各种按键的结构设计.docx

按键的结构设计按键一般来说分两种，橡胶类和塑料类。橡胶类用的最多的是硅胶，塑料类指的是我们常用的塑料料，比如ABS，PC等。我们在设计按键时，首先要考虑是，当按键设计未理想时，可能发生什么问题（我总结了以下几点）：（一）按键按下时，卡在上盖部份，弹不回来，造成TACT SW失效.（二）按键用力按下时，整个按键下陷脱落于机台内部.（三）按键组立完成后，TACT SW就直接顶住按键，致使按键毫无压缩行程，造成TA CTSW失效.（四）按键按下时，接触不到tact SW，致使无法操作.（五）无法在按键面每一处按下，均获得TACT SW动作（尤其是大型按键较易发生）.（六）外观设计未考虑周详，致使机构设计出之按键，使用时极易造成误动作.（七）按键上下或者是左右方向装反，亦或是位置装错（未考虑防呆）.（八）按键不易于装入上盖.（九）按键脱落出于机台外部.（十）按键未置于按键孔中心，即按键周围间隙不平均，此项对于浮动式按键是无可避免的，对于半或全固定式按键还需相当精度才可达到只有尽可能的考虑周全，设计出来的产品才可能好，这也就是我们常说的设计要做DFMEA。现在先说橡胶类的按键设计（主要是硅胶按键的设计）：按键整个都是用硅胶（silicon Rubber）押出，内底部附着一颗导电粒一起成 型，其优点为：A. 按键顶为软性，操作触摸时，手感较舒服.B.可将数个按键一起同时成型，且每个按键 可有不同之颜色，供货商制作时较快，且产量也较多，机台组立时也较快，节省工时.C.表面不会缩水.其缺点为：A. 按键操作按下时，无有用TACT SW之清脆响声，较无法用声音判别是否有动作.B. 按键用力按下时，较易卡在上盖部份，弹不回来.C. 按键周围间隙较不易控制，此种是属于全固定式按 键中之软性按键，间隙不易控制到一 样.其作用原理为利用按键内底部附着之导电粒压下，使PCB上两条原本不相导通之镀金铜箔， 藉由导电粒连结线路导电使其相通（如图所示）补充几点；1. Tack switch焊锡浮高，将按键顶死2. 小按键力臂过短或塑料料无韧性，导致按键荷重过高。3. 小按键电镀后行程变小，死键4. 小按键触感面过小，会出现滑位，触感面过大，会压到Tack switch其它部位死键还有好多，想不起来了要合理的设计硅胶按键，就必需了解其特性，我有总 之前有用到的硅胶特性，见下图矽橡膝之物理特性2-1 1 6-1 0 小会1 o 34R1 1 7-K-:.6。口外船乳白色只 半透明乳白色p 半透明，灰白色中灰白色口躁"S色口1-121-151-221-301 -2 Ip画芸（_J I S A）4 Of5 M6 0，7。村74尸平方公分）7 5户9 07 3中6 850延14 53 4 0小2 8 02 0 01i4 03 -"3 - 43 - 0己3-0 丁麝11，1 31 320平方公分）1 1 p11如111 P便Illi an） s）2 0 0-2 60-2 30-29 0-2 7 0-340*3 3 0-4 0 0-5）。/超土匣）15 .1X1 "15.ixi °早15 .ixi g15.ixi 01日15 .1 OpJ99 4JSLB/9 4J&B/9 4且,59P4引&飘力，2。至5 0 0公竟少於2 0 0晒口细遇聊5。醴3。磁，判程旅卧曲<F2 Qmi 8 °度，眦"35 0度，直£0 2伏眄，富5尊培，05秒，2 0 0 0少於Z诙fi«S£<5 0 OfWCfil Q 的15?I： |!5?i = ragWBf於厘2 5至3 0 3 0仟瓦PE-Coixi橡膝蔑尺寸公差，橡倒辙作力公宕如0至 9 公Et0-10fiH50fitl5 公克1 (1至 1 9 公EtO - 1 5 理“7 5:22。公克，2(1至2 9公EtO - 2 0理口1 00£t2 5公克，3(1至3 9公MtO 2 5御口1 2 5:23 0公克，4(1 至 4 9 公Et。- 3Q 趣口1 5 0it35 公克，5(1 公，6%典,1 75fi£t40'所E:上述所有朝篮F走品之参考；特殊用途之鞭"一上七巳理m葛周波锵啊口以下为导电粒之类型按键表面之印刷要求及耐磨要求:III案偏匚、±0.3uuil a = 0.5fiffl±0.1 5fi-H,I, Jx=Q.5公厘或门5公届耐磨耗性-所有印刷必需通球以最低磨耗5周波 磨祺航料5钎以下是一款腕式血压计的rubber key的具体结构设计;排tJ苒3-1朗起排源如图所示，硅橡胶按键在设计失当时，最容易发生按键单 边用力压下时，卡在上盖孔边内；E口刷宣路板 7匕虞玄胃去足狗八空因应之道为如图所示；1. 上盖按键孔周围之厚度至少要有1 . 5倍压缩行程以上的尺寸，按键周围孔之单边间隙至少要0 . 3 mm以上至0 . 7 mm最大.以上之做法均是在减少卡键之机会；2. 按键底部PCB确实固定之；3. 压缩行程之距离不可过小，至少0.5 mm以上；4. 压缩行程之距离不可过大到与弹性斜边高度，使两者无法搭配，以致产生导电粒接触不到P CB上之镀金铜箔的错误；5. 需视按键面积大小，适度增加设置导电粒，原则上是一个指头能够涵盖住的按键设置一颗导 电粒，1.5倍指头宽设置2颗导电粒；6. 硅橡胶按键较TACT SW不灵敏，所以比较不会造成误动作；7. 按键底部之固定片的外形或定位孔位置不要设置成对称形；. 至少0.3 mm以上各部尺寸说明(a) 按键外周半径1 . 9 mm以上.(b) 最小半径为0.3mm.(c) 最小内周半径为0 . 2 mm.(d) 橡胶圆顶边缘及定位孔之距离最少1mm以上.(e) 定位孔直径最少1mm以上.(f) 弹性斜边，高，宽度典型1mm.(g) 橡胶圆顶侧面边缘最小半径为0.25mm.(h) 橡胶圆顶面边缘最小半径为0 . 2 mm.排气沟:排气沟之目的在于当按键按下时，要使得导电粒周围之空气可以排出，按键按下才不会发生阻力过大或段落感不明显之现象，排气沟之设置为按键四周均有最好，宽度为适度的大，高度0 .3 mm.以上入rubber key的设计心得，非常片面，希望对大家有帮助！下面介绍几种硬胶类按键的结构设计;第一种为半固定，杠杆式按键;1. 如按键与按键孔间之a处需保持适当间隙，又按键卡钩与PCB间之a处需保持净空，以免按键按下时，卡钩勾到其他电子零件而弹不回；2. 上盖设有如b处之挡片，按键不致下陷脱落；3. 上盖设有如c处之限高肋，防止PCB位置上偏又如按键与tact sw间之c处保持一 小段安全间隙，即可防止tact sw顶住按键；4. 如el处是属固定侧，在此按下，需极大力量tact sw才会动作是属正常，其他防止 之道为首先在下盖设有如d处之限高肋，防止PCB位置下陷，又如附图8之e2所示，距离不够时，当按键按到底时，还是接触不到tact sw，解决之道为如小图8所示之关系图；5. 上盖如el处与b之挡片间的间距需大于按键的厚度，使其易装入；6. 按键设有如i处之倒钩，钩住上盖，即能防止按键往外脱落，7. 因为是采取半固定式，所以按键周围间隙都能保持固定而不飘移设计时e2需最少距离=1距离x（c + tact sw之压缩行程）：k距离第二种亦为半固定杠杆式按键;图10为按键部份组装爆炸下往上观看立体彩图.图11为按键部份组装爆炸上往下观看立体透视彩图1.如A处，无保持适当间隙，致使按键按到tactsw时，此处按键与上盖就早已发生干涉（如E处）而卡住弹不回；2. 按键H处曾发生过断裂（使用时按键用力按下发生）及按键与上盖接合之I处是先用溶剂涂 抹接合处再用卯合（此处亦也会脱落）解决之道为增厚按键H处，及加大加粗卯合处之上盖圆 柱；3. 按键与tact sw间之C处保持一小段安全间隙，即可防止tact sw顶住按键；4. 当B处距离不够，按键按到底（如F处）时，还是接触不到tact sw（如G处），解决之 道一样是设计出正确之B距离；5. 按键高度没有延伸到上盖之顶面缘，如此就不会因稍为碰触到就误开机；6. 虽然是采取半固定式，按键周围间隙照理讲都能保持固定而不飘移（如右上图），但因为之 前（3 1）A处卡键，所以此处距离就加大，因模具全部都已开好，且考虑之下只有将按键 偏一边，即D<A （按键卯合用孔距离缩短最好改模）设计时B需最少距离=K距离x（C+tact sw之压缩行程）-J距离2.第三种为全浮双卡钩式按键;图13为按键部份组装爆炸上往下观看立体透视彩图；图14为按键部份组装爆炸下往上观看立体彩图；现在针对按键问题说明请参考附图15之各指示处;1. 按键与按键孔间亦需保持适当间隙，又按键卡钩与PCB间之A处需保持净空，以免按键按 下时，卡钩勾到其他电子零件而弹不回；2. 上盖设有如B处之挡片，按键不致下陷脱落；3. 上盖设有如C1处之限高肋，防止PCB位置上偏又如按键与tact sw间之d处保持 一小段安全间隙，上盖与卡钩间之C处亦保持一小段安全间隙即可防止tact sw顶住按 键；4. 按键与上盖挡片B之间距离如D处，需大于d+tact sw之压缩行程（D在可允许的 范围内，尽可能适当的大，只有好处，没有坏处）；5. d处之一小段安全间隙，可使F处之高度缩小，可减少稍为碰触到就误动作之机会；6. 全浮双卡钩式按键容不容易装入上盖，全凭借着两种设计重点一A. 卡钩是否有足够的弹性，韧性，当按键压入上盖按键孔时，两片卡钩能够容易的往内缩， 到达定位后，卡钩又能轻易的自动弹回原状，达到组立之目的；B. 按键之卡钩与十字肋间的距离a，设计时之距离需能在卡钩装入上盖时所用掉之距离b后， 又有剩余之距离 。，此目的在于防止当按键压入上盖按键孔时，卡钩碰到十字肋后而无有效 空间及距离使卡钩能够进入按键孔内如上右附图16所示；7. 有按键双卡钩（如附图15之C处）钩住上盖不致脱出于机台外部；第四种为全浮翘翘板卡钩式按键;此种设计大都用于：大型按键（指按键宽度大于约2倍食指头宽度）；特大型按键（指按键宽度大于约2倍食指头宽度以上者）；此种按键设计最大的挑战就是，需要在按键面每一处按下，均能获得TACT SW动作（3 5所述），且又不会按键卡住 （3- 1所述），间隙又能保持均衡（3 10所述），以设计面及使用者操作面来讲，这是最 理想之设计.图19为按键部份各零件组立剖面视彩图.图2 0为按键孔需预留可压缩深度示意图（以下会有说明）.图2 1为按键孔需预留间隙示意图（以下会有说明）1. 按键与按键孔间亦需保持适当间隙（间隙之算法，以下说 明之），否则会如附图2 0之S处所示会有卡键之虞，又按键卡钩与PCB间之Q处需保持净 空，以免按键按下时，卡钩勾到其他电子零件而弹不回.间隙之算法，如下说明（请参考附图2 1各部说明），又如附图2 0中之R处，卡钩与上盖卡钩孔配合处亦须留出间隙，否则会有 卡键之虞，间隙之算法，方法原理同上，不再累述；2. 上盖按键孔内底部设有挡壁，按键不致下陷脱落；3. 上盖亦须设有限高肋，防止PCB位置上偏又如按键与tact sw间保持一小段安全间 隙，即可防止tact sw顶住按键（在此上盖与卡钩间就无须保持一小段安全间隙，因为 如有间隙的话，会增大如附图2 0中之P处距离，在使用时，按到按键的一边，按键的另一边 会翘起，如此外形不甚美观，可见卡钩在按键上设置的位置亦是一门学问；4. 按键孔可压缩深度预留足够，以及按键卡钩数量，位置设置妥当的话.在按键任意位置压下 时，一定会接触到tact sw的.按键孔预留可压缩深度其计算公式如下（请参考附图2 0各部 说明），在此须另外强调的是，因按键宽度是属于较长者，本身按键顶面可能会较有弹性，所 以在按键任意最远位置慢慢压下时，当按键十字肋顶面接触到tact sw顶面后按键再继续压下， 此时因tact sw有一使其动作之力（Actuating Force）的反作用力存在，tact sw并不会马上随着 按键压下而有所动作，直至按键压下的力量大于tact sw动作力（Actuating Forc e）才开始动作， 所以按键孔预留可压缩深度需把此因素考虑进去，意即压缩深度需再加深；5. 按键顶面高度没有高于上盖顶面高度，就不会因稍碰触到就误开机；6. 有按键卡钩钩住上盖不致脱出于机台外部；7. 按键周围间隙不平均，此项对于浮动式按键是无可避免的（须同时考虑3-1，3-5两项 要求），对于此项要求（间隙要平均），个人认为要花费相当时间去研究；按键孔预留可压缩深度=（N距离乘上tactsw处之总压缩行程）9M距离以上就是我个人对硬胶类按键的一点设计经验，不足之处，请各位包含！ 总算写完了！鬟鲤孔需留隙（每遽）二D-C如圈示X卡狗三角形尖黏到按键完成摩下外形最秘之水平距雕I如圈示C=卡物三角形尖黏到按简未厘下前外形最通虔之水平距雕其中C之距雕可由按鲤的K8+H中尺寸算出（或者可用AUTOCAD中DISTANCE指令直接黏取X1BX的距雕二"其中A之距酿同三角形尖黠到按鲤碍未圈下前外形最遗虑之直距雕其中b之距孔含肉厚深度-按键壁裕深度