دليل تصميم لوحة مفاتيح السيليكون: مقياس التحمل، وهندسة المكبس، والإضاءة الخلفية، وتكامل القبة المعدنية - المعرفة

الدليل الفني|تصميم لوحة المفاتيح السيليكون

دليل تصميم لوحة المفاتيح المصنوعة من السيليكون: مقياس التحمل، وهندسة المكبس، والإضاءة الخلفية، وتكامل القبة المعدنية

دليل عملي لتحديد لوحات المفاتيح المصنوعة من مطاط السيليكون والتي تبدو مناسبة، وتغلق بشكل صحيح، وتتحمل ملايين الضغطات.

توجد لوحات المفاتيح المصنوعة من السيليكون في كل مكان - على أجهزة التحكم عن بعد الخاصة بالتلفزيون، والأجهزة المحمولة الطبية، ولوحات معلومات السيارة، وأجهزة التحكم في الألعاب، واللوحات الصناعية - وهي من بين أكثر المنتجات البسيطة خداعًا في مجال الإلكترونيات. لوحة المفاتيح المصنوعة من السيليكون عبارة عن جزء مطاطي مصبوب، لكن جودة اللمس للمنتج النهائي تعتمد على المواد والهندسة والطباعة وقرارات التكامل التي يتم اتخاذها عادةً في الأسبوعين الأولين من المشروع ويتم الندم عليها خلال العامين التاليين.

يغطي هذا الدليل قرارات المواصفات التي يتخذها مهندسو Shanyo مع العملاء في كل مرةلوحة مفاتيح سيليكونالبرنامج: اختيار مقياس التحمل، وهندسة المكبس، والسفر الرئيسي، والإضاءة الخلفية، والطباعة، والتكامل الشائع بشكل متزايدالقباب المعدنيةتحت مفاتيح السيليكون.

1. مقياس التحمل: القرار الأول

يعد مقياس التحمل، الذي يتم قياسه على مقياس Shore A، هو المواصفات الأكثر تأثيرًا على لوحة مفاتيح السيليكون. فهو يحدد القوة المطلوبة للضغط على المفتاح، والاستجابة اللمسية، وسلوك الختم، ومتانة الجزء. النطاقات التي تعمل معها Shanyo:

40-50 شور أ- مفاتيح ناعمة وخفيفة- لأجهزة التحكم عن بعد للمستهلك والأجهزة الطبية منخفضة القوة-. من السهل الضغط عليه ولكنه عرضة لملمس "طري" بدون قبة تحته.
50-60 شور أ- النطاق الأساسي للوحات المفاتيح الاستهلاكية العامة ولوحات المفاتيح الصناعية. توازن جيد بين الملمس، والثبات-، والمتانة.
60-70 شور أ- مفاتيح أكثر ثباتًا لتطبيقات السيارات والصناعية وتطبيقات التآكل العالي-. مقاومة أفضل للتآكل، واستجابة لمسية أكثر وضوحًا، ولكن قوة تشغيل أعلى.
70-80 شور أ- التطبيقات الثقيلة-للخدمة الشاقة والتطبيقات الخاصة مثل الأقفال المتداخلة ومفاتيح القدم، وعادةً ما تكون مزودة بقبة أو زنبرك مساعد.

يتفاعل اختيار Durometer مع كل شيء في اتجاه مجرى النهر. A 50 Shore لوحة مفاتيح ذات قبة معدنية توفر نقرة واضحة. ينهار نفس مقياس التحمل بدون قبة تدريجيًا - وظيفيًا، ولكن بدون أي ردود فعل ملموسة. قبل تحديد مقياس التحمل، حدد أيهما: القبة-ملمس أقل مقاومة، أو القبة-النقر اللمسي المساعد.

Shanyo automotive silicone keypad with integrated plungers

لوحات مفاتيح من السيليكون -للسيارات مع غطاسات مصبوبة، جاهزة للتكامل على شكل قبة.

2. هندسة المكبس: حيث يتم كسب الشعور أو فقدانه

المكبس هو النتوء الموجود على الجانب السفلي من غطاء المفتاح الذي ينقل الضغط إلى المفتاح. تعمل هندستها على تحديد المظهر النهائي أكثر من أي بُعد آخر تقريبًا:

القطر:50-70% من قطر القبة الأساسية. صغير جدًا وتركز الصحافة على نقطة ما، مما يؤدي إلى ثني تاج القبة على مدار الدورات. كبير جدًا ويلامس أرجل القبة، مما يزيد من قوة التشغيل.
شكل الوجه:وجه مسطح بنصف قطر تاج 0.3-1.0 مم يقوم بتوسيط الحمل. النقطة الحادة هي السبب الأكثر شيوعًا لإرهاق القبة المبكر.
ارتفاع:يجب وضع وجه المكبس بمقدار 0.1-0.3 مم فوق تاج القبة في وضع السكون، بحيث يتمتع المفتاح بحركة حرة صغيرة قبل المشاركة. فجوة الصفر تجعل المفتاح يبدو محملاً مسبقًا؛ الفجوة المفرطة تضيف السفر الميت.
مشروع القالب:تحتاج الغطاسات إلى 1-3 درجات من السحب لتحريرها بشكل نظيف. المكبس العالق أثناء عملية التشكيل هو كابوس للأدوات يظهر على شكل سيليكون ممزق.

3. مفتاح السفر والاستجابة اللمسية

يبلغ إجمالي مسافة انتقال المفاتيح على لوحة المفاتيح المصنوعة من السيليكون عادةً 0.3-0.6 ملم بدون قبة، و0.4-0.8 ملم مع وجود قبة أسفلها. تنقسم ميزانية السفر إلى:

سفر مجاني- المكبس يتحرك باتجاه القبة قبل التلامس (0.1-0.2 مم).
قبة المفاجئة السفر- انهيار القبة (0.15-0.25 ملم للقباب القياسية).
خلال-السفر- واصل الضغط بعد اللقطة، مقيدًا بغطاء المفاتيح أو المباعد (0.1-0.2 مم).

بالنسبة للعمليات الصناعية-بالقفازات أو الثقيلة، أضف 0.2-0.3 ملم من الحركة وارفع القوة المستهدفة إلى 300-400 جرامًا. بالنسبة للأجهزة الطبية التي يضغط فيها المشغلون آلاف المرات في كل نوبة عمل، اجعل المسافة قصيرة وقوة أقل من 250 جرامًا.

4. دمج القباب المعدنية تحت السيليكون

الجمع بين لوحة مفاتيح السيليكون معمجموعة ورقة القبةأو فضفاضةالقباب المعدنيةهي الطريقة القياسية للحصول على نقرة لمسية واضحة في لوحة المفاتيح المغلقة ذات الإضاءة الخلفية. طبقات التجميع، من أعلى إلى أسفل: لوحة مفاتيح من السيليكون مع غطاسات، ومجموعة قبة على حامل PET، وإطار فاصل، والشركة العامة للفوسفات أو ثنائي الفينيل متعدد الكلورمع اتصالات التبديل الفضية أو الذهبية.

قواعد التكامل الرئيسية:

يجب أن يتم وضع قوة القبة وضغط السيليكون معًا في الميزانية. يمتص السيليكون 20-40 جم من قوة اللباد اعتمادًا على مقياس التحمل ومنطقة المكبس.
يجب أن يكون تركيز المكبس-إلى-القبة +/- 0.15 مم. في المصفوفات، يوفر Shanyo إرشادات محاذاة على لوح القبة لتركيبات التجميع.
بالنسبة للوحات المفاتيح ذات الإضاءة الخلفية، يجب ألا يعيق مصفوفة القبة مسار الضوء. حدد فتحات أنابيب الضوء- أو استخدم نمط الاتصال الدائري مع نافذة الإضاءة المركزية.
الختم: هناك حشية أو قالب -في الجدار حول منطقة المفتاح لمنع دخول الغبار والسوائل. تصميمات القبة-تحت-السيليكون محكمة الغلق جيدًا لأن المطاط نفسه هو الحاجز.

5. خيارات الإضاءة الخلفية

يتم تحديد الإضاءة الخلفية في كثير من الأحيان أكثر مما تم تصميمها. الخيارات العملية الثلاثة:

LED + دليل الضوء- تعمل طبقة توجيه الضوء على نشر الضوء من عدد قليل من مصابيح LED عبر المنطقة الرئيسية. الخيار الأرخص والأرفع والأكثر شيوعًا للوحات المفاتيح الاستهلاكية. يتطلب السيليكون الشفاف أو الشفاف فوق الأساطير.
طبقة EL (الكهربائية).- إضاءة موحدة بدون نقاط اتصال، رفيعة ومرنة. تقنية قديمة ولكنها لا تزال تستخدم في السيارات حيث تكون الإضاءة الخلفية موحدة مطلوبة.
لكل-مصابيح LED SMD رئيسية- أفضل تحكم في الإضاءة وقدرة RGB، ولكنه الأغلى ثمناً ويحتاج إلى PCB صلب، مما قد يؤدي إلى تغيير المجموعة بأكملها إلى PCB بدلاً من FPC.

أيًا كان الخيار الذي يتم اختياره، فإن مركب السيليكون مهم: فالسيليكون الشفاف مع نسبة الحشو الصحيحة ينقل ضوءًا أكثر بنسبة 20-50 بالمائة من المركب غير الشفاف القياسي. تقوم شركة Shanyo بتخزين مركبات شفافة خصيصًا للبرامج ذات الإضاءة الخلفية وتطبع الأساطير باستخدام حبر مانع للضوء حتى لا تتوهج حواف المفاتيح.

6. الطباعة والأساطير

تتم طباعة أساطير لوحة المفاتيح المصنوعة من السيليكون، وليست مصبوبة. الخيارات حسب المتانة:

النقش بالليزر- الأكثر متانة؛ علامات سطح السيليكون مباشرة. الأفضل للسيارات والصناعية. لا توجد خيارات ألوان تتجاوز تباين الحفر.
الطباعة بالحبر السيليكون- مرن ومقاوم للتآكل-؛ معيار لوحات المفاتيح الاستهلاكية. يمكن أن تكون مقولبة أكثر من اللازم للحماية.
طباعة الوسادة- سريع ورخيص لعمليات الطباعة الكبيرة، وأقل متانة من حبر السيليكون؛ جيد لأجهزة التحكم عن بعد والألعاب.

اختبار التآكل على الأساطير المطبوعة مهم أكثر مما يبدو. يفصل اختبار ASTM D4060 Taber، أو اختبار أبسط لخدش أظافر اليد عند 500 دورة، بين الأسطورة التي ستستمر طوال عمر المنتج والأسطورة التي تزول خلال ستة أشهر.

7. الختم وحماية البيئة

السيليكون عبارة عن مادة حشية طبيعية، كما أن لوحة المفاتيح المصممة جيدًا تعمل على إغلاق الأجهزة الإلكترونية الموجودة أسفلها. حدد مستوى الحماية مبكراً: IP40 (الغبار)، IP54 (الرذاذ)، أو IP67 (الغاطس). يتغير المكدس مع المتطلبات:

IP40: لوحة مفاتيح قياسية، بدون حشية.
IP54: حشية محيطية مصبوبة في لوحة المفاتيح، بالإضافة إلى جيوب مكبس محكمة الغلق.
IP67: جدار حشية كامل، وتجويفات قبة محكمة الغلق، وتصميم غطاء صلب- يضغط لوحة المفاتيح بشكل موحد على الهيكل.

يتعامل السيليكون أيضًا مع درجات الحرارة والمواد الكيميائية التي لا تستطيع المطاط الصناعي الأخرى التعامل معها: الاستخدام المستمر من -40 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية مع المركب المناسب، ومقاومة معظم سوائل السيارات. بالنسبة للتطبيقات الطبية، حدد السيليكون الطبي مع شهادة التوافق الحيوي المناسبة واحتفظ بمواصفات إطلاق الغازات بشكل صريح.

8. الأدوات والتسامح والعينات

أدوات لوحة المفاتيح المصنوعة من السيليكون هي عبارة عن قالب ضغط أو حقن، وعادةً ما يستغرق الأمر من 3 إلى 6 أسابيع. التفاوتات التي تحملها Shanyo على لوحات المفاتيح المقولبة: موضع المفتاح +/- 0.1 مم، ارتفاع المكبس +/- 0.08 مم، السمك الإجمالي +/- 0.1 مم. يتم تعويض انكماش السيليكون (1.5-3 بالمائة اعتمادًا على مقياس التحمل) في فولاذ الأداة، ولهذا السبب تتم مراجعة الأدوات قبل تجميد الرسم وليس بعده.

يتم التحقق من صحة العينات المأخوذة من الأداة من خلال قياسات القوة وتقارير الأبعاد واختبارات نقل الضوء بالنسبة للبرامج ذات الإضاءة الخلفية. تقوم Shanyo بشحن المقالات الأولى مع تقرير قياس كامل حتى يتمكن فريق ضمان الجودة الخاص بالعملاء من الموافقة على البيانات بدلاً من الشعور بها.

العمل مع Shanyo على برنامج لوحة مفاتيح السيليكون

أرسل رسم لوحة المفاتيح الخاصة بك، والقوة المستهدفة والسفر، ومتطلبات الإضاءة الخلفية ومستوى الحماية، وسيقوم Shanyo بإرجاع توصية المواد، واقتراح التجميع والجدول الزمني للأدوات. برامج مدمجة - لوحة مفاتيح سيليكون زائدمصفوفة القبةزائدالشركة العامة للفوسفاتيتم توفير - كمجموعة واحدة تم اختبارها.

الوصول إلى الفريق الهندسي من خلالصفحة الاتصال.

حول Shanyo: تقوم شركة Qingdao Shanyuan Precision Electronic Technology Co., Ltd. بتصميم وتصنيع لوحات المفاتيح المصنوعة من السيليكون والقباب المعدنية والمصفوفات المقببة ولوحات المفاتيح FPC والمكونات المختومة. يزورwww.yo-shan.com.