薄膜开关材料及丝网印刷技术简介

    【集萃网观察】薄膜开关在挠性聚碳酸酯或聚酯薄膜上用导电浆料印刷触点电路制成的开关，是触点开关的一种。

    薄膜开关的优点是整体扁平、体形薄、质量小、防尘性好、耐水性优良，属半封闭结构。另外，面板设计和颜色的选择自由度大。其应用范围正向台式计算机、复印机、传真机、玩具、方型计算机、文字处理机等领域扩展。
薄膜开关制作工艺一般是：

    电极板处理→制作丝网印版→网印银浆→干燥→网印碳精浆→干燥→冲压加工→网印面板→装配。

    下面简要介绍薄膜开关材料及网印工艺。

    1．基材

    适用于制作薄膜开关面板的基材有以下几种：

    （1）聚碳酸酯薄膜

    聚碳酸酯薄膜的使用温度范围极大（－135～135℃），当温度或湿度变时，这种材料的性能变化不大，从百保证了面板能在各类仪器1各种恶劣环境下使用。

    （2）聚氯乙烯薄膜

    耐温性能较差，特别是在高温条件下，其软化温度为59℃，弹性不及聚碳酸酯薄膜好。但它具有较高的延伸率（130%），又因其价格低廉，故适合于在一般条件下使用。

    （3）聚酯薄膜

    弹性及耐温性均较好，价格介于聚碳酸酯薄膜与聚氯乙烯薄膜之间。但因其薄膜的表面难以加工成亚光型的纹理，多呈透明状片材，同时聚酯薄膜的表面对绝大多数的塑料油墨不能获得满意的印刷效果，一般需采用特定的专用油墨。

    （4）聚乙烯薄膜

    聚乙烯薄膜具有较好的物理性能和化学特性，并能耐多种化学药品，如醇类、脂肪烃类、芳烃类、酯类、酮类及醇醚类等。但聚乙烯薄膜的售价较高。

    2．网印工艺

   （1）丝网印版的制作

    ①丝网选择：印制面板一般选用180～240目丝网，当印刷面板的字符、键框等有外形轮廓要求时，要选用稍高目数的丝网，但以不超过300～500目为好。

    印制银浆触点，一般选用180～240目丝网。导电银浆系由导电性能良好的金属银浆中金属银微粒的大小及形状、金属银固体组分含量不尽相同。金属银微粒是决定开关电路阻值的主要因素，在印制导体电路时，应设法让导体银的微炷顺利通过丝网，因此所选用丝网的目数不宜过细。过细的丝网虽然印出的线条挺直，能印制出外观好看的电路图形，但是在显微状态下，它只是一层疏松的结构，金属银微粒的固体含量很少，这是由于银微粒大部分未能通过丝网，这样的图形不仅电阻较大，同时对电路的导电性和使用寿命均有影响，不能满足实际应用。

    ②制版方法。直接法、间接法，直间法均可采用。印刷面板多采用法制版；印刷触点、电路可采用间接法的3号感光膜制版。制版时曝光宜充分，以减少膜层的损失，提高边缘锐度。膜层厚，印刷墨层则厚，厚实的导电墨层是提高导电性、减小阻值的先决条件。

   （2）印刷

    ①面板网印。面板网印与一般塑料薄膜网印相似，只是印刷在面板背面，即印刷在面板的非触摸面，以保证薄膜开关面板上的图文永久清晰，不受磨损。塑料油墨品种繁多，但性能各异。油墨的干燥时间表干约为0.5小时，实干则需5小时以上。由于薄膜开关面板要经过多次套色印刷，故应注意各色墨印刷的间隔时间。为保证油墨的印刷适性，印制过程最好在恒温、恒湿的条件下进行。

在印刷色序上，应遵循先深色后浅色的原则。对于大面积的面板底色或色块，特别是浅淡色色块以印两次为好，这样墨层增厚，墨色饱满，并提高了油墨遮盖力。但要避免色彩重叠，出现阴影。

    全部套印完后，还需在除透明窗孔外的面板上印一层背色，通常称为封底层。封底层具有防止墨层磨损，保护面板图文、色彩的作用，同时也使背面的印墨得到一次全面的清理，提高遮盖能力，以防止暴露出面板背面的电路。用于封底层的油墨最好采用银墨，它一方面具有遮盖力强的特点，另一方面它不会改变油墨的色相，并能把前面的墨色衬托得更为鲜艳。

    面板上的透明窗为了增强指示或显示效果并掩盖透明窗后面的元件轮廓，通常需印刷透明的色彩。印刷有色透明窗需采用专用的透明色墨，其窗口的颜色应与发光元件的色彩相同，这样由于波长匹配，才能提高发光元件的清晰度。印刷透明窗宜使用薄形丝网和较薄的版膜，并改用硬性刮板，使墨层印得薄而均匀。

    此外，薄膜开关的面板要多次重复套印，同时还需与电路、隔离层装配成一个整体，因此面板的定痊基准就显得格外重要。在印制面板时应充分注意到套印基准的统一，而这个基准的选择应特别注意使加工图的设计基准与工艺基准、测量基准、装配套准完全一致，从而保证薄膜开关的精度。

    ②开关电路网印。印制开关电路的印料最常用的为银浆，因其为黏稠的糊状物，故又称为银糊。用银浆通过丝网印刷的方法加工电子元件，虽由来已久，但大多属于高温烧结还原型。而薄膜开关电路中所用的银浆，受基材耐温特性的限制，必须采用低温固化型银浆。印制薄膜开关电路的银浆，目前种类较多，性能与品质差异也很大。评估银浆的性能应从电阻率、固体含量、金属微粒的粒度，结合强度、固化温度等几方面加以评定，然后选用。由于银浆价值昂贵，其品质又关系到薄膜开关的导电性能，故应从慎选用。

    刮印时，应遵循重回轻刮的原则。采取这种刮印方法，是因为银浆的黏度比普通油墨黏稠，同时还含有金属固体成分的原因。所谓重回轻刮，就是回墨时对银浆有一定的挤压力，迫使其填满版膜上的过墨部位；轻刮实际上是在网上清理银浆并切断的印料的过程，图形的饱满与否已经由“重回”所决定，过大的印刷力会使图形变形。

    3．干燥

    导电银浆中的各种溶剂与助剂的存在，都对电阻率有一定的影响，要使它们从导电电路中释放出来，主要依靠热风干燥使其挥发。干燥温度一般控制在85－90℃为宜，在热风下恒温40分钟。实践证明，干燥不彻底的导电图形往往要比干燥彻底的图形电阻值高数10倍。

 
    来源: 中华特印网