一種薄膜開關(guān)的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于功能器件技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種薄膜開關(guān)的制備方法，尤其是涉及一種基于單極性空間電荷駐極體膜的薄膜開關(guān)的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]薄膜開關(guān)是集按鍵功能、指示元件、儀器面板為一體的一個(gè)操作系統(tǒng)。薄膜開關(guān)由面板、上電路、隔離層、下電路四部分組成，具有結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，外形美觀，密封性好等特點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于電子通訊、電子測(cè)量的儀器、工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備、汽車工業(yè)、智能玩具及家用電器等領(lǐng)域?，F(xiàn)今，薄膜開關(guān)的主要類型有金屬彈片型、LED導(dǎo)光板型、PCB線路型、FPC線路型等。然而，上述類型各有利弊，例如，金屬彈片型雖然按鍵手感好、行程精確度高，但是當(dāng)襯板不平整時(shí)，彈片可能會(huì)造成短路、誤動(dòng)作及不回彈現(xiàn)象，降低靈敏度;LED導(dǎo)光板型雖然在光線不足的場(chǎng)所，可以很方便的操作，但是由于導(dǎo)光板散光的限制，此類型開關(guān)厚度較厚；PCB線路型具有精密度高，電阻值低的優(yōu)點(diǎn)，但PCB為硬性材質(zhì)，不可彎折，降低了柔韌性；FPC線路型雖然耐彎折，但造價(jià)較高。
[0003]駐極體(永電體)是一類能夠長(zhǎng)期儲(chǔ)存過剩真實(shí)電荷或/和取向偶極電荷的電介質(zhì)材料，其中單極性空間電荷駐極體在自身周圍的空間激發(fā)靜電場(chǎng)。若將一導(dǎo)體置于該駐極體激發(fā)的靜電場(chǎng)中，導(dǎo)體中的電荷將受到電場(chǎng)力的作用而重新排布，直至達(dá)到靜電平衡狀態(tài)。如果駐極體膜的一面覆有導(dǎo)電電極且另一面(自由面)儲(chǔ)存有過剩的單極性電荷，面對(duì)駐極體的儲(chǔ)電面一定距離處放置另一導(dǎo)電電極，將上述兩電極用導(dǎo)線或電阻性器件連接，當(dāng)電極與自由面間的距離發(fā)生變化時(shí)就有電流流過導(dǎo)線或電阻性器件(電阻性器件兩端出現(xiàn)電壓)。若將電極與自由面間的距離發(fā)生變化前的狀態(tài)稱為0，距離變化后的狀態(tài)，即有電流流過時(shí)稱為I，那么就可以實(shí)現(xiàn)電學(xué)開關(guān)功能。
[0004]授權(quán)公告號(hào)為CN 203871229 U的中國實(shí)用新型專利公布了一種電子薄膜開關(guān)，包括金屬彈片和薄膜面板，所述金屬彈片固定于柔性線路板上，所述柔性線路板上和金屬彈片兩端的接觸面之間設(shè)有隔離層，所述金屬彈片與柔性線路板之間形成隔離腔體，所述隔離腔體內(nèi)設(shè)有隔離凸點(diǎn)，所述隔離凸點(diǎn)設(shè)于柔性線路板上的金屬彈片對(duì)應(yīng)位置，所述柔性線路板底部設(shè)有背膠層，所述金屬彈片表面設(shè)有離型紙層，所述離型紙層表面設(shè)有薄膜面板。上述專利所述是一種基于金屬彈片的薄膜開關(guān)，而本發(fā)明技術(shù)方案提供一種基于單極性空間電荷駐極體膜的薄膜開關(guān)的制備方法，該薄膜開關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制備方法簡(jiǎn)單易行，能夠?qū)C(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妼W(xué)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電學(xué)開關(guān)功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種柔韌性高、厚度小、靈敏度高、成本低的薄膜開關(guān)的制備方法。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0007]—種薄膜開關(guān)的制備方法，該方法是在聚合物薄膜的一個(gè)表面上覆蓋一層下電極，再通過未覆蓋下電極的自由面向聚合物薄膜注入真實(shí)電荷，隨后，在所述的自由面上設(shè)置受力產(chǎn)生形變的可活動(dòng)結(jié)構(gòu)，并在所述的可活動(dòng)結(jié)構(gòu)上粘結(jié)一層上電極，再從所述的下電極、上電極分別引出下電極引線及上電極引線，最后，采用保護(hù)膜封裝即可制得所述的薄膜開關(guān)。
[0008]所述的可活動(dòng)結(jié)構(gòu)為可壓縮變形絕緣支撐結(jié)構(gòu)或可壓縮變形凸起結(jié)構(gòu)。
[0009]—種薄膜開關(guān)的制備方法，該方法具體包括以下步驟:
[0010](1-1)選取聚合物薄膜，并在聚合物薄膜的一個(gè)表面上覆蓋一層下電極；
[0011](1-2)向步驟(1-1)中聚合物薄膜未覆蓋下電極的自由面進(jìn)行充電；
[0012](1-3)在充電后的自由面上粘結(jié)一層可壓縮變形絕緣支撐結(jié)構(gòu)；
[0013](1-4)在可壓縮變形絕緣支撐結(jié)構(gòu)上粘結(jié)一層上電極；
[0014](1-5)從下電極、上電極分別引出下電極引線及上電極引線；
[0015](1-6)采用保護(hù)膜封裝即可。
[0016]所述的可壓縮變形絕緣支撐結(jié)構(gòu)為采用紙張折疊后制成的絕緣支撐結(jié)構(gòu)。
[0017]—種薄膜開關(guān)的制備方法，該方法具體包括以下步驟:
[0018](2-1)選取聚合物薄膜，并在聚合物薄膜的一個(gè)表面上覆蓋一層下電極；
[0019](2-2)向步驟(2-1)中聚合物薄膜未覆蓋下電極的自由面進(jìn)行充電；
[0020](2-3)將聚合物薄膜彎曲成具有可壓縮變形凸起結(jié)構(gòu)的聚合物薄膜，其中，覆蓋下電極的一面作為凸面，未覆蓋下電極的自由面作為凹面；
[0021 ] (2-4)在未覆蓋下電極的自由面上粘結(jié)一層上電極；
[0022](2-5)從下電極、上電極分別引出下電極引線及上電極引線；
[0023](2-6)采用保護(hù)膜封裝即可。
[0024]—種薄膜開關(guān)的制備方法，該方法具體包括以下步驟:
[0025](3-1)選取聚合物薄膜，并在聚合物薄膜的一個(gè)表面上覆蓋一層下電極；
[0026](3-2)向步驟(3-1)中聚合物薄膜未覆蓋下電極的自由面進(jìn)行充電；
[0027](3-3)選取一塊與聚合物薄膜尺寸相適配的上電極，并將上電極向上拱起，形成具有可壓縮變形凸起結(jié)構(gòu)的上電極；
[0028](3-4)將具有可壓縮變形凸起結(jié)構(gòu)的上電極的下端粘結(jié)在未覆蓋下電極的自由面上；
[0029](3-5)從下電極、上電極分別引出下電極引線及上電極引線；
[0030](3-6)采用保護(hù)膜封裝即可。
[0031]—種薄膜開關(guān)的制備方法，該方法具體包括以下步驟:
[0032](4-1)選取聚合物薄膜，并在聚合物薄膜的一個(gè)表面上覆蓋一層下電極；
[0033](4-2)向步驟(4-1)中聚合物薄膜未覆蓋下電極的自由面進(jìn)行充電；
[0034](4-3)將聚合物薄膜彎曲成具有可壓縮變形凸起結(jié)構(gòu)的聚合物薄膜，其中，覆蓋下電極的一面作為凸面，未覆蓋下電極的自由面作為凹面；
[0035](4-4)選取一塊與聚合物薄膜尺寸相適配的上電極，并將上電極向上拱起，形成具有可壓縮變形凸起結(jié)構(gòu)的上電極；
[0036](4-5)將具有可壓縮變形凸起結(jié)構(gòu)的上電極的下端粘結(jié)在未覆蓋下電極的自由面上；
[0037](4-6)從下電極、上電極分別引出下電極引線及上電極引線；
[0038](4-7)采用保護(hù)膜封裝即可。
[0039 ]所述的充電方法為電暈極化法、等離子體極化法、介電阻擋極化法、電子束注入法或離子注入法中的一種。
[0040]優(yōu)選的，所述的充電的方法為電暈極化。
[0041 ] 所述的聚合物薄膜選自PTFE、FEP、⑶C、PET、P1、PE、PEN或PP中的一種。
[0042 ]所述的下電極、上電極的電極材料選自鋁、金、銀、石墨或石墨烯中的一種。
[0043]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下特點(diǎn):
[0044]I)與市面上現(xiàn)有的開關(guān)相比，本發(fā)明獲得的薄膜開關(guān)成本低，工藝簡(jiǎn)單，同時(shí)具有很高的靈敏度；
[0045]2)以本發(fā)明所述的薄膜開關(guān)為功能單元，可以制備出各種陣列結(jié)構(gòu)的器件，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)換，用于制備復(fù)雜結(jié)構(gòu)觸覺傳感器、環(huán)境能量俘獲器等；
[0046]3)本發(fā)明可以將廉價(jià)的原材料轉(zhuǎn)變成實(shí)用的電學(xué)開關(guān)。
【附圖說明】
[0047]圖1為實(shí)施例1制備所得薄膜開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖2為實(shí)施例2制備所得薄膜開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖3為實(shí)施例3制備所得薄膜開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖4為實(shí)施例4制備所得薄膜開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0051 ] 附圖標(biāo)記說明:
[0052]1-上保護(hù)膜，2-上電極，3-上電極引線，4-可壓縮變形絕緣支撐結(jié)構(gòu)，5-聚合物薄膜，6-下電極，7-下電極引線，8-下保護(hù)膜。
【具體實(shí)施方式】
[0053]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0054]實(shí)施例1:
[0055](I)在FEP膜的一面通過真空蒸鍍方法覆10nm厚的下電極6; (2)通過電暈極化系統(tǒng)對(duì)FEP膜沒有覆電極的面(即自由面)在室溫下進(jìn)行電暈極化充電，電暈電壓-10kV，柵網(wǎng)電壓-1KV，充電時(shí)間5min; (3)在未覆下電極6的自由面通過雙面粘性膠帶將FEP膜與用A4紙折疊后做成的厚度為4mm的可壓縮變形絕緣支撐結(jié)構(gòu)4粘合在一起，在可壓縮變形絕緣支撐結(jié)構(gòu)4上涂覆膠粘劑或膠帶，將薄膜與上電極2粘合；(4)從下電極6、上電極2分別引出下電極引線7及上電極引線3; (5)對(duì)上電極2、下電極6分別采用上保護(hù)膜1、下保護(hù)膜2封裝即可。
[0056]本實(shí)施例下電極6、上電極2均為鋁導(dǎo)電電極。
[0057]本實(shí)施例制得的薄膜開關(guān)如圖1所示，當(dāng)給薄膜開關(guān)樣品上施加