手機按鍵設計及制造工藝研究

[摘要] 通過調查分析手機按鍵的發展史及資料，歸納總結了目前市場上手機按鍵的類型，并分析了制造工藝要求。闡述了手機按鍵設計可能出現的問題，針對性地提出了具有一定參考價值的手機按鍵設計規范及要點。

[關鍵詞] 手機 按鍵 制造工藝

一、引言

伴隨著信息技術的飛速發展，手機自問世以來，上演著一場場動人又奇異的變革，從形態到技術的紛繁變化另人目不暇接。手機的外形對于吸引用戶購買有著重要的作用，其中的按鍵設計則具有“點睛”的效果。由于手機的操作絕大部分依賴按鍵來完成，因此按鍵的設計是否宜人美觀對于手機的質量和銷售至關重要。

二、按鍵的類型及制造工藝

手機從誕生以來，其外形與結構發生了巨大的變化，從大哥大到掌上手機就是一個驚人的演變，現在比較常用的分類是把手機分為折疊式(單屏、雙屏)、直立式、滑蓋式、旋轉式等幾類。按功能還可分為:商務手機、照相手機、音樂手機、游戲手機等。按鍵作為手機的重要組成部分，按照制作材料及工藝劃分，其基本類型有:“P+R”按鍵、硅膠按鍵、PC(IMD)按鍵、Metal Dome按鍵、TPU按鍵、電容感應按鍵等。

“P+R”即為PLASTIC+RUBBER，是一種手機上常用的按鍵工藝，多為許多按鍵布在一起。P+R按鍵就是在生產中通過自動點膠機將按鍵帽和膠盤粘接在一起。按鍵帽材料通常采用PC/ABS/PMMA，方向鍵多采用電鑄模具加工，膠盤材料一般采用RUBBER/ TPU+RUBBER。Key pad和Metal Dome之間的距離是一個很重要的參數，此間隙過大會是按鍵松，既“晃”，過緊會影響手感甚至無功能。另一個重要的參數是按鍵到膠殼邊的間隙，此間隙過大會影響外觀，手感不好，太小會影響手感。硅膠按鍵是最先出現的按鍵類型，早期多用于直板機，因其成本低，手感好，現階段又有再次流行的趨勢。按鍵設計時要注意按鍵與面殼按鍵孔的配合間隙，同時硅膠按鍵也需要與殼體有定位的設計。PC(IMD)按鍵為在PC/ABS注塑成型后再在上表面覆一層PC/PET薄膜，屬于IMD工藝，其表面非常耐磨，但因與DOME接觸的點的硬度高故其手感不大好，不良率比較高。Metal dome的材料一般選用不銹鋼，它具有良好的按鍵觸感、輕薄的結構、較小的觸點電阻、使用壽命長和價格低廉等優點。在設計當中，要對Dome的腳跡處做圓邊處理，同時，在Dome的中心加凹點，可以有效排除組裝過程中由于塵埃妨礙電接觸性能的現象和有效接觸面積增大。TPU 是一種新型的環保材料，由于其優良的特性。采用TPU薄膜做成的按鍵有輕便、環保、耐老化、不易變形的特點同時加工損耗低、超薄，該材料做成的手機按鍵只有正常產品厚度的三分之一。并改變了傳統按鍵字體印刷在表面的做法，使每一個字體真正達到永不磨損，如圖1所示。電容式感應技術由于具有耐用、較易于低成本實現等特點，而逐漸成為觸摸控制的首選技術。此外，由于具有可擴展性，該技術還可以提供其他技術所不能實現的用戶功能。在顯示屏上以軟按鍵方式提供用戶界面，這通常被稱為觸摸屏。這些觸摸控制鍵在手機按鍵的設計上逐漸替代了機械按鍵，因為后者具有使用壽命短、不夠衛生等方面的問題，而且還有在面板上開孔安裝按鍵的相關成本，圖2為LG-KF510手機按鍵。

三、鍵結構設計要點

為避免手機按鍵在制作中及后期工藝處理上出現不必要的問題，因此，在設計及制造中非常有必要遵照相應的設計規范要求。

1.結構要求按鍵必須很薄時，可選用PET—IMD按鍵。

2.鍵體與殼體水平方向的間隙。數字鍵:從國內外各種機型來看，其間隙選擇范圍均較大。如果殼體和按鍵的制造水平較高，殼體模具較準確。需要表現一種精密感時，應選擇較小的間隙。方向鍵:薄形方向鍵(翻蓋機用)的水平間隙可參照數字鍵數值。

3.按鍵與DOME垂直方向的間隙。按鍵與DOME垂直方向間隙正確與否是按鍵質量的關鍵，應予以重點控制。一般在垂直方向的觸點與DOME之間應有較小的過盈。

4.觸點的形狀和尺寸。觸點一般取圓盤狀，直徑為ф1.5～ф2mm，高度一般為0.20～0.50mm建議圓盤狀觸點的尺寸為:ф1.8x0.3。方向鍵觸點形狀建議取ф1.8+SR4球面。

5.盡量不采用硬質材料的觸點直接接觸DOME的方案，這種按鍵在批量生產中不良率很難降低。DOME應選用不銹鋼鍍鎳，并帶有中心孔或中間有凸點的結構。不宜選用鍍銀，無鍍層，光面的DOME。

6.方向鍵可設計成帶帽沿的結構以保證垂直方向限位。

7.硅膠與鍵盤的粘接面應制成粗刀痕表面。既加大粘接面又可容納多余膠液使厚度尺寸更為準確一致。

四、結語

顯示屏與按鍵是手機上占據面積比例最大的兩個部分，相比較而言，按鍵的設計要比顯示屏的設計投入的人力及物力要多得多。對于大部分的人來說，在購買手機的同時，他們都把按鍵作為一個非常重要的平衡因素，造型設計是否美觀，使用是否方便舒適及質量是否有保證等都考慮其中。因此，設計師非常有必要掌握先進合理的技術，開發出有市場前景的按鍵。

參考文獻:

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[2]深圳市塑科塑膠制品有限公司.TPU手機按鍵專用薄膜[EB/OL].http://oa.yxx.com.cn/productshow/offerdetail/4～1582～0～8875.html，2007～03～13

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