快動開關的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種包括快動開關，包括至少兩個通斷觸點，至少一個設置導體軌跡的柔性電路載板和至少一個套嵌電路載板的多功能組件。本發明還涉及一種通過至少一個通斷觸點和設置導體軌跡的柔性電路載板制造快動開關的方法。
【背景技術】
[0002]在本說明書中，一般的被稱為“跳型”開關的快動開關是指通斷位置由它們的可動通斷觸點的可逆結構變化形成。當通斷這些開關時，通斷位置轉換為電信號。一個快動開關的特征在于，對于一個執行結構的特定位置，其自動和突然地形成通斷變化。對于所有開關類型而言，快動開關最接近于理想的自動快動功能的開關。
[0003]滑動觸點的開關性能一般依賴于固定路徑的執行結構的移動。但是在執行結構的固定路徑運行中，接通電路和斷開電路都沒有執行，這樣執行結構對開關過長的時間產生不良的影響。快動開關解決了這個問題。快動開關的可動通斷觸點包括一個連續的逾通斷時間，即快動時間，此時間內接通電路和斷開電路均沒有得到連接。設置滑動觸點的開關的使用壽命受到滑動中的磨損的影響。在此過程中，摩擦造成的損耗導致了電學功能惡化，特別地，開關的電阻惡化取決于執行開關時的數量和開關運行的溫度。為了減少滑動中的磨損，常常對這些潤滑件進行潤滑。但是潤滑劑的粘度在低溫時會降低，會惡化開關的電性能，同時也會使延長開關的逾通斷時間和電阻值。
[0004]快動開關通常在低壓直流電流下做信號開關使用，其中響應時間是一個非常重要的功能參數。響應時間是指快動開關在執行后經過多長時間之后電信號才達到正常。拋開實質的響應運行不談，影響因素包括其它因素例如表面效應，包括通斷觸點覆蓋涂層的擊穿，接觸區域以外的潤滑劑和接觸區域的腐蝕作用。由于表面效應，帶有滑動觸點的開關的響應時間在低溫時會長于快動開關。為了提高開關觸點的電性能，它們的表面往往覆蓋一層金或銀材料。尤其是使用金材料以最大化地抵御腐蝕。這種貴金屬的使用使開關變得更加昂貴。
[0005]德國專利DE102006043795B3和其關聯的美國專利US8053693B2揭示了一種微型開關，其中的觸點設置特殊表面以減少響應時間，其接觸面選擇性地進行電鍍以減少貴金屬消耗。對于大規模生產來說，這種開關的接觸表面通常使用穿孔帶進行電鍍。這種連續電鍍技術帶來高制造和成本效率。尤其適合選擇的涂層和小厚度涂層。然而連續電鍍是一種高度專業和資本密集型制造方式，這需要建立外部供應鏈。這種供應鏈在面對垂直制造深度、小批量尺寸、低庫存和變化工序時缺點就很明顯。
[0006]現有的快動開關包括多個組件。德國專利DE102008035043B4揭示了一種快動開關，其設置在載體組件內并通過焊接、電焊或嵌套方式與電路連接。為了抵御潮濕或其它不利環境，這些組件裝入殼體內，這種連接存在失效的可能。
[0007]原則上，所有的帶有金屬觸點的快動開關和滑動開關都產生噪音。在很多情況下，要求低噪音或無噪音，因為開關引起的噪音引起厭煩。例如，我們可以注意到自動啟動-停止系統的汽車或電動汽車的開關噪音是聽的見的，而這在傳統的內燃機中被掩蓋了。
[0008]開關的評價與其重量、能源損耗、材料損耗以及制造工序所需步驟數量有關。與傳統使用載體組件、穿孔電路載體或電路板的方案相比，常常通過將單體開關的結構與柔性彈性電路載板組合來達到密封。
[0009]德國專利DE102012005964A1和德國專利DE102012007075.6均揭示了一種開關裝置，其中開關觸點和導體軌跡按的接觸被省去。在這些裝置中，柔性電路載板承擔開關觸點的功能，從而排除連接失效帶來的風險。即使對連接部分進行塑料塑封也可能失效，因為柔性電路載體一般設置保護涂層。總體來說，由于組件功能重新分配，材料損耗和重量得到減少。
[0010]德國專利DE102007049692A1揭示一種快動開關，其通過SMD技術焊接在電路板上。這種技術下，雖然組件數量降低，但是焊接點容易受到影響而失效。美國專利US8129643B2揭示了一種按鍵型開關，其中基本元件是快動盤，但是這樣組件數量不能得到減少。
【發明內容】
[0011]有需要研發一種簡單可靠的快動開關，其包括最少數量的組件。
[0012]因此，根據本發明一個構思，提供一種快動開關，包括至少兩個通斷觸點、至少一個用于承載導體軌跡的柔性電路載板和至少一個容納柔性電路載板的多功能組件，所述通斷觸點和所述導體軌跡通過不可分的方式連接，所述柔性電路載板在通斷觸點之間的至少一個區域設置為彎折部。
[0013]這樣，在最簡單的構思中，本發明所述的快動開關由兩個組件組成，一個多功能組件和一個柔性電路載板。為了實現其功能，彎折部通過對多功能組件中的柔性電路載板進行施壓而承受彎折力，籍此蓄備快動功能啟動的能量，從而引發可逆的幾何變形。柔性電路載板及其彎折部對于開關機構設置中起著重要而直接的作用。開關結構由極少組件并且很輕且可靠的方式組成，尤其是本發明中的結構非常簡單。由于本發明中組件數量很少，快動開關在制造工序中的尺寸變化不大，同時減少很多重量和材料。
[0014]根據本發明一個構思，所述通斷觸點以印刷方式設置在柔性電路載板的導體軌跡上。借助印刷方式，通斷觸點的設置較佳地取決于電路載板的制造而不再是快動開關組裝工藝的一部分。本發明的快動開關從而不包括任何設置在通斷觸點和柔性電路載板之間的可能造成潛在缺陷的連接接觸。導體軌跡的制造較佳地通過在整個載板區域上涂覆銅涂層并通過刻蝕軌跡中間的區域制成。可選擇地，導體軌跡可以通過在柔性電路載板上印刷制成。通斷觸點的制造可以部分通過對導體軌跡進行印刷制成，其中一個觸點可以是銀材料印刷，另一個觸點可以是碳材料印刷。通過銀和銅材料在觸點接觸區域的配合，本發明揭示的快動開關的響應時間幾乎是連續的，同時在使用過程中的電阻值幾乎也是不變的。根據本發明，通過使用印刷制成的通斷觸點和印刷制成的導體軌跡，不再需要對單體組件或對開關某區域進行電鍍。柔性電路載板包括留出通斷觸點區域的涂層，這些涂層保護導體軌跡抵御環境影響。
[0015]在一個可替換地通斷觸點設置中，通斷觸點作為接觸體設置在導體軌跡上。這使得通斷觸點在塊狀接觸并相距較遠時較好使用，例如使用在高電壓電流場所，如開關電燈。為將接觸體設置于導體軌跡，接觸體需要設置為與導體軌跡形狀在一定面積內一致。
[0016]在本發明進一步地構思中，所述導體軌跡形成于所述柔性電路載板的至少一個端面，柔性電路載板包括至少一個形成于通斷觸點之間的翻面折層。優選地，所述翻面折層由柔性電路載板的承載其中一通斷觸點的部分折疊而成，用于空間地連接通斷觸點以進行直接連接。根據本發明的快動開關可以制造為扁平狀，如果翻面折層設計為尖銳邊緣同時毗鄰導體軌跡。另一方面，翻面折層可以設置為柔軟隆起狀在環狀電路載板區域。翻面折層使柔性電路載板能夠更容易地進行制造，只需一個導體軌跡面，同時結構非常簡單。
[0017]在本發明進一步地構思中，所述柔性電路載板包括至少兩個互相重疊的電路載板部，所述通斷觸點分別設置在所述電路載板部上，在重疊區域內彼此相對。電路載板部設置在柔性電路載板中間或邊緣部位。
[0018]在本發明進一步地構思中，柔性電路載板的電路載板部的至少一個載板部形成一個敲擊部，所述敲擊部通過所述多功能組件上的彎折部保持張力，以此達到雙重穩定的開關性能。敲擊部確使通斷觸點在斷開和閉合過程中沒有其它任何移動，從而防止開關觸點區域內的磨損造成的損耗。由于通斷觸點彼此撞擊，本發明得到一個很短的響應時間，并僅發出很小的噪音。任何可能發出的開關噪音可以通過對柔性電路載板選擇吸音塑料的方式進行控制。較短的響應時間意味著快動開關對于活躍的信號電流同樣適用。通過多功能組件對快動開關的彎折部進行動作完成快動功能，并蓄備彈力以在多功能組件、敲擊部和彎折部之間形成三角力場。這樣柔性電路載板的彈性變形使得三角力場處的合力出現突然的逆轉。借助雙穩定性的開關特征，這種合力的逆轉使得敲擊部突然從一個位置轉到另一個位置。
[0019]在本發明進一步地構思中，所述多功能組件包括至少一個與在柔性電路載板上的彎折部互相套嵌的執行結構，所述執行結構包括一個受到敲擊部引導從一端移向另一端的路徑行程。在這個路徑行程上發生移動，使得柔性電路載板彈性變形從而造成三角力場處的合力出現逆轉，最終形成敲擊部對于開關觸點之間的預定的突然反轉運動。執行結構較佳地是形成于多功能組件上的彈性特性材料的執行臂。在執行結構的執行期間，這個動作起著回復彈簧的作用，其回復力必須暫時克服。從而使得快動開關通過初始作用在執行結構上的力進行切換。
[0020]如果本發明中的快動開關設置為按鍵開關，它將在多功能組件上的執行結構中設置至少一個指觸面。將快動開關所知的區域考慮在內，本發明同樣包括在執行結構處設置一個面，其上嵌套設置自動控制元件。
[0021]為了增加快動開關接通和斷開所需要的作用力和使用窄的柔性電路載板(亦稱“導體薄膜”)時通斷觸點之間的壓力，在本發明另一個構思下，柔性電路載板包括一個增強層。增強層可以是使柔性電路載板在彎折部變得硬化的涂層。適合做增強層的材料可以是具備彈性特性的金屬或塑料。
[0022]本發明還提供一種開關制造方法，包括:先將所述通斷觸點和所述柔性電路載板的導體軌跡通過不可分的方式連接，所述通斷觸點通過對柔性電路載板進行折疊形成，所述通斷觸點通過彎折柔性電路載板彼此支撐。折疊電路載板是基于折疊電路載板一或多個部分，較佳地這是開關制造的第一個步驟。折疊工序使通斷觸點空間地處于一起，從而接觸形成電路。折疊動作包括翻轉、彎折、倒折等對柔性電路載體的操作。將柔性電路載板向多功能組件