メンブレンスイッチのコアコンポーネント

目次:

• 1. Silver Flex メンブレンスイッチとは何ですか?
• 2. フレックス銅回路メンブレンスイッチとは何ですか?
• 3. プリント基板メンブレンスイッチとは何ですか?
• 4. シルバーフレックスメンブレンスイッチとフレックス銅回路メンブレンスイッチの共通の機能は何ですか?
• 5. 比較的高価なフレックス銅回路メンブレンスイッチを選択した理由は何ですか?
• 6. フレックス銅回路メンブレンスイッチとプリント回路基板メンブレンスイッチの違いは何ですか?
• 7. シルバーフレックス、フレックス銅回路、プリント回路基板の機能パラメータは何ですか?

メンブレンスイッチは優れたHMIです。合理的な設計により、製品はナビゲーション、軍事、さらには航空宇宙産業でも使用できます。どのようなメンブレンスイッチが良い製品ですか？ Niceone-Keypadは、顧客の実際のニーズを満たし、オペレーターの効率とコスト効率を向上させることができるメンブレンスイッチが優れたHMIであると考えています。その中で、メンブレンスイッチには、シルバーフレックスメンブレンスイッチ（PET回路メンブレンスイッチ）、フレックス銅メンブレンスイッチ（FPCメンブレンスイッチ）、プリント回路基板メンブレンスイッチ（PCBメンブレンスイッチ）の3つの大きなカテゴリがあり、それぞれの利点が異なります。使用地域も異なります。では、誰が最良の選択でしょうか？選択できるように、それぞれの特徴と利点をリストしました。

1. Silver Flex メンブレンスイッチとは何ですか?

この種のメンブレンスイッチの回路は、ポリエステル前面印刷銀油、カーボン油、UVインクを使用しており、シルバーフレックスメンブレンスイッチ（PET回路メンブレンスイッチ）と呼ばれています。抵抗は通常150オーム未満です。また、穴を埋めたり、ブリッジをジャンプしたりして回路のシルクスクリーンスペースを増やし、より複雑な回路ストロークを完成させることもできますが、抵抗が大幅に増加します。シルバーフレックスメンブレンスイッチは、ほとんどの使用環境に対応できます。シルバーフレックスメンブレンスイッチには、手頃な価格でコスト効率に優れているという顕著な利点があります。通常の厚さの選択：0.1〜0.125mm。

2. フレックス銅回路メンブレンスイッチとは何ですか?

メンブレンスイッチの回路は、PIを使用して銅箔を覆い、エッチング技術を使用して銅箔と金メッキを露出させて完全な回路を形成します。これはフレックス銅回路メンブレンスイッチと呼ばれます。回路は銅箔であるため、抵抗は30オーム未満です。これは、ダブルパネルまたはマルチパネル方式を使用して配線スペースを増やすことができるためです。複雑な電子回路ストロークは十分に小さな領域に形成され、抵抗は増加しません。フレックス銅回路メンブレンスイッチは、過酷な環境でも非常に良好に動作します。基板の従来の厚さ：0.125〜0.188mm。一般的な構造設計：

• 片面 - フィルム基板の片面に導電トレース
• 両面 – フィルム基板の両面に導電トレース
• 多層フレックス – 導電性トレースを備えた多数の層を積層した「サンドイッチ」
• リジッドフレックス – 銅フレックススイッチとリジッドFR4 PCBメンブレンスイッチの積層組み合わせ

3. プリント基板メンブレンスイッチとは何ですか?

PCBメンブレンスイッチは、主に布/繊維と樹脂材料で作られたプリント基板を使用します。 FR-4、CEM-4、G10など、多くの種類のラミネートがありますが、FR4は比較的コスト効率が高く、最も一般的に使用されています。 耐酸性溶接層技術を使用して、露出領域のみをエッチングして必要なラインを保護し、必要な場所に金メッキします。厚さは実際の状況に応じて決定する必要があります。 PCB回路はFPC回路のほとんどの特性を備えていますが、厚さは比較的厚く、狭いスペースでより複雑なラインストロークを完成させることができ、抵抗は比較的低く、過酷な環境でも電子指示をうまく完成させることができます。 同時に、PCBはFPC回路よりも多くの電子部品を溶接できます。

シルバーフレックスメンブレンスイッチとフレックス銅回路メンブレンスイッチの設計と状況はほとんど似ているため、Niceone-Keypad はこれらを組み合わせることを望んでいます。

4. シルバーフレックスメンブレンスイッチとフレックス銅回路メンブレンスイッチの共通の機能は何ですか?

• 薄い

シルバーフレックスメンブレンスイッチとフレックス銅回路メンブレンスイッチの最も顕著な特徴の0.5つは、特に薄くて美しいことです。しかし、これは多くの利点の一部にすぎません。銅とプラスチックで構成されている機械式スイッチとは異なり、シルバーフレックスメンブレンスイッチとフレックス銅回路メンブレンスイッチのポリエステル上のプリント回路は、PI露出銅箔をエッチングして形成されたスイッチです。同時に、メンブレンスイッチの厚さの範囲は構造の違いにより2.0〜XNUMXmmであるため、このタイプのスイッチはメンブレンスイッチと呼ばれています。

利点は、設計スペースを大幅に節約できることです。

• 清掃が容易

シルバーフレックスメンブレンスイッチとフレックス銅回路メンブレンスイッチのもう65つの特徴は、掃除が簡単なことです。主な理由は、メンブレンスイッチの表面が薄く、隙間の問題がないことです。同時に、ほとんどのメンブレンスイッチの防水レベルはIP65に達しています。したがって、低水圧の水の影響でも、IPXNUMXに達するメンブレンスイッチに機能的な影響はありません。

利点は、長期間使用しても、ほこりの粒子がメンブレン スイッチに追加の損傷を与えないことです。適切な素材を選択するか、アルコールで拭くと、化学物質がメンブレン スイッチに影響を与えることはありません。

以下は洗浄したメンブレンスイッチです。負荷に関係なく、表面の厚さはあまり変化しません。

• 低価格

複雑なタッチスクリーンや高価な電気機械式スイッチと比較すると、これら 50 つのメンブレン スイッチのコストは大幅に削減されます。そして、ほとんどのニーズを満たすことができます。しかし、相対的に言えば、ほとんどの場合、フレックス銅回路の価格は、銀印刷回路の価格よりも 60 ～ XNUMX% 高くなります。

利点は、最適なコストで最適な製品を作ることで、より多くの作業を完了しながらコストを削減できることです。

5. 比較的高価なフレックス銅回路メンブレンスイッチを選択した理由は何ですか?

シルバー フレックス メンブレン スイッチは、フレックス カッパー回路メンブレン スイッチとあまり変わらないようですね。では、なぜ比較的高価なフレックス カッパー回路メンブレン スイッチを選んだのですか?

過去 10 年間の生産と顧客およびユーザーとのコミュニケーションの中で、Niceone-Keypad がこれらの点を要約していることを発見しました。これはシルバー フレックス メンブレン スイッチの制限でもあり、電気性能をフレックス銅回路メンブレン スイッチと比較することはできません。したがって、高価であっても、フレックス銅回路メンブレン スイッチを選択する必要があります。

1. 限られたエリアにこれ以上の線をレイアウトできない: シルバーフレックスメンブレンスイッチはブリッジングの形でより多くのラインをレイアウトできますが、ラインが多すぎる場合は、フレックス銅回路メンブレンスイッチを検討する必要があります。主に1つの考慮事項があります。2. ブリッジングによりメンブレンスイッチの抵抗が増加し、回路の伝導に問題が発生します。XNUMX. ブリッジングを介して回路をレイアウトすることはできないため、回路レイアウトにはダブルパネルまたはマルチパネルを使用する必要があります。同時に、メンブレンスイッチにはより多くの機能があり、製品が小さいときに最も顕著になります。
2. 製品は過酷な環境で使用する必要があります: 製品が軍事製品の場合、メンブレンスイッチは砂漠、雪の下、または高周波振動の下でよく使用されます。フレックス銅回路をよりお勧めします。フレックス銅回路は極端な温度と高周波振動に耐えることができるためです。ただし、従来のポリエステル回路を使用したLEDなどの電子部品は高周波振動で剥がれやすくなります。
3. 製品により高い防水性能が必要な場合： メンブレンスイッチは、海洋産業、食品産業、屋外での使用時に防水性を考慮する必要があります。 オフショア作業の湿度が高いため、食品業界の一部の電子機器は頻繁に清掃して清潔に保つ必要がありますが、屋外での使用は主に雨の問題です。 では、従来のメンブレンスイッチはどのように防水されているのでしょうか。 まず、粘度の高い接着剤を使用し、次に防水構造を選択し、67番目に、銀ポリエステル回路の代わりにフレックス銅回路またはプリント回路基板を選択します。 最初の3つは固定されていますが、2.2番目のポイントは、ラインをエッジから遠ざけるため、安全距離が高くなるためです。 これは、Niceone-Keypadが海洋会社向けに設計した防水フレームメンブレンスイッチでもあります。 実際、メンブレンスイッチはIP3に達する必要があり、防水フレームは少なくともXNUMXmmでなければなりません。 ただし、スペースの制限により、最初はXNUMXmmのPETのみを使用し、後でFPCを使用できます。 最大XNUMXmm。そのため、製品に高い防水性能が必要な場合は、Flex Copper Circuit を検討する必要があります。

4. 高電圧および湿度の高い環境: 高電圧と高湿度の最も危険な場所は、シルバーフレックスメンブレンスイッチへの銀の移行が起こりやすい場所です。したがって、このような環境では、シルバーポリエステル回路の代わりにフレックス銅回路またはプリント回路基板を検討できます。ただし、いくつかの問題を解決できる場合は、シルバーフレックスメンブレンスイッチを使用することもできます。
5. 回路のリード線が長い場合: シルバーフレックスメンブレンスイッチのリード線が150mmを超えると、抵抗が高くなります。シルバーフレックスメンブレンスイッチに点灯する必要があるLEDがある場合、抵抗が高いためLEDの輝度が低くなります。シルバーフレックスメンブレンスイッチの抵抗が高すぎると、電子ボタンの感度が低下します。キーの感度が低いと、機能が不足し、産業事故や医療事故の原因になります。そのため、メンブレンスイッチのリード線が150mmを超える場合、Niceone-Keypadはフレックス銅回路メンブレンスイッチを推奨します。
6. より多様なコンポーネントを溶接する必要がある: ほとんどの場合、シルバーフレックスメンブレンスイッチはLEDのみを溶接でき、フレックス銅回路のように抵抗器、コンデンサ、センサーなどのあらゆる種類の電子部品を溶接することはできません。ただし、製品がさまざまな電子部品を溶接するためにメンブレンスイッチを必要とする場合は、シルバーフレックスメンブレンスイッチの代わりにフレックス銅回路メンブレンスイッチが選択されます。銅フレックスキーボードには、アクティブコンポーネントとパッシブコンポーネントを組み合わせる機能もあります。コンポーネントへのハードソルダリングの利点により、振動が多く信頼性の高い環境では理想的な選択肢になります。

7. より高い信頼性の必要性: 2 つの設計間の信頼性への影響や寿命を判定する正確なデータはありませんが、受け取ったフィードバックによると、FPC 設計では信頼性が大幅に向上しています。具体的には、回路パッドと 2 色 LED の組み合わせが、FPC 設計に切り替えることで改善されました。現場データでは、このコンポーネントのオープン回路障害が大幅に減少したことが示されています。

拡張知識: 銀マイグレーションとは何か、なぜ発生するのか、メンブレン スイッチの銀マイグレーションの問題をどのように防ぐのか?

何？

メンブレンスイッチでは、スクリーン印刷後の銀ペーストとメンブレンスイッチは、長期間の使用後にポリエステル回路の銀オイルが移動します。同時に、高圧、高湿度、高温の環境下では、銀オイルにもこのような状況が発生します。

Wこんにちは?

1つは高電圧でよく発生し（電界電位差、電圧が高いほど、このような問題が発生する可能性が高くなります）、2つ目は湿度の高い環境で発生します。3つ目は高温によるものです。4つ目は、ポリエステルと銀油の不純物を考慮します。

どうやって？

1. 高圧、高湿度、高温の環境での使用は避けてください。
2. DK10、DK11 などのより良いポリエステルを選択することをお勧めします。
3. より良い銀油インクを選択してください。
4. 回路としてフレックス銅回路またはプリント回路基板を選択します。ただし、コストは相対的に増加します。
5. メンブレンスイッチの密閉性を高めることができます。同時に、テール位置の銀オイルにカーボンインクとUVインクを追加すると、抵抗が多少増加しますが、銀の移動に対する優れた解決策でもあります。
6. ピッチが2.54mmより大きい場合は1.0mmを選択してください。

銀の移行は頻繁に発生し、製品へのダメージは大きくなります。Niceone-Keypad は、高圧、高湿度、高温の環境で製品を使用せざるを得ない場合、コストが増加しても Flex Copper Circuit が最善の選択肢であると考えています。この利点により、電気事故がなく、電子製品の寿命が長くなります。

では、お客様が引き続きシルバーフレックスメンブレンスイッチを使用する必要があり、リード線が 150 mm より大きい場合、過剰な抵抗の問題を軽減する方法はありますか?

答えはイエスです。

1. 銀油には導電性の高いインクが必要です。こうすることで抵抗が10～15%減少します。
2. 銀油の線幅は可能な限り広くしています。
3. ニッケルメッキまたは金メッキのメタルドームを使用すると、メンブレンスイッチがより安定します。
4. 合理的なルート計画（ルート設計には専門技術者が必要）
5. ブリッジングや穿孔の形状を減らします。そうしないと、抵抗がさらに増加し​​ます。

シルバーフレックスメンブレンスイッチには利点はないのでしょうか? はい、お客様の使用目的に合えば、シルバーフレックスメンブレンスイッチの単価はフレックス銅回路メンブレンスイッチよりもはるかに安くなります。

プリント基板メンブレンスイッチとフレックス銅回路メンブレンスイッチは機能が似ているため、基本的な選択を使用する理由はフレックス銅回路メンブレンスイッチの場合と同様です。Niceone-Keypad ではここでは詳しく説明しません。

6. フレックス銅回路メンブレンスイッチとプリント回路基板メンブレンスイッチの違いは何ですか?

フレックス銅回路メンブレンスイッチを選択するのはいつですか?

• メンブレン スイッチをわずかに曲げる必要がある場合は、フレックス銅回路メンブレン スイッチが適しています。
• ユーザーがメンブレン スイッチの厚さを薄くする必要がある場合、通常、単一の PCB の回路の厚さは 0.4 mm に達します。そのため、フレックス銅回路メンブレン スイッチがよく選択されます。

プリント基板メンブレンスイッチを選択する必要があるのはいつですか?

• ユーザーがより厚いメンブレン スイッチを必要とする場合、PCB メンブレン スイッチを選択すると、PCB の厚さに応じてより厚い材料を選択できるため、バック パネルのコストが節約され、コストもそれに応じて削減されます。
• 多数の電子部品は溶接する必要がありますが、RJ45 コネクタなどの FPC は溶接できません。

7. シルバーフレックス、フレックス銅回路、プリント回路基板の機能パラメータは何ですか?

• テール幅: ユーザーのニーズに応じて、さまざまなタイプのカスタマイズを行うことができます。一般的に、パンチングにはステンレススチール金型またはCNC金型が使用されます。PCBはほとんどの場合、さまざまなコネクタを選択しますが、ゴムケーブルが唯一の選択肢ではありません。詳細については、Niceone-Keypadにお問い合わせください。
• 触覚フィードバック: 基本的に同じです。触覚フィードバックに影響を与えるのはラインではないからです。実際は、メタルドーム、エンボス形状、ツール、デザイン構造などです。
• 回路抵抗: ほとんどの場合、シルバーフレックスメンブレンスイッチの回路は、製品が150オーム未満であれば合格です。ただし、顧客のコスト予算と設計上の問題により、一部のシルバーフレックスメンブレンスイッチは、抵抗が150オームを超えても使用に影響しません。言葉も受け入れられます。フレックス銅回路とプリント回路基板の回路としての最大の利点は、その低抵抗です。リード線がどれだけ長くても、両方の回路の抵抗を10オーム以下に制御できます。ただし、抵抗とメタルドームも互いに影響を及ぼします。一般に、ニッケルメッキと金メッキの破片は、抵抗を安定させるのに役立ちます。
• 通常のトレース幅: PET トレース幅の制限は 0.3mm です。Niceone-tech では、FPC PCB 回路幅は通常 0.3mm です。ただし、最小制限幅は 0.08mm です。ただし、線幅に関しては、線幅はできるだけ広く選択した方が実際には良いです。主な理由は抵抗の問題です。
• シールド層構造を選択できます: これら 3 つのメンブレン スイッチでは、ESD、EMI、または RFI を使用できます。これにより、メンブレン スイッチの表面の静電気による機能の損失を効果的に防ぐことができます。Niceone-Keypad は、メンブレン スイッチの 3 番目の層にシールド層を使用し、アース線を導出します。主な原理は、電磁シールドの方法を使用して、環境内の静電気による電磁干渉をシールドし、空間からの電磁干渉を減らして排除することです。印刷されたシールド層の代わりに PI を使用したり、防水フレームを使用して閉ループを形成して電磁気を排除することもできます。

• 電気的性能： ループ抵抗: スイッチのループ抵抗は、トレースの幅と長さの関数です。ほとんどのアプリケーションでは、最大ループ抵抗は 100 オーム未満です。開回路抵抗: 最小 50 メガオーム 接点定格: 100 mA、最大 28 VDC 最大負荷: 公称 1.5 VA 接点バウンス: 公称 5 ms 動作温度: -20°C ～ +75°C