So reinigen und pflegen Sie Metallkuppelkontakte für langfristige Zuverlässigkeit

Ein Kunde im Kfz-Ersatzteilmarkt rief uns wegen einer Tastatur an, die nach zwei Jahren im Einsatz zu doppelklicken begann. Sie schickten uns ein zurückgegebenes Gerät zurück und erwarteten, dass wir es ersetzen würdenMetallkuppeln. Wir zogen die Kuppelfolie ab, untersuchten das mittlere Kontaktpad unter einem Mikroskop und stellten fest, dass das Problem überhaupt nicht an den Kuppeln lag: Das Pad wies einen dünnen, bräunlichen Film aus oxidierten Flussmittelrückständen und Hautöl auf. Wir haben das Pad mit IPA abgewischt, die Kuppeln wieder eingesetzt und die Tastatur funktionierte wie neu. Keine neuen Kuppeln erforderlich.

Die Drift des Kontaktwiderstands in einem Metallkuppelschalter ist fast immer ein Verschmutzungsproblem und kein Problem der Kuppelermüdung. Die SUS301-Kuppel selbst durchläuft 1 Million Zyklen, bevor der Rand reißt. Aber die Kontaktschnittstelle zwischen der Kuppelkante und dem PCB-Pad kann sich innerhalb von Monaten verschlechtern, wenn sie nicht geschützt ist.

Mikroskopansicht eines Kontaktpads - Der braune Film auf der linken Seite ist ein oxidierter Rückstand; Das gereinigte Pad rechts zeigt sauberes Kupfer.

Was den Kontakt eigentlich verunreinigt

Fünf Dinge gelangen im Laufe der Lebensdauer eines Produkts zwischen die Kuppelkante und das PCB-Pad:

Flussmittelrückstände.Kein-sauberes Flussmittel hinterlässt einen nicht-korrosiven, aber leicht isolierenden Film. Durch wiederholtes Erhitzen und Abkühlen kann dieser Film polymerisieren und dicker werden, wodurch der Kontaktwiderstand von 50 Mohm auf über 500 Mohm ansteigt.

Hautöl und Handcreme.Wenn Arbeiter während der Montage die Kontaktpads berühren, übertragen sich die Öle auf das Kupfer. Im Laufe der Zeit bildet sich in Verbindung mit Feuchtigkeit eine leitfähige, aber instabile Schicht, die zu intermittierendem Kontakt führt.

Schwefel und Industrieluft.In Fabriken mit Gummivulkanisation oder Papierverarbeitung reagiert Schwefel in der Luft mit Kupfer zu Kupfersulfid, das braun und isolierend ist. Dies kommt häufig bei industriellen Schalttafeln in der Nähe schwerer Produktionsanlagen vor.

Klebstoffausgasung.Das PSA, das die Kuppelfolie an der Leiterplatte hält, kann insbesondere bei Hitze kleine Mengen Klebstoff auf das Kontaktpad ausgasen. Aus diesem Grund spezifizieren wir Hochtemperatur-Acryl-PSA für Produkte, die über 60 °C laufen.

Staub und Fasern.Verpackungsfasern, Flusen von Reinraumkleidung und Umgebungsstaub gelangen während der Montage unter die Kuppeltasche.

Reinigen Sie vier-beinige Kuppeln auf frisch gereinigten ENIG-Pads -, die Kontaktschnittstelle sollte so glänzend sein.

So reinigen Sie ein Kontaktpad richtig

Wenn Sie Fehler bei einer vorhandenen Baugruppe beheben oder einen Prototyp überarbeiten, ist das Reinigungsverfahren einfach, muss jedoch in der folgenden Reihenfolge durchgeführt werden:

1. Ziehen Sie die Kuppelfolie vorsichtig ab.Verwenden Sie einen Plastikspatel und kein Metallwerkzeug, um ein Zerkratzen des Pads zu vermeiden.
2. Blasen Sie das Pad mit ionisierter Luft aus.Dadurch wird loser Staub entfernt, ohne dass Rückstände in das Kupfer eingerieben werden.
3. Wischen Sie das Pad mit 99,9 %igem Isopropylalkohol ab.Verwenden Sie ein fusselfreies Mikrofasertupfer, kein Wattestäbchen. Reiben Sie in eine Richtung, nicht hin und her, um zu vermeiden, dass Rückstände über das Pad rutschen.
4. Untersuchen Sie es unter 10-facher Vergrößerung.Das Pad sollte eine gleichmäßige Kupferfarbe haben. Jeder braune oder violette Farbton bedeutet, dass die Oxidation zurückbleibt.
5. Lassen Sie das Pad 30 Sekunden lang trocknen.IPA verdunstet schnell, aber eingeschlossenes Lösungsmittel unter der Kuppeltasche kann Blasen verursachen.
6. Setzen Sie-ein frisches Kuppelblech wieder ein.Verwenden Sie die alte Kuppelfolie nach dem Abziehen nicht wieder, da der Kleber auf der Rückseite sonst ihre Haftung verliert.

Verwenden Sie keine silikonhaltigen Kontaktreinigersprays. Silikon wandert überall hin und macht zukünftiges Löten oder Kleben unmöglich. Verwenden Sie keine Radiergummis oder Schleifschwämme; Sie zerkratzen das Kupfer und verschlimmern zukünftige Kontaminationen.

Prävention bereits in der Entwurfsphase

Das beste Reinigungsverfahren ist das, das Sie nie brauchen. Designoptionen, die die Kontakte sauber halten:

• Geben Sie ENIG oder Hartvergoldung anstatt HASL oder Bio-Finish. Gold oxidiert nicht, sodass die Kontaktschnittstelle über Jahre hinweg sauber bleibt.
• Fügen Sie einen Lötstopplackdamm hinzuum das mittlere Pad herum, um zu verhindern, dass Flussmittel während des Reflow-Lötens auf den Kontaktbereich gelangt.
• Führen Sie nach dem Reflow einen IPA-Wipe durchin der Produktion, auch auf nicht-sauberen Platinen. Es dauert 10 Sekunden pro Panel und verhindert Feldrückläufe.
• Fassen Sie Kuppelbleche mit einer Pinzette oder Handschuhen an, nicht mit bloßen Fingern. Hautfett ist die häufigste Kontaminationsquelle, die wir sehen.
• Verwenden Sie agestanztes Modulmit einer Trennfolie, die bis zur Endmontage haften bleibt. Dadurch bleibt die Klebeseite während der Handhabung sauber.

Wenn die Reinigung nicht funktioniert

Wenn Sie das Pad reinigen und der Kontaktwiderstand immer noch hoch ist, liegt das Problem wahrscheinlich an der Oberfläche des Pads selbst. HASL-Pads, die mehrere Reflow-Zyklen durchlaufen haben, entwickeln eine raue, narbige Oberfläche, auf der die Kuppelkante nicht sauber aufsitzen kann. An diesem Punkt bedeutet Nacharbeit, die Leiterplatte neu zu plattieren oder auszutauschen, nicht nur zu reinigen.

Geben Sie für Outdoor-, Medizin- oder Automobilprodukte, bei denen eine Wartung vor Ort nicht praktikabel ist, von Anfang an vergoldete Kontakte an. Die zusätzlichen Kosten pro Pad betragen Cent, aber es eliminiert die gesamte Kategorie von Kontaktverunreinigungsfehlern.

Wenn Sie ein neues entwerfenMembranschalter, SilikonknopfVersammlung, bzwKuppelblattanordnungund eine Überprüfung der Kontaktzuverlässigkeit wünschen, senden Sie uns Ihre Gerber- und Pad-Finish-Spezifikationen. Wir überprüfen es kostenlos und weisen Sie vor Ihrem ersten Bau auf etwaige Kontakt-Sauberkeitsrisiken hin.Kontaktieren Sie Shanyo Engineeringfür eine Designprüfung.

- John Smith, leitender Anwendungsingenieur, Shanyo

Ein Kunde im Kfz-Ersatzteilmarkt rief uns wegen einer Tastatur an, die nach zwei Jahren im Einsatz zu doppelklicken begann. Sie schickten uns ein zurückgegebenes Gerät zurück und erwarteten, dass wir es ersetzen würdenMetallkuppeln. Wir zogen die Kuppelfolie ab, untersuchten das mittlere Kontaktpad unter einem Mikroskop und stellten fest, dass das Problem überhaupt nicht an den Kuppeln lag: Das Pad wies einen dünnen, bräunlichen Film aus oxidierten Flussmittelrückständen und Hautöl auf. Wir haben das Pad mit IPA abgewischt, die Kuppeln wieder eingesetzt und die Tastatur funktionierte wie neu. Keine neuen Kuppeln erforderlich.

Die Drift des Kontaktwiderstands in einem Metallkuppelschalter ist fast immer ein Verschmutzungsproblem und kein Problem der Kuppelermüdung. Die SUS301-Kuppel selbst durchläuft 1 Million Zyklen, bevor der Rand reißt. Aber die Kontaktschnittstelle zwischen der Kuppelkante und dem PCB-Pad kann sich innerhalb von Monaten verschlechtern, wenn sie nicht geschützt ist.

Mikroskopansicht eines Kontaktpads - Der braune Film auf der linken Seite ist ein oxidierter Rückstand; Das gereinigte Pad rechts zeigt sauberes Kupfer.

Was den Kontakt eigentlich verunreinigt

Fünf Dinge gelangen im Laufe der Lebensdauer eines Produkts zwischen die Kuppelkante und das PCB-Pad:

Flussmittelrückstände.Kein-sauberes Flussmittel hinterlässt einen nicht-korrosiven, aber leicht isolierenden Film. Durch wiederholtes Erhitzen und Abkühlen kann dieser Film polymerisieren und dicker werden, wodurch der Kontaktwiderstand von 50 Mohm auf über 500 Mohm ansteigt.

Hautöl und Handcreme.Wenn Arbeiter während der Montage die Kontaktpads berühren, übertragen sich die Öle auf das Kupfer. Im Laufe der Zeit bildet sich in Verbindung mit Feuchtigkeit eine leitfähige, aber instabile Schicht, die zu intermittierendem Kontakt führt.

Schwefel und Industrieluft.In Fabriken mit Gummivulkanisation oder Papierverarbeitung reagiert Schwefel in der Luft mit Kupfer zu Kupfersulfid, das braun und isolierend ist. Dies kommt häufig bei industriellen Schalttafeln in der Nähe schwerer Produktionsanlagen vor.

Klebstoffausgasung.Das PSA, das die Kuppelfolie an der Leiterplatte hält, kann insbesondere bei Hitze kleine Mengen Klebstoff auf das Kontaktpad ausgasen. Aus diesem Grund spezifizieren wir Hochtemperatur-Acryl-PSA für Produkte, die über 60 °C laufen.

Staub und Fasern.Verpackungsfasern, Flusen von Reinraumkleidung und Umgebungsstaub gelangen während der Montage unter die Kuppeltasche.

Reinigen Sie vier-beinige Kuppeln auf frisch gereinigten ENIG-Pads -, die Kontaktschnittstelle sollte so glänzend sein.

So reinigen Sie ein Kontaktpad richtig

Wenn Sie Fehler bei einer vorhandenen Baugruppe beheben oder einen Prototyp überarbeiten, ist das Reinigungsverfahren einfach, muss jedoch in der folgenden Reihenfolge durchgeführt werden:

1. Ziehen Sie die Kuppelfolie vorsichtig ab.Verwenden Sie einen Plastikspatel und kein Metallwerkzeug, um ein Zerkratzen des Pads zu vermeiden.
2. Blasen Sie das Pad mit ionisierter Luft aus.Dadurch wird loser Staub entfernt, ohne dass Rückstände in das Kupfer eingerieben werden.
3. Wischen Sie das Pad mit 99,9 %igem Isopropylalkohol ab.Verwenden Sie ein fusselfreies Mikrofasertupfer, kein Wattestäbchen. Reiben Sie in eine Richtung, nicht hin und her, um zu vermeiden, dass Rückstände über das Pad rutschen.
4. Untersuchen Sie es unter 10-facher Vergrößerung.Das Pad sollte eine gleichmäßige Kupferfarbe haben. Jeder braune oder violette Farbton bedeutet, dass die Oxidation zurückbleibt.
5. Lassen Sie das Pad 30 Sekunden lang trocknen.IPA verdunstet schnell, aber eingeschlossenes Lösungsmittel unter der Kuppeltasche kann Blasen verursachen.
6. Setzen Sie-ein frisches Kuppelblech wieder ein.Verwenden Sie die alte Kuppelfolie nach dem Abziehen nicht wieder, da der Kleber auf der Rückseite sonst ihre Haftung verliert.

Verwenden Sie keine silikonhaltigen Kontaktreinigersprays. Silikon wandert überall hin und macht zukünftiges Löten oder Kleben unmöglich. Verwenden Sie keine Radiergummis oder Schleifschwämme; Sie zerkratzen das Kupfer und verschlimmern zukünftige Kontaminationen.

Prävention bereits in der Entwurfsphase

Das beste Reinigungsverfahren ist das, das Sie nie brauchen. Designoptionen, die die Kontakte sauber halten:

• Geben Sie ENIG oder Hartvergoldung anstatt HASL oder Bio-Finish. Gold oxidiert nicht, sodass die Kontaktschnittstelle über Jahre hinweg sauber bleibt.
• Fügen Sie einen Lötstopplackdamm hinzuum das mittlere Pad herum, um zu verhindern, dass Flussmittel während des Reflow-Lötens auf den Kontaktbereich gelangt.
• Führen Sie nach dem Reflow einen IPA-Wipe durchin der Produktion, auch auf nicht-sauberen Platinen. Es dauert 10 Sekunden pro Panel und verhindert Feldrückläufe.
• Fassen Sie Kuppelbleche mit einer Pinzette oder Handschuhen an, nicht mit bloßen Fingern. Hautfett ist die häufigste Kontaminationsquelle, die wir sehen.
• Verwenden Sie agestanztes Modulmit einer Trennfolie, die bis zur Endmontage haften bleibt. Dadurch bleibt die Klebeseite während der Handhabung sauber.

Wenn die Reinigung nicht funktioniert

Wenn Sie das Pad reinigen und der Kontaktwiderstand immer noch hoch ist, liegt das Problem wahrscheinlich an der Oberfläche des Pads selbst. HASL-Pads, die mehrere Reflow-Zyklen durchlaufen haben, entwickeln eine raue, narbige Oberfläche, auf der die Kuppelkante nicht sauber aufsitzen kann. An diesem Punkt bedeutet Nacharbeit, die Leiterplatte neu zu plattieren oder auszutauschen, nicht nur zu reinigen.

Geben Sie für Outdoor-, Medizin- oder Automobilprodukte, bei denen eine Wartung vor Ort nicht praktikabel ist, von Anfang an vergoldete Kontakte an. Die zusätzlichen Kosten pro Pad betragen Cent, aber es eliminiert die gesamte Kategorie von Kontaktverunreinigungsfehlern.

Wenn Sie ein neues entwerfenMembranschalter, SilikonknopfVersammlung, bzwKuppelblattanordnungund eine Überprüfung der Kontaktzuverlässigkeit wünschen, senden Sie uns Ihre Gerber- und Pad-Finish-Spezifikationen. Wir überprüfen es kostenlos und weisen Sie vor Ihrem ersten Bau auf etwaige Kontakt-Sauberkeitsrisiken hin.Kontaktieren Sie Shanyo Engineeringfür eine Designprüfung.

- John Smith, leitender Anwendungsingenieur, Shanyo