Colas de conexión y conectores para teclados de silicona: defina la interfaz del conjunto antes de fabricar el utillaje

Un teclado de silicona moldeado no incluye automáticamente una cola de conexión ni un conector. La pieza de silicona aporta la superficie de las teclas, el retorno elástico, los elementos de sellado o guiado y, según el diseño, el contacto o el actuador. La cola de conexión eléctrica pertenece al circuito situado debajo: una PCB rígida, un circuito impreso flexible (FPC), un circuito impreso sobre PET, una capa de interruptor de membrana o un mazo de cables.

Esta distinción es importante porque «teclado de silicona con conector» puede describir alcances de suministro muy diferentes. La página de JASPER sobre conjuntos de teclados de silicona identifica las PCB, los FPC, los circuitos sobre PET, los conectores, los separadores, los adhesivos y las pruebas como posibles elementos del conjunto. Para la cotización y la aprobación del diseño, defina expresamente cinco aspectos: qué se incluye, por dónde discurre la cola de conexión, cuál es la asignación de pines, cómo se sujeta la conexión y se accede a ella para el mantenimiento, y cómo se comprobará la interfaz.

Defina con precisión qué incluye el conjunto

Delimite el alcance de suministro de las piezas que se recibirán bajo una misma orden de compra. No utilice «teclado» como abreviatura de una estructura de capas sin especificar.

Un teclado de silicona suministrado por separado puede incorporar pastillas de carbono o elementos actuadores moldeados y, aun así, depender de una PCB independiente del cliente. En ese caso, la pieza de silicona puede no tener cola de conexión ni conector. En cambio, un módulo de teclado puede incluir la pieza de silicona, el soporte del circuito, LED, un conector, separadores, adhesivo y una prueba funcional.

Esta es una lista de comprobación para la aprobación del diseño, no una promesa de que todas las construcciones estén disponibles para todos los proyectos. Cada interfaz seleccionada necesita un plano, una decisión sobre quién asume su responsabilidad en la lista de materiales (BOM) y un método de aceptación.

Para la clasificación general de ZIF, LIF, conexiones crimpadas, colas para soldadura, IDC y otras opciones relacionadas, consulte la guía de conectores para interruptores de membrana de JASPER. La cuestión específica de los teclados de silicona es qué circuito incorpora la cola de conexión y hasta dónde llega el conjunto suministrado.

Especifique la ubicación de la cola y el espacio para su recorrido

El diseño de la cola de conexión es tanto eléctrico como mecánico. Incluso con una asignación de pines correcta, el montaje puede fallar si una nervadura de la carcasa aprisiona la cola, si esta ejerce una tracción lateral sobre el conector o si atraviesa el espacio necesario para una junta, un resalte de fijación para tornillo, una batería o una pantalla.

El plano aprobado debe definir la cola respecto de una referencia dimensional controlada e identificar:

• el borde y la posición de salida;
• el espacio envolvente de la cola, su longitud, anchura, construcción y espesor;
• la geometría del refuerzo y de los contactos expuestos;
• la cara de contacto y la dirección de inserción;
• la zona prevista de flexión o plegado;
• la zona que debe mantenerse libre alrededor del extremo de contacto y del refuerzo;
• el acceso al actuador o al cierre del conector; y
• el espacio para el recorrido durante la instalación y el mantenimiento.

No aplique una regla universal de radio de curvatura. La capacidad de flexión depende de la construcción del circuito, el número de capas, los materiales, la distribución del cobre y de si la flexión es estática o repetida. Por ejemplo, la guía de diseño de circuitos flexibles del proveedor de referencia distingue las recomendaciones de curvatura según la construcción y trata por separado la flexión dinámica. El plano del proyecto debe utilizar la regla validada por el fabricante que vaya a producir el circuito.

Revise también la secuencia real de instalación: cómo se sostiene el módulo, si el conector puede accionarse una vez colocado el módulo, si la cola debe retorcerse para alcanzar la cara de contacto y cómo la retiraría un técnico de mantenimiento. El artículo sobre el diseño de la salida de la cola de JASPER aborda la dirección de salida en términos generales; un conjunto de silicona requiere, además, definir la relación tridimensional entre la pieza de silicona, el soporte del circuito, la compresión de la carcasa, el conector y la trayectoria de acceso para mantenimiento.

Acuerde la asignación de pines y el conector de acoplamiento

«ZIF de 8 pines» no es una especificación completa.

Cuando se conozca el conector, registre la familia exacta del fabricante o la referencia de pieza, junto con las propiedades que afectan a la cola: número de posiciones, paso entre contactos, espesor admitido del circuito flexible, orientación de los contactos superiores o inferiores, dirección de inserción, geometría de los contactos expuestos, requisito de refuerzo, recubrimiento de los contactos cuando corresponda y valores nominales eléctricos y ambientales exigidos por el producto.

Consulte el plano y las especificaciones del conector exacto para comprobar el espesor de flex admitido, la orientación de contactos, el paso, el número de posiciones, la construcción FPC/FFC y la durabilidad nominal de acoplamiento. Estos datos varían según la serie y la referencia. No transfiera valores de un conector a otro solo porque ambos se describan como ZIF.

Gestione la aprobación de la asignación de pines como una interfaz controlada

El OEM o el responsable eléctrico del sistema debe aprobar la asignación funcional de las señales, porque el controlador anfitrión determina qué representa cada conductor. El proveedor del teclado puede implementar y comprobar esa asignación aprobada en la PCB, el FPC, el circuito sobre PET o el mazo de cables.

Utilice los mismos nombres de pines en el esquema eléctrico, el plano de la cola, el plano del conector, el útil de prueba y el registro de pruebas de producción.

Ejemplo exclusivamente ilustrativo: no es una asignación de pines de producción de JASPER:

La documentación de aprobación de un diseño real también debe indicar la referencia del conector en el esquema, la referencia de la pieza de acoplamiento, la orientación del pin 1, la cara de contacto, la revisión del circuito y la correspondencia con las redes de prueba. Si la alimentación de los LED, la masa, el apantallamiento, los datos u otras funciones comparten la interfaz, identifíquelos expresamente.

La solución de interruptores de membrana con PCB y FPC resulta pertinente cuando la interfaz necesita un soporte con cobre grabado, un trazado más denso o una estructura de circuito integrada. En cualquier caso, el conector final debe ajustarse a los requisitos reales de la cola y de la placa anfitriona.

Revise la sujeción, el alivio de tensión y el acceso para mantenimiento

Un conector establece el contacto eléctrico; no proporciona automáticamente alivio de tensión para todo el conjunto del teclado.

Revise las cargas que pueden alcanzar la interfaz durante el montaje, el transporte, el cierre de la carcasa, la vibración y el mantenimiento. Evite transmitir esas cargas a las pistas expuestas, a la transición entre el circuito flexible y el refuerzo, a las uniones soldadas o al actuador del conector. Según la arquitectura, el diseño puede incorporar un bucle de reserva para mantenimiento, una guía de cable, una abrazadera, un elemento del soporte, una sujeción adhesiva o un cierre del mazo de cables.

Compruebe cuatro cuestiones antes de aprobar el diseño:

1. ¿Puede insertarse la cola sin desplazar el teclado de su posición?
2. ¿Puede accionarse el actuador o el cierre con las herramientas previstas?
3. ¿Queda la cola sin tensión mecánica al cerrar la carcasa?
4. Si se prevé mantenimiento, ¿puede soltarse la conexión sin dañar la cola ni la pieza de silicona?

Si el conector de acoplamiento es responsabilidad del cliente, este debe facilitar la referencia de pieza aprobada del fabricante o el plano del conector. Si el proveedor instala el conector o el mazo de cables, inclúyalo dentro de su alcance de suministro en el plano del conjunto y en la BOM. Defina del mismo modo quién es responsable de cualquier clip, abrazadera o elemento de alivio de tensión.

Incluya las pruebas de conexión en la aceptación

Compruebe la interfaz que realmente se está comprando.

Un teclado de silicona suministrado por separado puede inspeccionarse en cuanto a geometría, ubicación de los contactos, comportamiento de fuerza y requisitos específicos de la silicona, pero no puede validar un conector del cliente que no forma parte del suministro. Un conjunto de teclado y circuito debe incorporar comprobaciones del circuito; un módulo con las terminaciones realizadas debe añadir comprobaciones de extremo a extremo a través del conector o del mazo de cables.

Entre las categorías de aceptación útiles se incluyen:

• correspondencia de pines y continuidad desde el pin del conector hasta la red prevista;
• comprobaciones de cortocircuitos y circuitos abiertos con los criterios del circuito aprobado;
• funcionamiento de las teclas en un útil de prueba representativo de la producción prevista;
• resistencia de contacto o umbral de conmutación cuando lo requiera la arquitectura de contacto;
• orientación y correcto asentamiento del conector, incluidos el pin 1 y el estado del cierre o actuador;
• funcionamiento de los LED o circuitos auxiliares cuando estén incluidos;
• inspección del recorrido y de la sujeción respecto de la configuración instalada aprobada; y
• funcionamiento después de las exposiciones acordadas a vibración, temperatura, humedad, limpieza o ciclos de vida útil, cuando el producto lo requiera.

Las recomendaciones de JASPER sobre pastillas de carbono ya subrayan la necesidad de medir el sistema de conmutación en estado cerrado bajo las condiciones especificadas de circuito y apoyo, en lugar de considerar un elemento conductor suelto como prueba del rendimiento del sistema. Aquí se aplica la misma regla sobre los límites de la verificación: no afirme que se ha verificado una interfaz que no estaba presente en el útil de prueba.

Indique el alcance de suministro en el plano y en la RFQ

Marque cada elemento como suministrado por el proveedor, suministrado por el cliente o por definir (TBD): teclado de silicona, contacto conductor, circuito PCB/FPC/PET, conector, conector de acoplamiento, mazo de cables, LED, separador, adhesivo, soporte y útil de prueba final.

Para solicitar una cotización, facilite el plano del teclado, una vista en sección de la carcasa y del recorrido, el circuito o una muestra, la referencia o los requisitos del conector, la asignación de pines y la orientación del pin 1, la geometría de la cola, la secuencia de mantenimiento, los requisitos ambientales, las pruebas de aceptación, las cantidades y cualquier cuestión pendiente. Los aspectos desconocidos pueden mantenerse como por definir (TBD) siempre que sean visibles y se asignen responsables antes de fabricar el utillaje o aprobar el diseño.

Preguntas frecuentes

Consulte su proyecto de conjunto de teclado híbrido

Si su proyecto combina un teclado de silicona moldeado con una PCB, un FPC, un circuito impreso, LED, un conector o un mazo de cables, envíe los planos disponibles a JASPER mediante el formulario para solicitar una revisión de ingeniería de su teclado.

Incluya la distribución del teclado, el circuito o la asignación de pines, la información del conector anfitrión, una vista en sección de la carcasa, las cantidades, la aplicación del dispositivo, los requisitos ambientales, las pruebas de aceptación y las cuestiones pendientes. Las decisiones sin resolver pueden marcarse como por definir (TBD) para revisarlas antes de fabricar el utillaje y autorizar la producción.