TWI784637B

TWI784637B - 鍵帽結構及其製造方法

Info

Publication number: TWI784637B
Application number: TW110127429A
Authority: TW
Inventors: 張勝帆; 蔡磊龍; 潘錦松; 沈昌煥
Original assignee: 致伸科技股份有限公司
Priority date: 2021-07-26
Filing date: 2021-07-26
Publication date: 2022-11-21
Also published as: TW202305851A

Abstract

一種鍵帽結構，包括鍵帽、第一材料圖案層及含類鑽石碳圖案層。第一材料圖案層設置在鍵帽上方，其中第一材料圖案層具有第一開口貫穿第一材料圖案層。含類鑽石碳圖案層設置在第一材料圖案層上方，其中含類鑽石碳圖案層具有第二開口貫穿含類鑽石碳圖案層，第二開口大致對準第一開口。

Description

鍵帽結構及其製造方法

本發明係涉及一種鍵帽結構。

隨著科技日新月異，電子設備的蓬勃發展為人類生活帶來許多便利性，因此如何讓電子設備的操作更人性化是重要的課題。常見的電子設備的輸入裝置包括滑鼠裝置、鍵盤裝置以及軌跡球裝置等，其中鍵盤裝置可供使用者直接將文字以及符號輸入至電腦，因此相當受到重視。

一般而言，會在鍵盤裝置的按鍵結構的鍵帽表面上印刷或者雕刻文字或符號。然而以雕刻方式而言，在雕刻過程中可能會損傷鍵帽結構，此外，刻出的文字或符號可能會破損並且耐磨性較差。因此如何避免前述現象發生成為本領域的技術課題。

本發明提供一種鍵帽結構，包括鍵帽、第一材料圖案層及含類鑽石碳圖案層。第一材料圖案層設置在鍵帽上方，其中第一材料圖案層具有第一開口貫穿第一材料圖案層。含類鑽石碳圖案層設置在第一材料圖案層上方，其中含類鑽石碳圖案層具有第二開口貫穿含類鑽石碳圖案層，第二開口大致對準第一開口。

在本發明的一些實施例中，含類鑽石碳圖案層的可見光穿透度大於或等於90%。

在本發明的一些實施例中，含類鑽石碳圖案層的厚度介於1奈米與200奈米之間。

在本發明的一些實施例中，含類鑽石碳圖案層的厚度介於5奈米與30奈米之間。

在本發明的一些實施例中，含類鑽石碳圖案層的摩擦係數小於或等於0.12。

在本發明的一些實施例中，含類鑽石碳圖案層暴露於外。

在本發明的一些實施例中，鍵帽結構更包括：第二材料層，設置在鍵帽與第一材料圖案層之間，第二材料層的顏色與第一材料圖案層的顏色不同，第一材料圖案層的第一開口暴露第二材料層的一部分。

在本發明的一些實施例中，鍵帽結構更包括：紫外光固化材料圖案層，設置在第一材料圖案層與含類鑽石碳圖案層之間，其中紫外光固化材料圖案層具有第三開口貫穿紫外光固化材料圖案層，第三開口大致對準第二開口及第一開口。

本發明提供一種製造鍵帽結構的方法，包括：形成第一材料層於鍵帽上方；形成含類鑽石碳材料層於第一材料層上方，其中形成含類鑽石碳材料層係透過執行化學氣相沉積製程形成；以及移除含類鑽石碳材料層的一部分及其下方的第一材料層的一部分。

在本發明的一些實施例中，化學氣相沉積製程使用碳氫氣體，碳氫氣體包括甲烷（CH ₄）、乙烯（C ₂H ₄）、乙炔（C ₂H ₂）或其組合。

在本發明的一些實施例中，移除含類鑽石碳材料層的該部分及其下方的第一材料層的該部分係透過執行雷射雕刻製程移除。

由於本發明的鍵帽結構具有含類鑽石碳圖案層，其可提高鍵帽結構表面的耐磨性，並可有效避免刻出的文字或符號破損，故可有效解決先前技術中所述的技術課題。

本發明的優點及特徵以及達到其方法將參照例示性實施例及附圖進行更詳細的描述而更容易理解。然而，本發明可以不同形式來實現且不應被理解僅限於此處所陳述的實施例。相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的此些實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本發明的範疇。

如先前技術所述，在鍵盤裝置的按鍵結構的鍵帽表面上雕刻文字或符號，在雕刻過程中可能會損傷鍵帽結構，此外，刻出的文字或符號可能會破損並且耐磨性較差。據此，本發明提供一種新的鍵帽結構及其製造方法，以解決前述問題。以下將詳述本發明的鍵帽結構的各種實施例。

鍵盤裝置包括多個鍵帽結構。圖1為根據本發明一實施例之鍵帽結構的剖面示意圖。如圖1所示，鍵帽結構包括鍵帽110、第一材料圖案層120及含類鑽石碳圖案層130。鍵帽110可為全透光、半透光或不透光的材質，並可由塑料製成。塑料可例如為ABS(acrylonitrile butadiene styrene, ABS)樹脂、聚碳酸酯(polycarbonate, PC)、其他合適的材料或其組合。

第一材料圖案層120設置在鍵帽110上方。在一些實施例中，第一材料圖案層120由包括塗料、固化劑（hardener）及其他合適的添加劑（例如稀釋劑（thinner））的材料製成。在一些實施例中，塗料包括壓克力系（acrylic system）樹脂、橡膠、聚氨酯（polyurethane, PU）、其他合適的材料或其組合。在一些實施例中，第一材料圖案層120的厚度介於10微米與30微米之間，或者介於18微米與22微米之間。

第一材料圖案層120具有第一開口120a貫穿第一材料圖案層120並暴露鍵帽110的一部分。第一材料圖案層120的顏色與鍵帽110的顏色不同，因此由鍵帽結構的上方往下俯視，可以見到鍵帽110顯示的文字或符號。

含類鑽石碳圖案層130設置在第一材料圖案層120上方。含類鑽石碳圖案層130具有第二開口130a貫穿含類鑽石碳圖案層130。第二開口130a大致對準第一開口120a。第二開口130a的垂直投影與第一開口120a的垂直投影完全重疊或接近完全重疊。

在一些實施例中，含類鑽石碳圖案層130由類鑽石碳組成，或者基本上由類鑽石碳組成，因此含類鑽石碳圖案層130在此可稱為類鑽石碳圖案層。含類鑽石碳圖案層130可利用離子束沉積（ion beam deposition）、濺鍍沉積（sputtering deposition）、化學氣相沉積（chemical vapor deposition）或其他合適的方式形成。

在一些實施例中，含類鑽石碳圖案層130的厚度小於或等於1微米，或者小於或等於500奈米。在一些實施例中，含類鑽石碳圖案層130的厚度介於1奈米與200奈米之間。在一些實施例中，含類鑽石碳圖案層130的厚度介於5奈米與30奈米之間，例如為10奈米、15奈米、20奈米、25奈米或者為任兩數值之間的任何數值。由於含類鑽石碳圖案層130的厚度很薄，因此透光性極佳。

在一些實施例中，含類鑽石碳圖案層130的可見光（波長範圍例如為400奈米至700奈米）穿透度大於或等於90%，例如為91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、99.5%、99.9%或者為任兩數值之間的任何數值。

在一些實施例中，含類鑽石碳圖案層130的摩擦係數小於或等於0.12。在一些實施例中，含類鑽石碳圖案層130的摩擦係數小於或等於0.10，例如為0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、0.03、0.02、0.01、0.005或者為任兩數值之間的任何數值。

如圖1所示，含類鑽石碳圖案層130暴露於外。由於含類鑽石碳圖案層130的硬度高、耐磨性佳、表面平滑並且摩擦係數小，而可作為鍵帽結構的保護層，因此在雕刻（例如雷射雕刻）過程中，鍵帽結構不易被損傷，並且刻出的文字或符號不會破損，耐磨性也相當良好。

圖2為根據本發明一實施例之鍵帽結構的剖面示意圖。圖2的實施例與圖1的實施例的差異在於，圖2的實施例的鍵帽結構更包括第二材料層115，其設置在鍵帽110與第一材料圖案層120之間。在一些實施例中，第二材料層115由包括塗料、固化劑及其他合適的添加劑（例如稀釋劑）的材料製成。在一些實施例中，塗料包括壓克力系樹脂、橡膠、聚氨酯、其他合適的材料或其組合。在一些實施例中，第二材料層115的厚度小於第一材料圖案層120的厚度。在一些實施例中，第二材料層115的厚度介於8微米與20微米之間，或者介於10微米與15微米之間。在一些實施例中，第二材料層115可稱為底漆（primer）。

如圖2所示，第一材料圖案層120的第一開口120a暴露第二材料層115的一部分。第二材料層115的顏色與第一材料圖案層120的顏色不同，因此由鍵帽結構的上方往下俯視，可見到第二材料層115顯示的文字或符號。在一些實施例中，第二材料層115具有較淺的顏色（例如灰色），第一材料圖案層120具有較深的顏色（例如黑色），但本發明不限於此。在其他實施例中，第二材料層115具有較深的顏色，第一材料圖案層120具有較淺的顏色。

圖3為根據本發明一實施例之鍵帽結構的剖面示意圖。圖3的實施例與圖1的實施例的差異在於，圖3的實施例的鍵帽結構更包括紫外光固化材料圖案層125，其設置在第一材料圖案層120與含類鑽石碳圖案層130之間。紫外光固化材料圖案層125具有第三開口125a貫穿紫外光固化材料圖案層125。第三開口125a大致對準第二開口130a及第一開口120a。第三開口125a的垂直投影與第二開口130a的垂直投影及第一開口120a的垂直投影完全重疊或接近完全重疊。

在一些實施例中，紫外光固化材料圖案層125由包括丙烯酸酯、其他合適的材料或其組合的材料製成。丙烯酸酯可例如為環氧丙烯酸酯（epoxy acrylate）、聚氨酯丙烯酸酯（polyurethane acrylate, PUA）、聚酯丙烯酸酯（polyester acrylate）、聚醚丙烯酸酯（polyether acrylate）、氨改性丙烯酸酯（amine acrylate）或其組合。在一些實施例中，紫外光固化材料圖案層125的厚度小於第一材料圖案層120的厚度。在一些實施例中，紫外光固化材料圖案層125的厚度介於8微米與20微米之間，或者介於10微米與15微米之間。

在一些實施例中，紫外光固化材料圖案層125具有透光性。在一些實施例中，紫外光固化材料圖案層125的摩擦係數大於含類鑽石碳圖案層130的摩擦係數。在一些實施例中，紫外光固化材料圖案層125的摩擦係數介於0.20與0.35之間，例如為0.25、0.30或者為任兩數值之間的任何數值。在一些實施例中，紫外光固化材料圖案層125的60度角光澤度（gloss @ 60 degree）為4GU -6GU。

圖4為根據本發明一實施例之鍵帽結構的剖面示意圖。圖4的實施例與圖2的實施例的差異在於，圖4的實施例的鍵帽結構更包括紫外光固化材料圖案層125。圖4的紫外光固化材料圖案層125的實施例可與圖3的紫外光固化材料圖案層125的實施例相同，故在此不贅述。

以下將詳述本發明的鍵帽結構的製造方法的各種實施例。圖5為製造如圖1所示的鍵帽結構的方法的製程階段的剖面示意圖。如圖5所示，形成第一材料層120m於鍵帽110上方。在一些實施例中，第一材料層120m由包括塗料、固化劑及其他合適的添加劑（例如稀釋劑）的材料製成。在一些實施例中，以空氣噴塗（air spray）方式形成上述材料於鍵帽110上方，然後進行固化處理，以形成第一材料層120m。在一些實施例中，固化處理為在室溫下閃乾（air flash）數分鐘，然後加熱（例如60°C至80°C）烘烤數十分鐘。

請參考圖5，在形成第一材料層120m之後，形成含類鑽石碳材料層130m於第一材料層120m上方。形成含類鑽石碳材料層130m係透過執行化學氣相沉積製程（或可稱蒸鍍製程）形成。在一些實施例中，化學氣相沉積製程使用碳氫氣體，碳氫氣體包括甲烷（CH ₄）、乙烯（C ₂H ₄）、乙炔（C ₂H ₂）、其他合適的碳氫氣體或其組合。此製程利用電場將碳氫氣體的碳元素沉積在第一材料層120m上方，以形成類鑽石碳奈米薄膜。於實際應用中，可根據含類鑽石碳材料層130m所需的厚度，調整化學氣相沉積製程的處理時間。

在一些實施例中，含類鑽石碳材料層130m由類鑽石碳組成，或者基本上由類鑽石碳組成，因此含類鑽石碳材料層130m在此可稱為類鑽石碳材料層。在一些實施例中，含類鑽石碳材料層130m的厚度小於或等於1微米，或者小於或等於500奈米，或者介於1奈米與200奈米之間，或者介於5奈米與30奈米之間。在一些實施例中，含類鑽石碳材料層130m的可見光（波長範圍例如為400奈米至700奈米）穿透度大於或等於90%。在一些實施例中，含類鑽石碳材料層130m的摩擦係數小於或等於0.12。

請參考圖5及圖1，在形成含類鑽石碳材料層130m之後，移除含類鑽石碳材料層130m的一部分及其下方的第一材料層120m的一部分，以形成含類鑽石碳圖案層130及第一材料圖案層120，並且暴露鍵帽110的一部分。在一些實施例中，移除含類鑽石碳材料層130m的該部分及其下方的第一材料層120m的該部分係透過執行雷射雕刻製程移除。

圖6為製造如圖2所示的鍵帽結構的方法的製程階段的剖面示意圖。如圖6所示，於鍵帽110上方形成第二材料層115，然後再依序形成第一材料層120m及含類鑽石碳材料層130m。在一些實施例中，第二材料層115由包括塗料、固化劑及其他合適的添加劑（例如稀釋劑）的材料製成。在一些實施例中，以空氣噴塗方式形成上述材料於鍵帽110上方，然後進行固化處理，以形成第二材料層115。在一些實施例中，固化處理為在室溫下閃乾（air flash）數分鐘，然後加熱烘烤（例如60°C至80°C）數十分鐘。

請參考圖6及圖2，在形成含類鑽石碳材料層130m之後，移除含類鑽石碳材料層130m的一部分及其下方的第一材料層120m的一部分，以形成含類鑽石碳圖案層130及第一材料圖案層120，並且暴露第二材料層115的一部分。

圖7為製造如圖3所示的鍵帽結構的方法的製程階段的剖面示意圖。如圖7所示，於鍵帽110上方依序形成第一材料層120m、紫外光固化材料層125m及含類鑽石碳材料層130m。在一些實施例中，紫外光固化材料層125m由包括丙烯酸酯、其他合適的材料或其組合的材料製成。在一些實施例中，以空氣噴塗方式形成上述材料於第一材料層120m上方，然後進行光固化處理，以形成紫外光固化材料層125m。在一些實施例中，光固化處理係先進行紅外光處理（例如在50°C至60°C處理5至10分鐘），然後進行紫外光處理（例如使用UVA波段紫外光，能量可為800毫焦/平方公分至1200毫焦/平方公分，光強度可大於或等於100毫瓦/平方公分）。

請參考圖7及圖3，在形成含類鑽石碳材料層130m之後，移除含類鑽石碳材料層130m的一部分及其下方的紫外光固化材料層125m的一部分及第一材料層120m的一部分，以形成含類鑽石碳圖案層130、紫外光固化材料圖案層125及第一材料圖案層120，並且暴露鍵帽110的一部分。在一些實施例中，移除含類鑽石碳材料層130m的該部分及其下方的紫外光固化材料層125m的一部分及第一材料層120m的一部分係透過執行雷射雕刻製程移除。

製造如圖4所示的鍵帽結構的方法可參考上述圖5、6及7及其實施例，故在此不贅述。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外，本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。此外，本說明書或申請專利範圍中提及的「第一」、「第二」等用語僅用以命名元件（element）的名稱或區別不同實施例或範圍。

110:鍵帽 115:第二材料層 120:第一材料圖案層 120a:第一開口 120m:第一材料層 125:紫外光固化材料圖案層 125a:第三開口 125m:紫外光固化材料層 130:含類鑽石碳圖案層 130a:第二開口 130m:含類鑽石碳材料層

圖1為根據本發明一實施例之鍵帽結構的剖面示意圖。

圖2為根據本發明一實施例之鍵帽結構的剖面示意圖。

圖3為根據本發明一實施例之鍵帽結構的剖面示意圖。

圖4為根據本發明一實施例之鍵帽結構的剖面示意圖。

圖5為製造如圖1所示的鍵帽結構的方法的製程階段的剖面示意圖。

圖6為製造如圖2所示的鍵帽結構的方法的製程階段的剖面示意圖。

圖7為製造如圖3所示的鍵帽結構的方法的製程階段的剖面示意圖。

無

110:鍵帽

120:第一材料圖案層

120a:第一開口

130:含類鑽石碳圖案層

130a:第二開口

Claims

一種鍵帽結構，包括：一鍵帽；一第一材料圖案層，設置在該鍵帽上方，其中該第一材料圖案層具有一第一開口貫穿該第一材料圖案層；以及一含類鑽石碳(diamond-like carbon)圖案層，設置在該第一材料圖案層上方，其中該含類鑽石碳圖案層具有一第二開口貫穿該含類鑽石碳圖案層，該第二開口大致對準該第一開口。
如請求項1所述之鍵帽結構，其中該含類鑽石碳圖案層的一可見光穿透度大於或等於90%。
如請求項1所述之鍵帽結構，其中該含類鑽石碳圖案層的一厚度介於1奈米與200奈米之間。
如請求項1所述之鍵帽結構，其中該含類鑽石碳圖案層的一厚度介於5奈米與30奈米之間。
如請求項1所述之鍵帽結構，其中該含類鑽石碳圖案層的一摩擦係數小於或等於0.12。
如請求項1所述之鍵帽結構，其中該含類鑽石碳圖案層暴露於外。
如請求項1所述之鍵帽結構，更包括：一第二材料層，設置在該鍵帽與該第一材料圖案層之間，該第二材料層的顏色與該第一材料圖案層的顏色不同，該第一材料圖案層的該第一開口暴露該第二材料層的一部分。
如請求項1所述之鍵帽結構，更包括：一紫外光固化材料圖案層，設置在該第一材料圖案層與該含類鑽石碳圖案層之間，其中該紫外光固化材料圖案層具有一第三開口貫穿該紫外光固化材料圖案層，該第三開口大致對準該第二開口及該第一開口。