【內部資料】塑膠按鍵常見設計規範總結

乾貨，全套設計學習資料免費領取！

一、塑膠按鍵分類

二、不同按鍵的特點

三、按鍵結構設計

四、旋鈕結構設計

五、防呆結構設計

一、塑膠按鍵分類

（一）按結構分：

1、懸臂式按鍵

2、蹺蹺板式按鍵

3、鑲嵌式按鍵

（二）按材料和加工工藝分：

1、“P R”按鍵

2、IMD R按鍵

3、矽樹脂按鍵

按鍵分類－－按結構分

1、懸臂式按鍵：透過固定懸臂來固定按鍵

2、蹺蹺板式按鍵：

按鍵常為一對，在cover（蓋子）上有相對應的兩個卡位，按鍵工作原理與蹺蹺板相似，以按鍵中間的突起柱子為軸，旋轉實現按鍵觸發。

3、鑲嵌式按鍵：按鍵夾在上蓋和裝飾件中間

按鍵分類－－按材料和加工工藝分

1、“P R”按鍵plactic rubber：P是塑膠英文“Plastic”的第一個字母，R是橡膠英文“Rubber”的第一個字母，P R結構就是鍵帽材料是塑膠，軟膠材料是橡膠，兩種不同的材料組合在一起的按鍵。多為按鍵集中，把塑膠按鍵透過一種專用膠水粘到 rubber上，然後固定rubber以此來固定按鍵。

2、IMD R按鍵

3、IMD按鍵－－模內鑲件注塑：

其工藝非常顯著的特點是，表面是一層硬化的透明薄膜，中間是印刷圖案層，背面是塑膠層，由於油墨夾在中間，可使產品防止表面被刮花和耐磨擦，並可長期保持顏色的鮮明不易退色。

3、IMD按鍵－－膜內轉印

此工藝是將圖案印刷在薄膜上，透過送膜機將膜片與塑模型腔貼合進行注塑，注塑後有圖案的油墨層與薄膜分離，油墨層留在塑件上而得到表面有裝飾圖案的塑件。

4、矽樹脂按鍵

二、不同按鍵的特點

純塑膠：結構簡單，加工方便，可以噴塗，也可以金屬化，手感好，具有價格優勢。手感稍差，成本低，一般用於一般的電子產品，可降低成本。

純矽膠：電阻小，回彈強，靈敏度高，彈性穩定，壽命長，燈孔透明度高，更具價格實惠及美觀的要求的產品，產品手感好，細膩，顏色鮮明。

純IMD：熱塑性薄膜背面印刷字型圖案後成型的按鍵具有輕、薄、精密、永不磨損可進行快速印花及顏色轉換等特點，表面印刷鏡面油墨，變色龍油磨墨等，使按鍵具有各種時尚風采。

純塑膠（P）純矽膠（R）：塑膠按鍵直接覆壓矽膠按鍵再壓線上路板的金手指上。P R結構手感好，但做工複雜，往往需要二次成型或者二次加工，成本高，一般應用於高檔電子產品，如手機等。

塑膠（P）普通底矽膠（R）：塑膠按鍵與普通矽膠底板透過特殊的膠劑相結合，兼顧了塑膠製品與彈性矽膠的特性，多種工藝，多種組合，豐富多彩的按鍵設計，擁有高品質、高檔次的特點，塑膠與矽膠結合可達到柔和的手感及耐磨效果。

塑膠（P）特殊底矽膠（R）：塑膠按鍵與特殊矽膠底板透過特殊的膠劑相結合，採用特殊薄膜加矽膠的雙層技術，使按鍵底板在很薄（0。2mm-0。25mm）的情況下仍有更強的抗拉力，且保持柔軟特性，按鍵底板雖更薄，但較硬，不易變形。

塑膠（P）矽膠（R）薄膜（IMD）：手感好，層次分明，有較硬的接觸感，又有較軟的按壓感且有優越的耐磨性，軟體底座可避免損壞接觸面物件及具備密封功能，組合式按鍵設計更具花樣。

塑膠（P）矽膠（R）其它（特殊底薄膜）：具有與P R相同的特點，同時有電鍍鍵的獨到之處，其款式可隨意變換，可水鍍也可蒸鍍，可成亮面或霧面或亮霧相結合，產品具有金屬亮面效果和磨沙效果，檔次高，具有時尚感。

熱塑性合成橡膠：高效能熱塑性合成橡膠，具備了橡膠的柔軟性及低壓縮永久不變形特性，中檔價位擁有熱塑性及熱固性塑膠的外觀光澤。

其它類

比如薄膜按鍵及薄膜發光按鍵等等。

三、按鍵結構設計

1、“P R”類：

P R配合尺寸

尺寸說明：

尺寸A是鍵帽頂面的料厚，尺寸應不小於0。60mm，建議做到0。80mm。

尺寸B是鍵帽側面的料厚，尺寸應不小於0。60mm，建議做到0。80mm。

尺寸C是鍵帽與Rubber的頂面間隙，為0。05mm，此間隙是點膠空間。

尺寸D是鍵帽與Rubber的側面間隙，為0。05mm。

尺寸E是Rubber的厚度，為0。30mm。

尺寸F是導電基的高度，尺寸應不小於0。25mm，建議做到0。30mm。

尺寸G是側鍵裙邊的寬度，尺寸應不小於0。40mm。

尺寸H側鍵裙邊的厚度，尺寸應不小於0。40mm。

尺寸I是側鍵的寬度，尺寸應不小於2。50mm，建議不小於3。00mm。

2、純塑膠鍵帽：

尺寸說明：

尺寸A是鍵帽頂面的料厚，尺寸應不小於0。60mm，建議為0。80mm。

尺寸C是側鍵裙邊的寬度，尺寸應不小於0。40mm。

尺寸D是側鍵裙邊的厚度，尺寸應不小於0。40mm。

尺寸E是側鍵的寬度，尺寸應不小於2。50mm，建議不小於3。00mm。

·按鍵與殼體的配合尺寸

尺寸說明：

尺寸A是鍵帽高出殼體大面的部分，尺寸應不小於0。50mm。

尺寸B是鍵帽四周與殼體的間隙，尺寸應不小於0。10mm，建議為0。15mm。

尺寸C是側健裙邊四周與殼體的間隙，尺寸應不小於0。20mm。

尺寸D是側鍵裙邊行程方向與殼體的間隙，尺寸應不小於0。05mm，建議做到 0。10mm。

尺寸E是鍵帽底面與輕觸開關的間隙，為0。05〜0。20mm。

3、滑動式推鍵：

例項：

如圖3－1所示

設計值參考如下：

C （槽孔）=A （鍵軸套） B（ switch行程） 0。4 （兩側間隙）

D （鍵長）=C （槽孔） B（ switch行程） 1。0 （兩側遮蔽長）

E（槽長）=D（鍵長） B（switch行程） 0。4 （兩側間隙）

圖3-1滑動式推鍵的設計

（1）外部組裝方式

如圖3-1所示為按鍵從外部組裝方式，必須等殼體組裝全部完成，將 switch撥至單側，再將滑動鍵的軸套對準，switch的柄套人，利用側向卡勾方式與殼體固定。卡勾設計重點如下：

■必須設計在按鍵長方向的兩側，如圖3-1所示。

■卡勾的寬度儘量不要大於圖示中“A”值，否則C、D、E的尺寸會變動。

■如按鍵寬度受限，為保持卡勾的彈性，則卡勾位置必須移動或軸套改為非封閉式，如圖3-2所示。

■圖3-1所示“F”值為防止刮漆肋的設計高度，其一般設計值為 0。15 mm~0。3 mm，按鍵長度越長，滑動時越容易變形，“F”值可以設計得較高。防刮漆肋建議設計位置如圖3-3所示，重點為滑鍵動作時不可外露。

圖3-2 保持卡勾的彈性

圖3-3防刮漆肋設計

■圖3-1所示“G”值為軸套與switch保持的間隙，以按鍵滑動時軸套端面不干涉switch為原則，建議設計值為G≥0。5 mm。

■為防止按鍵滑動部位殼體強度太脆弱，按鍵動作時，殼體下陷，造成按鍵與switch干涉，滑動阻力加大。建議殼體內部如圖3-4所示，追加肋片頂住PCB板面。

圖3-4殼體內部

■考慮卡勾的彈性，其高度應適度加長，建議設計值如圖3-5所示。當按鍵組裝卡勾產生變形扣入時，應力集中於卡勾根部銳角處，容易折斷。因此，應於根部銳角處追加小圓角。

■為保持兩側卡勾的組裝彈性，卡勾的彈性臂應與撥動switch結構保持適當間隙，如圖3-6所示。

圖3-5加長卡勾高度

圖3-6卡勾彈性臂與Switch結構的間隙

（2）內部組裝方式

如圖3-7所示，先將滑鍵組裝於switch上，再將主殼體套上。此設計方式的缺點是，不能表現滑鍵外觀特色，且需要較大的內部空間。

圖3-7內部組裝方式

B （槽孔）=A（鍵柄） switch行程 0。4 （兩側間隙）

C （鍵長）=B（槽孔） switch行程 2。0 （兩側遮蔽長）

4、直壓式（push ）按鍵－－懸臂式

例項：

由按鍵塑件原生彈性臂熱熔或螺釘鎖付於殼體上，如圖4-1所示。

圖4－1懸臂式

按鍵設計原則：

（1）彈性臂的設計必須視實際運用空間而定，彈性太軟或太硬都為不良設計。

①彈性太軟的缺點：成型頂出易變形，按鍵組裝後易下陷施力後易塑性變形。

②彈性臂太硬的缺點：

施力大，手感差，一般定為300 g ~ 500 g，感覺不到switch塑件的觸感

③影響彈性臂彈性的因素：

彈性臂的斷面積，一般以扁平狀為最好，如圖4-2所示。

施力點至熱熔（鎖付）點的距離；彈性臂為直線設計。

彈性臂的全長，彈性臂因空間限制，而作繞彎設計。

（2）兩個按鍵以上設計為同一件，其彈性臂必須利用熱熔（鎖付）點加以阻隔，防止按鍵連動（按一個，動兩個），如圖4-3示。

圖4-2 彈性臂的斷面積

圖4-3 防止按鍵連動

（3 ）按鍵與殼體配合間隙，必須視兩者之後的加工處理而定，經驗值建議如表4-1所示。

表4-1 後加工處理的間隙經驗值單位：mm

（4）按鍵固定方式如果設計為熱熔，其熱熔柱即為定位柱，必須設計成兩支以上，且距離相距越遠越好，其配合間隙預留單邊≤0。05 mm。

（5）熱熔柱固定方式經常有應力存在，會造成按鍵靜態狀況稍微下陷的現象，因此，常利用如圖4-4所示熱熔柱加肋以頂高按鍵，保持與殼體密合狀態。

圖4-4熱熔柱加肋

（6）按鍵動作以支點為中心，受力旋轉下壓，因此，按鍵的外觀面（凹模）脫模角儘可能加大，防止下壓動作干涉卡鍵。

（7）按鍵觸動switch的導通性，為要求從不同位置施力手感一致，其末端最好設計成半球狀。

（8）按鍵外觀面如果要求雕刻功能符號字樣，最好設計成凹字，適宜深度為0。15 mm〜0。2mm。

4、直壓式（push ）按鍵－－彈簧式

例項：

如圖4-5所示

其優點為：

（1）按鍵不會有塑性變形、塌陷的顧慮。

（2）手感較懸臂式好。

（3）部件刮損，修補容易。

（4）允許較大的空行程設計。

其缺點為：

（1）垂直軸）方向需要較大的設計空間。

（2）只限於單件按鍵的設計。

（3）成本比懸臂式高，包括模具及零件費用。

圖4-5 彈簧式

b （空行程） switch行程

若e值

彈簧式按鍵設計原則：

（1）按鍵靜態時要高於殼體距離f值，必須小於b值空行程，防止落下測試，按鍵直接撞擊switch致損壞產品。

（2）殼體底座應配合壓縮彈簧內徑，設計一圓形凸臺，防止彈簧位移，按鍵動作時，被引導柱夾死，其高度略大於彈簧線徑。

（3）壓縮彈簧的設計，其線徑以0。1 mm~0。15 mm為好，繞圈數必須大於3圈，上下兩端作平端彈簧設計，材料選擇則以彈簧鋼或不鏽鋼為好。

（4）按鍵觸動引導柱，因考慮按鍵行程，其加強肋必須做得很低（除非空間允許引導柱做成十字形配合），引導柱會變得脆弱，因此引導柱可以考慮設計成空心柱。（5）觸動引導柱與底座孔配合，其配合間隙不宜過大，單側0。05 mm即可，其配合深度，越長越穩固。

（6）若按鍵的施力面積較大，為求按鍵保持平穩狀態，建議頂按鍵底面的壓縮彈簧作圓錐狀設計，如圖4-6所示。

圖4-6 圓錐狀彈簧

5、回覆式鍵－－回覆式旋轉鍵

如圖5-1所示，功能動作設定：

圖5-1 回覆式旋轉鍵

回覆式旋轉鍵

動作一：按下保險鍵，逆時針旋轉。

旋轉鍵“Lock”在“OFF”位置，再按保險鍵，順時針旋轉“Lock”在“ON”位置。

動作二：旋轉鍵順時針旋轉，旋轉鍵抵達“MODE”位置。鬆開手指後，旋轉鍵回覆到“ON”位置。

細化內部結構，如圖5-2、圖5-3所示。

圖5-2 回覆式旋轉鍵內部結構

圖5-3 保險件壓簧和線路接觸簧

設計原理：

旋轉鍵帶動旋轉盤，使接觸簧片觸及電路佈局，其材料可為硬質PCB板，也可為薄膜（membrane）材料，設計範例如圖5-4所不。

圖5-4 旋轉鍵設計

（1）薄膜可利用SMT電子零件，其加強板可利用PCB或塑膠片。

（2）旋轉鍵利用預壓復位彈簧作復位動作。

（3）保險鍵利用“凸塊”嵌入殼體配合凹位作“定位”動作。

（4）確認鍵施力下壓，使橡皮按鍵凸柱擠壓兩片薄膜，觸碰觸點形成訊號通路。

5、回覆式鍵－－回覆式平移推鍵

—、功能動作設定如下。

圖5-5所示推鍵由O點平移至A或B點，會自動回覆至0點。

圖 5-5 回覆式平移推鍵

（1）回覆式滑動開關：利用前述滑動式按鍵設計帶動滑動開關。

（2）薄膜滑動開關：機構設計彈簧作復位動作，利用接觸簧片連線觸點作通路。

二、內部結構分解，如圖5-6所示。

三、組裝程式。

（1）彈簧銷（X2）套入彈簧兩端，預壓彈簧置入滑動片“U”形槽內。

（2 ）滑動片置入主殼（彈簧銷對正導軌肋片）。

（3）滑動鍵對準滑動片熱熔孔置入主殼，熱熔柱（x2）熱熔固定。

（4）置入薄膜線路板，固定在主殼上。此結構為直線運動，同樣可運用在圓周運動上。

圖5-6 內部結構分解圖

6、導電橡皮按鍵

例項：

一、設計原理及應用

導電橡皮按鍵，利用矽樹脂膠材料的特性，施力使按鍵失靈，導通薄膜（film）

線路板，應用範圍包括手機、計算機、鍵盤、電子辭典、掌上電腦。

二、設計注意事項

（1）如圖6-1所示為設計建議值，材料為矽橡膠，Barcol硬度= 55。

（2）導電橡皮材料為conductive capron矽橡膠，與PCB必須保持1 mm的間隔。

（3）導電橡皮的直徑必須小於PCB （或film ）線路銅箔的最小寬度。

（4）按鍵底部應有通風孔設計，缺口高度= 0。5mm。

圖6-1 橡皮按鍵剖檢視

（5）橡皮按鍵的頂面必須凸出殼體2。5 mm，並與殼體保持全周0。35 mm的間隙，如圖6-2所示。

（6）橡皮按鍵與PCB之間，若襯有絕緣Mylar，其表面要採用霧面處理，因為

平滑面易造成區域性真空，使得橡皮按鍵被吸住，造成卡鍵。

（7）主殼必須設計環狀肋片，以壓制橡皮按鍵的凸緣，干涉量為0。1 mm。

圖6-2 橡皮按鍵的頂面

7、按鈕、按鈕與面板殼體之間的裝配結構

常用按鈕有窩仔片、橡膠按鈕和機械按鈕，可根據空間大小、行程要求、手感要求來選擇。窩仔片行程短，一般為0。2〜0。5mm，金屬材質，可靠性好，佔用空間小，帶腳的窩仔片可以配合PCB上的通孔定位安裝。橡膠按鈕行程長，一般為1mm，也有0。 5m的。橡膠材質可靠性不如窩仔片好，佔用空間大，優點是按鈕手感好，多個橡膠按鈕可以連成一片，製成一體，方便安裝。機械按鈕，其實裡面還是金屬窩仔片，效能和窩仔片基本一樣，但有輔助機構，按鈕手感比窩仔片容易調整到最佳狀態。

（一）按鈕大小及相對距離要求

在操作按鈕中心時，不能引起相鄰按鈕的聯動，依據人機工學引數，相鄰按鈕的中心距設計原則如下：

（1）在豎排分離按鈕中，兩相鄰按鈕中心的距離a>9mm。

（2）在橫排成行按鈕中，兩相鄰按鈕中心的距離6>13mm。

（3）為方便操作，常用的功能按鈕的最小尺寸為：3mmX3mm。

（二）按鈕與面板殼體的設計間隙

按鈕與殼體之間須留一定的間隙，保證按鈕與面板殼體之間的運動自如，間隙一。般取0。2〜0。5mm，並應保證按下去時不能被卡住，可以順利回彈。卡住這種不良情況多出現在行程較長的橡膠按鈕上，對策是加高按鈕深度，如行程為1mm的橡膠按鈕，上面的塑膠按鈕帽要高出面殼表面1mm以上，如果塑膠按鍵帽高出面殼表面不應超過1mm，也可以在面殼表面以下建圍骨加深。按鈕與面板基體的配合間隙，如圖7-1所示。