手机键盘设计指导.ppt

手机键盘设计指导,P+R键盘,三,纯硅胶键盘,二,手机键盘简介,一,目录,触控键盘,六,IML键盘,五,金属键盘,四,总结,七,总结,八,总结,九,总结,十,总结,十一,一、手机键盘简介,（一）、Functionthekeypadworksasainputequipmentbetweenthepeopleandthemodule,itperformstheswitchfunctionwiththedomesortheinductioncomponents,andalso,itplaysaroleabouttheIDdecorationinaccordancewiththewholemodule.手机按键是人与手机交互中最直接的操控装置。当手指按压键盘，把力传递到dome上，通过dome的变形就会使得电路导通，松开手指时dome弹起断开电路，键盘的功能是传递输入信息，并兼外观修饰的功能。键盘是手机设计的难点与重点,前期评估至关重要,不要到最后没有空间优化.无论是PID,还是MD.ESI都应把键盘放在首位.因此键盘设计者以及PL须具备较全面的键盘结构设计经验以及实际改良经验,一、手机键盘简介,（二）、分类键盘按使用的材料和工艺主要分为以下几类：1）Rubberonly;2）P+R3）Metalkeypad;4)IML5)触控键盘（放到触摸屏里讲）,二、纯Rubber键盘设计,（一）概述thepurerubberkeypadmainlyconsistsofasiliconrubberpart,soitisthelowestsolutioninthecellphoneapplication,butitshandleisnotsogoodasthe“P+R”.Itusuallyappearsinthejuniorapplications原材料主要为硅橡胶,另还有硫化剂,色剂和硅油等附加成分.硅橡胶即聚硅酮橡胶(SiliconeRubber),它是一种分子链兼具无机和有机性质的高分子弹性材料.柔软且透明,具有较好的抗疲劳強度和抗撕裂強度.但是手感不如P+R的好。纯Rubber键盘由硅胶油压成型，该种键盘模具费相当便宜（8穴以内4千元左右），模具周期短（7-10天），单件价格低的优势，目前在超低端手机上大量使用。,二、纯Rubber键盘设计,（二）、键盘与壳体的配合,Thefollowingfigureillustratesthematingmethodofthepurerubberkeypadwiththeplastichousing.,a-thesinglesidegapbetweentherubberandthehousing,Aboutdimension“a”,therecommendedvaluesarelistedinthefollowingtable.,二、纯Rubber键盘设计,（三）、设计值,1.外圆半径最小0.3mm2.外半圆孔R0.3mm3.最小内圆角R0.2mm4.定位孔距边缘的距离大于1mm5.定位孔最小直径为1mm6.弹性臂大于0.8mm7.导电基直径2mm-2.5mm8.弹性臂壁厚最小0.25mm9.键面圆角半径最小0.25mm10.键面顶边圆角半径最小0.2mm11.按键与壳体的配合间隙设计0.25mm（因为rubber键一般比较高，要注意拔模角度3度及壳体拔模分型线应在壳体厚度1/3处两边拔模，以避免外观上键盘与壳体间隙过大，设计预留0.25mm的间隙也是为了防止键盘按下后回弹时卡键）,二、纯Rubber键盘设计,（四）、另一种设计参考,二、纯Rubber键盘设计,Die-cutting,（五）、生产工艺,三、P+R键盘设计,（一）、概述主要由注塑成型的塑胶和油压成型的rubber两部份通过胶水粘合组成，塑胶材料多用透光的PC、ABS或PMMA。PC和ABS在作为透明件时采取UV硬化，其硬度较低，通常只能达到500g1H，但抗冲击性好，设计厚度最薄到0.7mm；PMMA硬化好，但是抗冲击性差，设计厚度不小于1mm，P+R产品具有以下特点：1.塑料制品表面效果处理非常丰富,2.产品手感好,质感好3.可以将键盘做薄，利于手机薄型化4.良好的耐环境测试5.可以制造任意形状的键型6.和外壳配合间隙小按照结构通常分为：普通结构键盘，钢琴键键盘,三、P+R键盘设计,（二）、普通结构P+R键盘设计键帽之间有挡墙（housing）,这种键盘在健与健之间有壳体隔开，优点是壳体的强度比较好，键盘可以设计唇边防止键盘被拉出，缺点是占用空间比较大。,三、P+R键盘设计,（二）、普通结构P+R键盘设计,a-dome和rubber到导电基的间隙0-0.5mm（导电柱较长，rubber较软设计为0，导电柱较短时设计为0.5mm）b-健帽裙边与壳体间隙(建议值0.2-0.3mm)c-键帽与周边壳体拔模后间隙(建议值0.1-0.15mm)，导航键间隙0.15mmd-健帽裙边与壳体Z方向上间隙(建议值0.05mm)，导航键健帽裙边与壳体Z方向上的间隙0.3-0.4mme-导航键健帽裙边与壳体Z方向上的间隙0.3-0.4mmf-OK键键帽裙边与导航键健帽的间隙0.3-0.4mm,三、P+R键盘设计,（二）、普通结构P+R键盘设计-,a-键帽裙边的宽度0.3-0.5mm，b-键帽裙边的厚度0.3-0.4mmc-键帽与rubber之间胶水厚度0.05mmd-弹性臂的长度最小0.8mm，以保证手感-导电基直径，4的dome1.6-2mm，的5dome建议值2.0-2.5mm,三、P+R键盘设计,（二）、普通结构P+R键盘设计-厚度分析,三、P+R键盘设计,当塑胶按键比较高时，可以参考下图设计,（二）、普通结构P+R键盘设计,三、P+R键盘设计,（三）、钢琴键设计键帽之间没有挡墙，键盘的区域比普通键盘小，为保证平面度跟强度,需要加个强度较好的支架。按支架材质又分如下几种：钢板钢琴键PC支架钢琴键,三、P+R键盘设计,（三）、钢琴键设计-钢板钢琴键这种钢琴键为了保证整个键盘的平面度，以及防止在使用或跌落测试过程中键盘鼓出来，采用了在健冒与rubber之间加薄钢片设计，键盘与壳体通过钢片上的定位孔定位，钢片可以在键帽与rubber之间活动,三、P+R键盘设计,（三）、钢琴键设计-钢板钢琴键,A-键帽厚度根据键盘打击测试要求，PMMA最薄1mm，PC最薄0.7mmB-键帽底面到rubber大面0.55-0.6mm（钢片的活动空间0.35-0.45mm）C-导电基的高度最小0.25mmD-钢片的厚度0.15-0.2mmE-点胶的厚度0.05mmF-键与键之间的间隙拔模后不小于0.15mm，键与壳体不小于0.2mmG-粘胶面积为键帽底面面积的50%-80%H-钢片最窄的距离可以做到0.8mm,M-弹性臂要做到1.0mm以上N-钢片与rubber的间隙保留在0.2mm以上1-钢片下面rubber的厚度0.25mm2-孔比键帽丝印周边单边大0-0.4mm，防止钢片遮挡数字漏光3-导电基直径2mm,三、P+R键盘设计,（三）、钢琴键设计-PC支架钢琴键由于厚度原因，用PC支架的情况已经很少，但有时键盘从正面装入时会考虑用PC支架以做螺钉柱或卡扣。跟钢板的结构类似。PC支架可以兼做导光板（厚度）=1mm)。需要做导光分析并做出导光结构。此类结构在N客户中项目较常用。无论是钢板还是PC支架都可以跟rubber一起co_molding，提高产能。Comolding容易产生溢胶飞边，具体结构要跟工厂评估仔细，把风险降到最低。,三、P+R键盘设计,（三）、钢琴键设计-PC支架钢琴键,A-弹性臂要做到1.0mm以上B-导电基直径，当dome直径4mm时取1.6-2mm,5mm时取2.0-2.5mmC-遮光片厚度0.05mmD-rubber大面与键帽之间的间隙取0.5mmE-rubber的厚度0.25mm塑胶支架的厚度大于0.8mm,三、P+R键盘设计,（三）、钢琴键设计-PET支架钢琴键当厚度空间不足或者由于天线的原因不能使用钢板时，可以用PET片或者TPU片代替。TPU或者PET与rubber也有组装与co-molding两种形式。厚度0.15-0.2mm左右，由于PET（TPU）比钢片软，所以钢板结构的行程0.3-0.7就可以省去。这种结构对键盘平面度要求高。但是在环境实验后仍会有不同程度的鼓起。通常在周边加双面胶与壳体沾在一起，以降低鼓起程度。,钢琴键的遮光片通常是在rubber上面加个黑色的0.05mm厚度的PET片，也可以用褐色的TPU与rubberco-molding去遮光，对于PET支架钢琴键，无需再加其他材料，只要把下面的PET在字符周圈印黑就可以遮光了,三、P+R键盘设计,（四）、P+R键盘加工工艺,选取硅胶原材料,Theprocessoftherubber:,Die-cast,Addsulfur,strengthenthedimensionsstability,Paintingorprinting,Die-cutting,injection,Theprocessofthekeycap:,Red/greenprinting,painting,Laseretching,UVpainting,drying,Die-cutting,Putthekeysintothefixture,Theprocessoftheassembly:,Daubtheglue,Grasptherubberwiththevacuumfixture,Matingthefixtures,UVirradiation,checking,四、金属键盘设计,（一）、概述Duetoametalsheetincludedwhichcanfashiontheperfectappearance,themetalkeypadgetitshonor.Itsuppliesthealmostthinnestapplicationinthecellphonekeypadindustry,butattheotherside,itendurethehighestcost!金属超薄键盘由0.15mm-0.2mm厚的金属薄片加rubber组成，这种键盘的总体厚度最薄可以做到0.75mm，并且有很漂亮的外观效果，金属薄片通常选择不锈钢或者铜铍通过蚀刻方式镂空出断开及字体，前者价格低但是通过盐雾测试困难，后者耐腐蚀性好单价格高，金属薄片与rubber通过粘接方式连接。,四、金属键盘设计,（一）、概述,四、金属键盘设计,（二）、金属键盘设计-基本数值,A-金属薄片(sus304),厚度:0.15-0.2mm;B-热熔胶0.05mm;C-PUfilm厚度:0.15mm;D-硅胶厚度0.1mm;E-导电基高度0.20.3mm;F-TPUfilm突出高度少于0.2mm总厚度：0.651mm,四、金属键盘设计,（二）、金属键盘设计-基本数值,金属薄片的加工是通过化学腐蚀实现，设计时需要参考以下数值：为了保证按压手感，腐蚀宽度一边为0.5-0.6mm，每个按键最少保留两个连接点，连接宽度最小0.3mm腐蚀区域距离键盘边缘的距离最小1.3mm.(可参考V3)字符腐蚀:最小宽度为0.25mm;连接宽度最小为0.23mm在按键花纹设计时应保证每个按压区域都是三边断开，只有一边与其他键相连，否则形成不了弹性臂，变形困难，导致手感差为保证按压手感，每个按压区域建议做到6以上.金属键盘要保持良好的接地，否则静电问题难解决,四、金属键盘设计,（二）、金属键盘设计-键盘定位,a）用金属折弯，伸入机壳1.外观在折弯处有缝隙，影响外观2.成本高，效率低,b）用rubber伸入机壳并做定位孔1.外观效果好,c）钢片与housing用热熔胶粘结1.不需要折弯等结构，外观效果好，强度好2.无法拆卸复用,四、金属键盘设计,（三）、超薄的P+R键盘设计-,由于金属键盘的价格比较贵，有时会用PC片材代替金属薄片：PC片材厚度0.25-0.4之间，定位与金属键盘类似(如下图所示)。价格低，不需要弯折模具，但是打键15万次测试通不过，抗化学性能好，盲点可以通过热压或者UV胶实现。,四、金属键盘设计,（四）、超薄的P+R键盘设计-,A-PC薄片厚度:0.4,0.5mm;B-粘胶厚度:0.08mm;C-硅胶厚度:0.25mm;D-导电基高度:0.20.3mm.,四、金属键盘设计,（四）、超薄的P+R键盘设计-,3DEffectKeypad,Bothfirstandsecondsurfacesprofileareflat.Usingprintingprocesstomakekeypadwith3Deffect.3Dvisualeffectisvisiblefromallviewingangle.Thekeypaddecorationcanadoptdifferentpatterns,suchassquare,circular,etc.,四、金属键盘设计,（四）、超薄的P+R键盘设计-,Characteristic:1.Inthestainlesssteelsheet,irregularbrushlineandspinlinedecorationareachievable.2.Thelegendcanbeembossed0.2-0.3mmorlevelonthefirstsurface.,Stainless(不锈的)Keypad,五、IML键盘设计,（一）、概述IML：InmouldDecoration,即模内装饰工艺,印刷在film背面IMDFOIL:目前市场上最为普遍稳定的薄膜厚度采用0.125mmPETIMD按键属于模内装饰的一种，可以制作超薄的按键，同时可以通过印刷达到各种不同的效果，电镀的效果亦可以通过特殊的FILM和油墨实现。同时因为印刷层在FILM的内表面，IML按键具有良好的耐磨性。一般的工艺流程如下：冲FILM预缩(干燥)清洁印刷烘干成型注塑冲型检查QA（品保）出货,五、IML键盘设计,（二）、,Thinnestandlightestkeypadsolution3DprofileexpertiseTallkeyexpertiseLifetimeabrasionresistance(Secondsurfaceprinting),五、IML键盘设计,（三）、,I.M.D.+Rubber/I.M.D.withShoulder2:RUBBER凸台高度不低于0.45MM;3：RUBBER点胶面宽度小于1.5MM的,考虑在对应KEY背面增加溢胶槽;大于1.5MM的,考虑在RUBBER面增加溢胶槽.,十一、Metaldome及模切工艺,（一）、设计工艺流程,十一、Metaldome及模切工艺,（一）、Spacer卷料裁剪工艺,图5-53分料,图5-54裁剪,工艺关键：调整所需要宽度,多余宽度通过另一个卷筒收集起来,后续根据不同产品设计尺寸重新裁剪.,所需材料,多余材料收集,图5-55分料,十一、Metaldome及模切工艺,（一）、冲PET料带定位孔2：下模板增加一压块,与材料宽度一致;3：刀模定位鞘先套位在材料定位孔内并且压块将材料压平整确保材料不摆动（见红色表示圈）;4：套位准确后开始冲切,所切产品精度基本与冲模精度一致.,图5-60刀模,图5-61材料限位治具,所有程序安排顺畅后,开始匀速冲切,按照半段方式冲切,这样将切外型和机构孔融合在一起,减少生产工序.,切metalsheet外形、机构孔工艺,十一、Metaldome及模切工艺,（六）、组装工艺,图5-62弹片组装工艺步骤（1）,目前采用手工打样,操作步骤如下：1：将metalsheet定位在治具上并按压平整（图5-62所示）2：将上治具定位在下治具上（图5-63所示）3：metaldome延着上治具通孔粘接在MYLAR上备注：上模治具通孔直径比metaldome大0.07mm.,图5-63弹片组装工艺步骤（2）,十一、Metaldome及模切工艺,（七）、组装后产品,图5-64组装后样品,图5-65产品背面需要贴上保护膜,（防止灰尘污染metaldome导致行程变短而手感不良）,十二、触控键盘,按照工作原理可分为电容式与电阻式的（一）、电容式1.原理当用户的手指放在上面时，金属导体/绝缘物/皮肤就构成了相应的小电容器。它们的电容值随着手指的接触与非接触而变化，当导通，形成电容器，不导通，形成不了电容器。从而形成开关。这是触控键盘的主流。看下图简图,十二、触控键盘,（一）、电容式1.原理手指电容所有电容式触摸传感系统的核心部分都是一组与电场相互作用的导体。在皮肤下面，人体组织中充满了传导电解质(一种有损电介质)。正是手指的这种导电特性，使得电容式触摸传感成为可能。简单的平行板电容器具有两个导体，其间隔着一层电介质。该系统中的大部分能量直接聚集在电容器极板之间。少许能量会泄露到电容器极板以外的空间，而由这些泄露能量所形成的电场被称为“边缘场”。制作实用电容式传感器的部分难题在于：需要设计一组印制导线，将上述的边缘场引导到用户易接近的有效感应区域中。显然，对于这种传感器模式来说，平行板电容器并非上佳