Los teclados de caucho de silicona (también conocidos como teclados elastoméricos ) se utilizan ampliamente en productos electrónicos industriales y de consumo como una solución de conmutación confiable y de bajo costo. [1]
La tecnología utiliza las propiedades de moldeo por compresión del caucho de silicona para crear correas en ángulo alrededor de un centro de conmutación . Al presionar el interruptor, la cinta se deforma uniformemente para producir una respuesta táctil. Cuando se elimina la presión del interruptor, la correa vuelve a su posición neutral con retroalimentación positiva.
Para hacer un interruptor electrónico, se coloca una pastilla de carbón u oro en la base del centro del interruptor que hace contacto con una placa de circuito impreso cuando la red se ha deformado. [2] Alternativamente, en lugar de usar una pastilla conductora, el interruptor en sí puede estar hecho de un elastómero conductor como caucho con una mezcla de carbono.
Es posible variar la respuesta táctil y el recorrido de una tecla cambiando el diseño de las correas y/o la dureza Shore del material base de silicona. Se pueden acomodar fácilmente formas de teclas inusuales y un recorrido de llave de hasta tres milímetros. Las fuerzas táctiles pueden alcanzar hasta 500 g dependiendo del tamaño y la forma de la tecla.
La relación de ajuste de un teclado determina la sensación táctil que experimenta el usuario. La proporción de ajuste recomendada que deben mantener los diseñadores es del 40% al 60%; Si cae por debajo del 40%, las teclas perderán sensación táctil pero tendrán una mayor vida útil. La pérdida de sensación táctil significa que el usuario no recibirá un "clic" durante la actuación.
La relación de ajuste se calcula como la diferencia entre la fuerza de actuación y la fuerza de contacto de un interruptor dividida por la fuerza de actuación. La fuerza de actuación es la fuerza necesaria para colapsar la membrana de un interruptor de goma, y la fuerza de contacto es la fuerza necesaria para mantener el cierre del contacto del interruptor de goma con una placa de circuito impreso.
Matemáticamente, esto se puede representar por:
Relación de ajuste = ( F1 - F2 ) / F1
donde F1 es la fuerza de actuación y F2 es la fuerza de contacto.
Al agregar pigmentos al caucho de silicona natural, es posible crear teclas en varios colores que se pueden moldear juntas (colores fluidos) durante el proceso de compresión para formar un teclado de múltiples teclas. Se pueden imprimir leyendas individuales en una tecla, lo que permite una personalización completa del teclado para su aplicación. También se han desarrollado técnicas que permiten pintar los teclados con aerosol y luego grabar las leyendas con láser a través de la capa de pintura. Esto permite iluminar teclas individuales mediante LED SMT colocados en la placa de circuito impreso. También se pueden utilizar varios materiales de revestimiento, como el revestimiento Sealplast, para garantizar una superficie lisa en la que la leyenda impresa dure más tiempo y tenga una buena sensación al tacto.
El grabado con láser es el proceso controlado por láser de eliminar la capa superior de un teclado pintado (generalmente de color negro) para revelar una capa de color más claro debajo (generalmente blanca). El efecto es producir un efecto de retroiluminación mejorado iluminando únicamente las leyendas de un teclado. Combinando el grabado láser con electroluminiscencia (EL) o retroiluminación LED en una variedad de opciones de color, es posible producir una interesante gama de efectos.
Además, la resistencia de contacto se puede personalizar según las necesidades electrónicas, donde las pastillas de contacto pueden tener diferentes resistencias. Una pastilla de carbón general puede tener entre 20 y 100 ohmios, una pastilla de contacto de baja resistencia puede tener hasta 10 ohmios. Se pueden utilizar pastillas de oro o supraconductoras para obtener una resistividad tan baja como 1 ohmio.
Debido a que la silicona es un aislante, los teclados de caucho de silicona son naturalmente resistentes a los golpes. Los teclados de caucho de silicona también son naturalmente resistentes a las vibraciones y se pueden personalizar para que también sean resistentes al agua y al polvo. Por este motivo, los teclados de goma suelen ser adecuados para aplicaciones exigentes. Los teclados de goma también se pueden retroiluminar fácilmente, ya que la goma de silicona actúa como un medio eficaz de difusión de la luz. [3]
Las aplicaciones comunes de los teclados de caucho de silicona incluyen controles remotos para TV, unidades de video y HIFI, juguetes y juegos electrónicos y equipos de control industrial.
Los teclados industriales de caucho de silicona, como los producidos por CTI Electronics Corporation, se utilizan en el sector médico, marino o militar y generalmente están sellados y cumplen con estándares industriales específicos, como NEMA o IP66, para protección contra elementos como líquidos o polvo.
Antes de eliminar los teclados en favor de las pantallas táctiles , los fabricantes de teléfonos móviles eran el principal consumidor de teclados de goma en todo el mundo. [ cita necesaria ] Su participación ha llevado a avances en la tecnología, incluido el uso de tapas de teclas de plástico duro unidas a un teclado de goma y también el uso de una capa de Mylar en relieve para producir una respuesta táctil mejorada.
Con el uso cada vez mayor de conmutación de baja corriente en los automóviles, los teclados de caucho de silicona se están utilizando ampliamente como mecanismos de conmutación para varios botones, como los elevalunas y los controles montados en el volante . En estos entornos se utilizan ampliamente las píldoras de baja resistencia, como las píldoras SC y las píldoras de oro, junto con los contactos de cúpula metálica de carrera corta.