TWI611445B - 石墨烯應用於鍵盤按鍵之接點表面及其結構 - Google Patents

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石墨烯應用於鍵盤按鍵之接點表面及其結構
本發明係應用於電路之技術領域，尤指一種石墨烯應用於鍵盤按鍵之接點表面及其結構，具有防水、抗氧化之效果，因此堆疊之後有效解決了銀漿層氧化之問題。
按，電路及開關在日常生活物品中具有重要之地位，其中一般的鍵盤係包含多個按鍵，各該按鍵包含：一基板、一薄膜開關、一鍵帽、一支撐裝置以及一彈性導電體。該支撐裝置裝設在該基板上，該基板上形成協助該支撐裝置固定的結構。該鍵帽裝設在該支撐裝置上。該支撐裝置限制該鍵帽作相對於該薄膜開關的垂直移動，於未按壓位置與按壓位置之間移動。
茲舉例如下所述，一種習用開關構造，係包含：一基板、一薄膜開關及一彈性導電體，該彈性導電體包含一彈性圓頂體及一作動柱，此外該彈性導電體係設置於該薄膜開關上，且該薄膜開關是使用銀漿佈設電路之開關；其中該彈性圓頂體設一開口端且該開口端週邊設數排氣孔；以及該作動柱係形成於該彈性圓頂體內，且朝向開口端突出；以外力施加於該彈性導電體頂端令該彈性圓頂體變形，此時內部氣體可從各該排氣孔排出，致使該作動柱一自由端接觸該薄膜開關形成導通，當變形之該彈性導電體恢復時，氣體從各該排氣孔吸入，該作動柱與該薄膜開關分離。
然而，該作動柱之自由端表面固設一碳層，但當使用次數增加時會磨損該碳層，導致阻抗值升高或接觸不良等情況，同時銀漿電路層也因接觸空氣易氧化。
為解決前述情形，另一實施例其特徵在於該作動柱底部表面固設一銀漿層，來避免使用時磨損問題；然則習用固設該銀漿層仍有需改進之處，當該銀漿層於接觸水分後表面會快速氧化，進而導致接觸不良等問題，使昔日軍方於海中進行操作時皆須先完整包覆鍵盤來保護開關構造後，再進行操作以避免開關構造泡水後快速氧化，但包覆鍵盤後之開關構造體積龐大攜帶不便，因此上述兩種習用之結構侷限了使用場合，困擾相關人員已久。
有鑑於此，發明人本於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。
習用一銀漿層於接觸水分後表面會 快速氧化，進而導致接觸不良等問題，使昔日軍方於海中進行操作時皆須先完整包覆來保護開關構造後，再進行操作避免開關構造泡水後快速氧化，但包覆鍵盤後使開關構造體積龐大造成攜帶不便等問題。
針對上述習知所存在之問題點，本發明係提供一種石墨烯之用途，將所述之石墨烯混合固著劑形成膠狀混合物，並應用於鍵盤按鍵之接點表面，令電極結構及開關接點表面不發生氧化導致電阻值上升及接觸不良之問題。
其中，石墨烯須先研磨至奈米級粉末。
其中，膠狀混合物中之非金屬高分子導電材佔總重量1%~50%重量百分比。
其中，膠狀混合物中之固著劑佔總重量50%~99%重量百分比。
其中，膠狀混合物中之固著劑為膠水、樹脂。
一種石墨烯應用於鍵盤按鍵之接點表面的結構，係包含：一基板，該基板內部為電路且該基板表面固設成對之數電極結構；一彈性結構，該彈性結構朝下方設一開口，該開口內頂面固設一開關結構，該開關結構為柱狀且朝該開口突出；此外該彈性結構設置於該基板表面，令該開口內之該開關結構之自由端相對應於成對之各該電極結構上方，其主要特徵在於：該開關結構於自由端表面固設一第一石墨烯導體層；並且各該電極結構表面分別固設一第二石墨烯導體層；藉由上述構造，當該彈性結構向下擠壓時，該開關結構自由端之該第一石墨烯導體層接觸各該電極結構頂部之各該第二石墨烯導體層，以完成電路之導通。
其中，各該開關結構之自由端表面固設一銀漿層後再固設該第一石墨烯導體層。
其中，各該電極結構頂端表面固設一銀漿電路層後再固設各該第二石墨烯導體層。
其中，各該電極結構成對固設於該基板頂面。
其中，該彈性結構相對應於該基板之端面處設數穿孔。
本發明以石墨烯導電材作為電路及開 關之用途，將石墨烯導電材混合固著劑形成膠狀混合物，並將膠狀混合物塗佈於電極結構及開關接點表面，由於石墨烯導電材具疏水、疏油及低阻抗的特性，因此具有抗氧化之效果；藉由實施上述步驟後，使電極結構及開關接點表面具有各該石墨烯導體層，應用於本發明之堆疊後能有效解決了銀漿層氧化之問題，以及無磨損碳層使阻抗值升高或接觸不良等問題。
有關本發明所採用之技術、手段及其功效，茲舉一較佳實施例並配合圖式及圖號詳細說明於後，期能使 貴審查委員對本發明有更詳細的瞭解，並使熟悉該項技術者能據以實施，以下所述者僅在於解釋較佳實施例而非在於限制本發明之範圍，故凡有以本發明之創作精神為基礎，而為本發明之創作任何形式的變更或修飾，皆屬於本發明意圖保護之範疇。
(A)‧‧‧步驟1
(B)‧‧‧步驟2
(C)‧‧‧步驟3
10‧‧‧基板
11‧‧‧電極結構
20‧‧‧彈性結構
21‧‧‧開口
22‧‧‧開關結構
23‧‧‧穿孔
30‧‧‧第一石墨烯導體層
31‧‧‧第二石墨烯導體層
50‧‧‧銀漿電路層
60‧‧‧銀漿層
第1圖：係本發明應用之實施步驟示意圖。
第2圖：係本發明之彈性結構外觀立體圖。
第3A圖：係本發明第一實施例之側視剖面圖。
第3B圖：係本發明第一實施例之按壓變形時側視剖面示意圖。
第4A圖：係本發明第二實施例之側視剖面圖。
第4B圖：係本發明第二實施例之按壓變形時側視剖面示意圖。
第5A圖：係本發明第三實施例之側視剖面圖。
第5B圖：係本發明第三實施例之按壓變形時側視剖面示意圖。
第6圖：係本發明之數開關結構側視剖面示意圖。
附件一：係本發明之石墨烯應用於電路之測試。
一種石墨烯之用途，將所述之石墨烯混合固著劑形成膠狀混合物，並應用於鍵盤按鍵之接點表面，令電極結構及開關接點表面不發生氧化導致電阻值上升及接觸不良之問題。
其中，石墨烯須先研磨至奈米級粉末。
其中，膠狀混合物中之石墨烯導電材佔總重量1%~50%重量百分比。
其中，膠狀混合物中之固著劑佔總重量50%~99%重量百分比。
其中，膠狀混合物中之固著劑為膠水、樹脂。
請參閱第1圖如下所示，本發明應用之實施步驟為：
步驟一(A)：將石墨烯先研磨至奈米級粉末。
步驟二(B)：將液態乙烯二氧噻吩、石墨烯奈米級粉末、聚苯胺奈米級粉末的其中之一或任意之組合混合固著劑以形成膠狀混合物。
步驟三(C)：將膠狀混合物塗佈於電極結構及開關接點表面。
另請參閱第2至第6圖如下所示，一種石墨烯應用於鍵盤按鍵之接點表面的結構，係包含：一基板10，該基板10內部為電路且該基板10表面固設成對之數電極結構11； 一彈性結構20，該彈性結構20朝下方設一開口21，該開口21內頂面固設一開關結構22，該開關結構22為柱狀且朝該開口21突出；此外該彈性結構20設置於該基板10表面，令該開口21內之該開關結構22之自由端相對應於成對之各該電極結構11上方，其主要特徵在於：該開關結構22於自由端表面固設一第一石墨烯導體層30；並且各該電極結構11表面分別固設一第二石墨烯導體層31；藉由上述構造，當該彈性結構20向下擠壓時，該開關結構22自由端之該第一石墨烯導體層30接觸各該電極結構11頂部之各該第二石墨烯導體層31，以完成電路之導通。
其中，各該開關結構22之自由端表面固設一銀漿層60後，再覆設該第一石墨烯導體層30，該開關結構22之自由端表面周緣與該第一石墨烯導體層30接觸。
其中，各該電極結構11頂端表面固設一銀漿電路層50後，再覆設各該第二石墨烯導體層31，該電極結構11頂端表面周緣與該第二石墨烯導體層31接觸。
其中，各該電極結構11成對固設於該基板10頂面。
其中，該彈性結構20相對應於該基板10之端面處設數穿孔23。
再請參閱第3A至3B圖及第6圖，本發明第一實施例之結構作動時，將該彈性結構20向該基板10施壓至扭曲變形，使突設於該開口21內部中該開關結構22自由端之該第一石墨烯導體層30碰觸該基板10中各該電極結構11頂部之各該第二石墨烯導體層31，藉此來達成導通之目的，並得 應用數個彈性結構20及數對各該電極結構11於同一個該基板10上；特別值得注意的結構組合是，該開關結構22自由端直接固設該第一石墨烯導體層30，且各該電極結構11表面固設該銀漿電路層50後再固設該第二石墨烯導體層31。
以及參閱第4A至第4B圖如下所示，本發明之第二實施例其作動方式與第一實施例相同；但特別值得注意的結構組合是，該開關結構22自由端之表面係固設該銀漿層60後，再固設該第一石墨烯導體層30；以及各該電極結構11表面係固設該銀漿電路層50後再固設該第二石墨烯導體層31。
最後參閱第5A至第5B圖如下所示，本發明之第三實施例其作動方式與第一實施例相同；但特別值得注意的是，該開關結構22自由端直接固設該第一石墨烯導體層30及各該電極結構11直接固設各該第二石墨烯導體層31。
藉由上述結構，各該第一石墨烯導體層30及各該第二石墨烯導體層31，能有效避免使用次數增加時磨損該碳層，導致阻抗值升高而接觸不良以及同時解決該銀漿電路層50及該銀漿層60接觸水分後快速氧化，所導致接觸不良等問題，進而提升整體耐用度，同時達成運用於各式水中儀器或潮濕空間內操作之目的。
續請參閱附件一所示為一般銀線路與表面具有石墨烯之銀線路進行氧化作用後之電阻值測試；首先取一條銀線路且量測銀線路阻抗值，並把銀線路放入水中使銀線路進行氧化作用，靜置10天後將銀線路取出擦乾，再次測量氧化作用後銀線路之阻抗，其阻抗值已明顯升高； 另外再取另一段相同長度之銀線路，表面塗佈石墨烯後放入電木治具中，且將治具及塗佈石墨烯之銀線路放入烤箱中，其烘烤條件為130度/30分鐘，完成後取出先量測石墨烯線路之電阻值，再放入水中靜置10天進行氧化作用後再取出乾燥後，觀察石墨烯線路表面並無氧化且量測石墨烯線路之阻抗並未明顯升高。
藉此上述測試，可得知經氧化作用後測量比較一般銀線路與石墨烯表面之線路氧化前後電阻值的差異；表面經石墨烯堆疊之後有效解決了銀漿層氧化之問題，且於石墨烯表面測量電阻值無明顯上升及接觸不良之問題。
雖然本發明以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限制本發明，任何熟此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
(A)‧‧‧步驟1
(B)‧‧‧步驟2
(C)‧‧‧步驟3

Claims (4)

  1. 一種應用石墨烯於鍵盤按鍵之接點表面的結構，係包含：一基板，該基板內部為電路且該基板表面固設成對之數電極結構；一彈性結構，該彈性結構朝下方設一開口，該開口內頂面固設一開關結構，該開關結構為柱狀且朝該開口突出；此外該彈性結構設置於該基板表面，令該開口內之該開關結構之自由端相對應於成對之各該電極結構上方，其主要特徵在於：該開關結構於自由端表面固設一第一石墨烯導體層；並且各該電極結構頂端表面分別固設至少一銀漿電路層後，再覆設相對應之一第二石墨烯導體層；藉由上述構造，當該彈性結構向下擠壓時，該開關結構自由端之該第一石墨烯導體層接觸各該電極結構頂部之該第二石墨烯導體層，以完成電路之導通。
  2. 如請求項1所述之應用石墨烯於鍵盤按鍵之接點表面的結構，其中各該開關結構之自由端表面係固設一銀漿層後，再覆設該第一石墨烯導體層，該開關結構之自由端表面周緣與該第一石磨烯導體層接觸。
  3. 如請求項1所述之應用石墨烯於鍵盤按鍵之接點表面的結構，其中各該電極結構成對固設於該基板頂面。
  4. 如請求項1所述之應用石墨烯於鍵盤按鍵之接點表面的結構，其中該彈性結構相對應於該基板之端面處設數穿孔。
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