按键设计资料

幾種按鍵的結構設計要點幾種按鍵的結構設計要點 看到有人轉貼按鍵的各種圖片 在這裡我把我所設計過的按鍵結構拿出來 供大家參考 希望會對大家有 幫助 絕大多數的消費性電子上 都會用到按鍵這種結構 按鍵一般來說分兩種 橡膠類和塑膠類 橡膠類用的最多的是硅膠 塑膠類指的是我們常用的塑膠料 比如 ABS PC 等 我們在設計按鍵時 首先要考慮是 當按鍵設計未理想時 可能發生什麼問題 我總結了以下幾點 一 按鍵按下時 卡在上蓋部份 彈不回來 造成 失效 二 按鍵用力按下時 整個按鍵下陷脫落於機台內部 三 按鍵組立完成後 就直接頂住按鍵 致使按鍵毫無壓縮行程 造成 失 效 四 按鍵按下時 接觸不到 致使無法操作 五 無法在按鍵面每一處按下 均獲得 動作 尤其是大型按鍵較易發生 六 外觀設計未考慮周詳 致使機構設計出之按鍵 使用時極易造成誤動作 七 按鍵上下或者是左右方向裝反 亦或是位置裝錯 未考慮防呆 八 按鍵不易於裝入上蓋 九 按鍵脫落出於機台外部 十 按鍵未置於按鍵孔中心 即按鍵周圍間隙不平均 此項對於浮動式按鍵是無可避免的 對於半或全 固定 式按鍵還需相當精度才可達到 隻有盡可能的考慮周全 設計出來的產品才可能好 這也就是我們常說的設計要做 DFMEA 現在先說橡膠類的按鍵設計 主要是硅膠按鍵的設計 按鍵整個都是用矽膠 押出 內底部附著一顆導電粒一起成型 其優點為 按鍵頂為軟性 操作觸摸時 手感較舒服 可將數個按鍵一起同時成型 且每個按鍵可有不同 之顏色 供應商製作時較快 且產量也較多 機台組立時也較快 節省工時 表面不會縮水 其缺點為 按鍵操作按下時 無有用 之清脆響聲 較無法用聲音判別是否有動作 按鍵用力按下時 較易卡在上蓋部份 彈不回來 按鍵周圍間隙較不易控制 此種是屬於全固定式按 鍵中之軟性按鍵 間隙不易控制到一樣 其作用原理為利用按鍵內底部附著之導電粒壓下 使 上兩條原本不相導通之鍍金銅箔 藉由導電粒 連結線路導電使其相通 如圖所示 图片附件 3 gif 2007 4 10 16 55 20 18 K 補充幾點 1 Tack switch 焊錫浮高 將按鍵頂死 2 小按鍵力臂過短或塑膠料無韌性 導致按鍵荷重過高 3 小按鍵電鍍后行程變小 死鍵 4 小按鍵觸感面過小 會出現滑位 觸感面過大 會壓到 Tack switch 其它部位死鍵 還有好多 想不起來了 要合理的設計硅膠按鍵 就必需了解其特性 我有總結一些之前有用到的硅膠特性 見下圖 图片附件 4 gif 2007 4 10 19 05 14 04 K 图片附件 5 gif 2007 4 10 19 05 7 65 K 图片附件 6 gif 2007 4 10 19 05 8 72 K 以下為導電粒之類型 图片附件 8 gif 2007 4 10 19 29 14 88 K 按鍵表面之印刷要求及耐磨要求 图片附件 9 gif 2007 4 10 19 35 8 08 K 以下是一款腕式血壓計的 rubber key 的具體結構設計 图片附件 1 gif 2007 4 10 19 51 11 3 K 图片附件 2 gif 2007 4 10 19 51 12 15 K 图片附件 7 gif 2007 4 10 19 51 4 65 K 如圖所示 矽橡膠按鍵在設計失當時 最 容易發生按鍵單邊用力壓下時 卡在上蓋孔邊內 图片附件 10 gif 2007 4 10 20 02 11 19 K 因應之道為如圖所示 1 上蓋按鍵孔周圍之厚度至少要有 倍壓縮行程以上的尺寸 按鍵周圍孔之單邊間隙至少要 以 上至 最大 以上之做法均是在減少卡鍵之機會 2 按鍵底部 確實固定之 3 壓縮行程之距離不可過小 至少 以上 4 壓縮行程之距離不可過大到與彈性斜邊高度 使兩者無法搭配 以致產生導電粒接觸不到 上之鍍 金銅箔的錯誤 5 需視按鍵面積大小 適度增加設置導電粒 原則上是一個指頭能夠涵蓋住的按鍵設置一顆導電粒 倍指頭寬設置 顆導電粒 6 矽橡膠按鍵較 不靈敏 所以比較不會造成誤動作 7 按鍵底部之固定片的外形或定位孔位置不要設置成對稱形 图片附件 11 gif 2007 4 10 20 07 2 97 K 各部尺寸說明 按鍵外周半徑 以上 最小半徑為 最小內周半徑為 橡膠圓頂邊緣及定位孔之距離最少 以上 定位孔直徑最少 以上 彈性斜邊 高 寬度典型 橡膠圓頂側面邊緣最小半徑為 橡膠圓頂面邊緣最小半徑為 排氣溝 排氣溝之目的在於當按鍵按下時 要使得導電粒周圍之空氣可以排出 按鍵按下才不會發生阻力過 大或段落感不明顯之現象 排氣溝之設置為按鍵四周均有最好 寬度為適度的大 高度 mm 以上入 rubber key 的設計心得 非常片面 希望對大家有幫助 图片附件 12 gif 2007 4 10 20 13 11 1 K 下面介紹幾種硬膠類按鍵的結構設計 第一種為半固定 槓桿式半固定 槓桿式按鍵 本帖最后由 kevin sun 于 2007 4 10 20 32 编辑 图片附件 13 gif 2007 4 10 20 21 17 59 K 图片附件 14 gif 2007 4 10 20 32 9 51 K 1 如按鍵與按鍵孔間之 處需保持適當間隙 又按鍵卡鉤與 間之 處需保持淨空 以免按鍵按下 時 卡 鉤勾到其他電子零件而彈不回 2 上蓋設有如 處之擋片 按鍵不致下陷脫落 3 上蓋設有如 處之限高肋 防止 位置上偏又如按鍵與 間之 處保持一小段安 全間隙 即可防止 頂住按鍵 4 如 處是屬固定側 在此按下 需極大力量 才會動作是屬正常 其他防止之道為 首先 在下蓋設有如 處之限高肋 防止 位置下陷 又如附圖 之 所示 距離不夠時 當按鍵按 到底時 還是接觸不到 解決之道為如小圖 所示之關係圖 5 上蓋如 處與 之擋片間的間距需大於按鍵的厚度 使其易裝入 6 按鍵設有如 處之倒鉤 鉤住上蓋 即能防止按鍵往外脫落 7 因為是採取半固定式 所以按鍵周圍間隙都能保持固定而不飄移 設計時 需最少距離 距離 之壓縮行程 距離 本帖最后由 kevin sun 于 2007 4 10 20 56 编辑 图片附件 15 gif 2007 4 10 20 30 8 91 K 2 第二種亦為半固定槓桿式按鍵 圖 為按鍵部份組裝爆炸下往上觀看立体彩圖 圖 為按鍵部份組裝爆炸上往下觀看立体透視彩圖 图片附件 16 gif 2007 4 10 20 51 21 31 K 1 如 處 無保持適當間隙 致使按鍵按到 時 此處按鍵與上蓋就早已發生干涉 如 E 處 而 卡住彈不回 2 按鍵 處曾發生過斷裂 使用時按鍵用力按下發生 及按鍵與上蓋接合之 處是先用溶劑塗抹接合處再 用卯合 此處亦也會脫落 解決之道為增厚按鍵 處 及加大加粗卯合處之上蓋圓柱 3 按鍵與 間之 處保持一小段安全間隙 即可防止 頂住按鍵 4 當 處距離不夠 按鍵按到底 如 F 處 時 還是接觸不到 如 G 處 解決之道一樣是設計 出正確之 距離 5 按鍵高度沒有延伸到上蓋之頂面緣 如此就不會因稍為碰觸到就誤開機 6 雖然是採取半固定式 按鍵周圍間隙照理講都能保持固定而不飄移 如右上圖 但因為之前 處卡鍵 所以此處距離就加大 因模具全部都已開好 且考量之下只有將按鍵偏一邊 即 D A 按鍵卯合 用孔距離縮短最好改模 設計時 需最少距離 距離 之壓縮行程 距離 图片附件 17 gif 2007 4 10 21 16 8 28 K 图片附件 18 gif 2007 4 10 21 16 4 02 K 3 第三種為全浮雙卡鉤式按鍵 圖 3 為按鍵部份組裝爆炸上往下觀看立体透視彩圖 圖 為按鍵部份組裝爆炸下往上觀看立体彩圖 图片附件 19 gif 2007 4 10 21 19 30 18 K 4 現在針對按鍵問題說明請參考附圖 15 之各指示處 1 按鍵與按鍵孔間亦需保持適當間隙 又按鍵卡鉤與 間之 A 處需保持淨空 以免按鍵按下時 卡鉤 勾到其他電子零件而彈不回 2 上蓋設有如 B 處之擋片 按鍵不致下陷脫落 3 上蓋設有如 C1 處之限高肋 防止 位置上偏又如按鍵與 間之 d 處保持一小段安全間 隙 上蓋與卡鉤間之 處亦保持一小段安全間隙即可防止 頂住按鍵 4 按鍵與上蓋擋片 B 之間距離如 D 處 需大於 d 之壓縮行程 在可允許的範圍內 儘可 能適當的大 只有好處 沒有壞處 5 d 處之一小段安全間隙 可使 處之高度縮小 可減少稍為碰觸到就誤動作之機會 6 全浮雙卡鉤式按鍵容不容易裝入上蓋 全憑藉著兩種設計重點 A 卡鉤是否有足夠的彈性 韌性 當按鍵壓入上蓋按鍵孔時 兩片卡鉤能夠容易的往內縮 到達定位後 卡鉤又能輕易的自動彈回原狀 達到組立之目的 B 按鍵之卡鉤與十字肋間的距離 a 設計時之距離需能在卡鉤裝入上蓋時所用掉之距離 後 又有剩餘之 距離 此目的在於防止當按鍵壓入上蓋按鍵孔時 卡鉤碰到十字肋後而無有效空間及距離使卡鉤能夠 進入按鍵孔內如上右附圖 1 所示 7 有按鍵雙卡鉤 如附圖 15 之 處 鉤住上蓋不致脫出於機台外部 图片附件 20 gif 2007 4 10 21 25 9 6 K 第四種為全浮翹翹板卡鉤式按鍵 此種設計大都用於 大型按鍵 指按鍵寬度大於約 倍食指頭寬度 特大型按鍵 指按鍵寬度大於約 倍食指頭寬度以上者 图片附件 21 gif 2007 4 10 21 27 6 82 K 此種按鍵設計最大的挑戰就是 需要在按鍵面每一處按下 均能獲得 動作 所述 且又不會按鍵卡住 所述 間隙又能保持均衡 所述 以設計面及使用者操作面來講 這是最理想之設計 圖 為按鍵部份各零件組立剖面視彩圖 圖 為按鍵孔需預留可壓縮深度示意圖 以下會有說明 圖 為按鍵孔需預留間隙示意圖 以下會有說明 图片附件 22 gif 2007 4 10 21 28 11 12 K 1 按鍵與按鍵孔間亦需保持適當間隙 間隙之算法 以下說明之 否則會如附圖 之 處所示會有卡鍵 之虞 又按鍵卡鉤與 間之 處需保持淨空 以免按鍵按下時 卡鉤勾到其他電子零件而彈不回 間隙 之算法 如下說明 請參考附圖 各部說明 又如附圖 中之 處 卡鉤與上蓋卡鉤孔配合處亦須留 出間隙 否則會有卡鍵之虞 間隙之算法 方法原理同上 不再累述 2 上蓋按鍵孔內底部設有擋壁 按鍵不致下陷脫落 3 上蓋亦須設有限高肋 防止 位置上偏又如按鍵與 間保持一小段安全間隙 即可防 止 頂住按鍵 在此上蓋與卡鉤間就無須保持一小段安全間隙 因為如有間隙的話 會增大 如附圖 中之 處距離 在使用時 按到按鍵的一邊 按鍵的另一邊會翹起 如此外形不甚美觀 可見 卡鉤在按鍵上設置的位置亦是一門學問 4 按鍵孔可壓縮深度預留足夠 以及按鍵卡鉤數量 位置設置妥當的話 在按鍵任意位置壓下時 一定會 接觸到 tact sw 的 按鍵孔預留可壓縮深度其計算公式如下 請參考附圖 各部說明 在此須另外強調 的是 因按鍵寬度是屬於較長者 本身按鍵頂面可能會較有彈性 所以在按鍵任意最遠位置慢慢壓下時 當按鍵十字肋頂面接觸到 tact sw 頂面後按鍵再繼續壓下 此時因 tact sw 有一使其動作之力 Actuating Force 的反作用力存在 tact sw 並不會馬上隨著按鍵壓下而有所動作 直至按鍵壓下的力量大於 tact sw 動作力 Actuating Force 才開始動作 所以按鍵孔預留可壓縮深度需把此因素考慮進去 意即壓縮深度需再 加深 5 按鍵頂面高度