圆顶开关应用柔性电路板设计注意事项

time : 2023-02-10 11:09       作者:凡亿pcb

圆顶开关是一种非常流行的瞬时开关解决方案。它们是一个很好的解决方案,可以提供按下开关并记录事件的触觉反馈。许多应用需要安装在柔性电路板上的圆顶开关。
 
从具有多个圆顶交换机的大型用户界面应用程序,到用于手持设备中空间受限位置的简单1-3交换机。柔性电路设计,或在一些极其复杂的刚柔电路板设计中,允许完全集成设计。消除了刚性PCB和圆顶开关区域之间的任何额外连接器或布线,从而节省了空间/重量和额外的组装成本。
 
Gerber布局要求
 
为flex PCB应用程序创建Gerber数据集非常简单,只需考虑几个其他因素。圆顶开关的占地面积由供应商定义,并根据所选的特定开关而有所不同。
 
一个关键要素是定义coverlay开口,以使整个封装外形外露,而不是为中心和周围触点提供独立的开口。这可防止相邻盖板的较高高度干扰开关的操作,从而确保可靠的驱动。此外,当使用聚酰亚胺(Polyimide)覆盖层与soldermask时,无法制造两个单独的开口。
 
第二个元件包括排气孔。这可防止空气夹带,从而对开关操作/感觉产生负面影响,并可能导致覆盖层与柔性电路分离。在2层柔性设计中,最好将通风孔作为电镀孔。对于1层设计,它将是非电镀的。
 
还需要确定柔性电路将如何安装在组件中,以及密封“IP”等级要求是什么,以防止水分、污垢等进入。这将定义从交换机封装外形边缘到柔性电路外形所需的间距。3mm间距是一个经典的最小间距,允许圆顶开关覆盖层(coverlay)密封到柔性电路,并可适应最终外壳中使用的其他密封方法。根据应用情况,可能需要更多空间。
 
 
 
柔性电路板材料
 
特定设计所需的柔性电路板材料通常由设计元素定义,而非满足圆顶开关规范所需的设计元素。在大多数设计中,都包含一个柔性尾部,然后延伸到控制PCB上的连接器中。该尾部区域的弯曲要求,如果过紧或卷曲,要求使用比标准柔性材料更薄的材料,以可靠地满足最小弯曲半径。材料种类繁多。如果尾部要插入ZIF连接器,则需要在ZIF接触指区域添加聚酰亚胺补强,以符合连接器规范。如果连接器为SMT或PTH公/母封头类型,则需要FR4补强来支撑连接器。也有白色和黑色覆盖层可满足化妆品要求。
 
带ZIF触点的标准1层柔性电路的构造示例
 
 
带ZIF触点的薄2层柔性电路的构造示例
 
表面光洁度要求
 
表面光洁度要求将取决于应用以及设计是否还包含需要焊接的部件。应用注意事项包括应用所需的可靠性程度、圆顶开关在产品寿命期间的循环次数,以及电子设备是否对驱动圆顶开关的接触电阻敏感。
 
三种标准饰面选项为:
 
镀镍:50-200 u"用于<100万次循环,200-500 u"用于>100万次循环,无接触电阻要求。请注意,该表面光洁度不符合ZIF连接器的要求,并且不允许组件焊接。这种表面光洁度很少使用。
 
硬金:15-30 u"用于<100万次循环,30-50 u"用于>100万次循环,接触电阻要求低。两种厚度范围均符合ZIF连接器要求。然而,如果需要元件焊接,则建议使用15uIN硬金,以防止形成脆性焊点。
 
ENIG(化学镀镍浸金):100-200u"镍+3-5u"金。低循环寿命要求。满足大多数ZIF连接器要求。允许所有组件焊接。不用于高可靠性应用。可能需要进行额外的测试,以确保成品零件满足所需的循环次数。
 
 
 
补强和PSA要求
 
许多带有圆顶开关的柔性电路需要额外的加强件或PSA(压敏粘合剂)。如果外壳未配置为支撑穹顶开关时施加的力,则可能需要额外的加劲肋。这些补强应位于开关区域的后面,并且足够厚,1mm-1.5 mm,以便不允许任何偏转。
 
PSA通常也有规格,以便于连接到外壳。PSA再次位于开关区域的后面,如果需要特定厚度来安装外壳,则可以与加劲杆一起使用。最常用的PSA是3M 467,用于没有任何组件组装的柔性电路,3M 9077用于需要SMT组装的设计。其他粘合剂也可用于特殊要求。