Problemas de diseño del teclado de silicona

Mi dispositivo utiliza un teclado de silicona para detectar una pulsación de tecla en lugar de un botón físico.

Después de la configuración, funciona sin problemas, incluso sin aplicar mucha presión al teclado.

Sin embargo, después de un tiempo (digamos 2 meses), deberá aplicar mucha presión sobre el teclado antes de detectar una tecla. Continúa así por un tiempo, y luego no se pueden detectar claves nuevamente.

Así que abrimos, limpiamos las huellas del teclado de la PCB con "espíritu metilado". Y funciona como nuevo. En algún momento, vemos residuos negros en las trazas de PCB del teclado, que parece salir del conductor del teclado de silicona. Limpiamos esto y todo vuelve a la normalidad.

Mi pregunta es cómo evitar este problema.

La electricidad y el agua son el problema. El estaño en el revestimiento de soldadura desarrollará una estructura cristalina y formará un óxido que no se comportará muy bien. Pasé muchos meses en la década de 1980 resolviendo este problema y el resultado final es usar una placa de oro. No seas barato en esto. La compañía para la que trabajé en ese momento demandó al proveedor mucho dinero por su incompetencia y eran grandes en la industria en ese momento.

Si no puede sellarlo (y claramente no puede porque puede limpiar los contactos), entonces entrará agua. Es inevitable.

Si no puede permitirse el chapado en oro decente *, le sugiero que especifique el PCB con tinta conductora de carbón impresa. HASL o hojalata no serán confiables a largo plazo y es de esperar lo que haya experimentado. Nickel sería mejor, pero aún no es genial.

Encontrará que la tinta conductiva es estándar en la mayoría de los controles remotos del consumidor, y algo así es lo que está al otro lado del contacto (una píldora de elastómero cargada de carbono).

Si no puede encontrar fabricantes de PCB dispuestos a hacer eso en sus cantidades, obtenga el oro (siempre se debe suministrar enchapado sobre una capa de barrera de níquel) y listo.

* ENIG (oro de inmersión de níquel sin electrodos) no es realmente recomendable para el uso del teclado: demasiado delgado, solo unas pocas micras de grosor.

El oro duro (electrolítico) sobre el níquel es literalmente el estándar de oro para las superficies de contacto. Desafortunadamente, el oro tiene un efecto negativo en las conexiones de soldadura (normalmente hay muy pocos átomos de oro en ENIG como para dañar las uniones en la mayoría de las aplicaciones), por lo que debe limitarse a áreas que no están soldadas o debe eliminarse más tarde (como está detallado en IPC J-STD ) para aplicaciones de alta confiabilidad.

J STD-001 La revisión "F" ahora indica: (tenga en cuenta que la nueva redacción / cambios se resaltan a continuación) 4.5.1 Eliminación Gold

La extracción de oro se realiza para reducir el riesgo de falla asociada con la soldadura fragmentada. La fragilidad del oro no es una anomalía visualmente inspeccionable. En los casos en que el análisis haya determinado que existe una condición de fragilidad de oro, la fragilidad de oro se considerará un defecto, consulte el manual IPC-HDBK-001 o IPC-AJ-820 para obtener orientación. Excepto como se indicó anteriormente, se eliminará el oro:

   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.

Edición tardía

Otros nuevos procesos ya están disponibles.

• La tecnología de Nanofics utiliza un sistema de plasma seco a baja presión para depositar nanorecubrimientos de fluoropolímero que proporcionan hidrofobia y / u oleofobia permanentes . El sistema es inherentemente "verde" y no genera residuos químicos; Los recubrimientos son libres de PFOA y PFOS. (Se usa para hacer que los teléfonos celulares sean impermeables, a diferencia de todos los productos Asus e iOS (que he tenido y he visto fallar por la humedad) que se oxidan con la humedad del corrosivo sin plomo y sin flujo limpio)

Nuevos depósitos químicos 4-8 µin

Uyemura ha introducido un baño de inmersión asistido por reducción para clientes de tablas que exigen un depósito de oro de inmersión por encima del estándar de 1-2 µin en ENEPIG. Llamado TWX-40, este es un baño de reacción mixto, un híbrido de élite, que ofrece modos de deposición tanto de inmersión como autocatalíticos (sin electricidad).

TWX-40 es una alternativa comprobada a otros intentos de lograr depósitos de oro más pesados ​​en ENEPIG, (Ni electrolítico, luego Paladio electrolítico luego Oro de inmersión) Cu> Ni> Pa> Au

Puede reducirse a quién tiene los mejores controles de proceso.

Tinta de carbono con vida útil corta o ENIG por porosidad e incluso distribución de catalizador de paladio o sentido C con ruido de dedos.

* Una de las mayores mejoras en el proceso fue un límite de densidad de oro de saturación con un recubrimiento de pulso monopolaridad sin electrodos. Ahora usan un perfil de ráfaga específico con períodos de pulsos de polaridad inversa, repetidos en el perfil para las características deseadas y es más rápido y más barato que ENIG o EP tradicionales

Esto también proporciona depósitos de oro más finos y mayor densidad para una menor porosidad.

En cualquier caso, se sugiere el análisis CPk o 3 sigma en relación SNR con ciclos de calor de humedad acelerados. SNR mínimo de 10 peores casos sin sesgo, lo que significa umbral en todas las condiciones. Sin embargo, los dedos robóticos no replican el toque humano con un deslizamiento lateral. por ejemplo, Bosch tiene sensores táctiles terribles de baja sensibilidad en algunos dispositivos (debido a las variaciones de capacitancia de los dedos y configuraciones internas demasiado altas)

Otra es una película delgada de plástico entre los conductores metalizados en la membrana de uretano y la electrónica solo mide el cambio de capacitancia.

Anécdota

(Me recuerda a un autolavado con dígitos para el código de lavado en Toronto y los botones de membrana fueron arrancados con llaves y bolígrafos porque los usuarios frenéticos querían lavar su auto sin demoras).

La tinta de carbón funciona pero es más suave y la fiabilidad depende del exceso de presión abrasiva del usuario, que también puede ser un problema de fiabilidad. Mi viejo llavero y mi viejo abrepuertas de garaje lo usaron y ahora se está desgastando.

Detalles

Electroless Nickel Immersion Gold (ENIG) es un tipo de revestimiento de superficie utilizado para PCB con una capa delgada de oro de inmersión, que protege el níquel de la oxidación utilizando un catalizador de paladio, mientras que el níquel es electrodeposición sobre cobre.

ENIG tiene varias ventajas sobre los revestimientos de superficie más convencionales (y más baratos) como HASL (soldadura), que incluyen una excelente planaridad de la superficie, buena resistencia a la oxidación y buena usabilidad para superficies de contacto no tratadas, como interruptores de membrana y puntos de contacto.

El estándar IPC IPC-4552 cubre la calidad y otros aspectos del acabado ENIG en placas de circuito impreso. IPC-7095 cubre algunas características relacionadas con la "almohadilla negra", como la apariencia de grietas de lodo y el pico de protuberancia de níquel

Árbitro

Otro

El otro requisito de los interruptores de membrana es tener una separación de aire de al menos 15 mm para el dedo humano o una capa de aislamiento de plástico con protección contra rupturas de 15kV contra ESD.