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薄膜开关工业介绍

薄膜开关工业介绍

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薄膜开关是集按键功能、指示元件、仪器面板为一体的一个操纵系统美观轻便,导电性能优良,具有防水尘、防静电干扰等特点广泛应用于电子通讯、医疗器械、工业控制、仪器仪表、汽车工业、智能等领域以下是薄膜开关生产工艺的简单介绍

一、工程设计

薄膜开关的几种常见结构

                    

薄膜开关结构上分为面板层面胶层、上电路、夹层(隔离层)、下电路和背胶等五个结构层。 面板层一般采用厚度0.25mm以下高韧性PETPC透光无色片材图案和文字而成,主要作用起标识和按键作用胶一般采用0.05---0.15mm厚强力双面胶,将面板与电路紧密相粘连;上电路和下电路均采用0.125mm厚的(有些情况会采用0.0750.1mm的厚度)良的聚酯薄膜(PET)丝印导电银浆和导电碳浆烘干老化使其具有导电性能,对于电路出线口接插间距小于1mm,金手指连接插座很容易刺破银浆造成不良,建议电路整体采用耐磨性较强的FPC,杜绝不良夹层是在上电路与下电路之间起绝缘接的作用,一般采用厚度0.1--0.25mmPET基材的双面胶;最底层的背胶,要先考虑其与何种材质相粘贴,选择能够与粘贴面紧密相粘的强力双面胶。薄膜开关是一个整体,所有选材均要考虑到整体的密封、防水性、绝缘和抗老化性,户外用薄膜开关,还要考虑到风吹雨打,冬夏温差变化以及太阳照射的强紫外线

工程人员对薄膜开关的整体设计要综合考虑,兼顾到科学性与工艺性,使生产出来的产品稳定可靠,经济实用

二、印刷

薄膜开关的印刷大部分是通过丝印来完成

丝印的前期是晒版晒版前要菲林对照样品,确定菲林是否正确及有无破损检查网版是否清洗干净,有无污秽和破损小孔,一般情况下电路用100T的网板,面板用120T的网板晒(特别精细的会用140T或160T的网板然后对照样品确定菲林正晒还是反晒(电路要特别注意,下电路、绝缘油、跳线正晒,上电路反晒,屏蔽层正晒,印在上电路的正面)

油墨调配是丝印工艺中的重要工作,直接关系到薄膜开关的外观品质。调色师傅要掌握好色彩知识和调墨工艺,使配好的油墨色彩鲜艳、光亮度好、色相准确。   
                    三原色变化规律

             

  理论上任何一种颜色都能利用三原色(品红、黄、青)的不同比例混合成,三原色油墨等量混合调配后可变成黑色近似。三原色油墨等量混合并加入不同比例的白墨,即可配成各种不同色调的灰色墨。三原色油墨按各种比例混调,可调配成多种不同色相的间色或复色,其色相偏向比例较大的原色相。两种原色油墨等量混合调和后,可成为标准间色;两种原色油墨按不同比例混合调配后,可配成多种不同色相的间色,其色相趋向比例大的原色色相。此外,任何颜色的油墨中,加入白墨后其色相就显得更明亮。反之,加入黑色油墨后,其色相就变得深暗。

丝印分手印(样品印刷)、半自动机印(小批量)、自动机印。装网先要对照样品检查网版是否正确,网版膜有无破损,是否晒反,(电路特别注意)。印刷过程中要反复检查印出来的产品套色位置是否一致、准确,有无糊版、干网、中尘现象,出现问题必须及时调机纠正。每个环节都要反复检查产品是否完美无瑕,养成自我检查的良好习惯,同时注意保持车间及工作台位干净、整洁,营选一个和谐高效的工作环境。

三、装配

装配细分为打孔、鼓泡、放弹片、贴合、成形、打端子等环节。

打孔是鼓泡精准的关键点,孔位不准就会导致鼓泡键位不居中,同时成形时也会歪,产生不良品。孔位采样设置好,要看打出来的空位是否居中(孔位偏移不能大于0.05mm),不中则重新采样。

鼓泡质量跟模具的品质精度戚戚相关,模具键位弧度太锥容易使面板鼓泡后弹不起来,模具键位弧度太大面板鼓泡后手感又会不好,要求每个键位的高度0.3~0.5mm)相等,力度160~390g力均衡。

薄膜开关一般采用镀镍弹片(锅仔片),对电阻的稳定性和按键灵敏度有较高要求时,可采用镀金弹片(特殊情况下也会采用镀金端子)。装弹片(锅仔片)前先把弹片摆好,用镊子夹起弹片放在路上的按键位置,确保位置居中,每放一颗弹片,都要用镊子按一下,确保没有双弹片现象,如有双弹片的情况出现,薄膜开关的手感会明显增重,甚至是没手感

    贴合是薄膜开关装配的集中体现,是把薄膜开关的每个结构层粘贴成一个整体。首先是把夹层贴在下电路上,然后把上电路跟下电路对贴(放弹片的则是把弹片嵌在夹层的键位上,然后贴上弹片固定层),上电路正面贴上面胶,下电路背面贴背胶;如果LED走线是单独一个结构层的,则要把LED的透光处先冲孔,再贴LED走线层,并在背面贴上背胶;最后贴面板(面板有透明窗口和灯孔的,要先把窗口和灯孔处的胶层冲空)。粘贴的每一步,都要注意不能有气泡和杂物胶体不能起皱褶(具体可参阅薄膜开关装配手法一文)。

冲压成形对尺寸有严格的要求,数量少的产品可采用刀模,生产过程不定时用卡尺抽查尺寸是否准确,模具有无变形,最好有壳体试贴,模具有变形应立即停止生产,重做新模。数量较多的产品则要采用钢模,模具变形小,尺寸更精准。根据具体情况和客人要求,图纸未注公差的允许公差一般下:

           一般尺寸(mm)               允许公差(mm)

              18以下                     ±0.1

              18-50                       ±0.15

              51-125                      ±0.2

              126-250                     ±0.3

              251以上                    ±0.4

冲压成形后的薄膜开关毛边及模具挤弯尺寸不应大于0.2mm且位置应朝向没有导体一侧。

金手指PIN2.54mm一般要求打端子并装黑壳有极少的要求1.27mmPIN打端子),端子分公端和母端,多数薄膜开关PIN1.27mm、1.0mm、0.5mm的,一般不打端子,金手指面贴补强,补强位置一平齐金手指金手指面,特殊情况按指定位置。

   

                

四、检测

    外观上薄膜开关的面板不能有明显的缺陷如字符缺笔画、粗细不一;背景色块里有污点、透光点脱墨、色斑、刮痕透明窗口不清晰(F150和F200PETUV窗口液的特别注意),溢胶、残胶等无偏位现象印刷套版偏位0.15mm上下线键位组合偏位0.3mm线路与键片、面板与按键组合偏位0.3mm面板、线路组合后四周的空白区域偏位0.2mm面板按键处鼓泡与衬底偏位0.5mm

    功能检测要求薄膜开关100%全检,不能有断路、短路、绝缘不良等现象;带LED灯的不能有LED漏电现象,带电阻的LED很快会坏死。薄膜开关每个按键回路电阻值应不大于80Ω,对于回路长度大于400mm和特殊要求回路电阻在图纸上另外规定。在常温常湿环境中,导体线路的绝缘电阻大于5000KΩ(500VDC1分钟)。在高温和恒湿试验、盐雾试验后应不低于2000 KΩ。

 

 

寿命测试要求单个按键2N的力度按压下,接触导通次数应大于100万次(特殊要求的可测试到200万次)然而察看按键表面有没变形、破损,撕开结构层查看按间内部结构层有无损伤,键位有无磨损,寿命测试只是在相对时间内的测试,没有考虑实际使用时间的跨度,以及使用环境的变化。

测试,把薄膜开关粘在壳体上,一周后放入烤箱里,温度调到60恒温(±2经过72小时的高温作用后,从烤箱里取出冷却后,测试电性能是否符合规定,外形尺寸有无变化,胶是否有裂开起敲 同理放入冰柜,经受-20恒温(±2,历时120小时低温作用后,从冰柜里取出恢复常温后,擦除表面的水珠,测试电性能是否符合规定,外形尺寸有无变化,胶是否有裂开起敲对要求耐酸碱的产品,把薄膜开关放入含有5%的酸碱盐溶液,取出后再进行高低温测试,最终试各项电性能、外观是否符合规定。

五、包装入仓

 包装入仓的关键点是避免重压,要杜绝多个产品重叠平放,一律要求竖起排放,装箱可考虑小箱装入大箱,以防止按键长时间重压失效薄膜开关的出线要保护好,避免薄膜开关引出线在任何情况下有弯折发生的可能,同时仓库要防潮防尘处理,周围空气中没有酸性、碱性或其他腐蚀性气体。

六、重点参数

  ⒈工作电压:≤50VDC

  ⒉工作电流:≤100mA

  ⒊接触电阻:0.5~10Ω

  ⒋绝缘电阻:≥100MΩ(100VDC)

  ⒌基材耐压:2kVDC

  ⒍回弹时间:≤6ms

⒎回路电阻:≤8单个按键回路线长40cm内)

⒏绝缘油墨耐压:100VDC

   9.可靠性使用寿命:>100万次

   10.按键160450g力

  11.工作温度:-30℃~+50℃

  12.存贮温度:-20℃~+45℃ 湿95%±5%