橡膠按鍵簡介(Rubber keypad)

rubber_keypad01s日常生活中我們常常使用電視或DVD的遙控器(選台器)上面的按鈕來開關電器,這種按鍵的摸起來的觸感稍微軟軟的,可以用刀子輕易的削去一塊,不怕水、不怕酸、不怕清潔劑,這種按鍵我們一般稱之為『橡膠按鍵 (Rubber keypad) 』,它不同於電腦鍵盤上的塑膠『硬』按鍵。

這裡工作熊就試著來談看看這種較膠按鍵是如何被製造出來的。







單色的橡膠按鍵製程

矽膠染色 → 矽膠秤重 → 擠壓加熱熟化成型 → 加導電粒 → 印刷 → 包裝

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橡膠按鍵 (Rubber keypad) 的成型

橡膠按鍵的材質一般多為矽膠(silicone,大陸稱『珪膠』)。成型時,取一塊未熟化的矽膠,稱一定重量,然後放在擠壓成型模的下模具上方,重量非常重要,控制重量就等於控制矽膠的體積,太重了會溢膠,太輕了會短料、填不飽。然後將上模具闔上下模具,加熱到大約150°C,經一定時間(一般不到1分鐘)即可打開模具,橡膠按鍵就成型好的,但這時候還有許多的邊邊角角需要去除,也還沒有印刷,更還沒有導電粒。

一般橡膠按鍵(Rubber keypad)的成型大多是採用『擠壓成型(Compression Molding)』製程,當然還有其他的方法,但不在本篇的介紹範圍。

現在的橡膠按鍵還沒真正完成喔!還要再加上導電粒(Conductive Pellet)才可以,導電粒的材質一般為矽膠加導電『碳』,阻抗規定要小於 50 ohms,也可以用『金』(阻抗規定要小於 10 ohms)或是其他的導電金屬材質。採用碳或金為導電粒的原因是他們的抗氧氧化性耐磨性佳,當然『金』的特性要比『碳』更適合當導電粒,只是金的價格比較貴,一般耐久性要求較不高的消費性產品幾乎都採用『碳』,所以英文裡大多稱之為 『Carbon Pill』來取代 Conductive Pellet。

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雖然說『碳』的特性比『金』來得差,但實際測試的結果顯示,品質控制得好的導電粒,可以耐用到1,000,000(一百萬)次以上都沒有問題。

工作熊曾經遇見,有些較惡質的廠商,異想天開僅印刷薄薄的一層碳粉於導電粒的地方,想要以之取代【Carbon Pill】,連便宜的碳粒都要省,結果這些按鍵按不到10,000(一萬)次就開始出現按鍵不穩的問題,有些甚至低到1,000次。如果是壽命要求非常低的產品,也就不是說碳粉印刷不可以用來取代碳粒,但是碳粉印刷於矽膠真的很難控制其品質的穩定度,印得太厚容易脫落,印得太薄沒有效果,矽膠又是軟材質,擠壓變型在所難免,碳粉印刷的壽命就非常難以控制了。

按鍵擠壓完成後,最後是【字體印刷】,有些按鍵可能沒有印刷,但大部分多會在按鍵上面作印刷(print),後面有機會再介紹【印刷】的注意事項。

另外,有沒有想過如何製作多種顏色的橡膠按鍵呢?注意下圖『紅』、『黃』、『綠』按鍵下還有個自然橡膠顏色的底座,看起來是兩個橡膠黏在一起似的,一樣等後面篇幅再來介紹吧!

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橡膠按鍵的製程分類及設計注意事項:

橡膠按鍵的成型製作不僅只有一種方法,光工作熊知道的就至少有三種方式,但原料都是一樣的,最主要差別在多種顏色按鍵的成型上面,分別如下:
橡膠按鍵-雙色/多色按鍵一次成型
橡膠按鍵-雙色/多色按鍵多次成型
橡膠按鍵-雙色/多色噴漆按鍵

另外,橡膠按鍵因為具有柔軟的特性,所以按壓的時候容易與電路板的接觸面形成完全接觸而導致「真空現象」,讓下壓的按鍵回談不了或是遲滯的現象,這些都有賴設計來解決。請參考【橡膠按鍵設計的注意事項】一文。

關於按鍵按壓時的手感則需要了解其【力量-行程】曲線圖及按鍵壓力比(F1-F2)/F2,這些請參考:橡膠按鍵的【力量-行程】曲線圖一文。


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訪客留言內容(Comments)

您好,看到您關於橡膠按鍵的介紹,對我們外行人來說真是受益良多

這裡有幾個橡膠按鍵的問題想請教一下

1. 導電粒電阻值的規定是出自哪個條文呢? 若高出2~5倍,在使用上會有明顯的影響嗎?

2. 通常橡膠按鍵會經過哪些品管測試呢? (別篇有看到RCA測試,是否還有其他的呢?譬如測橡膠密度之類的)

3.[力量-行程]曲線圖是否為一般橡膠按鍵製造廠都有能力測的呢?

若您方便的話,請解惑一下

謝謝

Calvin;
1. 導電率的電阻值一般可以客製化,這個跟碳粉的多寡有關係,如果沒有特別定義,就是依照廠商的內規。
2. 導電顆粒的電阻值影響一般要依照自己設計電路板的線路來決定,通常不需要太精準。
3. 個人認為,只要是橡膠按鍵的製造商就要有能力量測【力量-行程】曲線,如果沒有就不能保證品質。但是品質跟價錢有一定的關係,總不能叫廠商投資設備,但是不用付費。


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