تصميم مثالي لمفتاح الغشاء لتطبيقات عالية الموثوقية

نمط واحد لتجميع لوحة المفاتيح منخفضة المستوى هو لوحة المفاتيح الغشائية المرنة التقليدية حيث تتم طباعة دائرة التبديل على الشاشة. تتم طباعة أحبار البوليمر الفضية الموصلة على صفائح بوليستر مقاس 1.25 مم (0.005 بوصة). يتم فصل طبقتين متعارضتين من دوائر البوليستر بطبقة رقيقة من مادة لاصقة / بوليستر مع فتحة في موقع التبديل. يؤدي ضغط الإصبع في موقع التبديل إلى تشويه طبقة الدائرة الأمامية من خلال فتحة المباعد وإكمال الدائرة إلى طبقة الدائرة السفلية. يتم توفير الإحساس باللمس من خلال قبة معدنية أو قبة منقوشة مكونة من لوح بوليستر ، تسمى أحيانًا القبب المتعددة.

 

نظرًا لأن مجموعة تبديل الغشاء المطبوع المرن عبارة عن ورقة بوليستر ومواد لاصقة ذات طبقات. مجموعة المفاتيح ليست ذاتية الدعم ويجب تركيبها على دعامة صلبة. الدعامة الشائعة هي صفيحة معدنية مسطحة مثل الألومنيوم. تعد لوحات المفاتيح ذات المفاتيح الغشائية المرنة المطبوعة ذات الأبعاد الكبيرة والمثبتة على الألواح المعدنية شائعة في الصناعة. يمكن أن تعاني المفاتيح الغشائية الكبيرة ذات الألواح المعدنية من مشاكل الأداء وسلامة البناء عند استخدامها في بيئات أقل من مثالية.

 

 

مشاكل سلامة الأداء والبناء

ترتبط هذه المشكلات عمومًا باختيار المواد الهندسية – تعتمد جميع لوحات المفاتيح الغشائية المرنة المطبوعة على الشاشة على صفائح بوليستر مع موصلات فضية مطبوعة. البوليستر هو الفيلم البلاستيكي الوحيد الشائع الذي يمتلك ذاكرة فعلية للعودة إلى وضعها الطبيعي. بعد الضغط بالإصبع ، اتركه للإغلاق ، وافتح أسطح التلامس بالتبديل. بخلاف البوليستر ، سوف تتشوه الأغشية البلاستيكية الشائعة بشكل دائم بعد التشغيل المتكرر ولن تعود إلى الوضع الطبيعي لمفتاح الفتح عند إزالة ضغط الإصبع. يستخدم البوليستر عالميًا لمفاتيح الغشاء المرن المطبوعة على الشاشة لأنها المادة الوحيدة التي تعمل بشكل صحيح. اللاصق الحساس للضغط المستخدم في لوحات المفاتيح الغشائية هو لاصق أكريليك ولكن هناك مواد لاصقة أكريليك مختلفة يمكن استخدامها. تتميز كل مجموعة لاصقة من الأكريليك بخصائصها الخاصة بناءً على الأداء والتكلفة التي تتوافق عادةً مع الأداء. يتم استخدام مواد لاصقة الأكريليك منخفضة التكلفة فقط للأقل تكلفة. لوحات المفاتيح ذات الأداء الأقل المستخدمة في التطبيقات “غير المهمة” حيث يتم مقايضة أداء الحياة والأداء البيئي بتكلفة أقل.

حتى أفضل لوحات المفاتيح الغشائية المرنة المصممة والمصنعة على الشاشة يمكن أن تواجه مشاكل عند تركيبها على لوحات دعم معدنية حيث تكون لوحات المفاتيح والألواح المعدنية ذات أبعاد كبيرة.

 

الجاني هو الاختلاف في المعامل الحراري للتمدد بين شطيرة لوحة المفاتيح البلاستيكية / اللاصقة ولوحة الدعم المعدنية. مع ارتفاع أو انخفاض درجة الحرارة من درجة حرارة الغرفة ، يتسبب الاختلاف في معدلات التمدد في إجهاد محض في الواجهة بين لاصق الأكريليك المثبت على لوحة المفاتيح الغشائية واللوحة المعدنية. لاصق الأكريليك لديه أداء قوة قشر أفضل من القوة المطلقة. يمكن أن تتسبب دورات الإجهاد المتكررة في حدوث تشوه بين لوحة المفاتيح الغشائية ولوحة الدعم المعدنية. بمجرد أن يبدأ التفريغ ، لا يوجد حل عملي أو إصلاح.

 

 

مخاوف LED المركبة

يمكن أن يؤدي الإجهاد أو الاهتزاز أو الصدمة المطلقة إلى إلحاق الضرر بجزء آخر من لوحة المفاتيح الغشائية المطبوعة على الشاشة. تشتمل العديد من لوحات المفاتيح الغشائية على مصابيح LED مثبتة على السطح داخل شطيرة الغشاء. لا يمكن للدوائر الفضية والبوليستر المطبوعة تحمل درجات حرارة اللحام. يتم توصيل مصابيح LED بالدوائر الفضية المطبوعة بكمية صغيرة من الإيبوكسي الموصّل المملوء بالفضة.

 

في عالم مثالي ، يبدو ربط وتوصيل مصابيح LED بالدوائر الفضية المطبوعة باستخدام الإبوكسي الموصّل فكرة جيدة. ومع ذلك ، فإن إحدى المشكلات المتأصلة في فيلم البوليستر المستخدم في مفاتيح الغشاء المرنة هي قوة التصاق قوة التقشير لأحبار نسيج الطبقة الصلبة أو الحبر الرسومي أو الحبر المملوء بالفضة لموصلات الدائرة وهو أقل من المطلوب.

 

يمكن أن تحدث أعطال LED عندما تنتشر كسور الإجهاد بين الحبر الفضي والبوليستر في موقع LED أو على طول موصل الحبر الفضي بجوار LED. يبدأ الفشل في الحدوث كصدع إجهاد قد لا يتسبب في فتح دائرة كهربائية على الفور. عندما يتم تطبيق ضغوط إضافية أثناء الانحراف في درجة الحرارة ، يمكن أن تتطور الصدمات ، والاهتزاز ، والدوائر المتقطعة والمفتوحة مما يؤدي إلى توقف LED عن العمل. للأسف لا يوجد خيار عملي للإصلاح.

 

يمكن أن تحدث حالات فشل LED حتى عندما يتم تركيب الغشاء المرن على لوحة دعم معدنية. تخيل مشاكل الموثوقية التي يمكن أن تبدأ عند تركيب مصابيح LED في لوحات مفاتيح غشائية مرنة غير مدعومة. يتم الضغط بسهولة على لوحات المفاتيح غير المدعومة أثناء المناولة عند إزالتها من صندوق الشحن وفحصها وجردها وتجهيزها لخط تجميع الشركة المصنعة للمعدات الأصلية (OEM). قد لا تسبب الضغوط التطبيقية أي مشاكل فورية. لا تظهر مشاكل LED المتعلقة بإجهاد الخندق حتى يصبح المنتج في أيدي العميل. كلما تم اكتشاف الفشل لاحقًا ، زادت التكلفة الإجمالية للإصلاح أو الاستبدال.

 

تشتمل لوحات المفاتيح الغشائية المرنة على ذيل مرن يمثل جزءًا من نفس ورقة البوليستر التي تحتوي على موصلات الدائرة في شطيرة لوحة المفاتيح المصنوعة من البوليستر / اللاصق. يمكن أن يؤدي التجعيد أو التمزق أو التآكل أو الاهتزاز إلى إتلاف الذيل المرن أو نقطة النهاية في نهاية الذيل بسهولة. الطول الإجمالي للذيل المرن للوحة المفاتيح بالإضافة إلى حجم لوحة المفاتيح نفسها مقيد بالحجم الأقصى لورقة البوليستر المطبوعة التي يمكن طباعتها

تحديد المشكلة

القصد من مناقشة هذه المشاكل هو تحديد سبب الفشل وإيجاد حل. بدون معرفة سبب المشكلة ، يكون إيجاد حل دائم أكثر صعوبة. إذا لم يلتصق أحد الأجزاء جيدًا بجزء آخر ، فقد لا يكون المحلول أكثر التصاقًا. هذه مشكلة مواد هندسية كلاسيكية تبحث عن حل أفضل.

 

 

الحل: الانتقال إلى مادة صلبة ثنائي الفينيل متعدد الكلور

يتضمن الحل الأفضل استبدال أجزاء تصميم لوحة المفاتيح التي تسببت في حدوث المشكلات بدلاً من حلها. تمتلك Epec Engineered Technologies عقودًا من الخبرة في التصميم والتجميع مع استبدال الغشاء المرن ذي الطبقات المطبوعة بلوحة دوائر مطبوعة رفيعة جدًا يبلغ سمكها حوالي 0.5 مم (0.020 بوصة).

 

يتم تثبيت لوحة الدوائر المطبوعة على لوحة الدعم المعدنية بمادة لاصقة أكريليك عالية الأداء ، تشبه لوحة المفاتيح ذات الغشاء المرن ذي الطبقات. يعتبر المعامل الحراري لتمدد لوحة الدوائر المطبوعة أكثر ملاءمة للوحة الدعم المعدنية مقارنةً بساندويتش البوليستر / اللاصق. لا تتسبب الانحراف في درجة الحرارة والصدمات والاهتزازات في حدوث تشويش بلوحة مفاتيح لوحة الدوائر المطبوعة.

 

يمكن إكمال مجموعة لوحة مفاتيح الدوائر المطبوعة بتراكب رسومي أو أسطح مفاتيح مطاطية مصبوبة أو أسطح مفاتيح بلاستيكية مصبوبة كما هو الحال مع لوحة مفاتيح غشائية مطبوعة. لا تتأثر السماكة الإجمالية للتجميع لأن لوحة الدوائر المطبوعة الرقيقة تكاد تكون بنفس سماكة طبقة البوليستر / المادة اللاصقة.

 

 

فوائد إضافية لاستخدام لوحة دوائر صلبة في التصميم الخاص بك

يمكن دمج الأجزاء الإلكترونية الإضافية في مجموعة لوحة المفاتيح.

يمكن لحام مصابيح LED المثبتة على السطح مباشرة بلوحة الدوائر المطبوعة ، وبالتالي التخلص من دوائر LED المتقطعة أو المفتوحة الناتجة عن الإجهاد.

تم توسيع التوصيلات البينية للوحة المفاتيح بإلكترونيات التطبيق بشكل كبير حيث يمكن لحام مجموعة متنوعة من الموصلات على السطح الخلفي للوحة الدائرة المطبوعة من خلال القواطع الموجودة في لوحة الدعم المعدنية.

يمكن أن تكون الموصلات عالية الكثافة ، أو عبر الفتحة ، أو مثبتة على السطح ، أو مستقطبة ، أو مزلاج ، أو محمية.

يمكن أيضًا تثبيت المكونات الإلكترونية مثل المقاومات والمكثفات والصمامات الثنائية وحتى الدوائر المتكاملة في الجانب الخلفي من الدائرة المطبوعة.

نحن نستخدم ملفات تعريف الارتباط لنمنحك أفضل تجربة ممكنة على موقعنا. بالمتابعة في استخدام هذا الموقع، فإنك توافق على استخدامنا لملفات تعريف الارتباط.
قبول