薄膜开关

　　薄膜开关、面板的材质，除要求具有平整性和印刷适应性外，更主要的是要具有可挠性和高弹性的特点。

　　众所周知，开关在电子整机产品中，起着一个传递指令信息的作用。开关的品种有很多，其发展随着电子整机产品的进步而不断更新。20世纪50年代以奋力元件的钮子开关，拨动开关，转换开关占主导地位；60年代出现了以琴键开关为代表的组合开关，用以完成简单的功能转换；随着应用领域的扩展和整机功能的增加，70年代又出现了导电橡胶的键盘开关，而薄膜开关是在70年代末80年代初期研究开发的一种新型电子器件，它是顺应电子整机产品向小型化，数字化，智能化，多功能化发展需要的产物。

　　薄膜开关是在挠性聚碳酸脂或聚脂薄膜上用导电浆料印刷触点电路制成的开关，是触点开关的一种。

　　薄膜开关为平面型，多层组合，密封式结构，是集按键开关，面板功能标记，读数显示透明窗，指示灯窗孔及电路为一体的电子整机操纵系统的总成。

　　薄膜开关具有以下特点：

　　（1）耐久性

　　薄膜开关的寿命一般可以达到一百万次以上，之所以有这样长的寿命，是由于开关的动作是由弹性薄膜的垂直方向弹动实现的。弹性薄膜虽经百万次的蠕动，但由于蠕变的幅度很小，仅为0.1~0.3mm（既开关行程），加之材料选择的合理性，远远没有达到薄膜的屈服极限，因此薄膜材料能够承受一百万次以上的寿命而不变形。从另一方面讲，开关的触点是垂直接触，磨损量甚小；而丝网印刷的触点能形成足够的厚度，并且在银浆触点上在增印一层导电碳，以达到高耐磨，自润滑的目的，因此薄膜开关的寿命，比机械式触点开关提高数十倍以上。

　　（2）密封性能好

　　由于薄膜开关是整体密封性结构，开关的触点不受有害气体的侵蚀，不易氧化；具有防水防尘的特点，从而更适合用于各种恶劣环境。

　　（3）体积小，质量轻和结构可靠

　　薄膜开关在设计上可以排列组合成薄膜键盘，其设置密度大，而且它是由多层薄膜组合而成的密封薄片式结构，所有开关之间的连接线及引出线是由丝网印刷一次性完成，总厚度在1~3mm，因此缩小了体积，减轻了质量，提高了可靠性。

　　（4）色彩丰富 外形美观

　　薄膜开关可以根据使用者的设计构思，在色彩的图案的设计上体现个性化，在装饰效果上体现出材质美，装饰美，工艺美的综合特征。

　　（5）降低机电产品的配套成本

　　传统的机械式开关，在安装时需要焊接，甚至要配合固定支架。而薄膜开关的安装为粘贴式，只要揭去背胶纸，就可以牢固地粘贴在整机表面，其引线出口插入整机后置电路的插座上，瞬间便可接通电路。省工，省料，降低了整机的配套成本。

　　1.应用

　　薄膜开关是一种非自琐开关。适用于开关功率小于1W啊，最大工作电压：42V（DC）或25V（DC），最大工作电流小于100 mA工作场合。可广泛应用于一切微机，数控。智能化仪器，仪表及兼有判别，记忆功能的电子电路的众多领域。

　　2.薄膜开关的分类

　　薄膜开关可以按使用环境或电路基材两大特征分别进行分类。按环境分类可以分为赏用薄膜开关和军用薄膜开关两大类；若按电路基材，即按电路形成方式可分为导电印料印刷电路和覆铜箔蚀刻电路两大类薄膜开关。

　　（1）商用薄膜开关

　　1991年7月1日发布，1992年实施的中华人民共和国机械行业标准JB5045--91《薄膜键盘技术条件》中对薄膜开关高，低温，恒定湿热，温度变化的考核标准为：

　　高温：（55+/-2）度（72h）

　　低温：（-40+/-3）度（16h）

　　恒定湿热：（40+/-2）度{相对湿度为96[%]+/-（2~3）[%]，历时96h}

　　温度变化：-40~50度（5次循环试验后，在正常大气条件下恢复2h。

　　凡是能够通过这种考核条件的且具有薄膜开关一般功能的薄膜开关，通常均可称之为商用薄膜开关，是薄膜开关中最常见也是最具薄膜开关特色的产品。

　　商用薄膜开关的面板层通常为PC或PET薄膜为基材，电路基材为导电银浆、或导电银碳浆混合浆料；导电印料的载体采用PET薄膜。出于应用环境和降低制造成本的考虑，其隔离层通常采用廉价的PVC薄膜。

　　（2）军用薄膜开关

　　两者最大的区别是使用的环境不同，军用的薄膜开关的使用环境相当恶劣。仅就环境温度而言，其工作条件不仅需要满足-54~70度，同时它还需要接受-55~100度、循环3次的温度冲击。而且在国外军用标准中，高温试验规定工作温度为125度，高温存放温度150度，很明显商用薄膜开关是不适合在这样的恶劣的军事环境中工作的。

　　薄膜开关塑料薄膜的种类很多,如PC薄膜，一般薄膜都是由粒料制成的，PC薄膜是运用挤出或压延工艺生产，PC薄膜的抗冲击性很好，可以做防弹背心，硬度也可以，但是抗弯和加工的性能不太好。 PC材料的物理特性与化学特性的综合指标较好，其适应的油墨也较广泛，是薄膜开关面板层应用最为普遍的材料。PC材料有砂面与光面之区分，选择砂面状材料的理由是因为薄膜开关的使用多是电子整机产品，作为操纵控制系统的面板不希望受光线的干扰，而砂面状的表面只呈漫反射状，不会产生明亮的反光；同时，由于表面呈紊乱的砂粒状，具有掩蔽划痕的作用，与之相反，光面材料就不具备以上特点。但是作为光面材料，一经在背面印刷后，色彩会显得更为鲜艳夺目，在装饰性要求较强且又不需经常触动的场合，往往选择光面材料制作面板，或者由于某些显示区域如LCD液晶显示屏的特殊需要而考虑，选用光面材料较为有利。

　　PET薄膜，一般是双轴拉伸的，耐弯性比较好，适合做薄膜开关，粒料的价格在20000每吨以上，当PET与双元酸共聚时形成的是APET，与双元醇是PETG，这些都是塑料薄膜，一般用于做折盒和印刷用途。价格当然PET比较贵。

　　PVC薄膜，这个现在主要是印刷和折盒方面，因为它含有卤素，所以不环保，但是阻燃性很好，这种材料随着世界环保的标准会逐渐减少应用，价格比较低，大约每公斤几块钱。

　　薄膜开关印刷工艺要分为正面和反面印刷，分别应用于不同材质和类型的薄膜面板上。

　　（A）薄膜开关可分为压鼓类和平面类：

　　1.压鼓类多为薄膜开关设计。其压鼓形状可为中心凸起字标（文字，图案或按键），球面凸起（含框线型凸起，线形凸起），盆形，边缘凸起（线形凸起）。薄膜面板经过压鼓后装饰性比较强，并使操作者的触觉比较敏感，达到辨认作用。

　　2.平面型则无压鼓。可作为薄膜开关的无感键型面膜使用。或只作为一种装饰，指示，说明等应用的标签。薄膜为砂面，光面和两种结合型。

　　砂面多为磨砂面材质印刷而成，比较有手感、美观、比较常见。

　　光面为光面材料印制而成，外表光亮醒目。

　　砂面光面两种结合型多是薄膜面上既有磨砂效果又有光亮效果。主要制作工艺是在光面材质的正面印刷磨砂油，呈现磨砂效果。

　　（B）在不同的行业中,薄膜开关有不同的叫法,比较常见的有以下几种：1）按键板； 2）薄膜轻触键盘； 3）贴纸； 4）面膜 ；5）导电膜； 6）按键开关 ；7）面贴； 8）触摸开关等。

　　（C）薄膜开关的其他分类：

　　1）、按电路基材分为柔性板和硬性板

　　2）、按面板外形分为平面式或立体式

　　3）、按操作感受分为无感式和有感式

　　4）、按特殊用途分为透明式和指触膜屏式

　　5）、按结合方式分面板与分立件和键帽与键盘。

　　（一）面板层

　　面板层一般在低于0.25MM的PET、PC等无色透光片材丝印上精美图案和文字制作而成，因面板层最主要的作用在于起标识和按键作用，所以选用材料必须具有高透明度、高油墨附着力、高弹性、防折性等特点。

　　（二）垫胶层

　　垫胶层最主要的作用是将面板层与电路层紧密相连，以达到密封和连接的效果，此层一般要求厚度在0.02---0.05MM之间，具有高强的粘性和防老化性；在生产中，一般选用专用的薄膜开关双面胶，有些薄膜开关要求能防水防高温，因此垫胶层也必须根据需要而使用不同性质的材料。

　　（三）控制电路上层和下层

　　此层均采用性能良好的聚酯薄膜(PET)作为开关电路图形的载体并在其上用特殊的工艺丝印上银浆碳浆或金浆使其具有导电性能，其厚度一般在0.05--0.175MM以内,最常见的是用0.125MM PET。

　　（四）夹胶层

　　它是处于上电路与下电路层之间并起密封和连接的作用,一般采用PET双面胶,其厚度有0.05--0.2MM不等; 在选择此层材质的时候应充分考虑产品的整体厚度,绝缘性,电路按键包手感和密封性。

　　（五）背面胶层

　　背胶的采用与薄膜开关与何种材质相粘贴紧密相关，比较常采用的有普通双面胶、3M胶、防水胶等。