Какая структура мембранного переключателя более надежна?
С точки зрения конструкции, мембранные переключатели Их можно условно разделить на два основных типа: тактильные мембранные переключатели и бесконтактные мембранные переключатели.
В бесконтактных мембранных переключателях обычно используются плоские бесконтактные структуры и структуры с выпуклой рамкой. В некоторых конструкциях могут также применяться выпуклые глухие точки.
Нетактильные мембранные переключатели
Мембранные переключатели без тактильной отдачи не требуют сильного нажатия клавиши, но должны обладать высокой чувствительностью. Переключатель должен срабатывать легким прикосновением, при этом следует избегать случайных коротких замыканий, когда клавиша не нажата.
Следовательно, на нижний слой схемы следует добавить соответствующие разделительные точки. В более ранних несенсорных мембранных переключателях положение, форма и размер клавиш обычно обозначались цветом печати. Операторы определяли клавиши визуально.
Для повышения удобства и точности работы к графическому покрытию были добавлены выпуклые рамки клавиш или выпуклые слепые точки. В последние годы многие плоские бесконтактные мембранные переключатели были заменены емкостными мембранными переключателями.
Тактильные мембранные переключатели
Тактильные мембранные переключатели имеют множество конструктивных решений. Наиболее распространенные и классические типы:
- Рельефные тактильные мембранные переключатели
- Тактильные мембранные переключатели с металлическим куполом
Рельефные тактильные мембранные переключатели
К распространенным вариантам рельефной тактильной отделки относятся конструкции, где рельеф выполнен как на верхней части платы, так и на накладке, или где рельеф выполнен только на накладке.
В некоторых сверхтонких конструкциях верхний слой печатной платы может быть удален, а верхние контактные точки напечатаны непосредственно на накладке. Рельефные клавиши формируются путем нагрева и гидравлического прессования через формы, что позволяет области клавиш слегка выступать над поверхностью панели.
Это позволяет создать трехмерную форму клавиши. Обычно выбирают ПЭТ-материал с превосходной прочностью и термоусадочными свойствами. Сила отскока формируется методом горячего прессования, поэтому рельефные тактильные мембранные переключатели обычно обеспечивают очень приятные ощущения при нажатии и чувствительные электрические характеристики.
Однако их не следует использовать длительное время в условиях высоких температур, поскольку высокие температуры могут ослабить тактильную чувствительность.
Для мембранных переключателей с тиснением, как правило, лучше тиснить как верхнюю цепь, так и накладку. Если верхняя цепь не имеет тиснения, следует предусмотреть вентиляционные отверстия. В качестве вентиляционных отверстий можно добавить небольшие отверстия в верхней цепи.
При необходимости следует также добавить соответствующие разделительные точки на нижние контакты цепи, чтобы предотвратить короткие замыкания или непреднамеренное проведение тока.
Если контакты наносятся непосредственно на защитную пленку, необходимо учитывать деформацию пленки после высокотемпературного старения. Если время запекания слишком велико, пленка может значительно деформироваться, что затруднит сборку и склеивание. Если время запекания слишком мало, контакты могут недостаточно состариться и быстро износиться, сократив срок службы изделия.
Тактильные мембранные переключатели с металлическим куполом
А тактильный мембранный переключатель с металлическим куполом Используется металлический купол, закрепленный на нижнем слое схемы. Купол действует как один из полюсов схемы. При нажатии он соприкасается с другим полюсом на нижнем слое схемы и замыкает цепь.
Ключевая конструкция мембранных переключателей с металлическим куполом отличается высокой гибкостью. Это способствует повышению стабильности и надежности изделия, а также улучшает его внешний вид и декоративный эффект.
Наложение может быть выполнено следующим образом:
- Плоская поверхность
- Выпуклая сферическая поверхность
- Выпуклая плоская поверхность
- Круглые, квадратные, треугольные или неправильной формы ключи
Если ключ выполнен в виде плоского ключа, ключа с выпуклой рамкой или ключа с глухой точкой, то слой клеевой прокладки следует утолщить, чтобы обеспечить достаточное пространство для свободного перемещения металлического купола.
Если тактильные ощущения недостаточно приятны, можно добавить небольшую подушечку на обратную сторону накладной области клавиш.
Металлический слой крепления купола может быть выполнен двумя способами:
- Перфорированная структура в ключевом месте
- Рельефная структура
Для конструкции с перфорацией диаметр отверстия должен быть меньше диаметра металлического купола. Такая структура обычно обеспечивает более четкие тактильные ощущения и более равномерное усилие срабатывания. Рельефная структура обеспечивает лучшие общие герметизирующие свойства.
Другой вариант конструкции с металлическим куполом размещается непосредственно на клавише верхней части схемы для улучшения тактильной отдачи. Такая конструкция обычно используется, когда клавиш много, а габариты изделия невелики, что ограничивает пространство для прокладки схем.
Мембранные переключатели со встроенными светодиодами
мембранные переключатели со встроенными светодиодами Конструкция может предусматривать размещение светодиодной схемы и нижней схемы на одном или разных слоях.
Когда светодиодная схема и нижняя схема расположены на одном слое, структура относительно проста. Однако окошко светодиода должно быть выполнено методом тиснения. В противном случае светодиод может выдавить верхний слой, и сам светодиод может быть поврежден сильным давлением.
Светодиод 0603 имеет меньшую высоту, но его контактные площадки меньше, что затрудняет пайку. Светодиод 0806 обычно имеет высоту около 0,8 мм, более крупные контактные площадки и меньше проблем, связанных с холодной пайкой.
Когда светодиодная схема и нижняя схема расположены на разных слоях, структура становится более сложной, и общий толщину мембранного переключателя увеличивается. В этом случае окошко светодиода не обязательно должно быть выполнено методом тиснения.
Для мембранных светодиодных переключателей часто требуется антистатический защитный слой. Зеленые и синие светодиоды особенно уязвимы к электростатическому воздействию, особенно зимой.
Водонепроницаемые мембранные коммутационные структуры
Водонепроницаемые мембранные переключатели обычно имеют встроенную каркасную конструкцию.
Одна из распространенных конструкций состоит из двух отдельных частей, изготовленных из одного и того же материала. Схема встраивается в панель, образуя единое целое. Такая конструкция широко используется, и каждый слой склеивания должен быть выполнен водостойким клеем.
Другая структура использует верхнюю схему, нижнюю схему, разделительный слой и другие слои одинаковой толщины для образования внешней рамки вместе с наложением. Схема встраивается внутрь, образуя полноценную интегрированную структуру.
К распространенным водостойким клеям относятся: 3M 9495LE и 3M GTM920.
Переключатели на основе световодных мембран
Световодная структура подразумевает встраивание световодной пленки в стандартный мембранный переключатель. Для подсветки клавиш используются светодиоды с боковым излучением. Также могут использоваться светоизлучающие листы холодного света.
Это позволяет использовать мембранный переключатель ночью или в условиях недостаточного освещения, а также улучшает его внешний вид.
При производстве мембранных световодных переключателей необходимо избегать утечки света и световых помех от накладки и боковых кромок. Для всех двухсторонних клеевых соединений следует использовать черный клей.
После нанесения светопроводящей пленки тактильные ощущения от клавиш могут ослабеть. Для улучшения тактильных ощущений можно добавить подушечки на обратную сторону клавиши на накладке.
Сложенная структура схемы
Складная схемная структура обычно рассматривается в случаях, когда имеется много кнопок, габариты невелики, и недостаточно места для прокладки цепей.
Данная конструкция состоит из верхнего и нижнего слоев схемы. Особое внимание следует уделить процессу складывания, который должен проводиться под воздействием тепла. Также необходимо учитывать долговременное влияние изгиба на срок службы.
Заключение
Каждая конструкция мембранного переключателя имеет свои преимущества и ограничения. Наиболее надежная конструкция зависит от конкретного применения, условий эксплуатации, требований к тактильным ощущениям, водонепроницаемости, подсветке и размерам изделия.
В начале процесса проектирования следует выбрать наиболее подходящую конструкцию из предложенных вариантов. производитель мембранных переключателей для обеспечения высокого качества продукции и стабильной работы в долгосрочной перспективе.
