專利名稱：一種玻璃按鍵的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種玻璃按鍵的制備方法。
技術(shù)背景按鍵是手機、掌上電腦、電子詞典等電子產(chǎn)品上的一種用于功能控制操 作的部件。按鍵通常采用塑膠、硅膠、橡膠、樹脂、玻璃等材料制作。采用 透明玻璃材料制作的按鍵，具有良好的透光性和耐磨性。玻璃按鍵上的字符 或符號標記可以采用印刷的方法印在按鍵表面或背面，由于玻璃的表面光滑，在印刷過程中容易出現(xiàn)積墨和著色不均，形成的字符或符號標記的清晰 度和表現(xiàn)效果不好。為了解決印刷方法形成的字符或符號標記的清晰度和表現(xiàn)效果不好的問題，CN 1732425A提出了一種由透明玻璃構(gòu)成的用于移動電話等的鍵單元 的鍵頂，其中，字符或符號是通過一組形成在玻璃介質(zhì)的表面上的細裂縫來 形成的和/或字符或符號是通過在玻璃介質(zhì)內(nèi)的上部位置、中間位置、下部位 置或其它所需的位置形成的一組細裂縫來進行標記的。該專利申請采用激光 束聚焦在透明玻璃鍵表面或內(nèi)部，使玻璃介質(zhì)產(chǎn)生大量細裂紋，該細裂紋構(gòu) 成標記所需顯示的字符或符號。由于這種標記方法的原理是利用光束聚焦后 的能量超過玻璃晶體所能承受的閾值而產(chǎn)生大量細裂紋，所以在玻璃晶體的 內(nèi)部會存在殘余應(yīng)力。該殘余應(yīng)力很容易使玻璃鍵產(chǎn)牛破裂，即使是通過檢 驗的合格產(chǎn)品，也會在今后的使用過程中出現(xiàn)疲勞龜裂或爆裂的問題。另外， 由于激光所刻的字符或符號標記是玻璃中的成組細裂紋組成，其顏色為白 色，如果不對玻璃鍵表面進行加色處理，其顯示的字符或符號標記不清晰、 標示不明顯；如果對玻璃鍵表面進行加色處理，該加色處理的工藝復(fù)雜，使
玻璃按鍵的制作成本增加。綜上所述，現(xiàn)有的玻璃按鍵的制備方法制得的玻璃按鍵存在字符或符號 標記不清晰和玻璃容易龜裂或爆裂的缺陷。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的玻璃按鍵的制備方法制得的玻璃按鍵 存在標記不清晰和玻璃容易龜裂或爆裂的缺陷，提供一種能夠形成清晰的標 記并且不會損傷玻璃的玻璃按鍵的制備方法。本發(fā)明提供了-種玻璃按鍵的制備方法，該方法包括在玻璃的表面形成 標記，其中，在玻璃的表面形成標記的方法包括將玻璃與靶材疊放在一起， 將激光穿過玻璃并聚焦在所述靶材上使聚焦處的靶材氣化濺射，濺射的耙材 物質(zhì)沉積在玻璃的表面形成標記。本發(fā)明提供的玻璃按鍵的制備方法將激光穿過玻璃聚焦在玻璃下面的 靶材上使聚焦處的靶材氣化濺射，濺射的靶材物質(zhì)沉積在玻璃的表面形成標 記，濺射的靶材物質(zhì)牢固地與玻璃的表面結(jié)合，形成清晰的標記，而且激光 聚焦在靶材上而不是玻璃上，因此不會對玻璃造成損傷。


圖1為本發(fā)明的玻璃按鍵的制備方法的一個具體實施方式
的示意圖;圖2為圖1中的玻璃和耙材的疊放的剖視圖；圖3為圖2中的玻璃的剖視圖；圖4為圖2中的靶材的剖視圖；圖5為圖2中的夾持罩的剖視圖；圖6為本發(fā)明實施例制備的玻璃按鍵的組合的示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明提供的玻璃按鍵的制備方法包括在玻璃的表面形成標記，其中， 在玻璃的表面形成標記的方法包括將玻璃與靶材疊放在起，將激光穿過玻 璃并聚焦在所述靶材上使聚焦處的靶材氣化濺射，濺射的耙材物質(zhì)沉積在玻 璃的表面形成標記。所述激光在聚焦處的功率至少為能夠使聚焦處的靶材發(fā)生氣化的功率， 可以根據(jù)靶材的氣化溫度來確定激光在聚焦處的功率。激光在聚焦處的功率優(yōu)選為4000-5000瓦/平方毫米。所述激光的調(diào)Q頻率優(yōu)選為2500-3500赫茲。聚焦處的激光光斑直徑小于等于0.2毫米。激光的波長為1064納米。激光可以由常規(guī)的激光器產(chǎn)生，例如氣體激光器或固體激光器。所述氣 體激光器的例子包括但不限于二氧化碳激光器和氬離子激光器。固體激光器 的例子包括但不限于YAG激光器(釔鋁石榴石激光器)和Nd: YAG激光 器(摻釹釔鋁石榴石激光器)。所述激光器優(yōu)選為YAG激光器或Nd: YAG 激光器?？梢允褂贸Ｒ?guī)的光學(xué)系統(tǒng)將由激光器產(chǎn)生的激光聚焦在與玻璃上需要 形成字符和/或符號標記的位置相對應(yīng)的靶材上。例如，可以使用掃描振鏡，掃描振鏡可以為適用于激光打標的常規(guī)的掃描振鏡。掃描振鏡中裝配f-e鏡(用于聚焦照射激光的透鏡)，f-e鏡的焦距可以為50-200毫米。掃描振鏡的 標記速度優(yōu)選為30-100毫米/秒。所述標記速度即為標記的形成速度。激光器和所述光學(xué)系統(tǒng)還可以與程序控制單元相連，由程序控制單元根 據(jù)靶材的類型、所要形成的標記來控制激光器和所述光學(xué)系統(tǒng)，使激光聚焦 在與玻璃上需要形成標記的位置相對應(yīng)的靶材上，并且所述激光在聚焦處的 功率至少為能夠使聚焦處的耙材發(fā)生氣化的功率。所述控制單元可以與常規(guī) 的用于激光打標的控制單元相同。所述激光器和光學(xué)系統(tǒng)可以商購后自行組裝成激光打標設(shè)備，也可以選
用市場上銷售的通用激光打標設(shè)備。所述玻璃與靶材疊放在一起，當激光聚焦在靶材上時，在足夠高的能量 密度和極短的脈沖時間內(nèi)，靶材吸收激光能量，聚焦處(即光斑處)的溫度 迅速升高至靶材的氣化溫度閾值以上，因此聚焦處的靶材被汽化濺射。汽化 時，有離子、電子和中性原子從靶的表面逸出，這些被激發(fā)出來的物質(zhì)又反 過來繼續(xù)和激光相互作用，溫度進一步升高，形成區(qū)域化的高溫、高密度的 離子體。該離子體將沿光束軸線定向反濺到玻璃的目標位置，從而使濺射的 靶材物質(zhì)沉積在玻璃表面，形成標記。所述耙材可以為任何能夠吸收激光能量并發(fā)生氣化濺射的材料，優(yōu)選為 金屬靶材，更優(yōu)選為不銹鋼、碳鋼、鋁、銅或鎂，或者為鐵、鋁、銅、鎂中的兩種或多種金屬的合金。所述中碳鋼是指含碳量為0.25-0.6重量％的鋼。所述氣化濺射優(yōu)選在氧化氣氛中進行，例如在空氣中進行，沉積在玻璃 上的靶材物質(zhì)可以與空氣中的氧氣和二氧化碳發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成相應(yīng) 的靶材物質(zhì)的氧化物和碳單質(zhì)。不同的靶材物質(zhì)本身的顏色及其氧化物的顏 色也不相同，因此可以通過使用不同的靶材來調(diào)節(jié)所形成的標記的顏色。碳 單質(zhì)的顏色為黑色，也可以起到調(diào)節(jié)所形成的標記的顏色的作用。所述玻璃可以為常規(guī)的用于制作玻璃按鍵的玻璃，優(yōu)選1064納米波長 下透光率不小于92%的玻璃。在使用之前，可以對玻璃和靶材表面進行物理清洗，以避免油污或灰塵 影響激光透過或氣化濺射。優(yōu)選情況下，玻璃和靶材緊密地疊放在一起(即， 玻璃的表面和靶材的表面相接觸)，以使濺射的靶材物質(zhì)更精確地沉積在玻 璃需要形成標記的位置上。所述標記可以為常規(guī)的玻璃按鍵上標記，可以為字形、符號和圖案中的 至少一種?？梢詫⒓盒纬蓸擞浀牟ＡфI按需求粘結(jié)在透明的熱塑性彈性體(TPU)
上，再根據(jù)應(yīng)用需要與背光源組合構(gòu)成玻璃鍵盤應(yīng)用體。其中，在粘結(jié)時， 字符和/或符號標記所在的表面與TPU接觸。該玻璃按鍵的外觀具有良好的 水晶質(zhì)感。用激光濺射上去的標記通過背面的光源照射后，在TPU的透光 效果作用下，由玻璃按鍵組成的鍵盤會產(chǎn)生晶瑩剔透的水晶效果，所顯示的 標記有放大的立體感，手指觸摸感覺獨特。下面結(jié)合附圖來說明本發(fā)明提供的玻璃按鍵的制備方法。圖1為本發(fā)明的玻璃按鍵的制備方法的 一個具體實施方式
的示意圖。如圖1所示，玻璃4和靶材7裝夾在夾具5中，裝有玻璃按鍵4和靶材7的夾 具5被固定在激光打標設(shè)備工作臺上，激光器1產(chǎn)生的激光經(jīng)過掃描振鏡2 的聚焦作用而聚焦在玻璃4下面的靶材7上。圖2為圖1中的玻璃和靶材的疊放示意圖。如圖2所示，夾具5包括夾 持罩6、緊固螺栓8和夾具座9。用夾持罩6將玻璃4固定在靶材7上，夾 持罩6和靶材7由緊固螺栓8固定在夾具座9上。圖3至圖5分別為圖2中 的玻璃、靶材和夾持罩的剖視圖。下面通過實施例來更詳細地描述本發(fā)明。實施例1該實施例用于說明本發(fā)明提供的玻璃按鍵的制備方法。 如圖1和2所示，用夾持罩6將玻璃4固定在靶材7 (不銹鋼靶材)上， 夾持罩6和耙材7由緊固螺栓8固定在夾具座9上。將裝有玻璃按鍵4和靶 材7的夾具5被固定在激光打標設(shè)備工作臺上，激光器1 (Nd: YAG激光器) 產(chǎn)生的激光經(jīng)過掃描振鏡2的聚焦作用而聚焦在玻璃4下面的靶材7上，形 成玻璃按鍵。其中，激光的調(diào)Q頻率為3000赫茲，聚焦處的激光功率為4000 瓦/平方毫米，聚焦處的激光光斑的直徑為0.2毫米。掃描振鏡2裝備有焦距 為100毫米的f-e鏡，掃描振鏡2的標記速度為50毫米/秒。
將已形成標記的玻璃鍵粘結(jié)在TPU上，形成如圖6所示的玻璃按鍵的組合。
權(quán)利要求
1. 一種玻璃按鍵的制備方法，該方法包括在玻璃的表面形成標記，其特征在于，在玻璃的表面形成標記的方法包括將玻璃與靶材疊放在一起，將激光穿過玻璃并聚焦在所述靶材上使聚焦處的靶材氣化濺射，濺射的靶材物質(zhì)沉積在玻璃的表面形成標記。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，聚焦處的激光光斑直徑小于等 于0.2毫米，聚焦處的激光功率為4000-5000瓦/平方毫米。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述激光的調(diào)Q頻率為2500-3500 赫茲，激光的波長為1064納米。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述激光由激光器產(chǎn)生，使用 掃描振鏡將由所述激光器產(chǎn)生的激光聚焦在所述靶材上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述掃描振鏡的標記速度為30-100毫米/秒。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述靶材為不銹鋼、碳鋼、鋁、 銅或鎂，或者為鐵、鋁、銅、鎂中的兩種或多種金屬的合金。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述氣化濺射在氧化氣氛中進行。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述玻璃在1064納米波長下的 透光率不小于92%。
9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述標記為字形、符號和圖案 屮的至少一種。
全文摘要
一種玻璃按鍵的制備方法包括在玻璃的表面形成標記，其中，在玻璃的表面形成標記的方法包括將玻璃與靶材疊放在一起，將激光穿過玻璃并聚焦在所述靶材上使聚焦處的靶材氣化濺射，濺射的靶材物質(zhì)沉積在玻璃的表面形成標記。本發(fā)明提供的玻璃按鍵的制備方法將激光穿過玻璃聚焦在玻璃下面的靶材上使聚焦處的靶材氣化濺射，濺射的靶材物質(zhì)沉積在玻璃的表面形成標記，濺射的靶材物質(zhì)牢固地與玻璃的表面結(jié)合，形成清晰的標記，而且激光聚焦在靶材上而不是玻璃上，因此不會對玻璃造成損傷。
文檔編號C03C17/09GK101209905SQ20061017059
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月26日
發(fā)明者清 宮, 張豫華, 陳大軍 申請人:比亞迪股份有限公司