Conception d'interrupteurs à membrane : le guide définitif

En ce qui concerne la conception des interrupteurs à membrane, il y a beaucoup de choix à faire. Quels matériaux devez-vous utiliser ? Quel type de circuit est le meilleur? Comment créez-vous le joint parfait? Dans ce guide définitif, nous vous guiderons à travers toutes les étapes nécessaires pour créer un interrupteur à membrane de haute qualité.

Table des matières

Nous commencerons par les bases, puis plongerons dans des techniques plus avancées afin que vous puissiez créer un commutateur parfaitement adapté à votre application. Commençons!

Qu'est-ce qu'un interrupteur à membrane ?

Commutateur à membrane

Un interrupteur à membrane est un interrupteur marche/arrêt imprimé sur une feuille souple (membrane) à l'aide d'encres conductrices. Le circuit est imprimé dans un motif interdigité spécial qui se traduit par des circuits ouverts. La couche supérieure du clavier abrite des pastilles conductrices qui ferment ces circuits lors de la pression des touches. Il est le plus couramment utilisé dans la fabrication de claviers en caoutchouc de silicone.

Un commutateur à membrane typique se compose de plusieurs couches d'adhésif, de plastique et de silicone. La couche supérieure de tout interrupteur à membrane est une superposition graphique. Dans le même temps, la couche inférieure est presque toujours une forme de mastic ou d'adhésif.

Outre les bases flexibles, interrupteurs à membrane peut également être imprimé sur des PCB (Cartes de circuits imprimés). Le support PCB confère rigidité et durabilité au commutateur à membrane. Le circuit imprimé n'est pas flexible mais fait indéniablement partie de la famille des interrupteurs à membrane puisqu'il fonctionne sur le même principe de base.

Exemples

Un interrupteur à membrane peut être utilisé dans n'importe quelle application nécessitant un clavier à profil fin. Les exemples les plus courants de commutateurs à membrane sont les suivants.

  • Télécommandes TV
  • Boutons de tableau de bord de voiture
  • Claviers à membrane
  • Etc

Types de commutateurs à membrane

Les interrupteurs à membrane peuvent se présenter sous différentes formes et formes. La plupart des changements se présentent sous la forme de considérations de conception. Voici les types de base des interrupteurs à membrane.

1. Interrupteur non tactile

claviers conducteurs

Les commutateurs à membrane non tactiles comportent une pastille conductrice au bas de la couche du clavier. Ces pilules combinent de minuscules particules conductrices dans une base de caoutchouc non conductrice.

Chaque touche a une pastille conductrice en dessous, et en appuyant sur la touche, la pastille entre en contact avec le circuit. Une fois que la pilule entre en contact avec le circuit, elle ferme immédiatement le circuit ouvert, ce qui entraîne une fonctionnalité marche/arrêt.

Le boîtier le plus courant pour les pilules conductrices est une fine couche flexible de clavier en silicone. Ce silicone plus fin n'a pas un bon retour tactile. D'où le schéma de nommage non tactile.

La rétroaction tactile est la réponse physique du clavier à la pression d'un bouton. Vous pouvez considérer le retour tactile comme une petite bosse que vous ressentez lorsque vous appuyez sur un bouton.

Claviers en caoutchouc conducteur

Les interrupteurs non tactiles utilisent une pastille conductrice pour déclencher le circuit "On" ou "Off". Lorsque ce type de commutateur est assemblé dans un clavier, il devient un clavier à membrane non tactile. Vous verrez souvent un clavier à membrane non tactile appelé clavier en caoutchouc conducteur.

La construction du clavier pour un interrupteur non tactile est beaucoup plus facile et moins chère. Ce qui les rend très populaires parmi les concepteurs de claviers.

2. Interrupteur tactile

claviers non conducteurs

Les interrupteurs tactiles utilisent des dômes métalliques conducteurs pour activer/désactiver le circuit. Ces dômes métalliques ont une résistance à la déformation plus élevée, ce qui se traduit par un claquement net lors de la pression d'une touche.

Les dômes métalliques sont plus résistants que les pilules conductrices. Ce qui les rend particulièrement utiles pour les applications dans des environnements difficiles. Les tailles de dôme vont de 4 mm à 25 mm et sont disponibles en différentes épaisseurs et forces d'actionnement. Les dômes en polyester sont une alternative moins chère aux dômes métalliques. Ils offrent un retour tactile comparable à celui des dômes en acier inoxydable, mais ont une faible résistance thermique.

Claviers en caoutchouc non conducteur

Les claviers en caoutchouc non conducteur agissent comme des actionneurs mécaniques poussant contre le dôme métallique. La base conception de ces claviers est très similaire aux claviers conducteurs. Les deux seules différences résident dans l'épaisseur du silicone et les pilules conductrices.

Les claviers non conducteurs n'ont pas besoin de pilules maison et utilisent du silicone plus épais pour la construction. Ces claviers sont préférés pour leur réponse tactile supérieure et leur longévité.

Claviers en caoutchouc de silicone conducteurs ou non conducteurs : lequel choisir ?

Commutateur soutenu par PCB

Commutateur soutenu par PCB

Certains commutateurs à membrane utilisent un substrat rigide comme base pour le circuit. Au lieu d'imprimer le circuit sur une feuille de PET souple, vous utilisez une carte composite rigide. La carte fournit une résistance structurelle au clavier.

Le PCB sert également de surface de montage pour des composants électriques supplémentaires. Les commutateurs sur circuit imprimé facilitent le travail des ingénieurs en conception électronique. Un PCB est compatible avec les commutateurs tactiles et non tactiles.

Le PCB n'est pas un type d'interrupteur à membrane. Au lieu de cela, c'est un choix matériel. Ce guide de conception d'interrupteurs à membrane ne considérera les PCB que comme un complément aux interrupteurs tactiles et non tactiles.

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Comment concevoir des commutateurs à membrane

Commutateur à membrane

La conception de votre propre interrupteur à membrane nécessite une attention particulière, y compris des considérations telles que l'analyse des coûts, la sélection des matériaux et la finition de surface. Ce sont parmi les facteurs les plus importants à prendre en compte lors de la création d'une conception d'interrupteur.

Type de commutateur

Comme indiqué précédemment, un interrupteur à membrane a deux types principaux. Sélectionnez le type de commutateur qui convient le mieux à votre application.

Voici un tableau simple résumant la différence entre les deux types de commutateurs.

Interrupteurs tactiles Commutateurs non tactiles
PrixMeilleure performance du bétonCoût en adjuvantation plus élevé.
Épaisseur du clavierPlus épaisDiluant
Retour tactileExcellentMauvais
DurabilitéMeilleure performance du bétonCoût en adjuvantation plus élevé.
ConductivitéNon conductriceConductive

Les choix de conception de commutateur supplémentaires incluent les bases de circuit PCB ou PET. Les commutateurs à circuit imprimé sont votre seule option si votre application nécessite une conception de clavier robuste.

Sélection des matériaux

interrupteur à membrane

Différentes parties d'un interrupteur à membrane peuvent être construites à l'aide de différents matériaux. Voici quelques choix de matériaux de base pour la conception des interrupteurs.

Matériaux de superposition

La superposition est une fine couche de matériau qui repose sur le commutateur à membrane. Il agit comme une interface pour le commutateur et comme une toile de conception visuelle et graphique. Les couches de recouvrement peuvent être composées de divers matériaux.

  1. Le polycarbonate (PC) est un choix de matériau populaire pour les conceptions de superposition. Vous pouvez facilement découper le PC. Il convient également à l'impression et au gaufrage. Le polycarbonate est un matériau économique adapté à presque toutes les applications.
  2. Le polyester est une bonne alternative pour les conceptions de superposition. Outre sa flexibilité et sa longue durée de vie, il possède des propriétés de résistance chimique décentes.
  3. Les claviers en silicone sont une bonne alternative aux revêtements en plastique. Il a un toucher doux et des touches individuelles distinctes.

enrobage

Les matériaux de superposition sont assez solides dans la plupart des situations, mais ils s'useront avec le temps. Le revêtement du revêtement dans un matériau plus dur est un moyen simple d'augmenter la durabilité. Il existe trois types courants de revêtements durs.

  • Texturé : Utile pour masquer les marques d’empreintes digitales.
  • Brillant: Excellente résistance aux rayures et utile pour minimiser l’éblouissement.
  • Protection UV: Protège la superposition de la décoloration ou de la décoloration sous la lumière du soleil.

Matériaux d'encre

Encre conductrice

L'encre conductrice est un mélange d'une base liquide et de minuscules particules conductrices. Les particules sont uniformément réparties sur l'encre, ce qui rend l'encre électriquement conductrice. Les chemins de circuit imprimés à l'aide d'encre conductrice sont essentiellement des fils minces.

Les matériaux conducteurs suivants se trouvent couramment dans les encres d'impression de circuits.

  1. Cuivre
  2. Argent
  3. Graphite (Carbone)

Le cuivre a une conductivité électrique plus élevée mais est également considérablement coûteux. Ainsi, le cuivre est souvent limité à des applications spéciales où les performances électriques sont un facteur clé.

Matériaux de couche de circuit

La couche de circuits est la base sur laquelle les schémas de circuits sont imprimés, à l'aide d'encres conductrices. Ces couches peuvent être réalisées en utilisant presque n'importe quel matériau tant que les circuits imprimés sont cohérents.

  1. Polyéthylène téréphtalate (ANIMAL DE COMPAGNIE)
  2. Oxyde d'étain d'indium (ITO)
  3. Panneaux composites (PCB)

Le PET et l'ITO sont des plastiques souples. Ils sont très courants dans les conceptions d'interrupteurs à membrane. L'épaisseur typique des couches de circuit est comprise entre 0.003 et 0.010 pouces (0.076 et 0.254 mm). Ces matériaux ont une durabilité et une flexibilité supérieures, ce qui en fait d'excellents choix pour les applications extérieures.

Les commutateurs à base de PCB sont préférés pour leur rigidité accrue. Ils sont idéaux pour les applications hautes performances où le clavier n'est pas stationnaire, comme une télécommande sans fil.

Conceptions de superposition graphique

interrupteur à membrane

Les superpositions graphiques peuvent être personnalisées de plusieurs manières. Nous avons discuté précédemment des choix de matériaux pour lesdits recouvrements. Mais maintenant, concentrons-nous sur les éléments de conception imprimés sur les revêtements en polycarbonate. Votre choix de conception de superposition affectera les coûts de commutation.

Voici les techniques les plus courantes pour imprimer des superpositions graphiques.

Sérigraphie

La sérigraphie est le processus d'utilisation d'un maillage fin au pochoir pour appliquer de la peinture sur une surface. Les sérigraphies sont largement utilisées dans l'industrie des interrupteurs, en particulier dans l'impression de légendes sur des superpositions graphiques.

Les légendes sérigraphiées sont résistantes et peuvent durer des décennies sans se décolorer ni s'user. La sérigraphie peut également aider à ajouter de la couleur à vos superpositions graphiques. Étant donné que la sérigraphie est une méthode de peinture sur une surface, elle est compatible avec les superpositions graphiques en PET et en silicone.

Gaufrage

interrupteur à membrane

Le gaufrage est le processus de création de motifs de surface en relief. Le gaufrage donne une finition texturée aux superpositions graphiques.

Le gaufrage est généralement plus cher que les motifs sérigraphiés. Et offre très peu d'avantages par rapport à la sérigraphie ou à l'impression numérique.

Le gaufrage est réservé à des applications particulières, comme l'ajout de textures braille pour une meilleure accessibilité. Presque tous les interrupteurs à membrane du marché ont de petites zones en relief autour des touches. De plus, vous pouvez utiliser le gaufrage pour ajouter une touche premium à votre superposition graphique.

Gravure Laser

Comme son nom l'indique, la gravure au laser utilise un laser de grande puissance pour graver un motif ou un dessin dans la superposition graphique. La gravure au laser est l'opposé du gaufrage, ce qui donne des légendes gravées au lieu de celles en relief.

La gravure au laser ou la gravure au laser est une méthode populaire pour conférer des motifs permanents à la superposition graphique. Les motifs sérigraphiés peuvent durer très longtemps. Ils ne se faneront jamais naturellement, mais ils peuvent être rayés. Les motifs gravés au laser sont gravés dans le matériau et la suppression du lettrage nécessite la destruction de la couche graphique.

tolérances

Commutateur à membrane

Les tolérances sont des lignes directrices pour la charge maximale autorisée pour une propriété donnée. Les tolérances dimensionnelles sont définies comme le pourcentage de la longueur totale.

Une tolérance de « +/- 0.01 mm » pour un interrupteur à membrane de 10 mm de long signifie que la longueur totale de l'interrupteur à membrane sera comprise entre 9.99 et 10.01 mm.

Tolérances mécaniques

La plupart des interrupteurs à membrane sont découpés à l'aide de matrices en acier. Les matrices ont une tolérance interne de 0.005 ». Ces tolérances sont susceptibles d'évoluer en fonction de certaines dimensions. Voici les tolérances standard pour le processus de fabrication des interrupteurs à membrane.

  • Standard +/-0.015″
  • Dimensions critiques +/-0.010″ (Périmètres et découpes)
  • Tolérances de coupe de trou +/-0.005″ (Centre du trou au bord du trou)

Les couches de commutation sont généralement plus petites que la superposition. Toutes les couches sous la superposition seront insérées à 0.015″, à partir de tous les bords et découpes.

Tolérances de découpe laser

La tolérance standard pour la découpe au laser est +/-0.002″. La découpe au laser est recommandée pour les productions à faible volume car elle contourne le coût de l'outillage.

Tolérances d'actionnement

Les forces d'actionnement typiques requises pour les interrupteurs à membrane sont de 170 à 680 grammes. Les technologies à deux dômes auront des spécifications de performances de base plus élevées.

  • Dômes en polyester : 400-680 g
  • Dômes en acier inoxydable : 340-510 g

La valeur Tolérances d'actionnement standard est +/- 85 g

Conception de circuits

Conception de circuits

Une conception de circuit appropriée se traduira par une disposition plus efficace des touches et des écrans LCD. Les circuits doivent être conçus pour maximiser l'efficacité de l'espace d'un commutateur.

Disposition du circuit

Votre circuit doit être conçu de manière à ce que chaque clé soit à au moins 1 mm l'une de l'autre. Une distance appropriée se traduira par une force d'action appropriée pour chaque interrupteur. Cela empêchera également toute pression de touche nécessaire.

Une configuration matricielle est généralement la disposition préférée pour tout guide de conception d'interrupteurs à membrane. Une partie de la raison est de permettre aux trous de localisation d'être mieux placés dans les clés aux nœuds de la matrice. Les dispositions matricielles font partie des conceptions de disposition de circuit les plus simples, car toutes les touches sont disposées de manière adjacente.

Une conception inutilement complexe augmentera le coût unitaire global d'un interrupteur à membrane.

Connecteurs de queue

Connecteurs de queue

Un connecteur de queue est la partie la plus importante de tout guide de conception d'interrupteur à membrane. La queue transporte les informations d'activation/désactivation du circuit vers l'appareil.

Les connecteurs de queue ne doivent pas être conçus pour se froisser ou se plier lors de l'installation. Un connecteur arrière endommagé entraînera un interrupteur défectueux.

Voici les connecteurs de queue courants utilisés dans les conceptions d'interrupteurs à membrane.

  1. Connecteur Berg/FCI
  2. Connecteur Molex
  3. Connecteur CrimpFlex
  4. Onglets de soudure
  5. Connecteur d'ampli
  6. Connecteur ZIF
  7. Connecteurs mâle/femelle

Découpes d'affichage

Les découpes ou les fenêtres d'affichage ne sont pas nécessaires pour un guide de conception d'interrupteur à membrane car elles sont souvent des choix de conception facultatifs. La plupart des appareils utilisent un panneau d'affichage séparé et un panneau de commutation séparé.

Mais si votre application nécessite l'intégration d'un écran LCD/LED dans un interrupteur à membrane, vous avez besoin de découpes d'affichage.

La fenêtre d'affichage est la fenêtre transparente intégrée à un interrupteur pour permettre à l'écran LCD de briller. Tout ce qui se trouve sous les fenêtres d'affichage doit avoir la forme LCD découpée.

Les fenêtres d'affichage peuvent avoir une caractéristique antireflet pour améliorer la clarté visuelle et inhiber les marques d'empreintes digitales. Votre écran LCD doit être aussi proche que possible de la fenêtre. Plus votre écran LCD est éloigné de la fenêtre, plus la distorsion visuelle se produira.

Les visuels seront éligibles si votre LCD est à 1.5 mm de la fenêtre d'affichage. Mais pour toute distance supérieure à 1.5 mm, vous aurez besoin de fenêtres à revêtement antireflet ou brillant pour compenser la distorsion visuelle.

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Rétro-éclairage

rétroéclairage de l'interrupteur à membrane

Le rétroéclairage est une caractéristique importante qui améliore l'efficacité globale d'un interrupteur à membrane. Le rétroéclairage fournit un éclairage doux aux interrupteurs à membrane, augmentant de manière exponentielle la visibilité nocturne.

Pour rétro-éclairer correctement un interrupteur à membrane, une superposition transparente est nécessaire, et après la sérigraphie, toute zone non imprimée restante agira comme un passage de lumière.

La source réelle du rétroéclairage peut être personnalisée en fonction des préférences de l'utilisateur. Voici quelques options de rétroéclairage courantes pour un interrupteur à membrane.

Fibres optiques

Les fibres optiques offrent de nombreux avantages pour le rétroéclairage d'un interrupteur à membrane.

  • Low Profile
  • Faible consommation d'énergie
  • Éclairage uniforme
  • Résistance EMI et RFI
  • Longue durée de vie (jusqu'à 100,000 XNUMX heures)

De plus, les fibres optiques sont excellentes pour le déploiement dans des environnements difficiles. Ils ont une large plage de températures de fonctionnement et sont bien adaptés aux environnements à forte humidité et humidité.

Lampes électroluminescentes (EL)

Les lampes électroluminescentes sont des matériaux qui émettent de la lumière lorsqu'ils sont exposés à un champ électrique puissant. Contrairement à la plupart des luminaires, les lampes EL ne fonctionnent pas sur la conversion de l'énergie thermique en lumière.

  • Conception compacte
  • Réduction des coûts
  • Demi-vie (3,000 8,000 à XNUMX XNUMX heures)

Les lampes EL se dégradent lentement avec le temps. Lorsque le matériau atteint sa demi-vie, la luminosité commence à s'estomper.

Diodes électroluminescentes (DEL)

Les LED sont l'option standard pour la plupart des applications à profil bas. Ils peuvent être installés dans presque toutes les applications, mais certaines bénéficieront davantage de leur utilisation.

  • Robuste
  • Brillanti
  • Faible consommation d'énergie
  • Longue durée de vie

Les LED ne sont pas livrées avec un diffuseur intégré, ce qui entraîne souvent des points lumineux.

Caractéristiques électriques

Un interrupteur à membrane peut avoir un certain nombre de variations et de personnalisations pour s'adapter à différentes applications. Mais certaines spécifications générales restent les mêmes.

biensSpécification
Tension et courant de contact de commutation28 V CC et 30 mA
Résistance de boucle maximale100 Ω
Configuration du commutateurUnipolaire unidirectionnel (SPST)
Contacter le rebond
Affichage (DEL/LCD)Valeurs spécifiques à l'unité.
Épaisseur de l'interrupteur non tactile (circuit)~ 0.75mm
Épaisseur de l'interrupteur tactile (circuit)> 0.75mm
TABLEAU DES SPÉCIFICATIONS ÉLECTRIQUES

Force d'actionnement

La force d'actionnement standard d'un interrupteur à membrane (170-680 g) est adéquate pour la plupart des applications. Cependant, des applications spécifiques peuvent nécessiter une force d'actionnement supérieure ou inférieure. Heureusement, la plupart des interrupteurs à membrane peuvent être facilement configurés pour différentes forces d'actionnement.

Voici un guide simple pour une force d'actionnement.

Force d'actionnementGrammes de forceDescriptionExemple
Force d'actionnement de la lumière85-170gAdapté à la saisie de données à grande vitesse.Systèmes de sécurité
Force d'actionnement moyenne280-400gForce de fonctionnement standard pour la plupart des applications.Équipement de test de dispositifs médicaux
Force d'actionnement élevée450-550gDissuadez les appuis accidentels sur les touches. Convient aux utilisateurs portant des équipements de protection, tels que des gants épais.Applications industrielles
TABLEAU DES FORCES D'ACTIONNEMENT

Blindage

Le blindage protège un interrupteur à membrane des interférences électriques inutiles, comme les ESD (décharge électrostatique) et les EMI (interférences électromagnétiques). Un interrupteur à membrane typique fonctionnera parfaitement sans blindage. Cependant, pour la plupart des applications hautes performances, il existe une différence significative dans la durée de vie des interrupteurs à membrane.

Types de blindage

Les trois types les plus courants de blindage des interrupteurs à membrane sont les suivants.

  • Feuille de blindage. Feuille de polyester ou d'aluminium laminée avec un matériau non conducteur.
  • Film de blindage transparent. Le blindage transparent est utile pour la protection des fenêtres. Ce type de blindage est également généralement plus coûteux.
  • Blindage sérigraphié. L'encre conductrice d'argent ou de carbone est imprimée dans un motif unique sur un interrupteur à membrane pour réduire les interférences électriques. Un motif de grille est couramment utilisé pour une couverture décente tout en utilisant la quantité minimale d'encre conductrice.

Mise à la terre du bouclier

Le blindage doit être mis à la terre afin de pouvoir décharger toutes les charges statiques accumulées. Il existe plusieurs manières de terminer/mettre à la terre le blindage d'un interrupteur à membrane.

  • Onglet Mise à la terre. Le blindage est connecté à une petite languette ou un goujon fixé à la plaque arrière ou au boîtier métallique. Il s'agit d'une méthode simple et fiable pour terminer votre blindage.
  • Mise à la terre du connecteur. Le blindage se termine au point de sortie arrière d'un interrupteur à membrane.
  • Mise à la terre complète du boîtier. Un interrupteur à membrane est recouvert d'un matériau de blindage sur tous les côtés. Cette méthode enveloppante est la forme la plus fiable de terminaison de blindage, mais elle est très coûteuse en raison des coûts de matériel et de main-d'œuvre supplémentaires.

Vos applications de commutateur à membrane déterminent votre choix de blindage et de terminaison.

Scellage

L'étanchéité des interrupteurs est une étape courante dans la phase de construction de la conception des interrupteurs à membrane. Comme son nom l'indique, un interrupteur à membrane est recouvert de matériaux étanches et non conducteurs et fermé hermétiquement. L'étanchéité améliore la longévité d'un interrupteur à membrane de façon exponentielle.

Joint

Le gaskeying est un autre type de technique d'étanchéité pour les interrupteurs à membrane. Au lieu de sceller l'ensemble de l'interrupteur, vous ajoutez un joint le long du périmètre de l'enceinte.

Propriétés de résistance chimique

Les interrupteurs à membrane sont généralement très résistants aux préoccupations environnementales. Mais des dommages chimiques peuvent survenir et détruire l'interrupteur de l'intérieur vers l'extérieur. L'étanchéité est une excellente méthode pour augmenter la résistance à la corrosion d'un interrupteur.

Couches adhésives

Commutateurs à membrane

Les adhésifs sont souvent le matériau le plus cher de tout interrupteur à membrane en volume. En raison de la nature discrète des interrupteurs à membrane, les vis et les clips sont inutilisables. Vous avez peut-être remarqué que ce guide de conception d'interrupteurs à membrane contient diverses références à l'étanchéité, à la fixation et au collage d'interrupteurs. Chaque couche de commutateur à membrane doit adhérer à l'autre à l'aide d'un adhésif puissant.

La norme de l'industrie pour les adhésifs vient de la 3M Société. L'excellent adhésif 3MP de 467M est le choix évident pour les surfaces lisses. Alors que les surfaces plus rugueuses bénéficieront de l'adhésif 3MP de 468M.

N'oubliez pas qu'il ne s'agit que de choix d'adhésifs standard. La conception de votre interrupteur à membrane peut bénéficier davantage d'un type d'adhésif différent.

Durabilité

La durabilité d'un interrupteur à membrane se mesure en cycles. Chaque cycle correspond à un appui complet sur une touche. Le cycle de vie global d'un interrupteur à membrane doit être d'environ 1,000,000 XNUMX XNUMX de cycles.

Essais de cycle de vie

Les tests de cycle de vie sont un moyen simple de déterminer la durabilité du commutateur. Si vous utilisez du polycarbonate pour votre membrane, testez son cycle de vie avant de finaliser les spécifications. Si les données du cycle de vie indiquent une défaillance avant le 1,000,000 XNUMX XNUMXe cycle, le PC n'est pas un matériau adapté à votre conception particulière de commutateur à membrane.

Vous pouvez également utiliser les tests de cycle de vie pour les revêtements de matériaux et les choix d'adhésifs. Certains matériaux se traduiront par un cycle de vie supérieur pour certaines applications. Alors que ces mêmes matériaux se traduiront par un cycle de vie plus pauvre pour une application différente.

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Construction de l'interrupteur à membrane

Construction de l'interrupteur à membrane

Les interrupteurs à membrane sont un ensemble de couches collées ensemble pour former une seule interface homme-machine. Le véritable interrupteur n’est que le circuit imprimé. Cependant, sans aucune couche supplémentaire, le circuit imprimé ne peut pas fonctionner.

Voici les couches de base impliquées dans la conception de l'interrupteur à membrane.

Couche 1 : Superposition graphique

La superposition graphique se trouve sur le dessus de tout interrupteur à membrane donné. La couche graphique étiquette toutes les touches individuelles et des instructions supplémentaires pour le fonctionnement de l'appareil. La sérigraphie et l'impression numérique sont toutes deux des options viables pour les superpositions graphiques.

Couche 2 : Adhésif de superposition graphique

Cette couche adhésive maintient la superposition graphique fermement attachée au commutateur à membrane. Cette couche abrite des trous d'aération pour les commutateurs de dôme, permettant une circulation d'air appropriée après chaque pression de touche.

Couche 3 : circuit supérieur imprimé

Le circuit est imprimé sur cette couche à l'aide d'encres conductrices. Cette couche peut être constituée de PET flexible ou du bon PCB. Il est important d’aligner le plus possible cette couche et la couche graphique. Des calques incompatibles entraîneront des erreurs de clic.

Couche 4 : Couche de séparation

La couche de séparation est un ajout facultatif à tout guide de conception d'interrupteur à membrane. Mais pour la plupart des utilisateurs, il est préférable de ne pas sauter cette étape. Les couches de séparation garantissent que le circuit imprimé n'entre pas en contact avec des composants électroniques supplémentaires dans un interrupteur à membrane.

Couche 5 : Circuit inférieur imprimé (facultatif)

Certains commutateurs complexes nécessitent plusieurs couches de circuit pour contenir le nombre maximum de clés dans un boîtier plus petit. Une couche non conductrice sépare les deux couches de circuit.

Couche 6 : couche adhésive

Une couche adhésive est utilisée pour fixer le commutateur à membrane à une plaque arrière ou à un support de montage.

Couche 7 : plaque arrière

Une plaque rigide se fixe à la base d'un interrupteur pour augmenter l'intégrité structurelle. Les plaques arrière sont facultatives car la plupart des commutateurs à membrane sont fixés directement à la machine hôte. Les interrupteurs muraux utilisent un support de montage séparé au lieu d'une plaque arrière.

Couche 8 : Blindage (facultatif)

Le blindage est souvent combiné avec la plaque arrière pour fournir une protection EMI et ESD.

couches de commutation non tactiles
couches de commutation tactiles

Conclusion

La conception d'interrupteurs à membrane nécessite une compréhension approfondie de la science des matériaux et des processus de fabrication, ainsi que des compétences créatives en résolution de problèmes. Il est essentiel pour les professionnels de l'industrie de se tenir constamment au courant des dernières tendances, réglementations et normes.

La conception d'interrupteurs à membrane est un domaine passionnant et évolutif, et il est crucial de garder à l'esprit l'objectif ultime de créer un interrupteur durable, fiable et rentable.

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