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薄膜開關工業介紹

薄膜開關工業介紹

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薄膜開關是集按鍵功能、指示元件、儀器面板為一體的一個操縱系統,美觀輕便,導電性能優良,具有防水、塵、防靜電干擾等特點,廣泛應用于電子通訊、醫療器械、工業控制、儀器儀表、汽車工業、智能等領域。以下是薄膜開關生產工藝的簡單介紹。

一、工程設計

薄膜開關的幾種常見結構

                    

薄膜開關結構上分為面板層、面膠層、上電路、夾層(隔離層)、下電路和背膠等五個結構層。 面板層一般采用厚度0.25mm以下高韌性PETPC透光無色片材,圖案和文字而成,主要作用起標識和按鍵作用;膠一般采用0.05---0.15mm厚強力雙面膠,將面板與電路緊密相粘連;上電路和下電路均采用0.125mm厚的(有些情況會采用0.0750.1mm的厚度)良的聚酯薄膜(PET),絲印導電銀漿和導電碳漿,烘干老化使其具有導電性能,對于電路出線口接插間距小于1mm,金手指連接插座很容易刺破銀漿造成不良,建議電路整體采用耐磨性較強的FPC,杜絕不良;夾層是在上電路與下電路之間起絕緣接的作用,一般采用厚度0.1--0.25mmPET基材的雙面膠;最底層的背膠,要先考慮其與何種材質相粘貼,選擇能夠與粘貼面緊密相粘的強力雙面膠。薄膜開關是一個整體,所有選材均要考慮到整體的密封、防水性、絕緣和抗老化性,戶外用薄膜開關,還要考慮到風吹雨打,冬夏溫差變化以及太陽照射的強紫外線。

工程人員對薄膜開關的整體設計,要綜合考慮,兼顧到科學性與工藝性,使生產出來的產品穩定可靠,經濟實用。

二、印刷

薄膜開關的印刷大部分是通過絲印來完成

絲印的前期是曬版,曬版前要菲林對照樣品,確定菲林是否正確及有無破損,檢查網版是否清洗干凈,有無污穢和破損小孔,一般情況下電路用100T的網板,面板用120T的網板曬(特別精細的會用140T或160T的網板。然后對照樣品確定菲林正曬還是反曬(電路要特別注意,下電路、絕緣油、跳線正曬,上電路反曬,屏蔽層正曬,印在上電路的正面)。

油墨調配是絲印工藝中的重要工作,直接關系到薄膜開關的外觀品質。調色師傅要掌握好色彩知識和調墨工藝,使配好的油墨色彩鮮艷、光亮度好、色相準確。   
                    三原色變化規律

             

  理論上任何一種顏色都能利用三原色(品紅、黃、青)的不同比例混合成,三原色油墨等量混合調配后可變成黑色近似。三原色油墨等量混合并加入不同比例的白墨,即可配成各種不同色調的灰色墨。三原色油墨按各種比例混調,可調配成多種不同色相的間色或復色,其色相偏向比例較大的原色相。兩種原色油墨等量混合調和后,可成為標準間色;兩種原色油墨按不同比例混合調配后,可配成多種不同色相的間色,其色相趨向比例大的原色色相。此外,任何顏色的油墨中,加入白墨后其色相就顯得更明亮。反之,加入黑色油墨后,其色相就變得深暗。

絲印分手?。悠酚∷ⅲ?、半自動機?。ㄐ∨浚?、自動機印。裝網先要對照樣品檢查網版是否正確,網版膜有無破損,是否曬反,(電路特別注意)。印刷過程中要反復檢查印出來的產品套色位置是否一致、準確,有無糊版、干網、中塵現象,出現問題必須及時調機糾正。每個環節都要反復檢查產品是否完美無瑕,養成自我檢查的良好習慣,同時注意保持車間及工作臺位干凈、整潔,營選一個和諧高效的工作環境。

三、裝配

裝配細分為打孔、鼓泡、放彈片、貼合、成形、打端子等環節。

打孔是鼓泡精準的關鍵點,孔位不準就會導致鼓泡鍵位不居中,同時成形時也會歪,產生不良品??孜徊蓸釉O置好,要看打出來的空位是否居中(孔位偏移不能大于0.05mm),不中則重新采樣。

鼓泡質量跟模具的品質精度戚戚相關,模具鍵位弧度太錐容易使面板鼓泡后彈不起來,模具鍵位弧度太大面板鼓泡后手感又會不好,要求每個鍵位的高度0.3~0.5mm)相等,力度160~390g力均衡。

薄膜開關一般采用鍍鎳彈片(鍋仔片),對電阻的穩定性和按鍵靈敏度有較高要求時,可采用鍍金彈片(特殊情況下也會采用鍍金端子)。裝彈片(鍋仔片)前先把彈片擺好,用鑷子夾起彈片放在路上的按鍵位置,確保位置居中,每放一顆彈片,都要用鑷子按一下,確保沒有雙彈片現象,如有雙彈片的情況出現,薄膜開關的手感會明顯增重,甚至是沒手感。

    貼合是薄膜開關裝配的集中體現,是把薄膜開關的每個結構層粘貼成一個整體。首先是把夾層貼在下電路上,然后把上電路跟下電路對貼(放彈片的則是把彈片嵌在夾層的鍵位上,然后貼上彈片固定層),上電路正面貼上面膠,下電路背面貼背膠;如果LED走線是單獨一個結構層的,則要把LED的透光處先沖孔,再貼LED走線層,并在背面貼上背膠;最后貼面板(面板有透明窗口和燈孔的,要先把窗口和燈孔處的膠層沖空)。粘貼的每一步,都要注意不能有氣泡和雜物,膠體不能起皺褶(具體可參閱薄膜開關裝配手法一文)。

沖壓成形對尺寸有嚴格的要求,數量少的產品可采用刀模,生產過程不定時用卡尺抽查尺寸是否準確,模具有無變形,最好有殼體試貼,模具有變形應立即停止生產,重做新模。數量較多的產品則要采用鋼模,模具變形小,尺寸更精準。根據具體情況和客人要求,圖紙未注公差的允許公差一般下:

           一般尺寸(mm)               允許公差(mm)

              18以下                     ±0.1

              18-50                       ±0.15

              51-125                      ±0.2

              126-250                     ±0.3

              251以上                    ±0.4

沖壓成形后的薄膜開關毛邊及模具擠彎尺寸不應大于0.2mm,且位置應朝向沒有導體一側。

金手指PIN2.54mm,一般要求打端子并裝黑殼有極少的要求1.27mmPIN打端子),端子分公端和母端,多數薄膜開關。PIN1.27mm、1.0mm、0.5mm的,一般不打端子,金手指面貼補強,補強位置一平齊金手指漿金手指面,特殊情況按指定位置。

   

                

四、檢測

    外觀上薄膜開關的面板不能有明顯的缺陷,如字符缺筆畫、粗細不一;背景色塊里有污點、透光點、脫墨、色斑、刮痕;透明窗口不清晰(F150和F200PETUV窗口液的特別注意),溢膠、殘膠等;無偏位現象印刷套版偏位0.15mm;上下線鍵位組合偏位0.3mm;線路與鍵片、面板與按鍵組合偏位0.3mm;面板、線路組合后四周的空白區域偏位0.2mm;面板按鍵處鼓泡與襯底偏位0.5mm。

    功能檢測要求薄膜開關100%全檢,不能有斷路、短路、絕緣不良等現象;帶LED燈的不能有LED漏電現象,帶電阻的LED很快會壞死。薄膜開關每個按鍵回路電阻值應不大于80Ω,對于回路長度大于400mm和特殊要求回路電阻在圖紙上另外規定。在常溫常濕環境中,導體線路的絕緣電阻大于5000KΩ(500VDC1分鐘)。在高溫和恒濕試驗、鹽霧試驗后應不低于2000 KΩ。

 

 

壽命測試要求單個按鍵2N的力度按壓下,接觸導通次數應大于100萬次(特殊要求的可測試到200萬次)。然而察看按鍵表面有沒變形、破損,撕開結構層查看按間內部結構層有無損傷,鍵位有無磨損,壽命測試只是在相對時間內的測試,沒有考慮實際使用時間的跨度,以及使用環境的變化。

測試,把薄膜開關粘在殼體上,一周后放入烤箱里,溫度調到60恒溫(±2,經過72小時的高溫作用后,從烤箱里取出冷卻后,測試電性能是否符合規定,外形尺寸有無變化,膠是否有裂開起敲。 同理放入冰柜,經受-20恒溫(±2,歷時120小時低溫作用后,從冰柜里取出恢復常溫后,擦除表面的水珠,測試電性能是否符合規定,外形尺寸有無變化,膠是否有裂開起敲。對要求耐酸堿的產品,把薄膜開關放入含有5%的酸堿鹽溶液,取出后再進行高低溫測試,最終試各項電性能、外觀是否符合規定。

五、包裝入倉

 包裝入倉的關鍵點是避免重壓,要杜絕多個產品重疊平放,一律要求豎起排放,裝箱可考慮小箱裝入大箱,以防止按鍵長時間重壓失效。薄膜開關的出線要保護好,避免薄膜開關引出線在任何情況下有彎折發生的可能,同時倉庫要防潮、防塵處理,周圍空氣中沒有酸性、堿性或其他腐蝕性氣體。

六、重點參數

 ?、惫ぷ麟妷海骸?0VDC

 ?、补ぷ麟娏鳎骸?00mA

 ?、辰佑|電阻:0.5~10Ω

 ?、唇^緣電阻:≥100MΩ(100VDC)

 ?、祷哪蛪海?kVDC

 ?、痘貜棔r間:≤6ms

⒎回路電阻:≤8單個按鍵回路線長40cm內)

⒏絕緣油墨耐壓:100VDC

   9.可靠性使用壽命:>100萬次

   10.按鍵160450g力

  11.工作溫度:-30℃~+50℃

  12.存貯溫度:-20℃~+45℃ 95%±5% 

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