CN109494084A - 一种开关用导电部件、按钮开关及导电部件制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种开关用导电部件、按钮开关及导电部件制造方法，涉及接触电路板技术领域，该导电部件包括：导电体，所述导电体为金属丝链接的立体编织结构，所述导电体表面包括多个凹凸的触点；硅胶体，所述导电体的一部分嵌设于所述硅胶体。本发明实施例提供的一种开关用导电部件、按钮开关及导电部件制造方法，具有成本低、不需要改动现有的模具、接触电阻与接触压力无关、对油污或灰尘不敏感、接触电阻率低、开关电流可靠性高等优点。满足了接触元件极低阻值、高可靠性的要求，并且解决了直接开关发动机转换高电流的问题。

Description

一种开关用导电部件、按钮开关及导电部件制造方法
技术领域
本发明实施例涉及接触电路板技术领域，尤其涉及一种开关用导电部件、按钮开关及导电部件制造方法。
背景技术
按钮开关用部件越来越频繁地被使用在汽车、航空、电子领域，例如用于汽车开关如反光镜调节控制、玻璃升降控制、多功能方向盘控制、一键启动控制等。需要按钮开关用导电体具有极低阻值、较高可靠性以及直接开关发动机转换高电流的功能。
然而，目前开关用导电体一般采用导电粒的材料，一种是开关用导电体采用导电碳粒，例如用导电碳黑和硅胶混合形成导电硅胶材料，导电硅胶材料被压成板再被冲切，随后在压缩模中与硅橡胶热硫化结合形成导电碳粒。然而，这种开关用导电体的接触电阻与压力相关，压力越大，接触电阻越小，如果按键仅仅恰好轻微地被按压，会形成极高的接触电阻，且采用导电碳粒的开关用导电体通常很难实现低于1欧姆的接触电阻。
另一种开关用导电体采用平面金属粒的材料：例如金属片被层压在硅胶层的一侧或两侧上，然后冲切出金属粒，这些金属粒在压缩模中与硅胶硫化结合。然而，这种开关用导电体的制作工艺中具有高次品率及易受污染性，并且其在金属表面和电路板之间的表面结构一旦被氧化，按钮开关的导电体会被隔离并失效。
现有按钮开关存在接触电阻高、易被氧化失效的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种开关用导电部件、按钮开关及导电部件制造方法，以克服现有按钮开关上的导电粒存在的接触电阻高、易被氧化失效的问题。
为实现上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种开关用导电部件，包括：
导电体，所述导电体为金属丝链接的立体编织结构，所述导电体表面包括多个凹凸的触点；
硅胶体，所述导电体的一部分嵌设于所述硅胶体。
进一步的，所述导电体呈蜂窝状。
进一步的，所述导电体的横截面为带有多个孔洞的圆形、椭圆形、多边形或者具有圆弧边的图形。
进一步的，沿所述导电体朝向所述硅胶体的方向，所述开关用导电部件的厚度为0.6mm-0.9mm。
进一步的，所述金属丝的直径为0.075mm-0.08mm；
所述金属丝的材质为镍、不锈钢、金、铝、铜或合金；
所述硅胶体的材料为硅橡胶和硅树脂弹性体材料混合而成的硅胶弹性体材料。
第二方面，本发明实施例提供了一种按钮开关，包括第一方面任一项所述的导电部件，还包括：
硅胶开关垫或开关垫的元件，所述硅胶开关垫或开关垫的元件由硅胶弹性体材料制成；
所述导电部件的所述导电体以接触片的形式与所述硅胶开关垫或开关垫的元件注塑或模压连接；
所述导电部件的所述硅胶体的一端与所述硅胶开关垫或开关垫的元件相粘联合。
第三方面，本发明实施例提供了一种开关用导电部件的制造方法，包括：
烧结金属丝编织成的导电网形成立体编织结构；
在所述立体编织结构上的一部分涂覆黏胶剂；
将所述立体编织结构涂覆所述黏胶剂的部分填充硅胶体。
进一步的，将所述立体编织结构涂覆所述黏胶剂的部分填充硅胶体包括：
将立体编织结构裁剪成目标尺寸元件；
预先设置压缩模或注塑模或者转移模中的压力和温度；
将所述元件与未硫化的硅胶体材料分别置入压缩模、注塑模、转移模或者喷涂模进行合模；
将所述立体编织结构涂覆所述黏胶剂的部分填充硅胶体之后还包括：
冲压或模切制成所述开关用导电部件。
进一步的，将所述立体编织结构涂覆所述黏胶剂的部分填充硅胶体包括：
将所述立体编织结构用印刷网板经排版后填充未硫化的硅胶体材料；其中，所述立体编织结构的一部分贯穿出所述硅胶体面；
将印制有硅胶的所述立体编织结构硫化；
将印制有硅胶的所述立体编织结构二次硫化。
进一步的，将印制有硅胶的所述立体编织结构硫化之前，还包括：
将印制有硅胶的立体编织结构立式静置10分钟～15分钟；
将印制有硅胶的所述编织金属体二次硫化之后，还包括：
组合冲模掉过多的硅胶面直至硅胶面大于导电面。
本发明实施例通过金属丝链接的立体编织结构作为导电体，导电体表面包括多个凹凸的触点，导电体的一部分嵌设于所述硅胶体，使开关用导电部件柔韧性好，接触电阻小，导电率高。开关用导电部件具有成本低、不需要改动现有的模具、接触电阻与接触压力无关、对脏物或灰尘不敏感、低的接触电阻、高的开关电流可靠性等优点，提高开关用导电部件的可靠性和实用性。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种开关用导电部件的结构示意图；
图2是本发明实施例一提供的一种开关用导电部件沿A-A方向的剖视图；
图3是本发明实施例二提供的一种开关用导电部件的导电体的横截面结构示意图；
图4是本发明实施例三提供的一种按钮开关的结构示意图；
图5是本发明实施例三提供的一种按钮开关用导电部件在有异物时工作的结构示意图；
图6是本发明实施例四提供的一种开关用导电部件制造方法流程图；
图7是本发明实施例五提供的一种开关用导电部件制造方法流程图；
图8是本发明实施例六提供的一种开关用导电部件制造方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种开关用导电部件的结构示意图。图2是本发明实施例一提供的一种开关用导电部件沿A-A方向的剖视图。本实施例可适用于按钮开关通断电路的情况。如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种开关用导电部件，包括：
导电体1，所述导电体1为金属丝链接的立体编织结构，所述导电体1表面包括多个凹凸的触点，
硅胶体2，所述导电体1的一部分嵌设于所述硅胶体2。
具体地，所述导电体1是由多个金属丝编织而成的立体结构，所述导电体1经金属丝三维立体编织而成，所述金属丝可以是斜45°立体编织。例如编织制成的所述导电体1呈立体蜂窝状，在所述导电体1表面形成多个凹凸的触点，所述导电体柔韧性好。所述导电体1的一部分嵌设于所述硅胶体2，使结合所述硅胶体2后的所述导电体1在所述开关用导电部件的导电面相链接形成多个表面凸起的接触点。
本发明实施例的技术方案，通过将开关用导电部件的导电体立体编织，结合硅胶体填充，不仅满足开关部件的导电需求，同时将所述导电体设计为金属丝链接的立体编织结构，具有柔韧性好、导电率高、导通电阻小等优点。具体地，所述导电体的立体编织结构因其三维立体编织，故在各个方向具有高柔韧性，具有高灵活性；所述导电体的立体编织结构的金属丝密度高，因而具有强导电性，由所述导电体制成的开关部件具有接触电阻小的优点；所述导电体与所述硅胶体紧密结合，从而避免当压力扭转或断续接触时所述开关用导电部件变形；所述导电体在所述开关用导电部件的导电面相链接形成多个表面凸起的接触点，此接触点具有凹凸不平的接触面，有效解决了在不同方向进行按压动作或接触面存在异物时导通不稳定的问题；同时，所述硅胶体与所述导电体立体紧密嵌合在一起，有效解决了开关部件流经的低、高电流断续转换接触时易老化、易脆化的问题。因此，所述开关用导电部件柔软度极佳、可塑性强、拉伸强度高、导电性好、耐污能力强。
沿所述导电体1朝向所述硅胶体2的方向，所述开关用导电部件的厚度为0.6mm-0.9mm。
具体地，沿所述导电体1朝向所述硅胶体2的方向为沿所述导电体1的具有裸露的凹凸触点的导电面朝向所述硅胶体2的方向。所述开关用导电部件的厚度范围为生产应用中常用开关用导电部件的厚度范围0.6mm-0.9mm。
所述硅胶体2的材料为硅橡胶和硅树脂弹性体材料混合而成的硅胶弹性体材料。
其中，所述硅胶体2的材料为硅橡胶和硅树脂弹性体材料混合，用于增强硅胶体的弹性和抗氧化性。
上述实施例仅仅用于解释本发明，本实施例对此并不进行任何限制。
实施例二
本实施例是在上述实施例的基础上提出的一种可选方案。本发明实施例提供的一种开关用导电部件的导电体，包括：
导电体，所述导电体为金属丝链接的立体编织结构，所述导电体表面包括多个凹凸的触点，
硅胶体，所述导电体的一部分嵌设于所述硅胶体。
其中，所述导电体呈蜂窝状。
图3是本发明实施例二提供的一种开关用导电部件的导电体的横截面结构示意图，参见图3，所述导电体的横截面为带有多个孔洞的圆形、椭圆形、多边形或者具有圆弧边的图形。
所述金属丝的材质为镍、不锈钢、金、铝、铜或合金，
所述金属丝的直径为0.075mm-0.08mm。
优选地，所述导电体由多个直径为0.075mm镍金属丝编织和硅胶压缩成型制成，所述导电体和硅胶体压缩成型，所述开关用导电部件的一侧导电或二侧导电，且所述导电体可镀金或镀钨。多个所述0.075mm镍金属丝具有基于金属的斜纹立体链接而成的网，并且具有由125目的孔径构成的连续的凸起导电网。所述0.075mm镍金属丝因直径过大会导致立体编织而成的所述导电体的柔韧度和灵活性下降，因直径过小会导致开关用导电部件的硬度不够，极易变性，从而影响开关用导电部件的稳定性和使用寿命，因此优选直径为0.075mm金属丝，又因镍金属丝其导电性极佳，柔韧性好，成本不高，故选用优选直径为0.075mm镍金属丝。
所述导电体的厚度为0.4-0.9mm，可制成横截面规格为2.0mm-8.0mm的圆形、椭圆形、多边形或者具有圆弧边的图形，或具有各向异性的导电体。所述导电体的厚度根据实际需求可变，上述导电体的厚度为0.4-0.9mm既能保证开关良好导电，又能保证开关用导电部件的稳定性和使用寿命。上述横截面规格根据实际应用需求可变，因开关用导电部件配合电路板工作，开关部件被按下时电路导通，因此所述导电体横截面规格在2.0mm-8.0mm范围内最佳。
实施例三
图4是本发明实施例三提供的一种按钮开关的结构示意图。如图4所示，该按钮开关可包括本发明任意实施例所述的导电部件，按键头4，按键弹性壁5，按键固定座6，该按钮开关还包括：
硅胶开关垫或开关垫的元件3，所述硅胶开关垫或开关垫的元件3由硅胶弹性体材料制成。
所述导电部件9的所述导电体1以接触片的形式与所述硅胶开关垫或开关垫的元件3注塑或模压连接。
所述导电部件的所述硅胶体2的一端与所述硅胶开关垫或开关垫的元件3相粘联合。
典型地，所述硅胶体2的材料与所述硅胶开关垫或开关垫的元件3的材料相同。
本实施例中斜纹编织而成的所述导电体1表面具有丰富的外露金属丝，当按钮头4被按下时，所述导电体1向电路板7贴近并与电路板7接触以达到电路导通的效果。图5是本发明实施例三提供的一种按钮开关用导电部件在有异物时工作的结构示意图，如图5所示，当所述按钮开关用导电部件与电路板7之间有异物8时，所述导电体1的触点结构设计能形成立体空间，有效地排挤污染污渍而达到导通的功能，大大提高集灰尘、杂质污渍、异物的藏污性能，不会因受到污染而造成导电不良，不会受热胀冷缩影响导电性能，还具有耐油脂膨胀小于导电接触点的特点。
实施例四
图6是本发明实施例四提供的一种开关用导电部件制造方法流程图。本实施例可适用于上述任意实施例所提供的开关用导电部件的制造。如图6所示，本发明实施例提供的一种开关用导电部件制造方法包括：
S101、烧结金属丝编织成的导电网形成立体编织结构。
具体地，所述导电体的金属丝直径优选范围为0.075-0.08mm，将所述金属丝编织而成三维立体的导电网，所述导电网的优选孔径为125目，且经过烧结处理，所述金属丝径相互牢固链接，并在金属体表面形成多个凸起的接触点，所述导电体的厚度为0.4-0.9mm，优选0.5-0.7mm范围，0.6mm也能用；所述金属丝截面直径约为2.0mm-8.0mm圆形、椭圆形、多边形或者具有圆弧边的图形。所述导电体可以是根据实际需要具有各向异性的导电体，在实际生产中，所述金属丝直径尺寸常用2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm。
可选地，所述金属丝的编织方式可以为斜45°三维立体编织。所述编织而成的立体导电网可以是由镍金属编织而成，所述导电体可以镀金或钨等涂层。
S102、在所述立体编织结构上的一部分涂覆黏胶剂。
具体地，先将8％祛油粉与100℃热水搅伴均匀，将所述导电体浸泡其中持续10分钟～15分钟，直至完全祛除所述导电体上存在的油质及杂质。所述导电体取出后，经过150℃烘烤箱烤干，再在所述导电体的底面上均匀涂抹经浸泡稀释处理后的金属专用胶黏剂C-8(信越化工(株式会)制造)，然后在100℃烤箱内烘烤30分钟，用于增强所述导电体与所述硅胶体的粘合牢固性。
可选地，可以根据应用要求，选择所述立体编织结构的厚度，或根据应用需求适当压缩所述立体编织结构，使其厚度满足应用需求。
根据实际生产经验，在所述立体编织结构上的一部分涂覆黏胶剂，能增强金属体与填充体的黏合能力，使开关用导电部件不易变形，稳定性好。同时，将未涂覆胶黏剂的部分用于导电接触，使开关用导电部件的接触电阻很低，从而满足应用需求。
S103、将所述立体编织结构涂覆所述黏胶剂的部分填充硅胶体。
将所述立体编织结构涂覆所述黏胶剂的部分填充硅胶体之后还包括：
S104、冲压或模切制成所述开关用导电部件。
本发明实施例提供的开关用导电部件制作方法，因所编制的所述导电体是由高柔软度斜纹编织的导电网和高弹性的所述硅胶体压缩制作而成，其有益效果为，能实现与电路板在任何方向、任何角度经过按压时灵敏、稳定地导电，并能及时恢复所述开关用导电部件的原状。同时，该开关用导电部件制作方法无需更换模具，就可以进行生产，可以有效节约生产成本，该方法的有益效果为适用性强，正品率高，生产成本低。本发明适用于专业硅胶按键制造厂，所述开关用导电部件作为导电功能零组件，应用于汽车、电子、航空和电器等高精密、高应答及高导通率的电气功能性的开关上。
实施例五
图7是本发明实施例五提供的一种开关用导电部件制造方法流程图。本实施例是在上述实施例四的基础上提供的一种实施例。本发明实施例提供的开关用导电部件制造方法包括：
S201、烧结金属丝编织成的导电网形成立体编织结构。
S202、在所述立体编织结构上的一部分涂覆黏胶剂。
S203、将立体编织结构裁剪成目标尺寸元件。
S204、预先设置压缩模或注塑模或者转移模中的压力和温度。
S205、将所述元件与未硫化的硅胶体材料分别置入压缩模、注塑模、转移模或者喷涂模进行合模。可选地，将所述导电体裁剪成尺寸为215×145mm的元件。随后将未硫化的所述硅胶体制成薄片，并将所述导电体完全覆盖。然后置入到压缩模或注塑模或者转移模中进行合模，并且在合模的情况下预先设置模具中的压力和温度，其中压力典型为160kg/cm2和温度典型为175℃，并且将该模具封闭。同时通过在压缩模中的压力，所述导电体被压缩形成一侧的导电网且表面形成多个凸起的接触点，此制作方法不容易被二次污染，并且制造成本低。
S206、冲压或模切制成所述开关用导电部件。
实施例六
图8是本发明实施例六提供的一种开关用导电部件制造方法流程图。本实施例是在上述实施例五的基础上提出的一种实施例。本发明实施例提供的开关用导电部件制造方法包括：
S301、烧结金属丝编织成的导电网形成立体编织结构。
S302、在所述立体编织结构上的一部分涂覆黏胶剂。
S303、将所述立体编织结构涂覆所述黏胶剂的部分填充硅胶体。
S304、将所述立体编织结构用印刷网板经排版后填充未硫化的硅胶体材料。其中，所述立体编织结构的一部分贯穿出所述硅胶体面。具体地，将所述立体编织结构用印刷网板经排版后填充未硫化的硅胶体材料包括，硅胶的印制量单位面积控制在4g～5g，由网板目数(125目)及注入压力3kg/cm2的设定有效控制。所述立体编织结构的一部分贯穿出所述硅胶体面约0.01mm-0.015mm，用于保证产品电阻小于1欧姆，耐电流值达1000MA，耐电压值达13.5V等电性能的稳定。
S305、将印制有硅胶的立体编织结构立式静置10分钟～15分钟。其中，将印制有硅胶的所述立体编织结构立式静置10分～15分钟，用于保证硅胶体自然填充细密的所述立体编织结构的细孔中。
S306、将印制有硅胶的所述立体编织结构硫化。具体地，将印制有硅胶的所述立体编织结构置入200℃烘烤箱进行首次硫化，硫化时间为1.5小时。
S307、将印制有硅胶的所述立体编织结构二次硫化。具体地，将印制有硅胶的所述立体编织结构置入200℃烘烤箱进行二次硫化，二次硫化时间为14小时，并控制产品低分子量在200PPM以下。
可选地，将印制有硅胶的所述编织金属体二次硫化之后，还包括：
S308、组合冲模掉过多的硅胶面直至硅胶面大于导电面。
典型地，组合冲模掉过多的硅胶面直至硅胶面大于导电面，用于防止产品的导电面渗入绝缘硅胶而造成不导通。
本发明实施例提供的开关用导电部件制作方法，耐候性强，可在-40℃～85℃温度、90％RH环境下，持续正常导电。并且，所述开关用导电部件经电镀工艺处理，耐盐雾性能极佳，中性测试可通过96H以上，电性能测试动作稳定。所述开关用导电部件在使用上，电流、电压和电阻极为稳定，通过测试设定条件，电流1000MA、电压13.5V，电阻小于1欧姆，寿命达到100万次。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种开关用导电部件，其特征在于，包括：
导电体，所述导电体为金属丝链接的立体编织结构，所述导电体表面包括多个凹凸的触点；
硅胶体，所述导电体的一部分嵌设于所述硅胶体。
2.根据权利要求1所述的开关用导电部件，其特征在于，
所述导电体呈蜂窝状。
3.根据权利要求2所述的开关用导电部件，其特征在于，
所述导电体的横截面为带有多个孔洞的圆形、椭圆形、多边形或者具有圆弧边的图形。
4.根据权利要求1所述的开关用导电部件，其特征在于，
沿所述导电体朝向所述硅胶体的方向，所述开关用导电部件的厚度为0.6mm-0.9mm。
5.根据权利要求1所述的开关用导电部件，其特征在于，
所述金属丝的直径为0.075mm-0.08mm；
所述金属丝的材质为镍、不锈钢、金、铝、铜或合金；
所述硅胶体的材料为硅橡胶和硅树脂弹性体材料混合而成的硅胶弹性体材料。
6.一种按钮开关，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的导电部件，还包括：
硅胶开关垫或开关垫的元件，所述硅胶开关垫或开关垫的元件由硅胶弹性体材料制成；
所述导电部件的所述导电体以接触片的形式与所述硅胶开关垫或开关垫的元件注塑或模压连接；
所述导电部件的所述硅胶体的一端与所述硅胶开关垫或开关垫的元件相粘联合。
7.一种开关用导电部件的制造方法，其特征在于，包括：
烧结金属丝编织成的导电网形成立体编织结构；
在所述立体编织结构上的一部分涂覆黏胶剂；
将所述立体编织结构涂覆所述黏胶剂的部分填充硅胶体。
8.根据权利要求7所述的开关用导电部件的制造方法，其特征在于，
将所述立体编织结构涂覆所述黏胶剂的部分填充硅胶体包括：
将立体编织结构裁剪成目标尺寸元件；
预先设置压缩模或注塑模或者转移模中的压力和温度；
将所述元件与未硫化的硅胶体材料分别置入压缩模、注塑模、转移模或者喷涂模进行合模；
将所述立体编织结构涂覆所述黏胶剂的部分填充硅胶体之后还包括：
冲压或模切制成所述开关用导电部件。
9.根据权利要求7所述的开关用导电部件的制造方法，其特征在于，将所述立体编织结构涂覆所述黏胶剂的部分填充硅胶体包括：
将所述立体编织结构用印刷网板经排版后填充未硫化的硅胶体材料；其中，所述立体编织结构的一部分贯穿出所述硅胶体面；
将印制有硅胶的所述立体编织结构硫化；
将印制有硅胶的所述立体编织结构二次硫化。
10.根据权利要求9所述的开关用导电部件的制造方法，其特征在于，
将印制有硅胶的所述立体编织结构硫化之前，还包括：
将印制有硅胶的立体编织结构立式静置10分钟～15分钟；
将印制有硅胶的所述编织金属体二次硫化之后，还包括：
组合冲模掉过多的硅胶面直至硅胶面大于导电面。
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