¿Qué estructura de interruptor de membrana es más fiable?
Desde una perspectiva estructural, interruptores de membrana Generalmente se pueden dividir en dos tipos principales: interruptores de membrana táctiles y interruptores de membrana no táctiles.
Los interruptores de membrana no táctiles suelen incluir estructuras planas no táctiles y estructuras de marco de teclas en relieve. En algunos diseños, también se pueden utilizar puntos ciegos en relieve.
Interruptores de membrana no táctiles
Los interruptores de membrana no táctiles no requieren una pulsación fuerte, pero sí una alta sensibilidad. El interruptor debe activarse con un ligero toque, evitando además cortocircuitos accidentales cuando la tecla no está pulsada.
Por lo tanto, se deben agregar puntos espaciadores adecuados a la capa inferior del circuito. En los interruptores de membrana no táctiles anteriores, la posición, la forma y el tamaño de las teclas generalmente se indicaban mediante colores impresos. Los operadores identificaban las teclas visualmente.
Para mejorar la comodidad y la precisión de uso, posteriormente se añadieron marcos de teclas en relieve o puntos ciegos en relieve a la superposición gráfica. En los últimos años, muchos interruptores de membrana planos no táctiles han sido sustituidos por interruptores de membrana capacitivos.
Interruptores de membrana táctiles
Los interruptores de membrana táctiles tienen muchos diseños estructurales. Los tipos más comunes y clásicos son:
- Interruptores de membrana táctiles en relieve
- Interruptores de membrana táctiles con cúpula metálica
Interruptores de membrana táctiles en relieve
Entre los diseños táctiles con relieve más comunes se incluyen estructuras en las que tanto el circuito superior como la superposición están grabados en relieve, o en las que solo la superposición está grabada en relieve.
En algunos diseños ultrafinos, se puede eliminar la capa superior del circuito y los puntos de contacto superiores se imprimen directamente sobre la capa superpuesta. Las teclas en relieve se forman mediante calentamiento y prensado hidráulico a través de moldes, lo que permite que el área de la tecla se eleve ligeramente por encima de la superficie del panel.
Esto crea una forma de tecla tridimensional. Generalmente se selecciona material PET con excelente resistencia y capacidad de termocontracción. La fuerza de rebote se genera mediante prensado en caliente, por lo que los interruptores de membrana táctiles en relieve suelen ofrecer una excelente sensación al teclear y un rendimiento eléctrico sensible.
Sin embargo, no deben utilizarse durante períodos prolongados en ambientes de alta temperatura, ya que las altas temperaturas pueden debilitar la respuesta táctil.
En el caso de los interruptores de membrana con relieve, generalmente es mejor grabar tanto el circuito superior como la capa superpuesta. Si el circuito superior no está grabado, conviene considerar la incorporación de orificios de ventilación. Se pueden añadir pequeños orificios al circuito superior para facilitar la ventilación.
Cuando sea necesario, también se deben agregar puntos espaciadores adecuados a los contactos del circuito inferior para evitar cortocircuitos o conducción no deseada.
Si los contactos se imprimen directamente sobre la capa de recubrimiento, debe considerarse la deformación de esta tras el envejecimiento a alta temperatura. Si el tiempo de horneado es demasiado prolongado, la capa de recubrimiento puede deformarse significativamente, dificultando el montaje y la unión. Si el tiempo de horneado es demasiado corto, los contactos podrían no envejecer lo suficiente y desgastarse con facilidad, acortando la vida útil del producto.
Interruptores de membrana táctiles con cúpula metálica
A interruptor de membrana táctil con cúpula metálica Utiliza una cúpula metálica fijada a la capa inferior del circuito. La cúpula actúa como uno de los polos del circuito. Al presionarla, entra en contacto con otro polo de la capa inferior del circuito y lo cierra.
El diseño clave de los interruptores de membrana con cúpula metálica ofrece una gran flexibilidad. Esto contribuye a que el producto sea más estable y fiable, a la vez que mejora su aspecto y efecto decorativo.
La superposición se puede diseñar de la siguiente manera:
- Superficie plana
- Superficie esférica convexa
- Superficie plana convexa
- Formas de llave redondas, cuadradas, triangulares o irregulares
Cuando la llave está diseñada como una llave plana, un marco de llave elevado o un punto ciego, la capa espaciadora adhesiva debe ser más gruesa para proporcionar suficiente espacio para que la cúpula metálica se mueva libremente.
Si la sensación táctil no es lo suficientemente buena, se puede añadir una pequeña almohadilla en la parte posterior del área de la tecla superpuesta.
La capa de fijación de la cúpula metálica se puede diseñar de dos maneras:
- Estructura perforada en la posición clave
- Estructura en relieve
En el diseño perforado, el diámetro del orificio debe ser menor que el de la cúpula metálica. Esta estructura suele proporcionar una sensación táctil más nítida y una fuerza de accionamiento más uniforme. La estructura en relieve ofrece un mejor sellado general.
Otra estructura de cúpula metálica sitúa la cúpula directamente sobre la posición clave del circuito superior para mejorar la respuesta táctil. Este diseño se suele utilizar cuando hay muchas teclas y el tamaño total del producto es pequeño, lo que deja poco espacio para el enrutamiento de los circuitos.
Interruptores de membrana con LED integrado
interruptores de membrana con LED integrado Se puede diseñar con el circuito LED y el circuito inferior en la misma capa o en capas diferentes.
Cuando el circuito LED y el circuito inferior se encuentran en la misma capa, la estructura es relativamente simple. Sin embargo, la ventana del LED debe estar en relieve. De lo contrario, el LED podría levantar la capa superior y dañarse por la presión excesiva.
Un LED 0603 tiene una altura menor, pero sus almohadillas de soldadura son más pequeñas, lo que dificulta la soldadura. Un LED 0806 suele tener una altura de unos 0,8 mm, con almohadillas de soldadura más grandes y menos problemas de soldadura fría.
Cuando el circuito LED y el circuito inferior se encuentran en capas diferentes, la estructura es más compleja y el interruptor de membrana en general se vuelve más grueso. En este caso, no es necesario que la ventana del LED esté grabada en relieve.
Para los interruptores de membrana LED, a menudo se necesita una capa de protección antiestática sobre la superficie. Los LED verdes y azules son especialmente vulnerables a los daños electrostáticos, sobre todo en invierno.
Estructuras de interruptores de membrana impermeables
Los interruptores de membrana impermeables suelen diseñarse con una estructura de marco integrada.
Una estructura común se fabrica con el mismo tipo de material en dos partes separadas. La parte del circuito se integra en la parte del panel para formar un producto completo. Esta estructura es muy utilizada y cada capa adhesiva debe ser impermeable.
Otra estructura utiliza el circuito superior, el circuito inferior, la capa espaciadora y otras capas del mismo grosor para formar un marco exterior junto con la superposición. La parte del circuito se integra en el interior para formar una estructura completamente integrada.
Los adhesivos impermeables comunes incluyen: 3M 9495LE y 3M GTM920.
Interruptores de membrana con guía de luz
Una estructura de guía de luz consiste en integrar una película guía de luz en un interruptor de membrana estándar. Se utilizan LED de emisión lateral para iluminar las teclas. También se pueden usar láminas de luz fría EL.
Esto permite utilizar el interruptor de membrana por la noche o en entornos con poca luz, a la vez que mejora su aspecto visual.
Al fabricar interruptores de membrana con guía de luz, se deben evitar las fugas e interferencias de luz provenientes de la superposición y los bordes laterales. Todos los adhesivos de doble cara deben ser de color negro.
Tras añadir una película guía de luz, la sensación táctil de las teclas puede debilitarse. Para mejorarla, se pueden añadir almohadillas en la parte posterior de la zona de las teclas, sobre la cubierta.
Estructura de circuito plegado
Generalmente, se considera una estructura de circuito plegado cuando hay muchas teclas, el tamaño total es pequeño y no hay suficiente espacio para el enrutamiento del circuito.
Esta estructura está diseñada con capas de circuito superior e inferior. Se debe prestar especial atención al proceso de plegado, que debe realizarse bajo calor. También se debe considerar el efecto a largo plazo del plegado en la vida útil.
Conclusión
Cada estructura de interruptor de membrana tiene sus propias ventajas y limitaciones. El diseño más fiable depende de la aplicación específica, el entorno operativo, los requisitos táctiles, los requisitos de impermeabilidad, las necesidades de retroiluminación y el tamaño del producto.
Al comienzo del proceso de diseño, se debe seleccionar la estructura más adecuada. fabricante de interruptores de membrana para garantizar una alta calidad del producto y un rendimiento estable a largo plazo.
