Ръководство за проектиране на куполен масив на FPC: Интегриране на подреждане, лепило, разделител и бутало за инженери на клавиатури

Металните куполи имат репутацията на прости компоненти и са -, докато не бъдат ламинирани в гъвкава печатна схема и не бъдат помолени да щракнат надеждно за 100 000 цикъла вътре в медицински ръчен компютър или модул на врата на кола. Самият купол е прецизно-щампована неръждаема стомана. Надеждността на превключвателя обаче се определя от слоевете около него:FPC субстрат, лепилото, дистанционера и буталото, което прехвърля пресата от капачката на клавиша към куполната корона.

Това ръководство събира правилата за подреждане, които инженерите на приложения на Shanyo прилагат, когато клиент изпрати чертеж на клавиатура и поискакуполен масивпрепоръка. Написано е за инженери по механика и електротехника, които искат тактилният превключвател да работи от първия път, а не след три ревизии на инструментите.

1. Стандартното подреждане

Типичен купол-на-стекове клавиатури на FPC, отдолу:

• FPC базов слой- полиимидно или полиестерно фолио със сребърни или медни отпечатани контакти на превключвателя и следи за маршрутизиране.
• Модел на контакт- външният пръстен (общ) и централната подложка (сигнал), че краката на купола и короната се скъсяват заедно при задействане.
• Куполен масив- металните куполи върху PET или PI носител с лепило, подравнени спрямо шаблона на контакта.
• Разделителен слой- щанцована-рамка, която задава разстоянието между купола-до-клавиша и ограничава движението на буталото.
• Keycap слой- силиконови или пластмасови ключове, всеки с издатина на буталото, центрирана над куполната корона.

Всеки слой в този стек има бюджет за толеранс и бюджетите се сумират. Често срещан режим на повреда е клавиатура, която работи в лабораторията за прототипи, но се усеща като каша в производството, тъй като дебелината на дистанционера се отклони с 0,1 мм, компресирайки купола, преди потребителят дори да докосне клавиша.

2. Избор на субстрат: PI срещу PET

Изборът на FPC субстрат определя механичния под за целия комплект. Полиимидното (PI) фолио се справя с по-високи температури (постоянни 150C срещу 105C за PET), оцелява по-добре при многократно огъване и е стандарт за динамични-гъвкави приложения. Полиестерното (PET) фолио струва по-малко и е подходящо за статични слоеве на клавиатурата в потребителски и много индустриални продукти.

Конкретно за куполните масиви субстратът има значение по един по-малко очевиден начин: плоскостта. Куполната решетка е ламинирана върху контактната зона и всяко извиване на субстрата под купола променя ефективната сила. PI фолио с дебелина 12,5 или 25 микрона поддържа добре плоскост; PET под 50 микрона може да се извие след ламиниране с лепило и се нуждае от усилване под зоната на клавиатурата.

3. Избор на лепило за куполен масив

Лепилото, което залепвакуполен масивкъм FPC е решение за проектиране, а не решение за доставка. Доминират три семейства:

• Акрилно лепило- висока начална лепливост, добра якост на срязване, стандартен избор за PET носители в потребителски и автомобилни интериорни приложения.
• Силиконово лепило- се справя с по-широки температурни диапазони и ниски-изисквания за отделяне на газове; предпочитан за медицинска и космическа техника, както и за масиви, които трябва да издържат на повторно запояване на съседни зони.
• Лепило-чувствително на натиск (PSA) с подложка- обелване-и-място за удобство при сглобяване; се нуждае от внимателна регистрация, защото преработването след поставянето е трудно.

Дебелината на лепилния слой също участва в толеранса на подреждане. Номинално лепило от 25 микрона, което се компресира до 18 микрона под натиск на ламиниране, променя купола-до-контактната междина със 7 микрона - достатъчно, за да измести силата на задействане с 5-10 gf върху 4 mm купол. Shanyo определя дебелината на лепилото като част от чертежа на масива и го проверява на входящия носител.

-Изрязан куполен листов масив със залепваща облицовка, подравнен за ламиниране върху контактите на FPC превключвателя.

4. Височина на дистанционера и ход на буталото

Разделителният слой има една задача: дефинира колко далеч може да се движи капачката на клавиша, преди куполът да бъде задействан напълно, и колко пред{0}}ход се намира между позицията на покой на капачката на клавиша и короната на купола. Грешното разбиране се показва или като мек ключ (твърде малък марж на хода), или като силен, твърд ключ (твърде много).

Цифрите, от които да започнете, за типичен 4-6 мм купол:

• Ход на купола: 0,15-0,25 mm в зависимост от диаметъра и дълбочината на короната.
• Предварителен{0}}ход на буталото преди контакт с купола: 0,1-0,2 mm, зададен от височината на дистанционера.
• Обща цел за ход на капачката на клавиша: 0,4-0,6 mm за потребителско усещане; 0,5-0,8 mm за работа с ръкавици.
• Допуск за над{0}}ход след щракване: 0,1-0,3 mm, за да се избегне долната част на капачката на клавиша на дистанционера.

Ако разделителят е твърде висок, капачката на клавиша го удря, преди куполът да щракне и потребителят усеща силно спиране вместо щракване. Ако разделителят е твърде къс, куполът е частично компресиран в покой и превключвателят може -да се задейства сам при вибрации или температурно разширение.

5. Геометрия на буталото: диаметър, височина и материал

Буталото е интерфейсът между потребителя и купола и е най-често погрешно посочваната част от дизайна на клавиатурата. Основните правила, които инженерите на Shanyo използват:

• Диаметър:50-70 процента от диаметъра на купола. За 6 мм купол използвайте бутало 3-4 мм. По-големите бутала влизат в контакт с краката на купола и повишават силата; по-малките бутала се скитат извън центъра.
• Форма на контакта:плоска повърхност с лек радиус на короната (R1-R3) центрира пресата по-добре от остър връх, който може да вдлъбне куполната корона при цикли.
• Височина:настройте така, че буталото да е на 50-70 процента от пътя до контакта с купола в покой, оставяйки място за предварително движение и щракване.
• материал:силиконова или течна силиконова гума за клавиатури; термопластичен (ABS, PC) за дизайни с твърди-ключове. Твърдите бутала се нуждаят от радиус, за да се избегне износването на метал-към-пластмаса.

Засиликонови клавиатурис интегрирани бутала, буталото е формовано като част от шпонката, което премахва един куп толеранс -, но добавя друг: силиконово свиване. Позицията и височината на буталото трябва да бъдат коригирани за коефициента на свиване на формата, обикновено 1,5-3 процента в зависимост от твърдостта.

6. Контактно покритие и съвпадение на силата

Схемата на контакт на FPC и покритието на купола трябва да бъдат определени заедно. Позлатен-купол върху сребърен-отпечатан контакт работи, но сдвояването трябва да е умишлено. Shanyo обикновено препоръчва:

• Позлатени -куполи за ниско{1}}волтажни медицински и сензорни вериги (контактно съпротивление под 10 ома).
• Никелирани куполи за автомобили и промишленост, където устойчивостта на корозия е по-важна от последните 5 ома.
• Голи SUS301 куполи за-чувствителни потребителски клавиатури с адекватно натиск при контакт.

Съпоставянето на силата следва същата логика като избора на хлабав-купол: 160-250gf за потребителска употреба без ръкавици, 250-350gf за употреба с ръкавици или автомобил, 400gf+ за блокировки за тежък режим. При FPC масив допълнителното ограничение е еднородността - всички куполи на листа трябва да са в рамките на +/-10 процента от номиналната сила и Shanyo проверява това за всяка позиция в доклада от инспекцията. Вижте нашитеръководство за избор на крива на силатаза пълно разглеждане.

7. Бюджет за толерантност към сглобяване

Надеждността започва с бюджет за толерантност, който асемблерът може да задържи. Числата, които Shanyo проектира за:

• Куполна решетка за регистрация на контакт: +/-0,10 мм, като се използват оптични опорни точки на решетка и FPC.
• Концентричност на буталото към куполната корона: +/-0,15 мм.
• Толеранс на дебелината на дистанционера: +/-0,03 mm за щанцовани PET/PI дистанционери.
• Налягане на ламиниране: контролирано в рамките на +/-10 процента, за да се избегне изстискване на лепилото под краката на купола.

Ако вашият процес на сглобяване не може да издържи тези числа, дизайнът се нуждае от корекция - по-голям купол, по-дебел дистанционер или прозорец с по-прощаваща сила - преди обработка с инструменти, а не след това.

8. Тестване и проверка на проби

Преди да одобрите дизайн на куполна решетка FPC, изпълнете три проверки:

Силов{0}}тест на кривата на пълния набор,не на свободния купол. FPC, лепилото и дистанционерът променят усещаната сила; купол, който измерва 250gf разхлабен, може да се почувства като 270gf ламиниран.

Тест за задействане при екстремни температури.Натиснете клавиатурата при -40C и 85C. Куполите SUS301 се изместват с 5-8 процента с температура и дистанционерът също може да се втвърди или омекне.

Цикличен тест с действителната клавишна капачка.Използвайте производствени-представителни бутала. Полираното тестово бутало няма да разкрие модела на износване, който ще произведе вашият истински ключ.

Shanyo предоставя диаграми-на силовите криви и отчети за размерите с всяка проба от партида, така че тези проверки започват от документирани данни, а не от догадки.

Работа с Shanyo върху вашия Stackup

Изпратете ни своя чертеж на клавиатурата, FPC подреждане и прозорец на целевата сила и нашите инженери по приложенията ще ви върнат препоръка за куполен масив с разделителя, лепилото и указанията за буталото по-горе, плюс проби след 48 часа за стандартни размери. За интегрирани програми можем да доставим пълниякуполен масив, наFPC слой, или сглобения модул.

Свържете се с инженерния екип чрезстраница за контакти.

За Shanyo: Qingdao Shanyuan Precision Electronic Technology Co., Ltd. проектира и произвежда метални куполи, куполни масиви, FPC клавиатури, силиконови клавиатури и щамповани компоненти. Посететеwww.yo-shan.com.