為什麼有翅膀的 「金屬簧片」直接焊接於電路板會發生錫裂或翅膀斷裂問題呢?

為什麼有翅膀的 「金屬簧片」直接焊接於電路板會發生錫裂或翅膀斷裂問題呢?

為什麼有翅膀的 「金屬簧片」直接焊接於電路板會發生錫裂或翅膀斷裂問題呢?

要回答這個問題要先回到金屬簧片的作動原理,當金屬簧片被往下按壓時,為了釋放壓力,簧片其實會向四周往外延展並變大,也就是簧片原本的外型直徑是會變大的,這個我們可以找個時間用2D投影儀或2.5D的光學量測儀器就可以量得出來。

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如果硬把簧片固定焊接於電路板上,讓簧片沒有了向外延展釋放應力的能力,那我們就必須使用更大的力氣才能將簧片按壓使其變形向下,而固定焊點的位置則必須承受原本簧片向外伸展的力道,並轉為力距來抵擋簧片的邊緣翹起,如此往復運動,一段時間後焊錫就會開始出現斷裂的現象,又或者簧片會出現疲勞斷裂的現象。







所以,常見「金屬簧片」使用背膠黏貼於電路板或按鍵,但不會限制簧片的周圍活動空間。另外一種作法是採用帶長腳的簧片,在金屬簧片的左右兩側各自向下長出一支PIN腳,PIN長必須大於板厚,將簧片的PIN腳穿過電路板的通孔,然後將超出電路板背面的PIN腳反折或對扣將簧片固定於電路板上,請注意只是將PIN折彎讓簧片不至於掉落,而不使用焊錫。

那到底有沒有可能讓「金屬簧片」可以用SMT自動貼片焊錫而不會發生錫裂或翅膀斷裂的可能性呢?

嗯!這個答案要從兩個方向著手。

  1. 降低簧片上下活動時的應力。在金屬簧片的翅膀與簧片本體處要設計一個可以容許簧片外擴與內縮的機構,這個機構可以起到減緩並吸收簧片上下活動時所產生的應力,可以考慮打一個【v】或【w】字型的kink。
  2. 2.加強焊錫強度。或許可以考慮將SMD的翅膀改成長腳簧片,通孔零件的焊錫強度一定比SMD來得強,而且有更大的空間可以在PIN腳的地方做緩衝的設計。

如果不考慮維修的問題,其實可以在長腳的金屬簧片上薄錫就可以了,就是要它錫裂,錫裂了就不會折斷翅膀或PIN腳了,用長腳的目的是只是希望在整機組裝時金屬簧片還固定在電路板上不至於掉落就可以了。


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