โครงสร้างสวิตช์เมมเบรนแบบใดมีความน่าเชื่อถือมากกว่ากัน?
สวิตช์เมมเบรนแบบไม่สัมผัส
สวิตช์เมมเบรนแบบไม่ใช้แรงกดไม่จำเป็นต้องมีแรงกดที่แรงมาก แต่ต้องการความไวสูง ควรเปิดใช้งานสวิตช์ด้วยการสัมผัสเบาๆ และต้องหลีกเลี่ยงการลัดวงจรโดยไม่ตั้งใจเมื่อไม่ได้กดปุ่ม
ดังนั้น จึงควรเพิ่มจุดเว้นระยะที่เหมาะสมลงในชั้นวงจรด้านล่าง ในสวิตช์เมมเบรนแบบไม่สัมผัสรุ่นก่อนๆ ตำแหน่ง รูปร่าง และขนาดของปุ่มมักจะระบุด้วยสีที่พิมพ์ ผู้ใช้งานจะระบุปุ่มต่างๆ ด้วยสายตา
เพื่อปรับปรุงความสะดวกและความแม่นยำในการใช้งาน ต่อมาจึงมีการเพิ่มกรอบปุ่มนูนหรือจุดทึบแสงนูนลงในแผ่นกราฟิก ในช่วงไม่กี่ปีมานี้ สวิตช์เมมเบรนแบบแบนที่ไม่สัมผัสหลายชนิดได้ถูกแทนที่ด้วยสวิตช์เมมเบรนแบบคาปาซิทีฟ
สวิตช์เมมเบรนสัมผัสแบบนูน
การออกแบบพื้นผิวสัมผัสแบบนูนที่พบได้ทั่วไป ได้แก่ โครงสร้างที่ทั้งวงจรด้านบนและแผ่นปิดทับมีลวดลายแบบนูน หรือโครงสร้างที่เฉพาะแผ่นปิดทับมีลวดลายแบบนูนเท่านั้น
ในการออกแบบที่บางเป็นพิเศษบางแบบ อาจมีการลอกชั้นวงจรด้านบนออก และพิมพ์จุดสัมผัสด้านบนลงบนแผ่นปิดทับโดยตรง ปุ่มนูนจะถูกสร้างขึ้นโดยการให้ความร้อนและการกดด้วยระบบไฮดรอลิกผ่านแม่พิมพ์ ทำให้บริเวณปุ่มนูนขึ้นเล็กน้อยเหนือพื้นผิวแผง
กระบวนการนี้สร้างรูปทรงปุ่มสามมิติ โดยปกติจะเลือกใช้วัสดุ PET ที่มีความเหนียวและคุณสมบัติการหดตัวเมื่อได้รับความร้อนที่ดีเยี่ยม แรงดีดกลับเกิดขึ้นจากการอัดร้อน ดังนั้นสวิตช์เมมเบรนแบบนูนจึงมักให้ความรู้สึกในการกดที่ดีมากและประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ไวต่อการสัมผัส
อย่างไรก็ตาม ไม่ควรใช้งานเป็นเวลานานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง เนื่องจากอุณหภูมิสูงอาจทำให้การตอบสนองทางสัมผัสลดลง
สำหรับสวิตช์เมมเบรนแบบนูน โดยทั่วไปแล้วควรทำการนูนทั้งวงจรด้านบนและแผ่นปิดทับ หากวงจรด้านบนไม่ได้ทำนูน ควรพิจารณาเจาะรูระบายอากาศ อาจเจาะรูเล็กๆ บนวงจรด้านบนเพื่อเป็นรูระบายอากาศได้
หากจำเป็น ควรเพิ่มจุดเว้นระยะที่เหมาะสมลงในหน้าสัมผัสวงจรด้านล่างเพื่อป้องกันการลัดวงจรหรือการนำไฟฟ้าโดยไม่ตั้งใจ
หากพิมพ์หน้าสัมผัสลงบนแผ่นโอเวอร์เลย์โดยตรง ต้องพิจารณาถึงการเสียรูปของแผ่นโอเวอร์เลย์หลังจากการอบด้วยอุณหภูมิสูง หากระยะเวลาอบนานเกินไป แผ่นโอเวอร์เลย์อาจเสียรูปอย่างมาก ทำให้การประกอบและการยึดติดทำได้ยาก หากระยะเวลาอบสั้นเกินไป หน้าสัมผัสอาจไม่ผ่านการอบที่เหมาะสมและอาจสึกหรอได้ง่าย ทำให้ผลิตภัณฑ์มีอายุการใช้งานสั้นลง
สวิตช์เมมเบรนสัมผัสแบบโดมโลหะ
เอ สวิตช์เมมเบรนสัมผัสโดมโลหะ ใช้โดมโลหะที่ยึดติดอยู่บนชั้นวงจรด้านล่าง โดมทำหน้าที่เป็นขั้วหนึ่งของวงจร เมื่อกดลงไป มันจะสัมผัสกับอีกขั้วหนึ่งบนชั้นวงจรด้านล่างและทำให้วงจรครบสมบูรณ์
การออกแบบหลักของสวิตช์เมมเบรนโดมโลหะมีความยืดหยุ่นสูง ช่วยให้ผลิตภัณฑ์มีความเสถียรและเชื่อถือได้มากขึ้น พร้อมทั้งปรับปรุงรูปลักษณ์และผลทางด้านการตกแต่งให้ดียิ่งขึ้น
สามารถออกแบบโอเวอร์เลย์ได้ดังนี้:
- พื้นผิวเรียบ
- พื้นผิวทรงกลมนูน
- พื้นผิวเรียบนูน
- รูปทรงกุญแจ: กลม สี่เหลี่ยม สามเหลี่ยม หรือรูปทรงที่ไม่เป็นรูปทรงเรขาคณิต
เมื่อออกแบบกุญแจเป็นแบบแบน กุญแจแบบมีกรอบนูน หรือแบบไม่มีจุด ควรเพิ่มความหนาของชั้นกาวเพื่อให้มีพื้นที่เพียงพอสำหรับให้โดมโลหะเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ
หากสัมผัสไม่ดีพอ สามารถติดแผ่นรองเล็กๆ ไว้ด้านหลังบริเวณปุ่มโอเวอร์เลย์ได้
ชั้นยึดโดมโลหะสามารถออกแบบได้สองวิธี:
- โครงสร้างเจาะรูที่ตำแหน่งสำคัญ
- โครงสร้างนูนต่ำ
สำหรับการออกแบบแบบเจาะรู เส้นผ่านศูนย์กลางของรูควรมีขนาดเล็กกว่าโดมโลหะ โครงสร้างแบบนี้มักให้ความรู้สึกสัมผัสที่คมชัดกว่าและแรงกดที่สม่ำเสมอกว่า ในขณะที่โครงสร้างแบบนูนจะให้ประสิทธิภาพการปิดผนึกโดยรวมที่ดีกว่า
โครงสร้างโดมโลหะอีกแบบหนึ่งวางโดมไว้ตรงตำแหน่งสำคัญของวงจรด้านบนโดยตรง เพื่อเพิ่มการตอบสนองทางสัมผัส การออกแบบนี้มักใช้เมื่อมีปุ่มจำนวนมากและขนาดโดยรวมของผลิตภัณฑ์เล็ก ทำให้มีพื้นที่จำกัดสำหรับการเดินสายวงจร
สวิตช์เมมเบรนแบบ LED ในตัว
สวิตช์เมมเบรนแบบรวม LED สามารถออกแบบโดยวางวงจร LED และวงจรล่างไว้ในชั้นเดียวกันหรือต่างชั้นกันก็ได้
เมื่อวงจร LED และวงจรด้านล่างอยู่บนชั้นเดียวกัน โครงสร้างจะค่อนข้างเรียบง่าย อย่างไรก็ตาม ควรเจาะช่องสำหรับ LED ให้เป็นรูปนูน มิเช่นนั้น LED อาจดันแผ่นปิดด้านบนขึ้น และตัว LED เองอาจเสียหายจากแรงกดมากเกินไป
LED ขนาด 0603 มีความสูงน้อยกว่า แต่แผ่นบัดกรีมีขนาดเล็กกว่า ทำให้การบัดกรีทำได้ยากกว่า ในขณะที่ LED ขนาด 0806 โดยทั่วไปมีความสูงประมาณ 0.8 มม. มีแผ่นบัดกรีขนาดใหญ่กว่า และมีปัญหาเรื่องการบัดกรีไม่ดีน้อยกว่า
เมื่อวงจร LED และวงจรล่างอยู่คนละชั้น โครงสร้างจะซับซ้อนมากขึ้น และแผ่นสวิตช์โดยรวมจะหนาขึ้น ในกรณีนี้ ช่อง LED ไม่จำเป็นต้องมีการขึ้นรูปนูนเสมอไป
สำหรับสวิตช์เมมเบรน LED มักจำเป็นต้องมีชั้นป้องกันไฟฟ้าสถิตบนแผ่นปิดทับ LED สีเขียวและสีน้ำเงินมีความเสี่ยงต่อความเสียหายจากไฟฟ้าสถิตเป็นพิเศษ โดยเฉพาะในฤดูหนาว
โครงสร้างสวิตช์เมมเบรนกันน้ำ
สวิตช์เมมเบรนกันน้ำมักได้รับการออกแบบให้มีโครงสร้างเฟรมฝังอยู่ภายใน
โครงสร้างทั่วไปอย่างหนึ่งทำจากวัสดุชนิดเดียวกันโดยแบ่งออกเป็นสองส่วน ส่วนวงจรจะฝังอยู่ในส่วนแผงควบคุมเพื่อประกอบเป็นผลิตภัณฑ์ที่สมบูรณ์ โครงสร้างนี้มีการใช้งานอย่างแพร่หลาย และแต่ละชั้นกาวควรใช้กาวกันน้ำ
โครงสร้างอีกแบบหนึ่งใช้แผ่นวงจรด้านบน แผ่นวงจรด้านล่าง ชั้นคั่น และชั้นอื่นๆ ที่มีความหนาเท่ากันมาประกอบกันเป็นกรอบด้านนอก โดยฝังส่วนของวงจรไว้ด้านในเพื่อสร้างโครงสร้างแบบรวมวงจรที่สมบูรณ์
กาวกันน้ำที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ 3M 9495LE และ 3M GTM920.
สวิตช์เมมเบรนนำแสง
โครงสร้างนำแสงหมายถึงการฝังฟิล์มนำแสงลงในสวิตช์เมมเบรนมาตรฐาน โดยใช้ LED ที่เปล่งแสงด้านข้างเพื่อส่องสว่างปุ่มต่างๆ นอกจากนี้ยังสามารถใช้แผ่นแสงเย็น EL ได้อีกด้วย
คุณสมบัตินี้ช่วยให้สามารถใช้สวิตช์แบบเมมเบรนได้ในเวลากลางคืนหรือในสภาพแวดล้อมที่มีแสงน้อย อีกทั้งยังช่วยปรับปรุงรูปลักษณ์ให้ดูดีขึ้นอีกด้วย
ในการผลิตสวิตช์แบบแผ่นนำแสง ต้องหลีกเลี่ยงการรั่วไหลของแสงและการรบกวนของแสงจากแผ่นปิดทับและขอบด้านข้าง กาวสองด้านทั้งหมดควรใช้กาวสีดำ
หลังจากติดฟิล์มนำแสงแล้ว ความรู้สึกสัมผัสของปุ่มอาจลดลง เพื่อปรับปรุงความรู้สึกสัมผัสของปุ่ม สามารถติดแผ่นรองไว้ด้านหลังบริเวณปุ่มบนแผ่นปิดทับได้
โครงสร้างวงจรพับ
โดยทั่วไปแล้ว โครงสร้างวงจรแบบพับจะถูกพิจารณาเมื่อมีปุ่มกดจำนวนมาก ขนาดโดยรวมเล็ก และมีพื้นที่ไม่เพียงพอสำหรับการเดินสายวงจร
โครงสร้างนี้ได้รับการออกแบบโดยมีชั้นวงจรบนและล่าง ควรให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับกระบวนการพับ ซึ่งควรทำภายใต้ความร้อน นอกจากนี้ยังต้องพิจารณาถึงผลกระทบระยะยาวของการดัดงอต่ออายุการใช้งานด้วย
บทสรุป
โครงสร้างสวิตช์เมมเบรนแต่ละแบบมีข้อดีและข้อจำกัดของตัวเอง การออกแบบที่น่าเชื่อถือที่สุดขึ้นอยู่กับการใช้งานเฉพาะ สภาพแวดล้อมการทำงาน ข้อกำหนดด้านการสัมผัส ข้อกำหนดด้านการกันน้ำ ความต้องการด้านแสงสว่าง และขนาดของผลิตภัณฑ์
ในขั้นตอนการออกแบบเบื้องต้น ควรเลือกโครงสร้างที่เหมาะสมที่สุดจากตัวเลือกที่มีอยู่ ผู้ผลิตสวิตช์เมมเบรน เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่สูงและประสิทธิภาพการทำงานที่เสถียรในระยะยาว








