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什么是薄膜鍵盤(pán)及薄膜開(kāi)關(guān)?

發(fā)表時(shí)間:2021-06-11 14:24
薄膜開(kāi)關(guān)又稱輕觸式鍵盤(pán),采用平面多層組合而成的整體密封結(jié)構(gòu),是將按鍵開(kāi)關(guān)、面板、標(biāo)記、符號(hào)顯示及襯板密封在一起的集光、機(jī)、電一體化的一種新型電子元器件,是電子產(chǎn)品外觀結(jié)構(gòu)根本性的變革,它可取代常規(guī)分立元件的按鍵,更可靠地執(zhí)行操作系統(tǒng)的任務(wù) [1]
薄膜開(kāi)關(guān)具有良好的防水、防塵、防油、防有害氣體侵蝕、性能穩(wěn)定可靠、重量輕、體積小、壽命長(zhǎng)、裝聯(lián)方便,面板可洗滌而字符不受損傷,色彩豐富,美觀大方等優(yōu)點(diǎn)。使用薄膜開(kāi)關(guān)令您的產(chǎn)品更具時(shí)代特色。薄膜開(kāi)關(guān)主要類型薄膜開(kāi)關(guān)面板是一種由剛性或柔性印制電路板為基體,安裝上有手感或無(wú)手感按鍵,再覆以印刷有彩色裝飾性圖案的塑料聚碳酸酯PC、聚酯PET等)薄膜面板構(gòu)成的、集開(kāi)關(guān)功能和裝飾性功能為一體的電子部件,是一種新型的人機(jī)對(duì)話界面。其開(kāi)關(guān)電路與整機(jī)的連接方式可采用焊接或插接的方式來(lái)完成。 [1]

按結(jié)構(gòu)分類

編輯 語(yǔ)音


1)平面式無(wú)觸感型:

使用壽命長(zhǎng),但無(wú)觸感; [2]
2)膠片凸面觸感型:
有良好的觸感,但使用壽命相對(duì)較短; [2]
3)凸邊框式無(wú)觸感型:
外表美觀,有較強(qiáng)的立體感,但無(wú)觸感; [2]
4) 凸邊框式觸感型:
外表美觀,有較強(qiáng)的立體感,且有觸感; [2]
5)面版打凸觸感型:
(a)型:設(shè)計(jì)不當(dāng)時(shí),容易有兩段現(xiàn)象,但面版破損,電器性能亦然存在;
(b)型:不存在兩段現(xiàn)象,且結(jié)構(gòu)層少,較經(jīng)濟(jì),若面版破損,電器性能將不存在; [2]
6)金屬?gòu)椘停?/div>
(a)型:為最基本和最常用的結(jié)構(gòu).彈片既起觸感的作用又起上線路的作用;
(b)型:結(jié)構(gòu)復(fù)雜,用于彈片較多較密且不要有跳線的場(chǎng)合. 彈片放于上線路上,上、下線路導(dǎo)電面都向上,上線路需沖孔。此種結(jié)構(gòu)導(dǎo)通時(shí)彈片的四個(gè)腳與中心點(diǎn)不在同一平面,有“兩段”的情況出現(xiàn)。同時(shí),彈片經(jīng)常處于過(guò)度反凹的壯態(tài),時(shí)間久了,彈片將出現(xiàn)不反彈的現(xiàn)象,不建議采用; [2]
(c)型:彈片放于上線路上,只起觸感的作用,其上線路導(dǎo)電面向下,下線路導(dǎo)電面向上,有“兩段”的情況,不建議采用; [2]
(d)型:彈片放于下線路,上、下線皆有走線,彈片既起觸感的作用又起將上、下線路連接起來(lái)的作用;用于彈片較多、較密且不要有跳線的場(chǎng)合,較(b)型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。設(shè)計(jì)時(shí)要注意線路走線要避開(kāi)彈片的四條腿,以保證不短路。 [2]
7)發(fā)光體型:一定要開(kāi)底膠模;
(a)LED線路與下線路同層:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但如果選取的LED燈高度較高,LED燈會(huì)頂起面板,此時(shí)應(yīng)將面板上的LED窗口做打凸處理,或者加厚面膠層的厚度,使其厚度大于LED燈厚度; [2]
(b) LED線路與下線路不同層:結(jié)構(gòu)復(fù)雜,但LED視窗不一定要打凸,但必須將LED燈的上方區(qū)域挖空,防止光無(wú)法透過(guò)LED燈孔。需注意:此時(shí)下線路走線時(shí)需將LED燈孔周圍避開(kāi)走線。 [2]
8)對(duì)折式:
此類型多可避免跳線且不需灌孔可使導(dǎo)電面可向下,此結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)在對(duì)折處容易線路容易折斷。 [2]
9)內(nèi)外框防水型:
外框是一個(gè)封閉的框,沒(méi)有走線,對(duì)內(nèi)框起保護(hù)作用,防止水氣從出線凹槽處進(jìn)入機(jī)殼。 [2]

具體類型介紹

編輯 語(yǔ)音

柔性薄膜

薄膜開(kāi)關(guān)薄膜開(kāi)關(guān)
柔性薄膜開(kāi)關(guān)是薄膜開(kāi)關(guān)的典型形式。這類薄膜開(kāi)關(guān)之所以稱為柔性,是因?yàn)樵摫∧ら_(kāi)關(guān)的面膜層、隔離層、電路層全部由各種不同性質(zhì)的柔性薄膜所組成。柔性薄膜開(kāi)關(guān)的電路層,均采用電器性能良好的聚酯薄膜(PET)作為開(kāi)關(guān)電路圖形的載體,此層也分裝手感彈片、上下電路。由于聚酯薄膜所具有性質(zhì)的影響,使得該薄膜開(kāi)關(guān)具有良好的絕緣性、耐熱性、抗折性和較高的回彈性。開(kāi)關(guān)電路的圖形,包括開(kāi)關(guān)的聯(lián)機(jī)及其引出線均采用低電阻,低溫條件下固化的導(dǎo)電性涂料印刷而成。因此,整個(gè)薄膜開(kāi)關(guān)的組成,具有一定的柔軟性,不僅適合于平面體上使用,還能與曲面體配合。柔性薄膜開(kāi)關(guān)引出線與開(kāi)關(guān)體的本身是一體的,在制作群體開(kāi)關(guān)的聯(lián)機(jī)時(shí),將其匯集于薄膜的某一處,并按設(shè)計(jì)指定的位置和標(biāo)準(zhǔn)的線距向外延伸,作為柔軟的、可任意彎曲的、密封的引出導(dǎo)線與整機(jī)的后置電路相連。 [2]

硬性薄膜

硬性薄膜開(kāi)關(guān)是指開(kāi)關(guān)的圖形和線路是制作在普遍的印刷線路覆銅板上。
硬性薄膜開(kāi)關(guān)硬性薄膜開(kāi)關(guān)
硬性薄膜開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)是取材方便,工藝穩(wěn)定,阻值低,并可在其背面直接焊接電路中的某些組件。在面積不大的情況下,可省去硬質(zhì)襯板層。硬性薄膜開(kāi)關(guān)一般都采用金屬導(dǎo)片作為導(dǎo)通迷宮觸點(diǎn),故較好的手感。所不利的方面,是在整機(jī)中裝聯(lián)不及軟性薄膜開(kāi)關(guān)方便,往往需要焊接并通過(guò)扁平電纜將引線引出。硬性薄膜開(kāi)關(guān)的信息反饋除蜂鳴信號(hào)、LED指示外,普遍可采用金屬手感彈片。 [2]

平面薄膜

薄膜開(kāi)關(guān)上的按鍵,以色彩不同表示鍵體的位置、形體和大小,在薄膜開(kāi)關(guān)的初始階段較為普遍。立體薄膜開(kāi)關(guān):通常,薄膜開(kāi)關(guān)上的按鍵只是用色彩來(lái)表達(dá)鍵體的位置、形狀和大小。這樣,
平面薄膜開(kāi)關(guān)平面薄膜開(kāi)關(guān)
只能憑操作者的視覺(jué)來(lái)識(shí)別操作的準(zhǔn)確性,由于沒(méi)有適當(dāng)?shù)姆答佇畔⒈砻魇种甘欠癜丛诹碎_(kāi)關(guān)的有效范圍使開(kāi)關(guān)動(dòng)作,因而影響了對(duì)整機(jī)監(jiān)控的自信和操作的速度。一種使開(kāi)關(guān)鍵體微微凸起,略高于面板,構(gòu)成立體形狀的薄膜開(kāi)關(guān),稱為立體鍵開(kāi)關(guān)。立體鍵不僅能準(zhǔn)確地給定鍵體的范圍,提高辨認(rèn)速度,使操作者的觸覺(jué)比較敏感,同時(shí)還增進(jìn)了產(chǎn)品外觀的裝飾效果. 立體鍵的制作。 [2]

凸起薄膜

通常,薄膜開(kāi)關(guān)上的按鍵只是用色彩來(lái)表達(dá)鍵體的位置、形狀和大小。這樣,只能憑操作者的視覺(jué)來(lái)識(shí)別操作的準(zhǔn)確性,由于沒(méi)有適當(dāng)?shù)姆答佇畔ⅲ?div id="6wcca5ngu" class="lemma-picture J-lemma-picture text-pic layout-right" style="border:1px solid #E0E0E0;overflow:hidden;margin:0px 0px 3px 20px;position:relative;float:right;clear:right;width:250px;">凸起薄膜開(kāi)關(guān)凸起薄膜開(kāi)關(guān)
因而影響了對(duì)機(jī)子監(jiān)控的自信和操作的速度。所以在面板的設(shè)計(jì)階段就要作好安排,備有工藝孔,以便在模具壓制時(shí)有精確的定位, 其立體凸起的高度一般不宜超過(guò)基材厚度的兩倍。為美觀產(chǎn)品的外觀,凸起薄膜開(kāi)關(guān)的凸起可有多種變化制作。 [2]

材料種類

編輯 語(yǔ)音
聚氯乙烯PVC\60℃\0.175~0.5/光面\常溫下對(duì)酸、堿和鹽類穩(wěn)定。耐磨性好,耐燃自熄,消聲消震,電絕緣性好。熱穩(wěn)定性較差。低廉普通標(biāo)牌、面板。 [3]
聚碳酸酯PC\-60~120℃\0.175~1.0\光面透光率高,吸水性低,尺寸穩(wěn)定性好,抗彎、抗拉、抗壓強(qiáng)度十分優(yōu)越,耐熱性耐寒性、電絕緣性和耐大氣老化性優(yōu)良。耐藥品性較差,耐疲勞性較差,易產(chǎn)生應(yīng)力開(kāi)
薄膜開(kāi)關(guān)薄膜開(kāi)關(guān)
裂,輸出接口端子電路一般是碳性材質(zhì)印刷制成,并且沒(méi)有保護(hù)涂層,受空氣氧化逐漸形成脫落層,到最后導(dǎo)致斷路而壽命終止,這是薄膜開(kāi)關(guān)最容易出故障的地方,主要有環(huán)境所決定,不管使用與否,物理?yè)p壞時(shí)間是3-10年。一般適用范圍最為廣泛,除可滿足大多數(shù)薄膜開(kāi)關(guān)面板的要求外,其中光面PC的高透光率更可滿足帶液晶顯示窗的要求。 [3]
砂面聚酯(PET)\-30~120℃\0.1~0.2光面 耐藥品性良好,不溶于一般有機(jī)溶劑,不耐堿。具有優(yōu)良的機(jī)械性能、電性能、剛性、硬度和熱塑性塑料中最大的強(qiáng)韌性,吸水性低,耐磨損、耐摩擦性優(yōu)良,尺寸穩(wěn)定性高。拉伸強(qiáng)度能與鋁膜媲美,大大高于PC、PVC。低廉因表面難以加工成亞光型,故有紋理PET較貴 是制作薄膜開(kāi)關(guān)電路最理想的基材。其中有紋理PET適合對(duì)表面要求較高或具有液晶顯示窗的產(chǎn)品。 [3]
線路層承印材料:制作電路的基材應(yīng)采用聚酯(聚鄰苯二甲酸乙二醇酯)薄膜(Potyester簡(jiǎn)稱PET)。它具有良好的絕緣性和耐熱性,具有較高的機(jī)械強(qiáng)度、透明性和氣密性,特別具有抗折性和高彈性,是制作薄膜開(kāi)關(guān)電路的理想材料。 [3]

材料厚度

編輯 語(yǔ)音
塑料基材厚度在0.25mm及以下稱為薄膜,主要用作薄膜開(kāi)關(guān)的面板層,其背面印有各種指示性的圖案、文字來(lái)表示相應(yīng)開(kāi)關(guān)鍵位的操作區(qū)域,在厚度選擇上應(yīng)視面板及按鍵的大小而定,材料厚,觸動(dòng)力加大,反應(yīng)遲鈍;材料過(guò)薄,觸動(dòng)時(shí)手感差,回彈不明顯。厚度在0.25mm以上稱為板材,不適合立體鍵成型,可用作無(wú)按鍵操作區(qū)域的指示性的標(biāo)牌面板,也可作為薄膜開(kāi)關(guān)的襯板以提高其硬度。 [3]

結(jié)構(gòu)

編輯 語(yǔ)音
面板層
面板層一般在低于0.25MM的PET、PC等無(wú)色透光片材絲印上精美圖案和文字制作而成,因面板層最主要的作用在于起標(biāo)識(shí)和按鍵作用,所以選用材料必須具有高透明度、高油墨附著力、高彈性、高韌性等特點(diǎn)。 [3]
柔性薄膜開(kāi)關(guān)柔性薄膜開(kāi)關(guān)
面膠層
面膠最主要的作用是將面板層與電路層緊密相連,以達(dá)到密封和連接的效果,此層一般要求厚度在0.05---0.15MM之間,具有高強(qiáng)的粘性和防老化性;在生產(chǎn)中,一般選用專用的薄膜開(kāi)關(guān)雙面膠,有些薄膜開(kāi)關(guān)要求能防水防高溫,因此面膠也必須根據(jù)需要而使用不同性質(zhì)的材料。 [3]
控制電路上層和下層
此層均采用性能良好的聚酯薄膜(PET)作為開(kāi)關(guān)電路圖形的載體并在其上用特殊的工藝絲印上導(dǎo)電銀漿和導(dǎo)電碳漿,使其具有導(dǎo)電性能,其厚度一般在0.05--0.175MM以內(nèi),最常見(jiàn)的是用0.125MM PET。 [3]
夾膠層
它是處于上電路與下電路層之間并起密封和連接的作用,一般采用PET雙面膠,其厚度有0.05--0.2MM不等; 在選擇此層材質(zhì)的時(shí)候應(yīng)充分考慮產(chǎn)品的整體厚度,絕緣性,電路按鍵包手感和密封性。 [3]
背面膠層
背膠的采用與薄膜開(kāi)關(guān)與何種材質(zhì)相粘貼緊密相關(guān),比較常采用的有普通雙面膠、3M膠、防水膠等。 [3]

技術(shù)參數(shù)

編輯 語(yǔ)音

電性能

⒈工作電壓:≤50V(DC) [4]
⒉工作電流:≤100mA
接觸電阻:0.5~10Ω
絕緣電阻:≥100MΩ(100V/DC) [4]
⒌基材耐壓:2kV(DC)
⒍回彈時(shí)間:≤6ms
⒎回路電阻:50Ω、150Ω、350Ω三檔,或以用戶需要確定。
⒏絕緣油墨耐壓:100V/DC [4]

機(jī)械性能

⒈可靠性使用壽命:>100萬(wàn)次 [4]
⒉閉合位移:0.1~0.4mm(無(wú)觸覺(jué)型) 0.4~1.0mm(觸感型)
⒊健標(biāo)作力:15~750g力
導(dǎo)電銀漿遷移:在55℃,溫度90%,56小時(shí)后,二線間為10MΩ/50VDC [4]
銀漿線上無(wú)氧化,無(wú)雜質(zhì)
⒍銀漿線寬≥0.3mm,最小間隔0.3mm,線路毛邊<1/3,線路缺口<1/4線寬
⒎引腳間距標(biāo)準(zhǔn) 2.54 2.50 1.27 1.25 1.0 0.5mm
⒏引出線抗曲度,用d=10mm鋼棍壓滾80次線路不斷。 [4]

環(huán)境性能

1.工作溫度:-20℃~+70℃
2.存貯溫度:-40℃~+85℃ 溫度95%±5%
3.大 氣 壓:86~106KPa [4]

印刷指標(biāo)

⒈印刷尺寸偏差±0.10mm,外型邊線不清編差±0.1mm
⒉套色偏差±0.11mm/100mm,絕緣油墨全部覆蓋銀漿線路
⒊無(wú)油墨散,字跡無(wú)殘缺 [4]
⒋色差不大于二級(jí)
⒌不得有折痕、脫漆 [4]
⒍透明窗透明清潔,色澤均勻,不得有刮傷、針孔、雜質(zhì)。
對(duì)于維修人員來(lái)說(shuō),一些老式設(shè)備在配不到原機(jī)使用的薄膜開(kāi)關(guān)時(shí),可以記錄下按鍵所對(duì)應(yīng)的線號(hào),然后用一般按鈕(輕觸開(kāi)關(guān))加組線方式替換。效果完全一樣,但比較費(fèi)事。


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