JP2005353566A - メタリックキーパッド及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】プラスチック素材で本体を作っても金属質感を表現できるよう、本体表面に金属物質を形成したキーパッドを製作する場合、本体の表面に金属物質層が堅固に形成でき、様々なプラスチック素材の使用を許容することを特徴とする携帯電話機などのキーパッド及びその製造方法。
【解決手段】熱可塑性樹脂を原料としてキーを射出成形するキー成形工程;前記成形されたキーに導電層を形成する導体化工程;キーの機能を表現した数字や文字などを前記導電層にマーキングするマーキング工程;前記導電層及びマーキング層の付着強度及び耐磨耗強度を高めながら、その表面に金属感が現れるように前記導電層上に金属層を形成する工程を含むメタリックキーパッド製造方法を提供する。さらに射出されたキーの表面を物理的または化学的に活性化させるエッチング工程を含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話機などのキーパッド及びその製造方法に関する。
本発明は、セルラーフォン用キーパッド及びその製造方法に関し、さらに詳しくはセルラーフォンのキーパッドに金属感を与えるために形成される金属層の接着力を堅固に維持することができ、様々な素材を使用可能にするキーパッド及びその製造方法に関する。
周知のように、キーパッドは携帯電話のような通信端末機などに提供され、信号発生及び多様な付加機能を与えるためのスイッチ装置として用いられるもので、このようなキーパッドは数字または文字などが印刷されるキーを持っており、このキーは端末機のフロントハウジングに信号発生可能な状態で組立てられる。
携帯電話のキーパッドは、その底面に位置するドームスイッチをプッシュ（押圧）する機能を有し、このドームスイッチは前記プッシュ動作により弾性的に変形しながら印刷回路基板に備えられる接点と接触し、信号を発生させることで、携帯電話の提供するいろいろな機能を遂行できる。
このようなキーパッドを製作するための材料としては、プラスチックやシリコンゴムまたは所定厚さを有するフィルムなどが用いられ、キーパッドの形状及び模様も様々な形態に製作されている。
最近では、キーパッドの商品付加価値を高めながらユーザーの様々なデザイン趣向パターン及び視覚的な効果を満足させるため、スプレー塗装または金属物質をメッキした金属感があるキーパッドを携帯電話などに使用する。
このようなキーパッドは、プラスチック素材のキーの表面にＣｕ/Ｎｉ/Ｃｒなどの金属物質をメッキすることで金属質感を実現する。しかし、キーの材質と、塗装または塗布物質の特性が異なるため、キーパッドを一定期間用いるとキー表面の金属物質層がはがれる問題点がある。
また、前記金属物質メッキは、周知のようにメッキ用ＡＢＳ樹脂で製作されたキーのみに適用することが可能で、ポリカーボネートのような樹脂で製作されたキーにはうまくメッキされない。そのため、金属質感を与えながらバックライティングが可能なキーを提供するには、メッキ可能なＡＢＳ樹脂に、キーの外郭形状を射出し、射出されたキーの中央部分にポリカーボネートなどの樹脂を用いて数字や文字が表示される部分を射出する、いわゆる二重射出方式でメッキキーを製作しなければならない。このようなメッキキー製造方法は、キーを作るための金型の製作が難しく、製作費用が高くなり、キーパッドの生産性が落ちる短所もある。
本発明は、前記のような従来の問題点を解決するため、案出されたもので、本発明の目的は、熱可塑性樹脂の種類に関係なく、メッキ層を形成することができ、同時にバックライティングが可能で、前記メッキ層を堅固に維持するキーパッド製造方法を提供することである。
前記のような本発明の目的を実現するため、
非導電性の熱可塑性樹脂を用いてキーパッド用のキーを射出成形するキー成形工程;
前記キー成形工程において成形されたキーの一側面に導電層を形成し、非導電性であるの前記キーの一側面を導体化する導体化工程;
前記導電層にキーの機能を表現する数字や文字などを前記導電層にマーキングするマーキング工程;
前記マーキング工程の後にキー表面に露出している導電層の付着強度及び耐磨耗強度を補強しながらキー部材の金属質感が現れるよう、金属質感を有する金属層を形成する工程を含むメタリックキーパッド製造方法を提供する。
前記導電層の付着強度を向上させるため、射出されたキーの表面を物理的または化学的に活性化するエッチング工程をさらに含む。
前記エッチング工程でキーの表面に微細な突起を形成することができる。
前記導体化工程は、無電解メッキで可能であり、この工程ではレーザーマーキングを可能にするため、約０．１〜５．０μｍ程度の厚さの導電層を形成することが好ましい。
前記導電層は、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、ＩＴＯなど酸性メッキ液に耐性がある物質層であることができる。
前記電解メッキ工程後には、製品の付加価値を高めるため、金属層に金属質感の補強層を形成する蒸着工程がさらに行える。
前記金属層は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒである。
前記金属層は、電解メッキ、スパッタリング、化学気相蒸着法、無電解メッキ方法のうちのいずれか一つの方法によって実現される。
前記金属層上に補強層をさらに形成することができる。
そして、本発明は、金属質感を有する金属層を形成しないで、導電層上に窒化チタンＴｉＮ、ステンレス鋼ＳＵＳ、金Ａuのような物質を直接蒸着すると同時に高級感の演出も可能である。
キーは、バックライティングが可能な透明または半透明の熱可塑性樹脂で作ることができる。
前記キーは、セルラーフォンのフロントハウジングに備えられて使用者のプッシュ動作により選択される信号を発生することができる。
前記キーとなる部材は、周辺部にフランジを形成することができる。
前記キー部材の素材は、ＡＢＳ樹脂または金属メッキが不可能であるＰＣまたはＰＭＭＡである。
以上の説明のように、本発明のキーパッド製造方法は、まず、成形されたキー表面に無電解メッキで導電層を作って（あるいは、メッキの種になるような薄い導電層を金属の蒸着や炭素微粉末の吹き付け接着等で形成して）、この導電層上に電解メッキ方式で金属メッキすることなので、非導電体であるプラスチック素材のような全ての熱可塑性樹脂に金属メッキができる。
このような方法は、従来の方法と比べて射出成形作業が容易に行えるため、生産性を向上させ製造費用を減らせる方法である。さらに、表示部の外側に金属層が形成されるため表示部の毀損を防止できる。
そして、金属層上に補強層を形成し、商品の付加価値と製品イメージを高める効果が得られ、また、金属層がなくても直接導電層上に補強層を形成するため、工程の短縮効果も得られる。
また樹脂表面に導電層を形成する前に、付着強度を高める目的で、樹脂表面にエッチング作業を行うため、最終的にメタリック化されたキーの耐久性を向上させることもできる。
以下、本発明の好ましい実施例を、添付図を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明によるメタリックキーパッド製造方法を示す工程図であり、図２Ａ乃至２Ｆは、図１の製造工程に従って実質的にキーが製造される過程を示す図である。キー成形工程Ｓ１では、図２Ａに示すような形状、またはそれと類似した形状のキー２が射出成形される。
キー２は例えば、ＡＢＳ樹脂または金属メッキが不可能なＰＣ（ポリカーボネート）のような破損し難い素材及びＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）のような透明度の高い素材などの熱可塑性樹脂群から選ばれた素材を用いることができる。
キー２が通信機器などに使用されて背面照明される時、つまり、バックライティング時に、キーの文字や数字などを目で認識する、いわゆる、視認性が良くなるように、透明または半透明の材質で製作されることが好ましい。
このように、キー成形工程Ｓ１において製作されるキー２の下部外周面には、フランジ部４が形成されるが、このフランジ部４は、通信機器などのハウジングに組込み使用する時に、バックライティングされる光を遮蔽し、また、キーがハウジング外部へ流動することを防止する。
このようなキー成形工程Ｓ１が完了すると、エッチング工程Ｓ２において、図２Ｂのようにキー２の表面を物理的または化学的に活性化させ、このキー２の表面にエッチング面６を形成する。このエッチング面６は、非導電体材質で製造されたキー２の一側面（前後左右に限らず上下面や斜面でもよい）に金属物質を付着させキー２の表面を導体化する時に、付着強度を向上させるためのものである。
このような作業は広く知られていて、インターネットの例(plaza24.mbn.or.jp/~mizuho_h/presen56.htm)では、ＳｎＣｌ2塩化錫(II)＝１ｇ／１Ｌ希塩酸（３７％濃塩酸＝１ｍＬ）、 ＰｄＣｌ2塩化パラジウム(II)＝０.２ｇ／１Ｌ希塩酸（前出）、メッキ液（１Ｌ）＝ＮａＨ2ＰＯ2燐酸２水素ナトリウム＝１３.２ｇ／２００ｍＬ水＋ (ＮＨ4)2ＳＯ4硫酸アンモニウム＝６６ｇ／２００ｍＬ水＋Ｎａ3Ｃ6Ｈ5Ｏ7クエン酸ナトリウム５１.６ｇ／２００ｍＬ水＋ＮｉＳＯ4硫酸ニッケル１５.４ｇ／２００ｍＬ水＋水酸化ナトリウム水溶液（少量）＋水（残部）、でＰＨ９にしたものを使用する場合を開示している。作業手順は、先ず塩化錫液に浸漬・水洗、次に塩化パラジウム液浸漬・水洗、最後は、９０℃に暖めたメッキ液に浸漬・水洗で完了となる。浸漬時間は約１分、状況により若干長くしてもよい。
また、導体化するために、メッキの種になるような薄い導電層を金属の蒸着や炭素微粉末の吹き付け接着等で形成することもできる。
エッチング工程Ｓ２において、エッチング面６を形成する物理的方法としては、プラズマまたはイオンビームなどをキーに照射し、キーの表面に微細な突起を形成させる方法がある。
このような方法が、不如意な場合には、キーの表面にメッキの種になる中間層を蒸着することでエッチング面を形成できる。
エッチング工程Ｓ２時に用いられる化学的方法としては、硝酸液のような化学薬品などを使用してキー２の表面に腐蝕を与え、表面凹凸を形成することでエッチング面６を形成させる方法がある。
エッチング工程Ｓ２でエッチング面６が作られると無電解メッキ工程Ｓ３を行うが、このエッチング面６によって導電層８形成が可能になる。
この時、導電層８は、酸性メッキ液に耐性のある物質（Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、ＩＴＯ）などで形成できるが、厚さを約０.１〜５.０μｍ程度にすると、後の工程でレーザーマーキングができるようになる。
このような工程が完了すると、図２Ｄのようにキー２に形成された導電層８の表面に文字や数字などの表示部１０をレーザーで形成するマーキング工程Ｓ４を行うが、この工程でレーザー照射部分である表示部１０だけ導電層が除去（または、絶縁材で被覆）されて非導電面になり、残りの部分の導電層はそのまま残って導電面を維持するようになる。
もちろん表示部１０は、レーザー照射によりセルラーフォンのキーの機能に適した文字や数字などを表示するだけでなく、通常よく知られている写真印刷方法やその他類似した方法で数字や文字などを表示する事も出来る。
このように、マーキング工程Ｓ４が完了すると、図２Ｅのように導電層８の付着強度及び耐磨耗強度を補強しながらキー２に金属質感を与えるため、導電層上に金属層１２を形成する電解メッキ工程Ｓ５を行うが、この時レーザーによってマーキングされた表示部１０は、導電性のない状態なので、表示部１０を除いた導電層８にだけ金属層１２の電気メッキが可能になる。
電気メッキの１種である電解メッキの工程Ｓ５時に、電解質材料としては金属質感をよく表現できるＣｕ、Ｎｉ、Ｃｒなどが利用できる。
もちろん電解メッキ工程は、スパッタリング方法、化学気相蒸着方法、無電解メッキ方法など様々な方法に置き換えることもできる。
前記のような工程が完了すると、金属層１２によってキー２の金属質感が現れ、この段階でキーの製作を完了することができるが、図２Ｆのように金属層１２に使用者へ視覚的にアピールでき、商品価値をより高めるため、補強層１４を形成する蒸着工程Ｓ６をさらに行う事も出来る。
この蒸着工程Ｓ６では、一般によく知られるスパッタリング方法、ＣＶＤ法など、半導体業界で広く使われている薄膜形成技術を用いて金属層１２の表面に金属の薄膜をコーティングして外観を好ましく改修し、補強層１４を形成できるので、破損し難くなって、製品寿命を延ばす効果がある。
このような補強層１４は、使用者の趣向を満足させるため、窒化チタンＴｉＮ、ステンレス鋼ＳＵＳ、金Ａｕなどメタルパッドとしての高級感を演出できる金属が用いられる。
このような工程によって、それぞれのキーが製作されると、ベース部材にそれぞれのキーを接着し、携帯電話のような通信機器などのフロントハウジングにキーの一定部分が露出されるよう、挿入して組立てればよい。
このように組立てられたキーパッドは、キー２の外側面に形成される金属層１２によって金属質感を得られ、キーパッドの商品付加価値を高めながら使用者の様々なデザイン趣向パターン及び視覚的な効果を満足させることができる。
上記の実施例では、金属層１２を形成し、その上に補強層１４を形成することを例示しているが、マーキング工程Ｓ４以降に電解メッキ工程を行わないで、導電層８上に直接補強層１４を形成することも可能である。この方法は、工程数を減らすことができる利点を有する。
セルラーフォンなど携帯電話機、ＰＤＡのような小形コンピュータなどのフロントハウジングに備えて、使用者のプッシュ動作により選択されるべき信号を発生するキーパッドのキートップとして利用できる。
本発明によるメタリックキーパッド製造方法の工程図である。 図１の工程によってメタリックキーパッドが製造される過程を順次に示す断面図である。 図１の工程によってメタリックキーパッドが製造される過程を順次に示す断面図である。 図１の工程によってメタリックキーパッドが製造される過程を順次に示す断面図である。 図１の工程によってメタリックキーパッドが製造される過程を順次に示す断面図である。 図１の工程によってメタリックキーパッドが製造される過程を順次に示す断面図である。 図１の工程によってメタリックキーパッドが製造される過程を順次に示す断面図である。
符号の説明
Ｓ１ 成形工程
Ｓ２ エッチング工程
Ｓ３ 無電解メッキ工程
Ｓ４ マーキング工程
Ｓ５ 電解メッキ工程
Ｓ６ 蒸着工程
２ キー
４ フランジ部
６ エッチング面
８ 導電層
１０ （数字、文字などの）表示部
１２ 金属層

Claims (15)

  1. 非導電性の熱可塑性樹脂を用いてキーパッド用のキーを射出成形するキー成形工程;
    前記キー成形工程において成形されたキーの一側面に導電層を形成して非導電性であるキーの前記一側面を導体化する導体化工程;
    前記導電層にキーの機能を表現する数字や文字などを前記導電層にマーキングするマーキング工程;
    前記マーキング工程の後にキー表面に露出している導電層上に金属層を形成してキーの前記一側面に金属質感を与える金属化工程
    を含むメタリックキーパッド製造方法。
  2. 前記導電層は、無電解メッキで約０．１〜５．０μｍ程度の厚さに形成することを特徴とする請求項１に記載のメタリックキーパッド製造方法。
  3. 前記金属層は、電解メッキ、スパッタリング、化学気相蒸着法、無電解メッキ方法のうちのいずれか一つの方法によって実現されることを特徴とする請求項１に記載のメタリックキーパッド製造方法。
  4. 前記金属層の形成後、この金属層上に補強層をさらに形成することを特徴とする請求項１に記載のメタリックキーパッド製造方法。
  5. キー成形工程で射出されるキーは、バックライティングが可能な透明または半透明の熱可塑性樹脂で作られることを特徴とする請求項１に記載のメタリックキーパッド製造方法。
  6. 前記導電層は、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、ＩＴＯなど酸性メッキ液に耐性がある物質層であることを特徴とする請求項１に記載のメタリックキーパッド製造方法。
  7. 前記金属層は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒであることを特徴とする請求項１に記載のメタリックキーパッド製造方法。
  8. キー成形工程後に、キーの表面を活性化するため、エッチング工程が行われることを特徴とする請求項１に記載のメタリックキーパッド製造方法。
  9. 前記エッチング工程では、キーの表面に微細な突起を形成することを特徴とする請求項８に記載のメタリックキーパッド製造方法。
  10. セルラーフォンのフロントハウジングに備えられ、使用者のプッシュ動作によって選択される信号を発生するキーパッドであって、
    前記キーパッドが、
    非導電性のプラスチックで作られたキー部材;
    非導電性キー部材の一側面に形成した導電層;
    前記導電層にキーの機能を表現する文字、数字などをレーザーや印刷で形成させる表示部;
    前記表示部を除いた導電層表面に、キー部材に金属質感を与えるように、形成した金属層
    を含むメタリックキーパッド。
  11. 前記金属層の上部には、この金属層を視覚的に目立つようにする補強層がさらに形成されることを特徴とする請求項１０に記載のメタリックキーパッド。
  12. 前記キー部材の表面にはエッチング面が形成されることを特徴とする請求項１０に記載のメタリックキーパッド。
  13. 前記キー部材は、周辺部にフランジが形成されることを特徴とする請求項１０に記載のメタリックキーパッド。
  14. 前記キー部材は、ＡＢＳ樹脂または金属メッキが不可能であるＰＣまたはＰＭＭＡ等から選択されることを特徴とする請求項１０に記載のメタリックキーパッド。
  15. 非導電性の熱可塑性樹脂を用いてキーパッド用のキーを射出成形するキー成形工程;
    前記キー成形工程において成形されたキーの一側面に導電層を形成して非導電性であるキーの前記一側面を導体化する導体化工程;
    前記導電層にキーの機能を表現する数字や文字などを前記導電層にマーキングするマーキング工程;
    前記マーキング工程の後にキー表面に露出している導電層上に直接に補強層を形成してキーの表面に金属感を与える補強工程
    を含むメタリックキーパッド製造方法。
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