薄膜开关、薄膜面板是近年来国际流行的一种集装饰性与功能性为一体的电子整机产品的新的操纵系统，已成为我国电子产品升级换代、出口产品不可缺少的配套部件。
薄膜开关、面板集开关按键、面板功能文字、标记、商标、透明窗及显示于一体，并且采用多层整体密封结构。因此它具有耐磨擦、防水、防尘、防有害气体、寿命长、性能稳定等特点。为了整机的整洁，面板可以擦洗，字符不受损伤，色彩丰富、保新性好，安装方便。不仅如此，薄膜开关、面板的应用，更能充分体现产品功能与色彩独具匠心的构思，以提高产品的外观质量和增加产品的时代气息。
薄膜开关、面板已广泛用于智能化电子测量仪器、医疗仪器计算机控制、数控机床、电子衡器、邮电通讯、复印机、电冰箱、微波炉、电风扇、洗衣机、电子游戏机等各类工业及家用电器产品。
薄膜开关
薄膜面板
薄膜面板
薄膜面板是一种由弹性薄膜(PVC/PC/PET)加工而成的具有一定功能字符指示的装饰性面板，具有防水、防尘、耐摩擦、不褪色等优良特点，目前广泛用于家用电器、通讯设备、仪器仪表、工业控制等领域。
薄膜面板的印刷工艺要分为正面和反面印刷，分别应用于不同材质和类型的薄膜面板上。大致可以分为平面类和压鼓类。
平面类薄膜面板是最简单的面板类型，主要是用不同颜色的文字、线条、色块对各个功能部位加以指示或加以区分，用户可以根据自身的需要来选择不同的薄膜材料及双面胶。
制作面板的薄膜应当具备哪些条件？
面板薄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。
作为薄膜开关的面板，它主要担负着产品外观的装饰与防护作用，因此用于制作面板的薄膜，至少应具备以下条件：
① 良好的外观：指制作面板的薄膜表面平整、光泽一致，没有机械性损伤、划痕、夹杂物及色斑等表面缺陷。
② 较好的耐候性：面板层是薄膜开关曝露在自然环境中的表面层，其面板材料要能在一定自然环境条件下，不变形、开裂、老化和变色等。
③ 较好的耐化学性：面板层将有可能触及不同的化学药品，但对常见的大多数化学品而言，如醇类、醚类、矿物油类应有一定的耐受能力。
④ 尺寸稳定性好：要求制作面板的薄膜，在一定的温度范围内（一般为-40℃~55℃）尺寸尺寸无明显变化。
⑤ 弹性要求：要求面板层薄具有一定回弱性能， 同时，弹性变形要小，可以用材料的延伸率判断，一般来说延伸率大，弹性变形量也大，加弹性能就差。
根据上述要求，常用于面板的薄膜通常有聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PE)、聚酯及聚胺酯等几种薄膜。
如何选择薄膜面板的用材品种？
适合于制作面板层的薄膜材料，按照其种类通常可以分为PC、PVC、PET三种；按照其表面状态又可以分为砂面（半透3明膜）与光面（透明膜）。
PC材料的物理特性与化学特性的综合指标较好，其适应的油墨也较广泛，是薄膜开关面板层应用最为普遍的材料。PC材料有砂面与光面之区分，选择砂面状材料的理由是因为薄膜开关的使用多是电子整机产品，作为操纵控制系统的面板不希望受光线的干扰，而砂面状的表面只呈漫反射状，不会产生明亮的反光；同时，由于表面呈紊乱的砂粒状，具有掩蔽划痕的作用，与之相反，光面材料就不具备以上特点。但是作为光面材料，一经在背面印刷后，色彩会显得更为鲜艳夺目，在装饰性要求较强且又不需经常触动的场合，往往选择光面材料制作面板，或者由于某些显示区域如LCD液晶显示屏的特殊需要而考虑，选用光面材料较为有利。
PVC薄膜材料的价格较低，约为PC材料的二分之一，当生产民用普及型的产品，如果选择PVC材料，可降低生产成本，同时PVC材料的延展性较好，可采用冷压加工立体的图文。光面PVC板材一般的厚度在0.5毫米以上，两面均有PET或水胶纸保护，大部分用于制作装饰性的面板；砂面的PVC材料一般厚度在0.3毫米以下，它一般以定尺的片材供应，没有卷材。
因PET薄膜一般性能均能被PC薄膜所取代，故用于面板材料的情况并不太多，除非在某些特殊的场合，诸如对绝缘、回弹、耐溶剂性等是其它薄膜不能满足的情况下才有少量的应用。
PET薄膜的表面状态，一般都是光面透明膜，少数的情况也有砂面的制品如日本Kimoto公司的KB产品，但砂面很细，近似于一种漠光的表面层，在PET表面而获得漠光的表面，它不像PC那样是通过机械的方式由砂面的辊在机械压延过程中获得的，这也就决定了它的表面不及PC的砂面那样明显，如英国Autotype公司有纹理的聚酯片，是一种涂层膜。涂层膜多以定尺的片材供应，但其价格较砂面PC约高3~5倍，使用者势必要有的放矢，从慎处之。
薄膜面板、标牌常用基材
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性能类别 |
聚氯乙烯（PVC） |
聚碳酸酯(PC) |
聚酯（PET） |
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折曲寿命 |
异常 |
较好 |
优良 |
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耐化学腐蚀能力 |
极好 |
一般 |
优良 |
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耐磨损能力 |
较差 |
极好 |
优良（处理过的） |
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绝缘性能 |
极好 |
较差 |
优良 |
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窗口透明度 |
不及PC，呈微蓝色 |
极好 |
稍差 |
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压鼓清晰度 |
优良 |
很好 |
很好 |
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耐 温 |
60℃ |
120℃ |
150℃ |
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温度级别 |
压鼓时有限制 |
优良 |
优良 |
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抗紫外线能力 |
可以 |
不可以 |
不可以 |
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应用范围 |
一般面板、标牌 |
汽车仪表、薄膜开关面板 |
薄膜开关线路、高档薄膜开关面板 |
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常用厚度(mm) |
0.1/0.2/0.25/0.3/0.4 |
0.125/0.175/0.25/0.38/0.5 |
0.125/0.188/0.25 |
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常用品牌 |
台湾南亚 |
美国GE/日本帝人 |
日本东丽/三菱/英国AUTOTYPE |
如何选择面板材料的厚度？
无论PC、PVC或者是PET，其厚度尺寸常常有小数以下两位数字，则因它是以英尺经换算成公尺而来。
作为薄膜开关的面板层，考虑到它的回弹性能，疲劳寿命，敏感性等因素，通常听厚度为0.175毫米，在这个较为适中的厚度下，用户可以根据产品的特征，在适当的幅度内根据需要而调整。
面板层过薄，回弹无力，立体成型不够明显，在较大面积的情况下，更难以保持平整；面板层过厚，手感迟钝，操作力度增加。
电路薄膜的厚度应如何考虑？
作为电路层的薄膜，考虑开关触点的分离、回弹及引线对连接器接插或铆接的可靠性，所以电路材料的厚度宜选择在0.125毫米至0.15毫米之间为宜 。过薄则回弹无力，触点的分离不敏捷，过厚，动作迟钝，增加操作力度。从具体的情况看，选择薄膜的厚度还与下列因素有关。
（1）键体的大小
键体较大，如对角线长度或圆形键的直径大于12毫米时选用0.15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，从而保证了触点的正常工作。
（2）隔离层的厚度
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。
（3）键体的形状
平面型按键允许选用稍厚一点的薄膜，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。
什么是面板薄膜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 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 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）客户提供原图对生产商的设计师有帮助，生产商可以根据客户要求及色标 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。
关于面膜窗口
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极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。
关于面膜表面结构
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。
薄膜开关
薄膜开关装置有许多种不同形式和结构的按键。按键的基本性能例如行程、操作力和机械寿命主要由按键类型和材料决定。薄膜开关包括单片线路开关和双片线路开关。
开关可以按照特性分为下述三种主要触觉结构（分类法一）：
金属弹片按键：
金属弹片按键采用成形的金属弹片，布置在开关结构的内部。弹片上带有按钮接头，用于形成电气回路。
优点：(1)此结构具有良好的触觉性能。
(2)高温状态下使用寿命仍旧很长。
缺点：(1)用于柔软的面板时，若面板在凸起区域弯曲则面板可能被损坏。
(2)此结构最好用于印刷电路板或刚性面板。
聚脂按键:
聚脂按键是在薄膜开关结构中的线路层轧出凸起的按键，此结构非常耐用，行程比金属弹片按键要小一些。在一些应用中，聚脂按键可以被轧到面膜层，此种方式可以减少薄膜开关的总层数。按键的操作力与材料厚度、按键直径和按键凸起高度有关。
优点：(1)非常耐用
(2)可以很好地使用数百万次
缺点：(1)最大使用温度为约50摄氏度
无感按键:
无手感开关没有触感，此种操作面板通常采用其它方式表示开关的动作状态。
优点：(1)使用寿命长(可以使用上千万次)。
(2)有效面积大。
(3)在所有的开关形式中价格最低
缺点：(1)没有手感。
(2)若面膜层有凸起，此时推荐不采用此种开关。
贴片薄膜开关是指在薄膜开关的基础上，广泛的应用贴片技术，使原来单一的开关增加了相应的控制器件，有效地减小空间，加大了薄膜开关的科技含量，使整机体积小型化、微型化、集成化、使薄膜开关登上新的层次，风光无限。
另：薄膜面板开关按键基本类型（分类法二）
1.平面式无触感型
2.胶片凸面式触感型
3.金属弹片凸面触感型
4.铭板圆顶式触感型
5.加发光体薄膜开关
关于按键凸起
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。
（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。
薄膜按键开关性能参数
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1、电子特性 |
电路等级： |
35V(DC)，100mA，1W |
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接触电阻： |
10Ω-500Ω(根据引线长度及所用材所用材料的不同而变化） |
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绝缘阻抗： |
100MΩ 100V |
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介质耐压： |
250V Rms(50-60Hz 1min) |
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触点抖动时间： |
≤50ms |
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使用寿命： |
平面型≥五百万次 触感型≥一百万次 |
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2、机械特性 |
操作压力： |
平面型：60-300g(2～100z) 触感型：105-400g(6～140z) |
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开关行程： |
平面型：0.1 ～ 0.5mm 触感型：0.6 ～ 1.5mm |
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3、环境参数 |
操作温度： |
-40℃— +80℃ |
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储存温度： |
-40℃— +85℃ |
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湿 度： |
40℃，90%～95%，240小时 |
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振 动： |
20G，s max. (10~200Hz, MIL-STD-202,M204,Condition B) |
关于线路层
线路层是将导电银油墨丝印在不导电的聚酯材料上制造而成的，代表性的聚酯材料是具有高性能、强热稳定性的，我厂也能提供其他板材的线路板，请参考工厂更详细的资料。
暴露的线路需涂有碳层作为附加保护，线路必要时也需要通过架桥将UV绝缘油丝印在两组交叉线路之间起绝缘作用，为了防止线路被氧化和导电银脱落需涂有UV绝缘油作为保护。
简单的线路图只用一个完整的单回路，而不需要有架桥；复杂的线路图只有个别的方案可用一个完整的单回路；更复杂的线路图通常是由于客户所设计图案的束缚而产生的，我厂的设计师会提供给工程师最合理的解决方案。
（1）双片线路
这种线路主要应用于矩阵及X-Y转换输出，一套薄膜开关的连接处位于下线路，其它的位于上线路层。