冲压滤网弹片是薄膜开关中唯一的金属构件,应用较为普遍。在目前情况下很多产品对弹片的使用较为混乱,特别是在柔性电路中,仅把它作为提供手感(触觉反馈)的元件使用,以至使薄膜开关性能产生诸多弊端,甚至使薄膜开关失去应有的作用。
我厂将从金属弹片的特性、规格、作用、选择以及在应用中常见问题作一介绍,供用户参考,以便更好地发挥弹片的作用,提高薄膜开关的可靠性。
一、金属弹片的特性
金属弹片通常采用AISI 304或SUS 304号不锈钢,厚度为0.08~0.10mm,维氏硬度为300~400之间。金属弹片的主要参数如下:
寿命 100~300万次 力度 1.5~4N 行程 0.35~0.6mm 使用温度 0~50℃
额定电流 12mA 额定电压 24V DC 接触时间 <10ms
二、弹片的作用
1、借助金属的导电性,将开关两极触点导通。
三、金属弹片常见种类与规格
按形状分有圆形、三角形和十字形。为了使弹片底边接触平稳和增大行程,以及克服弹片动作时底边对基片的磨擦阻力及排气方便,往往在圆形和三角形弹片的边缘冲制三个等分的支撑圆点,在十字形弹片的四爪端部冲制成翻起的弧边或条形弧线。如右图 :除了从形状上分类,还可以从弹片的外形尺寸、操作力度、行程高度及材料厚度上加以分类,因种类繁多,在此不再罗列。我厂备有各种规格的弹片,可满足用户的各种需要。
四、金属弹片的应用
金属弹片主要应用在印制线路板等硬性板的薄膜开关中,充分发挥了弹片的导通、回弹、
手感三大特点。其装配图见右图:
弹片在柔性薄膜开关中的应用主要是提供触觉反馈(即手感),一般不用,其弊端是金属弹片的行程与开关触点间行程之间的差距导致弹片与开关不能 同步。就是说,当弹片产生了动作时,开关触点未必 也同时动作。而且在柔性线路板中,弹片动作往往超过其底部的水平面,操作力过大时,易使弹片向相反方向变形而不能回复,俗称“翻死”。实际上在柔性线路板中,可通过线路层起鼓来提供手感。我厂拥有先进的起鼓设备和工艺,保证起鼓均匀,手感好。
五、金属弹片的选择
1. 弹片力度的选择 :
从整机设备大小的考虑大型的设备其自身重量也重,比较稳固,选择开关弹片时宽容度较大;对于体积较小或自身重量较轻的仪器仪表,应选择力度较轻的弹片,以防止操作开关时设备产生振动。
从操作方向上的考虑 垂直方向操作的整机,允许使用较大力度的弹片;对于以水平方向操作的小型整机,应尽可能选用力度较轻的弹片,否则因操作力度过大,整机被推动产生移位。
从操作频率上的考虑 弹片力度过大,影响操作的速度,因此,对操作频繁的开关,一定要选用力度较轻的弹片,否则会使操作者感到疲劳。
2. 弹片大小的选择 :
弹片宜大不宜小。在可能的情况下,尽量采用较大的弹片。较小的弹片,在操作时整个弹片都受到外力的压迫,其边缘部分不能抑制弹片的回弹,而易于产生不可逆转的变形。
弹片常见故障及原因
常见故障 电汽锅 | 弹片与开关动作不同步 | 弹片翻死不能回弹 | 操作力度过大 | 回弹手感不明显 | 开关短路 |
原因 | 1. 弹片力度过大 2. 弹片行程过高 3. 隔离层过厚hdpe排水沟 4. 操作力过小 | 1. 弹片选择不当 2. 弹片过小 3. 隔离层过厚 4. 弹片与电路之间有胶层 5. 操作力过大 | 1. 隔离层过厚 2. 隔层孔过小 3. 触点偏位 4. 弹片未对正触点 5. 面板过厚 6. 弹片力度高 7. 检查排气孔、槽 | 1. 弹片力度轻 2. 面板层压迫弹片 3. 弹片受胶层牵制 | 1. 弹片翻死 清烟器2. 弹片偏位 3. 单面线路板中,弹片缺口未对正 |
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弹片展示图
立体键盘
通常,薄膜开关上的按键只是用彩来表达键体的位置、形状和大小。这样,只能凭操作者的视觉来识别操作的准确性,由于没有适当的反馈信息表明手指是否按在了开关的有效范围使开关动作,因而影响了对整机监控的自信和操作的速度。一种使开关键体微微凸起,略高于面板,构成立体形状的薄膜开关,称为立体键开关。立体键不仅能准确地给定键体的范围,提高辨认速度,使操作者的触觉比较敏感,同时还增进了产品外观的装饰效果。 一、立体键的形式
按凸起的形状分为矩形、圆形、椭圆、三角、长圆、异形等,如图 :
按凸起形状与按键大小间的关系分为,框线外、框线内、键区外、键区内。或者凸起形状也可不按键体块外形,如方键上可压出圆形、椭圆、三角等形状的立体键,圆键上也可压出方形、椭圆、三角等形状的立体键。
按凸起效果分平凸、球凸、框线凸及框线+球凸,见右图,球形凸起由于球冠部表面积大于平面面积,当按动键体时,不仅能得到明显的手感,还能听到薄膜回弹的声响。但按动次数过多,球体的根部应力集中,会导致断裂,不及平凸立体键寿命长。
在设计立体键形状时,应避免锐利的角出现,用半径不小于0.5mm的圆弧来过渡会比较
安全,以防止热压凸起成形时,将材料压伤,降低按键的使用寿命。另外,立体键间的缝隙应在3mm以上,过小则键体凸起不明显,对于变形较大的框线凸起,间隙更应该加大,尺寸较小的键体也不适宜框线凸起。
二、按键与手感
在上面介绍的面板立体键凸起效果中,只有球形凸起能提供比较明显的手感,其它形式基本上没有手感,只提供外观上的效果和手指触摸时的位置感知(不是开关动作的触觉反馈)。在硬性线路板中,手感是靠金属弹片提供的(兼作导通触点);在柔性线路中,手感是靠线路层上触点薄膜压出的球形凸起或加装弹片提供的。
薄膜开关面板的设计
一、 常见键体与指示窗的设计
陶瓷手链
键体外形与大小的设计,应从整个面板的大小及按键数量的多少来考虑。按键太小,操作
比较费力;按键太大,则影响美观,且不宜按准有效操作区域。另外,如果按键凸起,应选择带圆角的矩形、圆形、椭圆、长圆等外形比较圆滑的形状;按键不凸起时,则可选择任意形状,以略大于后部电路触点为好。在键体上设置指示窗,一般情况下,以左上角为好。指示窗的形状虽可自由设计,但应注意尽量与键体的外形轮廓相适应,譬如,带圆角的键体,宜采用圆形指示窗,方角键体宜采用方形或长方形指示窗,以增进外观的协调。在同一面板上各单元内的指示窗位置及形状应趋于一致。常见键体外形与指示窗位置、形状见下图:
文字和图案是操作功能的媒介,具有直接向操作者提示功能的作用,或对仪器性能作出解说。薄膜开关的面板,一般没有外置的元件,它是以块来表示模拟的键盘或元件,为此,文字和图案可直接标注在功能按键的块上。此外,对字体的选择还应兼顾到丝网印刷工艺的特点。对于通常所用的,例如仿宋体,其笔画纤细无力,细微的笔峰较难表现,与块的力度不相适应。尤其在文字尺寸比较小时,更是忌用笔画纤细的字体(如宋体、楷体),而应采用黑体或中圆,这种字体笔画横竖等宽,字体方整易辨,与整体设计适应性强,工艺的再现性也好。其它字体可作为仪器设备的名称、型号或生产制造单位企业名称,因为这些文字尺寸往往比较大且字数较少,适当采用这些字体可起到点缀平衡作用,增加面板整体美观效果。对于英文字体,道理一样,较常用的字体有Arial(相当于黑体)。
对于文字的修饰,除了常见的粗体、斜体、粗斜体、镂空、阴影外,还有虚线框、投影、立体及各种变形等,见下图:
形意图案是根据仪器某一操作内容的特点,而精心设计的一组特定图形标志,以取代文字的陈述,形意图案的特点是寓意形象,简练明快,表达力强,增进记忆,能起到文字注释难以达到的效果。
三、文字和按键的搭配设计
按照文字和按键相对位置可分为按键外(上、下、左、右),按键内(上、下、左、右、中、左上、右下、……等),见下图:文字放在按键外,一般是因为文字比按键大无法放入键内(多为无缩写的英文单词),位置最好为上下,在相邻两键中间文字应靠近所代表的功能键,以防误识按键。在文字排列方式上大多采用横排,以满足人们的阅读习惯,竖排文字只适合放置在竖直的长方键内。
四、文字和透明窗的搭配设计
对透明窗(或功能区)的装饰可采用加框线或块方法来区分不同的功能操作区和显示区,常见形式见右图。也可即加框线又加块(见右图上排二),但此框线必须是一闭合图形。
五、 颜设计
颜在实际应用上要在最大程度上为其功能服务。比如,文字与图案应与其所衬托的块有较大的对比度;有相应位置关系要求严格的部分,以及有相互依存关系的功能键组,宜设计成同一颜,让它们在同一块印版上完成印刷,以避免套印过程产生的偏差;颜选择还应考虑整机外壳的颜以及使用环境的情况,以使整机外观协调一致;功能仪器宜柔
和典雅,以示庄重;民用家电产品可华丽些,以点缀环境气氛。
从丝网印刷工艺上考虑,还应避免在比较细小的浅文字图案后印刷较深的底,因为有些浅的油墨(比如纯白、红、黄、浅绿、浅蓝等)遮盖力差,有一定的透明度,背衬深底会使其颜变深,难以辨认。在这种情况下,往往采用阴版印刷,即先印刷底,将文字图案部分露出,再在其后盖上浅油墨,这样文字图案才不会变,但用阴版印刷较细的文字图案时,效果会比较差。在文字大小无法改变的情况下,应设法改变文字图案的颜或背衬底。另外,如果两种都有些透明的油墨相互叠加时,其颜也会互相影响,一种解决方法是尽量缩小重叠尺寸,减小影响;另一种方法是在其重叠部分加一深框线。
身份证保护套
标样本