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手机设计之超薄按键
深圳 ME xxxxx
引子---V3带来了超薄的时代
提到超薄按键, 提到超薄按键,我们不得不提 V3, V3把大 到MOTOROLA 的V3,是V3把大 家带到了这个超薄按键时代, 家带到了这个超薄按键时代,V3 手机整体外观表现出色, 手机整体外观表现出色,超薄的 金属按键更是显得异常的前卫; 金属按键更是显得异常的前卫; 特别是良好按键手感以及那种流 光溢彩的效果让人过目不忘,也 光溢彩的效果让人过目不忘, V3的神话般的销售业绩垫定的 为V3的神话般的销售业绩垫定的 基础, 基础,可以夸张的说是这款按键 把整个手机行业带到这个超薄的 时代! 时代!
此四处要保证足够 远的距离,否则按 键手感会受到影响
ID效果工艺介绍 ID效果工艺介绍
表面防眩光处理 丝印 PVD 镭射效果 拉丝等背景图案 表面刻字
表面防眩光处理
超薄P+R按键的装饰效 超薄P+R按键的装饰效 P+R 果大多是做在背面, 果大多是做在背面,例如 背面印刷,背面溅镀等, 背面印刷,背面溅镀等, 但从正面来说,有两种ID 但从正面来说,有两种ID 效果供选择, 效果供选择,一种是亮面 效果, 效果,还有一种是表面防 眩光处理.个别时候, 眩光处理.个别时候,按 键面太亮可能不是很好, 键面太亮可能不是很好, 防眩光处理就解决了这个 问题. 问题.
表面刻字效果
如果想让按键有更多的ID效果,也可以将字符, 如果想让按键有更多的ID效果,也可以将字符,阿 ID效果 拉伯字母, 拉伯字母,红绿电话键图案直接做成凸状图案效果在按 键表面,一般凸起高度小于0.2mm 0.2mm. 键表面,一般凸起高度小于0.2mm.
按键拓展设计方法
如果要让按键设计简单一些, 如果要让按键设计简单一些,可以让整片按键是一 个整体,但如果想设计丰富一些,可以让方向键, 个整体,但如果想设计丰富一些,可以让方向键,OK 键单独开模,做成电铸键,表面UV等其他效果. UV等其他效果 键单独开模,做成电铸键,表面UV等其他效果.
手机按键结构
法判断时，
必须制作防
呆或方向性
标志
中间四键尺寸相同。
避免排错 键，中间四
键增加防呆 。
椭圆形，圆形，方形键都需要考虑防呆的设计，避免键盘厂装配时出错(chū
但这毕竟是检查而不是在设计上就遵循较少出错(chū cuò)的机率的办法。
cuò)。当然，很多键盘厂也采取了电脑扫描检查的办法，
3.3.2 金属超薄键盘
4）『装配过程中点胶不均，点胶不良』：胶水量太多或过少，手工点胶胶量控制差；用正确胶水（UV
胶粘rubber一般用 UV1527-B,粘 TPU 用 UV3311），使用自动点胶机控制点胶面积及区域；
5）『键帽变形，尤其是导航键』：控制成型工艺；
6）『Rubber导电柱偏低(或高)』：通过检查厂商提供的尺寸报告试验确认后，加高(或降低)导电柱；
硬，但是按动时候的感觉柔软。但是因为多了一层0.3mm以上的
RUBBER，所以对厚度有一定影响。(图五)
如果采用的 FILM 比较厚，为避免(bìmiǎn)按键连动，建议键与键之间冲出
缝隙分割。
(图五)
3.4 Kepad 的主要定位方式
通常是按键前壳上长定位柱或定位筋来定位键盘( jiànpán), 键盘与壳子的定位，最少应有 3 个精确定位孔(要求分布均
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（2）上右图为 Film+Rubber/TPU 等软质材料 IMD 工艺， 这类按键整体感觉柔软，比纯粹 RUBBER按
键手感稍硬。 (图四)
（3）右图为Film+Plastickey+Rubber垫工艺，IMD部分和Rubber部分通
过热合或者是粘胶的方式连接在一起，特殊的形式使它的按键手感
触摸按键设计参考
由于实际应用中，触摸按键基本都需要覆盖层，该文档默认电路设计中都存在覆盖层。
一、走线在工艺允许情况下，尽可能细和短，和LED等驱动线若出现交叉，尽可能90度交叉，避免近距离平行。
尽可能避免过孔。
高速信号线同样尽量远离触摸传感器走线，若出现交叉尽量垂直交叉，使用地线与高速信号线进行耦合，避免高速信号线与触摸传感器走线产生耦合。
建议触摸按键的直径(边长)在15mm，最好不低于10mm二、覆盖层材料覆盖层的厚薄是影响触摸按键效果的重要因素，过厚的覆盖层会影响电容变化率，建议在条件允许的情况尽可能的薄，建议不应超过3mm，在覆盖层比较厚的情况，可以在触摸按键上方开槽填充导电泡沫和垫片等材料。
高介电常数的覆盖材料比低介电常数灵敏度更高，但是高介电常数的覆盖层更容易带来串扰，特别是触摸传感器距离较近的情况下。
覆盖层和触摸按键之间尽可能避免存在空气，否则会导致介电常数大幅减小，1mm的气隙会导致灵敏度下降1/4～1/2，有可能的情况，尽可能使用粘合剂把覆盖层和PCB粘合好。
如果触摸按键之间距离过近，为避免串扰，可以考虑在相邻触摸按键的中部开气隙槽。
一般情况下，不建议使用导电覆盖层。
三、主动屏蔽主动屏蔽能够减少近距离时各个按键之间串扰、寄生电容和其他走线引发的干扰。
主动屏蔽线在按键周围走线建议宽度不小于1mm，屏蔽线与按键的建议间距2～3mm。
在按键与芯片引脚之间连接线附近，屏蔽线的宽度可与连接线保持一致，间隔可以缩短至0.5mm。
四、电源处理PCB接地时，因为和人体形成共地回路，触摸效果要比不接地时好。
尽可能采用更高的VDD供电。
如果没有覆盖层情况下，需要考虑ESD。
五、软件处理触摸按键必然会引入抖动和噪声，建议在MCU资源允许情况下引入软件二次处理，软件处理方法较多，有针对工频干扰的工频周期采样平均法，针对毛刺的压摆率限流器滤波等。
还有较为复杂的数字滤波器等。
工频周期采样平均——若每个工频周期采样次数设置为10次，则利用定时器每2ms触发一次单个或多个通道采样，把采样结果累加平均。
手机按键参考
一．折叠机按键设计规范
折叠机由于结构空间的原因，使得按键的高度方向只有很小的空间，所以整体按键在结构上有很大区别于直板机。
1.折叠机钢琴键设计规范
目前我们做过的钢琴键“键帽”部分高度最小值为0.7mm，但是最成熟的还是1.0mm以上，但高度过高又会影响按压时的缝隙外观，具体上限数值还有待于验证，在此设计规范中暂定标准为1.0mm。由于“键帽”Z向的限位完全靠胶粘，所以对胶的粘接强度以及粘胶面积有很大的要求，粘胶面积大于70%,要求分布均匀，避免溢胶影响手感及按键寿命。
rubber的结构是影响整体按键手感的最主要的部分。因整体结构的限制，往往把rubber的整体厚度做的很薄，但这样以来往往会有很多问题随之出现，比如连动、键面边缘按压凹陷、手感等。所以对该部分结构尺寸做如下限制：
这也并不是说rubber厚度越大越好。因为rubber的硬度比较低，按压会有收缩，厚度越大按压收缩越大，产生的rubber的反弹力就越大，造成按压力大大增高、行程增大、手感变差。在设计高度尺寸时建议先满足rubber的高度要求，再确定“键帽”的尺寸。
二．直板机按键结构设计规范
1. 直板机钢琴键设计规范
（1） 背面丝印效果直板机钢琴键设计规范
因为工艺要求背面丝印，故要保证背面为平面。直板机按键高度比较大，“键帽”部分的高度所能实现的最大高度应为( ？) ,如果该部分尺寸太大，除了注塑工艺的问题外还会产生按压缝隙不均的问题。
rubber的结构仍是影响整体按键手感的最主要的部分。弹性壁部分的尺寸对整个按键的性能参数影响很大，请参照如下尺寸规范。
rubber弹性壁结构仍要遵循以下规范以保证其弹性手感。
按键整体与相关部件的配合尺寸如下：
按键设计经验规范
按键设计经验规范07.9.2009 in 手机结构设计by admin按键设计1,导航键分成4个60度的按键灵敏区域，4个30度的盲区，用手写笔点按键60度灵敏区域与盲区的交界处，检查按键是否出错，具体见附图2,keypad rubber平均壁厚0.25~0.3,键与键间距离小于2时,rubber必须局部去胶到0.15厚度，以保证弹性壁的弹性3,keypad rubber导电基高度0.3 ，直径φ2.0(φ5dome),直径φ1.7(φ4dome)，加胶拔模3度4,keypad rubber导电基中心与keypad外形中心距离必须小于keypad对应外形宽度的1/6，尽量在其几何中心5,keypad rubber除定位孔外不允许有通孔,以防ESD6,keypad rubber与壳体压PCB的凸筋平面间隙0.3，深度间隙0.17,keypad rubber柱与DOME之间间隙为08,keypad dome接地设计：(1).DOME两侧或顶部凸出两个接地角，用导电布粘在PCB接地焊盘上(2).DOME两侧凸起两个接地角，翻到PCB背面，用导电布粘在是shielding或者接地焊盘上（不允许采用接地角折180压接方式,银浆容易断9,直板机key 位置的rubber比较厚，要求key plastic部分加筋伸入rubber,凸筋距离dome 0.5，凸筋与rubber周圈间隙0.0510,翻盖机键盘间隙(拔模后最小距离)：键与键之间间隙0.2，导航键与壳体间隙0.15，独立键与壳体间隙0.12，导航键中心的圆键与导航键间隙0.111,直板机键盘间隙(拔模后最小距离)：键与键之间间隙0.2，导航键与壳体间隙0.2，独立键与壳体间隙0.15，导航键中心的圆键与导航键间隙0.112, 键盘唇边宽与厚度为0.4X0.413,数字键唇边外形与壳体避开0.2，导航键唇边外形与壳体避开0.314,keypad键帽裙边到rubber防水边≥0.515,键盘上表面距离LENS的距离为≥0.4mm16,数字键唇边深度方向与壳体间隙0.05，导航键深度方向与壳体间隙0.117,按键与按键之间的壳体如果有筋相连，那么这条筋的宽度尽量做到2.5mm以上，以增强按键的手感，并且导航键周围要有筋，以方便导航键做裙边18,钢琴键，键与键之间的间隙是0.20MM，键与壳体之间的间隙是0.15MM，钢板的厚度是0.20毫米。
薄片按键设计指南
MEMTECH MEMTECH Metal-Sheet + Rubber keypad(三层结构 三层结构) 三层结构 筋条 按键结构 间隙 金属片 双面胶 液态硅胶 PET 薄膜 液态硅胶 导电基 金属片的厚度＝0.15-0.2mm; 双面胶的厚度＝0.1mm; 液态硅胶的厚度＝0.1-0.15mm; PET 薄膜=0.05mm; 导电基≥0.3mm; Rubber筋条的宽度 =0.35-0.55mm; 公差 =±0.05mm; 筋条的高度 =0.35-0.55mm; 公差 =±0.05mm; Rubber 筋条同金属片的单边间隙=0.1-0.15mm;
MEMTECH MEMTECH Metal-Sheet + Rubber keypad
PET薄膜+ PET薄膜+硅胶 薄膜
•薄膜印刷 薄膜印刷 •油压 油压 •冲形 冲形 •QA QA
金属片
裁片 蚀刻 注滴 CD纹 拉CD纹 电镀、 电镀、电泳 QA
装配
•
纯硅胶
•油压 油压 •印刷 印刷 •加工 加工 •QA QA
MEMTECH MEMTECH Metal-Sheet + Rubber keypad(单层结构 单层结构) 单层结构 筋条 按键结构 间隙 金属片 双面胶
硅胶 导电基 金属片的厚度＝0.15-0.2mm; 双面胶的厚度＝0.1mm; 纯硅胶的厚度≥0.3mm; 导电基≥0.3mm; Rubber筋条的宽度 =0.35-0.55mm; 公差 =±0.05mm; 筋条的高度 =0.35-0.55mm; 公差 =±0.05mm; Rubber 筋条同金属片的单边间隙=0.1-0.15mm;
MEMTECH MEMTECH Metal-Sheet + Rubber keypad
触摸按键设计规范
cx电压从0开始充电，一直到v1上图右边是一个最基本的触摸按键，中间圆形绿色的为铜（我们可以称之为按键），在这些按键中会引出一根导线与MAU相连，MAU通过这些导线来检测是否有按键按下，外围的绿色也是铜不过这些铜与GND大地相连，在按键和外围铜直接是空隙（空隙d）上图右边是左图的截面图，当没有手指接触时只有一个电容cp,，当有手指接触时，按键通过手指就形成了电容cf二。
硬件连接电容式触摸按键原理现阶段，随着电容式触摸按键在外形美观和使用寿命等方面都优于传统的机械按键，电容式触摸按键的应用领域也日益广泛，包括家电、消费电子、工业控制和移动设备等。
本文就一种具体的电容式触摸开关芯片SJT5104介绍一下电容式触摸按键的基本工作原理和材料选择。
一工作原理任何两个导电的物体之间都存在着感应电容，一个按键即一个焊盘与大地也可构成一个感应电容，在周围环境不变的情况下，该感应电容值是固定不变的微小值。
当有人体手指靠近触摸按键时，人体手指与大地构成的感应电容并联焊盘与大地构成的感应电容，会使总感应电容值增加。
电容式触摸按键IC在检测到某个按键的感应电容值发生改变后，将输出某个按键被按下的确定信号。
电容式触摸按键因为没有机械构造，所有的检测都是电量的微小变化，所以对各种干扰会更加敏感，因此触摸按键设计、触摸面板的设计以及触摸IC的选择都十分关键。
二触摸PAD设计1. 触摸PAD材料触摸PAD可以用PCB铜箔、金属片、平顶圆柱弹簧、导电棉、导电油墨、导电橡胶、导电玻璃的ITO层等。
不管使用什么材料，按键感应盘必须紧密贴在面板上，中间不能有空气间隙。
当用平顶圆柱弹簧时，触摸线和弹簧连接处的PCB，镂空铺地的直径应该稍大于弹簧的直径，保证弹簧即使被压缩到PCB板上，也不会接触到铺地。
2. 触摸PAD形状原则上可以做成任意形状，中间可留孔或镂空。
作者推荐做成边缘圆滑的形状，可以避免尖端放电效应。
一般应用圆形和正方形较常见。
手机超薄按键设计规范
2.超薄塑胶按键：良好的加工性能，工艺简单，无ESD问题， 可实现更多的ID效果，成本相对较低。但厚度较金属键厚， 表面硬度较小。
三、超薄按键的特点
1、薄：超薄按键的组成由片材＋双面胶＋硅胶底板组成
1）片材是PC的按键最小总厚度：0.25mm（片材）0+0.1mm（双面 胶）+0.25mm（硅胶）+0.3mm（导电基）=0.9mm
第一章、超薄按键的结构设计
还是那句话，没有V3就没有 超薄按键的概念，是V3把手机带 如了超薄的时代；
一、手机的发展历程
简单的 显示， 黑白屏 是主流
彩屏的显示
多功能化
追求多功能的同时， 也追求外观的华丽， 而Ｖ３的出现把手机 带如了超薄的朝流中， 超薄按键也随之流行起来
二、超薄按键的分类
1.超薄金属按键：良好的金属质感，片材厚度小且可实现良好的CD纹效果。但 加工工艺相对复杂，不良率较高，耐磨性差，需做不导 电处理，成本较高。 一般运用于翻盖手机中，在直板手机中一般不采用金属的；
一般切开３边，靠一边连接成整体， 以保证手感
五、超薄按键在手机中的装配
1、按键成品由双面胶粘在手机PCB板上
四周贴双面胶， 然后直接贴在ＰＣＢ板上
２.在硅胶底片上设计定位孔，最终按键成品由定位孔装配在 手机外壳上。
３、金属超薄按键在手机中的装配：一般把金属板 材翻边，直接挂在壳体上固定
第二章：EL和EL METAL DOME SHEET
2、 总之，在设计时这些距离 保持在1.2mm是较好的
类似此处PC片筋条间距建 议做到0.80mm以上为好．
4、片材结构设计与手感关系
由于按键是用塑料薄片加工而成， 手感取决于按压区域的活动灵活性， 只要能独立活动，不受旁边区域的牵制即可。 所以尽可能要将按压区域设计成至少2面以上开口、 靠一面或两面连接成整体。
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克