專利名稱：由加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料制造的鍵致動機(jī)構(gòu)和開關(guān)器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍵致動機(jī)構(gòu)(key actuator)和其它開關(guān)器件，更具體涉及由加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料(conductive loaded resin-based)材料模制而成的鍵致動機(jī)構(gòu)和其它開關(guān)器件致動機(jī)構(gòu)(actuator)，上述材料包括模制時在基質(zhì)樹脂內(nèi)均勻化的微導(dǎo)電粉末、微導(dǎo)電纖維或它們的組合(combination)。該制造方法得到一種可用在EMF或電子頻譜內(nèi)的導(dǎo)電部件或材料。
背景技術(shù)：
鍵致動機(jī)構(gòu)(key actuator)和其它電開關(guān)器件用于許多應(yīng)用領(lǐng)域。這樣的開關(guān)常常用于控制機(jī)器、機(jī)械裝置、計算機(jī)、器械和通信設(shè)備的主要工具。在其它的應(yīng)用中，標(biāo)準(zhǔn)計算機(jī)鍵盤、移動和固定電話、工業(yè)控制、人機(jī)界面、計算器、樂器和PDA器件中均可找糾鍵致動機(jī)構(gòu)。在計算機(jī)鼠標(biāo)、器械(applianice)、計算機(jī)操縱桿(joystick)、手工機(jī)器控制、控制手柄等中已有其它的簡單開關(guān)。
不論是處于斷開位置還是閉合位置，所有的開關(guān)基本上都是雙態(tài)轉(zhuǎn)換器。在斷開位置，開關(guān)幾乎具有無限大的電阻。在閉合位置，電阻幾乎下降為零電阻。開關(guān)的雙態(tài)特性非常適合數(shù)字計算技術(shù)，其中每一個開關(guān)狀態(tài)可以指定為標(biāo)記“0”或“1”。
在現(xiàn)有技術(shù)中已有許多開關(guān)裝置。在觸點開關(guān)中，在導(dǎo)電元件之間通過直接接觸使電路斷開或閉合。這是用于家用照明開關(guān)的方法。導(dǎo)電元件可以是金屬線、跡線、電刷、抽頭等。按另外方式，液態(tài)金屬，例如在水銀開關(guān)中的情況，可以用作直接接觸通路。也用作間接式開關(guān)的方法。例如，磁干簧開關(guān)、霍爾效應(yīng)開關(guān)和鐵氧體磁心開關(guān)用磁場來控制導(dǎo)電通路。另一重要的間接式開關(guān)技術(shù)是電容開關(guān)切換。在電容開關(guān)中，開以及關(guān)狀態(tài)與開關(guān)可顯出的兩種不同的電容值相對應(yīng)。用讀出電路辨別電容值和開關(guān)狀態(tài)。
本發(fā)明尤其重要的是用于大多數(shù)鍵臺(keypad)式開關(guān)的開關(guān)機(jī)構(gòu)直接接觸式(導(dǎo)體-導(dǎo)體)和間接接觸式(基于電容的)。在任何情況下，按鍵機(jī)構(gòu)以第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體為基礎(chǔ)，通常第一導(dǎo)體附著鍵臺下側(cè)，通常第二導(dǎo)體位于鍵臺陣列中的特定鍵臺下側(cè)的電路板上。在直接接觸式按鍵機(jī)構(gòu)中，當(dāng)按下鍵臺時，迫使鍵臺上的第一導(dǎo)體與電路板本體(MATRIX)上的第二導(dǎo)體直接接觸以接通電路。然后數(shù)字譯碼集成電路譯碼該接通的電路以確定哪一個鍵被按下。在基于電容間接接觸的情況下，按下鍵臺的效果是縮減第一導(dǎo)體和第二導(dǎo)體之間的距離。第一和第二導(dǎo)體由電容器的極板構(gòu)成。在按下狀態(tài)時，電容器的極板接近，因此該本體位置的電容量增加。數(shù)字譯碼集成電路例如利用RC時間常數(shù)測量法檢測該電容量的變化。
不論是直接還是間接式開關(guān)的情況，已有的鍵臺和接觸導(dǎo)體的電路板本體包括金屬，例如銅、銀、金等或?qū)щ娪湍蛱贾?PILL)。一般利用絲網(wǎng)印刷法將導(dǎo)電油墨印刷到電路板上和/或鍵臺的下部。碳柱一般用在鍵臺的下部上。碳柱是碳、石墨、被模制到鍵臺中的小塊(TABLET)。按另外方式，碳柱可包括浸漬硅橡膠的碳。
其它的開關(guān)致動機(jī)構(gòu)，例如旋轉(zhuǎn)開關(guān)、撥動開關(guān)、按鈕開關(guān)和搖臂開關(guān)，例如在一些照明開關(guān)中已有，對于本發(fā)明也很重要。在這些開關(guān)致動機(jī)構(gòu)中，雖然也使用導(dǎo)電油墨和碳柱，但開關(guān)致動機(jī)構(gòu)通常多是金屬-金屬式。
多項現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)明涉及鍵致動機(jī)構(gòu)和其它電開關(guān)器件。Matsumora的美國專利申請2001/0025065提出包括在其上形成具有導(dǎo)電樹脂圖案的旋轉(zhuǎn)碼盤的編碼開關(guān)。該導(dǎo)電樹脂包括樹脂材料，上述樹脂材料還包括銀粉、鍍銀的碳珠，或銀粉和鍍銀的碳珠兩者。磷青銅電刷用于接觸碼盤圖案。Cobbley等人的美國專利申請2003/0203668公開一種電氣互連器件。該互連器件包括在兩個導(dǎo)電極板間配置的導(dǎo)電樹脂/接觸劑系統(tǒng)。當(dāng)極板相對設(shè)置時，樹脂中導(dǎo)電顆粒周圍的絕緣涂層斷開因此露出導(dǎo)電顆粒。通過這些導(dǎo)電顆粒形成互連通路。Maenishi等人的美國專利Re.34,642示出部分包括非導(dǎo)電樹脂的電接觸開關(guān)器件。Winters等人的美國專利6,362,976描述在硅樹脂圓頂上包括硅樹脂按鈕的鍵臺。當(dāng)按下時，硅樹脂按鈕使硅樹脂圓頂變形以使碳柱與印刷電路上的跡線垂直接觸。該接觸的碳柱共同縮短跡線。Hochreutiner的美國專利4,503,410描述一種具有兩個觸點柱的電磁繼電器，上述觸點柱每個都包括導(dǎo)磁導(dǎo)電材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個主要目的是提供一種有效的鍵致動機(jī)構(gòu)和其它開關(guān)器件。
本發(fā)明的另一目的是提供一種形成鍵致動機(jī)構(gòu)和其它開關(guān)器件方法。
本發(fā)明的再一目的是提供一種由加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料(conductiveloaded resin-based material)加入作為基質(zhì)的樹脂的導(dǎo)電材料簡稱加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料)模制而成的鍵致動機(jī)構(gòu)和其它開關(guān)器件。
本發(fā)明的又一目的是提供一種具有低制造成本的鍵致動機(jī)構(gòu)和其它開關(guān)器件。
本發(fā)明的又一目的是提供一種具有低閉合態(tài)電阻的鍵致動機(jī)構(gòu)和其它開關(guān)器件。
本發(fā)明的又一目的是提供一種具有預(yù)期長壽命的鍵致動機(jī)構(gòu)和其它開關(guān)器件。
本發(fā)明的又一目的是提供一種由加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料模制而成的鍵致動機(jī)構(gòu)和其它開關(guān)器件，其中通過在加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料上形成金屬層可以改變電阻或壽命特性或可以改變視覺特性。
本發(fā)明的又一目的是提供一種由加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料形成的鍵致動機(jī)構(gòu)和其它開關(guān)器件的制造方法，上述材料包含各種形式的材料。
本發(fā)明的又一目的是提供一種由加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料形成的鍵致動機(jī)構(gòu)和其它開關(guān)器件的制造方法，其中該材料呈織物形式。
依照本發(fā)明的目的，提供了一種開關(guān)器件。該器件包括第一導(dǎo)電電極(TERMINAL)、第二導(dǎo)電電極和導(dǎo)電柱(conductive pill)。該導(dǎo)電柱在斷開位置和閉合位置之間移動。在閉合位置時第一和第二電極短接。在斷開位置時第一和第二電極沒有短接。該導(dǎo)電柱包括加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料，該材料包括基質(zhì)樹脂主體(BASE RESIN HOST)中的導(dǎo)電材料。
同樣依照本發(fā)明的目的，提供了一種鍵臺器件。該鍵臺器件包括第一導(dǎo)電電極、第二導(dǎo)電電極、臺部(PAD)結(jié)構(gòu)、彈簧結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電柱。該導(dǎo)電柱在斷開位置和閉合位置之間移動。在閉合位置時第一和第二電極短接。在斷開位置時第一和第二電極沒有短接。導(dǎo)電柱、臺部結(jié)構(gòu)和彈簧結(jié)構(gòu)都包括加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料，上述材料包括基質(zhì)樹脂主體中的導(dǎo)電材料。
同樣依照本發(fā)明的目的，提供了一種開關(guān)器件。該器件包括導(dǎo)電電極和導(dǎo)電柱。該導(dǎo)電柱在斷開位置和閉合位置之間移動。閉合位置時在導(dǎo)電電極和導(dǎo)電柱之間的耦合電容遠(yuǎn)大于斷開時的耦合電容。該導(dǎo)電柱包括加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料，上述材料包括基質(zhì)樹脂主體中的導(dǎo)電材料。
同樣依照本發(fā)明的目的，提供了一種形成開關(guān)器件的方法。該方法提供加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料，在基質(zhì)樹脂主體(resin-based host)中包括導(dǎo)電材料。該加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料被模制成開關(guān)器件中的導(dǎo)電柱。該開關(guān)器件包括導(dǎo)電電極和導(dǎo)電柱。該導(dǎo)電柱在斷開位置和閉合位置之間移動。


在附圖中，示出了形成已述過的材料部分圖1說明本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例，該實施例示出具有直接導(dǎo)電觸點的圓頂形彈性鍵臺致動機(jī)構(gòu)，上述直接導(dǎo)電觸點包括基質(zhì)樹脂材料。
圖2說明加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料的第一優(yōu)選實施例，其中該導(dǎo)電材料包括粉末。
圖3說明加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料的第二優(yōu)選實施例，其中該導(dǎo)電材料包括微導(dǎo)電纖維。
圖4說明加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料的第三優(yōu)選實施例，其中該導(dǎo)電材料微導(dǎo)電包括導(dǎo)電粉末和微導(dǎo)電纖維兩者。
圖5a和5b說明第四優(yōu)選實施例，其中導(dǎo)電類纖維材料是由加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料構(gòu)成。
圖6a和6b以簡圖的形式說明注模裝置和擠壓模制裝置，上述裝置可用于模制加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料的電路導(dǎo)體。
圖7說明本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例，示出一種具有電容導(dǎo)電觸點的圓頂形彈性鍵臺致動機(jī)構(gòu)，上述電容導(dǎo)電觸點包括基質(zhì)樹脂材料。
圖8說明本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例，示出一種具有導(dǎo)電觸點的鍵臺致動機(jī)構(gòu)，該導(dǎo)電觸點包括由導(dǎo)電基質(zhì)樹脂材料模制而成的導(dǎo)電柱。
圖9說明本發(fā)明的第四優(yōu)選實施例，示出一種具有直接導(dǎo)電觸點的直接膜片式鍵臺致動機(jī)構(gòu)，上述導(dǎo)電觸點包括導(dǎo)電基質(zhì)樹脂材料。
圖10說明本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例，示出一種具有直接導(dǎo)電觸點的間接膜片式鍵臺致動機(jī)構(gòu)，上述導(dǎo)電觸點包括導(dǎo)電基質(zhì)樹脂材料。
圖11說明本發(fā)明的第六優(yōu)選實施例，示出一種具有直接導(dǎo)電觸點的旋轉(zhuǎn)開關(guān)裝置，上述導(dǎo)電觸點包括導(dǎo)電基質(zhì)樹脂材料。
圖12說明本發(fā)明的第七優(yōu)選實施例，示出一種具有直接導(dǎo)電觸點的操縱桿，上述導(dǎo)電觸點包括導(dǎo)電基質(zhì)樹脂材料。
圖13說明本發(fā)明的第八優(yōu)選實施例，示出一種具有導(dǎo)電觸點的按鈕開關(guān)，上述導(dǎo)電觸點包括模制的導(dǎo)電基質(zhì)樹脂材料。
圖14說明包括導(dǎo)電基質(zhì)樹脂材料的圓頂形彈性鍵臺致動機(jī)構(gòu)的等距視圖。
圖15說明本發(fā)明的第九優(yōu)選實施例，示出一種具有導(dǎo)電觸點的搖臂開關(guān)，上述導(dǎo)電觸點包括導(dǎo)電基質(zhì)樹脂材料。
具體實施例方式
本發(fā)明涉及由加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料模制而成的鍵致動機(jī)構(gòu)和其它的電開關(guān)器件，上述材料包括模制時在基質(zhì)樹脂內(nèi)均勻化的微導(dǎo)電粉末、微導(dǎo)電纖維或它們的組合。
本發(fā)明的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料是加入導(dǎo)電材料的基質(zhì)樹脂，因而它使所有的基質(zhì)樹脂變?yōu)閷?dǎo)體而不是絕緣體。該樹脂為模制的部件提供結(jié)構(gòu)的整體性。在模制工藝期間在樹脂內(nèi)使微導(dǎo)電粉末、微導(dǎo)電纖維或它們的組合均勻化，以提供電氣連接。
可以將加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料模制，擠壓或類似加工以提供幾乎任何期望的形狀或大小。模制的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料也可以被切割、沖壓，或根據(jù)注?；驍D壓的片或棒料的真空成形、過模壓(over mold)，層壓，研磨或類似加工提供期望的形狀和大小。利用加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料制成的鍵致動機(jī)構(gòu)和其它開關(guān)器件的熱特性或電導(dǎo)率性特性取決于加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料的組分，可以調(diào)節(jié)其中加載或摻雜的參量，以助于實現(xiàn)材料的期望結(jié)構(gòu)，電氣或其它物理特性。將用于制造鍵致動機(jī)構(gòu)和其它開關(guān)器件所選材料利用模制技術(shù)和/或方法如注模，過模壓，熱固化(thermo-set)，推進(jìn)，擠壓或類似加工均勻化。與2D，3D，4D和5D設(shè)計相關(guān)的特性、模制和電氣特性包括可以在實際部件的模制處理過程中實現(xiàn)的物理和電氣效益，以及與模制部件或成形材料內(nèi)部的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的聚合物物理特性。
在鍵致動機(jī)構(gòu)和其它電開關(guān)器件的制造中采用加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料，通過將這些材料形成期望的形狀和大小，明顯降低了材料以及用于易于保持密配合公差的設(shè)計和制造工藝的費用。利用常規(guī)的成形方法如注模，過模壓，擠壓，擠壓或類似加工，鍵致動機(jī)構(gòu)和其它電開關(guān)器件可以制造成各種形狀和大小。當(dāng)?shù)湫投俏ㄒ坏啬Ｖ茣r，加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料所實現(xiàn)的期望可用的電阻率的范圍為每平方(per square)在大約5和25歐之間，但通過改變摻雜參量和/或樹脂選擇可以實現(xiàn)其它電阻率。
加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料包括微導(dǎo)電粉末、微導(dǎo)電纖維或它們的任何組合，其在模制處理中一起均勻分布在基質(zhì)樹脂中，容易實現(xiàn)低成本、導(dǎo)電的密配合公差制造的部件或電路。該微導(dǎo)電粉末可以是碳，石墨，胺或類似物，和/或金屬粉末如鎳，銅，銀或鍍覆物(plated)或類似物。利用碳或其它形式的粉末如石墨等能夠?qū)崿F(xiàn)額外低能級的電子交換，而且當(dāng)采用與微導(dǎo)電纖維的組合時，生成在纖維的微導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的微填充成分，該纖維進(jìn)一步形成電導(dǎo)率并充當(dāng)用于模制設(shè)備的滑潤劑。該微導(dǎo)電纖維可以是鍍鎳的碳纖維，不銹鋼纖維，銅纖維，銀纖維或類似物，或它們的組合。該結(jié)構(gòu)材料為如任何聚合樹脂的材料。結(jié)構(gòu)材料可以是GE PLASTICS，Pittsfield，MA制造的聚合樹脂，GE PLASTICS，Pittsfield，MA制造的其它規(guī)格的塑料，其它制造商制造的其它類的塑料，GE SILICONES，Waterford，NY制造的硅樹脂，或其它制造商制造的其它撓性基質(zhì)樹脂橡膠化合物，這里給出的是示例但不是完全的列舉。
可以將加入微導(dǎo)電粉末、微導(dǎo)電纖維或它們的組合的基質(zhì)樹脂結(jié)構(gòu)材料模制，利用常規(guī)的模制方法如注模或過模壓，或擠壓實現(xiàn)期望的形狀和大小。將模制的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料可以按需要進(jìn)行擠壓，切割或研磨，以實現(xiàn)散熱器的期望形狀因數(shù)。與加入的基質(zhì)樹脂中的微導(dǎo)電體有關(guān)的摻雜組分和方向性能夠影響鍵致動機(jī)構(gòu)和其它的電開關(guān)器件的電氣和結(jié)構(gòu)特性，并通過模壓制設(shè)計，澆口(gating)和/或推進(jìn)設(shè)計或在模制過程本身中能夠精確控制。此外，能選擇基質(zhì)樹脂以實現(xiàn)理想的熱特性，例如很高的熔點或特定的導(dǎo)熱率。
基質(zhì)樹脂夾芯層狀結(jié)構(gòu)也可以由隨機(jī)或連續(xù)的網(wǎng)狀微不銹鋼纖維或其它導(dǎo)電纖維制成，形成布狀材料。該網(wǎng)狀導(dǎo)電纖維可以是層壓或類似加工到如Teflon(聚四氟乙烯)，Polyesters(聚酯)，或任何撓性或硬性作為基質(zhì)的樹脂材料上，當(dāng)分開設(shè)計纖維含量，取向和形狀時，將獲得很高導(dǎo)電性的撓性布狀材料。能夠?qū)⑦@樣的布狀材料用來形成鍵致動機(jī)構(gòu)和其它的電開關(guān)器件，能夠置入在人的衣物和其它樹脂材料如橡膠或塑料中。當(dāng)采用當(dāng)作網(wǎng)狀導(dǎo)電體的導(dǎo)電纖維作為層壓材料部分或布狀材料部分時，該纖維可以具有大約3和12微米之間的直徑，通常長度在8和12微米之間或在大約10微米的范圍內(nèi)，同時可以是壓制的或重疊的。
通過選擇抗腐蝕和/或電蝕的微導(dǎo)電纖維和/或微導(dǎo)電粉末和基質(zhì)樹脂，本發(fā)明的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料可以實現(xiàn)抗腐蝕和/或電蝕。例如，如果將抗腐蝕和/或電蝕基質(zhì)樹脂與不銹鋼金屬纖維和碳纖維/粉末結(jié)合，那么將實現(xiàn)抗腐蝕和/或電蝕的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料。
本發(fā)明所描述的微導(dǎo)電纖維和/或微導(dǎo)電粉末和基質(zhì)樹脂的均勻混合也可以如摻雜所述。就是說，該均勻混合典型地將非導(dǎo)電材料轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)電材料。該過程與半導(dǎo)體材料的摻雜過程類似，如半導(dǎo)體器件領(lǐng)域所熟知的，通過注入施主/受主離子能將半導(dǎo)體材料例如硅變?yōu)閷?dǎo)電材料。因此，本發(fā)明使用術(shù)語摻雜是指通過將基質(zhì)樹脂中的微導(dǎo)電纖維和/或微導(dǎo)電粉均勻混合，以將通常的非導(dǎo)電基質(zhì)樹脂材料轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)電材料。
現(xiàn)在參看圖1，說明本發(fā)明的第一優(yōu)選實施例。以下示出并論述本發(fā)明的幾個重要特征?，F(xiàn)在參看圖1，說明一種鍵致動機(jī)構(gòu)，示出鍵臺10。鍵臺10通常作為計算機(jī)系統(tǒng)的輸入器件。雖然示出標(biāo)準(zhǔn)文本鍵盤(standard textkeyboard)10，還應(yīng)理解到鍵盤10還可被構(gòu)造成任何類型的鍵盤輸入設(shè)備，例如已有鍵臺輸入器件或與移動和固定電話、工業(yè)控制、人機(jī)接面、計算器、樂器、PDA器件等結(jié)合使用。鍵盤10包括鍵致動機(jī)構(gòu)12的陣列或鍵臺。鍵的這些陣列可配置為具體應(yīng)用所規(guī)定的任何排列。在通常的計算機(jī)鍵盤中，以傳統(tǒng)的QWERTY排列布置字母字符。
本體電路(matrix circuit)位于在該鍵臺陣列之下。該本體電路是網(wǎng)格電路，在鍵下面的網(wǎng)格電路用于譯碼哪個鍵被按下。對于基于接觸的鍵臺，在圖1下面的圖解中示出的在專用鍵下面的點處斷開每個電路。這里，電路路由選擇“B”鍵包括交叉但不連接的第一導(dǎo)體18′和第二導(dǎo)體18″。當(dāng)按下鍵臺12時，鍵臺12的導(dǎo)電觸點柱(contact pill)15接觸第一導(dǎo)體18′和第二導(dǎo)體18″從而接通“B”電路。未圖示的集成電路譯碼電路檢測“B”電路接通并發(fā)出數(shù)字碼例如ASCII到計算機(jī)CPU。
鍵臺的截面圖示出器件的鍵元件之間的關(guān)系。鍵本體電路19包括具有在其上形成的導(dǎo)電跡線18或線路的電路板19。鍵臺12包括臺部(pad)結(jié)構(gòu)14、觸點柱結(jié)構(gòu)15和彈簧結(jié)構(gòu)17。另外，鍵臺12可包括外部的殼結(jié)構(gòu)13。臺部結(jié)構(gòu)14提供一個用于操作員敲擊的堅實標(biāo)的體。觸點柱結(jié)構(gòu)15提供導(dǎo)電電極以使開路跡線18′和18″兩端短接。敲擊鍵后，彈簧結(jié)構(gòu)17提供機(jī)械力以支撐在鍵本體板19上的鍵臺12，以給操作員數(shù)據(jù)鍵入提供有用阻力或“感覺”，并將鍵臺12轉(zhuǎn)到通常(開路)狀態(tài)。外部的殼結(jié)構(gòu)13為環(huán)境保護(hù)、字符顯示、外觀和感覺等提供合適的表面特性。
第一優(yōu)選實施例示出具有直接觸點結(jié)構(gòu)的圓頂形彈性鍵臺。利用彈性圓頂形，本申請意在描述鍵臺12，其中臺部結(jié)構(gòu)14和彈簧結(jié)構(gòu)17由單一彈性材料形成為類圓頂結(jié)構(gòu)。更具體地對于該優(yōu)選實施例，臺部結(jié)構(gòu)14和彈簧結(jié)構(gòu)17以及觸點柱結(jié)構(gòu)15均由根據(jù)本發(fā)明的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料形成?；|(zhì)樹脂材料，例如呈現(xiàn)出選擇彈簧結(jié)構(gòu)17的必要的彈性材料特性。加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料由如本發(fā)明中所描述的通過微導(dǎo)電纖維和/或微導(dǎo)電粉末的均勻組合形成。模制該加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料以形成鍵臺12中的組合的臺部結(jié)構(gòu)14和彈簧結(jié)構(gòu)17以及觸點柱結(jié)構(gòu)15。
相對于現(xiàn)有技術(shù)所得的鍵臺結(jié)構(gòu)有幾個優(yōu)點。在這些優(yōu)點中，組合的內(nèi)部結(jié)構(gòu)14、15和17可以以單一步驟模制而成而不進(jìn)一步組裝，因此節(jié)約了制造成本。另外，根據(jù)選擇的導(dǎo)電摻雜物可以最優(yōu)化加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料觸點柱15的電特性。例如，利用加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料可以制造具有約1歐姆電阻的觸點柱15。通過比較，碳柱將呈現(xiàn)出約200歐姆的電阻。另外，現(xiàn)有技術(shù)的碳柱在約1百萬個周期使用時將磨壞。然而，加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料球15將呈現(xiàn)出更少的磨損并且實際上是一種“沒有磨壞”的球。由于用于形成彈簧結(jié)構(gòu)17的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料的材料特性，本發(fā)明的圓頂形彈簧結(jié)構(gòu)將呈現(xiàn)出更長的使用壽命。而且，加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料沒有由于電蝕而產(chǎn)生腐蝕或失效。相對于現(xiàn)有技術(shù)的鍵臺這是一種顯著的優(yōu)點，特別是具有金屬電極或機(jī)械結(jié)構(gòu)的那些鍵臺。如果使用，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)14、15和17的上方可以模制外部的殼結(jié)構(gòu)13。按另外方式，內(nèi)部結(jié)構(gòu)14、15和17可以被加壓裝配到外部結(jié)構(gòu)19中。
作為附加物、雖然作為可選擇的特征，在基質(zhì)板19上的導(dǎo)電跡線18也可以包括根據(jù)本發(fā)明的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料。例如，這些跡線18或線路可以被過模制(over-mold)在絕緣板19上。現(xiàn)在參看圖14，在等距圖中說明圓頂形彈性鍵臺的具體實施方案。該實施例示出了鍵頂部500、柱塞部分508、防護(hù)框504(protective bezel)、包括加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料512的導(dǎo)電人造橡膠和印刷電路板520。
現(xiàn)在參看圖7，說明本發(fā)明的第二優(yōu)選實施例。在該例中，示出用于進(jìn)行電容接通的圓頂形彈性鍵臺100。如同在第一實施例中，合成的臺部結(jié)構(gòu)102和彈簧結(jié)構(gòu)112和觸點柱結(jié)構(gòu)104包括根據(jù)本發(fā)明的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料。外殼結(jié)構(gòu)101可任選地形成在合成的內(nèi)部結(jié)構(gòu)102、104和112上。在該實施例中，然而，處于閉合或按下狀態(tài)時在基質(zhì)板108上的觸點柱104和跡線106沒有接觸。代替地是，在斷開位置時，觸點柱104和跡線106被按第一距離D1隔開。在閉合位置時，觸點柱104和跡線106被按較小的第二距離D2隔開。結(jié)果，在閉合位置時增加了在跡線106和觸點柱104之間的耦合電容。在該結(jié)構(gòu)中，跡線106僅僅包括未示出的譯碼器IC的閉合電路，沒有單獨的圖1的交錯結(jié)構(gòu)。譯碼器IC檢測基質(zhì)中的每個鍵的電容量以判斷是否發(fā)生敲擊。例如，譯碼器IC可以測量每個本體電路的RC延遲以判斷存在或沒有大電容(按鍵)。
內(nèi)部結(jié)構(gòu)102、104和112以及特別是加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料的觸點柱104的形成帶來第一實施例中列出的幾個優(yōu)點和特征。然而，在該電容器接觸方法中，觸點柱104的機(jī)械磨損或電磨損不是一個問題。另外，電路跡線106也可以包括如同在第一實施例中的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料。
圖8說明本發(fā)明的第三優(yōu)選實施例。在該實施例中，形成具有觸點柱的鍵臺致動機(jī)構(gòu)，上述觸點柱由導(dǎo)電基質(zhì)樹脂材料模制而成。在該范例中，臺部結(jié)構(gòu)150和彈簧結(jié)構(gòu)158由不同于加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料的材料形成。例如，臺部結(jié)構(gòu)150可包括聚酯基質(zhì)材料，而彈簧結(jié)構(gòu)158包括鋼。作為重要的特征，觸點柱154由根據(jù)本發(fā)明的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料形成。
作為示范性的制造技術(shù)，加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料的桿是擠壓模制成形的。然后根據(jù)模制的桿的尺寸切割觸點柱154。該方法的一個優(yōu)點是例如在注模該觸點柱154到一定尺寸后，切割工藝將最大程度地露出在切成段的表面處微導(dǎo)電纖維和/或微導(dǎo)電粉末互連的距陣。然后迫使觸點柱154組裝插入臺部結(jié)構(gòu)150。按另外方式，臺部結(jié)構(gòu)150被過模制到觸點柱154上。如同第一實施例中，該實施例在磨損和可靠性、低導(dǎo)通電阻和抗腐蝕/電蝕方面提供顯著的優(yōu)點。基質(zhì)板162的跡線166可進(jìn)一步包括加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料。另外，可連同第二優(yōu)選實施例的線路制造該電容接通形式的鍵臺。
現(xiàn)在參看圖9，說明本發(fā)明的第四優(yōu)選實施例。在該實施例中，用包括導(dǎo)電基質(zhì)樹脂材料的直接導(dǎo)電觸點形成直接膜片式鍵臺致動機(jī)構(gòu)。膜片式鍵臺致動機(jī)構(gòu)頻繁地用在必須周圍密封的鍵臺應(yīng)用上。例如，家用電器、軍用或工業(yè)用等是膜片式鍵臺的典型應(yīng)用，其中處水、灰塵或化學(xué)藥品可能與鍵臺接觸。在該實施例中，鍵臺包括由外膜片層170、間隔層182(spacer layer)、基質(zhì)基板184形成的層疊物。
外膜片層170由根據(jù)本發(fā)明的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料形成。外膜片層170的基質(zhì)樹脂是撓性的以便于擠壓時外部膜片變形。間隔件182包括絕緣體材料以使外膜片層170與基板184隔離。此外，在每個鍵位置處外膜片層170還包括觸點柱結(jié)構(gòu)178。使用加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料使得觸點柱布局部分178能直接模制成外膜片層170。任選地，如果必要，未示出的撓性外絕緣體層可以形成在外膜片層170的上面，以提供電隔離操作裝置表面。
在通常狀態(tài)中，間隔件182在外膜片層170的觸點柱結(jié)構(gòu)178和基板188的本體電極或臺部(pad)188之間保持間隙186。當(dāng)擠壓外膜片層170時，導(dǎo)電觸點柱178接觸本體位置188以接通該鍵的電路。按另外方式，如同第三實施例中所述的，在加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料觸點柱178僅僅與本體臺部188接近閉合的位置處可以使用基于電容的鍵裝置。
相對于現(xiàn)有技術(shù)膜片式鍵臺致動機(jī)構(gòu)提供幾個優(yōu)點。由相同材料以及單一模制工藝形成外膜片170和觸點柱178降低了制造成本。由加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料形成的觸點柱178和/或本體鍵臺的構(gòu)造提高了產(chǎn)品壽命，降低了工作電阻，以及消除腐蝕和/或電蝕的影響。
現(xiàn)在參看圖10，說明本發(fā)明的第五優(yōu)選實施例。在該實施例中，用包括導(dǎo)電基質(zhì)樹脂材料的直接導(dǎo)電觸點208形成間接膜片式鍵臺致動機(jī)構(gòu)200。該實施例結(jié)合第一和第四實施例的兩個方面以得到鍵臺200，該鍵臺可以具有外觀、感覺(feel)和響應(yīng)或具有膜片觸點的環(huán)境隔離的圓頂形彈性鍵臺。圓頂形彈性鍵臺200可以利用任何的公知技術(shù)形成。如圖所示，圓頂形彈性鍵臺結(jié)構(gòu)200包括用于臺部結(jié)構(gòu)和彈簧結(jié)構(gòu)的單一彈性材料204。更優(yōu)選地，加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料用于鍵臺結(jié)構(gòu)。
在該例中，接觸方法是間接的。在斷開位置時，間隔220在上部觸點柱208與基板224上的本體鍵臺或電極212之間提供間隙216。當(dāng)按下鍵臺204時，外膜片224變形。結(jié)果，觸點柱208接觸本體鍵臺212和鍵臺閉合。按另外方式，如上所述可以形成鄰近或電容接通。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明觸點柱208包括加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料。更優(yōu)選地，觸點柱208和基質(zhì)跡線212兩個都包括加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料。
現(xiàn)在參看圖11，說明本發(fā)明的第六優(yōu)選實施例。在該實施例中，本發(fā)明的新觀念擴(kuò)展為形成旋轉(zhuǎn)交換機(jī)250，其具有包括導(dǎo)電基質(zhì)樹脂材料的直接導(dǎo)電觸點258a-258d和274。旋轉(zhuǎn)開關(guān)用在許多應(yīng)用中，其中有必要在幾種選項或設(shè)置或設(shè)置的結(jié)合中以數(shù)字方式選擇其中任何一個。
該示范性旋轉(zhuǎn)開關(guān)250正是這些開關(guān)的許多裝置中的一個。選擇器電極274撓性安裝到電極/軸270上。選擇器電極274包括根據(jù)本發(fā)明的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料。由于微導(dǎo)電纖維和/或微導(dǎo)電粉末的本體均勻地配置在基質(zhì)樹脂內(nèi)，選擇器電極274綜合基質(zhì)樹脂材料的機(jī)械優(yōu)點，例如抗腐蝕/電蝕和低成本、具有低電阻。選擇器電極274在軸270上轉(zhuǎn)動以在四個外部電極258a-258d之間選擇。四個外部電極258a-258d中的每一個同樣包括加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料并享有與選擇器電極274一樣的優(yōu)點。選擇旋鈕(selection knod)262包括絕緣材料，例如基質(zhì)樹脂材料，并撓性安裝在選擇器電極上。絕緣電路板254用于機(jī)械支撐和電隔離旋轉(zhuǎn)開關(guān)250的五個電極中的每一個?？绍浐傅闹?66a-266d和270嵌入到五個電極258a-258d和274中。中心柱270也可以形成用于轉(zhuǎn)動選擇器電極274的軸。如通過電極258d、通過選擇電極274所示的，外部電極的選擇，導(dǎo)致在選擇器電極柱270和選擇的電極柱266d之間產(chǎn)生低電阻通路。
現(xiàn)在參看圖12，說明本發(fā)明的第七優(yōu)選實施例。操縱桿器件300具有包括根據(jù)本發(fā)明的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料的直接導(dǎo)電觸點。操縱桿器件被用在許多應(yīng)用中以提供如同在飛行模擬程序中的圖形的控制，或如同在重機(jī)械或軍用車輛中的機(jī)械標(biāo)的物的控制。通過在所需的方向傾斜桿300，操縱桿器件300允許操作員輸入方向控制，例如向前、反轉(zhuǎn)、向左和向右。在示出的特定實施例中，簡化的操縱桿300僅僅具有向前、反轉(zhuǎn)、向左和向右的控制點。該器件包括夾緊手柄300、撓性安裝柱324、電路板320、在電路板320上的方向電極312、316、330和334以及在手柄300上的觸點304、306和308。當(dāng)將操縱桿300傾斜時，手柄電極例如左手柄電極308接觸互補(bǔ)電路板電極，例如左板電極316。結(jié)果，由跡線316′和316″表示的左電路閉合。即使操縱桿300傾斜，譯碼器電路可用來檢測方向，。
在優(yōu)選實施例中，手柄電極304、306和308包括根據(jù)本發(fā)明的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料。這些電極304、306和308可以容易地模制成手柄，更優(yōu)選手柄300和電極304、306和308包括單一加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料并且被注模成一單元。板跡線和電極316′、316″、312′、312″、330′、330″、334和334″也優(yōu)選包括加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料，更優(yōu)選過模制在板320上。
現(xiàn)在參看圖13，本發(fā)明的第八優(yōu)選實施例示出具有包括模制的導(dǎo)電基質(zhì)樹脂材料的導(dǎo)電觸點的按鈕開關(guān)。簡單開關(guān)例如示出的按鈕開關(guān)400被用在許多應(yīng)用中，以提供雙態(tài)信號控制。可能有許多樣式的簡單開關(guān)。示出的示范性按鈕開關(guān)400包括按鈕404、座416、柱塞420、彈簧424、第一電極436、電極組件428、第二電極440和第二電極組件432。按鈕開關(guān)400的操作簡單。彈簧424使柱塞420和按鈕404保持在上部或斷開位置。在該位置中，柱塞420沒有接觸第一或第二電極組件428和432。當(dāng)按下按鈕時，柱塞420被迫下降以便于柱塞420的底部接觸第一和第二電極組件428和432。
在優(yōu)選實施例中，柱塞420和/或電極組件428和432包括根據(jù)本發(fā)明的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料。因此，當(dāng)柱塞420降下時，簡單開關(guān)閉合且在第一電極436和第二電極440之間存在短接。加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料建立從第一電極436和第二電極440處導(dǎo)的電通路，上述電極是低電阻的且抗腐蝕和電蝕。
現(xiàn)在參看圖15，說明本發(fā)明的第九優(yōu)選實施例。示出具有包括導(dǎo)電基質(zhì)樹脂材料的導(dǎo)電觸點560、564的搖臂開關(guān)550。通過移動安裝在中央轉(zhuǎn)軸580上的開關(guān)手柄555，搖臂開關(guān)550在左側(cè)電極573和右側(cè)電極572之間選擇。通常，電極572和573和搖臂開關(guān)的觸點576、564和560包括金屬，例如銅。但是在本發(fā)明中，任何的或所有側(cè)電極572和573、觸點560和564以及搖臂電極576包括根據(jù)本發(fā)明所說的導(dǎo)電基質(zhì)樹脂材料。在該優(yōu)選實施例中，左側(cè)電極573和左側(cè)觸點564和右側(cè)電極572和右側(cè)觸點560由導(dǎo)電基質(zhì)樹脂材料模制而成。開關(guān)手柄555優(yōu)選由非導(dǎo)電基質(zhì)樹脂材料模制而成。然而，在手柄555底部上的觸點柱576優(yōu)選包括導(dǎo)電基質(zhì)樹脂材料。例如，觸點柱576可機(jī)械地插入到開關(guān)手柄555中或者開關(guān)手柄555可過模制到觸點柱576上。
作為可選特征，金屬層可被形成在加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料上，以改變加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料的特性或外觀。金屬層可通過電鍍或涂覆形成。如果形成的方法是金屬電鍍，那么加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料中的基質(zhì)樹脂結(jié)構(gòu)材料是一種可以鍍金屬的材料。有很多可以鍍金屬層的聚合樹脂。例如，GEPlastics、SUPEC、VALOX、ULTEM、CYCOLAC、UGIKRAL、STYRON、CYCOLOY是少數(shù)可以被電鍍金屬的基質(zhì)樹脂材料。例如，可以通過電鍍或物理氣相沉積形成金屬層。
加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料一般包括在基質(zhì)樹脂主體內(nèi)均勻化的導(dǎo)電顆粒的微粉末和/或與微纖維的組合。圖2示出在基質(zhì)樹脂主體30內(nèi)具有導(dǎo)電顆粒34粉末的導(dǎo)體載荷樹脂材料32的范例的剖面圖。在該例子中，粉末中導(dǎo)電顆粒34的直徑D在約3和12微米之間。
圖3示出在基質(zhì)樹脂主體30內(nèi)具有導(dǎo)電纖維38的導(dǎo)體載荷樹脂材料36的范例的剖面圖。導(dǎo)電纖維38具有在約3和12微米之間的直徑，通常在10微米的范圍內(nèi)或在約8和12微米之間，并且具有在約2和14毫米的長度。用于這些導(dǎo)電顆粒34或?qū)щ娎w維38的導(dǎo)體可以是不銹鋼、鎳、銅、銀或其它合適的金屬或?qū)щ娎w維或它們的組合。在基質(zhì)樹脂內(nèi)將這些導(dǎo)電顆粒和或纖維混合均勻。如上述所述，加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料具有在5和25歐姆每平方之間的電阻率，通過改變摻雜的參數(shù)和/或樹脂選擇可以獲得其它的電阻率。為了實現(xiàn)該電阻率，導(dǎo)體材料的重量在該例子中導(dǎo)電顆粒34或?qū)щ娎w維38與基質(zhì)樹脂主體30的重量比在約0.20和0.40之間，并且優(yōu)選是約0.30。具有纖維的重量與基質(zhì)樹脂的重量比為0.30、直徑為8-11微米和長度為4-6mm的不銹鋼纖維將產(chǎn)生在任何EMF頻譜內(nèi)有效的非常高的導(dǎo)電參數(shù)?，F(xiàn)在參看圖4，說明本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，其中在模制工藝期間導(dǎo)電材料包括相互均勻分布在基質(zhì)樹脂30內(nèi)的導(dǎo)電粉末34和微導(dǎo)電纖維38的組合。
現(xiàn)在參照圖5a和5b，加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料的優(yōu)選成分如圖所示。能將該加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料形成為纖維或紡織原料，以便其后編織或織網(wǎng)為導(dǎo)電織物。如圖所示加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料編織成股的方式形成。圖5a示出導(dǎo)電織物42，其中將該織物以纖維或紡織原料的兩維編織46和50編織在一起。圖5b示出了導(dǎo)電織物42’，其中將該纖維以織網(wǎng)排列的方式形成。在該織網(wǎng)排列中，將一股或更多連續(xù)股的導(dǎo)電纖維以隨機(jī)形式成蜂窩狀。所得的導(dǎo)電織物或紡織物42(如圖5a所示)，和42’(如圖5b所示)，將能制造得非常薄、厚、剛性、撓性或以實體形式。
類似地，導(dǎo)電的、類似布的材料能利用編織或織網(wǎng)微不銹鋼纖維或其他微導(dǎo)電纖維形成。這些編織或織網(wǎng)的導(dǎo)電布也可是夾層層壓為一層或多層的材料例如聚酯、聚四氟乙烯、凱夫拉爾(纖維B)或其他所需的作為基質(zhì)的樹脂材料。然后可將該導(dǎo)電織物切割成所需的形狀和尺寸。
由加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料形成的鍵致動機(jī)構(gòu)和其它開關(guān)器件可以用許多不同的方法形成或模制，上述方法包括注模、擠壓成形或以化學(xué)方式進(jìn)行模制或成形。圖6a示出注模的簡化示意圖，該注模示出模具50的下部54和上部58。通過注入口60將混合的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料注入到模具腔64中，并通過熱反應(yīng)固化均勻化的導(dǎo)電材料。然后分離或分開模具的上部58和下部54并且移出鍵致動機(jī)構(gòu)或其它開關(guān)器件。
圖6b示出利用擠壓用于形成鍵致動機(jī)構(gòu)和其它開關(guān)器件的擠壓機(jī)70的簡化示意圖。將加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料放置在擠壓單元74的送料斗80中。接著用活塞、螺旋推進(jìn)器、壓制機(jī)或其它裝置78迫使熱熔化的或化學(xué)作用導(dǎo)致固化的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料穿過擠壓開口82，上述擠壓開口82使熱熔化的固化或化學(xué)作用導(dǎo)致固化的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料成形為所需的形狀。接著通過化學(xué)反應(yīng)或熱反應(yīng)將加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料全面固化為硬化或易撓狀態(tài)并且準(zhǔn)備使用。
現(xiàn)在可概括本發(fā)明的優(yōu)點。提供了一種有效的鍵致動機(jī)構(gòu)或其它開關(guān)器件。提供了一種形成鍵致動機(jī)構(gòu)或其它開關(guān)器件方法。鍵致動機(jī)構(gòu)或其它開關(guān)器件由加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料模制而成。該鍵致動機(jī)構(gòu)或其它開關(guān)器件具有低的制造成本。該鍵致動機(jī)構(gòu)或其它的開關(guān)器件具有低的閉合態(tài)電阻。該鍵致動機(jī)構(gòu)或其它的開關(guān)器件呈現(xiàn)出長的平均壽命。通過在加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料上形成金屬層，可以改變由加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料模制而成的鍵致動機(jī)構(gòu)或其它開關(guān)器件的電阻或壽命特性或者改變視覺特性。由加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料形成的鍵致動機(jī)構(gòu)或其它開關(guān)器件可以引入各種形態(tài)的材料。
如優(yōu)選實施例中所示，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的新方法和器件提供一種有效的和可制造的方案。
雖然參考優(yōu)選實施例已特定示出和描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍條件下，可以在形式上和細(xì)節(jié)上進(jìn)行各種改變。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)器件，包括第一導(dǎo)電電極；第二導(dǎo)電電極；在斷開位置和閉合位置之間移動的導(dǎo)電柱，其中在所述的閉合位置所述的第一和所述的第二電極短接，其中在所述的斷開位置所述的第一和所述的第二電極沒有短接，以及其中所述的導(dǎo)電柱包括加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料，該材料包括基質(zhì)樹脂主體中的導(dǎo)電材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中所述導(dǎo)電材料與所述基質(zhì)樹脂主體的重量比約在0.20和0.40之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中所述的導(dǎo)電材料包括金屬粉末。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的器件，其中所述的金屬粉末是鎳、銅、銀或鍍覆鎳、銅或銀的材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的器件，其中所述的金屬粉末的直徑約在3μm和12μm之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中所述的導(dǎo)電材料包括非金屬粉末。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的器件，其中所述的非金屬粉末是碳、石墨或胺為基質(zhì)的材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中所述的導(dǎo)電材料包括金屬粉末和非金屬粉末的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中所述的導(dǎo)電材料包括微導(dǎo)電纖維。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的器件，其中所述的微導(dǎo)電纖維是鍍鎳的碳纖維、不銹鋼纖維、銅纖維、銀纖維或它們的組合。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的器件，其中所述的微導(dǎo)電纖維每一根都具有在約3μm和12μm之間的直徑以及在約2mm和14mm之間的長度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中所述的導(dǎo)電材料包括導(dǎo)電粉末和導(dǎo)電纖維的組合。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中所述的第一和第二電極至少其中之一包括加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料，該材料包括基質(zhì)樹脂主體中的導(dǎo)電材料。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中所述的可移動的導(dǎo)電柱可固定地安裝在鍵臺上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的器件，其中所述的鍵臺是鍵臺器件上的鍵臺陣列中的部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的器件，其中所述的鍵臺陣列包括公用膜片。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的器件，其中所述的膜片包括加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料，該材料包括基質(zhì)樹脂主體中的導(dǎo)電材料。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的器件，進(jìn)一步包括臺部結(jié)構(gòu)和彈簧結(jié)構(gòu)，其中所述的導(dǎo)電柱、所述的臺部結(jié)構(gòu)和所述的彈簧結(jié)構(gòu)都包括加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料，該材料包括基質(zhì)樹脂主體中的導(dǎo)電材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中所述的導(dǎo)電柱在圍繞軸旋轉(zhuǎn)以在所述的斷開和閉合位置之間移動。
20.根據(jù)權(quán)利要求1的器件，其中所述的導(dǎo)電柱在三維空間中傾斜以在所述的斷開和閉合位置之間移動。
21.一種鍵臺器件，包括第一導(dǎo)電電極；第二導(dǎo)電電極；臺部結(jié)構(gòu)；彈簧結(jié)構(gòu)；以及在斷開位置和閉合位置之間移動的導(dǎo)電柱，其中在所述的閉合位置所述第一和所述第二電極短接，其中在所述的斷開位置所述第一和所述第二電極沒有短接，以及其中所述的導(dǎo)電柱、所述的臺部結(jié)構(gòu)和所述的彈簧結(jié)構(gòu)都包括加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料，該材料包括基質(zhì)樹脂主體中的導(dǎo)電材料。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的器件，其中所述導(dǎo)電材料與所述基質(zhì)樹脂主體的重量比約在0.20和0.40之間。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的器件，其中所述的導(dǎo)電材料包括金屬粉末。
24.根據(jù)權(quán)利要求21的器件，其中所述的導(dǎo)電材料包括非金屬粉末。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的器件，其中所述的非金屬粉末是碳、石墨或胺為基質(zhì)的材料。
26.根據(jù)權(quán)利要求21的器件，其中所述的導(dǎo)電材料包括金屬粉末和非金屬粉末的組合。
27.根據(jù)權(quán)利要求21的器件，其中所述的導(dǎo)電材料包括微導(dǎo)電纖維。
28.根據(jù)權(quán)利要求21的器件，其中所述的導(dǎo)電材料包括導(dǎo)電粉末和導(dǎo)電纖維的組合。
29.根據(jù)權(quán)利要求21的器件，其中所述的第一和第二電極至少其中之一包括加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料，該材料包括基質(zhì)樹脂主體中的導(dǎo)電材料。
30.一種開關(guān)器件，包括導(dǎo)電電極；在斷開位置和閉合位置之間移動的導(dǎo)電柱，其中在所述的閉合位置所述的導(dǎo)電電極和所述的導(dǎo)電柱之間的耦合電容遠(yuǎn)大于在所述的斷開位置的耦合電容，以及其中所述導(dǎo)電柱包括加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料，該材料包括基質(zhì)樹脂主體中的導(dǎo)電材料。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的器件，其中所述導(dǎo)電材料與所述基質(zhì)樹脂主體的重量比約在0.20和0.40之間。
32.根據(jù)權(quán)利要求30的器件，其中所述的導(dǎo)電材料包括金屬粉末。
33.根據(jù)權(quán)利要求30的器件，其中所述的導(dǎo)電材料包括非金屬粉末。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的器件，其中所述的非金屬粉末是碳、石墨或胺為基質(zhì)的材料。
35.根據(jù)權(quán)利要求30的器件，其中所述的導(dǎo)電材料包括金屬粉末和非金屬粉末的組合。
36.根據(jù)權(quán)利要求30的器件，其中所述的導(dǎo)電材料包括微導(dǎo)電纖維。
37.根據(jù)權(quán)利要求30的器件，其中所述的導(dǎo)電材料包括導(dǎo)電粉末和導(dǎo)電纖維的組合。
38.根據(jù)權(quán)利要求30的器件，所述的鍵臺是鍵臺器件上的鍵臺陣列中的部分。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的器件，其中所述的鍵臺陣列包括公用膜片。
40.根據(jù)權(quán)利要求39的器件，其中所述的膜片包括加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料，該材料包括基質(zhì)樹脂主體中的導(dǎo)電材料。
41.根據(jù)權(quán)利要求38的器件，進(jìn)一步包括臺部結(jié)構(gòu)和彈簧結(jié)構(gòu)，其中所述的導(dǎo)電柱、所述的臺部結(jié)構(gòu)和所述的彈簧結(jié)構(gòu)都包括加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料，該材料包括基質(zhì)樹脂主體中的導(dǎo)電材料。
42.根據(jù)權(quán)利要求30的器件，其中所述的導(dǎo)電柱在圍繞軸旋轉(zhuǎn)以在所述的斷開和閉合位置之間移動。
43.根據(jù)權(quán)利要求30的器件，其中所述的導(dǎo)電柱在三維空間中傾斜以在所述的斷開和閉合位置之間移動。
44.一種形成開關(guān)器件的方法，所述的方法包括在基質(zhì)樹脂主體中提供一種包括導(dǎo)電材料的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料；以及將所述的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料模制成開關(guān)器件中的導(dǎo)電柱，其中所述的開關(guān)器件包括導(dǎo)電電極；和在斷開位置和閉合位置之間移動的導(dǎo)電柱。
45.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中所述導(dǎo)電材料與所述基質(zhì)樹脂主體的重量比約在0.20和0.40之間。
46.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中所述的導(dǎo)電材料包括導(dǎo)電粉末。
47.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中所述的導(dǎo)電材料包括微導(dǎo)電纖維。
48.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中所述的導(dǎo)電材料包括導(dǎo)電粉末和導(dǎo)電纖維的組合。
49.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中所述的模制包括將所述的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料注入到模具中；固化所述的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料；以及從模具中移出所述的導(dǎo)電柱。
50.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中所述的模制包括將所述的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料注入到腔室中；通過成形出口將所述的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料從所述的腔室中擠壓出去；以及固化所述的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料以形成所述的導(dǎo)電柱。
51.根據(jù)權(quán)利要求50的方法，其中所述的擠壓步驟形成所述加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料的桿以及進(jìn)一步包括切割所述擠壓的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料以形成所述的導(dǎo)電柱。
52.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，進(jìn)一步包括在所述的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料周圍形成金屬層。
53.根據(jù)權(quán)利要求52的方法，其中在所述的加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料周圍形成金屬層的所述步驟是通過電鍍或通過涂覆所述的金屬層。
全文摘要
由加入基質(zhì)樹脂的導(dǎo)電材料形成的鍵致動機(jī)構(gòu)和其它開關(guān)器件。該導(dǎo)電材料包括在基質(zhì)樹脂主體中的微導(dǎo)電粉末、導(dǎo)電纖維或微導(dǎo)電粉末和導(dǎo)電纖維的組合。導(dǎo)電粉末、導(dǎo)電纖維或?qū)щ姺勰┖蛯?dǎo)電纖維的組合物與基質(zhì)樹脂主體的重量比為0.2到0.4。微導(dǎo)電粉末由如碳，石墨的非金屬構(gòu)成，也可以鍍覆金屬，或由如不銹鋼，鎳，銅，銀構(gòu)成，也可鍍覆金屬；或由鍍覆的非金屬與金屬粉末的組合構(gòu)成。微導(dǎo)電纖維優(yōu)選為鍍鎳的碳纖維，不銹鋼纖維，銅纖維，銀纖維或類似物。該導(dǎo)電材料的鍵致動機(jī)構(gòu)和其它開關(guān)器件可通過利用如注模、壓?；驍D壓的方法形成。用于形成鍵致動機(jī)構(gòu)和其它開關(guān)器件的該導(dǎo)電材料也可以一種細(xì)撓性纖維織物的形式，可將其切割成期望形狀。
文檔編號H01H13/785GK1551263SQ20041005959
公開日2004年12月1日 申請日期2004年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月16日
發(fā)明者托馬斯·艾森布雷, 托馬斯 艾森布雷 申請人:整體技術(shù)公司