CN102354629B - 麻面金属与橡胶复合导电粒 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种麻面金属与橡胶复合导电粒，由金属面层与橡胶基体粘合而成，或者粘合后分切而成。金属面层为麻面，具有凹坑、凸点或者两者均有；凹坑或凸点在金属面层的外表面、内表面或者两个表面均有。凹坑的深度小于金属面层厚度，凸点的高度不小于金属面层厚度的十分之一。金属面层的材质为金属或合金，外表面可镀金、银、铜或镍等；橡胶基体为硅橡胶或聚氨酯橡胶等；金属面层与橡胶基体之间可有粘接层，粘接层为热硫化胶粘剂、底涂剂或为与橡胶基体相同的材质。金属面层内表面可涂有偶联剂等助剂。本发明的金属面层强度高、导电性稳定，粘接层强度高，橡胶基体弹性足；本发明可用作手机、汽车等各类按键的导电部件，且成本可控。

Description

麻面金属与橡胶复合导电粒

技术领域

本发明涉及按键用导电部件，特指一种由麻面金属箔或薄片和橡胶基体复合而成的麻面金属与橡胶复合导电粒。

背景技术

手机、电脑、计算器、汽车等各类按键在安装使用时，其背面有背衬弹性部件，按键才能具有较好的触感。通常的弹性部件为橡胶制成，而弹性部件需要与集成电路接触，以便按键按下时导通相关电路。由于橡胶的导电性欠佳，因此需要使用导电粒增加按键与电路开关触点处的导电性能。

专利申请号为98117795.6的说明书公开了一种“用于接合到弹性基底上的导电弹性体”。该导电弹性体材料包含一种其中分散有一定量导电薄片的非导电性弹性材料，该导电弹性体也可包含一定量分散于非导电弹性材料中的导电颗粒，或者，也可将一定量的导电颗粒镶嵌于该导电弹性体的外表面。该方法制作的导电弹性体中导电颗粒在整个基体中，影响了基体的弹性，对接触电路的导电性能并未增加，甚至造成接触不良，影响电路导通。

专利申请号为200920057627.5的“按键用超薄导电粒”、专利申请号为201010592410.1的“复合导电片材”、以及专利申请号为200680015484.0的“导电接触部及其制造方法”的申请文件中，所选用的金属材料都是有微孔或间隙的，很难完全避免在生产和使用过程中，不导电的橡胶基材穿过金属层面、高出金属层面，在按键和电路板之间形成不导电的异常物，这些导电部件或者还存在着金属掉丝、掉屑的风险，使按键的导通功能失效，从而可能导致导通开关误判。

本申请人申请的申请号为201110027418.8的“橡胶导电粒及其制备方法”专利，是在橡胶基体的下表面镀有一层金属膜，该金属膜较薄，机械强度尚不够理想，所制得金属膜的导电性能通常不及同类金属片材或金属箔的导电性能，其表面电阻较大，并且导电性能依赖于镀膜工艺，制程成本也比较高；且金属膜表面平整，无凹凸结构，不能与电路形成点接触，当接触面有灰尘、污物时，接触不良易致电路不能导通。

发明内容

发明目的：克服传统按键导电粒导电性和强度不能兼顾的缺陷，提供一种确保与电路可靠接触、导电性良好的麻面金属与橡胶复合导电粒。

技术方案：本发明的麻面金属与橡胶复合导电粒，由金属面层与橡胶基体粘接复合而成，或者粘接复合后分切而成。金属面层为麻面，具有凹坑、凸点或者两者均有。具有凹坑时，凹坑在金属面层的外表面、金属面层的内表面或者两个表面均有；具有凸点时，凸点在金属面层的外表面、金属面层的内表面或者两个表面均有。金属面层厚度为0.01mm-2mm，金属面层的最大面积为0.5mm²-100mm²。橡胶基体为天然橡胶、合成橡胶、热塑性弹性体、热固性弹性体或弹性体合金。

橡胶基体与金属面层的粘结复合方式，是经过模压成型、注射成型、挤出成型、喷涂成型或压延成型，然后依靠橡胶基体自身与金属面层的粘结性能粘结复合而成；或者，是橡胶基体与金属面层用胶粘剂或底涂剂形成粘结层粘接复合而成。

麻面金属面层可以确保与电路或芯片有很好的点接触或线性接触，使电路易于导通。

本发明中，所述的凹坑的深度小于金属面层厚度；所述的凸点的高度不小于金属面层厚度的十分之一。凹坑的底或顶在可以同一平面，或者不全在同一平面；凸点的底或顶可以在同一平面，或者不全在同一平面。

所述的凹坑和凸点的最大面积为10^-4mm²-10mm²；相邻的凹坑之间、相邻的凸点之间或者相邻的凹坑与凸点之间的距离可以为0-2mm，以保证与集成电路开关的可靠接触和导通。

所述的凹坑或凸点在金属面层上的分布为均匀分布、有规律分布或者杂乱分布。

所述的金属面层可以为圆形、椭圆形、心形、正多边形或者不规则形状；所述的凹坑或凸点可以有任意的立体形状，其横截面为圆形、椭圆形、心形、正多边形或者不规则形状。

所述的金属面层的材质可以为金属、合金、双金属或多金属复合材料；金属面层的外表面或可以镀金、银、铜、铝、镍、铬、铑、锌、钼、锡、钴、钨或铁，或可以镀上述金属的合金。如有镀层，镀层可以是一层、两层或多层，例如，在铜箔上先镀一层镍，再镀一层金，以增加导电性能或增加耐腐蚀性能。

所述的金属面层与橡胶基体复合前，金属面层的内表面或者可以进行过清洗、物理预处理或化学预处理，以使得粘结强度增大。

所述的金属面层与橡胶基体之间有粘接层，粘接层优选为热固性胶粘剂形成，更优选热硫化胶粘剂，粘结性能更好；粘接层或嵌入金属面层的凹坑中或者凸点之间。

所述的粘接层可以为热硫化型胶粘剂或底涂剂形成；或者，粘接层为与橡胶基体相同的材质。

所述的橡胶基体中可以含有偶联剂、其它粘合助剂、使得橡胶胶料与金属层面的直接粘合强度足够。或者橡胶基体中还可以含有颜料、补强剂、增塑剂、防老化剂或导电性填料中的一种或数种；或者，橡胶基体的高分子链中含有羟基或羧酸基这种具有粘合促进作用的官能团。

所述的橡胶基体优选为热硫化型固态硅橡胶、液体硅橡胶或聚氨酯橡胶制备而成。

有益效果：本发明所阐述的导电粒可用作手机、电脑、汽车等各类按键的导电部件，导电粒的金属面层与电路开关可以有可靠的接触。本发明结构合理，形状多样，金属表面强度高、导电性良好、稳定，橡胶基体的弹性足，且由于凹坑和凸点的存在，金属面层的接触面积增大使得粘接层强度提高。本发明制作简便，成本可控，易于工业化生产和批量应用。

附图说明

附图是本发明的一个结构示意图；

图中：1、金属面层；2、粘接层；3、橡胶基体；4、金属面层的外表面；5、凹坑；6、凸点；7、金属面层的内表面。

具体实施方式

选取厚度为0.01mm-2mm、最大面积为0.5mm²-100mm²的金属面层1，金属面层1具有凹坑5、凸点6或者两者均有；具有凹坑5时，凹坑5在金属面层的外表面4、金属面层的内表面7或者两个表面均有；具有凸点6时，凸点6在金属面层的外表面4、金属面层的内表面7或者两个表面均有，所有凸点的高度是相同的。选取相应规格的橡胶基体3和合适的热固性胶粘剂或底涂剂。

实施例1

如附图所示，所述的凹坑5的深度小于金属面层1厚度，凸点6的高度小于金属面层1厚度的两倍。所述的凹坑5和凸点6的最大面积为0.1mm²-1mm²；相邻的所述的凹坑5之间、凸点6之间或者相邻的凹坑5与凸点6之间的距离为0.05mm-0.5mm。

所述的凹坑5或凸点6在金属面层1上的分布是均匀分布。所述的金属面层1为圆形，所述的凹坑5或凸点6的平面形状为圆形。所述的金属面层1的材质为0.1毫米厚的金属铜，金属面层的外表面4还镀有4微米厚的镍，然后在镍上面镀一层1.5微米的硬金。镍镀层作为中间层起着金、铜之间的阻挡层的作用，它可以阻止金铜间的相互扩散和阻碍铜穿透到金表面，以增加导电粒的耐腐蚀、耐氧化性能，提高导电粒的使用寿命。

所述的粘接层2为热固性胶粘剂形成，与橡胶基体3性能匹配。粘接层2可嵌入金属面层1的凹坑5中。所述的金属面层1与橡胶基体3粘合前，所述的橡胶基体3为聚氨酯橡胶，金属面层的内表面7、橡胶基体3的粘合表面都经过有机溶剂的除油处理。

实施例2

如附图所示，所述的凹坑5的深度小于金属面层1厚度，凸点6的高度小于金属面层1厚度。所述的凹坑5和凸点6的最大面积为0.5mm²-2mm²；相邻的所述的凹坑5之间、相邻的凸点6之间或者相邻的凹坑5与凸点6之间的距离为0.5mm-1mm，保证与集成电路可靠接触。

所述的凹坑5或凸点6在金属面层1上的分布是杂乱无章分布，所述的金属面层1为心形，所述的凹坑5或凸点6的平面形状为椭圆形。

所述的金属面层1的材质为铝合金，金属面层的外表4还镀有银，以增加导电性能和耐腐蚀性能。所述的粘接层2为硫化橡胶胶粘剂，所述的橡胶基体3为硅橡胶，粘接层2嵌入金属面层1的凹坑5中。所述的金属面层1与橡胶基体3粘合前，金属面层的内表面7经过酸液的除油去污处理；除油去污的表面涂有偶联剂，以增加金属面层1与橡胶基体3的粘接强度。

实施例3

如附图所示，所述的凸点6的高度小于金属面层1厚度的两倍。所述的凹坑5和凸点6的平面最大面积为1mm²-5mm²；相邻的所述的凹坑5之间、相邻的凸点6之间为1mm-2mm。

所述的凹坑5或凸点6在金属面层上的分布是有规律分布。所述的金属面层1为正多边形，所述的凹坑5的平面形状为不规则形状，所述的凸点6的平面形状为圆形。所述的金属面层1的材质为铁镍双金属复合材料，所述的粘接层2为热硫化橡胶胶粘剂层，所述的橡胶基体3为硅橡胶。

所述的金属面层1与橡胶基体3粘合前，金属面层的内表面7经过有机溶剂除油，橡胶基体3的粘合表面经过合成洗涤液去污处理；除油、去污的表面均涂有底涂剂、金属处理剂，以增加金属面层1与橡胶基体3的粘接强度。

上述实施例1-3中，将金属面层的内表面7与橡胶基体3粘合面分别涂上热固性胶粘剂，放入硫化机中，在一定的工艺条件下进行硫化反应，即可以制得本发明的产品成品。如附图所示，该成品具有金属面层1、粘接层2和橡胶基体3。

Claims (10)

1.一种麻面金属与橡胶复合导电粒，由金属面层（1）与橡胶基体（3）粘接复合而成，其特征在于：金属面层（1）为麻面，具有凹坑（5）、凸点（6）或者两者均有；具有凹坑（5）时，凹坑（5）在金属面层（1）的外表面、金属面层（1）的内表面或者两个表面均有；具有凸点（6）时，凸点（6）在金属面层（1）的外表面、金属面层（1）的内表面或者两个表面均有；金属面层（1）厚度为0.01mm-2mm，金属面层（1）的最大面积为100mm²；橡胶基体（3）为天然橡胶、合成橡胶、热塑性弹性体、热固性弹性体或弹性体合金；

橡胶基体（3）与金属面层（1）的粘接复合方式，是经过模压成型、注射成型、挤出成型、喷涂成型或压延成型，然后依靠橡胶基体（3）自身与金属面层（1）的粘接性能粘接复合而成；或者，是橡胶基体（3）与金属面层（1）用胶粘剂或底涂剂形成粘接层（2）粘接复合而成。

2.根据权利要求1所述的麻面金属与橡胶复合导电粒，其特征在于：所述的凹坑（5）的深度小于金属面层（1）厚度；所述的凸点（6）的高度不小于金属面层（1）厚度的十分之一；凹坑（5）的底在同一平面；凸点（6）的顶在同一平面。

3.根据权利要求1或2所述的麻面金属与橡胶复合导电粒，其特征在于：所述的凹坑（5）和凸点（6）的最大面积为10mm²；相邻的凹坑（5）之间、相邻的凸点（6）之间或者相邻的凹坑（5）与凸点（6）之间的距离为0-2mm。

4.根据权利要求3所述的麻面金属与橡胶复合导电粒，其特征在于：所述的凹坑（5）或凸点（6）在金属面层（1）上的分布为有规律分布或者杂乱分布。

5.根据权利要求1所述的麻面金属与橡胶复合导电粒，其特征在于：所述的金属面层（1）为圆形、椭圆形、正多边形或者不规则形状；所述的凹坑（5）或凸点（6）有任意的立体形状，其横截面为圆形、椭圆形、正多边形或者不规则形状。

6.根据权利要求1、2或5所述的麻面金属与橡胶复合导电粒，其特征在于：所述的金属面层（1）的材质为金属、合金或多金属复合材料；金属面层（1）的外表面或镀金、银、铜、铝、镍、铬、铑、锌、钼、锡、钴、钨或铁，或镀上述金属的合金；如有镀层，镀层是一层或多层；所述的金属面层（1）与橡胶基体（3）复合前，金属面层（1）的内表面或者进行过清洗、物理预处理或化学预处理。

7.根据权利要求1所述的麻面金属与橡胶复合导电粒，其特征在于：所述的金属面层（1）与橡胶基体（3）之间有粘接层（2），粘接层（2）为热固性胶粘剂形成，粘接层（2）或嵌入金属面层（1）的凹坑（5）中或者凸点（6）之间。

8.根据权利要求1或7所述的麻面金属与橡胶复合导电粒，其特征在于：所述的粘接层（2）为热硫化型胶粘剂或底涂剂形成；或者，粘接层（2）为与橡胶基体（3）相同的材质。

9.根据权利要求8所述的麻面金属与橡胶复合导电粒，其特征在于：所述的橡胶基体（3）中含有偶联剂、其它粘合助剂、颜料、补强剂、增塑剂、防老化剂或导电性填料中的一种或数种；或者，橡胶基体（3）的高分子链中含有羟基或羧酸基这种具有粘合促进作用的官能团。

10.根据权利要求9所述的麻面金属与橡胶复合导电粒，其特征在于：所述的橡胶基体（3）为热硫化型固态硅橡胶、液体硅橡胶或聚氨酯橡胶制备而成。

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