Průvodce designem FPC Dome Array: Integrace stohování, lepidla, distanční vložky a plunžru pro konstruktéry klávesnice

Kovové kupole mají pověst jednoduchých součástí a jsou -, dokud nejsou zalaminovány do flexibilního tištěného obvodu a požádány o spolehlivé zacvaknutí po dobu 100 000 cyklů uvnitř lékařského ručního počítače nebo modulu dveří automobilu. Samotná kupole je precizně-lisovaná z nerezové oceli. O spolehlivosti přepínače však rozhodují vrstvy kolem něj: theFPC substrát, lepidlo, distanční vložka a plunžr, který přenáší lis z krytu klíče na korunku kopule.

Tato příručka shromažďuje pravidla pro stohování, která aplikační inženýři Shanyo aplikují, když zákazník odešle výkres z klávesnice a požádá okupolové poledoporučení. Je napsán pro strojní a elektrotechnické inženýry, kteří chtějí, aby dotykový spínač fungoval poprvé, nikoli po třech revizích nástrojů.

1. Standardní stohování

Typická kupole-na{1}}klávesnici FPC zespodu:

• Základní vrstva FPC- polyimidová nebo polyesterová fólie se stříbrným nebo měděným potištěným spínacím kontaktem a vodicími stopami.
• Kontaktní vzor- vnější kroužek (společný) a střední podložka (signál), které se při aktivaci spojují nohy kopule a korunky.
• Dome pole- kovové kopule na nosiči PET nebo PI s lepidlem, zarovnané podle kontaktního vzoru.
• Distanční vrstva- vyseknutý-rám, který nastavuje kopuli-na-vzdálenost klávesy a omezuje pohyb pístu.
• Keycap vrstva- silikonové nebo plastové klíče, každý s hrotem pístu uprostřed nad korunkou kopule.

Každá vrstva v tomto zásobníku má rozpočet tolerance a rozpočty se sčítají. Běžným poruchovým režimem je klávesnice, která funguje v prototypové laboratoři, ale ve výrobě působí kašovitým dojmem, protože tloušťka distanční vložky se posunula o 0,1 mm, čímž došlo ke stlačení kopule, než se uživatel vůbec dotkne klávesy.

2. Výběr substrátu: PI vs PET

Výběr substrátu FPC nastavuje mechanickou podlahu pro celou sestavu. Polyimidová (PI) fólie zvládá vyšší teploty (nepřetržitě 150 °C oproti 105 °C u PET), lépe snáší opakované ohýbání a je standardem pro dynamické-flexní aplikace. Polyesterová (PET) fólie stojí méně a je vhodná pro statické vrstvy klávesnice ve spotřebitelských a mnoha průmyslových výrobcích.

Konkrétně u kupolových polí záleží na substrátu jedním méně zřejmým způsobem: rovinnost. Pole kopule je laminováno přes kontaktní plochu a jakékoli zvlnění substrátu pod kopulí mění účinnou sílu. PI fólie s tloušťkou 12,5 nebo 25 mikronů dobře drží rovinnost; PET pod 50 mikronů se může po laminaci lepidlem zkroutit a potřebuje výztuhu pod zónou klávesnice.

3. Výběr lepidla pro kupolové pole

Lepidlo, které spojujekupolové polek FPC je rozhodnutí o návrhu, nikoli rozhodnutí o dodávce. Převládají tři rodiny:

• Akrylové lepidlo- vysoká počáteční lepivost, dobrá pevnost ve smyku, standardní volba pro PET nosiče ve spotřebitelských a automobilových interiérech.
• Silikonové lepidlo- zvládá širší rozsahy teplot a nízké-požadavky na odplyňování; preferovaný pro lékařství a letectví a pro pole, která musí přežít přetavení pájky na přilehlých oblastech.
• Lepidlo-citlivé na tlak (PSA) s vložkou- sloupnout-a-umístit pro snadné sestavení; vyžaduje pečlivou registraci, protože přepracování po umístění je obtížné.

Tloušťka vrstvy lepidla se také podílí na toleranci stohování. Nominální lepidlo o tloušťce 25 mikronů, které se pod tlakem laminace stlačí na 18 mikronů, změní kopuli-na{4}}mezera kontaktu o 7 mikronů - dost na to, aby posunula ovládací sílu o 5–10 gf na kopuli 4 mm. Shanyo specifikuje tloušťku lepidla jako součást výkresu pole a ověřuje ji na příchozím nosiči.

Vyseknuté-pole kopulovitého plechu s lepicí vložkou, zarovnané pro laminaci přes kontakty spínače FPC.

4. Výška rozpěrky a zdvih pístu

Distanční vrstva má jeden úkol: definovat, jak daleko se může klávesa posunout, než je kopule plně aktivována, a kolik před{0}}zdvihu leží mezi klidovou polohou klávesy a korunkou kopule. Když to uděláte špatně, objeví se to buď jako zatuhlá klávesa (příliš malá cestovní rezerva) nebo hlasitá, ztuhlá klávesa (příliš mnoho).

Čísla pro začátek pro typickou kopuli 4-6 mm:

• Zdvih kopule: 0,15-0,25 mm v závislosti na průměru a hloubce koruny.
• Předběžná dráha- pístu před kontaktem s kopulí: 0,1–0,2 mm, nastaveno výškou distanční vložky.
• Celkový cíl zdvihu klávesy: 0,4-0,6 mm pro spotřebitelský pocit; 0,5-0,8 mm pro ovládání v rukavicích.
• Přes{0}}přípustnost zdvihu po zaklapnutí: 0,1–0,3 mm, aby nedocházelo ke spodnímu krytu klíče na distanční vložce.

Pokud je distanční vložka příliš vysoká, narazí na ni kryt klíče dříve, než se kopule zaklapne, a uživatel ucítí tvrdé zastavení místo cvaknutí. Pokud je distanční vložka příliš krátká, kopule je v klidu částečně stlačena a spínač se může při vibracích nebo teplotní expanzi samočinně aktivovat-.

5. Geometrie plunžru: Průměr, výška a materiál

Plunžr je rozhraní mezi uživatelem a kopulí a je to nejčastěji nesprávně{0}} specifikovaná část designu klávesnice. Základní pravidla, která inženýři Shanyo používají:

• Průměr:50-70 procent průměru kupole. Pro 6mm kopuli použijte 3-4mm píst. Větší plunžry se dotýkají kopulových nohou a zvyšují sílu; menší písty se pohybují mimo střed.
• Tvar kontaktu:plochá plocha s mírným poloměrem koruny (R1-R3) vystředí lis lépe než ostrý hrot, který může během cyklů promáčknout korunku kopule.
• Výška:nastavit tak, aby byl píst v 50-70 procentech vzdálenosti ke kontaktu s kupolí v klidu, takže ponechává prostor pro předjíždění a zaklapnutí.
• Materiál:silikonová nebo tekutá silikonová pryž pro klávesnice; termoplast (ABS, PC) pro pevné-klíče. Tvrdé plunžry potřebují určitý rádius, aby se zabránilo opotřebení kovem-na-plast.

Prosilikonové klávesnices integrovanými plunžry je plunžr vylisován jako součást klíče, který odstraňuje jednu toleranční sadu -, ale přidává další: silikonové smrštění. Poloha a výška plunžru musí být korigovány na faktor smrštění formy, typicky 1,5-3 procenta v závislosti na tvrdosti.

6. Kontaktní pokovení a přizpůsobení síly

Vzor kontaktu na FPC a pokovení na kopuli musí být specifikovány společně. Pozlacená kopule na stříbrném-potištěném kontaktu funguje, ale spárování by mělo být záměrné. Shanyo obecně doporučuje:

• Pozlacené-kupoly pro nízkonapěťové lékařské a senzorové obvody (odpor kontaktu pod 10 ohmů).
• Nikl-pokovené kupole pro automobilový a průmyslový průmysl, kde na odolnosti proti korozi záleží více než posledních 5 ohmů.
• Holé kopule SUS301 pro cenově-citlivé spotřebitelské klávesnice s odpovídajícím kontaktním tlakem.

Vynucená shoda se řídí stejnou logikou jako volný{0}}výběr kopule: 160-250 gf pro spotřebitele bez rukavic, 250{7}}350 gf pro použití v rukavicích nebo automobilech, 400 gf+ pro vysoce výkonná blokování. U pole FPC je dalším omezením stejnoměrnost – všechny kopule na plechu by měly sedět v rozmezí +/-10 procent nominální síly a Shanyo to ověřuje podle pozice v inspekční zprávě. Podívejte se na našeprůvodce výběrem křivky sílypro úplný návod.

7. Rozpočet tolerance montáže

Spolehlivost začíná tolerančním rozpočtem, který může assembler skutečně držet. Čísla, která Shanyo navrhuje:

• Registrace kupolového pole ke kontaktu: +/-0,10 mm, s použitím optických referenčních bodů na poli a FPC.
• Soustřednost mezi pístem a korunkou: +/-0,15 mm.
• Tolerance tloušťky rozpěrky: +/-0,03 mm pro vysekané rozpěrky PET/PI.
• Tlak laminace: řízen v rozmezí +/-10 procent, aby se zabránilo vymáčknutí lepidla pod kopulovitými nohami.

Pokud váš montážní proces nemůže udržet tato čísla, návrh vyžaduje úpravu - větší kopule, silnější distanční vložky nebo okna s větší shovívavostí - před opracováním nástrojů, nikoli po něm.

8. Testování a ověřování vzorků

Před schválením návrhu dome pole FPC proveďte tři ověření:

Vynutit-test křivky na celé sestavě,ne na volné kopuli. FPC, lepidlo a distanční vložka mění sílu plsti; kupole, která měří 250 gf volně, může působit jako laminovaná 270 gf.

Aktivační test při extrémních teplotách.Stiskněte klávesnici při -40C a 85C. Kopule SUS301 se posunou o 5-8 procent s teplotou a rozpěrka může také ztuhnout nebo změkčit.

Cyklický test se skutečnou klávesnicí.Použijte produkční-zástupné plunžry. Leštěný testovací píst neodhalí vzor opotřebení, který vytvoří vaše skutečná klíčenka.

Společnost Shanyo poskytuje grafy sil{0}}křivek a zprávy o rozměrech s každou šarží vzorků, takže tato ověření začínají spíše z dokumentovaných údajů než z odhadů.

Práce se Shanyo na vašem Stackupu

Pošlete nám svůj nákres klávesnice, FPC stackup a okno cílové síly a naši aplikační inženýři vám do 48 hodin vrátí doporučení kupolového pole s distanční vložkou, lepidlem a návodem na plunžr výše, plus vzorky do 48 hodin pro standardní velikosti. U integrovaných programů můžeme dodat kompletníkupolové pole,vrstva FPCnebo sestavený modul.

Oslovte inženýrský tým prostřednictvímkontaktní stránku.

O společnosti Shanyo: Qingdao Shanyuan Precision Electronic Technology Co., Ltd. navrhuje a vyrábí kovové kupole, kupolová pole, FPC klávesnice, silikonové klávesnice a lisované komponenty. Návštěvawww.yo-shan.com.