CN106229195B - 一种高防水性薄膜开关的环保制作方法 - Google Patents

一种高防水性薄膜开关的环保制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高防水性薄膜开关的环保制作方法，它包括以下步骤：步骤（a）在上表层的任一表面上印刷形成无PIN的上电路，随后利用热熔胶膜使隔层覆设于所述上表层印刷所述上电路的表面上；步骤（b）在下表层的任一表面上印刷形成有PIN的下电路，并在其上涂覆水胶；步骤（c）将所述隔层的另一面与下表层涂覆水胶的表面相接；步骤（d）将步骤（c）得到的产品进行滚压即可。通过采用热熔胶膜使得隔层与上表层进行组合后在利用水胶与下表层进行组合，这样能够提高工艺的CPK值，并且只进行一次水胶印刷，可降低50%的化学品对环境的污染且只需要进行一次水胶干燥，有利于环保和降低能耗；而且能够提高最终薄膜开关的防水性能。

Description

一种高防水性薄膜开关的环保制作方法
技术领域
本发明涉及电子开关领域，涉及一种薄膜开关的制作方法，具体涉及一种高防水性薄膜开关的环保制作方法。
背景技术
随着科学技术的不断发展，各种电子设备大量涌现。键盘是很多电子设备常见的器件，用于输入文字信息等，常见的有电脑键盘、通讯设备键盘、家电键盘等。薄膜开关是上述键盘的元器件，现趋于轻薄设计、灵活及成本低的方向发展，且具有体积小、重量轻、操作简单等优点，已广泛用于智能化电子仪器、医疗仪器、数控机床、通讯设备、办公用品、家电、电脑键盘等各类产品中。
常规的薄膜开关结构如图1所示，它主要包括上表层110’、下表层120’以及设置于上表层110’和下表层120’之间的PET隔层130’，PET隔层130’分布有多个隔孔132’，上表层110’的内表面形成有与隔孔132’相对应的上电路112’，下表层120’的内表面形成有与上电路112’相对应的下电路122’，上表层110’和下表层120’通过水胶层140’粘结在PET隔层130’的两表面上。基于这样的结构，其制作工艺大体为：(1)在上表层110’、下表层120’上分别印刷上电路112’、下电路122’；(2)随后进行ATE测试以确保上电路112’和下电路122’的印刷质量；(3)分别对上表层110’、下表层120’进行水胶印刷；(4)将PET隔层130’与水胶印刷后的上表层110’进行粘结组合，分裁后与下表层120’进行组合；(5)将上述三层结构进行滚压即可。现有的薄膜开关生产工艺存在下述问题：制程工艺的CPK值仅为1.105，有待提高；防水性能不佳；需要进行两次水胶印刷，对环境污染较重；而且需要进行两次水胶印刷，两次IR干燥，能耗较大。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种高防水性薄膜开关的环保制作方法。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种高防水性薄膜开关的环保制作方法，它包括以下步骤：
步骤(a)在上表层的任一表面上印刷形成无PIN的上电路，随后利用热熔胶膜使隔层的一面覆设于所述上表层印刷有所述上电路的表面上；
步骤(b)在下表层的任一表面上印刷形成有PIN的下电路，并在形成有PIN的下电路上涂覆水胶；
步骤(c)将所述隔层的另一面与下表层涂覆水胶的表面相接；
步骤(d)将步骤(c)得到的产品进行滚压即可。
优化地，步骤(a)和步骤(b)中，印刷形成上电路和下电路后各自将其置于ATE自动化测试设备上进行测试。
进一步地，所述步骤(a)包括：
步骤(a1)在上表层的任一表面上印刷银浆，经红外干燥后形成银线；
步骤(a2)在所述表面上印刷UV油墨，经紫外固化后在所述银线上覆盖形成UV绝缘层；
步骤(a3)在所述UV绝缘层上印刷银浆，经红外干燥后形成银跳线；
步骤(a4)将步骤(a3)处理后的上表层置于140～160℃干燥60～120分钟形成无PIN上电路；随后利用热熔胶膜使隔层覆设于所述上表层印刷所述上电路的表面上。
进一步地，所述步骤(b)包括：
步骤(b1)在下表层的任一表面上印刷银浆，经红外干燥后形成银线；
步骤(b2)在所述下表层的所述表面上印刷UV油墨，经紫外固化后在所述下表层的所述银线上覆盖形成UV绝缘层；
步骤(b3)在所述UV绝缘层上印刷银浆，经红外干燥后形成银跳线，并在对应位置处印刷形成碳PIN；
步骤(b4)将步骤(b3)处理后的下表层置于140～160℃干燥60～120分钟形成有PIN下电路；并在有PIN下电路上涂覆水胶。
进一步地，所述红外干燥的温度为130～140℃；所述紫外强度为80～150mJ/cm2。
优化地，步骤(a)中，印刷形成上电路后先进行假压，再加热使隔层覆设于所述上表层上。
进一步地，步骤(c)中，将所述隔层的另一面与下表层涂覆水胶的表面相接之前，对所述上表层、隔层和下表层除尘并在上电路处粘贴异方性导电胶。
优化地，步骤(d)中，所述滚压参数为：温度为100～200℃、热滚压速度为1μm/s～1cm/s、压力为0.5MPa～5MPa。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明高防水性薄膜开关的环保制作方法，通过采用热熔胶膜使得隔层与上表层进行组合后在利用水胶与下表层进行组合，这样能够提高工艺的CPK值，并且只进行一次水胶印刷，可降低50％的化学品对环境的污染且只需要进行一次水胶干燥，有利于环保和降低能耗；而且能够提高最终薄膜开关的防水性能。
附图说明
附图1为现有薄膜开关的结构示意图；
附图2为本发明薄膜开关的结构示意图；
附图3为环境测试的参数示意图；
其中：110’、上表层；112’、上电路；120’、下表层；122’、下电路；130’、PET隔层；132’、隔孔；140’、水胶层；110、上表层；112、上电路；120、下表层；122、下电路；130、隔层；132、隔孔；140、水胶层；150、热熔胶膜。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明优选实施方案进行详细说明。
实施例1
如图2所示的高防水性薄膜开关，主要包括上表层110、下表层120、隔层130、水胶层140和覆膜层150，上表层110和下表层120相向的两面分别形成上电路112、下电路122，并且隔层130上开设有与上电路112或下电路122相对应的隔孔132。
本实施例提供一种该高防水性薄膜开关的环保制作方法，它包括以下步骤：
步骤(a)在上表层的任一表面上印刷形成无PIN的上电路，随后利用热熔胶膜使隔层的一面覆设于所述上表层印刷有所述上电路的表面上。
具体为：步骤(a1)根据薄膜开关的设计(例如薄膜开关的导线排布、位置设计等，通常在制作薄膜开关制作前完成)，在上表层110的任一表面上印刷(采用丝网印刷等常规工艺)银浆，利用IR在130℃干燥(30～120秒，常规选择，下同)后形成对应形状和走向的银线；
步骤(a2)在该表面上继续印刷UV油墨，经80mJ/cm2的紫外光照射固化后在银线上覆盖形成UV绝缘层；
步骤(a3)在UV绝缘层上参照步骤(a1)的方法继续印刷银浆，经红外在130℃干燥(30～120秒即可)后形成银跳线；银跳线也是银线，它与步骤(a1)中的银线之前有UV绝缘层进行隔离，防止它们之间发生短路；
步骤(a4)将步骤(a3)处理后的上表层110进行全面干燥(置于140℃干燥120分钟)形成无PIN上电路112；将该形成上电路112的上表层110置于ATE自动化测试设备上进行测试，判断上电路112是否导通、是否有短路之处；根据设计，在检测合格产品的对应位置处进行冲压形成薄膜开关所需的缺口和LED孔；再在隔层130的一表面上印刷或涂覆热熔胶膜150，利用CCD设备进行定位使得该隔层130吸附定位在上表层110形成有上电路112的表面上；然后进行假压(即先进行点加热或者线加热，利用热熔胶膜150使得上表层110和隔层130部分粘结)，再加热使隔层130覆设于上表层110上(热滚压温度为100℃，热滚压压力为1MPa)。
步骤(b)在下表层120的任一表面上印刷形成有PIN的下电路122，并在形成有PIN的下电路上涂覆水胶。
具体为：步骤(b1)根据薄膜开关的设计，在下表层120的任一表面上印刷银浆，利用IR在130℃干燥(30～120秒即可)后形成对应形状和走向的银线；
步骤(b2)在所述下表层的表面上继续印刷UV油墨，经80mJ/cm2的紫外光照射固化后在所述下表层的银线上覆盖形成UV绝缘层；
步骤(b3)在UV绝缘层上参照步骤(b1)的方法继续印刷银浆，经红外在130℃干燥(30～120秒即可)后形成银跳线；银跳线也是银线，它与步骤(b1)中的银线之间有UV绝缘层进行隔离，防止它们之间发生短路；再根据设计或者本领域技术人员的公知常识，在下表层120表面对应位置处印刷对应的银浆，干燥(130±10℃，30～120s)以形成碳PIN；
步骤(b4)将步骤(b3)处理后的下表层120进行全面干燥(置于140℃干燥120分钟)形成有PIN下电路122；将该形成下电路122的下表层120置于ATE自动化测试设备上进行测试，判断下电路122是否导通、是否有短路之处；根据设计，在检测合格产品的对应位置处进行冲压形成薄膜开关所需的缺口和LED孔；并在该表面上涂覆水胶，利用红外进行干燥加热(125±10℃，50±20s)。
步骤(c)对上表层110、隔层130和下表层120除尘并在上电路112处粘贴异方性导电胶，使得隔层的另一面与下表层120涂覆水胶的表面相接；
步骤(d)将步骤(c)得到的产品进行滚压即可，具体参数为：温度为100℃、热滚压速度为1cm/s、压力为5MPa。
制得的高防水性薄膜开关的制程能力CPu值为1.384、CPk值为1.384、CPl值为1.638。
并进行防液测试：封住薄膜开关的逃气孔，将其浸入2cm深的常温水中，前2小时每半小时测试1次，而后每1小时测试一次，直至不合格；高防水性薄膜开关的防水时间达10小时。
环境测试：将制得的薄膜开关按照图3所示的参数条件进行处理，并测试其处理前后的电阻变化率，测得本实施例中高防水性薄膜开关的电阻变化率为102.9％。
实施例2
本实施例提供一种该高防水性薄膜开关的环保制作方法，其具体步骤与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤(a)中未进行假压，并且红外干燥的温度为140℃；紫外强度为150mJ/cm2；步骤(d)中，所述滚压参数为：温度为200℃、热滚压速度为1μm/s、压力为0.5MPa。经测试得：CPu值为1.380，CPk值为1.380，CPl值为1.618；高防水性薄膜开关的防水时间达8小时；电阻变化率为103.5％。
实施例3
本实施例提供一种该高防水性薄膜开关的环保制作方法，其具体步骤与实施例1中的基本一致，不同的是：红外干燥的温度为135℃；紫外强度为100mJ/cm2；步骤(d)中，所述滚压参数为：温度为150℃、热滚压速度为0.5cm/s、压力为3MPa。经测试得：CPu值为1.375，CPk值为1.375，CPl值为1.615；高防水性薄膜开关的防水时间达9小时；电阻变化率为103.1％。
对比例1
本实施例提供一种薄膜开关的常规制作工艺，其与实施例1中的基本一致，不同的是：步骤(a4)中未使用热熔胶膜150，而是参考步骤(b4)涂布水胶。最终的产品经测试得：CPu值为1.102，CPk值为1.102，CPl值为1.243；薄膜开关的防水时间仅为5小时；电阻变化率为115.6％。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高防水性薄膜开关的环保制作方法，其特征在于，它包括以下步骤：
步骤(a)在上表层的任一表面上印刷形成无PIN的上电路，随后利用热熔胶膜使隔层的一面覆设于所述上表层印刷有所述上电路的表面上；
步骤(b)在下表层的任一表面上印刷形成有PIN的下电路，并在形成有PIN的下电路上涂覆水胶；
步骤(c)将所述隔层的另一面与下表层涂覆水胶的表面相接；
步骤(d)将步骤(c)得到的产品进行滚压即可，
所述步骤(a)包括：
步骤(a1)在上表层的任一表面上印刷银浆，经红外干燥后形成银线；
步骤(a2)在所述表面上印刷UV油墨，经紫外固化后在所述银线上覆盖形成UV绝缘层；
步骤(a3)在所述UV绝缘层上印刷银浆，经红外干燥后形成银跳线；
步骤(a4)将步骤(a3)处理后的上表层置于140～160℃干燥60～120分钟形成无PIN上电路；随后利用热熔胶膜使隔层覆设于所述上表层印刷所述上电路的表面上。
2.根据权利要求1所述的高防水性薄膜开关的环保制作方法，其特征在于：步骤(a)和步骤(b)中，印刷形成上电路和下电路后各自将其置于ATE自动化测试设备上进行测试。
3.根据权利要求1所述的高防水性薄膜开关的环保制作方法，其特征在于，所述步骤(b)包括：
步骤(b1)在下表层的任一表面上印刷银浆，经红外干燥后形成银线；
步骤(b2)在所述下表层的的所述表面上印刷UV油墨，经紫外固化后在所述下表层的所述银线上覆盖形成UV绝缘层；
步骤(b3)在所述UV绝缘层上印刷银浆，经红外干燥后形成银跳线，并在对应位置处印刷形成碳PIN；
步骤(b4)将步骤(b3)处理后的下表层置于140～160℃干燥60～120分钟形成有PIN下电路；并在有PIN下电路上涂覆水胶。
4.根据权利要求3所述的高防水性薄膜开关的环保制作方法，其特征在于：所述红外干燥的温度为130～140℃；所述紫外强度为80～150mJ/cm2。
5.根据权利要求1所述的高防水性薄膜开关的环保制作方法，其特征在于：步骤(a)中，印刷形成上电路后先进行假压，再加热使隔层覆设于所述上表层上。
6.根据权利要求5所述的高防水性薄膜开关的环保制作方法，其特征在于：步骤(c)中，将所述隔层的另一面与下表层涂覆水胶的表面相接之前，对所述上表层、隔层和下表层除尘并在上电路处粘贴异方性导电胶。
7.根据权利要求1所述的高防水性薄膜开关的环保制作方法，其特征在于：步骤(d)中，所述滚压参数为：温度为100～200℃、滚压速度为1μm/s～1cm/s、压力为0.5MPa～5MPa。
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