薄膜面板

薄膜面板又称轻触式键盘，是采用PC，PVC，PET，FPC及双面胶等软性材料，运用丝网印刷技术制作而成的 多平面组合密封的集图形、按键、标记符号显示、导电及电子面板功能于一体的塑胶电子制品。

薄膜面板的最主要特点在于：

1、小巧轻便：一般的薄膜面板重量为几克到几十克不等，非常便于携带和拆装；

2、美观： 现代完美的丝印技术，搭配上完美的设计，可以制作出您所需要的任何图案；

3、密封：运用特有的技术，可以使薄膜面板具有防水，防油，防污染，防静电干扰等功能；

4、导电性能优良：面板的电路可采用碳浆、银浆、铜铂等印刷，导电层可随意折叠；且电阻可以控制在您想需要的任何电阻，并且，采用特有的技术，所制成的薄膜面板甚至可以接受十几万伏的高压电击而不损伤其功能；

5、成本低：有的薄膜面板的售价甚至只有几分钱，相对于一个具有如此多功能的电子原器件产品来讲，它的价格优势并非是其它同类产品所能企及的。

6、使用寿命长：因为薄膜面板所采用的材料具有良好的绝缘性、耐热性、抗折性和较高的回弹性；并且   

图案的印刷均采用反面印刷，使丝印图案不致受损；所以，薄膜面板使用寿命一般可以达三年以上。
                 常见的薄膜面板拆装图示：

常见薄膜面板各部分组成材质

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面板双面胶，有些薄膜面板要求能防水防高温，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)作为面板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
背胶的采用与薄膜面板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。

 

 

  

薄膜面板

薄膜面板、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。

材料的种类

聚氯乙烯PVC60℃0.175~0.5/光面常温下对酸、碱和盐类稳定。耐磨性 好，耐燃自熄，消声消震，电绝缘性好。热稳定性较差。低廉普通标牌、面板

聚碳酸酯PC-60~120℃0.175~1.0光面透光率高，吸水性低，尺寸稳定性好，抗弯、抗拉、抗压强度十分优越，耐热性耐寒性、电绝缘性和耐大气老化性优良。耐药品性较差，耐疲劳性较差，易产生应力开薄膜面板

裂，输出接口端子电路一般是碳性材质印刷制成，并且没有保护涂层，受空气氧化逐渐形成脱落层，到最后导致断路而寿命终止，这是薄膜面板最容易出故障的地方，主要有环境所决定，不管使用与否，物理损坏时间是3-10年。一般适用范围最为广泛，除可满足大多数薄膜面板面板的要求外，其中光面PC的高透光率更可满足带液晶显示窗的要求。

砂面聚酯(PET)-30~120℃0.1~0.2光面              

n薄膜面板

耐药品性良好，不溶于一般有机溶剂，不耐碱。具有优良的机械性能、电性能、刚性、硬度和热塑性塑料中最大的强韧性，吸水性低，耐磨损、耐摩擦性优良，尺寸稳定性高。拉伸强度能与铝膜媲美，大大高于PC、PVC。低廉因表面难以加工成亚光型，故有纹理PET较贵 是制作薄膜面板电路最理想的基材。其中有纹理PET适合对表面要求较高或具有液晶显示窗的产品。

材料的厚度

塑料基材厚度在0.25mm及以下称为薄膜，主要用作薄膜面板的面板层，其背面印有各种指示性的图案、文字来表示相应面板键位的操作区域，在厚度选择上应视面板及按键的大小而定，材料厚，触动力加大，反应迟钝；材料过薄，触动时手感差，回弹不明显。厚度在0.25mm以上称为板材，不适合立体键成型，可用作无按键操作区域的指示性的标牌面板，也可作为薄膜面板的衬板以提高其硬度

线路层承印材料：

制作电路的基材应采用聚酯（聚邻苯二甲酸乙二醇酯）薄膜（Potyester简称PET）。它具有良好的绝缘性和耐热性，具有较高的机械强度、透明性和气密性，特别具有抗折性和高弹性，是制作薄膜面板电路的理想材料。

薄膜面板结构

1）平面式无触

  

薄膜面板

感型:

使用寿命长,但无触感；

2）胶片凸面触感型:

有良好的触感,但使用寿命相对较短；

3）凸边框式无触感型:

外表美观,有较强的立体感，但无触感；

4凸边框式触感型:

外表美观, 有较强的立体感，且有触感；

5）面版打凸触感型:

(a)型：设计不当时，容易有两段现象, 但面版破损,电器性能亦然存在；

(b)型：不存在两段现象,且结构层少,较经济,若面版破损,电器性能将不存在；

6）金属弹片型：

(a)型：为最基本和最常用的结构.弹片既起触感的作用又起上线路的作用；

(b)型：结构复杂,用于弹片较多较密且不要有跳线的场合. 弹片放于上线路上，上、下线路导电面都向上，上线路需冲孔。此种结构导通时弹片的四个脚与中心点不在同一平面，有“两段”的情况出现。同时，弹片经常处于过度反凹的壮态，时间久了,弹片将出现不反弹的现象，不建议采用；

(c)型：弹片放于上线路上，只起触感的作用，其上线路导电面向下，下线路导电面向上，有“两段”的情况，不建议采用；

(d)型：弹片放于下线路,上、下线皆有走线,弹片既起触感的作用又起将上、下线路连接起来的作用；用于弹片较多、较密且不要有跳线的场合，较(b)型结构简单。设计时要注意线路走线要避开弹片的四条腿，以保证不短路。

7）发光体型：一定要开底胶模；

(a) LED线路与下线路同层：结构简单，但LED窗要打凸，否则，LED灯会顶起面版；适宜选用高度较矮的小LED灯或LED灯数量较少的场合；

(b) LED线路与下线路不同层：结构复杂，但LED窗不一定要打凸，适宜选用双色LED灯或LED灯数量较多的场合；需开冲孔模和底胶模；

8）对折式：

此类型多可避免跳线且不需灌孔可使导电面可向下，此结构的缺点在对折处容易线路容易折断。

9）内外框防水型：

外框是一个封闭的框，没有走线，对内框起保护作用，防止水气从出线凹槽处进入机壳。

柔性薄膜面板

柔性薄膜面板是薄膜面板的典型形式。这类薄膜面板之所以称为柔性，是因为该薄膜面板的面膜层、隔离层、电路层全部由各种不同性质的软件薄膜所组成。柔性薄膜面板的电路层，均采用电器性能良好的聚酯薄膜(PET)作为面板电路图形的载体，此层也分装手感弹片、上下电路。由于聚酯薄膜所具有性质的影响，使得该薄膜面板具有良好的绝缘性、耐热性、抗折性和较高的回弹性。面板电路的图形，包括面板的联机及其引出线均采用低电阻，低温条件下固化的导电性涂料印刷而成。因此，整个薄膜面板的组成，具有一定的柔软性，不仅适合于平面体上使用，还能与曲面体配合。柔性薄膜面板引出线与面板体的本身是一体的，在制作群体面板的联机时，将其汇集于薄膜的某一处，并按设计指定的位置和标准的线距向外延伸，作为柔软的、可任意弯曲的、密封的引出导线与整机的后置电路相连。

硬性薄膜面板

硬性薄膜面板是指面板的图形和线路是制作在普遍的印刷线路覆铜板上。硬性薄膜面板的特点是取材文便，工艺稳定，阻值低，并可在其背面直接焊接电路中的某些组件。在面积不大的情况下，可省去硬质衬板层。硬性薄膜面板一般都采用金属导片作为导通迷宫触点，故较好的手感。所不利的方面，是在整机中装联不及软性薄膜面板方便，往往需要焊接插件并通过扁平电缆将引线引出。硬性薄膜面板的信息反馈除蜂鸣信号、LED指示外，普遍可采用金属手感弹片。

平面薄膜面板

薄膜面板上的按键，以色彩不同表示键体的位置、形体和大小，在薄膜面板的初始阶段较为普遍。立体薄膜面板： 通常，薄膜面板上的按键只是用色彩来表达键体的位置、形状和大小。这样，只能凭操作者的视觉来识别操作的准确性，由于没有适当的反馈信息表明手指是否按在了面板的有效范围使面板动作，因而影响了对整机监控的自信和操作的速度。一种使面板键体微微凸起，略高于面板，构成立体形状的薄膜面板，称为立体键面板。立体键不仅能准确地给定键体的范围，提高辨认速度，使操作者的触觉比较敏感，同时还增进了产品外观的装饰效果. 立体键的制作，必须在面板的设计阶段就要作好安排，备有工艺孔，以便在模具压制时有精确的定位， 其立体凸起的高度一般不宜超过基材厚度的两倍。为美观产品的外观，凸起薄膜面板的凸起可有多种变化，

电性能

1、工作电压： ≤50VDC

2、工作电流： ≤100mA

3、接触电阻： 0.5~10Ω

4、绝缘电阻： ≥100MΩ（100VDC）

5、基材耐压： 2kDVC

6、回弹时间： ≤6ms

7、回路电阻： 50Ω、150Ω、350Ω三档，或以用户需要确定

8、绝缘油墨耐压： 100VDC

机械性能

1、可靠性使用寿命：＞100万次

2、闭合位移： 0.1~0.4mm（无触觉型） 0.4~1.0mm

3、健标作力： 15~750g力

4、银浆迁移：在55℃，温度90%，56小时后，二线间为10MΩ/50VDC

5、银浆线上无氧化，无杂质

6、银浆线宽≥0.3mm，最小间隔0.3mm，线路毛边＜1/3，线路缺口＜1/4线宽

7、引脚间距标准 2.54 2.50 1.27 1.25mm

8、引出线抗曲度，用d＝10mm钢棍压滚80次线路不断。

环境性能

1、工作温度： －20℃～＋70℃

2、存贮温度： －40℃～＋85℃ 温度95%±5%

3、大 气 压： 86～106KPa

印刷指标

1、印刷尺寸偏差±0.10mm，外型边线不清编差±0.1mm

2、套色偏差±0.11mm/100mm，绝缘油墨全部覆盖银浆线路

3、无油墨散，字迹无残缺

4、色差不大于二级

5、不得有折痕、脱漆

6、透明窗透明清洁，色泽均匀，不得有刮伤、针孔、杂质。

对于维修人员来说，一些老式设备在配不到原机使用的薄膜面板时，可以记录下按键所对应的线号，然后用一般按钮（轻触面板）加组线方式替换。效果完全一样，但比较费事！

 

薄膜面板(1)

面膜是将彩色油墨丝印至透明高分子聚合物背面，一旦丝印完成并切割成形，此层就成为彩色面膜层。面膜层为薄膜开关的组成部分，它能清楚地显示开关的功能、显示颜色、面膜类型以及开关的操作位置，它还能起保护作用。

面膜材料

依据工程师以往的经验和对使用细节的核查，他们将推荐几种面膜材料。大多数都采用聚脂材料，有3种主要材料可以选择，它们的相关特性如下：

什么是设计时最重要的考虑因素？

每种单独的颜色（包括背景色）需要不同的丝网印刷操作。彩色油墨印刷在感光材料的下表面，每次操作均需要进行颜色分选、油墨调配、丝网准备，并对此单独进行准备和登记。因此，颜色对开关的价格也有一定的影响。 

（1）原图和各种标志能由高清晰度的扫描仪进行扫描，高质量、高对比度的“原图”可以减少工时。

（2）客户提供原图对我厂的设计师有帮助，我厂根据客户要求及色标号调制油墨颜色，以保证质量和效率。

（3）面膜图纸中的线条要清晰、连贯，否则会给丝印带来很大的困难。

薄膜面板(2)

什么是面膜窗口？

面膜窗口是面板上透明或半透明的区域，以便于使用者观察面板后面发光二板管或液晶显示器的显示。

窗口的选项如下：

(1)透明窗口：没有任何颜色的透明区域。

(2)滤光窗口：印刷有半透明油墨的区域，颜色通常为红色、绿色或黄色，以便于区别发光二极管的颜色。

(3)不透明窗口：印刷了多层背景色的区域，除非背后的指示灯发光，否则它们是不可见的，用于指示图例和图形。

注意：印刷窗口:窗口底层粗糙，表面印刷有特制的油墨，形成一透明区域以便于液晶显示器或发光二极管的显示。

有哪些优点？

(1)在高亮度环境的时候，采用各种涂层和形式的窗口可以加强显示器的清晰度。

(2)采用这种窗口避免了在面板上开孔，以免影响包装和面板的外观。

(3)粗糙的表面可以有利于发光二极管的漫反射并增加可视度。

重要的设计考虑因素有哪些？

(1)由于增加印刷涂层，采用窗口通常会增加面板造价。

(2)LCD显示器窗口为清楚的、无反射或光滑的窗口。

(3)LED显示窗口为清楚的或滤波的窗口，此窗口应为无反射的。 

(4)显示器应布置在窗口后面，靠近窗口以增加清晰度。

(5)特制的窗口涂层具有防划伤特性。

薄膜面板(3)

什么是表面结构?

表面结构就是面板前部的表面涂层(实际应用的或标准的)， 它的结构有多种形式.下面为四种比较常用的形式:

(1)砂面：较粗糙

(2)光面：较光亮

(3)表面反射处理：以减少光亮面反射光

(4)表面光泽处理：涂层光滑、有光泽

注意：可选择的表面结构就是将不同的涂层混合在普通面板表面的方法。

有哪些优点？

(1)粗糙结构可以隐藏手指印，甚至是刮痕。

(2)可以增加可视能力，并提高手指按键的定位能力。

(3)无反射表面可以通过减少反射光，以提高面板和显示器的可读性。

(4)涂层可以优化显示窗口的性能

重要的设计考虑因素有哪些？(1)应用涂层会增加一些单位成本。(2)聚酯和聚碳酸脂可选择性地应用于以上四种和其它种。

薄膜面板(4)

什么是按键凸起？

按键凸起是用压鼓机将面膜层上的键体区域压起。此方法依据材料的自然特性和凸凹特性，有严格的温度和压力要求。

基本形式如下：

（1）框线凸起：开关边缘凸起的时候采用。

（2）平面凸起：整个开关都高于面板表面时采用。

（3）球凸：用于加工球形按键。

（4）框线凸起+球凸：不常用。

有哪些优点？

（1）增进了薄膜开关外观的装饰效果。

（2）操作者的触觉比较敏感。

（3）准确给定键体的范围。

（4）提高辨认速度。

重要的设计考虑因素有哪些？

（1）需要专用的模具机加工。

（2）用力过大会减少机械寿命（对于聚碳酸酯面膜来说机械寿命应能操作不少于10万次）。

（3）凸起的聚脂的极限温度为50℃。

（4）凸起高度应不超过材料厚度的1.5倍。

（5）平面凸起应距边缘最少3mm或5mm。

（6）框线凸起的按键距离边缘最少5mm。