Comprendre les courbes de force des interrupteurs à dôme métallique : guide d'achat pour la sélection du dôme à pression SUS301

Si vous avez déjà spécifié undôme à pressionpour un projet de clavier, vous avez probablement vu une courbe de déplacement de force {{0} : une ligne qui monte brusquement, recule brusquement et s'installe dans une force de contact inférieure. Cette courbe est l’élément de données technique le plus important concernant un dôme, mais c’est aussi le plus mal compris. Ce guide explique comment le lire, ce que signifient les chiffres et comment traduire une courbe en numéro de pièce adapté à votre application.

Shanyoa tamponnéDômes en acier inoxydable SUS301pour les fabricants de claviers depuis 2004. À cette époque, nous avons vu des ingénieurs sur-spécifier la force sans raison, sous-spécifier la force et recevoir des plaintes en double-tap, et mal lire des courbes qui semblaient identiques sur papier mais semblaient différentes en production. Les notes ci-dessous résument ce que font réellement nos ingénieurs d'application lorsqu'un client nous envoie une spécification de clavier.

Ce que montre réellement une courbe de force

Une courbe de force trace la force vers le bas (en grammes-force, gf) en fonction du déplacement du piston (en millimètres). Lorsque vous appuyez sur un dôme, la force augmente à mesure que la couronne du dôme se déforme. Au point de rupture, le dôme s'inverse : la force chute brusquement et le dôme s'effondre. Le contact se ferme au bas de cette goutte. Lorsque vous relâchez, le dôme réapparaît, mais avec une force inférieure à celle du point d'accrochage.

Trois nombres définissent la courbe :force d'actionnement (F1), la force maximale au moment de la rupture ;force de contact (F2), la force lorsque le dôme est complètement inversé et touche le circuit ; etforce de rappel (F3), la force avec laquelle le dôme ressort lorsqu'il est relâché. Le rapport (F1-F2)/F1 est le rapport tactile, généralement exprimé en pourcentage. Un dôme bien conçu a un rapport tactile de 40 à 60 %. En dessous de 30 %, la sensation est pâteuse ; au-dessus de 70 %, le dôme est bruyant et peut vibrer.

Choisir la bonne force d'actionnement

L’erreur la plus courante est de choisir la F1 par habitude plutôt que par application. Voici ce que pensent les ingénieurs de Shanyo :

• 60-160gf :Léger comme une plume, pour les télécommandes grand public, les claviers de téléviseur et les boutons portables. Idéal pour les doigts non gantés. Trop léger pour une utilisation gantée ou industrielle.
• 180-250gf :Usage général-pour les manettes de jeu, les calculatrices et le matériel de bureau. La gamme la plus populaire pourdômes électroniques grand public-.
• 250-350gf :Gamme industrielle et automobile. Utilisé pour les commandes au volant-, les commandes de porte et l'IHM des machines. C’est l’endroit idéal pour une utilisation avec des gants.
• 400-500gf :Robuste-pour les verrouillages de sécurité, les boutons de port de charge des véhicules électriques-et les équipements extérieurs. Ces dômes ont une course plus courte et une sensation plus ferme.

Pour les dispositifs médicaux, le choix dépend du port ou non de gants par l'utilisateur. Les glucomètres et thermopanes sans gants utilisent 160-250gf. Les pompes à perfusion et le matériel chirurgical, sur lesquels les cliniciens portent des gants, ont besoin de 280 à 350 gf. Consultez notre article surconception de clavier médicalpour la comparaison complète.

Diamètre et course : correspondre au piston

Le diamètre du dôme et la course du piston sont liés, mais pas de la manière dont la plupart des concepteurs le supposent. Un dôme de 4 mm parcourt environ 0,15 mm ; un dôme de 12 mm parcourt environ 0,30 mm. Le piston (le bouton en caoutchouc ou en silicone qui pousse le dôme) doit être dimensionné pour entrer en contact avec la couronne sans dépasser les pattes du dôme. Si le piston est trop gros, il entre en contact avec les jambes et modifie la force ; s'il est trop petit, il s'écarte du centre- et provoque un actionnement incohérent.

Règle générale : le diamètre du piston doit être compris entre 50 et 70 % du diamètre du dôme. Pour un dôme de 6 mm, utilisez un piston de 3 à 4 mm. Pour un dôme de 12 mm, utilisez un piston de 6 à 8 mm. La hauteur du piston doit être réglée de manière à ce que le dôme soit à 50-70 % de sa course au repos, laissant ainsi de la place au clic.

Pour les claviers denses où l'espacement des pistons est serré,tableaux de feuilles de dômeavec quatre-dômes croisés ou triangulaires en plomb sont souvent meilleurs que les dômes circulaires, car les pieds offrent un positionnement plus stable. Voirdômes à pression automobilespour des exemples de configurations de jambes.

Placage : Or, Nickel ou Nu

Le matériau du dôme est presque toujours en acier inoxydable SUS301. Le placage côté contact détermine la résistance de contact et la résistance à la corrosion :

• Nu (pas de placage) :Coût le plus bas, résistance de contact 50-200 ohms. Très bien pour les applications grand public à faible-tension et faible signal. Non recommandé pour les environnements humides ou corrosifs.
• Nickel- :Résistance de contact 20-50 ohms, meilleure résistance à la corrosion. Norme pour usage automobile et industriel.
• Plaqué or- :Résistance de contact inférieure à 10 ohms, meilleure résistance à la corrosion et à l'usure. Requis pour les applications médicales, aérospatiales et à faible-signal (glucomètres, électrodes ECG, capteurs de faible-niveau).

Le placage à l’or augmente le coût, mais pour les dispositifs médicaux, cela en vaut presque toujours la peine. La différence de résistance de contact entre un dôme nu et un dôme plaqué or-peut faire la différence entre une lecture de capteur stable et une lecture bruyante. Pour une comparaison plus approfondie, lisezguide de dôme en métal plaqué or ou nickel.

Tolérance : à quel point est-il suffisamment serré ?

Les dômes nationaux-de qualité sont généralement maintenus à +/-30 gf sur F1. La qualité automobile est de +/-15gf. Les spécifications médicales et aérospatiales peuvent aller jusqu'à +/-10gf. Une tolérance plus stricte coûte plus cher, mais elle est plus importante que ne le pensent la plupart des concepteurs. Si votre dôme F1 varie de +/-30 gf sur une valeur nominale de 250 gf, la plage réelle est de 220 à 280 gf. Un utilisateur appuyant sur un dôme de 280 gf par une matinée froide remarquera la différence et pourra penser que le clavier est défectueux.

Shanyo maintient des dômes de qualité automobile-à +/-15 gf sur F1 sur toutes les séries de production, avec un échantillonnage de courbe de force-à 100 % sur chaque bobine. Nous fournissons des tableaux de courbes de force avec chaque expédition afin que les clients puissent vérifier le lot.

Erreurs d'application courantes

Après 22 ans d’emboutissage de dômes, nous constatons les mêmes erreurs à plusieurs reprises :

• En utilisant un dôme de 12 mm là où un 6 mm ferait l'affaire :Les dômes plus grands ont plus de déplacements et un F1 inférieur par gramme de matériau. Si votre clavier a de la place, un dôme plus petit avec un F1 plus élevé semble souvent plus net qu'un grand dôme souple.
• Ignorer la température :La force du SUS301 augmente d'environ 5 % à -40 °C et diminue d'environ 8 % à 85 °C. Les spécifications automobiles doivent être validées aux deux extrêmes.
• Surplombant la coplanarité des jambes :Si les pieds du dôme ne sont pas plats sur le circuit, le dôme bascule et le clic semble inégal. Il s'agit d'un problème de qualité d'estampage, pas d'un problème de conception, mais cela se traduit par une sensation incohérente lors de la production.
• Spécification d'un dôme sans échantillonnage :Une courbe de force sur une fiche technique n’est pas la même chose qu’une sensation dans la main. Demandez toujours des échantillons et effectuez votre propre test d'actionnement avant d'approuver une pièce.

Travailler avec Shanyo

Si vous sélectionnez un dôme à pression pour un nouveau clavier, envoyez-nous les exigences de votre application : cible F1, déplacement, environnement (température, humidité, lavage), type de circuit (FPCvs PET vs PCB rigide) et le volume attendu. Notre équipe d'ingénieurs recommandera trois options de dôme avec des graphiques et des échantillons de courbes de force- dans un délai de 48 heures. Nous fournissonsréseaux de dômes, dômes lâches etclaviers en siliconeintégré aux dômes pour les programmes clé en main.

Demandez des échantillons via lepage de contact. Nous expédions généralement les échantillons dans les trois jours ouvrables depuis notre usine de Qingdao.

À propos de Shanyo : Shanyo Precision Electronic Technology Co., Ltd. est un fabricant dedômes métalliques, réseaux de dômes, claviers FPC, claviers en silicone etbarres omnibus en cuivrepour les clients automobiles, médicaux et industriels. Visitewww.yo-shan.com.