电子产品连体塑料按键结构设计

摘 要：针对连体塑料按键在使用过程中易出现的手感僵硬、按键联动、卡键问题,结合作者多年的设计和加工经验,给出了连体塑料按键悬臂尺寸、形状、数量、按键定位、结构间隙等结构要素的设计经验.

关 键 词：连体按键；悬臂；形状；定位；间隙

中图分类号：TN602文献标识码：A文章编号：1674-7712（2013）04-0015-01

按键是电子产品中极其重要的结构件,常用按键按材质分为：塑料按键（Plastickey）、橡胶按键（Rubberkey）、塑料+橡胶按键（P+Rkey）.随着塑料制造工艺的提高,塑料按键（Plastickey）尤其连体塑料按键以它整体造型好、后处理方便、组装简单等特点受到设计者欢迎.连体塑料按键结构要素主要包括按键的悬臂、定位及间隙.连体塑料按键在试装和使用中常出现按键手感僵硬、按键联动、卡键等问题,主要是由于上述结构要素的设计缺陷造成.本文结合作者多年的设计和注塑加工实践,给出连体塑料按键主要结构要素的设计经验,旨在为结构设计工作者提供设计经验.

一、悬臂

（一）悬臂尺寸.一般电子产品的按键悬臂厚度0.8-1mm,宽度1.2-2.5mm,长度10-20mm较合适.悬臂厚度小于0.8mm注塑时冲胶慢导致悬臂强度降低,厚度大于1mm悬臂弹性较差.根据悬臂的设计空间、弹性和强度要求,悬臂宽度可以设计等宽的,如图1；也可以设计渐变宽度的,如图3.悬臂长度大于10mm弹性较好,小于10mm会感觉按键手感僵硬.为提高短悬臂弹性,在悬臂与按键体连接处进行变壁厚处理,局部最薄壁厚0.5～0.6mm,变壁厚悬臂连接处一定采用圆角过渡,注塑浇口宜设计在悬臂附近,否则容易出现注塑不全缺陷.当然悬臂越薄,长度越长弹力越好,但长度超过20mm会给注塑走胶带来困难,同时出模、包装、运输极易变形,因此设计时要综合考虑上述因素.

（二）悬臂形状.以直臂设计最简单,如图1,如果悬臂不能伸的很长,可以做成S形或弧形悬臂,以增加悬臂长度,如图2、3.悬臂转弯和受力处须采用圆角过渡,避免注塑时材料在直角处受到剪切而产生应力集中,造成悬臂先天强度不良.如果做S形空间不够,可以做成上文提到的变壁厚悬臂,这样也能达到较好的手感效果.（三）悬臂数量.最好采用双悬臂结构,这样按键不易变形.如果只能采用单臂,单臂最好靠近按键长轴方向,按键上触动开关的柱子设计在长轴另一边,即使悬臂较短,但整个活动臂依然较长,按动也会很轻松,如图2.由于长单悬臂按键在注塑、后处理、运输等过程极易变形,因此尽量设计辅助悬臂,在装配前剪掉,这可以有效保护按键不变形,如图2.悬臂在短轴方向时,宜做成双悬臂,双悬臂的间距尽量宽一点,这样与按键触点柱子成三角形分布,能避免按键按动时偏斜,如图1.

二、连体按键定位

连体按键和壳体采用定位套和定位柱定位,两者配合间隙单边0.1-0.25mm,如图3.为防止按键串动,从理论上此处设计应为紧配合,但是按键和壳体一般有两个以上定位结构,加工时很难做到完全对中,这样很容易导致按键装配不上或歪斜而影响按键手感,因此此处一定设计成间隙配合,并根据加工精度和定位柱数量调整间隙大小.

连体按键的定位结构一般设计在容易产生联动的两按键悬臂交汇点,同时按键定位套分别顶在PCB和壳体上,如图3,这样既防止按键联动又防止因壳体变形而引起的按键被夹紧使手感僵硬的问题.设计中尽量不采用螺钉或热熔方式把按键和壳体固定成一体,否则容易导致按键歪斜而影响按键手感和外观.外壳与PCB之间的固定柱尽量远离按键悬臂,如果无法避免,此处螺钉不能固定过紧,否则将会造成死键或手感僵硬.

三、按键与周边件的设计间隙

（一）按键触点柱与触动开关设计间隙.小B键和锅仔片是电子产品常用的轻触开关.实际生产中小B键通常不能完全落地,与PCB板间通常存在0-0.2mm间隙,为保证较好的手感按动效果,按键触点柱距小B键顶面间隙设计为0.5-0.8mm.锅仔片采用透明双面胶粘在PCB板上,底面与PCB板贴平,顶面与按键触点柱间隙设计为0.3-0.5mm.（二）按键与壳体设计间隙.不进行表面后处理的按键与壳体,单边间隙0.15-0.25mm,后续或有喷油或电镀,单边间隙0.2-0.4mm,在外观要求不严格情况下,间隙值尽量靠上限,这样按键稍有变形或歪斜也不容易卡键,按键最高处露出壳体约1-1.2mm,壳体的按键孔碰穿面宜设计在孔内,不能设计在外表面,否则后续容易出现飞边造成卡键,按键孔碰穿面距上端面大于按键行程,这样既保证按键正常使用,又避免按键周圈间隙过大而影响美观.

四、结束语

看起来简单的连体按键结构设计,隐藏着诸多微妙,只有仔细体会和耐心设计,才能减少后续模具、注塑、组装工艺的控制难度,才能使产品具有竞争力.