CN111029181A - 一种局部镀的电触点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种局部镀的电触点，这种电触点的结构中包含聚合物基材层、有局部凸起的金属层和在局部凸起的金属层上的金属镀层，其中有局部凸起的金属层是由蚀刻的金属片材、机械辊压过的金属片材、有局部电铸的金属片材、有孔洞的金属片材、金属网板、泡沫金属片材、金属丝网或金属烧结丝网等构成的。本发明所公开的电触点中的局部镀层金属可以选择金、银、铜、镍等价格较高但导电性较好的金属或合金，使得电触点不仅电导通性能好，保留了有凸凹点的导电粒的原有的抗尘性、导电稳定性等优点，而且成本低，节约金、银等贵金属资源。

Description

一种局部镀的电触点

技术领域

本发明涉及一种金属和高分子材料的复合物，更具体地说，本发明涉及高分子材料复合导电材料，这种材料适合于用作橡胶按键中的电触点。

背景技术

橡胶按键可用于遥控器、游戏机、手持机、电动工具、医疗器械和汽车上，橡胶按键中的一个关键部件就是电触点(也称为“导电粒”)，它和PCB接触起着电路开关的作用。

中国专利申请号为201110193369.5的发明专利“麻面金属与橡胶复合导电粒”公开了一种麻面金属与橡胶的复合导电粒，由金属面层与橡胶基体粘合而成，金属面为麻面，具有凹坑、凸点或者两者均有；金属面层的材质为金属、合金、双金属或多金属复合材料，金属面层的外表面可镀金、银、铜、铝、镍、铬、铑、锌、钼、锡、钴或铁，或镀上述金属的合金；如有镀层，镀层是一层、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。但是，该专利中的镀层，是对金属面层的全覆盖。众所周知，导电性能良好的贵金属金和银，特别是金的价格昂贵，对金属面层的进行贵金属镀层的全覆盖，不仅需耗用大量的贵金属，而且也非必要(在电触点中，只有凸出的部位与PCB接触而形成电导通，电触点中的凹陷部位即使镀金了也不会与PCB接触，对导电性能也没有任何帮助)。

发明内容

本发明的目的：电触点是橡胶按键中的一个关键部件。具有凸凹结构或麻面的电触点具有抗尘性好、抗油污性好、导电性能稳定可靠等优点。已有专利公开了通过镀层来提高电触点的性能，但这些镀层都是整面镀的，有时需耗用大量的贵金属。本发明公开一种既能提高电触点性能又可节约贵金属的电触点。

技术方案：提供一种局部镀的电触点，其导电性能优、同时成本低。这种局部镀的电触点由聚合物基材层、有局部凸起的金属层和在局部凸起的金属层上的金属镀层组成。有局部凸起的金属层的凸起有的形状多种多样，如凸起的点、线条、面、圆柱、圆锥、圆台、棱柱、棱锥、棱台、半球形、半椭球形、花纹、图案或不规则的几何形状。凸起和凹陷是相对的。在一片材料上，有凸起的地方，就会有凹陷的地方，反之亦然。因此，本发明所述的有局部凸起的金属层的形状，也包括有各种凹陷的形状，如凹陷的点、线条、面、圆柱、圆锥、圆台、棱柱、棱锥、棱台、半球形、半椭球形、花纹、图案或不规则的几何形状。

聚合物基材层与有局部凸起的金属层可以平滑地结合在一起。例如：一面有蚀刻出来凸点的不锈钢片材，另一面是平滑的，平滑的这一面与聚合物基材平滑的结合。在结合之前或之后，不锈钢片材上的凸点，可镀上镍、银或金。

聚合物基材层也可渗透到金属层之中。例如，聚合物基材层(如橡胶层)和泡沫金属片材复合，聚合物基材层就可部分或全部渗透到泡沫金属片材的孔洞之中。一种特殊的情况是，聚合物基材层完全局限于泡沫金属片材层之中，泡沫金属片材的外表面由凸起的金属点露出在空气中，这些露出在空气中的金属点上，可形成镀层。

在本发明中，有局部凸起的金属层有多种形状，它可以是化学、激光、等离子体、电子束或离子束蚀刻过的金属片材、机械压制、雕刻、钻削、镗削、刨削、拉削、铣削、磨削、电火花加工、电解加工、超声波加工过的金属片材、喷砂过的金属片材、有局部电铸的金属片材、有3D金属打印的金属片材、有孔洞的金属片材、金属网板、金属板网、泡沫金属片材、金属丝网、金属烧结丝网，或者这些材质的层状复合物。在有局部凸起的金属层的外表面中，最凸出的点、线或面和最凹陷的外表面的点、线或面之间的高度差不小于0.10μm。

作为一个特例，所有局部凸起的金属层有全面的金属镀层。在全面的金属镀层上，进行进一步的局部镀，就可得到本发明中所用的材料。

作为特例，所有局部凸起的金属层是有蚀刻出的凸出的直径为0.01-2.0mm的圆柱体或圆台体的金属片材，或者是有蚀刻出的直径为0.01-2.0mm孔洞，孔洞的深度小于或等于金属片材的厚度。

在局部凸起的金属层上的金属镀层可以是一层的，也可以是两层或多层的。

所述的局部镀层可以是各种金属和合金，包括金、银、铜、锌、钼、铱、钨、钴、镍、铟、铁、铂、铑、钯、锡、钛或这些金属元素之一的合金。

所述的聚合物基材层是热固性橡胶、热塑性弹性体、双面胶带、热熔胶或粘合剂构成的。选取聚合物基材层的材质，以便于与电触点的应用场合相适应。例如，如果电触点将用到用天然橡胶做的按键中，就可选用天然橡胶或其它二烯类橡胶来做聚合物基材层。如果电触点将用到用以硅橡胶为基材的按键中，就可选用硅橡胶来做聚合物基材层。

作为电触点的例子，所述的聚合物基材层是硅橡胶，有局部凸起的金属层是不锈钢、镍或镍合金、铜或铜合金，在局部凸起的金属层上的金属镀层是0.001-1.0μm厚的金镀层，或者是0.001-1.0mm厚的镍镀层和0.001-1.0μm厚金镀层。有局部凸起的金属层的一面或两面涂有一层用于提高金属片材和高分子材料之间粘合性的平均厚度不大于1μm的粘合增进剂、偶联剂或底涂剂。

进一步地，所述的聚合物基材层是0.1-1.0mm厚的硅橡胶，硅橡胶层的外表面是平整的，或者有材质仍是硅橡胶的凸起的高度为0.01-1.0mm横截面直径不大于2.0mm的圆柱体、圆台体或圆锥体。在硅橡胶层的外表面有凸起的硅橡胶圆柱体、圆台体或圆锥体，是为了便于后续加工，同时，可使得电触点与硅橡胶按键基体结合得更牢固。

所述的电触点是外接圆直径为1-10mm的小圆片，它通常经机械冲切或激光切割而制得。

有益效果：本发明所制得的局部镀的电触点，特别是在凸出的部位有金、银、镍、钨、铜等镀层的电触点，不仅具有有凸凹结构的或麻面的电触点所具有抗尘性好、抗油污性好、导电性能稳定可靠等优点，而且可节省金、银等金属。这样的电触点，性能优，成本低，具有良好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的实施例1的电触点的剖面示意图；

图2是本发明的实施例3的导电粒的剖面示意图；

图中，1、硅橡胶；2、有局部凸起的金属层；3、镀层。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以使本领域的技术人员能够更好地理解本发明的优点和特征，从而对本发明的保护范围做出更为清楚的界定。本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种电触点，具有如下结构：第一层是硅橡胶，硅橡胶层的外表面分布有凸起直径约为0.25mm、高约为0.20mm的硅橡胶小圆柱体。硅橡胶层的总厚度(包括凸起的硅橡胶小圆点)为0.5-1.5mm，第二层是总厚度为0.10-1.0mm的金属，材质为铜、不锈钢、纯镍或镍合金。在这一金属层中，均匀分布着凸出的直径为0.10-1.0mm、高为金属层总厚度的10％-90％的小圆柱体，相邻的小圆柱体的轴心距是圆柱体直径的1.25-5.0倍。第三层为镀层。镀层为厚度为0.05-50μ的金，或者为厚度为0.005-0.5mm的镍或镍合金和厚度为0.05-50μ的金，如图1所示。

作为一个延伸，上述的高为金属层总厚度的10％-90％的小圆柱体或小圆台体，也可以修改为高为金属层总厚度的10％-90％的小圆台体、线条、图案或凸出的不规则的形状。

实施例2

一种电触点，具有如下结构：第一层是外表面为布纹面(或麻面)的合成橡胶或天然橡胶橡胶，第二层是厚度为0.10-1.0mm的金属平片，金属材质为铜、不锈钢、纯镍或镍合金。在这一金属平片层中，均匀分布着凹陷的直径为0.10-1.0mm、深度为金属平片厚度的10％-90％的凹坑。第三层为附着在第二层表面上的镀层，该镀层只局限于第二层金属平片非凹陷的部位，第二层金属平片的凹坑里是没有镀层的。镀层为厚度为0.05-10μm的金，或者为厚度为0.005-0.5mm的镍或镍合金和厚度为0.05-10μm的金。

同样地，作为延伸，上述的凹坑可以变成凹陷的线条、图案或凹陷的不规则的形状。

实施例3

一种电触点，具有如下结构：第一层是由硅橡胶胶粘剂(即硅酮粘合剂)或自粘性硅橡胶，固化后形成的硅橡胶层1，第二层是由厚度为0.01-1.0mm的金属平片机械压制而成的有复数个凸点的金属片材2，机械压制后金属片材的总厚度(包含凸点的高度)为原金属平片的1.05-2.50倍。金属材质为两面都有整面镍镀层的不锈钢。凸点可以是圆柱形、圆锥形、圆台形、棱柱形、棱锥形、棱台形、半球形、球冠形、球缺形、球带形、半椭球形或不规则的几何形状，或这些形状的组合。在凸点的凸出的外表面上，或者在凸点的自最顶点以下的三分之一的表面上，附着有第三层3。这第三层是金属镀层，是厚度不超过0.05-5.0μm的金，或者是厚度不超过0.1-100.0μm的银，如图2所示。

本实施例的一个特例是：金属片材上的每一个凸点由一个球冠和一个圆柱组成，球冠在凸点的顶端。圆柱的横截面直径是0.05-1.0mm，球冠的球直径是圆柱的横截面直径的1-100倍。球冠的高度为0.001-1.0mm，圆柱的高度为球冠高度的0.5-5.0倍。在球冠上，有一层厚度不超过0.05-5.0μm的金，或者厚度不超过0.1-100.0μm的银。而在圆柱的表面，没有金镀层或银镀层。

实施例4

一种电触点，具有如下结构：第一层是硅橡胶，第二层是80-120目不锈钢丝网。在不锈钢丝网的外表面的凸点上，附着有作为第三层的镀层。在不锈钢丝网的外表面的凹陷的部位，没有镀层。第二层金属平片的凹坑里是没有镀层的。镀层为厚度为0.05-1.0μm的金，或者为厚度为0.005-0.5mm的镍或镍合金和厚度为0.05-1.0μm的金。

实施例5

一种电触点，聚合物基材层和金属层不存在简单的层状结构，聚合物基材层全部渗透到金属层的孔洞之中。这种电触点的聚合物基材层的材料，优选硅橡胶；金属层的材料，优选片材状泡沫镍(或称为海绵镍)。片材状泡沫镍至少有一面有没被硅橡胶包裹住的露出于空气中的复数个镍凸点。在镍凸点的顶部，有厚度为0.05-1.0μm的金镀层，或者有厚度为0.005-0.5mm的镍镀层和厚度为0.05-1.0μm的金镀层。

实施例6

一种电触点，具有如下结构：第一层是硅橡胶，第二层是厚度为0.1mm的不锈钢片，在不锈钢片上，有电铸出的均匀分布的直径为0.10-1.0mm、高为金属层总厚度的10％-90％的小圆柱体，相邻的小圆柱体的轴心距是圆柱体直径的1.25-5.0倍。在小圆柱体的顶面(即小圆柱体外露的圆面)上，附着有镀层。镀层为厚度为0.05-1.0μm的金，或者为厚度为0.005-0.5mm的镍和厚度为0.05-1.0μm的金。

以是各种电触点，通常是圆形的小片，当然也可以冲切成正方形或其它形状的小片。小片的直径或外接圆直径，在1.0-10mm之间。

Claims (10)

1.一种局部镀的电触点，其特征在于：结构中包含聚合物基材层、有局部凸起的金属层和在局部凸起的金属层上的金属镀层；有局部凸起的金属层的凸起或凹陷的形状有点、线条、面、圆柱、圆锥、圆台、棱柱、棱锥、棱台、半球形、半椭球形、花纹、图案或不规则的几何形状；聚合物基材层与有局部凸起的金属层平滑地结合，或者聚合物基材层部分或全部渗透到金属层之中。

2.根据权利要求1所述的局部镀的电触点，其特征在于：所述的有局部凸起的金属层是化学、激光、等离子体、电子束或离子束蚀刻过的金属片材、机械压制、雕刻、钻削、镗削、刨削、拉削、铣削、磨削、电火花加工、电解加工、超声波加工、高能液加工过的金属片材、喷砂过的金属片材、有局部电铸的金属片材、有3D金属打印的金属片材、有孔洞的金属片材、金属网板、金属板网、泡沫金属片材、金属丝网、金属烧结丝网，或者这些材质的层状复合物；有局部凸起的金属层的外表面中最凸出的点、线或面和最凹陷的外表面的点、线或面之间的高度差不小于0.10μm。

3.根据权利要求1或2所述的局部镀的电触点，其特征在于：所有局部凸起的金属层有全面的金属镀层。

4.根据权利要求1所述的局部镀的电触点，其特征在于：所有局部凸起的金属层是有蚀刻出的突出的直径为0.01-2.0mm的圆柱体或圆台体的金属片材，或者是有蚀刻出的直径为0.01-2.0mm孔洞，孔洞的深度小于或等于金属片材的厚度。

5.根据权利要求1所述的局部镀的电触点，其特征在于：在局部凸起的金属层上的金属镀层是一层的、两层或多层的。

6.根据权利要求1所述的局部镀的电触点，其特征在于：所述的局部镀层金属是金、银、铜、锌、钼、铱、钨、钴、镍、铟、铁、铂、铑、钯、锡、钛或这些金属元素之一的合金。

7.根据权利要求1所述的局部镀的电触点，其特征在于：所述的聚合物基材层是热固性橡胶、热塑性弹性体、双面胶带、热熔胶或粘合剂构成的。

8.根据权利要求1、3或4所述的局部镀的电触点，其特征在于：所述的聚合物基材层是硅橡胶，有局部凸起的金属层是不锈钢、镍或镍合金、铜或铜合金，在局部凸起的金属层上的金属镀层是0.001-1.0μm厚的金镀层，或者是0.001-1.0mm厚的镍镀层和0.001-1.0μm厚金镀层；有局部凸起的金属层的一面或两面涂有一层用于提高金属片材和高分子材料之间粘合性的平均厚度不大于1μm的粘合增进剂、偶联剂或底涂剂。

9.根据权利要求1或7所述的局部镀的电触点，其特征在于：所述的聚合物基材层是0.1-1.0mm厚的硅橡胶，硅橡胶的表面是平整的，或者有材质仍是硅橡胶的凸起的高度为0.01-1.0mm横截面直径不大于2.0mm的圆柱体、圆台体或圆锥体。

10.根据权利要求1所述的局部镀的电触点，其特征在于：所述的电触点是经机械冲切或激光切割而制得的外接圆直径为1-10mm的小圆片。

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