按鍵金屬簧片(metal-dome)可以直接焊接於電路板上嗎?優缺點又有哪些?

按鍵金屬簧片(metal-dome)可以直接焊接於電路板上嗎?優缺點又有哪些?現今的智慧型手機雖然已經甚少使用到實體的數字按鍵盤按鍵了,但還是有部份的產品與少數的實體按鍵仍然存在,我們公司的產品就還在使用實體按鍵,而到目前為止在按鍵上觸感最好與壽命最長的當推「金屬簧片(metal dome)」了,只是實體按鍵卻有個非常大的缺點,就是太佔用電路板的空間了,於是我們家的RD就開始天馬行空突發奇想,把「金屬簧片(metal dome)」直接吃錫焊接於電路板上當作按鍵來使用,而且還付諸了行動,這麼一來雖然增加了電子零件的利用空間,但悲劇也就接著發生了。

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一般來說,在按鍵(keypad)底下的電路板空間都不太有機會可以拿來放置電子零件,而目前市面上絕大部分的「金屬簧片」應該都是用一整片的背膠將其黏貼於實體按鍵或是電路板上以節省工時,並確保「金屬簧片」的位置準確性與固定之用,工作熊相信應該有不少積極進取的機構研發工程師都曾經想過如果可以將「金屬簧片」直接焊接於電路板上可以增加許多可利用空間,只是一般稍有經驗的機構RD想想後都不太敢在按鍵附近偷空間,更別說將其焊接於PCB上,也就我們家美國的RD敢這麼做,還勇於嘗試。







因為市場上找不到可以直接焊接於電路板的現成「金屬簧片」,於是我們家的RD就決定自己設計了一個「金屬簧片」並在其左右對稱的地方長了一對可以平貼在電路板表面的翅膀,然後當然是用錫膏將這對翅膀焊接在電路板上囉!等到成品做出來送去做按鍵的壽命測試(Life test),結果大概只打了100K次多一點就開始出現按鍵沒有反應的不良現象,拆開檢查後發現「金屬簧片」翅膀的焊錫處居然發生的錫裂,使得「金屬簧片」離開了本來該在電路板上的位置。

一開始RD照例的又跑來找工作熊,有錫裂發生,工廠是否可以加強焊錫?於是我們就人工增加了焊錫量,把整個翅膀全部用錫包覆起來,這樣當然沒法量產,因為是手焊,還好後來送去做壽命試驗,大概打到了300K多一點,「金屬簧片」的翅膀居然給它斷了,這下應該連「錫」都不用加了。

直接將「金屬簧片」焊接於電路板有何優點:

直接將 「金屬簧片」焊接於電路板有何缺點

這缺點可說有一籮筐,除了前面提到的「金屬簧片」翅膀斷裂的問題之外,其他還有許許多多的工程與品質問題等待解決。

後記:

為何將有翅膀的 「金屬簧片」焊接於電路板會發生翅膀斷裂的問題?大家有何看法呢?

遭遇了挫折就放棄當然不是我們家RD的信念,所以故事繼續中,而且似乎還出現了轉機,果然失敗為成功之母呢!要有勇氣去衝破枷鎖,只是不知道有花多少代價?

延伸閱讀:要想超越自己,就要有質疑「常識」的膽識

如果真的想要增加電路板在按鍵底下的利用率,工作熊見過有人將按鍵用機構件架高,然後用軟板來取代原本的電路板接觸點,這樣原本按鍵下方位置的電路板就可以被利用了。


延伸閱讀:
向電腦鍵盤(keyboard)學習如何解省成本
橡膠按鍵使用金屬簧片(metal dome)的優缺點
使用金屬簧片當橡膠按鍵的注意事項與按鍵不靈敏問題探討

 
 
訪客留言內容(Comments)

建議 : 参考看看
1.)_Metal Dome貼焊翅膀跟Metal dome接合處是不是加一個king角的,緩衝下壓力與焊點的應力
2.)_Metal Dome就翅膀處加一個針腳改Wave soldering or PIP(SMT).

工作bear, 我很喜歡這麼有水準的內容,雖說平時都默默潛水。但是看到有困難的,還是會思考怎麼解決問題。

首先,金屬簧片焊接於PCB,這個字是有趣的。因為這說明,力量的傳導很單向與專一,100K or 300K都是直接施壓金屬簧片,導致作動於錫膏上。那是不是有可能換個方式。
先焊一個ㄈ型槽於PCB,
再將金屬簧片卡到ㄈ型槽內,直接焊接金屬簧片與ㄈ型槽。

用意是這樣的
真正卡住金屬簧片是ㄈ型槽,而焊接只是作為固定之用。
有必要的話金屬簧片都要重新設計以利力量的分散

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Chou,
謝謝您提供的意見,其實不管怎麼焊接,焊錫強度如果無法超越施加的應力,就是會發生錫裂。
我們後來應該算是有找到解決方法,過一陣子再來分享~

嘗試的過程本也是研發的過程,文章並沒有提供思路,或許礙於設計機密;但看得出來這樣的設計弊大於利;

Osiler,
文章寫出來就是一條可以給大家思考的方向,要不然你也來寫一篇。

我是大陆的,很久之前就收藏了网址,很喜欢看。里面很多工程问题,发现,思考,解决。很赞。加油。


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