが接着されている。
この融着部３１ｂは通常２箇所に形成され、その大きさ
は約２．０乃至３．５ｍｍの円形状である。

【０００６】また、上部フィルム２５ａの上には、キー
トップ部３２を構成するプラスティック製の基体２４が
配置されている。基体２４は、キーが形成される箇所、
即ち、メンブレンスイッチ３１上にキートップ部３２を
配置したときに電極２７ａ及び２７ｂに整合する位置に
開口部を有しており、この開口部内にはラバークッショ
ン２３が配設されている。ラバークッション２３は、ス
イッチを押圧するための突起２３ｃを有する本体部２３
ａと、この本体部２３ａを支持する脚部２３ｂとからな
り、これにより、本体部２３ａは上部フィルム２５ａの
上面から離間した状態で支持されている。

【０００７】更に、ラバークッション２３の上方には、
支持具２２により支持されたプラスティック製の指触部
２１が配置されている。支持具２２は、中央で互いに係
止された２本の棒状部材が交差した状態で指触部２１を
支持している。支持具２２の端部は指触部２１の裏面側
及び基体２４の上面側で摺動するように係止されてお
り、指触部２１を押圧していない状態では、指触部２１
はラバークッション２３の本体部２３ａに支持されて、
持ち上げられている。このように、基体２４、ラバーク
ッション２３、支持具２２及び指触部２１により、キー
トップ部３２が構成されている。

【０００８】ここで、図４及び図５に示すキーボードの
組立方法について、以下に詳細に説明する。図８（ａ）
及び図８（ｂ）はキーボードの組立方法を工程順に示す
断面図である。但し、図８（ａ）及び図８（ｂ）は、図
６のＡ部に示す下部電極シートの上部配線接続用配線２
９ｃと、上部電極シートの配線とを接続する方法を示し
ている。キーボードを組み立てる前には、上部電極シー
トの配線接続部３３に集積された上部配線２９ａと、下
部フィルム２５ｂの上に形成された上部配線接続用配線
２９ｃとが接続されていない。そこで、キーボードを組
み立てることにより、配線接続部３３を下方に押圧し
て、上部配線２９ａと上部配線接続用配線２９ｃとを接
続する。

【０００９】即ち、図８（ａ）に示すように、キートッ
プ部３２の基体２４の裏面側には、配線接続部３３に整
合する位置に上方に向けて凹んだ溝２４ａが形成されて
いる。そこで、キーボードの組立工程においては、先
ず、溝２４ａにラバー製の圧接用チューブ３４を挟み込
んだ後、基体２４を上部フィルム２５ａの上面に当接さ
せる。

【００１０】このとき、図８（ｂ）に示すように、上部
フィルム２５ａには配線接続部３３を囲むようにスリッ
ト３３ａが設けられているので、配線接続部３３は圧接
用チューブ３４に押圧されて下方に歪み、上部配線２９
ａが下部電極シートの上部配線接続用配線２９ｃに圧接
される。これにより、上部配線２９ａと上部配線接続用
配線２９ｃとが電気的に接続され、上部配線接続用配線
２９ｃを介して上部電極シートの電極２７ａに電流を通
流させることができ、メンブレンスイッチ３１としての
回路が完成する。

【００１１】ところで、圧接用チューブを使用せずにメ
ンブレンスイッチをキーボード等に組み込む方法とし
て、図９に示すように、キーボートを構成するキートッ
プ部４２の裏面側に突起４２ａを設けておき、この突起
４２ａにより配線接続部を下部フィルム２５ｂ側に押圧
して、上部配線２９ａと上部配線接続用配線２９ｃとを
接続する方法が考えられる。しかし、この方法を使用す
ると、突起４２ａの高さの設計及びキートップ部の成形
が困難となり、得られた突起４２ａの高さが設計値と異
なった場合には、配線間の電気的導通を得ることができ
ないことがあるため、図８（ａ）及び（ｂ）に示す圧接
用チューブを使用する方法が主流となっている。

【００１２】このように構成されたキーボードにおいて
は、所定の位置の指触部２１を指で押圧すると、支持具
２２を構成する棒状部材が直線状に重なり合い、これと
同時に、ラバークッション２３の脚部２３ｂが撓んで本
体部２３ａが下方に押圧される。そうすると、ラバーク
ッション２３の突起２３ｃがメンブレンスイッチ３１の
スイッチの部分を押圧し、電極２７ａと電極２７ｂとが
接触する。これにより、上部フィルム２５ａに形成され
た配線と下部フィルム２５ｂに形成された配線２９ｂと
の間で電流が通流し、この情報がパーソナルコンピュー
タのハード（図示せず）に送信される。その後、指触部
２１を開放すると、ラバークッション２３の脚部２３ｂ
が元の形状に戻り、指触部２１が持ち上げられて、電極
２７ａと電極２７ｂとが離間する。

【００１３】なお、メンブレンスイッチ３１をキーボー
ド以外の筐体の内部に組み込む場合であっても、基体２
４に設けられた溝２４ａと同様の溝を筐体に設けて、図
８（ａ）及び図８（ｂ）に示す方法と同様にして、圧接
用チューブにより上部配線２９ａと上部配線接続用配線
２９ｃとを接続するようになっている。

【００１４】ところで、従来より、下部フィルムに上部
配線接続用配線等を形成することなく、夫々、電極及び
配線が形成された上部フィルムと下部フィルムとの間に
スペーサを介装して形成されたメンブレンスイッチも使
用されている。しかし、上部フィルム、スペーサ及び下
部フィルムが単純に組み立てられたメンブレンスイッチ
は、上部フィルム及び下部フィルムに合計２本のテイル
部（オスコネクタ）を有するものとなる。従って、この
メンブレンスイッチを電源及び他の配線等に接続する場
合に、２本のコネクタを夫々別のメスコネクタに差し込
む必要がある。

【００１５】そこで、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す
ように、上部配線２９ａを下部フィルム上の上部配線接
続用配線２９ｃに接続して、下部フィルム２５ｂ上で上
部配線２９ａを取り扱うことにより、メンブレンスイッ
チのテイル部を下部フィルム側のみにすることができ、
他の配線との接続が容易になる。

【００１６】また、上部配線２９ａと上部配線接続用配
線２９ｃとを圧接により導通させて組み立てられたメン
ブレンスイッチ３１の他に、折り曲げ構造のメンブレン
スイッチがある。この折り曲げ構造のメンブレンスイッ
チは、上部フィルムと下部フィルムとが所定の辺（折り
曲げ部）で繋がった状態で金型により外形を切り抜いた
後に、この折り曲げ部を中心として折り曲げ、上部フィ
ルムと下部フィルムとの間にスペーサを挟んで両者を接
着することにより製造されている。従って、上部フィル
ムに形成された上部配線は、予め折り曲げ部を介して下
部フィルム上の配線に接続されているので、図８（ａ）
及び図８（ｂ）に示すメンブレンスイッチ３１と同様
に、１本のテイル部を有するメンブレンスイッチを得る
ことができる。

【００１７】しかしながら、前述のメンブレンスイッチ
３１には、以下に示す問題点がある。即ち、図８（ａ）
に示すように、上部配線２９ａと上部配線接続用配線２
９ｃとを接続するために、筐体（キートップ部３２の基
体２４）に圧接用チューブ３４を挟み込むための溝２４
ａが必要となる。従って、溝２４ａの深さｈ_Rの分だけ
筐体の厚さが増大する。

【００１８】また、この圧接用チューブ３４はラバー製
であるので、原料コストが高いものであると共に、圧接
用チューブ３４を筐体に組み込むためのコストが高くな
って、メンブレンスイッチ全体の製造コストが上昇する
という問題点もある。

【００１９】更に、圧接用チューブ３４の組み込みを忘
れて、筐体を組み立ててしまうことがある。そうする
と、上部配線２９ａと上部配線接続用配線２９ｃとを導
通させることができなくなり、メンブレンスイッチの回
路がオープン回路となるので、スイッチ機能を得ること
ができない。更にまた、圧接用チューブ３４の組み込み
忘れが発生しなかった場合であっても、チューブ３４の
設計不良又は筐体の成形不良等により、上部配線２９ａ
と上部配線接続用配線２９ｃとの接触部の接続抵抗が高
くなったり、両者の間の導通が不良になることがある。

【００２０】また、折り曲げ構造のメンブレンスイッチ
においては、上部フィルムと下部フィルムとが繋がった
状態で１枚のＰＥＴフィルムから切り抜くので、１枚の
フィルムからとることができる上部フィルム及び下部フ
ィルムの数（面付効率）が少ないという問題点がある。
更に、上部フィルムと下部フィルムとが繋がった状態で
ＰＥＴフィルムから切り抜く場合には、上部フィルムと
下部フィルムとを別々に切り抜く場合と比較して、大き
な特殊金型が必要となるので、製造コストが著しく高く
なるという問題点もある。

【００２１】更に、折り曲げ構造のメンブレンスイッチ
においては、以下に示す欠点がある。図１０は折り曲げ
構造のメンブレンスイッチを示す図であって、（ａ）は
キュア工程前の折り曲げ部を示す断面図、（ｂ）はキュ
ア工程後の折り曲げ部を示す断面図、（ｃ）はメンブレ
ンスイッチに実装されたラバーを示す断面図である。折
り曲げ構造のメンブレンスイッチの折り曲げ部において
は、上部フィルム４３ａと下部フィルム４３ｂとを繋ぐ
部分が狭くなる場合があり、このため、回路設計が難し
い。また、図１０（ａ）に示すように、通常は粘着剤４
３ｃを介して上部フィルム４３ａと下部フィルム４３ｂ
とが接着されて折り曲げ部４３が構成されているが、図
１０（ｂ）に示すように、折り曲げ部４３における粘着
剤４３ｃの接着力が低下し、上部フィルム４３ａと下部
フィルム４３ｂとが剥離する場合がある。

【００２２】このような状態は、例えば、図１０（ｃ）
に示すように、メンブレンスイッチ４４における上部フ
ィルム２５ａに形成された電極２７ａと、下部フィルム
２５ｂに形成された電極２７ｂとが対向するように構成
された電極部と整合する位置に、ドーム型であってその
内側に凸部が形成されたラバー４４ａを接着剤４４ｂを
介してメンブレンスイッチ４４の電極部に実装するため
のキュア（乾燥）工程後に発生する。このキュア工程
は、１３０℃の温度下で２時間行われるものであるが、
粘着剤４３ｃにはそれに対する耐熱性が不十分であるた
めである。この場合、キュア（乾燥）工程後において、
折り曲げ部４３に繋がった部分付近のキースイッチにお
けるＯＮを認識するために要する荷重が変化するという
欠点がある。

【００２３】ところで、上述した問題点を解決するため
に、異方導電性接着剤、例えば、異方導電性フィルムを
使用して上部電極シートの配線接続部３３に集積された
上部配線２９ａと下部電極シートの上部配線接続用配線
２９ｃとを接続する方法がある。

【００２４】この異方導電性フィルムは、高分子を主原
料として構成されており、接着機能、導電機能及び絶縁
機能という３種の機能を有する接続材料である。そし
て、この異方導電性フィルムを熱圧着すると、その膜厚
方向には導電性が得られ、その表面と平行な方向には絶
縁性が得られるという、電気的な異方性を示す。

【００２５】異方導電性フィルムの構造及び使用方法に
ついて説明する。図１１（ａ）は本圧着直前の異方導電
性フィルムを示す模式的断面図であり、図１１（ｂ）は
本圧着後の異方導電性フィルムを示す模式的断面図であ
る。図１１（ａ）に示すように、異方導電性フィルム２
においては、透明なバインダ５３が基材となり、その中
に導電粒子５２が分散されている。バインダ５３には、
エポキシ系熱硬化性樹脂が使用されることが多いが、熱
可塑性樹脂が使用されることもある。また、バインダ５
３の片面にはセパレータ（図示せず）が離型フィルムと
して貼り付けられている。

【００２６】次に、異方導電性フィルム２を使用して、
例えば、上部フィルム２５ａと下部フィルム２５ｂとを
接続する方法を以下に示す。異方導電性フィルム２にお
いては、セパレータが貼り付けられた表面とは逆側の面
を下部フィルム２５ｂに形成された上部配線接続用配線
２９ｃに仮付けする。そして、熱圧着機を使用して仮圧
着を行う。次いで、セパレータを剥がし、上部フィルム
２５ａに形成された上部配線２９ａを位置合わせしなが
ら、バインダ５３上に仮固定する。そして、熱圧着機を
使用して本圧着を行う。

【００２７】図１１（ａ）に示すように、本圧着直前に
は、導電粒子５２は、バインダ５３中に均一に分散して
いる。しかし、本圧着を行うと、図１１（ｂ）に示すよ
うに、上部配線２９ａと上部配線接続用配線２９ｃとの
間ではバインダ５３のみが他の部位へ流れ出して、導電
粒子５２のみが残存するため、配線間の導電が確保され
る。また、流れ出したバインダ５３により、上部フィル
ム２５ａと下部フィルム２５ｂとは機械的に接続される
と共に、フィルム表面に並設された配線間では絶縁が確
保されている。即ち、上部配線２９ａと上部配線接続用
配線２９ｃとは、導電粒子５２により電気的に導通さ
れ、上部フィルム２５ａと下部フィルム２５ｂとは、バ
インダ５３により機械的に接続される。

【００２８】このように、異方導電性フィルム２の接着
力により上部フィルム２５ａと下部フィルム２５ｂとは
接続されるが、その接着強度は熱圧着後のバインダ５３
の厚さが関係し、その厚さが薄いと、十分な接着強度が
得られない。そこで、接着部分におけるバインダ５３の
膜厚、即ち、異方導電性フィルム２の膜厚と、その接着
部分を剥離するのに要する力量（剥離強度）との関係を
調べるために、試験を行った。以下にその試験方法を説
明する。

【００２９】図１２（ａ）は試料の接着部分を示す断面
図であり、図１２（ｂ）は剥離強度の測定方法を示す斜
視図である。また、図１３は剥離強度の測定結果を示す
グラフ図である。この試験は、表面に回路が形成された
基板同士を異方導電性フィルムにより、その回路同士を
対向させて接着したものを、一方の基板を他方の基板か
ら剥離するように引っ張り、両基板を剥離するのに要す
る力量（剥離強度）を測定するものである。

【００３０】図１２（ａ）に示すように、Ｃｕのエッチ
ングにより表面に回路７３ａが形成されたフレキシブル
プリント配線基板（ＦＰＣ）７１と、Ｃｕのエッチング
により表面に回路７３ｂが形成されたプリント配線基板
（ＰＣＢ）７２とは、異方導電性フィルムにより回路７
３ａと７３ｂとを対向させて、接着されている。このフ
レキシブルプリント配線基板７１の回路７３ａの膜厚は
３５μｍであり、プリント配線基板７２の回路７３ｂの
膜厚は１８μｍである。また、基板表面に並設された回
路間のピッチは０．２ｍｍであり、異方導電性フィルム
２のみの部分の厚さをｔとする。なお、異方導電性フィ
ルムの熱圧着条件は、温度１５０℃、押圧力３０ｋｇｆ
／ｃｍ²、押圧時間３０秒である。

【００３１】また、図１２（ａ）及び（ｂ）に示すよう
に、２ｍｍ×１０ｍｍ四方の接着範囲７４で異方導電性
フィルム２により接着したフレキシブルプリント配線基
板７１をプリント配線基板７２の表面と垂直な方向に引
張速度５０ｍｍ／ｍｉｎで引っ張り、プリント配線基板
７２がフレキシブルプリント配線基板７１から剥離した
ときの力量（剥離強度）を測定した。このとき、異方導
電性フィルム２のみの部分の膜厚ｔ（図１２（ａ）参
照）を種々変化させた試料を準備し、夫々剥離強度を測
定した。

【００３２】上述の試験方法により、図１３に示すよう
に、５個の測定データを得た。但し、括弧内の数値はフ
レキシブルプリント配線基板７１の回路７３ａの膜厚
（３５μｍ）とプリント配線基板７２の回路７３ｂの膜
厚（１８μｍ）との和（５３μｍ）に対する異方導電性
フィルムのみの部分の膜厚ｔの比である。

【００３３】異方導電性フィルムの膜厚ｔが４０μｍ
（回路膜厚の和との比は４０／５３で７５．５％）、４
５μｍ（同じく８４．９％）及び４９μｍ（同じく９
２．５％）の場合は、剥離強度は高いレベルで安定して
いる。一方、異方導電性フィルムの膜厚ｔが３２μｍ
（同じく６０．４％）及び３５μｍ（同じく６６．０
％）のデータから回路膜厚の和に対する比が約７５％以
下、即ち、異方導電性フィルムの膜厚ｔが約４０μｍ以
下になると、剥離強度が大幅に低下することがわかる。
即ち、異方導電性フィルムの膜厚ｔが約４０μｍ以上あ
れば、十分な剥離強度が得られることがわかる。

【００３４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、異方導
電性フィルムを使用して、従来のメンブレンスイッチの
上部フィルムと下部フィルムとを接続する方法において
は、以下に示す問題点がある。図１４（ａ）は従来のメ
ンブレンスイッチの配線接続部を示す断面図であり、図
１４（ｂ）は同じく平面図である。また、図１５は従来
のメンブレンスイッチにおいて、上部フィルムに発生す
る剥離応力を示す模式的断面図であり、図１６は従来の
メンブレンスイッチの一部を拡大して示す平面図であ
る。

【００３５】図１４（ａ）及び（ｂ）に示すように、従
来のメンブレンスイッチにおいては、上部フィルム２５
ａと下部フィルム２５ｂとを異方導電性フィルム２を熱
圧着させて接続させる場合、上部配線２９ａ及び上部配
線接続用配線２９ｃの膜厚は、夫々５乃至１０μｍ程度
と薄いと共に、高圧力を加えるため異方導電性フィルム
２のバインダ５３の流動性が特に高くなるため、異方導
電性フィルム２のバインダ成分は配線接続部３３の外側
に流れ出してしまう。このように、異方導電性フィルム
のみの部分の厚さが薄いと共に、配線接続部に残留する
バインダが減少する。このため、異方導電性フィルム２
による上部フィルム２５ａと下部フィルム２５ｂとの接
着強度、即ち、上部配線２９ａと上部配線接続用配線２
９ｃとの電気的導通性が低下するという問題点がある。

【００３６】このとき、上部配線２９ａ及び上部配線接
続用配線２９ｃの塗膜の鉛筆引っかき抵抗性（以下、塗
膜強度）が小さい場合は、異方導電性フィルムの熱圧着
時に配線接続部の配線の切れ及びつぶれが発生する。こ
のため、配線膜厚が更に減少して、接着強度が低下し、
問題点がより顕著になる。

【００３７】また、図１５に示すように、上部フィルム
２５ａと下部フィルム２５ｂとの間隔はスペーサ２６に
より確保されているが、上部配線２９ａの膜厚と上部配
線接続用配線２９ｃの膜厚との和はスペーサ２６の厚さ
と比べて薄い。このため、上部フィルム２５ａを下部フ
ィルム２５ｂ側に撓ませて、上部配線２９ａと上配線接
続用配線２９ｃとを接触させるので、熱圧着後、上部フ
ィルム２５ａに下部フィルム２５ｂから剥離しようとす
る応力が発生する。このため、上部配線２９ａと上部配
線接続用配線２９ｃとの電気的導通性が低下するという
難点かある。

【００３８】更に、図１６に示すように、従来、上部フ
ィルム２５ａに極力歪みを与えないために、スリット３
３ａを設けて、上部配線２９ａと上部配線接続用配線２
９ｃとを接続させている。このため、スリットの形成が
必須という設計的制約及び製造時におけるスリットの形
成コストが発生する。また、ノート型パソコンのキーボ
ード用メンブレンスイッチのように、作業上、薄型化及
び安価化の為に組立用の孔を多数設ける必要があり、ス
リットを設けることができない場合は、異方導電性フィ
ルムを使用する方法を適用することができない。

【００３９】更にまた、配線接続部の接着力が不足して
いる場合、配線接続部周辺に歪みが生じ、配線接続部付
近のキー（スイッチ）の荷重特性（異なるキーの間にお
けるオンを認識する荷重のばらつき）が不安定になると
いう欠点がある。

【００４０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、電気的な導通信頼性を向上させることがで
きるメンブレンスイッチ及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。

【００４１】

【課題を解決するための手段】本発明に係るメンブレン
スイッチは、対向して配置された第１絶縁フィルム及び
第２絶縁フィルムと、前記第１絶縁フィルムの前記第２
絶縁フィルムとの対向面上に設けられた複数の第１電
極、前記複数の第１電極に接続された第１配線及び前記
第１配線が集積された配線接続部と、前記第２絶縁フィ
ルムの前記第１絶縁フィルムとの対向面に設けられた複
数の第２電極、前記複数の第２電極に接続された第２配
線及び前記第１配線が接続される接続用配線と、前記第
１絶縁フィルムと第２絶縁フィルムとの間に介装され前
記第１電極と前記第２電極とが整合する位置にスイッチ
開口部を有し、前記配線接続部に集積された第１配線と
前記接続用配線とが整合する位置に配線接続用開口部を
有するスペーサと、前記第１配線が集積された配線接続
部と前記接続用配線が設けられた第２絶縁フィルムとの
間に介装され前記第１配線と前記接続用配線とを電気的
に導通させる異方導電性接着剤と、を有し、前記配線接
続部に集積された第１配線における少なくとも前記接続
用配線に電気的に導通される部分及び前記接続用配線に
おける少なくとも前記第１配線に電気的に導通される部
分は、金属層を複数層積層して形成されていることを特
徴とする。

【００４２】本発明においては、第１配線における少な
くとも接続用配線に電気的に導通される部分及び接続用
配線における少なくとも第１配線に電気的に導通される
部分は、金属層を複数層積層して形成されているので、
夫々の配線膜厚を厚くすることができる。従って、第１
絶縁フィルムと第２絶縁フィルムとの対向面同士の間隔
を大きくすることができると共に、異方導電性接着剤の
バインダ成分が配線接続部の外側に流れ出すことがない
ため、配線接続部における異方導電性接着剤の膜厚を大
きく確保することができる。このため、異方導電性接着
剤による第１絶縁フィルムと第２絶縁フィルムとの接着
力を大きくすることができ、即ち、第１配線と接続用配
線とは剥離し難くなるので、第１配線と接続用配線との
電気的な導通信頼性を向上させることができる。

【００４３】前記金属層を複数層積層して形成される配
線部分の最外層の塗膜強度（塗膜の鉛筆引っかき抵抗
性）は３Ｈ以上であることが好ましく、これにより、第
１配線と接続用配線との接続面の強度が大きくなるの
で、異方導電性接着剤の圧着時における配線の切れ及び
つぶれの発生を防止することができる。このため、熱圧
着後に異方導電性接着剤の厚さが薄くなることを防止で
き、第１配線と接続用配線との電気的な導通信頼性を向
上させることができる。

【００４４】前記第１配線の金属層を複数層積層した部
分の厚さと、前記接続用配線の金属層を複数層積層した
部分の厚さとの和は、前記スペーサの厚さと実質的に等
しいことが好ましく、これにより、異方導電性接着剤の
熱圧着後においても、第１絶縁フィルムと第２絶縁フィ
ルムとの間に剥離応力が発生しない。このため、第１配
線と接続用配線とは剥離し難くなるので、第１配線と接
続用配線との電気的な導通信頼性を更に向上させること
ができる。

【００４５】前記金属層を複数層積層した部分は重ね印
刷により形成されていてもよい。

【００４６】本発明に係るメンブレンスイッチの製造方
法は、片面に複数の第１電極と、前記複数の第１電極に
接続された第１配線とが設けられ、前記第１配線が集積
された配線接続部とを有する第１絶縁フィルムと、片面
に複数の第２電極と、前記複数の第２電極に接続された
第２配線と、前記第１配線が接続される接続用配線とが
設けられた第２絶縁フィルムとを、前記第１電極と前記
第２電極とを対向させて配置し、前記配線接続部に集積
された第１配線と前記接続用配線との間に両者を電気的
に導通させる異方導電性接着剤を配置する工程と、前記
第１絶縁フィルムと前記第２絶縁フィルムとの間に、前
記第１電極と前記第２電極とが整合する位置にスイッチ
開口部を有し前記配線接続部に集積された第１配線と前
記接続用配線とが整合する位置に配線接続用開口部を有
するスペーサを介装する工程と、前記異方導電性接着剤
を介して前記第１配線が集積された配線接続部と前記接
続用配線が形成された第２絶縁フィルムとを圧着して前
記第１配線と前記接続用配線とを電気的に導通させる工
程と、前記第１絶縁フィルム及び前記第２絶縁フィルム
と前記スペーサとを接着する工程とを有するメンブレン
スイッチの製造方法において、前記異方導電性接着剤を
配置する工程の前に、前記配線接続部に集積された第１
配線における少なくとも前記接続用配線に電気的に導通
される部分に金属層を複数層形成する工程と、前記接続
用配線における少なくとも前記第１配線に電気的に導通
される部分に金属層を複数層形成する工程と、を有する
ことを特徴とする。

【００４７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に係るメン
ブレンスイッチについて、添付の図面を参照して具体的
に説明する。図１（ａ）は本発明の実施例に係るメンブ
レンスイッチにおける上部配線接続用配線を示す断面図
である。また、図１（ｂ）及び（ｃ）は本発明の実施例
に係るメンブレンスイッチにおける上部配線と上部配線
接続用配線とを接続する工程を工程順に示す模式的断面
図である。更に、図２は本発明の実施例に係るメンブレ
ンスイッチにおいて上部フィルムに発生する剥離応力を
示す模式的断面図であり、図３は同じくメンブレンスイ
ッチの一部を拡大して示す平面図である。Ｆｅ及びＡｌ
等の金属板からなる支持板の上には、メンブレンスイッ
チが配置される。メンブレンスイッチの構成について、
以下に説明する。

【００４８】図１（ａ）に示すように、ポリエチレンテ
レフタレート（ＰＥＴ）からなる下部フィルム（第２絶
縁フィルム）５ｂの表面における所定の位置には、Ａｇ
からなる複数の電極（第２電極：図示せず）、これらの
電極間を接続する下部配線（第２配線：図示せず）、及
び上部配線９ａに接続される上部配線接続用配線９ｃが
形成されている。この上部配線接続用配線９ｃは、下部
フィルム５ｂ側から塗膜強度（塗膜の鉛筆引っかき抵抗
性）Ｈ又は２Ｈを有する軟Ａｇペースト１７ｃと塗膜強
度３Ｈ以上を有し硬くてつぶれにくい硬Ａｇペースト１
６ｃとの２層重ね印刷により形成したものである。これ
により、下部電極シートが構成されている。なお、下部
配線及び上部配線接続用配線９ｃは、メンブレンスイッ
チにコネクタ等を接続するためのテイル部（図示せず）
に集積されている。

【００４９】同様に、図１（ｂ）に示すように、ＰＥＴ
からなる上部フィルム（第１絶縁フィルム）５ａの表面
における所定の位置には、Ａｇからなる複数の電極（第
１電極：図示せず）及びこの電極間を接続する上部配線
（第１配線）９ａが形成されている。この上部配線９ａ
における上部配線接続用配線９ｃとの接続部分は、上部
フィルム５ａ側から塗膜強度Ｈ又は２Ｈを有する軟Ａｇ
ペースト１７ａと塗膜強度３Ｈ以上を有し硬くてつぶれ
にくい硬Ａｇペースト１６ａとの２層重ね印刷により形
成されている。これにより、上部電極シートが構成され
ている。なお、これらの上部配線９ａは上部フィルム５
ａに設けられた配線接続部に集積されている。

【００５０】また、電極が形成されている面を対向させ
て上部電極シート及び下部電極シートが配置され、両者
の間にＰＥＴからなるスペーサ６（図２及び３参照）が
介装されている。このスペーサ６は、上部電極と下部電
極とが整合する位置及び配線接続部が形成された位置
に、夫々、スイッチ開口部（図示せず）及び配線接続用
開口部６ａ（図３参照）を有する。従って、このスペー
サ６に設けられたスイッチ開口部を介して上部電極と下
部電極とが接触するようになっていると共に、配線接続
用開口部６ａを介して、配線接続部に集積された上部配
線９ａと、下部フィルム５ｂ上に形成された上部配線接
続用配線９ｃとが接触するようになっている。

【００５１】更に、これらの上部電極シート、スペーサ
６及び下部電極シートは、ジグ等の利用により厳密に位
置合わせされた後、電極及び配線等が形成されていない
領域で超音波融着によるスペーサ接合用融着部（図示せ
ず）が形成されており、これにより、上部電極シート及
び下部電極シートと、スペーサ６とが接合されている。
また、上部配線９ａが形成された配線接続部と、下部フ
ィルム５ｂ上の上部配線接続用配線９ｃが形成された領
域とは、両者の間に配置された異方導電性フィルム２に
より接着されており、これにより、配線接続部が下部フ
ィルム５ｂに固定されている。このようにして、上部配
線９ａと上部配線接続用配線９ｃとが異方導電性フィル
ム２を介して電気的に接続されて、メンブレンスイッチ
が構成されている。

【００５２】なお、上部配線９ａ及び上部配線接続用配
線９ｃの２層重ね印刷部分は異方導電性フィルム２によ
り接合される部分のみに形成されていればよい。また、
２層重ね印刷部分の膜厚は１５乃至３０μｍとなってい
る。

【００５３】次に、メンブレンスイッチの製造方法につ
いて説明する。図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、先
ず、上部フィルム５ａ、下部フィルム５ｂ及びスペーサ
６等を構成するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
シート並びに異方導電性フィルム２等を準備する。次
に、ＰＥＴシートの上部フィルム５ａとなる領域の表面
に、Ａｇからなる上部電極及び上部配線９ａを印刷によ
り形成する。但し、上部配線において上部配線接続用配
線９ｃと接続される部分は、上部フィルム５ａ側から軟
Ａｇペースト１７ａ、硬Ａｇペースト１６ａの順で２層
重ね印刷により形成する。同様に、下部フィルム５ｂと
なる領域の表面に、Ａｇからなる下部電極及び下部配線
９ｂを印刷により形成すると共に、上部配線接続用配線
９ｃを下部フィルム５ｂ側から軟Ａｇペースト１７ｃ、
硬Ａｇペースト１６ｃの順で２層重ね印刷により形成す
る。

【００５４】次いで、ＰＥＴシートを、上部フィルム５
ａ、下部フィルム５ｂ及びスペーサ６の形状に切断す
る。このとき、同時に、スペーサ６の所定の位置にスイ
ッチ開口部及び配線接続用開口部６ａを設ける。これに
より、メンブレンスイッチを構成する上部電極シート、
下部電極シート及びスペーサ６が得られる。

【００５５】その後、熱ラミネート処理及びハンドアイ
ロン等により、下部フィルム５ｂ上の上部配線接続用配
線９ｃが形成された領域に、異方導電性フィルム２を仮
圧着した後、この異方導電性フィルム２の表面を保護し
ていたセパレータ（図示せず）を剥がす。その後、下部
電極シートと上部電極シートとを、電極等が形成された
面を対向させて配置し、両者の間にスペーサ６を介装し
た後、下部電極シート、スペーサ６及び上部電極シート
を正確に位置決めすることができる組立ジグ等を利用し
て、これらを厳密に重ね合わせて固定する。

【００５６】そして、超音波融着により、電極及び配線
等が形成されていない領域に融着部を形成して、上部電
極シートと、スペーサと、下部電極シートとを接着す
る。また、この超音波融着と同時に、上部電極シートの
配線接続部と下部電極シートの上部配線接続用配線９ｃ
が形成された領域とを、異方導電性フィルム２を介して
本圧着する。

【００５７】このように構成された本実施例に係るメン
ブレンスイッチにおいては、上部フィルム５ａに設けら
れた上部配線９ａと下部フィルム５ｂに設けられた上部
配線接続用配線９ｃとの間では、バインダ５３のみが他
の部位へ流れ出して、導電粒子５２のみが残存するた
め、配線間の導電が確保される。また、流れ出したバイ
ンダ５３により、上部フィルム５ａと下部フィルム５ｂ
とは機械的に接続される共に、フィルム表面に並設され
た配線間では絶縁が確保される。即ち、上部配線９ａと
上部配線接続用配線９ｃとは、導電粒子５２により電気
的に導通され、上部フィルム５ａと下部フィルム５ｂと
は、バインダ５３により機械的に接続される。

【００５８】このとき、上部配線９ａと上部配線接続用
配線９ｃは２層重ね印刷により形成され、夫々の配線の
膜厚が厚いと共に、上部配線９ａと上部配線接続用配線
９ｃとの接合面には、塗膜強度の大きい硬Ａｇペースト
１６ａ及び１６ｃが形成されているため、異方導電性フ
ィルム２の熱圧着の際に、上部配線９ａ及び上部配線接
続用配線９ｃの切断及びつぶれが発生せず、異方導電性
フィルム２のバインダ５３が配線接続部の外側に流れ出
すことがない。このため、配線接続部における異方導電
性フィルムのみの部分の膜厚ｔ（図１（ｃ）参照）を約
４０μｍ以上と大きく確保することができる。このた
め、異方導電性フィルム２のバインダ５３による上部フ
ィルム５ａと下部フィルム５ｂとの接着力を大きくする
ことができ、上部配線９ａと上部配線接続用配線９ｃと
の導電性を向上させることができる。

【００５９】また、図２に示すように、本実施例におい
ては、上部配線９ａの膜厚と上部配線接続用配線９ｃの
膜厚との和が大きく、スペーサ６の厚さとほぼ等しいの
で、熱圧着後においても、上部フィルム５ａに下部フィ
ルム５ｂから剥離しようとする応力が発生しない。この
ため、上部配線９ａと上部配線接続用配線９ｃとの電気
的導通性の経時的な低下を防止することができる。

【００６０】更に、従来、配線接続部の周辺部にスリッ
トを形成していたが、上述のように、上部配線９ａの膜
厚と上部配線接続用配線９ｃの膜厚との和がスペーサ６
の厚さとほぼ等しいので、スリットを形成する必要がな
い。このため、配線設計上の自由度を向上することがで
きると共に、スリット形成のためのコストを削減するこ
とができる。また、ノート型パソコンのキーボード用メ
ンブレンスイッチのように、組立用の孔を多数設ける必
要があるため、スリットを設けることができない場合に
おいても、本実施例のように、上部配線と上部配線接続
用配線とを異方導電性フィルムを使用して接続させる構
成を適用することができる。

【００６１】更にまた、配線接合部における上部フィル
ム５ａと下部フィルム５ｂとの接着強度が向上するた
め、配線接続部周辺の歪みが少なくなり、配線接続部付
近のキー（スイッチ）の荷重特性（異なるキーの間にお
けるオンを認識する荷重のばらつき）を安定（変化が少
ない）させることができる。

【００６２】なお、本実施例においては、重ね印刷によ
り２層の配線を形成しているが、３層以上でもよく、そ
の形成方法は印刷以外の方法でもよい。また、本実施例
においては、異方導電性フィルム２を使用しているが、
本発明においては、接着力と膜厚方向のみの導通が得ら
れるものであればよく、このような異方導電性接着剤と
しては、異方導電性フィルム（ACF:Anisotropic Conduc
tive File）の他に、異方導電性ペースト（ACF:Anisotr
opic Conductive Paste）等を使用することができる。

【００６３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
第１絶縁フィルムと第２絶縁フィルムとの対向面同士の
間隔を大きくすることができると共に、異方導電性接着
剤のバインダ成分が配線接続部の外側に流れ出すことが
ないため、配線接続部における異方導電性接着剤の膜厚
を大きく確保することができる。このため、異方導電性
接着剤による第１絶縁フィルムと第２絶縁フィルムとの
接着力を大きくすることができ、即ち、第１配線と接続
用配線とは剥離し難くなるので、第１配線と接続用配線
との電気的な導通信頼性を向上させることができる。

【００６４】前記金属層を複数層積層して形成される配
線部分の最外層の塗膜強度が３Ｈ以上であると、第１配
線と接続用配線との接続面の強度が大きくなるので、異
方導電性接着剤の圧着時における配線の切れ及びつぶれ
の発生を防止することができる。このため、熱圧着後に
異方導電性接着剤の厚さが薄くなることを防止でき、第
１配線と接続用配線との電気的な導通信頼性を向上させ
ることができる。

【００６５】前記第１配線の金属層を複数層積層した部
分の厚さと、前記接続用配線の金属層を複数層積層した
部分の厚さとの和が、前記スペーサの厚さと実質的に等
しいと、異方導電性接着剤の熱圧着後においても、第１
絶縁フィルムと第２絶縁フィルムとの間に剥離応力が発
生しない。このため、第１配線と接続用配線とは剥離し
難くなるので、第１配線と接続用配線との電気的な導通
信頼性を更に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施例に係るメンブレンスイ
ッチにおける上部配線接続用配線を示す断面図である。
また、（ｂ）及び（ｃ）は本発明の実施例に係るメンブ
レンスイッチにおける上部配線と上部配線接続用配線と
を接続する工程を工程順に示す模式的断面図である。

【図２】本発明の実施例に係るメンブレンスイッチにお
いて上部フィルムに発生する剥離応力を示す模式的断面
図である。

【図３】同じくメンブレンスイッチの一部を拡大して示
す平面図である。

【図４】従来のパーソナルコンピュータの入力装置とし
て使用されるキーボードの一部を示す模式図である。

【図５】（ａ）はキーボードのキートップ部を示す斜視
図、（ｂ）はメンブレンスイッチを示す斜視図であり、
（ｃ）は支持板を示す斜視図である。

【図６】図５（ｂ）に示すメンブレンスイッチの下部電
極シートを示す平面図である。

【図７】融着部を形成するための融着ホーンの形状を示
す模式図である。

【図８】（ａ）及び（ｂ）はキーボードの組立方法を工
程順に示す断面図である。

【図９】突起を有するキートップ部を示す断面図であ
る。

【図１０】折り曲げ構造のメンブレンスイッチを示す図
であって、（ａ）はキュア工程前の折り曲げ部を示す断
面図、（ｂ）はキュア工程後の折り曲げ部を示す断面
図、（ｃ）はメンブレンスイッチに実装されたラバーを
示す断面図である。

【図１１】（ａ）は本圧着直前の異方導電性フィルムを
示す模式的断面図であり、（ｂ）は本圧着後の異方導電
性フィルムを示す模式的断面図である。

【図１２】（ａ）は試料の接着部分を示す断面図であ
り、（ｂ）は剥離強度の測定方法を示す斜視図である。

【図１３】剥離強度の測定結果を示すグラフ図である。

【図１４】（ａ）は従来のメンブレンスイッチの配線接
続部を示す断面図であり、（ｂ）は同じく平面図であ
る。

【図１５】従来のメンブレンスイッチにおいて上部フィ
ルムに発生する剥離応力を示す模式的断面図である。

【図１６】従来のメンブレンスイッチの一部を拡大して
示す平面図である。

【符号の説明】

２；異方導電性フィルム５ａ，２５ａ、４３ａ；上部フィルム５ｂ，２５ｂ、４３ｂ；下部フィルム６，２６；スペーサ６ａ、２６ａ；配線接続用開口部８，２８；支持板９ａ，２９ａ；上部配線９ｃ，２９ｃ；上部配線接続用配線１６ａ、１６ｃ；硬Ａｇペースト１７ａ、１７ｃ；軟Ａｇペースト２１；指触部２２；支持具２３；ラバークッション２３ａ；本体部２３ｂ；脚部２３ｃ、４２ａ；突起２４；基体２４ａ；溝２７ａ，２７ｂ；電極２９ｂ；下部配線３０；融着用ホーン３１；メンブレンスイッチ３１ａ；テイル部３１ｂ；融着部３２，４２；キートップ部３３；配線接続部３３ａ；スリット３４；圧接用チューブ４３；折り曲げ部４３ｃ；粘着剤４４；メンブレンスイッチ４４ｂ；接着剤４４ａ；ラバー５２；導電粒子５３；バインダ７１；フレキシブルプリント配線基板７２；プリント配線基板７３ａ，７３ｂ；回路７４；接着部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１月５日（１９９９．１．５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６２】なお、本実施例においては、重ね印刷によ
り２層の配線を形成しているが、３層以上でもよく、そ
の形成方法は印刷以外の方法でもよい。また、本実施例
においては、異方導電性フィルム２を使用しているが、
本発明においては、接着力と膜厚方向のみの導通が得ら
れるものであればよく、このような異方導電性接着剤と
しては、異方導電性フィルム（ACF:Anisotropic Conduc
tive Film）の他に、異方導電性ペースト（ACP:Anisotr
opic Conductive Paste）等を使用することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向して配置された第１絶縁フィルム及
び第２絶縁フィルムと、前記第１絶縁フィルムの前記第
２絶縁フィルムとの対向面上に設けられた複数の第１電
極、前記複数の第１電極に接続された第１配線及び前記
第１配線が集積された配線接続部と、前記第２絶縁フィ
ルムの前記第１絶縁フィルムとの対向面に設けられた複
数の第２電極、前記複数の第２電極に接続された第２配
線及び前記第１配線が接続される接続用配線と、前記第
１絶縁フィルムと第２絶縁フィルムとの間に介装され前
記第１電極と前記第２電極とが整合する位置にスイッチ
開口部を有し、前記配線接続部に集積された第１配線と
前記接続用配線とが整合する位置に配線接続用開口部を
有するスペーサと、前記第１配線が集積された配線接続
部と前記接続用配線が設けられた第２絶縁フィルムとの
間に介装され前記第１配線と前記接続用配線とを電気的
に導通させる異方導電性接着剤と、を有し、前記配線接
続部に集積された第１配線における少なくとも前記接続
用配線に電気的に導通される部分及び前記接続用配線に
おける少なくとも前記第１配線に電気的に導通される部
分は、金属層を複数層積層して形成されていることを特
徴とするメンブレンスイッチ。
【請求項２】前記金属層を複数層積層して形成される
配線部分の最外層の塗膜強度は３Ｈ以上であることを特
徴とする請求項１に記載のメンブレンスイッチ。
【請求項３】前記第１配線の金属層を複数層積層した
部分の厚さと、前記接続用配線の金属層を複数層積層し
た部分の厚さとの和は、前記スペーサの厚さと実質的に
等しいことを特徴とする請求項１又は２に記載のメンブ
レンスイッチ。
【請求項４】前記金属層を複数層積層した部分は重ね
印刷により形成されることを特徴とする請求項１乃至３
のいずれか１項に記載のメンブレンスイッチ。
【請求項５】片面に複数の第１電極と、前記複数の第
１電極に接続された第１配線とが設けられ、前記第１配
線が集積された配線接続部とを有する第１絶縁フィルム
と、片面に複数の第２電極と、前記複数の第２電極に接
続された第２配線と、前記第１配線が接続される接続用
配線とが設けられた第２絶縁フィルムとを、前記第１電
極と前記第２電極とを対向させて配置し、前記配線接続
部に集積された第１配線と前記接続用配線との間に両者
を電気的に導通させる異方導電性接着剤を配置する工程
と、前記第１絶縁フィルムと前記第２絶縁フィルムとの
間に、前記第１電極と前記第２電極とが整合する位置に
スイッチ開口部を有し前記配線接続部に集積された第１
配線と前記接続用配線とが整合する位置に配線接続用開
口部を有するスペーサを介装する工程と、前記異方導電
性接着剤を介して前記第１配線が集積された配線接続部
と前記接続用配線が形成された第２絶縁フィルムとを圧
着して前記第１配線と前記接続用配線とを電気的に導通
させる工程と、前記第１絶縁フィルム及び前記第２絶縁
フィルムと前記スペーサとを接着する工程とを有するメ
ンブレンスイッチの製造方法において、前記異方導電性
接着剤を配置する工程の前に、前記配線接続部に集積さ
れた第１配線における少なくとも前記接続用配線に電気
的に導通される部分に金属層を複数層形成する工程と、
前記接続用配線における少なくとも前記第１配線に電気
的に導通される部分に金属層を複数層形成する工程と、
を有することを特徴とするメンブレンスイッチの製造方
法。