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O que é um interruptor de membrana?

O interruptor de membrana é um tipo de subconjunto composto por uma camada superior com impressão gráfica, espaçadores adesivos, camada de cúpula, camada de circuito e adesivo traseiro, que possui a função de interruptor. Ao pressionar o botão, a cúpula metálica ou policúpula entra em contato com a almofada condutora na camada de circuito, criando um circuito fechado que aciona a função elétrica correspondente. Ao soltar o botão, o circuito fechado é interrompido e a função é desativada. Os interruptores de membrana finos apresentam vantagens como estrutura fina, flexibilidade, leveza, aparência requintada, variedade de cores, resistência à água e poeira, resistência à corrosão, facilidade de limpeza e longa vida útil, sendo amplamente utilizados em áreas como medicina, estética, eletrodomésticos, controle industrial, automotiva, defesa, aeroespacial, naval, instrumentos, medidores, controladores de geradores e outras.

Os switches de membrana oferecem maior flexibilidade de personalização de acordo com as necessidades do cliente final, em comparação com os switches tradicionais. Podem ser fabricados em qualquer formato e espessura, atendendo às diversas exigências de design do usuário. Os usuários também podem definir qualquer tipo de gráfico e cores para a sobreposição, e os switches de membrana sempre conseguem reproduzi-los com facilidade e flexibilidade. Além disso, os switches de membrana podem ser integrados a teclados de borracha, placas de metal, painéis de plástico, telas sensíveis ao toque, displays LCD, placas de circuito impresso rígidas, FPCs de cobre, PCBAs, etc., para criar módulos de painel de switches com interface mais integrada e precisa.

Somos um fabricante certificado pelas normas ISO 13485, ISO 9001, ISO 14001 e ISO 45001. Graças aos nossos equipamentos de fabricação avançados, tecnologias de ponta, sala de produção limpa de alto padrão, funcionários qualificados e rigorosas medidas de controle de qualidade, a LuphiTouch se tornou uma das principais fabricantes mundiais de diversos tipos de subconjuntos de teclados de membrana. Com nossas capacidades ilimitadas de design e fabricação, a LuphiTouch é capaz de fornecer aos nossos clientes teclados de membrana resistivos e capacitivos de alta qualidade para atender às suas necessidades como interfaces de usuário e painéis frontais de seus dispositivos.

Existem muitos tipos de teclados de membrana. Eles podem ser divididos em diversas categorias, de acordo com suas necessidades. padrão de classificação.

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Características e benefícios

Personalização flexível

Os teclados de membrana oferecem maior flexibilidade de personalização de acordo com as necessidades do cliente final, em comparação com os teclados tradicionais. É possível personalizar cores, funções e gráficos conforme a necessidade.
Boa resistência a choques e vibrações.

O interruptor de membrana é um tipo de painel de interruptor plano multicamadas laminado, que pode fornecer um bom desempenho confiável em aplicações comerciais para seus produtos.
Adequação flexível

É muito fácil e com um custo extremamente baixo fazer quaisquer modificações de adequação durante o período de desenvolvimento dos produtos dos clientes finais.
Rico em integração de funções

O teclado de membrana pode integrar funções especiais relevantes de forma flexível, de acordo com as necessidades do cliente final. Ele pode integrar retroiluminação, blindagem ESD, Bluetooth, NFC, controle por gestos, etc., e também pode ser combinado com telas sensíveis ao toque, LCDs, borrachas, plásticos, metais, etc., para se tornar um módulo de interface capaz de executar funções mais complexas ou específicas.
Alta integração de botões de operação

Nos switches tradicionais, os botões podem estar localizados em vários pontos do dispositivo do cliente. Já nos switches de membrana, todos os botões de controle de função são integrados em um único painel de interface, o que torna a operação do dispositivo mais fácil e prática, além de economizar espaço e deixar o visual do dispositivo mais organizado.
Bom desempenho de vedação

O interruptor de membrana é um tipo de dispositivo multicamadas composto por várias camadas firmemente laminadas, o que lhe confere resistência à poeira e à umidade.

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Tipos de interruptores de membrana

Existem muitos tipos de teclados de membrana. Eles podem ser divididos em diversos tipos diferentes, de acordo com diferentes padrões de classificação.

De acordo com seu princípio de funcionamento, pode ser dividido em:

Interruptor de membrana tátil e interruptor de membrana não tátil

No caso do interruptor de membrana resistivo, é necessário que o dedo aplique força para pressionar os botões, fazendo com que a cúpula metálica sob o botão entre em contato com as almofadas condutoras na camada de circuito inferior. Isso cria um circuito fechado, conectando-o e acionando a função correspondente.

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Existem muitos tipos de relevo para botões, como relevo circular, relevo plano, relevo plissado, relevo em moldura, relevo com letras, baixo-relevo e outros. Em teoria, podemos personalizar o relevo de acordo com a intenção do designer. A altura do relevo geralmente fica entre 0,35 mm e 0,45 mm, mas, para algumas aplicações especiais, pode chegar a 0,7 mm ou até mais, como 1,0 mm, 1,2 mm etc. No entanto, se o relevo for muito alto, isso afetará a vida útil do botão e também a sua sensação tátil.
Como não exige força para pressionar o botão, bastando um leve toque para acionar a função do interruptor de membrana capacitivo, ele tem sido amplamente utilizado em eletrodomésticos, eletrônicos de consumo, indústria de beleza, etc.
É claro que essa distinção não é absoluta. Tanto os interruptores de membrana resistivos quanto os capacitivos têm suas próprias vantagens e desvantagens. Você precisa selecionar o mais adequado de acordo com a situação real de seus produtos. Por exemplo, controle de custos, análise do mercado-alvo, ambiente de uso do produto etc.

De acordo com a sensação tátil, pode ser dividido em:

Interruptor de membrana resistivo e interruptor de membrana capacitivo

Um interruptor de membrana tátil produz feedback de força e também um som de "clique". A sensação tátil geralmente está relacionada ao formato, dimensão e altura do relevo, bem como à marca e tamanho da cúpula metálica utilizada. Diferentes especificações de design dos botões e diferentes cúpulas metálicas proporcionam sensações táteis distintas aos usuários. Além disso, cada usuário tem preferências diferentes em relação à sensação tátil e ao som do "clique". No entanto, para aplicações industriais complexas ou dispositivos que geralmente exigem operação às cegas, a LuphiTouch recomenda o uso de botões com alta força de atuação e som de clique nítido para aumentar a segurança da operação.

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Mas, no caso do interruptor de membrana capacitivo, não é necessário aplicar força para pressionar o botão, bastando um leve toque para que a capacitância gerada conecte o circuito e acione a função correspondente. Já o interruptor de membrana resistivo, por exigir força para pressionar o botão e conectar o circuito, apresenta menor probabilidade de toques acidentais. Por isso, é utilizado principalmente em áreas com altíssimos requisitos de segurança, como defesa, aeroespacial, controle marítimo, controle industrial, medicina, controle de geradores, equipamentos mecânicos, máquinas, etc.
Além do interruptor de membrana tátil com cúpula metálica, existe o interruptor Polydome. Polydome significa que a gravação é feita diretamente na camada gráfica e no circuito superior (em algumas aplicações, apenas a camada é gravada). Nesse tipo de interruptor de membrana tátil, a sensação tátil é totalmente proporcionada pela gravação, pois não há cúpula metálica sob o botão. Portanto, a sensação tátil geralmente é mais fraca do que a de um interruptor com cúpula metálica. Além disso, a cúpula metálica tem uma vida útil muito maior do que a Polydome.A cúpula metálica tem uma vida útil de mais de 1 milhão de ciclos, enquanto a Polydome tem uma vida útil de apenas 200 a 400 mil ciclos.Assim, no mercado atual, a demanda por interruptores de membrana táteis geralmente se limita a interruptores táteis de cúpula metálica.
Em relação aos teclados de membrana não táteis, geralmente se referem àqueles que não possuem botões em relevo (botões planos, ou apenas letras ou bordas em relevo) e também não possuem cúpulas metálicas sob a camada superior. Devido à ausência de feedback tátil nesse tipo de teclado, a experiência do usuário final não era satisfatória, o que levou à sua gradual eliminação do mercado nos últimos anos.

De acordo com a rigidez do interruptor de membrana, ele pode ser dividido em:

Interruptor de membrana flexível e interruptor de membrana rígido

Um interruptor de membrana flexível é flexível e dobrável. Sua camada de circuito geralmente é composta por um circuito de poliéster impresso com prata ou um circuito FPC de cobre. Para o circuito de poliéster (PET), a espessura do material mais comum é de 0,125 mm, embora às vezes também se utilize 0,188 mm. Quanto ao FPC de cobre usado em interruptores de membrana flexíveis, geralmente é um FPC de face simples ou dupla. Raramente se utiliza FPC multicamadas. Para esse tipo de interruptor de membrana, sua espessura total geralmente fica entre 0,8 e 1,0 mm. Devido à sua boa flexibilidade e maleabilidade, ele pode ser usado em alguns equipamentos com superfícies de instalação ligeiramente curvas. Obviamente, se o raio da curvatura for muito grande, será necessário um projeto personalizado especial de acordo com a situação real.

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Quanto aos interruptores de membrana rígidos, eles geralmente podem ser divididos em dois tipos. Um tipo utiliza a placa de circuito impresso (PCB) rígida como camada de circuito. Como a própria PCB é rígida, o interruptor de membrana que a utiliza como circuito também é rígido. O outro tipo consiste simplesmente em adicionar uma camada de suporte rígida sobre o interruptor de membrana flexível previamente introduzido.
Os materiais mais comuns para a camada de suporte são PC, PMMA, FR4, vidro temperado, aço inoxidável, alumínio, etc. Para alguns clientes, o projeto exige que o interruptor de membrana tenha rigidez e suporte suficientes, o que geralmente é obtido apenas com a adição de uma placa de suporte.
Para alguns equipamentos mecânicos, geralmente é necessário aplicar alguns componentes de hardware à porta HMI, portanto, a placa traseira, os parafusos, os pinos e o interruptor de membrana são frequentemente integrados em um subconjunto de interruptor de interface rígido.

A estrutura do interruptor de membrana resistivo padrão e suas matérias-primas.

O interruptor de membrana resistivo padrão consiste em 6 camadas: camada gráfica superior, espaçador da camada superior, espaçador do circuito de retenção da cúpula, camada de circuito e adesivo traseiro. Os detalhes são os seguintes:

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Sobreposição gráfica: Trata-se apenas da camada frontal superior, que é exibida diretamente aos usuários. Foi solicitado o uso de diferentes gráficos e letras impressas com acabamento requintado. A impressão pode ser feita em serigrafia ou impressão digital.

Os gráficos são impressos no verso. Além disso, geralmente também é solicitado o uso de diferentes tipos de relevo para botões, logotipos, símbolos etc. na sobreposição. Como a sobreposição fica exposta ao ambiente externo e também desempenha funções de marcação, identificação e acionamento, a escolha do material é crucial. Ele deve apresentar alta resistência à temperatura, resistência à corrosão, alta transparência, alta estabilidade química, alta tenacidade, impermeabilidade etc.

Para teclados de membrana usados em ambientes externos, o material de revestimento também precisa ser resistente aos raios UV. Os materiais mais comuns são o poliéster (PET) e o policarbonato (PC). O PET apresenta desempenho superior ao PC, sendo, portanto, o material de revestimento mais utilizado. Quase 95% dos teclados de membrana que fabricamos para nossos clientes da América e da Europa utilizam PET. A espessura do material geralmente é de 0,15 mm, 0,18 mm, 0,2 mm e 0,25 mm. Utilizamos PET da Autotex, PC da Lexain e outras marcas mundialmente reconhecidas.

Espaçador de sobreposição: Refere-se à camada de fita adesiva dupla face entre a camada superior da sobreposição gráfica e a camada inferior de retenção da cúpula. Ela é usada para conectar as duas camadas. Os materiais comumente usados incluem 3M, Luxking e outros. A espessura geralmente varia de 0,05 mm a 0,45 mm. Para o interruptor de membrana com retroiluminação, a fim de evitar vazamento de luz, geralmente é necessário usar adesivos pretos. Para a montagem do interruptor do teclado de borracha de silicone, é necessário usar fita adesiva de silicone especializada, como a 3M9731.

Suporte de cúpula: Essa camada funciona como um suporte para fixar a cúpula metálica e evitar que ela se desloque. Se a cúpula metálica se deslocar, o interruptor de membrana pode perder sua função ao pressionar o botão. A camada de retenção da cúpula geralmente é feita de PET com espessura entre 0,05 e 0,125 mm.

Espaçador de circuito: Essa camada é usada para conectar a matriz de domos superior à camada de circuito impresso inferior. Similar ao espaçador de sobreposição, seus materiais geralmente são da 3M ou Luxking, e sua espessura varia de 0,05 a 0,45 mm. Para o interruptor de membrana com retroiluminação, também é necessário usar adesivo preto nessa camada.

Camada de circuito: Esta é a camada mais importante para um interruptor de membrana. Normalmente, a camada de circuito do interruptor de membrana é dividida em circuito superior e circuito inferior. Para o interruptor de membrana padrão com domos metálicos, geralmente há apenas o circuito inferior. Já para o interruptor de membrana Polydome ou o interruptor de membrana de 6 camadas sem domos metálicos, geralmente há o circuito operacional. Para mais detalhes, consulte nosso engenheiro de vendas. O material do circuito geralmente é o PET, que possui excelente termoestabilidade. No material PET do circuito, é necessário imprimir trilhas de circuito de prata, pads de solda condutores, contatos na extremidade e, geralmente, também pasta de carbono e tinta UV dielétrica para evitar curto-circuito e oxidação. Também é possível montar componentes eletrônicos SMD no circuito de PET, como LEDs, resistores, capacitores, etc. O circuito de PET geralmente tem 0,125 mm, mas às vezes também pode usar 0,1 mm ou 0,188 mm.

Adesivo na parte traseira: Localiza-se na parte traseira do interruptor de membrana. Trata-se de um tipo de adesivo dupla face, utilizado para fixar o interruptor de membrana aos produtos do cliente. Pode ser colado em diversos materiais, como plástico, metal, vidro, etc. O tipo de adesivo a ser escolhido depende da superfície de instalação do produto do cliente. No entanto, os adesivos traseiros mais comuns são o 3M467 e o 3M468, que atendem à maioria das situações de montagem.

Que tipo de interruptores de membrana resistivos e soluções podemos oferecer aos nossos clientes?

A LuphiTouch® é uma das fabricantes líderes mundiais de diversos tipos de interruptores de membrana resistivos, com tecnologia de ponta.

Nossos interruptores de membrana resistivos fabricados atendem às aplicações médicas, aeroespaciais, de controle marítimo, de defesa, de controle industrial, de redes e de telecomunicações.

Aplicações em setores como energia, eletrodomésticos, instrumentos, medidores, etc. Apresentamos aqui os interruptores de membrana resistivos e as soluções que podemos oferecer.