Designprobleme bei der Silikontastatur

9

Mein Gerät verwendet eine Silikontastatur, um einen Tastendruck anstelle einer physischen Taste zu erkennen.

Nach dem Einrichten funktioniert es reibungslos, auch ohne großen Druck auf die Tastatur auszuüben.

Nach einer Weile (z. B. 2 Monate) müssen Sie jedoch viel Druck auf die Tastatur ausüben, bevor eine Taste erkannt wird. Es geht noch eine Weile so weiter, und dann können keine Schlüssel mehr erkannt werden.

Also öffnen wir die Leiterplattenspuren und reinigen sie mit "methyliertem Spiritus". Und es funktioniert wieder wie neu. Irgendwann sehen wir schwarze Rückstände auf den Leiterplattenspuren der Tastatur, die sich vom Leiter der Silikontastatur zu lösen scheinen. Wir wischen das ab und alles ist wieder normal.

Meine Frage ist, wie ich dieses Problem vermeiden kann.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung einGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Paul A.
quelle
14
Ihre Kontakte sollten wirklich vergoldet sein. Verzinnte mit Lot oder versilberten Willen korrodieren kann .
Brhans
Ich habe andere gesehen, die nicht vergoldet sind und silber aussehen ... und es funktioniert nicht so.
Paul A.
3
Wir haben die Vergoldung von Tastaturen für Bürogeräte für den weltweiten Export verwendet, also bei allen Arten von Luftfeuchtigkeit, und hatten keine Tastaturprobleme. Sie können die zusätzlichen Kosten für die Vergoldung gegen die zusätzlichen Kosten für den Austausch oder die Reparatur des Geräts abwägen. Es ist schwer vorstellbar, dass die ersteren Kosten in der Nähe der letzteren liegen. Genau richtig, wenn Sie zuerst die Ursachenanalyse durchführen.
TonyM
3
Ich habe leitfähige Siliziumkissen von sehr schlechter Qualität gesehen, die leicht Teile von sich selbst auf der Kontaktfläche belassen. Ich musste nur einige leitfähige Kissen von guter Qualität kaufen, und das Problem verschwand vollständig. Sie haben viele gute Ratschläge, die sich auf eine verbesserte Boardoberfläche konzentrieren. Aber all das hätte in dem Fall, an den ich mich erinnere, nicht geholfen. Es waren die Pads selbst, und der Ersatz durch bessere Qualität hat das Problem behoben.
Jonk

Antworten:

22

Strom und Wasser sind das Problem. Das Zinn in der Lötplattierung bildet eine kristalline Struktur und bildet ein Oxid, das nicht sehr gut leitet. Verbrachte viele Monate in den 1980er Jahren, um dieses Problem zu lösen, und unter dem Strich wird Goldplatte verwendet. Sei nicht billig. Die Firma, für die ich damals arbeitete, verklagte den Lieferanten wegen ihrer Inkompetenz und sie waren zu dieser Zeit in der Branche groß.

Wenn Sie es nicht abdichten können (und natürlich nicht, weil Sie die Kontakte reinigen können), wird Wasser eindringen. Es ist unvermeidlich.

Andy aka
quelle
Aha. Erstens haben wir einige, von denen wir sicher sind, dass sie nicht in das Wasser gelangt sind und es sich immer noch schlecht verhält. Ich bin wirklich offen für Vergoldungen. Aber ich muss sicher sein, dass es keine andere Sache gibt, die dieses Problem verursachen kann. Wie ich schon sagte, wir haben einige, die nicht vergoldet sind und es hat ohne dieses Problem funktioniert.
Paul A.
Lassen Sie mich hinzufügen, dass wir keine Lötpaste für die Leiterplattenkontakte der Tastatur verwendet haben.
Paul A.
6
Die Tastaturtechnologie, die wir in den 80er Jahren verwendeten, war eine geklebte und versiegelte Kunststoffmembran, aber Wasser drang ein, weil die Tastaturen in einer nicht feuchtigkeitsgesteuerten Umgebung hergestellt wurden. Wenn Sie glauben, dass eine Gummimatte die Feuchtigkeit stoppen wird, täuschen Sie sich. Jedes Mal, wenn Sie es öffnen, um es zu reinigen, gelangt Wasser durch Luftfeuchtigkeit herein.
Andy aka
Die meisten Silikone sind auch ziemlich offen für Wasserdampf. Obwohl Sie glauben, alles versiegelt zu haben, lässt die Tastatur Wasserdampf durch, der später zu Problemen führen kann (Kondensation, zu hohe Luftfeuchtigkeit usw.).
Arsenal
Kommentare, die nur echtes Gold verwenden, sind alte Nachrichten. Wie ich bereits sagte, haben Process Controls uyemura.com/pcb-finishes_ENIG.htm erheblich verbessert, und die Auswahl der Anbieter ist der Schlüssel. uyemura.com/pcb-finishes_ENIG.htm Hinweis 2 Versionen sind sehr korrosionsbeständig .... GoBright® TWX-40 & KAT SP ENIG
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
13

Wenn Sie sich keine ausreichend dicke * Vergoldung leisten können, empfehlen wir Ihnen, die Leiterplatte mit gedruckter kohlenstoffleitender Tinte zu spezifizieren. HASL oder Weißblech sind auf lange Sicht nicht zuverlässig und was Sie erlebt haben, ist zu erwarten. Nickel wäre besser, aber immer noch nicht großartig.

Sie werden feststellen, dass leitfähige Tinte in den meisten Fernbedienungen für Verbraucher Standard ist, und so etwas befindet sich auf der anderen Seite des Kontakts (eine mit Kohlenstoff beladene Elastomerpille).

Wenn Sie keine Leiterplattenhersteller finden, die bereit sind, dies in Ihren Mengen zu tun, holen Sie sich das Gold (es sollte immer plattiert über eine Nickel-Barriereschicht geliefert werden) und fertig.


* ENIG (stromloses Nickel-Immersionsgold) ist für die Verwendung auf der Tastatur nicht unbedingt zu empfehlen - zu dünn, nur wenige Mikrometer dick.

Hartes (elektrolytisches) Gold über Nickel ist buchstäblich der Goldstandard für Kontaktflächen. Leider wirkt sich das Gold negativ auf die Lötverbindungen aus (in ENIG sind normalerweise zu wenige Goldatome vorhanden, um die Verbindungen für die meisten Anwendungen ernsthaft zu verspröden). Daher sollte es auf Bereiche beschränkt werden, die nicht gelötet sind, oder es muss später entfernt werden (wie es ist) detailliert im IPC J-STD ) für hochzuverlässige Anwendungen.

J STD-001 Revision „F“ besagt nun: (Beachten Sie, dass der neue Wortlaut / die neuen Änderungen unten hervorgehoben sind.) 4.5.1 Goldentfernung

Die Goldentfernung wird durchgeführt, um das Risiko eines Versagens im Zusammenhang mit versprödetem Lot zu verringern. Goldversprödung ist keine visuell überprüfbare Anomalie. In Fällen, in denen bei der Analyse festgestellt wurde, dass eine Goldversprödungsbedingung vorliegt, gilt die Goldversprödung als Defekt. Weitere Informationen finden Sie im IPC-HDBK-001- oder IPC-AJ-820-Handbuch. Sofern oben nicht anders angegeben, ist Gold zu entfernen:

   a. From at least 95% of the surfaces to be soldered of the through-hole component leads with >2.54 μm [100 μin] gold thickness and all through-hole leads that will be hand soldered regardless of gold thickness.
   b. From 95% of all surfaces to be soldered of surface mount components regardless of gold thickness.
   c. From the surfaces to be soldered of solder terminals plated with >2.54 μm [100 μin] gold thickness and from all solder cup terminals, regardless of gold thickness.
Spehro Pefhany
quelle
Natürlich müsste ich in Zukunft vergoldet werden, da ich mich auf die meisten hier erläuterten Probleme beziehen kann. Ich habe jedoch ungefähr 100 Leiterplatten bei mir, die verzinnt sind. Kann ich die kohlenstoffleitfähige Tinte bekommen und es selbst tun?
Paul A.
1
(Ich war dumm, weil ich in meinem obigen Kommentar Carbon-Tinte vergessen habe. Rufen Sie SP und @ TonyStewartEEsince75 an.) Wir haben Carbon-Tinte für ein späteres Produkt verwendet, das in den obigen Kommentaren wieder für den weltweiten Export in Büros und Luftfeuchtigkeit verwendet wurde. Wir haben mindestens 20.000 Maschinen ausgeliefert. Wir hatten überhaupt keine Probleme mit der Tastatur und haben sie Verschleißtests unterzogen, bei denen Magnetspulen verwendet wurden, um die Tasten mehr als eine Million Mal so schnell wie angegeben zu drücken. Unsere Testabteilung war ziemlich nervös und dieser Prüfstand klickte sich monatelang durch die Tastaturen.
TonyM
Wenn Sie nicht bestückte Bretter haben, sehe ich keinen Grund, warum Sie die Tinte nicht über die Tastaturbereiche drucken konnten, aber wenn Sie zuvor noch kein Siebdruckverfahren durchgeführt haben und nicht über die Einrichtungen zum Aushärten der Tinte verfügen (wahrscheinlich nur Luftaushärtung) bei einer bestimmten Temperatur / Zeit) kann es mehr Probleme geben, als es wert ist.
Spehro Pefhany
@SpehroPefhany Natürlich muss ich die Tinte so schnell wie möglich über die Tastaturbereiche drucken, und ich bin mit dem Siebdruck vertraut, da wir diesen für den Seidendruck in unserem Prototyping-PCB-Labor verwenden. Aber gibt es irgendwelche Besonderheiten, auf die man achten muss, wie z. Tintendicke, Lufthärtungstemperatur usw. Ich habe bei digikey nachgesehen, um etwas Kohlenstofftinte zu kaufen, aber ich sehe digikey.com/product-detail/en/chemtronics/CW2000/CW2000-ND/… könnte dies das tun?
Paul A.
Ich würde versuchen , etwas mehr wie zu bekommen diese und überprüfen Withe der Lieferant zunächst Ihre Anwendung in Bezug auf .
Spehro Pefhany
2

Spätausgabe

Andere neue Verfahren sind jetzt verfügbar.

  • Die Nanofics-Technologie verwendet ein Niederdruck-Trockenplasmasystem, um Fluorpolymer-Nanobeschichtungen abzuscheiden, die eine dauerhafte Hydrophobie und / oder Oleophobie bieten . Das System ist von Natur aus „grün“ und erzeugt keinen chemischen Abfall. Beschichtungen sind PFOA- und PFOS-frei. (Wird verwendet, um Mobiltelefone wasserdicht zu machen, im Gegensatz zu allen Asus- und iOS-Produkten (die ich besessen habe und die aufgrund von Feuchtigkeit versagen), die mit Feuchtigkeit aus bleifreiem Ätzmittel rosten, kein sauberes Flussmittel.)

Neue chemische Ablagerungen 4-8 µin

Uyemura hat ein reduktionsunterstütztes Tauchbad für Board-Kunden eingeführt, die eine Immersionsgoldlagerstätte über dem Standard von 1 bis 2 µin bei ENEPIG verlangen. Als TWX-40 bezeichnet, ist dies ein gemischtes Reaktionsbad - ein Elite-Hybrid - das sowohl Immersions- als auch autokatalytische (stromlose) Abscheidungsmodi liefert.

TWX-40 ist eine bewährte Alternative zu anderen Versuchen, schwerere Goldablagerungen auf ENEPIG zu erzielen (elektrisches Ni, dann stromloses Palladium, dann Immersionsgold). Cu> Ni> Pa> Au


Es kann darauf ankommen, wer die besseren Prozesskontrollen hat.

Carbon Ink mit kurzer Haltbarkeit oder ENIG aus Porosität und gleichmäßiger Verteilung von Paladiumkatalysator oder C-Sense mit Fingergeräuschen.

* Eine der größten Prozessverbesserungen war eine Sättigungsgolddichtegrenze mit stromloser Monopolaritätspulsbeschichtung. Sie verwenden jetzt ein spezifisches Burst-Profil mit Perioden von Impulsen mit umgekehrter Polarität, die im Profil für die gewünschten Eigenschaften wiederholt werden und schneller und billiger als herkömmliches ENIG oder EP sind

Dies liefert auch feinere Goldablagerungen und eine höhere Dichte für eine geringere Porosität.

In jedem Fall wird eine CPk- oder 3-Sigma-Analyse des SNR-Verhältnisses mit beschleunigten Feuchtigkeits-Wärmezyklen vorgeschlagen. Min. SNR von 10 Worst-Case ohne Versatz, was unter allen Bedingungen einen Schwellenwert bedeutet. Roboterfinger reproduzieren jedoch nicht die menschliche Berührung mit einem Seitenhieb. zB Bosch hat in einigen Geräten furchtbar berührungsempfindliche Berührungssensoren (aufgrund von Schwankungen der Fingerkapazität und zu hohen internen Einstellungen)

Ein anderer ist ein dünner Kunststofffilm zwischen metallisierten Leitern auf der Urethanmembran, und die Elektronik misst nur die Kapazitätsänderung.

Anekdote

(Erinnert mich an eine Autowaschanlage mit Ziffern für den Waschcode in Toronto, und die Membranknöpfe waren mit Schlüsseln und Stiften ausgehöhlt, weil verzweifelte Benutzer ihr Auto ohne Verzögerungen waschen wollten.)

Kohletinte funktioniert, aber weicher und zuverlässiger hängt vom übermäßigen Abriebdruck des Benutzers ab, der auch ein Zuverlässigkeitsproblem darstellen kann. Mein alter Schlüsselanhänger und mein alter Garagentoröffner haben das benutzt und es nutzt sich jetzt ab.

Einzelheiten

Chemisches Nickel-Immersionsgold (ENIG) ist eine Art Oberflächenbeschichtung für Leiterplatten mit einer dünnen Schicht Immersionsgold, die das Nickel mit einem Palladiumkatalysator vor Oxidation schützt, während das Nickel stromlos über Kupfer plattiert.

ENIG bietet gegenüber herkömmlicheren (und billigeren) Oberflächenbeschichtungen wie HASL (Lot) mehrere Vorteile, darunter eine hervorragende Oberflächenplanarität, eine gute Oxidationsbeständigkeit und eine gute Verwendbarkeit für unbehandelte Kontaktoberflächen wie Membranschalter und Kontaktpunkte.

Der IPC-Standard IPC-4552 behandelt die Qualität und andere Aspekte der ENIG-Oberfläche auf Leiterplatten. IPC-7095 deckt einige "Black Pad" -bezogene Merkmale ab, wie das sogenannte Aussehen von Schlammrissen und die Spitze des Nickelvorsprungs

Ref

Andere

Die andere Anforderung an Membranschalter besteht darin, einen Luftabstand von mindestens 15 mm zum menschlichen Finger oder eine Kunststoffisolationsschicht mit einem 15-kV-Durchschlagschutz gegen elektrostatische Entladung zu haben.

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
quelle
Kapazitive Erfassung ist eine gute Idee. Ich habe das nicht durchdacht, aber ein Mikrocontroller mit einem Komparator mit kapazitivem Erfassungsmodus (z. B. EFM32G) sollte dies ohne Änderungen an der Tastatur tun können, nicht wahr?
Michael
Hängt davon ab, wie Ihre Schlüssel adressiert werden. Cortex verwendet 8 parallele Cap-to-Ground-Eingänge für abgestimmte RC-Oszillatoren, um das Schalten zu erkennen. Das funktioniert nicht, wenn Sie Zeilenspalten-Muxing verwenden. Wenn Sie jedoch ein 1-MHz-Signal in der Row-Column muxen, können Sie den Spannungsabfall mit einem Diodenpeak und -abfall oder einer aktiven Row-Clamp und einer geeigneten Hysterese (1 / 3Vss tpy) in einem Schmitt-Gate messen. Die ENIG-Beschichtung ist 1-2u "Flash-Au-Beschichtung 2 ~ 3u" und eine gute Au-Beschichtung 20 ~ 30u "für Gold. Ich denke, die Haftung hängt von der Oberflächenrauheit ab. <1u" zu glatt kann ein Problem sein.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
2
Äh ... Sind es nur ich und meine visuellen Vorlieben oder ist dieser große alte Klumpen am Anfang unnötig?
Quetzalcoatl