薄膜面板是產(chǎn)品設(shè)計中應(yīng)用非常廣泛的一種工藝。通常以薄膜膜片絲印背膠制成,用于產(chǎn)品的顯示、控制及美化,極大的降低了產(chǎn)品的按鍵、視窗的成本,且具有的美觀性和密封性等。該工藝廣泛應(yīng)用于儀器、設(shè)備、電子、家電、機(jī)械等領(lǐng)域。
薄膜面板的設(shè)計主要在于三個大的方面:基材、背膠、印刷工藝,下文分別來講解。
1. 基材
基材就是薄膜面板的材質(zhì),常用基材有PVC、PC、PET三種,此外PMMA也常用于制作面板(亞克力是板材,不屬于薄膜)。
PVC就是聚氯乙烯,價格低廉,不耐高溫(50℃),是以前應(yīng)用廣泛的面板材質(zhì),現(xiàn)在逐漸被PC和PET取代,除價格外,其它性能均不如PC和PET(對膠的粘合性比PET,實(shí)際意義不大)。PC和PET是現(xiàn)在應(yīng)用較多薄膜面板基材,有透明和磨砂效果。重點(diǎn)講一下兩者之間的差別:
① PC,這一點(diǎn)可以作為很好的噱頭,做嬰幼兒產(chǎn)品、保健產(chǎn)品、美容產(chǎn)品等可以嘗試;
② PET表面硬度比PC強(qiáng),防刮花效果要好一些;
③ PET的鼓包按鍵性能比PC好,操作頻繁的情況下應(yīng)選用PET;
④ PET的尺寸穩(wěn)定性比PC好;
另外補(bǔ)充一些,PET基材有鏡面銀\磨砂銀等多種效果的基材,可用于印刷包裝標(biāo)貼。PET薄膜有絲級的厚度,PC薄膜沒有那么薄的,所以包裝瓶貼常用超薄的PET薄膜。
2. 背膠
膠的知識專業(yè)性太強(qiáng),這里只是簡單的講一下。
薄膜面板常用的是3M9080A雙面膠,這是一種無紡布基材雙面膠,可長期耐90℃高溫。背膠良莠不齊,耐久性、耐溫性、防水性能等差別很大,薄膜面板的工藝要求中應(yīng)該標(biāo)明膠號。
關(guān)于3M膠,常見的3M雙面膠主要是無基材雙面膠、無紡布(棉紙)基材雙面膠、透明PET基材雙面膠、泡棉基材雙面膠等,每一類下面又有很多細(xì)分,還有特殊的絕緣膠、導(dǎo)電膠等。
泡棉基材雙面膠的粘貼性更好一些,還有防震、遮光等效果,若選用泡棉基材雙面膠,應(yīng)注意其厚度的選擇。背膠范圍需要注意在視窗、通孔等處留出一定尺寸的收縮量,避免溢膠,收縮量也不要太大,會影響粘貼性能及平整度,通常是單邊0.5mm。
薄膜面板通常采用絲網(wǎng)印刷,也就我們常說的絲印。絲網(wǎng)印刷是指用絲網(wǎng)作為版基,制成帶有圖文的絲網(wǎng)印版。利用絲網(wǎng)印版圖文部分網(wǎng)孔可透過油墨,非圖文部分網(wǎng)孔不能透過油墨的基本原理進(jìn)行印刷。絲印的特性決定了其難以做顏色漸變,包裹單色的透明漸變(可通過控制目數(shù)變化勉強(qiáng)做)及不用顏色之間的漸變,所以設(shè)計過程中要特別注意,不要做漸變效果。
絲印中有兩個環(huán)節(jié)為重要也是容易出問題的——制作網(wǎng)版和油墨調(diào)色。制版過程設(shè)計師一般接觸不到,這一步就是講設(shè)計的絲印圖案按照顏色分解制成不同的網(wǎng)版,一個圖案需要的網(wǎng)版數(shù)量就是它所用的顏色數(shù)量,所以設(shè)計的時候一定要克制自己哦。網(wǎng)版的參數(shù)是目數(shù),即單位面積內(nèi)網(wǎng)孔的數(shù)量,常用的目數(shù)是300目,這個參數(shù)會根據(jù)油墨及圖案面積進(jìn)行調(diào)整。
調(diào)色是絲印關(guān)鍵的環(huán)節(jié),我們設(shè)計的圖案中的顏色,經(jīng)常沒有直接對應(yīng)色值的油墨,這就需要使用基礎(chǔ)油墨混合調(diào)色。因?yàn)殡娔X、手機(jī)等屏幕顯示的問題以及表面質(zhì)感的要求,調(diào)色需要中間物來做參考,有效的是樣件,直接讓廠家按照樣件的顏色、亮度等來調(diào)節(jié)油墨,這是理想的方式,其次在沒有樣件的情況下,需要潘通色卡來做顏色的中間物,廠家按照潘通色卡的顏色來調(diào)油墨的顏色。
油墨不止有顏色這個標(biāo)準(zhǔn),不同品牌的油墨本身的性能也天差地別,比如滲透性、附著力等,大多數(shù)印刷瑕疵問題都是可以通過換油墨來解決的。
除了基礎(chǔ)的油墨調(diào)色外,油墨還可以起到很多別的作用,比如燈光按鍵部位,可以用勻光油墨來散光,以使得燈光柔和、可視角度更廣等。勻光油墨的原理很簡單,就是在透光油墨里加入勻光粉使得光穿過時散射,核心的兩個指標(biāo)是透光率跟勻光性,這是兩個矛盾的指標(biāo),一般勻光做的越好則透光率越低,燈光越暗。目前市面上的勻光油墨水很深,不少廠家沒有做勻光粉的技術(shù)研發(fā),直接使用了普通的樹脂粉末作為勻光粉添加到了油墨里,雖然勻光效果有了,但透光率很低,當(dāng)然,如果對于亮度要求不高的時候,使用這種也湊合,畢竟價格差距很大。
薄膜面板接觸開關(guān)是一種由導(dǎo)電膠制成的印刷柔性聚碳酸酯或聚酯薄膜上的接觸電路。薄膜開關(guān)是一種平面、多層組合密封結(jié)構(gòu),是集按鍵開關(guān)、面板功能標(biāo)志、閱讀顯示透明窗、指示燈窗孔和電路于一體的電子整機(jī)控制系統(tǒng)的集合體。
1.薄膜面板耐久性:薄膜開關(guān)的使用壽命一般可達(dá)一百萬次以上。之所以使用壽命如此之長,是因?yàn)殚_關(guān)的動作只是靠彈性膜在垂直方向的彈跳來實(shí)現(xiàn)的;彈性膜雖然已經(jīng)蠕變百萬次,但蠕變范圍只有0.1~0.3mm(即開合行程),材料選擇的合理性遠(yuǎn)未達(dá)到膜的屈服極限,所以膜材料可以承受百萬次以上的壽命而不變形;另一方面,開關(guān)的觸點(diǎn)是垂直觸點(diǎn),磨損很?。唤z網(wǎng)印刷的觸點(diǎn)可以形成足夠的厚度,在銀漿觸點(diǎn)上印刷一層導(dǎo)電碳,達(dá)到高耐磨性和自潤滑的目的。因此,薄膜開關(guān)的使用壽命比機(jī)械接觸開關(guān)長幾倍。
2.薄膜面板密封性能好:由于薄膜開關(guān)是整體密封結(jié)構(gòu),開關(guān)的觸點(diǎn)不會被有害氣體侵蝕,不易氧化;帶防水防塵特點(diǎn),更適合各種惡劣環(huán)境。
3.豐富的色彩和美麗的外觀:薄膜開關(guān)可以根據(jù)用戶的設(shè)計理念在色彩圖案的設(shè)計中體現(xiàn)個性化,在裝飾效果中體現(xiàn)材料、裝飾和工藝的綜合美。
4.薄膜面板體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)可靠,設(shè)計上可排列組合成薄膜鍵盤,安裝密度高。此外,它是由多層薄膜組成的密封片結(jié)構(gòu)。所有開關(guān)之間的連接線和引出線由屏幕印刷一次完成,總厚度為1 ~ 3毫米,從而減小尺寸,降低質(zhì)量,提高可靠性。
5.降低機(jī)電產(chǎn)品配套成本。傳統(tǒng)的機(jī)械開關(guān)在安裝時需要焊接,尤其是固定支架;薄膜開關(guān)的安裝是膠粘式的,去掉膠帶就可以牢固的粘在整機(jī)表面,其引線出口插入整機(jī)后電路的插座中,可以瞬間接通電路。
薄膜面板可以清楚地顯示開關(guān)的功能、顯示的顏色、按鍵的立體效果和開關(guān)的操作位置,還可以保護(hù)電路作用。該面板是將絲印油墨印至透明高分子聚合物(PC、PET、PVC等)背面,絲印完成并切割成形就成為薄膜面板。
有三種基材適合制作薄膜面板,我們來看看:
1、聚碳酸酯薄膜
聚碳酸酯薄膜的應(yīng)用溫度范圍非常寬(-135-135℃),當(dāng)溫度或濕度變化時,這種材料的性能變化不大,從而保證了薄膜面板可以在各種儀器的各種惡劣環(huán)境中使用。2、聚酯薄膜
彈性和耐溫性好,價格介于聚碳酸酯膜和聚氯乙烯膜之間。但是由于薄膜面板的表面很難加工成無光澤的紋理,而且大部分都是透明片,而聚酯薄膜的表面對于大多數(shù)塑料油墨來說不能獲得令人滿意的印刷效果,因此一般需要使用特定的特殊油墨。
3、聚氯乙烯薄膜聚氯乙烯
耐熱性差,尤其在高溫下,其軟化溫度為59℃,彈性不如聚碳酸酯薄膜。然而它具有高伸長率(130百分之),并且由于它的低價格,它適合在一般條件下使用。