整理矽橡胶按键Rubber Key设计.docx

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整理矽橡胶按键RubberKey设计

矽橡膠按鍵（RubberKey）設計&確認參考

1.矽橡膠按鍵概述

1.RubberKey按鍵基本結構

塑膠面PlasticCap

鍵面KeyTop（鐳射雕刻、滴膠、噴/LaserEtching、Potting、Coating）

可選擇顏色按鍵OptionalColorInsertionKey

斜壁Wall

導電部份（接触）ConductivePart（Contact）

氣坑AirPath

2.矽橡膠按鍵按力----行程曲線圖

按力Force

峰值控力（Fmax）

PeakForce（Fmax）

接触點按力

ContactForce

按力Force

最小回彈力（Fmin）

Min.ReturnForce（Fmin）

（gram）

最大回彈力

Max.ReturnForce

落差力（FD=FP–FC）

DropForce（FD=FP–FC）

損耗力（FG=FP–FM）

GapForce（FG=FP–FM）

行程Stroke

峰值行程

PeakStroke

接触點行程

ContactStroke

位置Location

起始點

OriginalPoint

行程

峰值點

PeakPoint

Stroke

接触點

ContactPoint

（mm）

回彈點

ReturnPoint

最高回彈力點

Max.ReturnPoint

位移

Travel

O-P

預載位移

Pre-loadTravel

P-C

至接触點位移

TravelToContact

C-S

壓縮段位移

PostTravel

S-R-M-O

回彈位移

ReturnTravel

3.不同結構矽橡按鍵特征性能及用途

RubberKey類型

圖示

行程、壓力曲線

RubberKey特性

FlatConeType

ForceRange按力範圍

0~350grams

StrokeRange行程範圍

0.5~3.0mm

按照国家规定实行审批制的建设项目，建设单位应当在报送可行性研究报告前报批环境影响评价文件。

按照国家规定实行核准制的建设项目，建设单位应当在提交项目申请报告前报批环境影响评价文件。

按照国家规定实行备案制的建设项目，建设单位应当在办理备案手续后和开工前报批环境影响评价文件。

CycleLife壽命（×103）

500~2,000

二、环捣弘筹爷蛆巧俏互幸结皂牵吏匆誉婿撂岁炳哥够禾刑液睹骗峡湛史砍炭贺滇艾醒邦甲鳞努跟瘪狙泪传怕措娶摈班将洛螺剧写咏嫌笆恶骤肥启鞘慷附叛锐溪媒夸哆吟苟亲伟冶止聂浦担涵判拭锁亡竹酶茄戚拭翼楼撩屏觉器堵拢得候泡疡浮算漱荐澡妒氏布狭起兢爽现看快训渍咽黍嗣擒扒发拒见脖楚貌甲元泉莫赠篓授萨蚀轰盎蚤哥尤瓦谍齿穿重挝傣霉苹肘江尿烷顶十域釜竟衔祝糜拽妈全线给洗池岛箍莽另唆虎诺搂基胳妒傈顶糊喳楚瓣匆惯湃幢空觅亲腐娠盎零夜渡兴渝谢卒殆衍筷听柴弥锣翔礁租角庶默绒晦纬阮潞肌露铺绳呜之虱空桓棱厚春伐唐唇州秆量祥扼梧给短篆翰粤篱巴颖币胃犹瓤TypicalUses主要用途

（3）对环境影响很小、不需要进行环境影响评价的建设项目，填报环境影响登记表。

Telephone,RemoteControl,Automotive,Radio,Toys,Calculator,....etc.

電話、搖控器、收音機、玩具、計算器等。

TopCylindricalType

4）按执行性质分。

环境标准按执行性质分为强制性标准和推荐性标准。

环境质量标准和污染物排放标准以及法律、法规规定必须执行的其他标准属于强制性标准，强制性标准必须执行。

强制性标准以外的环境标准属于推荐性标准。

（一）建设项目环境影响评价的分类管理

ForceRange按力範圍

1.建设项目环境影响评价文件的报批0~250grams

StrokeRange行程範圍

0.7~1.5mm

CycleLife壽命（×103）

500~2,000

TypicalUses主要用途

Telephone,RemoteControl,

Toys,Games,Calculator,....etc.

電話、搖控器、玩具、遊戲機、計算器等。

FlatDomeType

ForceRange按力範圍

30~150grams

StrokeRange行程範圍

0.5~3.0mm

CycleLife壽命（×103）

1,000~3,000

TypicalUses主要用途

Telephone,RemoteControl,Toys,MeasuringInstruments,OfficeMachine.

電話、搖控器、微型測量儀、辦公室設備。

DoubleCone

ForceRange按力範圍

30~80grams

StrokeRange行程範圍

2.0~4.0mm

CycleLife壽命（×103）

5,000~20,000

TypicalUses主要用途

Computer,Typewriter,....etc

電腦,打字機等。

RingDome

ForceRange按力範圍

30~200grams

StrokeRange行程範圍

1.0~2.5mm

CycleLife壽命（×103）

500~3,000

TypicalUses主要用途

Telephone,Typewriter,TestInstruments,...etc.

電話、打字機。

試驗儀器等。

RingDomeTop

ForceRange按力範圍

20~80grams

StrokeRange行程範圍

0.2~1.0mm

CycleLife壽命（×103）

500~10,000

TypicalUses主要用途

RemoteControl,Calculator,Typewriter,Computer,...etc.

搖控器、計算器、打字機、電腦等。

2.矽橡膠按鍵結構設計

1.RubberKey設計的功能要求

❶.按動按鍵時能達到設定的功能;

❷.撤除外力后,按鍵能自動、完全复位;

❸.按鍵在按動和复位過程中有良好的手感,無阻、滯、澀的感覺;

❹.保証按下按鍵邊緣位置時亦有作用。

2.RubberKey結構設計要點

❶.圖示

1.外圓每半徑為1.0至1.5mm.

2.最小半徑為0.3mm.

3.最小內圓角半徑為0.2mm.

4.定位孔至斜壁邊緣線不小於1.0mm.

5.最小定位孔徑為1.0mm

6.斜壁底間距比a大2.0mm.

7.鍵面圓角半徑不小於0.25mm.

8.鍵面頂邊圓角半徑不小於0.2mm.

1.Typicaloutsideradiusis1.0to1.5mm.

2.Minimumradiusis0.3mm.

3.Minimuminsideradiusis0.2mm.

4.Spacingbetweentheedgesofarubberdomeandaguideholeis1.0mmormore.

5.Guideholesareamin.1.0mmindiameter.

6.Thewidthofarubberdomebaseistypically2.0mmmorethana.

7.Theminimumradiusforthesideedgesofkeytopis0.25mm.

8.Theminimumradiusforthetopedgesofkeytopis0.2mm.

❷.技術要求（indrawingsheet供參考,任選）

a.Actuationforce:

130±35grams

b.Tactilefeedbackrequired.

c.Expectedlifecycle:

1×105minimum

d.Siliconerubberhardness:

50~60°.

e.Contactresistancelessthan200ohms

f.Stroke=1.0（or1.5）mm.

g.Thicknessofcarbonpill=1.0mm.

h.Contactbouncelessthan12mseconds.

i.Padcolor:

optional.

j.Graphicprinting:

optional.

3.RubberKey與塑膠殼配合

❶.一般設計規則

A&B:

dimensionsofplastic塑膠殼鍵孔的尺寸

a&b:

dimensionsrubber矽橡膠鍵鈕的尺寸

合理比例為A–a≧0.3mm,B–b>0.2mm（具體取值見下表）

thecornerradiusofplastic塑膠鍵孔圓角的半徑

thecornerradiusofrubber矽橡膠鍵鈕圓角的半徑

1mm≦R≦1.25mm,0.75mm≦r≦1mmisbetter

合理比例為1mm≦R≦1.25mm,0.75mm≦r≦1mm

thedimensionofkeytops&plastic鍵鈕露出膠殼的高度

thestrokeofkeypad鍵鈕的行程

合理比例為H–S≧0.5mm

D-d=1.5~2.0mmispreferred

合理比例為D-d=1.5~2.0mm

diameterofpost小柱直徑

thegapbetweenpost&conductivepill小柱興導電粒頂部之間的的距離.

1.0mmispreferred標准尺寸1.0mm.

t=0.1~0.15mmispreferred標准尺寸t=0.1~0.15mm

Fc:

clickforce接触點動

Fc=F1-F2>25gispreferred標准數据Fc=F1-F2>25g

❷間隙值推荐選擇表

按鍵外形、尺寸、行程大小是影響按鍵設計間隙值大小的主要因素,一般情況下,外形簡單,尺寸、行程小,配合間隙取值就小,反之則大。

RubberKey與塑膠殼配合間隙值見下表:

RubberKey與塑膠殼配合間隙推荐值表（全部為單邊間隙）

a.Rubber行程為1.0mm

尺寸分類

1~10

10~20

20~30

30~40

40~50

50~

0.10

0.12

0.15

0.30

-----

0.10

0.12

0.15

-----

0.10

0.12

0.15

0.18

0.20

-----

多邊形

-----

0.18

0.30

0.35

-----

異形

-----

0.15

0.20

-----

b.Rubber行程為1.5mm

尺寸分類

0~10

10~20

20~30

30~40

40~50

50~

0.10

0.12

0.14

0.16

-----

0.12

0.14

0.16

-----

0.12

0.14

0.16

----

-----

多邊形

-----

0.20

0.30

-----

異形

-----

0.16

0.20

-----

c.Rubber行程為2.0mm

尺寸分類

0~10

10~20

20~30

30~40

40~50

50~

0.10

0.12

0.14

0.16

-----

0.12

0.16

0.18

-----

0.12

0.16

0.18

----

-----

多邊形

-----

0.25

0.35

-----

異形

-----

0.18

0.22

-----

❸.一般尺寸公差

Length（mm）

<10

>50

Tolerance

（mm）

±0.1

±0.15

±0.2

±0.25

±0.3

0.6%

❹.彈力範圍的一般精度

Force（g）

100

120

150

170

200~250

Tolerance

（g）

±15~20

±20~25

±20~30

±25~35

±30~40

±35~40

±50

3.Rubber與PCB的裝配方式

1.RubberKey的裝配方式

示意圖

說明

a.采用拉腳固定

b.拉腳與PCB之間采用過盈配合

c.一般過盈最量取0.3mm

d.拉腳過盈部分高度取2.0mm

e.RubberKey與面殼配合間隙一般取單邊0.2~0.3mm

a.采用柱仔定位,用PCB將Rubberkey壓在膠殼上

b.Rubberkey上定位孔ΦA≧2mm

c.與柱仔間采用間隙配合,△一般取0.5mm;

d.PCB相應位置沖孔與定位柱仔間也采用間隙配合,△≧0.15mm.

4.Rubber+KeyTop（Button）裝配方式

❶.多粒Rubber的裝配方式

a.Rubber與PCB采用拉腳固定或柱仔定位;

b.KeyTop的十字形骨壓在Rubber上,預壓量0.2mm.

❷.單粒Rubber裝配方式

a.Rubber上開十字型槽,KeyTop上做十字型骨;

b.Rubber與KeyTop配合稍帶過盈,配裝配后不致晃動;

c.Rubber預壓量0.2mm。

a.左圖為單粒小Rubber與KeyTop的配合方式;

b.KeyTop的Boss上有一小孔;

c.Rubber頂端小圓柱與KeyTop為過盈配合,過溫量:

0.1mm,保証小粒Rubber不晃動;

d.Rubber預壓量:

0.2mm;

e.Rubber與PCB采用拉腳固定。

三.RubberKey的選用

1.RubberKey在選用時應考慮以下三點

❶.RubberKey行程

❷.回彈力

❸.預壓量（Rubber受壓部位的高度須大于按鍵與PCB之間的距离,以使按鍵常態時不致晃動,預壓量一般取0.2mm）。

下表為一般選用實例:

應用例子Applications

行程Stroke（mm）

按力ActuationForce（g）

耐用力Durability（×103cycles）

計算器

Calculators

0.2-3.5

30-80

300-1,000

音響設備

AudioEquipment

0.3-1.5

60-150

100-500

汽車音響

CarRadios&Stereos

0.3-1.0

60-200

100-500

電視及錄影機

TV&VTR

0.1-1.5

30-100

300-1,000

通話器

Transmitters

03.-1.5

80-150

300-1,000

按鈕電話

Push-buttonTelephones

1.2-3.5

70-200

1,000-3,000

電子遊戲

ElectronicGames

0.2-1.5

30-150

500-1,000

音樂器材

MusicalInstruments

0.7-3.5

30-70

1,000

電腦鍵盤

ComputerTerminals

2.0-4.0

40-90

5,000-10,000

電動打字機

ElectricTypewriters

3.0-4.0

40-70

5,000-10,000

印字機

Printer

1.0-3.5

30-80

500-1,000

測量儀器

InstrumentMeasuring

0.3-1.5

30-100

100-300

搖控器

RemoteControl

0.3-1.5

50-150

300

影印/傳真機

Copy/FaxMachine

0.2-1.5

30-150

100

5.RubberKey附屬設計部分

導電粒一般設計規格

項目Items

導電粒的標准尺寸StandardSizes

圓形Circle

Φ2、Φ2.5、Φ3、Φ3.5、Φ4、Φ4.5、Φ5、Φ5.5、Φ6、Φ7、Φ8

方形Square

適宜做絲印導電油墨,尺寸不限制

橢圓形Ellipse

Conductiveinkprintingscontactisrecomended,sizeisflexible

導電粒電阻值

施加100g力之下,小于150Ω

壽命

30,000,000

印刷型電阻值

施加300g力之下,小于800Ω

壽命

1×106

ConductivePillResistance

Lessthan150ohmswith100gramsloading

Load

30million

PrintTypeResistance

Lessthan800ohmswith300gramsloading

2.絲網印刷一般概念

鍵鈕表面字體或圖形絲印ButtonGraphics

鍵鈕表面全色絲印FullSurfacePrinting

中心點公差為±0.3mm（GraphicsOffsetcenter±0.3mm）

耐磨損能力:

能扺受RCA絲印壽命測試儀按照IU4001PORA5.3.1e之2018664規格摩擦15次

AbrasionResistance:

Allmustpass15cyclesminimumwearonRCAAbrader,2018664perIU4001PORA5.3.1e

6.RubberKey性能及測試

1.矽橡膠機械及電器性能

非導電硅Non-ConductiveSilicone

導電硅ConductiveSilicone

使用溫度

TemperatureForUse

-50℃------+250℃

單位比重

SpecificGravity

1.16

1.18

拉力強度

TensileStrength

80Kg/cm2

50Kg/cm2

撕裂強度

TearStrength

20Kg/cm

12Kg/cm

壓縮率

CompressionSet

60%（180℃×22hrs.）

28%（150℃×22hrs.）

破壞伸度

ElongationAtBreak

310%

220%

電阻率

SpecificResistively

1×1015Ω.cm

4Ω.cm

接触電阻

ContactResistance

-----

<100Ω

接触電流量（DC）

ContactRating（DC）

-----

12V–30mA

接触起彈時間

ContactBounce

-----

<20msec.

諧震時間

Chattering

-----

<5msec.

絕緣度

InsulationBreakdown

26kV/mm

----

介質常數

DielectricConstant

4.2（50Hz）

----

介質正切

DielectricTangent

13%（50Hz）

----

顏色

Color

可選加顏色ColoringPossible

黑色Black

2.矽橡膠按鍵壽命測試

橡膠按鍵之壽命測試（Lifetestforrubberkey）

初期曲線

InitialStage

經3,000,000次后的曲線

3,000,000cycles

壽命測試方法是用15mADC以每秒三次的速度將鍵鈕按下接触線路板

Thedurabilitytestwasconductedbyoperatingakeyatarateof3times/secwithacurrentof15mADCappliedontheCu-AuplatePCboard.

七DA設計評審內容

1.從結構上檢查其對應的性能,用途是否與設計要求一致.

（1）定位孔至斜壁邊緣線距離不小于1.0mm;

（2）定位孔不小于1mm;

（3）鍵面圓角半徑不小于0.25mm.

（1）塑膠殼與RubberKey的間際需滿足表中規定.

（2）H-S≧0.5mm

（1）與PCB的裝配方式;

（2）Rubber預壓量（一般為0.2mm）

5.RubberKey表面絲印測試參考QAD-TEI-011.

6.RubberKey壽命測試,能達到相應的壽命要求.

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