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¿Qué es un interruptor de membrana?

El interruptor de membrana es un subconjunto compuesto por una capa superior impresa gráficamente, espaciadores adhesivos, una capa de cúpula, una capa de circuito y un adhesivo posterior, que cumple la función de interruptor. Al presionar el botón, la cúpula metálica o de polímero entra en contacto con la almohadilla conductora de la capa de circuito, creando un bucle de circuito que activa la función eléctrica correspondiente. Al soltar el botón, el bucle de circuito se interrumpe y la función se desactiva. Los interruptores de membrana delgados ofrecen ventajas como una estructura delgada, flexibilidad, ligereza, apariencia elegante, variedad de colores, resistencia al agua, al polvo y a la corrosión, facilidad de limpieza y larga vida útil, entre otras. Se utilizan ampliamente en los sectores médico, cosmético, de electrodomésticos, control industrial, automoción, defensa, aeroespacial, naval, instrumentación, medidores, controladores de grupos electrógenos y otros.

Los interruptores de membrana ofrecen mayor flexibilidad y se pueden personalizar según las necesidades del cliente final en comparación con los interruptores tradicionales. Se pueden fabricar en cualquier forma y grosor, lo que permite satisfacer una amplia gama de requisitos de diseño. Los usuarios también pueden definir cualquier tipo de gráfico y color en la superposición, y el interruptor de membrana lo logra de forma sencilla y flexible. Además, los interruptores de membrana se pueden integrar con teclados de goma, soportes metálicos, paneles de plástico, pantallas táctiles, pantallas LCD, placas de circuito rígido, FPC de cobre, PCBA, etc., para crear módulos de panel de interruptores con una interfaz más integrada y precisa.

Somos un fabricante certificado ISO13485, ISO9001, ISO14001 e ISO45001. Gracias a nuestros equipos de fabricación avanzados, tecnologías de vanguardia, sala de producción limpia de alta calidad, personal cualificado y estrictos controles de calidad, LuphiTouch se ha convertido en uno de los fabricantes líderes a nivel mundial de diversos tipos de subconjuntos de interruptores de membrana de interfaz. Con nuestra capacidad ilimitada de diseño y fabricación, LuphiTouch puede proporcionar a sus clientes interruptores de membrana resistivos y capacitivos de alta calidad para satisfacer sus necesidades como interfaces de usuario y paneles frontales de sus dispositivos.

Existen muchos tipos de interruptores de membrana. Se pueden dividir en una variedad de tipos diferentes según diferentes estándar de clasificación.

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Características y beneficios

Personalización flexible

Los interruptores de membrana ofrecen mayor flexibilidad para personalizarlos según las necesidades del cliente final, en comparación con los interruptores tradicionales. Se pueden personalizar los colores gráficos y las funciones según los requisitos.
Buena resistencia a golpes y vibraciones.

El interruptor de membrana es un tipo de panel de interruptor plano multicapa laminado y ajustado, que puede proporcionar un buen rendimiento fiable en aplicaciones comerciales para sus productos.
Idoneidad flexible

Es muy fácil y a un coste muy bajo realizar cualquier modificación de adecuación durante la fase de desarrollo de los productos de los clientes finales.
Rico en integración de funciones

Los interruptores de membrana pueden integrar funciones especiales relevantes de forma flexible según las necesidades del cliente final. Pueden integrar retroiluminación, protección ESD, Bluetooth, NFC, control por gestos, etc., y también se pueden combinar con pantallas táctiles, LCD, caucho, plástico, metal, etc., para convertirse en un módulo de subensamblaje de interfaz que puede realizar funciones más complejas o específicas.
Alta integración de botones de operación

En los interruptores tradicionales, los botones pueden estar ubicados en varios lugares del dispositivo del usuario. Sin embargo, los interruptores de membrana integran todos los botones de control en un único panel de interfaz, lo que facilita y agiliza el uso del dispositivo. Además, ahorra espacio y le da al dispositivo un aspecto más ordenado.
Buen rendimiento de sellado

El interruptor de membrana es un tipo de estructura multicapa formada por varias capas laminadas firmemente, lo que le confiere resistencia al polvo y la humedad.

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Tipos de interruptores de membrana

Existen muchos tipos de interruptores de membrana. Se pueden dividir en una variedad de tipos diferentes según distintos estándares de clasificación.

Según su principio de activación funcional, se puede dividir en:

Interruptor de membrana táctil e interruptor de membrana no táctil

En el caso del interruptor de membrana resistiva, es necesario presionar los botones con el dedo para que la cúpula metálica situada debajo del botón entre en contacto con las almohadillas conductoras de la capa inferior del circuito, creando así un bucle que conecta el circuito y activa la función correspondiente.

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Existen muchos tipos de grabado en relieve para botones, como el grabado redondo, plano, plisado, en marco, con letras, en bajo relieve, entre otros. En teoría, podemos personalizar el grabado según las necesidades del diseñador. La altura del grabado suele estar entre 0,35 mm y 0,45 mm, pero en ocasiones, para aplicaciones especiales, puede alcanzar los 0,7 mm o incluso más, como 1,0 mm, 1,2 mm, etc. Sin embargo, si el grabado es demasiado alto, afectará la durabilidad del botón y su tacto.
Debido a que no requiere fuerza para presionar el botón, sino solo un ligero toque para activar la función de interruptor de membrana capacitiva, se ha utilizado ampliamente en electrodomésticos, electrónica de consumo, la industria de la belleza, etc.
Por supuesto, esta distinción no es absoluta. Tanto los interruptores de membrana resistivos como los capacitivos tienen sus propias ventajas y desventajas. Es necesario seleccionar el más adecuado según las necesidades específicas de cada producto. Por ejemplo, el control de costes, el análisis del mercado objetivo, el entorno de uso del producto, etc.

Según su tacto, se puede dividir en:

Interruptor de membrana resistivo e interruptor de membrana capacitivo

Un interruptor de membrana táctil produce retroalimentación de fuerza y un sonido de "clic". La sensación táctil suele estar relacionada con la forma, las dimensiones y la altura del relieve, así como con la marca y el tamaño de la cúpula metálica utilizada. Las diferentes especificaciones de diseño de los botones y las distintas cúpulas metálicas empleadas ofrecen diferentes sensaciones táctiles a los usuarios. Además, cada usuario tiene preferencias diferentes en cuanto a la sensación táctil y el sonido del "clic". Sin embargo, para la industria pesada o los dispositivos que requieren un manejo intuitivo, LuphiTouch recomienda utilizar botones con alta fuerza de actuación y un sonido de clic nítido para mejorar la seguridad operativa.

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En cambio, el interruptor de membrana capacitiva no requiere ninguna fuerza para presionar el botón, sino solo un ligero toque. La capacitancia generada activa el circuito y, por lo tanto, la función correspondiente. Dado que el interruptor de membrana resistiva requiere presionar el botón para activar el circuito, lo que reduce la posibilidad de pulsaciones accidentales, se utiliza principalmente en campos con altos requisitos de seguridad, como la defensa, la industria aeroespacial, el control marítimo, el control industrial, la medicina, el control de grupos electrógenos, la maquinaria y otros.
Excepto por el interruptor de membrana táctil con cúpula metálica, el otro tipo es el interruptor Polydome. Polydome significa que el grabado se realiza directamente sobre la superposición gráfica y el circuito superior (en algunas aplicaciones, solo se graba la superposición). En este tipo de interruptor de membrana táctil, la sensación táctil la proporciona totalmente el grabado, ya que no hay una cúpula metálica debajo del botón. Por lo tanto, la sensación táctil suele ser más débil que la de un interruptor con cúpula metálica. Además, la cúpula metálica tiene una vida útil más larga que el Polydome.La cúpula metálica tiene una vida útil de más de 1 millón de ciclos, mientras que la cúpula de policarbonato solo tiene una vida útil de entre 200.000 y 400.000 ciclos.En el mercado actual, la necesidad de un interruptor de membrana táctil suele ser simplemente un interruptor táctil de cúpula metálica.
En cuanto a los interruptores de membrana no táctiles, generalmente se refieren a aquellos que no tienen botones en relieve (es decir, botones planos, o solo letras o bordes en relieve) ni cúpulas metálicas debajo de la cubierta. Debido a la falta de retroalimentación táctil, la experiencia de usuario de este tipo de interruptores de membrana no es buena, por lo que en los últimos años han ido desapareciendo gradualmente del mercado.

Según la rigidez del interruptor de membrana, se puede dividir en:

Interruptor de membrana flexible e interruptor de membrana rígida

Un interruptor de membrana flexible es aquel que se puede doblar y moldear. Su capa de circuito suele ser de poliéster impreso en plata o de cobre FPC. Para el circuito de poliéster (PET), el grosor del material comúnmente utilizado es de 0,125 mm, aunque a veces también se utiliza 0,188 mm. En cuanto al FPC de cobre utilizado en los interruptores de membrana flexibles, suele ser de una o dos caras. Rara vez se utilizan FPC multicapa. Para este tipo de interruptor de membrana, su grosor total suele estar entre 0,8 y 1,0 mm aproximadamente. Gracias a su flexibilidad y suavidad, se puede utilizar en algunos equipos con superficies de instalación ligeramente curvas. Por supuesto, si la curva es muy pronunciada, se requiere un diseño personalizado según las necesidades específicas.

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En cuanto al interruptor de membrana rígido, generalmente se puede dividir en dos tipos. Un tipo utiliza una placa de circuito impreso (PCB) rígida como capa de circuito. Dado que la PCB es rígida, el interruptor de membrana que la utiliza también lo es. El otro tipo consiste simplemente en añadir una capa de soporte rígida al interruptor de membrana flexible previamente descrito.
Los materiales más comunes para la capa de soporte son PC, PMMA, FR4, vidrio templado, acero inoxidable, aluminio, etc. Para algunos clientes, su diseño requiere que el interruptor de membrana tenga suficiente rigidez y soporte, lo que generalmente se logra simplemente agregando una placa de soporte.
En algunos equipos mecánicos, normalmente se requiere la aplicación de ciertos componentes de hardware al puerto HMI, por lo que la placa posterior, los tornillos, los pernos y el interruptor de membrana suelen estar integrados en un subconjunto de interruptor de interfaz rígido.

La estructura del interruptor de membrana resistiva estándar y sus materias primas.

El interruptor de membrana resistiva estándar consta de 6 capas: superposición gráfica superior, espaciador de superposición, espaciador de circuito de retención de cúpula, capa de circuito y adhesivo posterior. Los detalles son los siguientes:

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Superposición gráfica: Solo se muestra la capa frontal superior directamente al usuario. Se solicita la impresión de diversos gráficos y letras de alta calidad. Puede realizarse mediante serigrafía o impresión digital.

Los gráficos se imprimen en el reverso. Además, suele solicitarse la aplicación de diferentes tipos de relieve para botones, logotipos, símbolos, etc., en la superposición. Dado que la superposición está expuesta directamente al exterior y cumple funciones de marcado, identificación e interruptor, la selección del material es crucial. Debe ser resistente a altas temperaturas, a la corrosión, transparente, químicamente estable, resistente a la corrosión y al agua, entre otras características.

Para los interruptores de membrana utilizados en exteriores, el material de recubrimiento también debe ser resistente a los rayos UV. Los materiales más comunes son el poliéster (PET) y el policarbonato (PC). El PET ofrece un mejor rendimiento que el PC, por lo que es el material de recubrimiento más utilizado. Casi el 95 % de los interruptores de membrana que fabricamos para nuestros clientes de América y Europa utilizan PET. El grosor del material suele ser de 0,15 mm, 0,18 mm, 0,2 mm y 0,25 mm. Utilizamos Autotex PET, Lexain PC y otras marcas de renombre mundial.

Espaciador superpuesto: Se refiere a la capa de cinta adhesiva de doble cara que se coloca entre la superposición gráfica superior y la capa de retención de la cúpula inferior. Se utiliza para conectar ambas capas. Los materiales más comunes son 3M, Luxking y otros. El grosor suele oscilar entre 0,05 mm y 0,45 mm. Para el interruptor de membrana de retroiluminación, con el fin de evitar la fuga de luz, se suelen utilizar adhesivos negros. Para el conjunto del interruptor del teclado de caucho de silicona, es necesario utilizar cinta adhesiva de silicona especializada, como la 3M9731.

Retenedor de cúpula: Esta capa actúa como soporte para fijar la cúpula metálica y evitar que se desplace. Si la cúpula metálica se desplaza, el interruptor de membrana podría perder su función al presionar el botón. La capa de sujeción de la cúpula suele ser de PET con un grosor aproximado de 0,05 a 0,125 mm.

Espaciador de circuito: Esta capa se utiliza para conectar la matriz de cúpulas superior con la capa de circuito impreso inferior. Al igual que el espaciador de superposición, sus materiales suelen ser 3M y Luxking, y su grosor oscila entre 0,05 y 0,45 mm. Para el interruptor de membrana de retroiluminación, también se requiere adhesivo negro para esta capa.

Capa de circuito: Esta es la capa más importante para un interruptor de membrana. Generalmente, la capa de circuito del interruptor de membrana se divide en circuito superior e inferior. Para el interruptor de membrana estándar con cúpulas metálicas, normalmente solo tiene el circuito inferior. Y para el interruptor de membrana Polydome o el interruptor de membrana de 6 capas sin cúpulas metálicas, normalmente tiene el circuito operacional. Para más detalles sobre esto, consulte a nuestro ingeniero de ventas. El material del circuito suele ser PET con muy buena termoestabilidad. En el material del circuito de PET, se deben imprimir líneas de circuito de plata, almohadillas de soldadura conductoras, dedos de contacto en el extremo final y, por lo general, también se debe imprimir pasta de carbono y tinta UV dieléctrica para evitar cortocircuitos y oxidación. También es posible ensamblar componentes electrónicos SMD en el circuito de PET, como LED, resistencias, condensadores, etc. El circuito de PET suele ser de 0,125 mm, pero a veces también se puede usar 0,1 mm o 0,188 mm.

Adhesivo posterior: Se ubica en la parte posterior del interruptor de membrana. Se trata de un adhesivo de doble cara que se utiliza para fijar el interruptor a los productos del cliente. Puede adherirse a diversos materiales, como plástico, metal, vidrio, etc. El tipo de adhesivo a seleccionar depende de la superficie de instalación de los productos del cliente. Sin embargo, los adhesivos de respaldo más comunes son el 3M467 y el 3M468, que son adecuados para la mayoría de las situaciones de montaje.

¿Qué tipo de interruptores de membrana resistiva y soluciones podemos ofrecer a nuestros clientes?

LuphiTouch® es uno de los fabricantes líderes a nivel mundial de muchos tipos diferentes de interruptores de membrana resistivos con tecnología de vanguardia.

Nuestros interruptores de membrana resistiva fabricados prestaron servicio en los sectores médico, aeroespacial, de control marítimo, de defensa, de control industrial, de redes y de telecomunicaciones.

Sectores como energía, electrodomésticos, instrumentos, contadores, etc. Aquí le presentamos los interruptores de membrana resistiva y las soluciones que podemos ofrecerle.