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薄膜按键开关工作原理及组成结构

  •  分类:常见问答
  •  作者:三荣部品
  •  发布日期:2021-03-04 15:40:53
  薄膜按健开关(Metal dome array),是一块带触点的PET薄片(包括金属弹片也叫锅仔片),用在PCB、FPC等线路板上作为开关使用,在使用者与仪器之间起到一个重要的触感型开关的作用。与传统的硅胶按键相比,薄膜按键具有更好的手感、更长的寿命,可以间接地提高使用导电膜的各类型开关的生产效率。薄膜按键上的触点位于PCB板上的导电部位(大部分位于线路板上的金手指上方),当按键受到外力按压时,触点的中心点下凹,接触到PCB上的线路,从而形成回路,电流通过,整个产品就得以正常工作。下面三荣部品简述薄膜按键开关结构组成与工作原理!
 
薄膜轻触开关

一、薄膜开关结构组成

  1.薄膜开关结构
  ①薄膜按键都是“按键+薄膜”的基本结构,所以,按键的手感、特色等很大方面都取决于薄膜按键的设计。考虑到开关触点的分离和回弹的可靠性,薄膜的厚度一般选择在0.125-0.2mm为最佳,过薄回弹无力,触点分离不灵敏。过厚反应迟钝增加操作力度。
 
  ②薄膜键体较大,如方形按键对角线长度或园形键按键直径大于12mm时,选用0.15或0.2毫米厚的薄膜。薄膜稍厚,反弹有力,键体经多次按后薄膜松弛的倾向较小,从而保证触点的正常工作。当隔离层愈薄,电路基材薄膜厚度应该要厚,过薄的薄膜容易出现触点的自通。平面型按键允许选用稍厚一点的薄膜材料,而用作于电路触点鼓泡的薄膜一般宜采用0.125毫米厚的薄膜,只有在鼓泡球径大而球顶的弦高较小的情况下,才宜采用较厚的薄膜。
薄膜按键
  ③薄膜按键是电子按键产品中必备的构成结构,它是金属弹簧片按键产品和导电胶按键产品内置的导电膜,薄膜按键的作用是起到按键产品中的开关导电作用,常用在PCB以及FPC线路板上的导电薄片。薄膜按键的结构非常简单,直接将接触的按键盖、键帽取下以后可以看到按键下方的薄膜电路和电路板。
 
  2.薄膜开关组成部分
  一般来说,常见的薄膜开关主要由6层材料组成,按照从表到里的顺序分别是面板、面胶、上电路、隔离层、下电路、底胶。
  下面分别介绍各层结构:
  ①面板:面板是整个薄膜开关的“外衣”,在适当安排好按键的基础上,通过不同的颜色、图案、按键形状,对整个薄膜开关起到必要的装饰作用。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。
薄膜开关
  ②上电路、下电路:上、下电路是薄膜开关的电器组成部分,也是开关的“关”“键”所在,其性能直接影响到开关电器性能的好坏,主要是由在薄膜上印上一层导电材料而形成。上、下电路担当的是开关闭合所必备的两个触电角色,其厚度一般在0.05--0.175MM以内,最常见的就是用0.125MM PET。
薄膜按键开关结构图
 
  ③面胶、隔离层、底胶:这三层结构的材料都是双面胶,由于在开关结构中所处的位置不同而有不同的名称。三层双面胶由各自所处的层次不同而有不同的厚度,这个主要是根据开关的厚度、按键的操作力来决定的。
 

二、薄膜开关工作原理

  1.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作系统。由面板、上电路、隔离层、下电路四部分组成。按下薄膜开关,上电路的触点向下变形,与下电路的极板接触导通,手指松开后,上电路触点反弹回来,电路断开,回路触发一个信号。薄膜开关结构严谨,外形美观,密封性好。具有防潮湿,使用寿命长等特点。广泛应用于电子通讯、电子测量的仪器,工业控制,医疗设备,汽车工业,智能玩具,家用电器等领域。
 
  2.薄膜开关的基本工作原理如下:当面板未被按下时,薄膜开关处于常规状态,其上、下触点呈断开状态,隔离层对上下线路起隔离作用;当面板被按下时,上电路的触点向下变形,与下线路重合并使线路导通,导通后的线路给外部连接仪器(基材)以信号,从而实现其相应的功能;当手指松开后,上电路触点反弹回来,电路断开,回路触发一个信号。
 

三、薄膜开关特点

  1.薄膜按键的使用寿命大约是在100万次以上,这比普通的硅胶按键20万次得平均寿命要高的多,这主要是因为薄膜按键主要的由电路触点来工作的,所以薄膜按键的寿命主要也是和电路触点相互联系的,一般电路触点只要在上面印上一层保护的材质如碳元素的产品,可以提高耐磨型同时也不影响导电的性能,也延长了开关的寿命
 
  2.薄膜按键的接触电阻是影响工作稳定性的最主要因素,接触电阻是指薄膜按键开关回路给后置电路的电阻值,随着技术的发展薄膜按键将柔性线路取代传统的银浆作为电路,这样可以很好的提高薄膜按键的稳定性。
 
  3.薄膜按键以成本低、工艺简单和手感好等优势占有着绝大部分市场,日常生活中所使用的键盘基本都是都是薄膜按键,薄膜按还具有按键键薄、柔软、防护性能好,而且薄膜按键的生产成本大概与传统的硅胶按键的生产成本差不多
 
四、薄膜开关使用寿命
  1.薄膜开关的寿命一般可以达到100万次以上,开关的动作只由弹性薄膜的垂直方向弹动实现,弹性薄膜虽然经过百万次的蠕动,由于时蠕动的幅度很小。仅为0.1-0.3MM,加之材料选择的合理性,因此薄膜材料能够承受一百万次以上的大寿命而不变形,这些都是决定了薄膜开关的耐久性。
薄膜按键开关
 
  2.薄膜开关它的密封要求严格,但是在生产完毕后,开关触点不受有害气体的侵蚀,不易氧化,防水防尘防油,适合用各种恶劣环境。薄膜开关在设计上可以排列组全成薄膜键盘,设置密度大,由多层薄膜组合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。大大的缩小了体积。质量轻巧可靠。与传统的机械式开关相比,它的安装方便简洁。只需轻轻的粘贴式,揭去背胶纸,即可固定整机表面,将引线出口插入整机后置电路的插座上,瞬间便可接通电路,完成整个产品的使用。在外形的设计上,可以根据使用者的设计构思,在色彩图案上体现个性化在装饰效果上体现出材质及生产的工艺的美感。
 

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