專利名稱：軟態(tài)金屬面與高分子材料復(fù)合導(dǎo)電粒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及按鍵用導(dǎo)電部件，特指一種柔軟性好、抗塵性好的軟態(tài)金屬面與高分子材料復(fù)合導(dǎo)電粒。
背景技術(shù)：
手機(jī)、電腦、計(jì)算器、汽車等制品中采用的各類按鍵在安裝使用時(shí)，其下面背襯有導(dǎo)電性能較好的導(dǎo)電粒，以便按鍵按下時(shí)，與集成電路接觸并導(dǎo)通相關(guān)電路。在環(huán)境較差的場所，集成電路板上會有灰塵積聚，導(dǎo)致導(dǎo)電粒不能完全接觸導(dǎo)通電路，接觸不良，按鍵失靈。特別是在汽車按鍵上，導(dǎo)電粒的抗塵性關(guān)系到汽車的安全性能。專利申請?zhí)枮?01110193369. 5的“麻面金屬面與橡膠復(fù)合導(dǎo)電?！薄＠暾?zhí)枮?01120365203.2的“異形金屬片與橡膠復(fù)合導(dǎo)電?！焙蛯＠暾?zhí)枮?01120390524.8的“金屬面與橡膠復(fù)合導(dǎo)電?！?，都是從導(dǎo)電粒中所用的金屬材料的結(jié)構(gòu)或形狀的變化來改善導(dǎo)電粒的抗塵性的，忽略了利用金屬材料本身的物理性能來達(dá)到改善導(dǎo)電?？箟m性的目的。這些具有較復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)和形狀的金屬材料，必須采用一定難度的工藝方法才能得到；比如，必須用機(jī)械壓制、激光蝕刻或化學(xué)蝕刻的方法。這些工藝方法的采用，不僅增加了導(dǎo)電粒的制作成本，也可能使最終產(chǎn)品的合格率有較多的下降。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的克服已有的導(dǎo)電粒制作工藝復(fù)雜、合格率低的缺點(diǎn)，利用金屬材質(zhì)和高分子材料自身的物理特性，制得抗塵性與導(dǎo)電性兼顧的軟態(tài)金屬面與高分子材料復(fù)合導(dǎo)電粒。技術(shù)方案本發(fā)明的軟態(tài)金屬面與高分子材料復(fù)合導(dǎo)電粒，由金屬面材與高分子基體(如軟塑料、橡膠、橡塑等)粘接復(fù)合而成，可以具有粘接劑層或者僅由高分子基體自粘形成。金屬面材是維氏硬度(HV)不大于200的主要材質(zhì)為金、銀、銅、鋁、錫、鎳、鐵或銦的軟態(tài)金屬片材、軟態(tài)金屬海綿、軟態(tài)金屬纖維織物、或軟態(tài)金屬無紡布制成，金屬面材的厚度在O. 005_至2. 5_之間；高分子基體的邵氏A (Shore A)硬度不大于75，高分子基體里或有增塑劑或軟化劑成份。軟態(tài)的金屬面具有一定的柔軟性、延展性和易形變性，加上高分子基體的硬度不大，少許受力即易于形變；所以，與集成電路線路板接觸時(shí)，在一定的粉塵濃度下，軟態(tài)金屬面既能夠變形留有足夠的塵埃粒子空間，又有足夠的面積與電路接觸，使得導(dǎo)電粒仍可提供良好的導(dǎo)電性。所述的軟度金屬片材可以選用高純度的金屬。通常純度較高的金屬，具有較好的導(dǎo)電性和柔軟性。
純度相同的金屬片材，由于加工工藝的不同，可以有不同的硬度。比如金屬片材冷軋后進(jìn)行熱處理，可提高其扯斷伸長率，降低其拉伸強(qiáng)度和硬度。本發(fā)明中優(yōu)選能夠降低硬度的金屬片材制作工藝制成的軟態(tài)金屬片材。
軟態(tài)金屬片材的厚度,在O. 005mm至2. 5mm之間。優(yōu)選O. 02mm至O. 5mm厚度的軟態(tài)金屬片材，這是因?yàn)椋绻密洃B(tài)金屬片材太厚，則所制成的導(dǎo)電粒的整體上較硬，可能會影響導(dǎo)電粒的抗塵性；如果所用軟態(tài)金屬片材太薄，則會影響所制成的導(dǎo)電粒的使用壽命。所述的金屬面材通常是維氏硬度不大于200的金、銀、銅、鋁、錫、鎳、鐵、鋅、或銦中任意一種金屬、任意一種金屬的合金或者任意一種或幾種金屬的復(fù)合材料。軟態(tài)層狀復(fù)合金屬，也可選來用于制作導(dǎo)電粒的金屬片材。特別地，貴金屬(如金、銀、鉬、鈀、銠及其合金)和廉金屬(如銅、鎳、鐵、鋁及其合金)的層狀復(fù)合材料，兼?zhèn)滟F金屬及其合金優(yōu)良的導(dǎo)電性能和廉金屬良好的機(jī)械性能和導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，在節(jié)約貴金屬資源、獲取優(yōu)良的綜合性能、降低產(chǎn)品成本方面獨(dú)具特點(diǎn)。所述的金屬面材可由一種金屬制成，其外表面鍍有一層或多層其它材質(zhì)的金屬鍍層。所述的金屬面材優(yōu)選由鎳制成，其外表面鍍有一層金；或者，金屬面材也可由銅制成，其外表面鍍有一層鎳，或再鍍有一層金。所述的金屬面材的維氏硬度優(yōu)選在80-180之間，高分子基體的邵氏A硬度在3_65之間。所述的軟態(tài)金屬片材的表面可以是平整的、或粗糙的、或表面有平面圖案的結(jié)構(gòu)、或表面有凹凸圖案的結(jié)構(gòu)；或者，所述的軟態(tài)金屬片材上有直徑小于Imm的一個(gè)或多個(gè)微孔的結(jié)構(gòu)。所述的軟態(tài)金屬海綿的空隙率一般大于10%。金屬海綿中由于有空隙的存在,可以進(jìn)一步地降低金屬材質(zhì)的硬度，從而進(jìn)一步提高所制得的導(dǎo)電粒的抗塵性。薄片狀的軟態(tài)金屬纖維織物、軟態(tài)金屬無紡布(也稱為金屬纖維燒結(jié)氈)，由于存在一定的孔隙率，也可以降低金屬材質(zhì)的表觀硬度。所述的高分子基體可以是含有交聯(lián)劑、增塑劑、軟化劑、發(fā)泡劑、偶聯(lián)劑、顏料、導(dǎo)電填料中的一種或數(shù)種助劑的天然橡膠或合成橡膠。所述的高分子基體最好是硅橡膠，由液體硅橡膠或固體硅橡膠原料制備而成。因?yàn)楣柘鹉z具有優(yōu)異的耐熱性、耐寒性(在_60°C下保持彈性)、耐臭氧老化性、介電性能，能夠在廣泛的范圍內(nèi)長期穩(wěn)定使用。橡膠的彈性，對保持導(dǎo)電粒的尺寸穩(wěn)定性起著重要作用。所述的金屬面材與高分子基體之間粘接有厚度薄于高分子基體的過渡層(也可稱作隔離層)，以便將金屬片材和橡膠基體隔離，或者為了增加軟態(tài)金屬片材和橡膠之間的附著力；軟態(tài)金屬片材的內(nèi)表面還可采用噴砂或化學(xué)蝕刻等方法進(jìn)行預(yù)處理。所述的軟態(tài)金屬面材與高分子基體之間可以另有底涂層以增強(qiáng)復(fù)合粘接強(qiáng)度，軟態(tài)金屬片材的內(nèi)表面可先涂有偶聯(lián)劑等助劑，以進(jìn)一步增強(qiáng)粘接強(qiáng)度。也可以使用與軟態(tài)金屬片材粘合力比較強(qiáng)的橡膠(如自粘性硅橡膠、含有偶聯(lián)劑的硅橡膠等)與軟態(tài)金屬片材復(fù)合。當(dāng)軟態(tài)金屬片材是有孔的或是多孔結(jié)構(gòu)時(shí)，過渡層或隔離層的作用是，防止在生產(chǎn)和使用過程中，橡膠基體穿過金屬片材，使得部分橡膠突出于金屬片材，從而影響導(dǎo)電粒的導(dǎo) 電性能。本發(fā)明中，軟態(tài)金屬面材與高分子基體復(fù)合后，可以沖切、裁制成圓形、橢圓形或其它形狀的小片，這種小片就是金屬面與橡膠復(fù)合的導(dǎo)電粒，可以直接用作按鍵中的導(dǎo)電部件。導(dǎo)電粒的直徑，可以在Imm至20mm之間，常用的直徑為3mm至5mm。有益效果本發(fā)明的軟態(tài)金屬與高分子復(fù)合導(dǎo)電?？筛鶕?jù)不同的導(dǎo)電要求選擇不同類型的金屬、合金或復(fù)合金屬，選材上具有靈活多變性；所制作出的導(dǎo)電?？箟m性能好，導(dǎo)電性好，彈性好，手感柔軟舒適；粘接復(fù)合工藝穩(wěn)定可靠，對導(dǎo)電粒所接觸的電路線路板(PCB板)的磨損小，且成本可控。特別地，由于這種導(dǎo)電粒有良好的柔軟性和易變形能力，抗塵性好，與線路板接觸性好、導(dǎo)通性能穩(wěn)定可靠，對導(dǎo)電粒所接觸的PCB板的磨損小。因此，可廣泛用作各類按鍵 的導(dǎo)電接觸部件。


附圖是本發(fā)明應(yīng)用中的一種立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、PCB ;2、金屬面材；3、過渡層；4、高分子基體；5、塵埃粒子。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :
如附圖所示，由軟態(tài)金屬面材2與高分子基體4粘接復(fù)合而成的一種軟態(tài)金屬面與高分子材料復(fù)合導(dǎo)電粒。所述的軟態(tài)金屬面材2是鎳層硬度HV小于80的全軟態(tài)鋁鎳層狀復(fù)合片材，其中鋁層的厚度是O. 1mm，鎳層的厚度是O. 025mm。鎳層中鎳的含量和鋁層中鋁的含量都在99. 5%以上。用羅門哈斯公司生產(chǎn)的溶劑型單涂粘合劑Thixon 304-EF處理鎳層表面，然后，將含有1%的硫化劑2，5- 二甲基-2，5- 二 (叔丁基過氧基)己烷(簡稱硫化劑雙25)硅橡膠(選用信越公司生產(chǎn)的KE-941，其硫化膠的邵氏A硬度是40左右)和鋁鎳層狀復(fù)合片材放在模具中(鎳層表面和硅橡膠接觸)，在170°C下硫化5分鐘，制得高分子基體4的厚度為
I.875_、總厚度是2mm的金屬面娃橡膠復(fù)合片材。這中復(fù)合片材可以沖切成直徑為5mm的圓形導(dǎo)電粒。這種導(dǎo)電粒少許受力即易于形變。在一定的粉塵濃度下，當(dāng)上述導(dǎo)電粒與集成電路線路板PCBl接觸時(shí)，軟態(tài)金屬面材2既能夠變形留有足夠的塵埃粒子5空間，又有足夠的面積與PCBl上的電路接觸，使得導(dǎo)電粒仍可提供良好的導(dǎo)電性。實(shí)施例2
仿照實(shí)施例I中的工藝方法，采用邵氏A硬度為40的低硬度的硅橡膠和厚度為
0.075_、維氏硬度小于70的軟態(tài)金屬銅復(fù)合而制得的導(dǎo)電粒，其抗塵性能良好。經(jīng)測試，該導(dǎo)電粒在溫度23 ±2 °C、相對濕度45-85%、粉塵濃度6000mg/m3環(huán)境中，打擊10萬次后電阻值幾乎不變化，顯示了優(yōu)良的抗塵導(dǎo)電性能。實(shí)施例3
所述的軟態(tài)金屬面材2是HV硬度為60-90、厚度為O. 25mm的軟銅片材，片材上均勻分布了直徑為O. 2mm的小孔。將此片材與厚度為O. 0125mm聚酰亞胺薄膜熱壓復(fù)合形成片材，聚酰亞胺薄膜形成過渡層3。然后將這種片材和含有偶聯(lián)劑和硫化劑的邵氏A硬度是60的硅橡膠模壓硫化成型，制得含有過渡層的軟金屬面硅橡膠復(fù)合片材。這種片材可以沖切成如附圖所示的直徑3_至5_的導(dǎo)電粒，可以用作汽車按鍵、手機(jī)按鍵和其它電子產(chǎn)品按鍵的背襯導(dǎo)電材料。
權(quán)利要求
1.一種軟態(tài)金屬面與高分子材料復(fù)合導(dǎo)電粒，由金屬面材(2)與高分子基體(4)粘接復(fù)合而成，其特征在于金屬面材(2)是維氏硬度不大于200的主要材質(zhì)為金、銀、銅、鋁、錫、鎳、鐵或銦的軟態(tài)金屬片材、軟態(tài)金屬海綿、軟態(tài)金屬纖維織物、或軟態(tài)金屬無紡布制成，金屬面材(2)的厚度在O. 005mm至2. 5_之間；高分子基體(4)的邵氏A硬度不大于75，高分子基體(4)里或有增塑劑或軟化劑成份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟態(tài)金屬面與高分子材料復(fù)合導(dǎo)電粒，其特征在于所述的金屬面材(2)是維氏硬度不大于200的金、銀、銅、鋁、錫、鎳、鐵、鋅或銦中任意一種金屬、任意一種金屬的合金或者任意一種或幾種金屬的復(fù)合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的軟態(tài)金屬面與高分子材料復(fù)合導(dǎo)電粒，其特征在于所述的金屬面材(2)由一種金屬制成,其外表面鍍有一層或多層其它材質(zhì)的金屬鍍層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軟態(tài)金屬面與高分子材料復(fù)合導(dǎo)電粒，其特征在于所述的金屬面材(2)由鎳制成,其外表面鍍有一層金；或者，金屬面材(2)由銅制成,其外表面鍍有一層鎳，或再鍍有一層金。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的軟態(tài)金屬面與高分子材料復(fù)合導(dǎo)電粒，其特征在于所述的金屬面材(2)的維氏硬度在80-180之間，高分子基體(4)的邵氏A硬度在3-65之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟態(tài)金屬面與高分子材料復(fù)合導(dǎo)電粒，其特征在于所述的軟態(tài)金屬片材的表面是平整的、或粗糙的、或表面有平面圖案的結(jié)構(gòu)、或表面有凹凸圖案的結(jié)構(gòu)；或者，所述的軟態(tài)金屬片材上有直徑小于Imm的一個(gè)或多個(gè)微孔的結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟態(tài)金屬面與高分子材料復(fù)合導(dǎo)電粒，其特征在于所述的軟態(tài)金屬海綿的空隙率大于10%。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟態(tài)金屬面與高分子材料復(fù)合導(dǎo)電粒，其特征在于所述的高分子基體(4)是含有交聯(lián)劑、增塑劑、軟化劑、發(fā)泡劑、偶聯(lián)劑、顏料、導(dǎo)電填料中的一種或數(shù)種助劑的天然橡膠或合成橡膠。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的軟態(tài)金屬面與高分子材料復(fù)合導(dǎo)電粒，其特征在于所述的高分子基體(4)是硅橡膠。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的軟態(tài)金屬面與高分子材料復(fù)合導(dǎo)電粒，其特征在于所述的金屬面材(2)與高分子基體(4)之間粘接有厚度薄于高分子基體(2)的過渡層(3)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軟態(tài)金屬面與高分子材料復(fù)合導(dǎo)電粒，由金屬面材與高分子基體粘接復(fù)合而成，金屬面材是維氏硬度不大于200的主要材質(zhì)為金、銀、銅、鋁、錫、鎳、鐵或銦的軟態(tài)金屬片材或軟態(tài)金屬海綿等制成，金屬面材的厚度在0.005mm至2.5mm之間；高分子基體的邵氏硬度不大于75，高分子基體里或有塑化劑或軟化劑的成份。本發(fā)明的軟態(tài)金屬面材與高分子基體可根據(jù)不同的導(dǎo)電性和成本要求靈活選擇不同類型的金屬，所制作出的導(dǎo)電粒彈性好、柔軟性好、抗塵性能好，對導(dǎo)電粒所接觸的PCB板的磨損小，可廣泛用作各類按鍵的導(dǎo)電接觸部件。
文檔編號B32B15/04GK102623197SQ2012100901
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月30日
發(fā)明者嚴(yán)曉健, 張勁松, 韓輝升, 顧建祥, 黃志宏, 黃誠 申請人:南通萬德電子工業(yè)有限公司