CN102034629B - 一种按键及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于按键领域，提供了一种按键，该按键包括键帽，其中，该键帽从下向上依次包括树脂层、金属字符层和金属保护层；所述树脂层上有通孔，所述通孔位于金属字符层正下方。本发明还提供了一种按键的制备方法。本发明的按键实现金属按键的应用，克服了按键字符因磨损而模糊不清或脱落的现象，结构合理、巧妙，增加了按键的手感，提高了终端产品的消费档次，一定程度上满足了目前消费者追求高品位的市场需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种按键及其制备方法。
背景技术
目前按键不仅广泛运用于计算机、通信行业，而且还用在银行、超市等日常生活中也有广泛应用。常规的按键多采用两种加工方式，其一是先注射成型无字符的按键母体，再通过印刷的方法将字符印刷上去；其二是采用两种不同颜色塑胶分开注射成型，一种颜色作为母体，另一种则作为字符。这两种方案都有工艺相对比较简单的优点，但方案一制作的按键在使用过程中易磨损，久而久之会造成按键表面字符模糊不清或者脱落影响正常使用；方案二虽然没有字符变模糊或脱落的问题，但按键的本体都是塑胶，塑胶本身的手感以及消费档次都要低一些。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的按键的字符在磨损后模糊不清或脱落的、手感差的缺点，从而提供一种耐磨损、手感舒适的按键及其制备方法。
本发明提供了一种按键，包括键帽，其中，该键帽从下向上依次包括树脂层、金属字符层和金属保护层；所述树脂层上有通孔，所述通孔位于金属字符层正下方。
本发明还提供了一种电子产品按键的制备方法，该方法包括以下步骤：
A将树脂和金属进行热压形成具有树脂层和表面金属层的热压件；
B对热压件的树脂层进行钻通孔，该通孔贯穿树脂层到表面金属层止，所述树脂层与表面金属层相接触的表面为第一表面；
C将经过钻通孔处理的热压件进行金属化，在树脂层的第一表面相对应的第二表面上形成底层金属层；
D在表面金属层上依次进行压保护膜和感光膜、曝光、显影、蚀刻、剥膜处理得到金属字符层，金属字符层位于通孔的正上方；
E在底层金属层上压干膜；
F在金属字符层上电镀金属保护层；
G除去底层金属层上的干膜和底层金属层即得到按键。
本发明的按键实现金属按键的应用，克服了按键字符因磨损而模糊不清或脱落的现象，结构合理、巧妙，增加了按键的手感，提高了终端产品的消费档次，一定程度上满足了目前消费者追求高品位的市场需求。
附图说明
图1为实施例1中制备得到的按键键帽的剖面图；
图2为实施例1中钻完通孔后从PET(聚对苯二甲酸乙二酯)表面看的通孔的正视图；
图3为实施例1中制备得到的按键键帽的正视图。
具体实施方式
本发明提供了一种按键，包括键帽，其中，该键帽从下向上依次包括树脂层、金属字符层和金属保护层；所述树脂层上有通孔，所述通孔位于金属字符层正下方。
根据本发明所述的按键，为了使树脂层与金属字符层结合的更强，优选情况下，所述按键本体还包括胶粘层，所述胶粘层粘接树脂层和金属字符层，所述通孔贯穿树脂层及胶粘层到金属字符层为止。所述胶粘层可以为本领域技术人员所公知的可以作为胶粘剂的材料形成的，在更优选情况下，所述胶粘层为环氧胶、氯丁胶、丙烯酸胶中的一种。
根据本发明所述的按键，所述金属字符层可以为本领域技术人员所公知的各种金属形成，在优选情况下，所述金属字符层为铜层或不锈钢层。所述金属保护层为本领域技术人员所公知的金属，为了更好的保护金属字符层，使按键的耐磨性更强，在优选情况下，所述金属保护层为镍层，或金属保护层为白锡铜、铬的复合层。
根据本发明所述的按键，所述位于金属字符层正下方的通孔可以为一个或多个，但是为了本发明的按键有更好的耐振性，本发明优选为金属字符层正下方的通孔为多个。
根据本发明提供的按键，所述树脂层、金属字符层、胶粘层和金属保护层的厚度没有限制，只要能满足按键厚度的要求即可，为了使按键的耐磨性更强，手感更好，在优选情况下，所述树脂层的厚度为0.1-0.2mm，所述金属字符层的厚度为0.1-0.2mm，所述胶粘层的厚度为25-50μm，所述金属保护层的厚度为1-4.5um，所述通孔的直径为0.1mm-0.3mm。
根据本发明提供的按键，所述树脂层的树脂为本领域技术人员所公知的各种树脂，在优选情况下，所述树脂层的树脂为聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯中的一种。
本发明还提供了一种按键的制备方法，该方法包括以下步骤：
A将树脂和金属进行热压形成具有树脂层和表面金属层的热压件；
B对热压件的树脂层进行钻通孔，该通孔贯穿树脂层到表面金属层止，所述树脂层与表面金属层相接触的表面为第一表面；
C将经过钻通孔处理的热压件进行金属化，在树脂层的第一表面相对应的第二表面上形成底层金属层；
D在表面金属层上依次进行压保护膜和感光膜、曝光、显影、蚀刻、剥膜处理得到金属字符层，金属字符层位于通孔的正上方；
E在底层金属层上压干膜；
F在金属字符层上电镀金属保护层；
G除去底层金属层上的干膜和底层金属层即得到按键。
根据本发明提供的按键的制备方法，为了使树脂层与金属字符层结合的更强，优选情况下，将树脂和金属进行热压前，先将树脂和金属用胶粘剂粘接。所述胶粘剂可以为本领域技术人员所公知的各种可以作为胶粘剂的材料，在更优选情况下，所述胶粘剂为环氧胶、氯丁胶、丙烯酸胶中的一种。
根据本发明所述的按键的制备方法，所述金属字符层可以为本领域技术人员所公知的各种金属，在优选情况下，所述金属字符层为铜或不锈钢。
根据本发明提供的按键的制备方法，所述树脂为本领域技术人员所公知的各种树脂，在优选情况下，所述树脂为聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯中的一种。
根据本发明所述的按键的制备方法，所述热压包括升温阶段、高温保持阶段和降温阶段；所述升温阶段包括温度从室温升至150℃，升温速率为4-5℃/min，升温阶段的压力4-5Kg；所述高温保持阶段为在150℃保持1-1.5小时，高温保持阶段的压力20-30Kg；所述降温阶段为温度从150℃降至室温，降温速率为2-3℃/min，降温阶段的压力为20-30Kg。
根据本发明所提供的按键的制备方法，所述钻通孔的方法可以为本领域技术人员所公知的各种钻孔方法，如机械钻孔、激光钻孔，本发明优选为为激光钻孔，所述通孔可以为一个或多个，为了本发明的按键的有更好的耐振性，本发明优选通孔为多个。所述通孔的直径为0.1mm-0.3mm。
根据本发明所述的按键的制备方法，所述金属化的方法为沉积铜后再镀铜。所述沉积铜即在表面金属层、通孔孔壁以及PET面都沉积一层厚度为0.5-2um的化学铜；所述镀铜即将沉铜后的半成品进行镀铜，最终使通孔孔壁上的铜层和树脂层表面的底层金属铜层的厚度达到12-18um即可。所述沉积铜的溶液为3.0-5.0g/LCuSO4·5H2O，30-50g/L酒石酸钾钠，5-10g/L NaOH，2-5g/L Na2CO3，0.5-2g/L NiCl2·6H2O，10-20mL/L甲醛，沉积铜的温度为71-77℃，沉积铜时间为5-10min；所述电镀铜的镀液为硫酸、硫酸铜及盐酸的混合溶液，其中硫酸的浓度为180-220g/L，硫酸铜的浓度为60-80g/L，盐酸的浓度为30-70ppm，电流密度为0.8-1.0ASD，电镀铜时间为40-60min。
根据本发明所述的按键的制备方法，所述压干膜和感光膜将在表面金属层上压干膜和感光膜(旭化成YQ-50SD干膜)，其中感光层上有字符。为了在后面的蚀刻过程中保护底层金属层及孔壁上的金属，优选在底层金属层也压上干膜。
根据本发明所述的按键的制备方法，所述曝光是将感光层曝光，用5千瓦的高压水银灯曝光，曝光能量为50-60毫焦/平方厘米，曝光时间为15-20秒。
根据本发明所述的按键的制备方法，其中，在曝光后对其进行显影，所述显影是在28-32℃下，用1.0-1.2重量％的Na2CO3溶液进行的。
根据本发明所述的按键的制备方法，其中，在显影后进行蚀刻，将显影出来的半成品进行蚀刻，将键帽字符面朝上放入蚀刻机(志诚ZC-600dZ)中进行蚀刻，蚀刻液的温度46-50℃，蚀刻液为CuCl2/H2O2/HCl水溶液，其中，CuCl2的浓度为0.2-0.5摩/升，HCl浓度为0.2-0.5摩/升，H2O2的含量为0.05-2重量％，喷淋时上喷头喷压1-3千克/平方米，下喷头喷压1-3千克/平方米，蚀刻的时间为1-5分钟。
根据本发明所述的按键的制备方法，最后进行剥膜即剥除表面金属层的干膜和感光膜，将蚀刻后的产品放进剥离段机器(日本Hakuto公司产的Peeler)中进行剥离即可得到具有完整金属字符层的半成品，其中，剥离液的浓度为1-5重量％的NaOH水溶液，温度为46-50℃，剥离液喷淋时上喷头喷压为1-3千克/平方米，下喷头喷压为1-3千克/平方米，剥离的时间为1-3分钟。
根据本发明所述的按键的制备方法，在底层金属层上压干膜的方法是在底层金属层上压抗电镀干膜，如日立H-N640干膜，但要预留出做电镀时电镀夹具的夹点位置；再利用底层金属层及铜孔孔壁的铜层作为导电介质使金属字符层上镀上耐磨的金属保护层。所述电镀金属保护包括电镀电镀镍或白锡铜后电镀三价铬铬。若在铜层上直接镀一层三价铬，一般厚度不能超过1um，太厚的话会很脆，易裂开脱落，使用时很容易被磨穿露出红色的铜层，因此我们选择镀三价铬前先镀一层较厚的白锡铜，这层白锡铜具有提高最终成品耐磨性及抗化性的作用。而镍可以很好的与铜结合，且可以根据需要可以得到不同的厚度，所以在金属字符层上可以直接电镀镍。电镀镍的镀液为硫酸镍200-250g/L、氯化镍50-60g/L、硼酸40-50g/L的混合溶液，时间为5-10min，电流为5-10A/dm2，电镀白锡铜镀液为铜5-8g/L、锡3-5g/L的混合溶液，时间为5-10min，电流为1-1.5A/dm2，电镀铬的镀液为三价铬盐20-30g/L、稳定剂60-80g/L、硼酸60-80g/L的混合溶液，时间为1.5-2.5min，电流为70-120A。
最后，除去底层金属层上的干膜和底面金属层，剥离底层金属层上的干膜的方法为，在剥离段机器(日本Hakuto公司产的Peeler)中进行剥离，其中剥离液为浓度为1-5重量％的NaOH水溶液，温度为46-50℃，喷淋时上喷头喷压为1-3千克/平方米，下喷头的喷压为1-3千克/平方米，剥离的时间为1-3分钟。除去底面金属层的方法为，在金属保护层的整面层压抗蚀刻干膜旭化成YQ-50SD干膜，将金属保护层的整面全部覆盖保护起来；再将产品放入蚀刻机(志诚ZC-600dZ)中进行蚀刻，蚀刻液的温度为46-50℃，蚀刻液为CuCl2/H2O2/HCl水溶液，其中，CuCl2的浓度为0.2-0.5摩/升，HCl浓度为0.2-0.5摩/升，H2O2的含量为0.05-2重量％，喷淋时上喷头喷压为1-3千克/平方米，下喷头的喷压为1-3千克/平方米，蚀刻的时间为为1-5分钟，至底层金属层被全部蚀刻掉露出树脂层；最后将蚀刻完的按键放进剥离段机器(日本Hakuto公司产的Peeler)中进行剥离去金属保护层的干膜，得到完整的柔性板按键产品。其中剥离液为浓度为1-5重量％的NaOH水溶液，温度为46-50℃，剥离液喷淋时上喷头喷压为1-3千克/平方米，下喷头喷压为1-3千克/平方米，剥离的时间为1-3分钟，将金属保护层的干膜剥离干净。
下面采用具体实施例的方式对本发明进行进一步的详细描述。
实施例1
将透明0.2mm厚的PET材料、25μm的环氧胶及0.1mm的纯铜复合在一起做热压合，得到结构为表面铜层、胶粘层和PET树脂层的热压件。热压的条件为：温度从室温升至50℃，升温速率为5℃/min，升温过程中的压力5Kg；高温150℃过程持续1小时，压力30Kg；降温过程即150℃到室温，降温速率为2-3℃/min，压力为30Kg。
实用激光雕刻在PET树脂层表面钻孔，孔直径为0.3mm，孔只将PET树脂层和环氧胶层钻穿，而表面金属层不钻穿，如图1所示，图中的通孔4正好完全钻穿树脂层5和环氧胶层3。
采用化学沉铜和电镀铜的工艺使通孔内壁以及PET树脂层及表层金属层形成厚度为12um的铜箔层。化学沉铜即在表层金属层、通孔孔壁以及PET树脂层表面沉积一层2um厚的化学铜层，化学沉铜液的温度为72℃，产品在沉铜液中浸泡5min，化学沉铜的镀液为5.0g/L CuSO4·5H2O，50g/L酒石酸钾钠，10g/LNaOH，5g/L Na2CO3，2g/L NiCl2·6H2O，10mL/L甲醛；电镀铜，将沉铜后的半成品进行电镀铜，电流密度1.0ASD，时间为1小时，电镀铜的镀液为硫酸、硫酸铜及盐酸的混合溶液，其中硫酸的浓度为200g/L，硫酸铜的浓度为80g/L，盐酸的浓度为50ppm，最终使通孔孔壁及PET树脂层表面的底层金属层的厚度达到12um即可。
将上述处理好的半成品再经压干膜-曝光-显影-蚀刻-剥膜使得键帽字符成型。具体步骤为：镀铜后的产品的表层金属层和底层金属层上层压旭化成YQ-50SD干膜；再曝光：表层金属层的表面用有键帽字符图形的感光膜曝光，该字符图形如图3所示，且字符图形位于与图2所述的通孔的正上方与通孔对应。用5千瓦的高压水银灯曝光，曝光能量为50毫焦/平方厘米，曝光时间为20秒；而后显影：在30℃下，用1.0重量％的Na2CO3溶液进行显影；再做蚀刻：将显影出来的半成品放入蚀刻机(志诚ZC-600dZ)中进行蚀刻，蚀刻液的温度48℃，蚀刻液为CuCl2/H2O2/HCl水溶液，其中，CuCl2的浓度为0.3摩/升，HCl浓度为3.0摩/升，H2O2的含量为1重量％，喷淋时上喷头喷压1.5千克/平方米，下喷头喷压1.0千克/平方米，蚀刻的时间为2.0分钟；最后剥膜：将蚀刻后的产品放进剥离段机器(日本Hakuto公司产的Peeler)中进行剥离，得到具有金属字符层的柔性板半成品。其中剥离液为浓度3重量％的NaOH水溶液，温度为48℃，药液喷淋时上/下喷头喷压皆为1.0千克/平方米，剥离的时间为1.5分钟即得到如图1所示的金属字符层2。
电镀金属保护层，先在底层金属层表面压抗电镀干膜日立H-N640，但要预留出做电镀铬时电镀夹具的夹点位置；再利用底层金属层及通孔孔壁的铜层作为导电介质使金属字符层上电镀到三价铬，即先在金属表面做电镀白锡铜处理，时间为6min，电流为15A，电压为3V，电镀白锡铜镀液为铜5-8g/L、锡3-5g/L的混合溶液；再做三价铬电镀，电镀铬的镀液为三价铬盐20-30g/L、稳定剂60-80g/L、硼酸60-80g/L的混合溶液，时间为2.5min，电流为100A；得到的镀层厚度为：白锡铜为4um，三价铬的厚度为0.5um的如图1所示的金属保护层1。最后剥离底层金属层表面的抗电镀干膜：使用剥离段机器(日本Hakuto公司产的Peeler)中进行剥离，剥掉底层金属层表面的抗电镀干膜。其中剥离液为浓度为2.5重量％的NaOH水溶液，温度为48℃，喷淋时上/下喷头喷压皆为1.0千克/平方米，剥离的时间为1.5分钟。
去除底层金属层：将上述产品先在金属保护层的表面整面层压抗蚀刻干膜旭化成YQ-50SD干膜，将金属保护层全部覆盖保护起来；再将产品放入蚀刻机(志诚ZC-600dZ)中进行蚀刻，蚀刻液的温度48℃，蚀刻液为CuCl2/H2O2/HCl水溶液，其中，CuCl2的浓度为0.3摩/升，HCl浓度为3.0摩/升，H2O2的含量为1重量％，喷淋时上喷头喷压1.5千克/平方米，下喷头喷压1.0千克/平方米，蚀刻的时间为1.5分钟，至此底层金属层被全部蚀刻掉露出PET树脂层；最后将蚀刻完底层金属层的产品放进剥离段机器(日本Hakuto公司产的Peeler)中进行剥离，得到具有完整按键本体的柔性板产品。其中剥离液为浓度为3重量5％的NaOH水溶液，温度为48℃，药液喷淋时上/下喷头喷压皆为1.0千克/平方米，剥离的时间为1.5分钟，将金属保护层起保护作用的抗蚀刻干膜剥离干净即得到本实施例的按键。
实施例2
按照实施例1的方法制备按键，不同的是没有环氧胶。
实施例3
按照实施例1的方法制备按键，不同的是在金属字符层表面电镀的是镍，电镀镍的镀液为硫酸镍250g/L、氯化镍60g/L、硼酸50g/L的混合溶液，时间为10min，电流为10A/dm2。
本发明在按键键帽的表面有铬或镍作为保护层，所以耐磨性比用塑胶注塑的按键好，同时键帽的金属保护层增强了按键的手感。
Claims (9)
1.一种按键的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
Ａ将树脂和金属进行热压形成具有树脂层和表面金属层的热压件；
Ｂ对热压件的树脂层进行钻通孔，该通孔贯穿树脂层到表面金属层止，所述树脂层与表面金属层相接触的表面为第一表面；
Ｃ将经过钻通孔处理的热压件进行金属化，在树脂层的第一表面相对应的第二表面上形成底层金属层；
Ｄ在表面金属层上依次进行压保护膜和感光膜、曝光、显影、蚀刻、剥膜处理得到金属字符层，金属字符层位于通孔的正上方；
Ｅ在底层金属层上压干膜；
Ｆ在金属字符层上电镀金属保护层；
Ｇ除去底层金属层上的干膜和底层金属层即得到按键。
2.根据权利要求1所述的按键的制备方法，其中，将树脂和金属进行热压前，先将树脂和金属用胶粘剂粘接。
3.根据权利要求1所述的按键的制备方法，其中，所述金属为铜或不锈钢。
4.根据权利要求2所述的按键的制备方法，其中，所述胶粘剂为环氧胶、氯丁胶、丙烯酸胶中的一种；所述树脂为聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯中的一种。
5.根据权利要求1所述的按键的制备方法，其中，所述热压包括升温阶段、高温保持阶段和降温阶段；所述升温阶段包括温度从室温升至150℃，升温速率为4-5℃/min，升温阶段的压力4-5Kg；所述高温保持阶段为在150℃保持1-1.5小时，高温保持阶段的压力20-30Kg；所述降温阶段为温度从150℃降至室温，降温速率为2-3℃/min，降温阶段的压力为20-30Kg。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的按键的制备方法，其中，所述钻通孔的方法为激光钻孔，所述通孔有多个，所述通孔的直径为0.1mm-0.3mm。
7.根据权利要求1所述的按键的制备方法，其中，所述金属化的方法为沉积铜后再镀铜；
所述沉积铜的溶液为3.0-5.0g/L CuSO4·5H2O，30-50g/L酒石酸钾钠，5-10g/L NaOH，2-5g/L Na2CO3，0.5-2g/L NiCl2·6H2O，10-20mL/L甲醛，沉积铜的温度为71-77℃，沉积铜时间为5-10min；
所述电镀铜的镀液为硫酸、硫酸铜及盐酸的混合溶液，其中硫酸的浓度为180-220g/L，硫酸铜的浓度为60-80g/L，盐酸的浓度为30-70ppm，电流密度为0.8-1.0ASD，电镀铜时间为40-60min。
8.根据权利要求1所述的按键的制备方法，其中，
曝光，用高压水银灯曝光，曝光能量为50-60毫焦/平方厘米，曝光时间为15-20秒；
显影，在28-32℃下，用1.0-1.2重量%的Na2CO3溶液进行显影；
蚀刻，将显影出来的半成品进行蚀刻，蚀刻液的温度46-50℃，蚀刻液为CuCl2/H2O2/HCl水溶液，其中，CuCl2的浓度为0.2-0.5摩/升，HCl浓度为0.2-0.5摩/升，H2O2的含量为0.05-2重量%，喷淋时上喷头喷压1-3千克/平方米，下喷头喷压1-3千克/平方米，蚀刻的时间为1-5分钟；
剥膜，将蚀刻后的产品进行剥离，其中，剥离液为浓度1-5重量%的NaOH水溶液，温度为46-50℃，剥离液喷淋时上喷头喷压为1-3千克/平方米，下喷头喷压为1-3千克/平方米，剥离的时间为1-3分钟。
9.根据权利要求1所述的按键的制备方法，其中，所述电镀金属保护层包括电镀镍，或电镀白锡铜后再电镀三价铬，电镀镍的镀液为硫酸镍200-250g/L、氯化镍50-60g/L、硼酸40-50g/L的混合溶液，时间为5-10min，电流为5-10A/dm2，电镀白锡铜镀液为铜5-8g/L、锡3-5g/L的混合溶液，时间为5-10min，电流为1-1.5A/dm2，电镀铬的镀液为三价铬盐20-30g/L、稳定剂60-80g/L、硼酸60-80g/L的混合溶液，时间为1.5-2.5min，电流为70-120A。
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2009
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