轻触开关

轻触开关
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本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目
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概述
又叫按键开关，最早出现在日本[称之为：敏感型开关]使用时以满足操作力的条件向开关操作方向施压开关功能闭合接通，当撤销压力时开关即断开，其内部结构是靠金属弹片受力变化来实现通断的。
轻触开关由：嵌件、基座、弹片、按钮、盖板组成其中防水类轻触开关在弹片上加一层聚酰亚胺薄膜(如图）。
轻触开关有接触电阻荷小、精确的操作力误差、规格多样化等方面的优势，在电子设备及白色家电等方面得到广泛的应用如：影音产品、数码产品、遥控器、通讯产品、家用电器、安防产品、玩具、电脑产品、健身器材、医疗器材、验钞笔、雷射笔按键等等。因为轻触开关对环境的条件（施压力小于2倍的弹力/环境温湿度条件以及电气性能）大型设备及高负荷的按钮都使用导电橡胶或锅仔开关五金弹片直接来代替，比如医疗器材、电视机遥控器等。
关于五脚轻触开关的脚位问题：两个引脚为一组，向开关体正确施压时四个引脚相导通，第五个引脚为接地作用。
轻触开关是随着电子技术发展的要求而开发的第四代开关产品，最早的体积为12mmx12mm，8mm又8mm两种，现在为6mm欠6om。产品结构有立式、卧式和卧式带地端三种，现在又有组合式(3M、4M、SM、6M、SM)和电位器轻触开关组合两类，满足国内各种电子产品要求。安装尺寸有6.smm火4.5mm，5.5mm又4mm和6mm又4mm三种。国外已有4.5mm又4.5mm小型轻触开关和片式轻触开关，片式轻触开关适合于表面组装。目前使用导电橡胶开关也很普及 
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现在已有第五代开关—薄膜开关，功能与轻触开关相同，主要用于电子仪器和数控机床，但电阻大、手感差。为了克服手感差的现象，也有在薄膜开关内不是用银层做接触点，而是装上接触簧片 
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结构
轻触开关分成两大类:利用金属簧片作为开关接触片的称轻触开关，接触电阻小，簇20mn。手感好，有“滴答”清脆声。利用导电橡胶作为接触通路的开关习惯称为导电橡胶开关。开关手感好，但接触电阻大，一般在100一300n。轻触开关的结构是靠按键向下移动，使接触簧片或导电橡胶块接触焊片，形成通路 
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轻触开关的操作力与簧片所处的状态有关。开始力与簧片的压缩的距离成正比当簧片压缩到5。%一70%时操作力突然减少，并伴有“滴答”声。导龟橡胶开关一般有两种结构。操作力曲线随橡胶块的几何形状不同而有很大的差异 
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相对湿度:<95%
额定电压:12V
额定电流:50mA
温度:-25~70℃ 
用途和主要性能
彩色电视机、黑白电视机、音响设备、录像机、摄像机、计算机、游戏机、传真机、对讲机、警棍、机床控制装置、复印、打印机、电子仪器、仪表和其它家用电器。
机械性能：
操作力:1N、1.6N、2.5N；
弹力;(内控)；
开关寿命:30万次、50万次、100万次。 
电气性能：
接触电阻:100mΩ(实际<20mΩ)；
抖动时间：5ms(实际<1ms)；
电气开关寿命:30万次、50万次、100万次。 
封装种类
轻触开关有三种封装：散装人工插件、SMT贴片封装、DIP插件编带封装。
型号规格
轻触开关主要规格有：环保耐高温 贴片式 插件式 侧插式 大/中/小龟型轻触开关 2*4轻触开关 3*3轻触开关 3.7*3.7*0.35进品轻触开关 4*4*1.5/1.6/17mm轻触开关 3*6*4.3/5.0mm汽车轻触开关 4*6*2.6轻触开关 4.5*4.5*3.8/4.8/5/0/6/7/8/9贴片轻触开关 插件式轻触开关 边三解轻触开关 6*6*4.3/5.0/5.5/6/7/8/9/9.5/10/11/12/13/14/15/16/17/18/19/20/21/26mm轻触开关 贴片轻触开关 插件轻触开关 6.2*6.2*2.5/2.7/3.1/3.4轻触开关 12*12*4.3/5.0/5.5/6/7/8/9/10/11/12/13/14/15/16/17/18/19/20/21/22/23mm轻触开关 6*6系列防水轻触开关 8*8系列防水轻触开关 10*10系列防水轻触开关 12*12系列防水轻触开关。
轻触开关使用时的注意事项
给轻触开关端子进行焊接时，如果在端子上施加负荷，因条件不同会有松动，变形及电特性劣化的可能，请在使用时注意。
使用通孔印刷电路板及推荐以外的电路板时, 由于热应力的影响会发生变化，所以请事先就焊接条件进行充分的确认。
进行两次焊接时，请在第一次焊接部分恢复到常温之后再进行。连续加热可能使外围部变形，端子的松动，脱落及电特性降低。
关于焊接的条件设定，需要确认实际批量生产条件。
产品以直流的电阻负载为前提设计制造的。使用其它负荷[感应性负荷,电容性负荷]时，请另行确认。
印刷电路板安装孔及模式，请参照产品图中记载的推荐尺寸。
开关请用于直接由人操作按开关的结构。请不要用于机械性的检测功能。
轻触开关操作时，如果施加规定以上的负荷，开关将有被损坏的可能。请注意不要在开关上施加规定以上的力。
请避免从侧面按操作部的用法。
对于平轴杆型，尽量按下开关中心部。对于铰链结构，按下时轴杆按动位置将移动，请特别注意。
开关安装后，因其他零部件的粘结剂硬化等通过蓄热硬化炉时，请与专业人士联系。
如果使用开关的整机的周围材料产生腐蚀性气体，将有可能造成接触不良等现象，所以请事先进行充分的确认。
碳接触点具有因推压负荷接触电阻发生变化的特性。用于电压分压回路等时，请在充分确认之后使用。
关于密闭型以外的型号，对异物的侵入，请充分注意。
应用范围
1.影音产品：MP3、MP4、DVD.音响；
2.数码产品：数码相机、数码摄像机等；
3.遥控器：车辆、点卷门、家庭防盗产品之遥控器；
4.通讯产品：手机、车载话机、电话机、楼宇设备、PDA等；
5.家用电器：电视机、微波炉、电饭煲、电风、电子人体秤、电子脂肪秤、电子厨房秤等；
6.安防产品：可视对讲机、监视器等；
7.玩具：电子玩具等；
8.电脑产品：摄像头、录音笔等；
9.健身器材：跑度机、按摩椅等；
10.医疗器材：血压计、体温计、医院呼叫系统等。
11.其他：验钞笔、雷射笔等；
挑选方法
轻触开关的好坏影响因素，主要关键在于轻触开关的防护性、可焊性、导通可靠性、寿命、手感、生产工艺和安装尺 寸等方面因素决定 首先为引脚基材，轻触开关的引脚基材为黄铜或磷铜（低档次的为铁），为降低接触电阻，引脚基本上镀银处理，为银遇空气中的SO2气体会氧化，直接影响开关的可焊性和接触电阻，所以高品质的轻触开关首先要在引脚的基材镀银厚度和镀银工艺方面进行控制到位，市场上镀银优劣顺序如下：
镀银厚度：0.3um以上（后银）、0.2um（薄银）、0.1um（镀白）
镀银工艺：基材预镀镍再镀银、基材预镀铜再镀银、基材直接镀银
基材镀银后是否有进行保护剂处理或开关是否具备防尘防水功能非常关键，不然即使最好的镀银处理，开关也会被氧化。
其次导通可靠性关键影响因素是接触点的结构，因为轻触开关的功能是接触点和弹片进行接触导通，那么接触点的接触面越大越好，接触面由结构决定，市场上大概有三类结构，优劣顺序如下:
大泡（火山口型）“O型接触”、开槽型“2点接触”、平泡型“1点接触”
第三、寿命和手感是轻触开关的行程和弹片的配合决定的，行程越短声音越轻寿命越长，行程越长则反之，在固定的弹片工艺情况下，主要看行程或声音决定轻触开关的寿命；
另外，决定弹片寿命的关键因素还是冲压技术，日本台湾的冲压技术在国内已经很比较普及，所以在技术提升情况下，对材料的要求是否进口材料再降低，比如160gf弹片寿命在市场是主要有四种
5万次左右（国产磷铜或比较落后的冲压技术）、10万次左右、20万次以上（不锈钢）
第四是生产工艺，有了配件之后最终影响品质的就是组装工艺，组装工艺要靠生产公司的管理能力、员工质量意识和品质保证能力等因素决定，不同保证能力出来的最终产品品质肯定不同，市场组装方法有人工和机器，机器组装成本低但产品品质低，人工组装成本高但品质也高。
第五是出厂检验，出厂检验的方法和项目也影响最终轻触开关的品质，比如是外观、手感、导通、电阻等项目是抽检还是全检，比如一些大厂要求的废品率是PPM来衡量的或零缺陷，就要在出厂检验设置全检后还要设置抽检或品质稽查等工序。
寿命测试
主要测试开合的次数，直至损坏，如果不用手动可用1个小电机带动偏心开合开关，用计数器记录次数！此开关要求安规认证是必须的，产品在国内销售的话用CQC，国外的话看具体销售去哪一个国家，如美国UL，加拿大CUL，欧洲国家有VDE、ENEC、TUV等安规认证。国产弹片寿命:5-7万次 进口弹片单面复银寿命：大于10万次 不锈钢弹片大于50万次高寿。
性能测试
主要测试轻触开关的耐焊性能、耐冷性能、耐温性能及耐湿性能
一、耐焊性试验：
1、可焊性试验:
方式：将焊接脚泡入锡池约2mm深，测试温度约为230±5℃，保持时间为3±0.5秒。
结果：所泡焊脚部分80%以上将被锡覆盖。
2、耐焊性试验：
方式：焊炉焊锡的温度控制在260±5℃，过炉焊接的保持在时间5±1秒于（基板）
手焊接的时候温度控制在350±30℃，时间为3±0.5秒但不能对焊接脚施加异常压力。
结果：开关无变形，能满足于电器性能。施加异常压力此项结果作废。
二、耐冷试验：
方式：在零下20±3℃温度环境中放置4天时间，再放在正常环境中，30分钟后进行测试。
结果：接触电阻、绝缘电阻均处在标准范围内，且无任何迹象显示开关性能损坏。
三、耐高温试验：
方式：温度在280±30℃的环境下，产品存放2—3分钟取出，待散热后测试其手感、电阻。
结果：电阻、克力回弹、外形等；均无任何损坏迹象显示。开关使用性能依旧无损如初
四、耐湿试验：
方式：在40±2℃ 90—95%RH环境中放4天时间，再放置在正常环境中，30分钟后进行测试。
结果：接触电阻、绝缘电阻均在标准范围内，且无任何迹象显示开关性能损坏。
五、温度交变试验
在不同温度环境中，循环五次后再置于正常环境中30分钟后进行测试；
对比区别
我们从下面几个方面进行对比 轻触开关主要有：冲压--注塑--清洗--装配--成型--检验等工序；而薄膜开关的工艺主要为：丝印--模切--装配--检测等工艺。二者对生产环境的要求都很高，相对而言，使用防尘等级越高的车间生产对产品品质越有保障。薄膜开关要求高精密度，要求各零件的配合精确，对产品的外观、颜色也很挑剔。而轻触开关则要求对精密程度更高，因为各零件的配合直接影响到产品描能及手感，对产品的性能方面的要求非常的高，但是对产品的外观、颜色不如薄膜开关挑剔。轻触开关成本及价格相对较低，不因市场原材料波动产生大的价格调整；而薄膜开关相对价格高，体积大，受原材料价格因素影响较大。 轻触开关与薄膜开关均属于功能性的开关，轻触开关是使用时轻轻点按开关按钮即可使开关接通，当松开手时开关即可断开，其内部结构是靠金属弹片受力弹动来实现通断的。薄膜开关是一种自身带线路的按键，通常最上层是由PET或PC等等材料组成的有文字或图案的面板，下层是可导电的线路，中间一层是模拟开关形式并起隔离作用的由PET材料作成的双面胶，最下层部份通常是PET材料上触点及连接线路。用手指按表层的按键部位时，其按键触点与下层部位的触点相对应部位接触而形成电流连接。
轻触开关体积小，属标准件，尺寸及相关参数须结合行业标准，颜色也比较单一；而薄膜开关则可根据客人要求，订做不同大小、外观及颜色等，使用更方便、灵活。薄膜开关柔软性好，封闭式结构及防水构造，对环境的适应性更好。轻触开关不能独立产生功能，必须与PCB线路板配合使用，才能形成一个完整的开控制系统；而薄膜开关则是将面板、开关、导电线路整合在一起，能独立形成一个完整的控制系统，可以为客户提供一个整体的开关解决方案。
基本参数
工作温度范围Operating temperature range：-30℃to+85℃
额定电流Rating：50mA.12V DC
绝缘电阻Insulation resistance: 100MΩ min.100V DC
介电强度Dielectric strength: 250V AC for 1 min
接触电阻Contact resistance: 100m Ω max.
行程Travel: 0.25±0.05mm（硅胶行程 >1.0）
操作力度Operating fore:90gf/180gf /250gf/400gf
寿命Life time:1,000,000 cycles（依产品而定）
分类
轻触通俗的说，就是轻轻接触。那么，轻触开关也可以理解为，轻轻接触开关就可以控制开关的通断，即轻轻按下开关接通，松开即断开。它的应用范围很广，在家电设备、楼宇自动化、车载设备、数字影音等多个领域广泛应用。下面我来具体介绍一下。
1.密封型直插式轻触开关
采用密封结构，引脚为直插式，故为密封性直插式轻触开关。防尘、防水能力很强，在空调、洗衣机等家电设备中应用广泛。如STJ系列：STJF200R 型号，其具体参数及尺寸如下:
SPECIFICATIONS
Electrical Ratings
50mA @ 48VDC
Electrical Life
100,000 cycles typical
Contact Resistance
< 50 mΩ initial
Actuation Force
200gF max
Actuator Travel
1.6 +/- .25mm
Dielectric Strength
500Vrms min
Insulation Resistance
> 100MΩ min
Operating Temperature
-40°C to 85°C
Storage Temperature
-40°C to 85°C
2.LED高绝缘电阻型轻触开关
电路有发光二极管，加之其绝缘电阻达大于1000MΩ,故为L ED高绝缘电阻型轻触开关。广泛应用于数字影音中。如TJ系列：TJF200RGA20E型号，其具体参数及尺寸如下：
SPECIFICATIONS
Electrical Ratings
50mA @ 12VDC
Electrical Life
500,000 cycles typical
Contact Resistance
≤50 mΩ initial
Actuation Force
200gF max
Actuator Travel
.25 +/- .10mm
Dielectric Strength
250Vrms min
Insulation Resistance
≥ 1000MΩ min
Operating Temperature
-40°C to 85°C
Storage Temperature
-40°C to 85°C
3.超长寿命平型轻触开关
寿命高至100万次，执行机构为标准平型，故为超长寿命平型轻触开关。它的触点采用不锈钢镀银材质，降低了接通电阻，大大增强了导通可靠性。适用于产业机械的加工机床操作盘、家电设备中应用。如ST系列：ST5.0LF160Q 型号，其具体参数及尺寸如下：
SPECIFICATIONS
Electrical Ratings
50mA @ 48VDC
Electrical Life
1,000,000 cycles typical
Contact Resistance
<50 mΩ initial
Actuation Force
160gF max
Actuator Travel
.45 +/- .10mm
Dielectric Strength
250Vrms min
Insulation Resistance
> 100MΩ min
Operating Temperature
-40°C to 85°C
Storage Temperature
-55°C to 99°C
4.短行程贴片式轻触开关
执行机构的行程仅为.15 +/- .05mm，引脚为贴片式，故为短行程贴片式轻触开关。它的短行程也决定了它的高使用寿命20万次。广泛应用于车载设备中，如汽车防盗遥控器等等。如CS1213系列：CS1213AJF160型号，其具体参数及尺寸如下:
SPECIFICATIONS
Electrical Ratings
50mA @ 50VDC
Electrical Life
200,000 cycles typical
Contact Resistance
<50 mΩ initial
Actuation Force
160gF max
Actuator Travel
.15 +/- .05mmm
Dielectric Strength
250Vrms min
Insulation Resistance
> 100MΩ min
Operating Temperature
-40°C to 85°C
Storage Temperature
-40°C to 85°C
5.横向操作型直插式轻触开关
执行机构在侧面，且引脚为直插式，故为横向操作型直插式轻触开关。四个引脚，其中两个起固定及接地作用，另外两个为触点通断端子。它广泛应用于通信设备中。如CT1102系列：CT1102V10.35F100 型号，其具体参数及尺寸如下：
SPECIFICATIONS
Electrical Ratings
50mA @ 50VDC
Electrical Life
100,000 cycles typical
Contact Resistance
<50 mΩ initial
Actuation Force
100gF max
Actuator Travel
.25 +/- .1mmm
Dielectric Strength
250Vrms min
Insulation Resistance
> 100MΩ min
Operating Temperature
-40°C to 85°C
Storage Temperature
-40°C to 85°C
6.双作用键单刀双掷型轻触开关
有双执行机构，触点为单刀双掷，故为双作用键单刀双掷型。它的绝缘电阻高达1000MΩ，广泛应用于车载设备中。如DSA系列：DSA3002F600F1250 型号，其具体参数及尺寸如下：
SPECIFICATIONS
Electrical Ratings
30mA @ 28VDC
Electrical Life
200,000 cycles typical
Contact Resistance
≤50 mΩ initial
Actuation Force
Force 1 : 600 ± 100gF
Force 2 : 1250 ± 150gF
Actuator Travel
point 1 : 0.90 ± 0.30mm
point 2 : 1.70 ± 0.30mm
Dielectric Strength
250Vrms min
Insulation Resistance
≥1000MΩ min
Operating Temperature
-40°C to 85°C
Storage Temperature
-40°C to 85°C
7.等边标准型轻触开关
表面形状为正方形，且执行机构在顶表面的标准型，故为等边标准型轻触开关。这样的轻触开关有很多种，如：6.0*6.0、12.0*12.0、6.2*6.2、5.2*5.2、4.9*4.9、7.2*7.2等等，此外，他们有贴片式（SMD）与直插式（DIP）两种。适用于多种操作面板,应用范围广泛。如CS1103系列：CS1103TLF160R 型号,其具体参数及尺寸如下：
SPECIFICATIONS
Electrical Ratings
50mA @ 48VDC
Electrical Life
1,000,000 cycles typical
Contact Resistance
<50 mΩ initial
Actuation Force
160 +/- 50gF
Actuator Travel
.30 +/- .15mm
Dielectric Strength
1000Vrms min
Insulation Resistance
>100MΩ min
Operating Temperature
-40°C to 85°C
Storage Temperature
-40°C to 85°C
8.超薄型贴片式轻触开关
它的引脚为贴片式，且高度仅为0.8mm，故为超薄型贴片式轻触开关。它的超薄特性，决定了它适于高密度安装。如CS1214系列：CS1214JF160型号，其具体参数及尺寸如下：
SPECIFICATIONS
Electrical Ratings
50mA @ 50VDC
Electrical Life
500,000 cycles typical
Contact Resistance
<50 mΩ initial
Actuation Force
160 +/- 50gF
Actuator Travel
.25 +/- .1mm
Dielectric Strength
250Vrms min
Insulation Resistance
>100MΩ min
Operating Temperature
-40°C to 85°C
Storage Temperature
-40°C to 85°C
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