CN113257603A - 薄膜开关 - Google Patents

Abstract

本发明提供的薄膜开关，包括自上向下依次设置的上基板、隔板和下基板，隔板上开设有贯穿隔板的第一通孔，第一通孔的孔壁、上基板的下表面、下基板的上表面之间围成的空腔形成按压气腔，按压气腔内部设有导电体，导电体设置在上下基板相向侧的表面，通过使隔板与上基板、下基板之间密封连接，在下基板上开设连通按压气腔和外界的第二通孔，在导电体的外壁设置隔离层，并通过隔离层的相互接触实现上下导电体的导通，使得按压气腔与外界之间仅通过第二通孔连通，连通距离短，排水排气的效率高，按压舒适性好，排水性好，还能通过隔离层使导电体与按压气腔内的空气及水隔离，避免导电体的氧化及腐蚀，实现在水排出后恢复原有功能的技术效果。

Description

薄膜开关

技术领域

本发明涉及电开关技术领域，具体涉及一种薄膜开关。

背景技术

薄膜开关是一种新型电子开关，用于控制其所在回路的通断，广泛应用于组装各类按键面板、电脑键盘等产品，现有的薄膜开关大多包括：上下基板、形成于上下基板之间的按压气腔、位于按压气腔内并设置在上下基板相向侧的表面的导电体，在按压薄膜开关时，上下基板产生变形，压缩按压气腔，使导电体导通薄膜开关所在回路，实现信号输出。

对这类薄膜开关而言，为了使按压气腔能够实现压缩及回弹，按压气腔不能完全密闭，在这种情况下，如何应对水进入按压气腔就成了一个问题，现有的解决思路是尽可能提升水进入按压气腔的难度，如中国专利CN 207529861 U就公开了一种键盘电路板，就采用了通过设置气道延长水进入按压气腔的行进距离，并将气道与外界的连通口设置成S形，提升水进入气道的难度，但这种方式至少存在以下问题：

1.按压气腔与气道连通，在气道受到压缩时，按压气腔内的气压会升高，需要较大的力才能按动基板，实现按压气腔的压缩，使用舒适性较差；

2.水一旦通过气道进入按压气腔，就难以排出，容易腐蚀按压气腔内的导电体，造成接触不良，严重的，还会导致薄膜开关功能的永久失效。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺点，提供一种按压舒适性好、排水性好的薄膜开关，该薄膜开关在水排出后能够恢复原有功能。

为了达到上述目的，本发明提供的技术方案是，薄膜开关，包括自上向下依次设置的上基板、隔板和下基板，所述隔板上开设有沿上下方向贯穿所述隔板的第一通孔，所述第一通孔的孔壁、所述上基板的下表面、所述下基板的上表面之间围成的空腔形成按压气腔，所述按压气腔内设有导电体，所述导电体包括设置在所述上基板的下表面的上导电体和设置在所述下基板的上表面的下导电体；

所述隔板与所述上基板、所述下基板之间密封连接；

所述下基板上开设有用于连通所述按压气腔和外界的第二通孔；

所述上导电体上设有上隔离层，所述上隔离层包裹在所述上导电体的外壁上，所述下导电体上设置有下隔离层，所述下隔离层包裹在所述下导电体的外壁上，在所述上隔离层和所述下隔离层相接触时，所述上导电体和所述下导电体相导通。

优选地，所述下隔离层在所述下基板上表面的投影呈圆形，该投影的圆心位于所述第一通孔的轴心线上。

进一步优选地，所述第二通孔的上开口位于所述投影之外。

优选地，所述第二通孔的轴心线与所述第一通孔的轴心线相平行。

进一步优选地，所述第二通孔的轴心线与所述第一通孔的轴心线之间的距离L1与所述第一通孔的半径R1和所述第二通孔的半径R2之间的关系为：R1≥L1≥R1-R2。

进一步优选地，所述上隔离层与所述下隔离层之间的距离L2与所述第二通孔的半径R2之间的关系为：0.5≤L2:R2≤0.7。

优选地，所述第二通孔有二至八个，这些所述第二通孔以所述第一通孔的轴心线为中心呈环形阵列分布。

优选地，所述上隔离层由丝网印刷在所述上导电体外壁上的导电碳浆烧结而成，所述下隔离层由丝网印刷在所述下导电体外壁上的导电碳浆烧结而成。

优选地，所述第一通孔有多个，这些所述第一通孔相间隔地设置。

优选地，所述隔板与所述上基板、所述下基板之间均设有密封胶层。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明提供的薄膜开关，通过使隔板与上基板、下基板之间密封连接，在下基板上开设连通按压气腔和外界的第二通孔，在导电体的外壁包裹隔离层，并通过隔离层的相互接触实现上下导电体的导通，使得按压气腔与外界之间仅通过第二通孔连通，连通距离短，排水排气的效率高，按压舒适性好，排水性好，还能通过隔离层使导电体与按压气腔内的空气及水隔离，避免导电体的氧化及腐蚀，实现在水排出后恢复原有功能的技术效果。

附图说明

图1是本发明实施例一的俯视示意图。

图2是图1中A-A方向的剖视放大示意图。

图3是本发明实施例二的俯视示意图。

其中：10.上基板；11.下表面；20.隔板；21.第一通孔的孔壁；30.下基板；31.第二通孔；32.上表面；40.按压气腔；51.上导电体；52.下导电体；61.上隔离层；62.下隔离层；70.密封胶层。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

本发明描述的上、下方向是指图2中的上、下方向。

实施例一

如图1-2所示，本发明提供的薄膜开关，包括自上向下依次设置的上基板10、隔板20和下基板30，上基板10、下基板30均为柔性薄膜板，隔板20上开设有沿上下方向贯穿隔板20的第一通孔，第一通孔的横截面为圆形，第一通孔的孔壁21、上基板10的下表面11、下基板30的上表面32之间围成的空腔形成按压气腔40，按压气腔40内设有导电体，导电体包括设置在上基板10下表面11的上导电体51和设置在下基板30上表面32的下导电体52，隔板20与上基板10、下基板30之间密封连接，具体地，隔板20与上基板10、下基板30之间均设有密封胶层70，下基板30上开设有用于连通按压气腔40和外界的第二通孔31，第二通孔31的横截面为圆形，上导电体51的外壁包裹有上隔离层61，下导电体52的外壁包裹有下隔离层62，在上隔离层61和下隔离层62相接触时，上导电体51和下导电体52相导通。

在本实施例中，隔板20上的第一通孔有多个，多个第一通孔相间隔地设置，使得按压气腔40也有多个，由于多个第一通孔相间隔地设置，且隔板20与上基板10、下基板30之间密封连接，使得多个按压气腔40之间相互独立，互不影响，且各个按压气腔40与外界仅通过第二通孔31相连通，连通距离短，排水排气效率高，按压舒适性好且排水性好。

在本实施例中，上导电体51由丝网印刷在上基板10下表面11的导电银浆烧结而成，下导电体52由丝网印刷在下基板30上表面32上的导电银浆烧结而成，上隔离层61由丝网印刷在上导电体51外壁上的导电碳浆烧结而成，下隔离层62由丝网印刷在下导电体52外壁上的导电碳浆烧结而成，这样设置的好处在于：1.能够充分利用现有的生产工艺，无需进行较大的调整，只需在印刷导电银浆后，用导电碳浆更换导电银浆再次丝网印刷即可，能够顺畅的导入现有的生产体系；2.能够充分利用碳本身的导电特性及化学惰性，实现上隔离层61、下隔离层62接触时导通上导电体51与下导电体52的技术效果，还能够实现将导电体与按压气腔40内的空气及水隔离的效果，即使出现泡水现象，上隔离层61、下隔离层62及上导电体51、下导电体52均不会出现氧化及腐蚀的现象，在水排出后，薄膜开关能够恢复原有功能。

在本实施例中，下隔离层62在下基板30上表面32的投影区域呈圆形，该投影区域的圆心位于第一通孔的轴心线上，第二通孔31的上开口位于该投影区域之外，第二通孔31的轴心线与第一通孔的轴心线相平行，第二通孔31的轴心线与第一通孔的轴心线之间的距离L1与第一通孔的半径R1和第二通孔31的半径R2之间的关系为：R1≥L1≥R1-R2，这样设置的好处在于：既能够保证第二通孔31有较大的连通面积，又能够最大程度的降低对下基板30强度的影响。

为了匹配手指的按压，第一通孔的半径R1通常为一定值，且尺寸波动不大，因此，上隔离层61与下隔离层62之间的距离L2与第二通孔31的半径R2之间的比值就非常重要，若该比值过大，则上隔离层61与下隔离层62相隔较远，按压气腔40需要收缩的程度大，导致需要排出的气体多，而此时第二通孔31的半径R2较小，导致连通面积小，排气阻力大，需要较大的按压力才能使按压气腔40出现收缩，按压舒适性差，并且收缩速度慢，从施加按压力到上隔离层61与下隔离层62相接触所需的时间长，降低了薄膜开关的反应速度；若该比值过小，则上隔离层61与下隔离层62相隔较近，按压气腔40需要收缩的程度小，导致需要排出的气体较少，而此时第二通孔31的半径R2较大，导致连通面积大，排气阻力小，轻微触碰上基板10便会导致按压气腔40收缩至上隔离层61与下隔离层62相接触的状态，使薄膜开关的误触概率变大，并且，采用正常按压力按压时，按压气腔40的收缩速度快，导致上隔离层61会以一个较快的速度撞击在下隔离层62上，产生的冲击力容易使上隔离层61出现脱落、错位等现象，造成薄膜开关的功能丧失；该比值优选为：0.5-0.7，即，上隔离层61与下隔离层62之间的距离L2与第二通孔31的半径R2之间的关系为：0.5≤L2:R2≤0.7，具体地，在本实施例中，R1为0.5mm，L2为0.3mm，该比值为0.6。

实施例二

如图3所示，实施二与实施例一大致相同，不同之处在于，在实施例二中，连通单个按压气腔40的第二通孔31有八个，这八个第二通孔31以第一通孔的轴心线为中心呈环形阵列分布，这样设置的好处在于：能够在保证连通面积的前提下，进一步降低对下基板30强度的影响，在按压时，还能平衡按压气腔40内的局部气压，避免局部气压升高造成上基板10歪斜的现象。

本发明提供的薄膜开关，在应对水进入按压气腔时，采用的是降低水进出按压气腔难度的思路，并通过设置隔离层避免导电体的氧化、腐蚀，利用快速排水实现薄膜开关功能的快速恢复，即使有少许水残留在隔离层上，也不会对导电体及薄膜开关的功能造成影响。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

Claims (10)

1.薄膜开关，包括自上向下依次设置的上基板、隔板和下基板，所述隔板上开设有沿上下方向贯穿所述隔板的第一通孔，所述第一通孔的孔壁、所述上基板的下表面、所述下基板的上表面之间围成的空腔形成按压气腔，所述按压气腔内设有导电体，所述导电体包括设置在所述上基板的下表面的上导电体和设置在所述下基板的上表面的下导电体；

其特征在于：

所述隔板与所述上基板、所述下基板之间密封连接；

所述下基板上开设有用于连通所述按压气腔和外界的第二通孔；

所述上导电体上设有上隔离层，所述上隔离层包裹在所述上导电体的外壁上，所述下导电体上设置有下隔离层，所述下隔离层包裹在所述下导电体的外壁上，在所述上隔离层和所述下隔离层相接触时，所述上导电体和所述下导电体相导通。

2.根据权利要求1所述的薄膜开关，其特征在于：所述下隔离层在所述下基板上表面的投影呈圆形，该投影的圆心位于所述第一通孔的轴心线上。

3.根据权利要求2所述的薄膜开关，其特征在于：所述第二通孔的上开口位于所述投影之外。

4.根据权利要求1所述的薄膜开关，其特征在于：所述第二通孔的轴心线与所述第一通孔的轴心线相平行。

5.根据权利要求4所述的薄膜开关，其特征在于：所述第二通孔的轴心线与所述第一通孔的轴心线之间的距离L1与所述第一通孔的半径R1和所述第二通孔的半径R2之间的关系为：R1≥L1≥R1-R2。

6.根据权利要求4所述的薄膜开关，其特征在于：所述上隔离层与所述下隔离层之间的距离L2与所述第二通孔的半径R2之间的关系为：0.5≤L2:R2≤0.7。

7.根据权利要求1所述的薄膜开关，其特征在于：所述第二通孔有二至八个，这些所述第二通孔以所述第一通孔的轴心线为中心呈环形阵列分布。

8.根据权利要求1所述的薄膜开关，其特征在于：所述上隔离层由丝网印刷在所述上导电体外壁上的导电碳浆烧结而成，所述下隔离层由丝网印刷在所述下导电体外壁上的导电碳浆烧结而成。

9.根据权利要求1所述的薄膜开关，其特征在于：所述第一通孔有多个，这些所述第一通孔相间隔地设置。

10.根据权利要求1所述的薄膜开关，其特征在于：所述隔板与所述上基板、所述下基板之间均设有密封胶层。

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