Welche Membranschalterstruktur ist zuverlässiger?
Aus struktureller Sicht, Membranschalter lassen sich im Allgemeinen in zwei Haupttypen unterteilen: taktile Membranschalter Und nicht-taktile MembranschalterDie
Nicht-taktile Membranschalter umfassen üblicherweise flache, nicht-taktile Strukturen und erhabene Tastenrahmenstrukturen. In einigen Ausführungen werden auch erhabene Blindpunkte verwendet.
Nicht-taktile Membranschalter
Nicht-taktile Membranschalter benötigen keinen starken Tastendruck, aber eine hohe Empfindlichkeit. Der Schalter sollte durch leichtes Berühren aktiviert werden können, wobei versehentliche Kurzschlüsse im nicht gedrückten Zustand vermieden werden müssen.
Daher sollten auf der unteren Schaltungsebene geeignete Abstandshalter angebracht werden. Bei früheren, nicht taktilen Membranschaltern wurden Tastenposition, -form und -größe üblicherweise durch aufgedruckte Farben gekennzeichnet. Die Bediener identifizierten die Tasten visuell.
Zur Verbesserung des Bedienkomforts und der Genauigkeit wurden später erhabene Tastenrahmen oder erhabene Blindpunkte in die grafische Überlagerung eingefügt. In den letzten Jahren wurden viele flache, nicht taktile Membranschalter durch kapazitive Membranschalter ersetzt.
Taktile Membranschalter
Taktile Membranschalter weisen viele verschiedene Bauformen auf. Die gebräuchlichsten und klassischen Typen sind:
- Geprägte taktile Membranschalter
- Taktile Metallkuppelschalter
Geprägte taktile Membranschalter
Gängige geprägte taktile Designs umfassen Strukturen, bei denen sowohl die obere Schaltung als auch die Deckschicht geprägt sind, oder bei denen nur die Deckschicht geprägt ist.
Bei einigen ultradünnen Designs kann die obere Leiterplattenschicht entfernt werden, und die oberen Kontaktpunkte werden direkt auf die Deckschicht gedruckt. Die geprägten Tasten werden durch Erhitzen und hydraulisches Pressen durch Formen hergestellt, wodurch der Tastenbereich leicht über die Plattenoberfläche hinausragt.
Dadurch entsteht eine dreidimensionale Tastenform. Üblicherweise wird PET-Material mit ausgezeichneter Zähigkeit und guter Wärmeschrumpfung verwendet. Die Rückstellkraft wird durch Heißpressen erzeugt, sodass geprägte taktile Membranschalter in der Regel ein sehr gutes Tastengefühl und eine sensible elektrische Reaktionsfähigkeit bieten.
Allerdings sollten sie nicht über längere Zeiträume in Umgebungen mit hohen Temperaturen eingesetzt werden, da hohe Temperaturen die taktile Reaktionsfähigkeit beeinträchtigen können.
Bei geprägten Membranschaltern ist es im Allgemeinen besser, sowohl die obere Leiterbahn als auch die Deckschicht zu prägen. Ist die obere Leiterbahn nicht geprägt, sollten Belüftungsöffnungen vorgesehen werden. Hierfür können kleine Löcher in die obere Leiterbahn als Belüftungsöffnungen eingebracht werden.
Falls erforderlich, sollten an den unteren Stromkreiskontakten auch geeignete Abstandshalter angebracht werden, um Kurzschlüsse oder unbeabsichtigte Stromleitung zu verhindern.
Werden die Kontakte direkt auf die Deckschicht gedruckt, muss deren Verformung nach der Hochtemperatur-Alterung berücksichtigt werden. Ist die Aushärtungszeit zu lang, kann sich die Deckschicht stark verformen, was die Montage und Verklebung erschwert. Ist sie hingegen zu kurz, reifen die Kontakte möglicherweise nicht ausreichend und verschleißen schneller, wodurch die Lebensdauer des Produkts verkürzt wird.
Taktile Metallkuppelschalter
A Taktiler Membranschalter mit Metallkuppel Es verwendet eine Metallkuppel, die auf der unteren Schaltungsebene befestigt ist. Die Kuppel fungiert als ein Pol des Stromkreises. Beim Drücken kontaktiert sie einen anderen Pol auf der unteren Schaltungsebene und schließt so den Stromkreis.
Die Konstruktion von Metallkuppelmembranschaltern ist äußerst flexibel. Dies trägt zu einer höheren Stabilität und Zuverlässigkeit des Produkts bei und verbessert gleichzeitig dessen Aussehen und dekorative Wirkung.
Die Überlagerung kann wie folgt gestaltet werden:
- Ebene Oberfläche
- Konvexe sphärische Oberfläche
- Konvexe ebene Fläche
- Runde, quadratische, dreieckige oder unregelmäßige Schlüsselformen
Bei Tasten, die als flache Tasten, Tasten mit erhöhtem Tastenrahmen oder Blindpunkt ausgeführt sind, sollte die Klebeabstandsschicht verdickt werden, um genügend Platz für die freie Bewegung der Metallkuppel zu schaffen.
Sollte das taktile Feedback nicht ausreichend sein, kann ein kleines Pad auf der Rückseite des Tastenfeldes angebracht werden.
Die Befestigungsschicht der Metallkuppel kann auf zwei Arten ausgeführt werden:
- Lochstruktur an der Schlüsselposition
- Geprägte Struktur
Bei der Lochstanzung sollte der Lochdurchmesser kleiner als der der Metallkuppel sein. Diese Konstruktion sorgt in der Regel für ein präziseres Tastgefühl und eine gleichmäßigere Betätigungskraft. Die geprägte Struktur bietet eine insgesamt bessere Dichtungsleistung.
Eine weitere Metallkuppelkonstruktion platziert die Kuppel direkt auf der Tastenposition der oberen Schaltung, um das haptische Feedback zu verbessern. Diese Bauweise kommt üblicherweise zum Einsatz, wenn viele Tasten vorhanden sind und das Produkt insgesamt klein ist, wodurch nur begrenzter Platz für die Leiterbahnführung zur Verfügung steht.
LED-integrierte Membranschalter
LED-integrierte Membranschalter Die LED-Schaltung und die darunterliegende Schaltung können auf derselben Ebene oder auf verschiedenen Ebenen angeordnet sein.
Wenn sich die LED-Schaltung und die darunterliegende Schaltung auf derselben Ebene befinden, ist der Aufbau relativ einfach. Allerdings sollte das LED-Fenster geprägt sein. Andernfalls kann die LED die Abdeckung nach oben drücken und durch den starken Druck beschädigt werden.
Eine 0603-LED ist flacher, hat aber kleinere Lötpads, was das Löten erschwert. Eine 0806-LED ist üblicherweise etwa 0,8 mm hoch, hat größere Lötpads und weniger Probleme mit kalten Lötstellen.
Wenn sich die LED-Schaltung und die darunterliegende Schaltung auf verschiedenen Ebenen befinden, wird die Struktur komplexer und der gesamte Membranschalter dicker. In diesem Fall muss das LED-Fenster nicht unbedingt geprägt sein.
Bei LED-Membranschaltern ist häufig eine antistatische Abschirmschicht auf der Abdeckung erforderlich. Grüne und blaue LEDs sind besonders anfällig für elektrostatische Schäden, insbesondere im Winter.
Wasserdichte Membranschalterstrukturen
Wasserdichte Membranschalter sind üblicherweise mit einer eingebetteten Rahmenstruktur ausgestattet.
Eine gängige Konstruktion besteht aus zwei separaten Teilen desselben Materials. Die Leiterplatte ist in die Frontplatte eingebettet und bildet so ein komplettes Produkt. Diese Konstruktion ist weit verbreitet, und für jede Klebeschicht sollte wasserfester Klebstoff verwendet werden.
Eine andere Struktur verwendet die obere und untere Schaltung, eine Abstandsschicht und weitere Schichten gleicher Dicke, um zusammen mit der Deckschicht einen äußeren Rahmen zu bilden. Der Schaltungsteil ist darin eingebettet, wodurch eine vollständig integrierte Struktur entsteht.
Gängige wasserfeste Klebstoffe umfassen 3M 9495LE Und 3M GTM920Die
Lichtleiter-Membranschalter
Eine Lichtleiterstruktur bedeutet, dass eine Lichtleiterfolie in einen Standard-Membranschalter eingebettet wird. Seitlich abstrahlende LEDs beleuchten die Tasten. Alternativ können auch EL-Kaltlichtfolien verwendet werden.
Dadurch kann der Membranschalter auch nachts oder in Umgebungen mit wenig Licht eingesetzt werden, und gleichzeitig wird sein optisches Erscheinungsbild verbessert.
Bei der Herstellung von Lichtleitermembranschaltern müssen Lichtverluste und Lichtinterferenzen durch die Deckschicht und die Seitenkanten vermieden werden. Alle doppelseitigen Klebstoffe sollten schwarz sein.
Nach dem Anbringen einer Lichtleitfolie kann das taktile Feedback der Tasten nachlassen. Um das Tippgefühl zu verbessern, können auf der Rückseite der Tastenauflage Polster angebracht werden.
Gefaltete Schaltungsstruktur
Eine gefaltete Schaltungsstruktur wird üblicherweise dann in Betracht gezogen, wenn es viele Tasten gibt, die Gesamtgröße klein ist und nicht genügend Platz für die Schaltungsführung vorhanden ist.
Diese Struktur ist mit oberen und unteren Schaltungsschichten ausgestattet. Besonderes Augenmerk sollte auf den Faltprozess gelegt werden, der unter Wärmeeinwirkung erfolgen muss. Die Langzeitwirkung der Biegung auf die Lebensdauer ist ebenfalls zu berücksichtigen.
Abschluss
Jede Membranschalterstruktur hat ihre eigenen Vor- und Nachteile. Die zuverlässigste Konstruktion hängt von der jeweiligen Anwendung, der Betriebsumgebung, den Anforderungen an die Haptik, den Anforderungen an die Wasserdichtigkeit, den Anforderungen an die Hintergrundbeleuchtung und der Produktgröße ab.
Zu Beginn des Entwurfsprozesses sollte die am besten geeignete Struktur ausgewählt werden. Hersteller von Membranschaltern um eine hohe Produktqualität und eine stabile Langzeitleistung zu gewährleisten.
