KR20140067921A - 스위치장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PCB 기판과 스위치조립체의 조립오차가 클 때에도, 접속단자가 접속랜드를 가압하는 탄성 접촉력의 변화를 최소화시켜 이에 따른 조립성 저하, 수명단축, 접속불량 등의 문제를 해결할 수 있고, 전자제품을 더욱 슬림화할 수 있는 스위치장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 전자제품의 본체 내에 설치된 PCB 기판의 측방향에 설치되는 것으로, 상기 본체에 외부로 노출되어 설치되는 키버튼과, 상기 키버튼의 누름 조작에 의해 스위치기능을 수행하는 메탈돔과 복수개의 단자판을 구비하고 상기 각 단자판에 탄성 변형 가능하게 형성되어 PCB 기판측과 전기적으로 접속하기 위한 복수개의 접속단자를 구비한 스위치조립체로 이루어지는 스위치장치에 있어서, 상기 PCB 기판과 스위치조립체 사이에 구비되어 일측의 제1 접속부는 PCB기판의 접속랜드에 고정되어 전기적으로 접속되고 타측의 제2 접속부는 탄성 변형 가능하게 형성되어 상기 스위치조립체의 접속단자와 탄력적으로 접촉하도록 된 복수개의 접속판을 구비한 중간접속조립체를 포함하여 이루어진다.

Description

스위치장치{Switch Device}

본 발명은 스위치장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 휴대폰과 같은 전자제품의 본체 측면에 설치되어 본체 내부에 설치된 PCP기판의 측방향에서 스위치 기능을 수행하도록 된 스위치장치에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대폰과 같은 전자제품에는 각종 기능을 선택 또는 조절하기 위한 스위치장치가 설치되고, 특히 휴대폰 본체의 측면에도 볼륨을 조절하거나, 기능의 설정상태를 변경할 수 있도록 하는 스위치장치가 설치되어 있다.

이러한 스위치장치의 종래기술로서, 등록실용신안 제20-0274032호 및 등록특허 제10-1097374호가 알려져 있다.

상기 종래의 스위치장치는, 휴대폰 본체 내에 설치된 PCB 기판의 측방향에 설치되는 것으로, 휴대폰 본체에 외부로 노출되어 설치되는 키버튼과, 상기 키버튼의 누름조작에 의해 스위치기능을 수행하도록 되어 있고 PCB 기판쪽으로 노출되어 PCB 기판의 접속랜드와 접촉하는 것에 의해 전기적으로 접속되는 복수개의 접속단자를 구비한 스위치조립체로 구성되어 있다.

또한, 종래의 스위치장치는, 상기 스위치조립체의 접속단자를 절곡형성하여 탄성 변형이 가능하도록 된 것으로, 소정의 탄성 접촉력으로 PCB 기판의 접속랜드와 접촉하도록 함으로써 PCB 기판과 스위치조립체의 조립오차 또는 사용중 유동에 따른, 접속불량을 방지하도록 되어 있다.

그러나, 상기한 종래의 스위치장치는, PCB 기판과 스위치조립체의 조립오차가 허용범위를 벗어나는 경우 조립 및 사용시 문제가 발생한다.

예를 들면 PCB 기판과 스위치조립체 사이의 간격이 좁을수록 접속단자가 접속랜드를 가압하는 탄성 접촉력이 점점 증가한다. 따라서, 휴대폰 본체와 PCB기판 사이에 스위치조립체를 끼워 넣는 작업이 어려워 조립성을 나쁘게 할 뿐만 아니라, 강한 탄성 접촉력은 접속단자 자체에 큰 응력을 발생하게 되므로 장기간 사용시 쉽게 열화되어 수명을 단축시키는 문제가 있다.

반대로, PCB 기판과 스위치조립체 사이의 간격이 넓어질수록 접속단자가 접속랜드를 가압하는 탄성 접촉력이 점점 감소한다. 따라서, 휴대폰 본체와 PCB기판 사이에 설치된 스위치조립체가 유동하기 쉽고, 유동으로 인해 사용중 접속불량을 유발할 수 있으며, 장기간 사용시 PCB 기판의 접속랜드가 쉽게 마모되어 역시 수명을 단축시키는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 PCB 기판과 스위치조립체의 조립오차가 클 때에도, 접속단자가 접속랜드를 가압하는 탄성 접촉력의 변화를 최소화시켜 이에 따른 조립성 저하, 수명단축, 접속불량 등의 문제를 해결할 수 있는 스위치장치를 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 휴대폰 등과 같은 전자제품을 더욱 슬림화할 수 있는 스위치장치에 사용되는 스위치조립체 및 스위치조립체의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 전자제품의 본체 내에 설치된 PCB 기판의 측방향에 설치되는 것으로, 상기 본체에 외부로 노출되어 설치되는 키버튼과, 상기 키버튼의 누름 조작에 의해 스위치기능을 수행하는 메탈돔과 복수개의 단자판을 구비하고 상기 각 단자판에 탄성 변형 가능하게 형성되어 PCB 기판측과 전기적으로 접속하기 위한 복수개의 접속단자를 구비한 스위치조립체로 이루어지는 스위치장치에 있어서, 상기 PCB 기판과 스위치조립체 사이에 구비되어 일측의 제1 접속부는 PCB기판의 접속랜드에 고정되어 전기적으로 접속되고 타측의 제2 접속부는 탄성 변형 가능하게 형성되어 상기 스위치조립체의 접속단자와 탄력적으로 접촉하도록 된 복수개의 접속판을 구비한 중간접속조립체를 포함하는 스위치장치에 특징이 있다.

또한 본 발명의 상기 중간접속조립체는, 복수개의 접속판을 유지하기 위한 고정부재를 더 구비한 스위치장치에 특징이 있다.

또한 본 발명의 상기 스위치조립체의 접속단자는, 끝단이 마주하는 틈새를 형성하도록 단자판으로부터 경사지게 돌출시켜 탄성 변형 가능하게 형성한 한 쌍의 경사편으로 이루어지고, 상기 중간접속조립체의 접속판에 형성한 제2 접속부는 상기 경사편의 틈새 사이로 끼울 수 있도록 접속판으로부터 절곡시킨 절곡부와, 상기 절곡부로부터 경사편쪽으로 돌출되고 경사편의 틈새에 삽입되어 한 쌍의 경사편이 양쪽에서 탄력적으로 접촉하는 삽입부로 이루어진 스위치장치에 특징이 있다.

상기의 특징적 구성을 가지는 본 발명의 스위치장치에 의하면, PCB 기판과 스위치조립체 사이에 중간접속조립체가 구비되고, 중간접속조립체에는 탄성변형 가능하게 형성된 제2 접속부가 구비되어 제2 접속부를 스위치조립체의 탄성변형 가능한 접속단자와 탄력적으로 접속시킴에 따라, PCB 기판과 스위치조립체의 조립시 오차가 클 경우에도 제2 접속부와 접속단자가 접촉할 때의 탄성 접촉력 변화를 제2 접속부와 접속단자 2곳에서 분담하게 되므로 탄성 접촉력 변화폭을 종래보다 1/2 감소시킬 수 있고, 이로써 탄성 접촉력 변화에 따른 조립성 저하, 수명단축, 접속불량 등의 문제를 해결하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 스위치장치를 전자제품에 설치한 상태의 단면도.
도 2는 본 발명의 스위치장치에서 스위치조립체를 메탈돔 쪽에서 본 정면도.
도 3은 본 발명의 스위치장치에서 스위치조립체를 접속단자 쪽에서 본 정면도.
도 4는 본 발명의 스위치장치에서 스위치조립체와 중간접속조립체의 접속상태를 나타낸 평면도.
도 5는 본 발명의 스위치장치에서 중간접속조립체를 나타낸 측면도.
도 6은 본 발명의 스위치장치에서 중간접속조립체의 다른 변형 예를 나타낸 측면도.
도 7은 본 발명의 스위치장치에서 중간접속조립체의 다른 변형예에 의한 접속상태를 나타낸 평면도.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명에 따른 스위치조립체의 제조과정을 나타낸 공정도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 5는 본 발명에 따른 스위치장치와 스위치장치를 구성하는 스위치조립체를 나타낸 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 스위치장치는 휴대폰과 같은 전자제품의 본체(10) 내에 설치된 PCB 기판(20)의 측방향에 설치된다.

스위치장치는, 본체(10)에 외부로 노출되어 설치되는 키버튼(40)과, 본체(10) 내의 PCB 기판(20)과 전기적으로 연결되고 상기 키버튼(40)의 누름 조작에 의해 스위치기능을 수행하는 스위치조립체(30)를 구비한다.

상기 스위치조립체(30)는 키버튼(40) 쪽에 키버튼(40)의 누름조작에 의해 정점부가 탄성변형하여 스위치 기능을 수행하는 복수개의 메탈돔(31) 및 단자판, 예를 들면 본 실시예서와 같이 2개의 메탈돔(31)과 3개의 제1 내지 제3 단자판(35,36,37)을 구비하고, 상기 메탈돔(31)의 반대쪽에는 제1 내지 제3 단자판(35,36,37)으로부터 탄성 변형 가능하게 절곡 형성되는 제1 내지 제3 접속단자(32,33,34)가 구비된다.

이때, 상기 스위치조립체(30)에 구비되는 메탈돔(31)은, 등록실용신안 제20-0457422호에 개시된 메탈돔의 구성을 적용하는 것이 바람직하다. 등록실용신안 제20-0457422호에 개시된 메탈돔(31)은, 키버튼(40)의 누름조작시 누름력을 돔형상 금속판의 정점부에 전달하여 정점부를 하방으로 오목하게 탄성 변형시키기 위한 가압집중부(31a)가 메탈돔(31)의 금속판에 일체로 형성되어 정점부 상에 위치됨에 따라 사용자가 키버튼(40)의 정중앙부를 정확하게 누르지 않아도 누름력이 가압집중부(31a)에 의해 정점부를 항상 정상적으로 오목하게 탄성 변형시킬 수 있도록 된 것이다.

상기한 메탈돔(31)의 구체적인 구성 및 작용에 대해서는 해당 실용신안공보에 상세히 설명된 것이므로 생략한다.

또한 본 발명은, 상기 PCB 기판(20)과 스위치조립체(30) 사이에 구비되어 스위치조립체(30)의 제1 내지 제3 접속단자(32,33,34)와 PCB 기판(20)의 접속랜드(21)를 전기적으로 연결하기 위한 중간접속조립체(50)를 구비한다.

중간접속조립체(50)는 도 1, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 일측에는 PCB기판(20)의 접속랜드(21)에 납땜 등의 고정수단으로 고정하여 전기적으로 접속하기 위한 제1 접속부(51)가 구비되고, 타측에는 탄성 변형 가능하게 절곡 형성되어 상기 스위치조립체(30)의 제1 내지 제3 접속단자(32,33,34)와 탄력적으로 접촉하기 위한 제2 접속부(52)를 가지며 상호 소정간격 이격 배치된 3개의 접속판(53)을 구비한다.

이때, 상기 스위치조립체(30)의 제1 내지 제3 접속단자(32,33,34)는, 끝단이 마주하는 틈새를 형성하도록 단자판(35,36,37)으로부터 경사지게 돌출시켜 탄성 변형 가능하게 형성한 한 쌍의 경사편(32a,33a,34a)으로 이루어지고, 상기 중간접속조립체(50)의 제2 접속부(52)는 접속판(53)으로부터 상기 경사편(32a,33a,34a)쪽으로 경사지게 절곡되어 탄성 변형 가능하게 된 경사부(52a)와, 이 경사부(52a)의 끝단에 "U"자형태로 절곡하여 상기 한 쌍의 경사편(32a,33a,34a)에 탄력적으로 접촉하는 구부림부(52b)로 이루어진다.

또한 중간접속조립체(50)는, 3개의 접속판(53)을 유지하기 위한 고정부재(54)를 구비한다. 고정부재(54)는 판형상으로 이루어지고, 3개의 접속판(53)과 절연성 양면테이프(54a)로 부착하여 유지하고, 고정부재(54)의 양측을 PCB 기판(20)의 고정용 랜드(22)에 납땜 등으로 고정한다.

이러한 구성으로 이루어진 스위치장치에 의하면, 탄성 변형가능하게 형성한 스위치조립체(30)의 제1 내지 제3 접속단자(32,33,34)에 탄성 변형가능하게 형성한 중간스위치조립체(30)의 제2 접속부(52)가 탄력적으로 접촉하게 되므로 PCB 기판(20)과 스위치조립체(30)의 조립 오차에 의해 간격이 변화되어도 스위치조립체(30)의 접속단자(32,33,34)와 중간스위치조립체(30)의 제2 접속부(52) 2곳에서의 탄성 변형에 의해 조립 오차를 흡수하게 되므로, 제1 내지 제3 접속단자(32,33,34) 1곳에서 조립 오차를 흡수할 때에 비하여 탄성 접촉력의 변화율을 1/2 감소시킬 수 있고, 이로써 스위치조립체(30)의 전기적 접속상태를 보다 안정적으로 유지할 수 있다.

도 6 및 도 7은 상기 중간접속조립체의 다른 변형 예를 나타낸 것으로, 변형예에 의한 중간접속조립체(60)는, 일측에 PCB기판(20)의 접속랜드(21)에 납땜 등의 고정수단으로 고정하여 전기적으로 접속하기 위한 제1 접속부(61)가 구비되고, 타측에는 탄성 변형 가능하게 절곡 형성되어 상기 스위치조립체(30)의 제1 내지 제3 접속단자(32,33,34)와 탄력적으로 접촉하기 위한 제2 접속부(62)를 가지며 상호 소정간격 이격 배치된 3개의 접속판(63)을 구비한다.

상기 접속판(63)의 제2 접속부(62)는, 제1 내지 제3 접속단자(32,33,34)인 경사편(32a,33a,34a)의 틈새(a) 사이로 끼울 수 있도록 접속판(63)으로부터 절곡시킨 절곡부(62a)와, 상기 절곡부(62a)로부터 경사편(32a,33a,34a)쪽으로 돌출되고 경사편(32a,33a,34a)의 틈새(a)에 삽입되어 한 쌍의 경사편(32a,33a,34a)이 양쪽에서 탄력적으로 접촉하는 삽입부(62b)로 구성한 것이다.

또한 중간접속조립체(60)는, 3개의 접속판(63)을 유지하기 위한 고정부재(64)를 구비하고, 고정부재(64)는 합성수지재를 3개의 접속판(63)에 인서트몰딩하여 구성한다.

이러한 구성에 의하면, 제2 접속부(62)의 삽입부(62b)를 접속단자(32,33,34)의 경사판 틈새(a)로 삽입시키게 되면, 한 쌍의 경사편(32a,33a,34a)이 양쪽에서 탄력적으로 접촉된다. 따라서, PCB 기판(20)과 스위치조립체(30)의 조립 오차에 의해 간격이 변화되어도 삽입부(62b)의 삽입방향으로 변화되는 것이므로, 제2 접속부(62)와 접속단자(32,33,34)의 접속력을 항상 일정하게 유지할 수 있고, 이 역시 스위치조립체(30)의 전기적 접속상태를 더욱 안정적으로 유지할 수 있다.

이어서 도 8a 내지 도 8d를 참조하여 본 발명의 스위치장치에 사용되는 스위치조립체(30)의 구성 및 제조방법을 상세하게 설명한다.

도시된 바와 같이 스위치조립체(30)는, 제1 내지 제3 도전판(35,36,37)을 구비한다. 제1 도전판(35)은 2개의 스위치홈(35a)과 제1 접속단자(32)를 형성하고, 상기 2개의 스위치홈(35a)과 제1 접속단자(32)이 서로 반대 위치에 있도록 중간 부분을 접어 형성한다.

제2 및 제3 도전판(36,37)은, 스위치부(36a,37a)와 제2 및 제3 접속단자(33,34)를 각각 형성하고, 상기 각 스위치부(36a,37a)와 제2 및 제3 접속단자(33,34)가 서로 반대 위치에 있도록 중간 부분을 접어 형성하며, 상기 스위치부(36a,37a)는 제1 도전판(35)의 스위치홈(35a) 내에 각각 위치시키고 상기 제2 및 제3 접속단자(33,34)는 제1 도전판(35)의 제1 접속단자(32)에 인접하게 위치시켜 상기 제1 도전판(35)의 제1 접속단자(32)를 중심으로 양쪽에 대칭이 되게 배치한다.

상기 제1 내지 제3 도전판(35,36,37)를 접어 형성된 틈새에는 절연성 양면테이프(38)가 구비되고, 이 양면테이프(38)에 의해 제1 내지 제3 도전판(35,36,37)의 마주한 양쪽 부분을 부착하여 고정한다.

상기 제2 및 제3 도전판(36,37)의 스위치부(36a,37a) 위에는 메탈돔(31)이 각각 구비되는 것으로, 메탈돔(31)의 가장자리부는 제1 도전판(35)에 접속된다. 따라서 메탈돔(31)의 정점부를 누르면 정점부가 탄성 변형하여 스위치부(36a,37a)에 접촉되는 것에 의해 스위치 기능을 수행하도록 되어 있다.

이때, 메탈돔(31)으로서는, 전술한 바와 마찬가지로, 정점부에 가압집중부(31a)가 위치된 등록실용신안 제20-0457422호의 메탈돔을 적용한다.

또한, 상기 제1 내지 제3 도전판(35,36,37)과 메탈돔(31)의 바깥면에는 절연성 보호필름(39)이 부착되어 절연 및 보호의 기능을 수행하고, 상기 제1 내지 제3 도전판(35,36,37)과 보호필름(39) 사이에는 메탈돔(31)이 위치되는 관통구멍(39b)을 형성한 스페이서필름(39a)이 부착되는 것으로, 이 스페이서필름(39a)은 메탈돔(31)의 주위에 공간을 형성하여 메탈돔(31)의 탄성변형시 발생하는 공기압을 흡수하는 기능을 수행한다.

이어서, 스위치조립체(30)의 제조방법을 공정별로 상세하게 설명한다.

제1 공정은 도 8a에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 접속단자(32,33,34)를 가지는 제1 내지 제3 도전판(35,36,37)을 제조하는 공정으로서, 도전성이 우수한 얇은 금속판을 프레스 가공하여 스위치홈(35a) 내에 스위치부(36a)가 위치하고 제1 내지 제3 접속단자(32,33,34)를 인접시켜 배치한 제1 내지 제3 도전판(35,36,37)을 제조한다.

제2 공정은, 도 8a의 A-A선 단면을 나타낸 도 8b에 도시된 바와 같이, 메탈돔(31)을 설치하는 공정으로서, 제1 내지 제3 도전판(35,36,37)의 스위치홈(35a)과 스위치부(36a,37b) 상부에 메탈돔(31)을 위치시키고 보호필름(39)을 제1 내지 제3 도전판(35,36,37) 바깥면에 부착하여 메탈돔(31)을 고정한다.

이때, 상기 제2 공정을 수행하기 전에 제1 내지 제3 도전판(35,36,37)의 일측면에 메탈돔(31)이 위치되는 관통구멍(39b)을 형성한 스페이서필름(39a)을 먼저 부착하는 것이 바람직하다.

제3 공정은, 도 8c에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 도전판(35,36,37)의 타측면에 절곡선(c-c), 즉 스위치홈(35a) 및 스위치부(36a,37a) 쪽과 제1 내지 제3 접속단자(32,33,34) 쪽을 양쪽으로 나누는 중간위치를 중심으로 하여 한쪽에만 양면테이프(38)를 부착한다.

제4 공정은, 도 8d에 도시된 바와 같이, 상기 양면테이프(38)의 이형지(38a)를 분리하고 제1 내지 제3 도전판(35,36,37)의 절곡선(c-c)을 중심으로 접어 양면테이프(38)로 양쪽 제1 내지 제3 도전판(35,36,37)을 부착하는 것으로, 이와 같이하여 스위치조립체(30)가 제조된다.

이때, 상기 제1 공정에서 제1 내지 제3 도전판(35,36,37)에는 절곡선(c-c)을 따르는 슬릿(35b,36b,37b)을 각각 형성하는 것이 바람직하고, 이로써 제4 공정에서 제1 내지 제3 도전판(35,36,37)을 접을 때 슬릿(35b,36b,37b)에 의해 접는 작업을 용이하게 수행할 수 있다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 스위치조립체(30) 및 스위치조립체(30)의 제조방법에 의하면, 제1 내지 제3 단자판(35,36,37)을 프레스 가공에 의해 형성한 후, 반으로 접고, 안쪽은 양면테이프(38)를 이용하여 제1 내지 제3 단자판(35,36,37)을 부착함과 동시에 절연시키고, 바깥쪽은 보호필름(39)을 부착하여 절연함으로써 필름형태의 얇은 스위치조립체(30)를 구성할 수 있고, 이로써 인서트몰딩에 의해 케이스를 형성한 종래의 구성에 비하여 더욱 얇은 스위치조립체(30)를 구성할 수 있다.

지금까지 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 본체 20 : 기판
30 : 스위치조립체 31 : 메탈돔
32,33,34 : 제1 내지 제3 접속단자 35,36,37 : 제1 내지 제3 단자판
38 : 양면테이프 39 : 보호필름
39a : 스페이서필름 40 : 키버튼
50,60 : 중간접속조립체 51,61 : 제1 접속부
52,62 : 제2 접속부 53,63 : 접속판
54,64 : 고정부재 a : 틈새

Claims (3)

1. 전자제품의 본체 내에 설치된 PCB 기판의 측방향에 설치되는 것으로, 상기 본체에 외부로 노출되어 설치되는 키버튼과, 상기 키버튼의 누름 조작에 의해 스위치기능을 수행하는 메탈돔과 복수개의 단자판을 구비하고 상기 각 단자판에 탄성 변형 가능하게 형성되어 PCB 기판측과 전기적으로 접속하기 위한 복수개의 접속단자를 구비한 스위치조립체로 이루어지는 스위치장치에 있어서,
   상기 PCB 기판과 스위치조립체 사이에 구비되어 일측의 제1 접속부는 PCB기판의 접속랜드에 고정되어 전기적으로 접속되고 타측의 제2 접속부는 탄성 변형 가능하게 형성되어 상기 스위치조립체의 접속단자와 탄력적으로 접촉하도록 된 복수개의 접속판을 구비한 중간접속조립체를 포함하는 것을 특징으로 하는 스위치장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 중간접속조립체는, 복수개의 접속판을 유지하기 위한 고정부재를 더 구비한 것을 특징으로 하는 스위치장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 스위치조립체의 접속단자는, 끝단이 마주하는 틈새를 형성하도록 단자판으로부터 경사지게 돌출시켜 탄성 변형 가능하게 형성한 한 쌍의 경사편으로 이루어지고,
   상기 중간접속조립체의 접속판에 형성한 제2 접속부는 상기 경사편의 틈새 사이로 끼울 수 있도록 접속판으로부터 절곡시킨 절곡부와, 상기 절곡부로부터 경사편쪽으로 돌출되고 경사편의 틈새에 삽입되어 한 쌍의 경사편이 양쪽에서 탄력적으로 접촉하는 삽입부로 이루어진 것을 특징으로 하는 스위치장치.

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