双面金属导电粒的制作方法

本实用新型涉及一种金属和高分子材料的复合物，更具体地说，本实用新型涉及复合导电材料，这种复合导电材料是双金属面复合片材，适合于分切成按键中用的导电粒或电触点。

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。橡胶按键中含有一个或多个导电粒，导电粒是电触点的一种类型。按压按键，使按键上的导电粒与pcb接触，就可接通pcb上的电路。橡胶按键上的导电粒，可以由填充了导电填料(如导电炭黑、金属粉末)的导电橡胶制得，但导电橡胶的体积电阻率和表面电阻率还是比常见金属导电材料大，导通较大电流的能力在某些场合显得不足够。

为了更进一步提高导电粒的导电性能，技术人员将制备了连续的金属材料和橡胶的复合物，作为传统的导电橡胶的替代品，来制备导电粒。例如，中国专利申请号200680015484.0“导电接触部及其制造方法”和美国专利号7964810“electricallyconductingcontactandmethodforproductionthereof”公开了由至少部分地被弹性体材料渗透的金属海绵(泡沫金属)制成的电触点。中国申请号201010609386.8“一种导电橡胶及其应用”公开了橡胶与金属纤维烧结毡复合制得导电橡胶的方法。由橡胶和各种形式的金属层或金属片材制得的层状橡胶复合物，也用来制备导电粒，相关的专利文献有中国申请号201010592410.1“复合导电片材”、中国专利申请号201110027418.8“橡胶导电粒及其制备方法”、中国专利申请号201110193369.5“麻面金属与橡胶复合导电粒”等。但由以上这些专利文献所制得的金属材料和橡胶的片状复合物，都存在片状复合物的两个表面材料构成不一样的问题：片状复合物的一个表面金属材料多、弹性体材料少，或者这一表面完全为金属材料；而另一个表面金属材料少、弹性体材料多，或者这一表面完全为弹性体材料。在使用这种两表面不一致的导电粒的生产过程中，这种片状复合物(导电粒)将和橡胶按键的基体结合在一起，以作为橡胶按键的电触点。这时候，有可能用于误操作而使得有电绝缘性的弹性体层出现在导电粒和按键结合后的外表面，从而使得橡胶按键的开关功能失效。

技术实现要素：

本实用新型的目的：导电粒或电触点是按键中的关键部件，它通常用来与印刷电路板(pcb)的触点开关配对使用。它必须有低的接触电阻。如果接触电阻过大甚至不导通，就会造成按键开关功能失效、误判。本实用新型为了克服导电粒与印刷电路板触点开关接触时，因为片状的导电粒的两个表面材料组成不一致而造成的电阻大或者不导通的隐患，本实用新型提供了一种两层或多层金属片材和高分子材料的复合片材，由这种复合片材制备导电粒或电触点，确保由导电粒所制得的按键具有可靠的开关功能。

技术方案：提供一种双面均为金属的金属片材和高分子材料的复合片材。复合片材的厚度为0.1-5mm，是由两层或多层金属片材和高分子材料以金属片材-高分子材料-金属片材的层状复合方式结合而成的，或者以金属片材-高分子材料-金属片材-高分子材料-金属片材的层状复合方式结合而成的。所述的复合片材，通过叠合、移印、丝印、刷涂、辊刷涂、刮涂、喷涂、浸涂、淋涂、抽涂的方式，使聚合物和金属片材在一起并加以压合或热压合而制得，或者通过热塑性成型工艺、热固性成型工艺、热硫化成型工艺或辐射固化工艺固化成型而制得。所述的复合片材经机械冲切或激光切割可制得两面均为金属材料的外接圆直径为1-10mm的小片；所述的小片适合用作按键的导电粒或电触点。

作为一个很有用的特例，同一复合片材中所用的金属片材，是相同材质的，这样的复合片材以及由这样的复合片材制得的导电粒的两个表面组成是相同的，复合片材或导电粒的两个表面的接触电阻也是相同的或极为相近的，所以，当这样的导电粒用作橡胶按键的电触点时，无论导电粒的任一表面外露并与pcb的开关触点接触，所产生的接触电阻是相同的或极为相近的，因而可以确保橡胶按键开关不会失效或误判。

制备复合片材所用的金属片材可以是总厚度为0.005-1mm的平滑的金属片材、滚压过的或蚀刻过的金属片材、有孔洞的金属片材、金属网板、有镀层或局部镀层的金属片材、金属纤维布、金属纤维烧结毡、泡沫金属片材、金属丝网、金属烧结丝网、金属化薄膜，或者它们的层状复合物。例如，80目的镍丝网和0.05mm厚的纯镍片材或不锈钢片材复合而成的片材，也可用作一种金属片材，以制备本实用新型中的复合片材。

本实用新型中，金属片材是由铝、铁、钴、镍、铜、锌、锡、铬、锰、钛、钨、银、金、钯、铂或它们中任意一种金属的合金，或者这些材质的层状复合物。金属片材的两面的形貌和化学成分可以是一致的，也可以是不同的。金属片材的一面或两面有一层或多层镀层，或者金属片材的一面或两面的局部有一层或多层镀层。金属片材的一面或两面，也可以焊接有金属丝，比如将导电率高的镍丝、银合金丝或金属，焊接到不锈钢片材的表面。金属片材的一面或两面，也可以是喷砂处理过的。喷砂能改变金属片材表面的形貌或粗糙度。

金属片材表面的镀层为钴、镍、铜、锌、锡、铬、锰、钛、钨、银、金或这些金属的合金中的任意一种，或为这些镀层的层状复合物，比如在铜片材上先镀一层1-100μm厚的镍、再镀一层0.001-1μm金，形成铜-镍镀层-金镀层的结构。

在复合片材中，金属片材和高分子材料之间，必须有良好的结合，否则就可能有金属片材和高分子材料发生分层的问题。为了提高金属片材和高分子材料之间的结合强度或粘合强度，金属片材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。所涂的粘合增进剂、偶联剂或底涂剂不能太厚，涂层的平均厚度最好不超过1μm，否则或明显增加金属片材的接触电阻，从而影响以此为材质的电触点的导电性能。当然，如果所用高分子材料自身具有对金属的粘结性，就无需对金属片材的表面和孔洞内部进行使用粘合剂、偶联剂或底涂剂的预先处理，直接和金属进行热硫化粘结。

优先使用热固性橡胶来与金属片材复合，这是因为橡胶有良好的柔软度和回弹性。当然也可以选用热塑性弹性体、双面胶带、热熔胶、粘合剂、转印膜、塑料薄膜、转印胶、涂料、油墨来与金属片材复合。正是通过这些高分子材料，将两层或多层金属片材粘合在一起，形成复合片材，进而制备出导电粒。作为一个特例，选用硅橡胶来与金属片材复合。用固体硅橡胶或液体硅橡胶与金属片材复合，都是很好的选择。这是因为硅橡胶有很好的化学稳定性、弹性、耐高温特性和耐低温特性等。

复合片材中的高分子材料可以为含有导电填料的橡胶或硅橡胶，其中导电填料为导电炭黑、碳纳米管、石墨烯、金属粉末或有金属镀层的无机粉末、有金属镀层的玻璃球、有金属镀层的纤维等。导电填料的加入，使得高分子材料有一定的导电性，可以使双金属面金属片材的导电能力更稳定可靠。

作为特例，复合片材以及由复合片材制得的导电粒由纯镍片材层-硅橡胶层-纯镍片材层构成，或者由纯镍片材层-硅橡胶-纯镍片材层-硅橡胶-纯镍片材层构成，或者由纯镍片材层-硅橡胶-不锈钢片材层-硅橡胶-纯镍片材层构成；纯镍片材和不锈钢片材的厚度是0.005-0.5mm。在两个金属片材之间在增加一种金属片材作为中间层，中间层的作用是增强复合片材以及由复合片材制得的导电粒的整体机械强度。

作为特例，纯镍片材的一面或两面均匀分布有复数个直径为0.05-1.0mm、深度为纯镍片材厚度的十分之一至十分之九的小孔、凹坑、凹线条、凹花纹或图案；或者纯镍片材的一面或两面有复数个凸点、凸面、凸出的台柱体、凸线条或凸花纹或图案。纯镍片材也可以是辊花的片材，或者是局部蚀刻后辊花的片材。

这种复合片材的用途，是用来制备一种导电粒或电触点。将两层或多层金属片材和高分子材料的复合片材经机械冲切或激光切割制得两面均为金属的外接圆直径为1-10mm的小片，即为一种双金属面导电粒。在这种导电粒中，两个金属表面之间的聚合物层的横截面的直径可以等于或略大于金属层横截面的直径。

在冲切之前，可以对复合片材进行镀金。也可以在冲切之后，对冲切所得到的小片进行电镀金或化学镀金，或先进行化学镀镍，再进行化学镀金，这样制备镀金电触点，金的耗用量更少，原材料成本低。

有益效果：本实用新型所制得的复合片材的外表面均为金属成分，特别适合于制备按键上的导电粒或电触点。这种导电粒的两个表面可以为同样的金属(如两面同时为镍、铜、银或金)，这样导电粒的两个表面的外型、导电率或表观硬度等都是相同的，所以，不论导电粒的两面中的哪一面与pcb接触，所产生的接触电阻是相同的或基本相同的，有利于保证按键操作的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的实施例2的导电粒的剖面示意图；

图2是本实用新型的实施例4的导电粒的剖面示意图；

图1和图2中，1、金属层；2、硅橡胶层；3、金属层；4、硅橡胶层；5、不锈钢片。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例1

一种双金属面复合片材，包含三层结构：第一层是金属层1，由0.075mm厚的不锈钢片材构成；第二层硅橡胶层2，硅橡胶层的厚度为0.25mm，由邵尔a硬度为50的固体硅橡胶热固化而成；第三层是金属层3，材质与第一层相同，也是由0.075mm厚的不锈钢片材构成。所用的不锈钢片材，优先选用型号为304、304l或316的不锈钢。

在不锈钢片材和硅橡胶复合成型前，不锈钢片材被清洗干净，并用金属-硅橡胶粘合促进剂处理，以使得硅橡胶和不锈钢片材之间有牢固的粘合。

将这种不锈钢和硅橡胶的复合片材，冲切为多种直径(如2.0mm、2.5mm、3.0mm、5.0mm、10.0mm)的小圆片。这种小圆片，即为双金属面导电粒，可用作硅橡胶按键中的电触点。

实施例2

一种双金属面复合片材，结构与实施例1基本上相同，但在不锈钢片材的两个外表面上，均匀分布有深度为0.01-0.07mm、横截面直径为0.01-1.0mm的小孔。相邻的两小孔的孔距为0.1-1.0mm。小孔的形状可以是圆柱形、圆锥形、圆台形、棱柱形、棱锥形、棱台形、半球形、半椭球形或不规则的几何形状。

实施例3

一种双金属面复合片材，结构与实施例1或实施例2基本上相同，但在不锈钢片材的两个外表面上，或者在均匀分布有小孔的不锈钢片材的两个外表面上，有0.01-2.0μm厚的金镀层，或者，在不锈钢片材和金镀层之间还有一层厚度为0.01-0.50mm的镍镀层。

实施例4

实施例1和2中所用的材料也在实施例4中使用。为了增大复合片材以及后来制得的电触点的整体机械强度，在两层不锈钢片之间，放置一如实施例1中所用的厚度为0.075mm的无孔的不锈钢片或如实施例2中所用的有均匀分布小孔的不锈钢片。各不锈钢片材之间，仍有硅橡胶层。

实施例5

一种双金属面复合片材，其结构分别为：不锈钢-热熔胶-不锈钢，或不锈钢-热熔胶-不锈钢-热熔胶-不锈钢。所用的不锈钢片材与实施例2相同，所用的热熔胶为聚氨酯热熔胶。

实施例6

一种双金属面复合片材，其结构分别为：镍-硅橡胶-镍，复合片材的两外表面所用的镍为镍含量大于99.5％的纯镍片材。该纯镍片材厚度是0.01-0.10mm。在和硅橡胶复合前，用机械的方法将纯镍片材压制成有均匀分布的凸点的片材。凸点的形状优选为圆台形。凸点顶部的直径为0.005-0.5mm，两相邻凸点轴心之间的距离为0.2-2.0mm。

实施例7

一种双金属面复合片材，其两外表面所用材质是实施例7一样，但在两金属面层之间，还有一层0.025-0.10mm厚的纯镍层或不锈钢层，其结构为：镍-硅橡胶-镍(或不锈钢)-硅橡胶-镍。这层纯镍层或不锈钢层，可以和面材一样，也可以是平整的纯镍片材或不锈钢片材，其作用是为了提高双金属面复合片材的整体机械强度。

实施例8

一种双金属面复合片材，其结构分别为：不锈钢丝网-硅橡胶-不锈钢丝网，其中不锈钢丝网选用80-500目的平纹网、斜纹网、烧结网，硅橡胶是含有导电碳黑或银粉的导电硅橡胶，其体积电阻率为0.002-50ω·cm。

和实施例1一样，实施例2-8中的金属和高分子材料的双金属面复合片材，都可用机械冲切或激光分割的方法，制成各种尺寸的导电粒产品。所得到的导电粒的两个外表层，材质是一致的。作为电触点，这种导电粒具有可靠的导电性。

本实用新型不局限于上述实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，例如把本实用新型中所提及的材料进行各种组合，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。