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薄膜按键原理
薄膜按键是一种常见的电子元器件，其原理基于薄膜传感器技术。
薄膜传感器由一层薄膜材料和一层导电材料组成，通常采用聚酯薄膜和导电银浆。
薄膜传感器上有一些金属触点，当外力作用于触点时，触点与底板之间的电阻会发生变化。
薄膜按键的工作原理是通过施加外力引起触点闭合，从而连接或断开电路。
当没有施加外力时，触点是分开的，电流无法通过；当外力作用于触点时，触点闭合，电流得以通过。
这样，就可以实现对电路的开关控制。
薄膜按键的优点在于结构简单、体积小、重量轻、功耗低、使用寿命长等。
它们可以广泛应用于电子产品中，例如手机、电脑、家电等。
薄膜按键的触感和点击感也可以通过设计不同形状和材料的触点来进行调整，以满足不同用户的需求。
总之，薄膜按键利用薄膜传感器技术，通过施加外力引起触点闭合，从而实现对电路的开关控制。
其简单的结构和可调节的触感使其成为电子产品中常用的按键元器件。
eTouch 触摸按键方案图
1. 单按键电荷放大器
方案一功能实现：
1. 力度控制
2. 快速双击控制 方案二功能现： 1. 力度控制
2. 静态力度控制
触摸按键是按键产品下属的一款分类产品，它其实相当于是一种电子开关，只要轻轻的按下按键就可以是开关接通，松开时是开关就断开连接，实现原理主要是通过
触摸按键内部的金属弹片受力弹动来实现接通和断开。
由贝辛电子科技提供。
eTouch 触摸／力度按键的优势：
1.实现力度控制，可识别用户不同力度的大小。
2.轻松实现滑动触控，无需PCB 板多余的触摸滑条。
3.结构简单，只需轻松贴合eTouch 压电膜即可实现。
4.价格低廉，整体解决方案的价格全球最低。
5.提供软件配套，以与多家游戏、应用程序开发商合作。
2. 多按键电荷放大器 ——将单按键方案并联即可。
功能实现： 1. 力度控制
2. 矢量滑动控制
3. 快速双击控制 ＊ ＊ ＊
其他说明：
1. 分析模拟信号建议采用
STC 12C5A60S2型单片机；
2. 将传感器与人体接触一
面作为接地面，可滤除人体电磁干扰； 3. 100M 电阻会提高性能，但会增加成本；
4. TLC2252有两个通道，如果采用多按键的方案，建议使用四通道的TLC2254运放。
eTouch 压电薄膜作为触摸按键，可以实现滑动、力度控制。
1. 滑动／旋转
控制：触摸方向
输出
键1时间 键2时间触摸方
向 2. 力度控制：
压力输
出 大力
压力
时间
差
键3
时间。
薄膜开关用途
薄膜开关是一种常见的电子元器件，它的主要作用是控制电路的开关。
薄膜开关的外观通常是一个薄膜片，上面印有电路图案，通过按压或触摸薄膜片上的不同区域，可以实现电路的开关控制。
薄膜开关的用途非常广泛，下面我们来介绍一些常见的应用场景。
1. 家电控制
薄膜开关可以用于家电控制，比如电视机、空调、洗衣机等。
通过按压或触摸薄膜开关，可以实现家电的开关、调节、设置等功能。
薄膜开关具有体积小、重量轻、使用方便等优点，因此在家电控制领域得到了广泛应用。
2. 汽车电子
薄膜开关也广泛应用于汽车电子领域，比如车内空调、音响、导航等。
薄膜开关可以实现汽车电子设备的开关、调节、设置等功能，同时还可以提高汽车内部的美观度和舒适度。
3. 医疗设备
薄膜开关还可以用于医疗设备中，比如血压计、体温计、心电图仪等。
通过按压或触摸薄膜开关，可以实现医疗设备的开关、调节、设置等功能，同时还可以提高医疗设备的精度和可靠性。
4. 工业控制
薄膜开关也可以用于工业控制领域，比如机器人、自动化生产线等。
通过按压或触摸薄膜开关，可以实现工业设备的开关、调节、设置等功能，同时还可以提高工业生产的效率和质量。
薄膜开关是一种非常实用的电子元器件，它的用途非常广泛，可以应用于家电、汽车电子、医疗设备、工业控制等领域。
随着科技的不断发展，薄膜开关的应用范围还将不断扩大，为人们的生活和工作带来更多的便利和效益。
压电薄膜技术1压电薄膜概述体材料（单晶和陶瓷）构成的压电器件因受尺寸限制，应用频率一般比较低，压电薄膜可大大提高工作频率。
压电薄膜兼有单晶和陶瓷的优点：即表面光滑致密，容易制造，价格低廉，便于调变，性能可靠稳定。
此外，使用薄膜，可以通过调节薄膜厚度，基片类型和电极形式来调整器件的性能。
更重要的是，使用薄膜可以使压电器件到的平面化和集成化，使压电材料与半导体材料紧密结合，实现压电与载流子、声波与光波的相互作用，制成各种新型压电与声光的单片集成器件。
一般压电薄膜可以通过特殊方法实现与微机电系统工艺的结合，制造成为微机电系统意义上的微型传感器和执行器。
此类微型传感器贴在物体表面，在机器人上做触觉传感器可感知温度、压力，采用不同模式可以识别边角、棱等几何特征，同时这用材料具有热放电效应，可用做温度传感器。
目前，压电陶瓷薄膜已经在惯性器件、声表面波器件等方面得到广泛应用，成为微定位、微驱动的主要解决方法。
常见的压电薄膜材料主要包括具有铁电性的PZT薄膜、BaTiO3薄膜等，以及不具有铁电性的ZnO薄膜、AlN薄膜等。
虽然铁电薄膜的压电效应比非铁电性压电薄膜强，但使用较多的还是ZnO和AlN等非铁电薄膜。
该类非铁电性压电薄膜的始于1963年美国Bell实验室用CdS薄膜实现VHF和UHF频带的体超声波换能器的研究成果。
此后，1965年采用反应溅射制备了ZnO压电薄膜。
1968年Wauk和Winslow采用蒸发的方法在氮气和氨气气氛中蒸镀金属Al得到AlN压电薄膜。
1979年日本的Shiosaki采用射频磁控溅射在玻璃和金属基板上制备了性能较好的AlN压电薄膜，其声表面波机电耦合系数可达0.09%~0.12%。
20世纪70年代，CdS薄膜和ZnO薄膜已经走向实用化阶段。
AlN作为宽带隙的直接帯隙半导体，是一种重要的蓝紫光的发光材料。
同时，因具有高热导率、高硬度、高熔点和高化学稳定性、大的击穿场强和低介电损耗，尤其是AlN与Si、GaAs等常用半导体材料的线膨胀系数相近及兼容性好等特点，AlN薄膜可用于高温、高功率的微电子器件。
PET薄膜在薄膜开关中的作用
一、薄膜开关是什么
薄膜开关又称轻触式键盘，采用平面多层组合而成的整体密封结构，是将按键开关、面板、标记。
符号显示及衬板密封在一起的集光、机、电一体化的一种新型电子元器件，是电子产品外观结构根本性的变革，它可取代常规分立元件的按键，更可靠地执行操作系统的任务。
二、薄膜开关的结构是什么
面板是整个薄膜开关的“外套”，主要功能是起到标记和按钮的作用。
上下电路是薄膜开关的电气元件，这也是开关的“关闭”和“关键”，但其性能直接影响开关设备的性能。
它是通过在薄膜上印刷一层导电材料而形成的。
上部和下部电路负责开关闭合所需的两个电击特性。
厚度一般在0.05--0.175MM之间，最常见的是0.125MM PET。
三、薄膜开关有什么优点
1、集开关功能和装饰性功能为一体的电子部件，是一种新型的人机对话界面。
其开关电路与整机的连接方式可采用焊接或插接的方式来完成。
2、薄膜开关主要类型薄膜开关面板是一种由刚性或柔性印制电路板为基体，安装上有手感或无手感按键，再覆以印刷有彩色装饰性图案的塑料(聚碳酸酯PC、聚酯PET等)薄膜面板构成的。
3、薄膜开关具有良好的防水、防尘、防油、防有害气体侵蚀、性能稳定可靠、重量轻、体积小、寿命长、装联方便，面板可洗涤而字符不受损伤，色彩丰富，美观大方等优点。
使用薄膜开关令您的产品更具时代特色。
薄膜面板开关按键技术资料薄膜开关、薄膜面板是近年来国际流行的一种集装饰性与功能性为一体的电子整机产品的新的操纵系统，已成为我国电子产品升级换代、出口产品不可缺少的配套部件。
薄膜开关、面板集开关按键、面板功能文字、标记、商标、透明窗及显示于一体，并且采用多层整体密封构造。
因此它具有耐磨擦、防水、防尘、防有害气体、寿命长、性能稳定等特点。
为了整机的整洁，面板可以擦洗，字符不受损伤，色彩丰富、保新性好，安装方便。
不仅如此，薄膜开关、面板的应用，更能充分表达产品功能与色彩独具匠心的构思，以提高产品的外观质量和增加产品的时代气息。
薄膜开关、面板已广泛用于智能化电子测量仪器、医疗仪器计算机控制、数控机床、电子衡器、邮电通讯、复印机、电冰箱、微波炉、电风扇、洗衣机、电子游戏机等各类工业及家用电器产品。
薄膜开关薄膜面板薄膜面板薄膜面板是一种由弹性薄膜(PVC/PC/PET)加工而成的具有一定功能字符指示的装饰性面板，具有防水、防尘、耐摩擦、不褪色等优良特点，目前广泛用于家用电器、通讯设备、仪器仪表、工业控制等领域。
薄膜面板的印刷工艺要分为正面和反面印刷，分别应用于不同材质和类型的薄膜面板上。
大致可以分为平面类和压鼓类。
平面类薄膜面板是最简单的面板类型，主要是用不同颜色的文字、线条、色块对各个功能部位加以指示或加以区分，用户可以根据自身的需要来选择不同的薄膜材料及双面胶。
压鼓类薄膜面板是在平面型薄膜面板的根底上新开发出的一种较为美观而且实用的面板。
它的制作流程是，是在普通面板的根底上，通过一种压制模具，将面板经过热压后使按键部位微微凸起形成立体按键。
这种立体键不仅能准确地给定键体的围，提高识别速度，使操作者的触觉比拟敏感，同时还增进了产品外观的装饰效果。
制作面板的薄膜应当具备哪些条件.面板薄膜是将彩色油墨丝印至透明高分子聚合物反面，一旦丝印完成并切割成形，此层就成为彩色面膜层。
面膜层为薄膜开关的组成局部，它能清楚地显示开关的功能、显示颜色、面膜类型以及开关的操作位置，它还能起保护作用。
薄膜键盘原理
薄膜键盘是一种常见的电子输入设备，其原理基于薄膜开关技术。
薄膜键盘由两层薄膜组成，上层为导电材料制成的触摸薄膜，下层是有阻断线路的基底薄膜。
当按下某个按键时，触摸薄膜会与基底薄膜接触，并通过导电材料的导电性，使电流流过被触摸的线路。
具体而言，薄膜键盘的触摸薄膜上有很多个微小的开孔，每个开孔下都有一个涂有导电材料的触点。
当按键被按下时，触摸薄膜会弯曲，使涂有导电材料的触点与基底薄膜上的导电线路相连。
这样，电流就能够沿着被按下的键的线路流动，导通相应的电路。
为了避免按键的误操作，薄膜键盘的触摸薄膜通常在触点周围设有凹凸不平的结构，使得只有在按键处施加足够的压力时，触点才会接触到基底薄膜。
薄膜键盘的原理简单而可靠。
它的结构紧凑，价格低廉，适用于许多不同的应用领域。
然而，由于触摸薄膜容易受到污染和磨损，薄膜键盘的使用寿命通常相对较短。
有一些改进型的薄膜键盘结构采用了更耐用的材料，以延长键盘的使用寿命。
压电薄膜（触摸、力度）按键
刘玲
（贝辛电子科技（上海）有限公司, 上海 200092）
摘要：提出一种新的压电薄膜按键，超薄（厚度仅有0.2mm，体积小、重量轻），柔性（可以自由弯曲，在曲面仪表仪器，衣服等纺织物上使用），能识别力度大小（增加按键在三维力度上的控制，用多力度按键代替多个按键，从而减少按键数量），能实现触摸控制（不需要制作单独的电容滑条，在现有按键基础上直接实现，更加节省空间，比电容按键更加节省功耗），其扩大的应用领域的同时，带来了全新的体验。
关键词：压电薄膜按键，触摸按键，力度按键，压电按键
按键一般用于控制一个电路是否有电信号产生或者电信号流向，最常见的表现形态就是开关。
传统按键主要分硅胶按键、薄膜按键和电容按键，这些按键在生活中有着广泛的应用。
1.硅胶按键
所谓的硅胶按键，顾名思义就是以硅胶为原材料制作的按键。
硅胶按键属于硅胶制品的一个产品种类，具有优良的耐热性、耐寒性、电气绝缘性等特点，常被运用在电子计算器、遥控系统、电话机、无线电话机、电脑键盘、学习机按键、密码器按键、数码产品按键当中。
图1 硅胶按键的外观图
硅胶本身是是绝缘的，但是在按键方面的应用需要却需要硅胶按键具备导电性能，如何解决这一问题呢？其实很简单，只需要在硅胶按键的底部添加一个导电基面就可以实现。
未按下按键的时候，按键底部的导电基与电路板上的铜箔未接触，此时电路处于开路状态。
当在硅胶按键顶面施加一定的力，使其按键的导电基向电路板上的铜箔移动，直至导电基与铜箔紧密接触，此时，电流通过导电基流向另一片铜箔，电路导通。
下面通过图例，更形象的描述硅胶案件的工作原理：
图2 硅胶按键的结构图
图3 硅胶按键的工作原理
硅胶按键因其成熟工艺，良好的手感舒适度，低廉的价格广泛的运用在众多的产品中。
但只有30万次的寿命是其致命的弱点，除此之外，其结构复杂，笨重等缺点，很难满足现代家用电器和数码电子产品对美观的要求。
2.薄膜按键（开关）
由于薄膜按键具有体积小、重量轻、功能全面、外观新颖等一系列特点，且顺应了机电产
品向多功能、小型化、密集化、智能化方向发展的要求，受到了电子工业、机械工业、航空航天工业等诸多领域的青睐。
并且，在智能仪器、电子衡器、办公自动化、医疗设备、家用电器等众多民用电子产品中得到了广泛应用。
作为电子按键产品中必备的构成结构，薄膜按键是在金属弹簧片按键产品和导电胶按键产品内置的导电膜，它的作用是起到按键产品中的开关导电作用，常用在PCB以及FPC线路板上的导电薄片。
薄膜按键的结构非常简单，直接将接触的按键盖、键帽取下以后，可以看到按键下方的薄膜电路和电路板。
图4 一种薄膜开关键盘
不同于硅胶按键，薄膜按键比较具有特点，它是集开关功能、面版装饰、开关连线、引出线及常规面板的文字、图形符号为一体，实际上参与了整机产品的功能性操作，是电子产品操纵系统的总成。
薄膜按键的工作原理是由导电薄膜上面布满了金属点进行连接，当按键向下运动的时候，按键下面的导电胶材料或者是金属弹片就正好落到了金属点上面，达到接通的效果，从而使得薄膜按键发送各种命令符。
薄膜按键在寿命上相较于硅胶按键有了较大幅度的提升，可以达到100万次，这主要是因为薄膜按键主要的由电路触点来工作的，所以薄膜按键的寿命主要也是和电路触点相互联系的，一般电路触点只要在上面印上一层保护的材质如碳元素的产品，可以提高耐磨型同时也不影响导电的性能，也延长了开关的寿命。
但薄膜按键的工作稳定性应受到接触电阻的影响。
接触电阻是指薄膜按键开关回路给后置电路的电阻值，技术上要求接触电阻的电阻值不超过100Ω。
图5 薄膜开关的结构图
3.电容按键
在便携式媒体播放器和移动手持终端等大容量、高可视性产品的应用中，触摸式电容按键作为一种接口技术已被广泛采用。
由于具有方便易用，时尚和低成本的优势，越来越多的电子产品开始从传统的机械按键转向触摸式电容按键。
图6 电容触摸按键及其应用
电容开关是一对相邻电极在电极之间有很小的电容当一个导体接近两个电极时在电极与导体之间会产生一个耦合电容在这里手指就是这个导体通常电容开关的形式是一边接地的电容导体的存在增加了开关到地之间的电容检测是否有手指靠近也就是检测是否有按键按下可依据电容的变化来判断。
如图7所示：
图7 电容按键工作原理
电容触摸感应式按键具有不怕磨损、不受温湿度影响、防水保护和成本低廉等优点。
因此已经被广泛的应用于手机、VCD、DVD、电磁炉、油烟机、热水器、洗衣机、微波炉、咖啡机、电冰箱、MP3、MP4、DPF数码相框和CAR DVD等。
但电容开关对制作工艺和环境的高要求，以及易受干扰的特点成为电容案件的硬伤。
4.压电薄膜（力度、触摸）按键
图8 压电薄膜（触摸、力度）按键
图9 压电薄膜按键的工作原理
压电薄膜按键是近年来发展起来的技术。
其原理是利用有机材料孔洞型结构特点，形成空间电荷以呈现出压电效应，其原理是依靠内部微小电荷运动以产生宏观电压。
作用在压电薄膜按键上的力，使压电薄膜发生微小形变，产生于力度大小相对应的电荷量。
这些电荷在薄膜的上下层积聚，通过引脚引出，电荷放大器放大后测得信号，再通过后续电路进一步分析控制就能实现不同力度的力控制不同功能。
压电薄膜按键目前正非常快的速度应用在家用遥控器、智能手机、除油烟机、墙壁开关、游戏手柄等家用和个人消费电子领域。
4.1 压电薄膜按键主要功能
1）力度控制
图10 压电薄膜按键力度控制功能
力度按键，就是实现通过力度大小来猜测用户的操作意图，在不同的应用场合下可以有不同的功能。
2）滑动控制
目前的滑动控制主要是通过电容条来实现的，且方向单一。
eTouch压电薄膜按键可以实现
多方向的滑动、旋转控制，且不需要在PCB板上配备多余的电容滑条。
图11 压电薄膜按键滑动控制功能3）多击控制
图12 压电薄膜按键多击功能
该功能是通过分析同一按键敲击次数的不同对应不用按键功能。
4.2 压电薄膜按键应用电路
压电薄膜按键应用电路包括：前置放大器电路和单片机A／D采集电路。
图13 压电薄膜按键应用电路
4.3 压电薄膜按键应用案例
压电薄膜按键除能用在传统使用的场合外，其实现力度控制的新功还能带来全新体验。
特别结合游戏，力度大小可以用来控制跳跃高度、奔跑速度、出拳速度和力度等等，这对于游戏玩家来说，完全是一种全新的操作方式，带来的体验和感受也是跟之前完全不同的，从一定程度上说力度按键很可能颠覆之前的操作方式、引领新的时尚。
图 14 智能手机／Pad／游戏外设应用——压电薄膜按键
压电薄膜力度按键在电子琴上也有出色的表现，不同力度可以设计对应同一音色的不同音调，这样你的电子琴就可以有更少的琴键，却不减少音色。
无限想象，无限可能。
图 15 电子乐器应用——压电薄膜按键
图 16 智能遥控器应用——压电薄膜按键
压电薄膜力度按键使用在遥控器上，同一按键可以对应不同的按键功能，这是因为eTouch 压电薄膜力度按键可以分辨出按键力度的大小，这样你再也不用为智能遥控器纷繁密集的按键头疼了。
在家电上的应用更加提现了eTouch压电薄膜力度按键的优势。
图 16 家用电器应用——压电薄膜按键
由于压电薄膜力度按键结构简单，只需要简单粘合即可使用。
因此不需要为按键预留按键槽，可以实现整体一体化生产，简单了生产的同时，对于家用电器的清洗也更加方便。
压电薄膜力度按键优势：
1）实现力度控制，可识别用户不同力度的大小。
2）轻松实现滑动触控，无需PCB板多余的触摸滑条。
3）结构简单，只需轻松贴合eTouch压电膜即可实现。
4）提供软件配套，以与多家游戏、应用程序开发商合作。
贝辛电子科技（上海）有限公司
2012年9月17日。
