专利名称：键座及其制造方法
技术领域：
本发明涉及用于使集合配置有作为移动电话、移动信息终端装置
(PDA)等手提、移动设备的输入装置的多个键的键座整体薄型化及使用 金属制键顶以获得与现有使用树脂制键顶的键座所不同的外观设计性的 技术。
背景技术：
键座是构成移动电话、移动信息终端装置(PDA)等手提移动设备的 键盘部分的部件(配件)，分别将文字及/或数字键和功能键等作为按钮的 树脂制多个键顶排列、粘接在称为键垫的座上面而构成。上述键顶的树脂 材料从成形性和强度等方面而言，通常多数使用聚碳酸酯等，另外，键垫 材料使用硅酮橡胶和热塑性弹性体等具有弹性的柔软材料。在这样构成的 键座下面，每个上述键顶设有称为按压件(接点按压突起)的小突起。
该键座密接配置在具备多个常开接点的印刷电路基板上。若按下某个 排列在键座上面的键顶，则经由设置在键座下面的按压件，按压配置在其 下侧的金属穹顶，设置在印刷电路基板上的常开接点闭合，从而形成与所 按下的键顶对应的闭回路。
键座构成为像这样多个构成要素层状重叠的状态，因此变成1个1个 构成要素的厚度累积的较厚的厚度。为此，要求将整体更加薄型化，以进 一步提高手提移动设备的移动性。
可是，像现有键座这样键顶使用树脂的情况，作为用于使键座整体变 薄的手法之一的键顶薄型化是有界限的。例如，即使是像聚碳酸酯树脂那 样强韧性且耐冲击性优异的材料，要满足键顶所要求的各种强度条件， 0.5mm 0.6mm也到薄型化的界限了。于是，考虑在键顶上使用强度优于 树脂、即使过度冲击也不会发生分裂的金属。以下例子与上述目的不同，而是键顶采用了金属的现有例。例如专利 文献1及专利文献2所揭示的手法中，所谓的使用金属薄板，只不过是用 金属形成键顶的凸缘部分，其他部分依然使用树脂。因而，只不过是具有 在键垫上重叠树脂制的键顶等而形成的、由现有的常识性层叠结构形成的 构成，因此，不可能实现键顶强度的提高，而且结构上更进一步的薄型化 也存在界限。
专利文献1:特开平08 — 007691号公报 专利文献2:特开平09 — 082174号公报
如果为了提高机械强度，而使用金属薄板将键顶整体金属化，则又出 现其他问题。即、金属与硅酮橡胶或树脂等其他材料的粘接性还不能说良 好，往往无法获得足够的粘接强度。另外，金属无论怎样薄型化也不具有 透光性，因此，必须按照文字、记号等形状刻设从用来透过光的表面贯通 到背面的所谓文字孔，以使利用背光灯显示文字、记号等。所刻设的该文 字孔的边缘会损害操作键顶的操作者的指触感、手触感。
发明内容
本发明鉴于上述课题，其目的在于改善金属制键顶与键垫的粘接性， 同时使键顶表面均匀化，优化指触感、手触感。
本发明通过釆取在键顶背面层叠薄的树脂层和用树脂掩埋在键顶中 所刻设的文字孔的手段，从而改善键顶的粘接性，同时使键顶表面均匀化， 优化指触感、手触感。
上述实现的粘接性改善的对象是指金属制键顶与键垫的键顶固定部 分的硅酮橡胶和热塑性弹性体等的粘接性。再有，本发明中，在文字孔中 填充树脂，也具有在与键垫粘接时防止粘接剂通过该文字孔溢出的作用。
图1是装有本发明键座的移动电话的立体图。
图2是从移动电话拆下本发明键座进行表示的立体图。
图3是分解本发明键座、表示金属键顶部分和其下的键垫部分的分解
立体图。图4 (a)是表示作为本发明键座的构成部件的金属制键顶的成形加工工序的流程图，(b)是表示通过所述各工序进行加工的各个键顶的状态的 图。图5是表示通过镶嵌成形填充树脂材料的工序的放大纵截面图，(a) 是表示在成形模合模前在空腔内配置了金属板的状态，(b)是在合模后向 空腔内注射液状树脂的状态。图6 (a)是表示本发明键座的组装工序的流程图，(b)是表示通过所 述各工序进行处理的键座的状态的图。图7是放大表示从里侧看作为本发明键座的构成部件的金属制键顶的 状态的立体图。图8是本发明的键座的纵截面图，进一步放大表示键顶的文字、记号 等孔及其背面凹部。图9是表示将图3所示的键垫的树脂制底座部转换成金属制的实施例 的立体图。图10是使用了图8所示键垫的键座的截面图。图中，l一键座，2 —键顶，2a—文字、记号等形状的贯通孔(文字孔)， 2b —凹部，2c —外形蚀刻，3 —树脂层，4一键垫，5 —底座部，5a—树脂 制底座部，5b —金属制底座部，6 —键顶配置部，6a—接点按压突起，6b 一台座，7 —孔，8 —金属穹顶，9一金属板，IO —成形模，10a—浇口部， 10b—空腔，ll一印刷层(墨)，12 —粘接剂。
具体实施方式
图1是装有本发明键座1的移动电话的立体图。键座1包括薄的、例 如厚度0.15 0.5mm左右(包括后述树脂层的厚度)的多个金属制键顶2、 2…。各键顶2分配各种功能，在其表面表示各种功能、例如所谓0—9数 字键、光标键、功能键等功能的文字、数字、记号、图形等(以下称为"文 字、记号等")通过设置文字、记号等形状的贯通孔(以下、称为"文字 孔")2a来显示(作为一例只图示了数字)。再有，在各键顶2的背面，层 叠有薄的树脂层3(参照图7及图8 )。还有，键座1采用各键顶2隔开0.2mm 以下间隔配置的所谓狭小间距键。图2从移动电话拆下本发明键座1表示键座单体。图2是放大表示由 多个键顶2、2…和配置在其下侧的键垫4构成的作为本发明键座1的配件 (组合体)的外观的立体图。键顶2、 2…以规定的排列配置在键垫4上， 利用透明粘接剂相互粘接。图2的立体图中，键垫4的后述底座部几乎全 部由键顶2、 2…覆盖，只看得见其外周，因此不管底座部是树脂制还是金 属制，外观上看起来一样。 (实施例1)图3是概略性放大表示图2所示本发明键座1如何构成的分解立体图。 该分解立体图的上半部表示作为各个中间部件的金属制键顶2、2…的集合 状态。分解图的下半部表示应与各个金属制键顶2、 2…组合、具备薄片状 底座部5和与该底座部5 —体成形的多个键顶配置部6的键垫4。键垫4的底座部5是由聚碳酸酯树脂等硬质树脂5a或不锈钢等金属 5b构成的形成平整板状的部分，设置多个孔7、 7…。键顶配置部6由堵 住上述底座5的孔7、同时一体接合在底座部5上的硅酮橡胶、热塑性弹 性体等弹性材料构成。另外，在各键顶配置部6上如图8所示具有分别向 相对方向突出的接点按压突起(按压件)6a及台座6b。接点按压突起6a 按压配置在其下侧的金属穹顶(接点构件)8，设置在没有图示的印刷电 路基板上的常开接点闭合。台座6b是在其上面粘接键顶2，从而支承键顶2的部分。键垫4其底 座部5由硬质树脂或金属(后述)形成，从而几乎不发生变形，因此能够 使键座1具有形状稳定性。即，如图1所示，键座1即使以在其周围没有 被支承的状态安装在移动电话的框体上，也能够沿着其周围的移动电话的 外壳形状保持规定的形状。具有这种结构的键垫4通过镶嵌成形或2色成 形等从而形成。 (实施例2)作为实施例2，图9及图IO中例示了将实施例1中的键垫4的底座部 5从树脂制的5a转换成金属制的5b时的结构例。底座部5b中使用的金属 板的种类可适宜选择不锈钢、铝、钛等的任意金属板。金属板的厚度为 0.2mm以下。为了使该金属制的底座部5b和形成键顶配置部6的硅酮橡 胶、热塑性弹性体等弹性材料的密接性良好，如图10所示，在底座部5b的上下面，就连孔7的开口边缘周围也用弹性材料覆盖。即，形成一种利用构成键顶配置部6的弹性材料从上下夹入孔7的开口边缘这样的结构。 还有，底座部5b为金属制的键垫4通常通过镶嵌成形形成。即使将键垫4的底座部5从树脂制5a转换成金属制5b，也如图2所 示，键顶2、 2…的部分占据显眼的大部分面积，键垫4只占据包围其周边 部的少许面积，因此外观上几乎感觉不到差异。实施例2的优点在于，由 于金属比树脂机械强度高，因此能够使底座部5b的厚度比树脂的情况更 薄。具体地说，能够到0.1mm左右。 (实施例3)接下来，参照图4表示本发明键座1的键顶2的制造工序。该图左侧 的(a)是表示键顶2的成形加工工序的流程图，该图右侧的(b)是表示 通过左侧所示的各工序进行的各个键顶2的被加工状态的图。各工序如下 进行。1) 金属板的准备准备可配置多个各种键顶这样大小(面积)、薄的金属板9。金属板9 的种类可适宜选择不锈钢、铝、钛等符合用户喜好的任意金属板，无须特 定某种。金属板9使用的厚度为0.05~0.2mm。若考虑键顶的薄型化和键 顶强度的平衡，则优选是此范围内的厚度。金属板9 (键顶2)通常若达 到O.lmm以下则强度降低，容易受到应力的影响，不能从受到应力挠曲 的状态复原成原来的状态。可是，本发明键座在由金属板9形成的各键顶 2、 2…的背面设置树脂层3，因此，相对于应力也具有足够的强度，在应 力作用下很难挠曲。2) 蚀刻加工工序在金属板9上进行完全蚀刻，用于形成表示各个键顶2、 2…功能的从 表面贯通到背面的文字孔2a、 2a…。还同时进行各键顶2外形的粗略半蚀 刻(不将孔贯通而是进行蚀刻到金属板厚度的途中)。基于完全蚀刻的文 字孔2a的形成必须形成贯通孔，以使在装入移动电话时透过来自背面的 照明光，可利用压力成形、激光蚀刻、化学蚀刻等进行。另外，在金属板9的相当于键顶背面的部分的多处利用半蚀刻设置凹 部2b。该凹部2b的设置是为了维持键顶2的树脂和金属的密接性、也就树脂收缩而使树脂层3从金属板9剥落，经由后工序的镶嵌成形形成的树脂层3的树脂的一部分进入该凹部2b，发挥锚的作用。3) 倒角加工工序利用压力加工，进行各个键顶2的4周的倒角加工(该工序不是必须 的条件，不过优选是进行)。经由该倒角加工工序(由斜箭头所示)，键顶 2的侧面上部被加工成大致锥形状的斜面。4) 树脂镶嵌成形工序例如，使用图5所示的成形模10，镶嵌成形金属板9，从而在键顶2 的背面设置厚度0.1 0.3mm的树脂层3。图5中，(a)表示在成形模合模 前在空腔内配置了金属板9的状态，(b)表示在合模后向空腔内注射液状 树脂的状态。该工序中，硬化后成为树脂层3的树脂，从成形模10的浇口部10a 向空腔10b内注射，填充到所镶嵌的金属板9的键顶2的成为树脂层3的 部分中，同时也填充到各文字孔2a内。还有，树脂层3的厚度由于键座1 是薄型键，因此必须尽可能的薄，不过，若考虑镶嵌成形时注射的树脂的 流动性，则薄是有界限的。即，若树脂层3的厚度达到O.lmm以下，则 树脂无法进入空腔的成为树脂层3的整个部分中，而成为不完全的形状。 另外，若树脂层3的厚度为0.3mm以上，则过厚，妨碍了键座1的薄型 化。考虑到这些，树脂层3的厚度设定为0.1 0.3mm。在此工序中使用的树脂(构成树脂层3的树脂)能够使用PC (聚碳 酸酯)、PE (聚乙烯)、PET (聚对苯二甲酸乙酯)、PMMA (聚甲基丙烯 酸甲酯)、PMP (聚甲基戊烯)、硅酮树脂、硅酮橡胶等硬质或软质的树脂 材料。能够使用的树脂至少是透明(至少是有透光性)，有色无色均可， 不过，能够使用成形性、流动性好的物质。还有，虽然在成形性上有一些 难点，不过也可使用PA (聚酰胺)等热塑性树脂和各种热塑性弹性体等。5) 冲裁成形工序通过冲裁将在金属板8上形成的各个具有文字、记号等文字孔2a、 2a…的键顶2、 2…与其周围的半蚀刻的部分2c分离。图4的流程示到冲裁成形工序，而接在其后的键座组装工序如图 6所示。该图左侧的(a)是表示键座1的组装工序的流程图，该图右侧的(b)是表示通过左侧所示各工序进行的各个键座1的被加工状态的图。 各工序如下进行。6) 印刷工序在将各个具有文字孔2a、 2a…的一组键顶2、 2…粘接在上述键垫4 上之前，在树脂层3的表面(键顶2的背面侧的面)利用适宜手法进行表 面处理(该表面处理不是必须的)，利用清洁(无色透明)或白色涂料形 成涂膜ll。还有，当为了往文字上着色而进行彩色印刷时，利用彩色(有 色)涂料+清洁(或白色)涂料(根据颜色也有时不需要清洁或白色涂料 的层)形成涂膜11。图7表示只在树脂层3表面的与数字及字母的文字孔 2a、 2a对应的部分分别形成为了着色而设置的通过彩色印刷形成的涂膜 11的形态。该涂膜11成为键顶2背面(树脂上)或键垫4的台座6b与键顶2的 粘接面。还有，为了往文字上着色而进行的彩色印刷无须在树脂层3的整 个表面上进行，在足够覆盖键顶2的文字孔2a的大小上进行即可。另外， 此工序中采用的印刷方法并没有特定限定，不过，采用小块(涡轮(夕> 术))印刷、丝网印刷等适宜的方法为好，另外，也可以不采用印刷而采 用喷涂等。现有，若在键顶配置部6的台座6b的粘接面上设置照光时使键顶2、 2…的文字孔2a显色的涂膜，则由于上述台座6b的上面(粘接面)小于 键顶2背面，因此，特别是在键顶2上形成的文字、记号等从键顶2的形 成文字孔2a的部分偏离，往往不能与文字孔2a的大小对应。可是，本发 明的键座1中，键顶2背面的树脂层3大小是足够覆盖形成文字孔2a部 分的程度，因此能够将涂膜11 (特别是彩色涂料的部分)形成覆盖文字孔 2a所必需的足够大小，不会产生这样的问题。7) 粘接剂涂敷工序上述印刷工序后，在键顶2、 2…的背面或键垫4的台座6的上面涂敷 透明或有透光性的粘接剂12。粘接剂12的涂敷以任意方法进行即可，其 手法没有特定限定，不过，若采用分配器则更有效率。8) 压接工序进行将涂敷粘接材料后的各键顶2向键垫4上规定位置的位置对正，将其压接固定。于是，从外观上成为键座l。粘接前(涂敷粘接剂前)可 以加入键顶2表面(印刷层ll表面)的改性工序。由于键顶2为金属制， 从而其改性工序优选是利用基于所谓大气压等离子进行的表面改性处理。另外，键垫4、即键顶配置部6的台座6b的粘接面的硅酮橡胶等的表面改 性，不仅是可以利用基于大气压等离子进行的表面改性处理，也可利用基 于大气压等离子进行的表面改性以外的方法和涂敷退火剂。 9)干燥工序将各键顶2向键垫上压接固定后的键座1进行干燥工序，用于将粘接 材料12固化、使各键顶2的固定牢固。该干燥工序根据粘接材料12的种 类而内容不同，例如，溶剂气化型粘接材料12的情况是放置一定时间， 热硬化型粘接材料12的情况是将键座整体在规定温度下加热一定时间， UV效应型的粘接材料12的情况是照射一定时间的UV (紫外线)等。经 过以上各工序，若粘接材料12固化，则键顶2、 2…向键垫4上的固定牢 固，完成键座l。如图IO的局部放大图所示，特别是经过化学蚀刻形成的文字孔2a和 凹部2b的内部周壁截面形状不为直线，而是形成孔的深度方向的中心部 分的直径大于其他部分的弧形状(图中进行了夸张描绘)，因此，除了上 述锚效应以外，该部分还能够进一步提高键顶2和树脂层3的密接强度。 [工业上的可利用性]本发明涉及移动电话、移动信息终端(PDA)等移动设备中使用的薄 型键座，因此，在以电子设备及其各种部件的制造业为首、追求具备键开 关的这类设备的薄型化的工业领域中，具有广泛的可利用性。 [发明的效果]1) 即使是金属制键顶，也由于键顶背面的粘接区域是树脂和硅酮橡 胶和热塑性弹性体等、或印刷层和硅酮橡胶和热塑性弹性体等(在键顶背 面的树脂层表面设置着色印刷层的情况)，从而能够用与采用树脂制键顶 的现有键座同样的手法，将键顶固定在键垫上。2) 用树脂掩埋键顶的文字孔，因此能够使键顶表面均匀化，优化指 触感、手触感。再有，通过在文字孔中填充树脂，从而能够防止键顶与键 垫粘接时粘接剂通过该文字孔溢出。3) 由于能够将显眼的键顶部分整个面都形成金属，因此能够给人带 来高级感。4) 由于能够在键顶背面的树脂层上重叠设置用于文字着色的印刷层，因此能够将利用文字孔显示的文字、记号等着色。
权利要求
1.一种键座，包括通过压力成形、激光蚀刻或化学蚀刻等形成有用来显示文字、记号等的贯通孔的多个薄型金属制键顶；附着在所述键顶背面且填充在所述贯通孔内的具有透光性的树脂层；以及由薄片状底座部和与该底座部一体形成且具有接点按压突起的多个键顶配置部构成的键垫，利用透明或具有透光性的粘接剂夹着附着在所述键顶背面的所述树脂层固定所述多个键顶和所述键垫。
2. 根据权利要求l所述的键座，其中，所述键顶背面通过压力成形、激光蚀刻或化学蚀刻形成多处凹部，在 该凹部中也填充树脂以提高金属和树脂层的密接性。
3. 根据权利要求1或2所述的键座，其中，所述键垫的底座部由硬质树脂形成，并且所述键顶配置部由硅酮橡胶 或热塑性弹性体等弹性材料形成。
4. 根据权利要求1 3中任意一项所述的键座，其中， 在所述键顶背面的树脂层表面的整体或一部分形成有从背面照明时使文字等显色的涂膜。
5. 根据权利要求1 4中任意一项所述的键座，其中， 所述键顶背面的所述树脂层由聚碳酸酯树脂、聚乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙酯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚甲基戊烯树脂、硅酮树脂、硅 酮橡胶或各种热塑性弹性体等具有透光性、成形性及流动性优异的硬质或 软质树脂构成。
6. 根据权利要求1~5中任意一项所述的键座，其中， 构成所述键顶的金属板的厚度为0.05~0.2mm，所述键顶背面的所述树脂层的厚度为0.1 0.3mm。
7. —种键座的制造方法，是将多个显示规定的文字、记号等的金属制键顶支承在通用的键垫上而形成的键座的制造方法，包括准备大小即面积能够配置所述键顶且厚度为0.05~0.2mm左右的薄的 金属板的工序；在所述金属板上通过压力成形、激光蚀刻或化学蚀刻等形成构成文 字、记号等的贯通孔的工序；通过将所述金属板配置在模内来进行的镶嵌成形而在所述金属板的 一个面上设置厚度为0.1 0.3mm的具有透光性的树脂层的工序；通过冲裁从所述金属板分离出各个具有文字、记号等的键顶的工序；成形由片状底座部和具有接点按压突起的多个键顶配置部构成的键 垫的工序；将所述通过冲裁分离出来的具有文字、记号等的各个键顶粘接在所述 键垫的所述键顶配置部上的工序。
全文摘要
本发明提供一种键座，由于移动电话具有越来越重视设置性及薄型化的倾向，因此，为了顺应这样的要求，将键顶整体采用薄型的金属制，在键顶背面设置薄的树脂层，同时用树脂掩埋文字孔，在改善键顶粘接性的同时，优化了手触感，还可以同时在键顶背面设置用于文字着色的印刷层。
文档编号H01H11/00GK101292316SQ20068003938
公开日2008年10月22日 申请日期2006年10月24日 优先权日2005年10月24日
发明者石井久司 申请人:三箭株式会社