快动开关的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种包括快动开关，包括至少两个通断触点，至少一个设置导体轨迹的柔性电路载板和至少一个套嵌电路载板的多功能组件。本发明还涉及一种通过至少一个通断触点和设置导体轨迹的柔性电路载板制造快动开关的方法。
【背景技术】
[0002]在本说明书中，一般的被称为“跳型”开关的快动开关是指通断位置由它们的可动通断触点的可逆结构变化形成。当通断这些开关时，通断位置转换为电信号。一个快动开关的特征在于，对于一个执行结构的特定位置，其自动和突然地形成通断变化。对于所有开关类型而言，快动开关最接近于理想的自动快动功能的开关。
[0003]滑动触点的开关性能一般依赖于固定路径的执行结构的移动。但是在执行结构的固定路径运行中，接通电路和断开电路都没有执行，这样执行结构对开关过长的时间产生不良的影响。快动开关解决了这个问题。快动开关的可动通断触点包括一个连续的逾通断时间，即快动时间，此时间内接通电路和断开电路均没有得到连接。设置滑动触点的开关的使用寿命受到滑动中的磨损的影响。在此过程中，摩擦造成的损耗导致了电学功能恶化，特别地，开关的电阻恶化取决于执行开关时的数量和开关运行的温度。为了减少滑动中的磨损，常常对这些润滑件进行润滑。但是润滑剂的粘度在低温时会降低，会恶化开关的电性能，同时也会使延长开关的逾通断时间和电阻值。
[0004]快动开关通常在低压直流电流下做信号开关使用，其中响应时间是一个非常重要的功能参数。响应时间是指快动开关在执行后经过多长时间之后电信号才达到正常。抛开实质的响应运行不谈，影响因素包括其它因素例如表面效应，包括通断触点覆盖涂层的击穿，接触区域以外的润滑剂和接触区域的腐蚀作用。由于表面效应，带有滑动触点的开关的响应时间在低温时会长于快动开关。为了提高开关触点的电性能，它们的表面往往覆盖一层金或银材料。尤其是使用金材料以最大化地抵御腐蚀。这种贵金属的使用使开关变得更加昂贵。
[0005]德国专利DE102006043795B3和其关联的美国专利US8053693B2揭示了一种微型开关，其中的触点设置特殊表面以减少响应时间，其接触面选择性地进行电镀以减少贵金属消耗。对于大规模生产来说，这种开关的接触表面通常使用穿孔带进行电镀。这种连续电镀技术带来高制造和成本效率。尤其适合选择的涂层和小厚度涂层。然而连续电镀是一种高度专业和资本密集型制造方式，这需要建立外部供应链。这种供应链在面对垂直制造深度、小批量尺寸、低库存和变化工序时缺点就很明显。
[0006]现有的快动开关包括多个组件。德国专利DE102008035043B4揭示了一种快动开关，其设置在载体组件内并通过焊接、电焊或嵌套方式与电路连接。为了抵御潮湿或其它不利环境，这些组件装入壳体内，这种连接存在失效的可能。
[0007]原则上，所有的带有金属触点的快动开关和滑动开关都产生噪音。在很多情况下，要求低噪音或无噪音，因为开关引起的噪音引起厌烦。例如，我们可以注意到自动启动-停止系统的汽车或电动汽车的开关噪音是听的见的，而这在传统的内燃机中被掩盖了。
[0008]开关的评价与其重量、能源损耗、材料损耗以及制造工序所需步骤数量有关。与传统使用载体组件、穿孔电路载体或电路板的方案相比，常常通过将单体开关的结构与柔性弹性电路载板组合来达到密封。
[0009]德国专利DE102012005964A1和德国专利DE102012007075.6均揭示了一种开关装置，其中开关触点和导体轨迹按的接触被省去。在这些装置中，柔性电路载板承担开关触点的功能，从而排除连接失效带来的风险。即使对连接部分进行塑料塑封也可能失效，因为柔性电路载体一般设置保护涂层。总体来说，由于组件功能重新分配，材料损耗和重量得到减少。
[0010]德国专利DE102007049692A1揭示一种快动开关，其通过SMD技术焊接在电路板上。这种技术下，虽然组件数量降低，但是焊接点容易受到影响而失效。美国专利US8129643B2揭示了一种按键型开关，其中基本元件是快动盘，但是这样组件数量不能得到减少。
【发明内容】
[0011]有需要研发一种简单可靠的快动开关，其包括最少数量的组件。
[0012]因此，根据本发明一个构思，提供一种快动开关，包括至少两个通断触点、至少一个用于承载导体轨迹的柔性电路载板和至少一个容纳柔性电路载板的多功能组件，所述通断触点和所述导体轨迹通过不可分的方式连接，所述柔性电路载板在通断触点之间的至少一个区域设置为弯折部。
[0013]这样，在最简单的构思中，本发明所述的快动开关由两个组件组成，一个多功能组件和一个柔性电路载板。为了实现其功能，弯折部通过对多功能组件中的柔性电路载板进行施压而承受弯折力，籍此蓄备快动功能启动的能量，从而引发可逆的几何变形。柔性电路载板及其弯折部对于开关机构设置中起着重要而直接的作用。开关结构由极少组件并且很轻且可靠的方式组成，尤其是本发明中的结构非常简单。由于本发明中组件数量很少，快动开关在制造工序中的尺寸变化不大，同时减少很多重量和材料。
[0014]根据本发明一个构思，所述通断触点以印刷方式设置在柔性电路载板的导体轨迹上。借助印刷方式，通断触点的设置较佳地取决于电路载板的制造而不再是快动开关组装工艺的一部分。本发明的快动开关从而不包括任何设置在通断触点和柔性电路载板之间的可能造成潜在缺陷的连接接触。导体轨迹的制造较佳地通过在整个载板区域上涂覆铜涂层并通过刻蚀轨迹中间的区域制成。可选择地，导体轨迹可以通过在柔性电路载板上印刷制成。通断触点的制造可以部分通过对导体轨迹进行印刷制成，其中一个触点可以是银材料印刷，另一个触点可以是碳材料印刷。通过银和铜材料在触点接触区域的配合，本发明揭示的快动开关的响应时间几乎是连续的，同时在使用过程中的电阻值几乎也是不变的。根据本发明，通过使用印刷制成的通断触点和印刷制成的导体轨迹，不再需要对单体组件或对开关某区域进行电镀。柔性电路载板包括留出通断触点区域的涂层，这些涂层保护导体轨迹抵御环境影响。
[0015]在一个可替换地通断触点设置中，通断触点作为接触体设置在导体轨迹上。这使得通断触点在块状接触并相距较远时较好使用，例如使用在高电压电流场所，如开关电灯。为将接触体设置于导体轨迹，接触体需要设置为与导体轨迹形状在一定面积内一致。
[0016]在本发明进一步地构思中，所述导体轨迹形成于所述柔性电路载板的至少一个端面，柔性电路载板包括至少一个形成于通断触点之间的翻面折层。优选地，所述翻面折层由柔性电路载板的承载其中一通断触点的部分折叠而成，用于空间地连接通断触点以进行直接连接。根据本发明的快动开关可以制造为扁平状，如果翻面折层设计为尖锐边缘同时毗邻导体轨迹。另一方面，翻面折层可以设置为柔软隆起状在环状电路载板区域。翻面折层使柔性电路载板能够更容易地进行制造，只需一个导体轨迹面，同时结构非常简单。
[0017]在本发明进一步地构思中，所述柔性电路载板包括至少两个互相重叠的电路载板部，所述通断触点分别设置在所述电路载板部上，在重叠区域内彼此相对。电路载板部设置在柔性电路载板中间或边缘部位。
[0018]在本发明进一步地构思中，柔性电路载板的电路载板部的至少一个载板部形成一个敲击部，所述敲击部通过所述多功能组件上的弯折部保持张力，以此达到双重稳定的开关性能。敲击部确使通断触点在断开和闭合过程中没有其它任何移动，从而防止开关触点区域内的磨损造成的损耗。由于通断触点彼此撞击，本发明得到一个很短的响应时间，并仅发出很小的噪音。任何可能发出的开关噪音可以通过对柔性电路载板选择吸音塑料的方式进行控制。较短的响应时间意味着快动开关对于活跃的信号电流同样适用。通过多功能组件对快动开关的弯折部进行动作完成快动功能，并蓄备弹力以在多功能组件、敲击部和弯折部之间形成三角力场。这样柔性电路载板的弹性变形使得三角力场处的合力出现突然的逆转。借助双稳定性的开关特征，这种合力的逆转使得敲击部突然从一个位置转到另一个位置。
[0019]在本发明进一步地构思中，所述多功能组件包括至少一个与在柔性电路载板上的弯折部互相套嵌的执行结构，所述执行结构包括一个受到敲击部引导从一端移向另一端的路径行程。在这个路径行程上发生移动，使得柔性电路载板弹性变形从而造成三角力场处的合力出现逆转，最终形成敲击部对于开关触点之间的预定的突然反转运动。执行结构较佳地是形成于多功能组件上的弹性特性材料的执行臂。在执行结构的执行期间，这个动作起着回复弹簧的作用，其回复力必须暂时克服。从而使得快动开关通过初始作用在执行结构上的力进行切换。
[0020]如果本发明中的快动开关设置为按键开关，它将在多功能组件上的执行结构中设置至少一个指触面。将快动开关所知的区域考虑在内，本发明同样包括在执行结构处设置一个面，其上嵌套设置自动控制元件。
[0021]为了增加快动开关接通和断开所需要的作用力和使用窄的柔性电路载板(亦称“导体薄膜”)时通断触点之间的压力，在本发明另一个构思下，柔性电路载板包括一个增强层。增强层可以是使柔性电路载板在弯折部变得硬化的涂层。适合做增强层的材料可以是具备弹性特性的金属或塑料。
[0022]本发明还提供一种开关制造方法，包括:先将所述通断触点和所述柔性电路载板的导体轨迹通过不可分的方式连接，所述通断触点通过对柔性电路载板进行折叠形成，所述通断触点通过弯折柔性电路载板彼此支撑。折叠电路载板是基于折叠电路载板一或多个部分，较佳地这是开关制造的第一个步骤。折叠工序使通断触点空间地处于一起，从而接触形成电路。折叠动作包括翻转、弯折、倒折等对柔性电路载体的操作。将柔性电路载板向多功能组件