En kunde som designer en-salgsterminal- kom til oss i fjor med et problem. De hadde spesifisert en 6 mm kuppel med 250 g aktiveringskraft for betalingstastaturet. Etter å ha kjørt 500 000 syklustester i laboratoriet deres, hadde kraften sunket til 210g. Kunden mente kuplene var defekte. Det var de ikke. Dette fallet på 16 % er normalt for en kuppel av rustfritt stål ved en halv million sykluser. Den virkelige feilen var at kunden hadde spesifisert en stram toleranse på +/- 10g på en 250g kuppel, noe som betyr at den nedre spesifikasjonsgrensen var 240g. Ved 500 000 sykluser var kuppelen allerede ute av spesifikasjonen.
Metallkupler mister kraft over livet. Dette er ikke en defekt. Det er fysikken til en rustfri stålfjær som bøyes millioner av ganger. Spørsmålet er ikke om kraft avtar, men hvor mye, og om toleransebåndet ditt kan absorbere det.
Tving forfallstesting på en 6 mm kuppel - aktueringskraften synker gradvis ettersom SUS301-arbeidet-herdes og slapper av.
Hva forårsaker kraftforfall
En metallkuppel er en formet rustfri stålfjær. Hver gang det klikker gjennom, bøyer materialet seg. Over millioner av sykluser skjer to ting:
Arbeidsherding.SUS301 rustfritt stål blir hardere når det bøyes, noe som endrer fjærkonstanten. Dette forårsaker vanligvis en liten innledende kraftøkning i de første 10 000 syklusene, deretter en gradvis reduksjon.
Stressavslapping.Den dannede kuppelprofilen slapper sakte av mot en flatere form over tid og sykluser. Dette er hovedårsaken til-langsiktig kraftnedgang. Ved romtemperatur er stressavslapping sakte. Ved forhøyet temperatur akselererer den.
Typiske kraftforfallstall
Basert på våre produksjonstestdata på 6 mm SUS301-kupler på 250g, er dette hva du kan forvente:
| Antall sykluser | Gjenværende kraft | Typisk forfall |
|---|---|---|
| Innledende (0) | 250g | 0% |
| 10,000 | 255g | +2 % (arbeidsherding) |
| 100,000 | 240g | -4% |
| 500,000 | 220g | -12% |
| 1,000,000 | 200g | -20% |
Disse tallene er for romtemperatur (23C). Ved 85C akselererer forfallet til omtrent 30 % ved 1 million sykluser. Ved 125C kan du se 40 % forfall. Dette er grunnen til at bil- og industriprodukter som går varme trenger et bredere toleransebånd eller en høyere startkraft.
Fire-kupler på en produksjonssnelle - bena forankrer kuppelen og bidrar til å opprettholde jevn kraft gjennom millioner av sykluser.
Hvordan spesifisere en kuppel som holder seg i toleranse
Hvis produktet ditt trenger 1 million sykluser og brukeren må føle et konsekvent klikk, ikke spesifiser startkraften i den nedre enden av toleransebåndet. Spesifiser det i den øvre enden, slik at forfallet lander i midten av bandet ditt.
Eksempel: produktet ditt trenger en kraft på minimum 200 g etter 1 million sykluser. Ikke spesifiser en 200g kuppel. Spesifiser en kuppel på 250 g. Etter 20 % forfall ved 1M sykluser, vil kraften være rundt 200g, som er minimum. Hvis du spesifiserer en kuppel på 220 g, er du etter 20 % forfall på 176 g, som er under minimumsnivået ditt.
Vi kaller dette kraftmarginen. Vi anbefaler en kraftmargin på 15 % til 20 % på enhver dome som må vare 1 million sykluser. På bilprodukter som opplever høye temperaturer, anbefaler vi en margin på 25 %.
Hva akselererer forfallet
Høy temperatur.Dette er den største faktoren. En kuppel som mister 20 % ved romtemperatur, mister 35 % ved 85C. Hvis produktet ditt blir varmt, spesifiser en høyere startkraft.
Over-reise.Hvis brukeren presser kuppelen forbi snappunktet og bunner ut på PCB, er belastningen på materialet høyere. Bruk en kuppel med en høyere profil eller et avstandsstykke for å begrense reisen.
Kjemisk eksponering.Rengjøringsmidler og oljer kan angripe overflaten av rustfritt stål og øke trettheten. For produkter som tørkes av regelmessig, spesifiser ENIG-belegg og en rustfri kvalitet som motstår kjemikaliet.
Kuppelgeometri.Tverrkupler forfaller raskere enn runde eller-firbeinte kupler, fordi armene bøyer seg mer. Hvis lang sykluslevetid er kritisk, bruk en rund eller fire-beint geometri.
Hvordan vi tester forfall
Hvert produksjonsparti går gjennom en syklustest på prøvebasis. Vi kjører 10 kupler fra hver snelle med 60 sykluser per minutt på våre syklustestere, og kontrollerer kraften ved 10k, 100k, 500k og 1 million sykluser. Hvis kraften faller mer enn spesifikasjonen vår (vanligvis 20 % ved 1M sykluser), trekker vi partiet og vurderer materialpartiet.
Hvis du er detkjøp av kuppelarkmatriserfor et produkt som må vare millioner av sykluser, be oss om en rapport om kraftforfall på den eksakte kuppelen du vurderer. Vi kjører testen og sender deg kurven. Tilforbrukerelektronikkkupler, silikonknappforsamlinger, ellerFPC-baserte dome-arrayer, kontakt Shanyo engineeringfor kraftmarginberegninger.
- John Smith, senior applikasjonsingeniør, Shanyo
En kunde som designer en-salgsterminal- kom til oss i fjor med et problem. De hadde spesifisert en 6 mm kuppel med 250 g aktiveringskraft for betalingstastaturet. Etter å ha kjørt 500 000 syklustester i laboratoriet deres, hadde kraften sunket til 210g. Kunden mente kuplene var defekte. Det var de ikke. Dette fallet på 16 % er normalt for en kuppel av rustfritt stål ved en halv million sykluser. Den virkelige feilen var at kunden hadde spesifisert en stram toleranse på +/- 10g på en 250g kuppel, noe som betyr at den nedre spesifikasjonsgrensen var 240g. Ved 500 000 sykluser var kuppelen allerede ute av spesifikasjonen.
Metallkupler mister kraft over livet. Dette er ikke en defekt. Det er fysikken til en rustfri stålfjær som bøyes millioner av ganger. Spørsmålet er ikke om kraft avtar, men hvor mye, og om toleransebåndet ditt kan absorbere det.
Tving forfallstesting på en 6 mm kuppel - aktueringskraften synker gradvis ettersom SUS301-arbeidet-herdes og slapper av.
Hva forårsaker kraftforfall
En metallkuppel er en formet rustfri stålfjær. Hver gang det klikker gjennom, bøyer materialet seg. Over millioner av sykluser skjer to ting:
Arbeidsherding.SUS301 rustfritt stål blir hardere når det bøyes, noe som endrer fjærkonstanten. Dette forårsaker vanligvis en liten innledende kraftøkning i de første 10 000 syklusene, deretter en gradvis reduksjon.
Stressavslapping.Den dannede kuppelprofilen slapper sakte av mot en flatere form over tid og sykluser. Dette er hovedårsaken til-langsiktig kraftnedgang. Ved romtemperatur er stressavslapping sakte. Ved forhøyet temperatur akselererer den.
Typiske kraftforfallstall
Basert på våre produksjonstestdata på 6 mm SUS301-kupler på 250g, er dette hva du kan forvente:
| Antall sykluser | Gjenværende kraft | Typisk forfall |
|---|---|---|
| Innledende (0) | 250g | 0% |
| 10,000 | 255g | +2 % (arbeidsherding) |
| 100,000 | 240g | -4% |
| 500,000 | 220g | -12% |
| 1,000,000 | 200g | -20% |
Disse tallene er for romtemperatur (23C). Ved 85C akselererer forfallet til omtrent 30 % ved 1 million sykluser. Ved 125C kan du se 40 % forfall. Dette er grunnen til at bil- og industriprodukter som går varme trenger et bredere toleransebånd eller en høyere startkraft.
Fire-kupler på en produksjonssnelle - bena forankrer kuppelen og bidrar til å opprettholde jevn kraft gjennom millioner av sykluser.
Hvordan spesifisere en kuppel som holder seg i toleranse
Hvis produktet ditt trenger 1 million sykluser og brukeren må føle et konsekvent klikk, ikke spesifiser startkraften i den nedre enden av toleransebåndet. Spesifiser det i den øvre enden, slik at forfallet lander i midten av bandet ditt.
Eksempel: produktet ditt trenger en kraft på minimum 200 g etter 1 million sykluser. Ikke spesifiser en 200g kuppel. Spesifiser en kuppel på 250 g. Etter 20 % forfall ved 1M sykluser, vil kraften være rundt 200g, som er minimum. Hvis du spesifiserer en kuppel på 220 g, er du etter 20 % forfall på 176 g, som er under minimumsnivået ditt.
Vi kaller dette kraftmarginen. Vi anbefaler en kraftmargin på 15 % til 20 % på enhver dome som må vare 1 million sykluser. På bilprodukter som opplever høye temperaturer, anbefaler vi en margin på 25 %.
Hva akselererer forfallet
Høy temperatur.Dette er den største faktoren. En kuppel som mister 20 % ved romtemperatur, mister 35 % ved 85C. Hvis produktet ditt blir varmt, spesifiser en høyere startkraft.
Over-reise.Hvis brukeren presser kuppelen forbi snappunktet og bunner ut på PCB, er belastningen på materialet høyere. Bruk en kuppel med en høyere profil eller et avstandsstykke for å begrense reisen.
Kjemisk eksponering.Rengjøringsmidler og oljer kan angripe overflaten av rustfritt stål og øke trettheten. For produkter som tørkes av regelmessig, spesifiser ENIG-belegg og en rustfri kvalitet som motstår kjemikaliet.
Kuppelgeometri.Tverrkupler forfaller raskere enn runde eller-firbeinte kupler, fordi armene bøyer seg mer. Hvis lang sykluslevetid er kritisk, bruk en rund eller fire-beint geometri.
Hvordan vi tester forfall
Hvert produksjonsparti går gjennom en syklustest på prøvebasis. Vi kjører 10 kupler fra hver snelle med 60 sykluser per minutt på våre syklustestere, og kontrollerer kraften ved 10k, 100k, 500k og 1 million sykluser. Hvis kraften faller mer enn spesifikasjonen vår (vanligvis 20 % ved 1M sykluser), trekker vi partiet og vurderer materialpartiet.
Hvis du er detkjøp av kuppelarkmatriserfor et produkt som må vare millioner av sykluser, be oss om en rapport om kraftforfall på den eksakte kuppelen du vurderer. Vi kjører testen og sender deg kurven. Tilforbrukerelektronikkkupler, silikonknappforsamlinger, ellerFPC-baserte dome-arrayer, kontakt Shanyo engineeringfor kraftmarginberegninger.
- John Smith, senior applikasjonsingeniør, Shanyo
