什么是防水輕觸開關(guān)？這是一種可以在水中或雨水中清洗的開關(guān)，不會出現(xiàn)故障。一般情況下，防水輕觸開關(guān)的等級為IP67，也就是說可以完全保護(hù)空氣中的灰塵。在室溫下，它可以在水下約1米的位置，大約30分鐘內(nèi)不會損壞。該防水輕觸開關(guān)用途廣泛，具體如下：家用電器：電子秤、電子脂肪秤、電子廚房秤、電視機(jī)、微波爐、電飯煲、電風(fēng)等，各類玩具：電子玩具等、數(shù)碼產(chǎn)品：數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、相機(jī)等、醫(yī)療器械：血壓計(jì)、溫度計(jì)、醫(yī)院呼叫系統(tǒng)等、遙控器：點(diǎn)門、各類車輛、家用防盜用品等。防水輕觸開關(guān)的防水等級：一般的防水開關(guān)有兩種，一種是IP67和IP68。防水輕觸開關(guān)，除防水外，還具有防塵功能。什么是防水輕觸開關(guān)？選擇防水輕觸開關(guān)的訣竅。

防水輕觸開關(guān)包裝規(guī)格介紹：8系列防水光輕觸開關(guān)，10#10系列防水光輕觸開關(guān)。，12：12系列防水光輕觸開關(guān)，6：6系列防水光輕觸開關(guān)。防水等級IP67。IP后面的兩個數(shù)字表示對大顆粒異物對灰塵的保護(hù)和對垂直液滴對底部壓力的保護(hù)。IP后兩位數(shù)越高，能力越強(qiáng)。注意工作溫度。觸控開關(guān)類型中規(guī)定的節(jié)拍和振動設(shè)置電路，使組合元件不會導(dǎo)致誤操作，因此不能在溫度范圍的上下限附近長時間使用。小心使用水溶性助熔劑。焊接輕觸開關(guān)時，水溶性焊劑可能會腐蝕輕觸開關(guān)，盡量不要使用。如果對開關(guān)施加壓力，可能會導(dǎo)致開關(guān)松動變形，焊接時要特別注意。電壓也要注意。如果在超過額定電壓的情況下使用防水輕觸開關(guān)，則會造成接觸不良。使用輕觸開關(guān)時，應(yīng)在產(chǎn)品規(guī)范要求的參數(shù)本各項(xiàng)環(huán)境試驗(yàn)范圍內(nèi)。防水輕觸開關(guān)廣泛應(yīng)用于小家電、游戲機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、遙控器、鍵盤、衛(wèi)生間等產(chǎn)品。人們對生活的追求越來越高，很多產(chǎn)品的性能和外觀設(shè)計(jì)也越來越高。

防水光觸控開關(guān)雖然體積小，但它控制著整個產(chǎn)品的運(yùn)行和停機(jī)部件，也給客戶帶來了最直觀的產(chǎn)品體驗(yàn)，因此防水光觸控開關(guān)的好壞對產(chǎn)品質(zhì)量影響很大。SMT觸控開關(guān)廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子產(chǎn)品和醫(yī)療手持設(shè)備中。它的功能需要通過機(jī)械方式觸摸才能打開電流信號。SMT光觸控開關(guān)故障的過程分析和驗(yàn)證不僅涉及SMT工藝，還涉及機(jī)械裝配過程、測試和可靠性測試，因此SMT光觸控開關(guān)的故障分析是一個很大的挑戰(zhàn)。從實(shí)際失效分析過程來看，焊點(diǎn)失效并不是唯一的原因，其背后還有大量的其他因素，因此需要使用多種失效分析方法和方法。從應(yīng)力測試分析、有限元分析、公差積累分析、可裝配性設(shè)計(jì)分析、試驗(yàn)設(shè)計(jì)等方面對SMT光觸開關(guān)傾斜故障進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，并給出了相應(yīng)的解決方案。問題描述。在某醫(yī)用電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)樣機(jī)驗(yàn)證階段，發(fā)現(xiàn)光觸控開關(guān)存在傾斜故障問題。不好的現(xiàn)象是開關(guān)的焊腳與焊盤分離。雖然缺陷率只有0.2%，但輕觸式開關(guān)的焊點(diǎn)有一處沒有提高的裂紋，可靠性風(fēng)險很高。不良樣品的初步失效分析。為了確定解決問題的方向，采用同批次材料進(jìn)行小批量生產(chǎn)，再現(xiàn)故障現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上，提出了對該問題進(jìn)行破壞性和非破壞性分析與檢測的方案。二維X線檢查。X射線可以有效地檢測到外殼中包裹的開關(guān)傾斜的問題。

然而，細(xì)小的裂紋是無法檢測到的，需要對其進(jìn)行切片和分析。光學(xué)探測。拆下外殼，取出PCBA，進(jìn)行光學(xué)測試，很容易發(fā)現(xiàn)明顯的不良傾斜度。但是，焊料中的裂紋很難檢測出來。切片分析。條帶分析是揭示裂紋破壞機(jī)理的一種非常有用的方法，裂紋的分布是從腳跟向下延伸到腳趾的。在1500倍顯微鏡下對裂紋進(jìn)行了觀察和分析。機(jī)械沖擊應(yīng)力導(dǎo)致元件銷與焊料和腳跟分離。隨著應(yīng)力的增加，裂紋開始從薄弱的IMC層開始出現(xiàn)。輕觸開關(guān)翹曲、焊點(diǎn)開裂原因分析。根據(jù)切片分析的結(jié)果，與機(jī)械應(yīng)力相關(guān)的因素已成為故障失效分析的重要方向。魚骨圖有助于識別導(dǎo)致機(jī)械應(yīng)力的潛在因素，然后逐一進(jìn)行測試和驗(yàn)證。裝配過程中應(yīng)力較大的假設(shè)驗(yàn)證。在每個裝配過程中，我們都對4個最有可能產(chǎn)生較大機(jī)械應(yīng)力的工作站進(jìn)行了壓力測試。這四個工位分別是：分板工位、熱熔焊工位、殼體組裝工位和最終試驗(yàn)工位。

應(yīng)力片粘貼在觸控開關(guān)位置上，以獲得裝配時觸控開關(guān)位置的最大應(yīng)力。結(jié)果表明，分離器站產(chǎn)生的瞬時應(yīng)力最大，最大應(yīng)力值為810uE。根據(jù)IPC-9704A標(biāo)準(zhǔn)，分離過程中產(chǎn)生的最大應(yīng)力在可接受的范圍內(nèi)。不過，峰值應(yīng)力仍有降低的空間，因此還需要安排進(jìn)一步的假設(shè)檢驗(yàn)和驗(yàn)證檢驗(yàn)。點(diǎn)狀焊點(diǎn)脆性假設(shè)驗(yàn)證。推力測試。取合格的樣品進(jìn)行推力測試，以檢測元件從襯墊上剝離時的最大推力值。作用在開關(guān)上的最大工作壓力通常為15牛頓，推力試驗(yàn)結(jié)果顯示，平均剝離值為72牛頓，遠(yuǎn)超部件規(guī)格書規(guī)定的29.4牛頓的極限，說明開關(guān)焊接效果良好。光觸控開關(guān)針腳涂裝檢測。輕觸開關(guān)元件腳部材料為鍍銀磷青銅，可增強(qiáng)母材的焊接性。然而，鍍銀過厚會導(dǎo)致焊點(diǎn)脆化。

對于SMT元件，銀涂層的厚度通常在0.2um到0.4um之間。用X射線熒光檢測(XRF)時，根據(jù)ASTMB5681998(2004)的標(biāo)準(zhǔn)，所有檢測區(qū)域的銀層厚度都是均勻的(0.3微米)。因此，光觸控開關(guān)元件的腳部材料不是導(dǎo)致元件翹曲和焊點(diǎn)開裂的原因。元件管腳可焊性測試。由于銀涂層很容易通過與空氣中的硫反應(yīng)而變色，這可能會降低材料的可焊性，因此有必要檢查管腳的可焊性。通過測試發(fā)現(xiàn)，樣品的可焊性良好。因此，光觸控開關(guān)管腳的可焊性不是翹曲和焊點(diǎn)開裂的原因。板應(yīng)力。通過優(yōu)化工裝夾具可以減小分板過程中產(chǎn)生的應(yīng)力，但效果非常有限。還可以優(yōu)化PCB拼圖的設(shè)計(jì)，大大降低分板過程中產(chǎn)生的應(yīng)力。PCB拼接板的不同連接位置對拆分時元器件的應(yīng)力影響很大，新的拼接設(shè)計(jì)改變了連接點(diǎn)的位置。通過改進(jìn)設(shè)計(jì)，有限元有限元分析結(jié)果預(yù)測應(yīng)力降低了47%，這將大大降低輕觸式開關(guān)傾斜和焊點(diǎn)開裂的風(fēng)險。干涉分析。干涉是機(jī)械應(yīng)力的最大危險因素。

為此，對輕觸式開關(guān)的相關(guān)結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行了DFA分析，并通過有限元有限元分析對不同的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了仿真比較，以確定降低機(jī)械應(yīng)力的優(yōu)化方案。通過分析，DFA分析人員發(fā)現(xiàn)，原設(shè)計(jì)存在機(jī)械應(yīng)力過大的隱患。由于沒有正確設(shè)置限位開關(guān)，分接開關(guān)的過電壓距離為0.25mm，這為產(chǎn)生過大的機(jī)械應(yīng)力提供了可能。DFA分析師通過與設(shè)計(jì)師的討論確定了三種解決方案：將分接開關(guān)處的PCB邊緣向外延伸。背光外殼的加固。輕觸開關(guān)，將安裝位置移入電路板。分別對無限位置和有限位置的設(shè)計(jì)進(jìn)行了有限元分析，有限位置的位移降低了29%，剪應(yīng)力降低了20%。在開關(guān)觸發(fā)過程中，該極限吸收了作用在引腳焊點(diǎn)上的大部分應(yīng)力。這也證明了提高限額的必要性。定位腳和定位孔之間的公差配合。如果輕觸開關(guān)的定位銷與PCB定位孔干涉，將影響SMT貼裝工藝。

如果公差配合很關(guān)鍵，則存在一定的機(jī)械應(yīng)力風(fēng)險。通過對光觸控開關(guān)定位銷與PCB定位孔的公差累積分析，計(jì)算出定位腳與定位孔的最小間隙為-0.063mm，即有輕微干涉。因此，在PCB安裝過程中，存在分接開關(guān)的定位腳不能正確插入SMT定位孔的風(fēng)險。在回流焊之前，目測位置將檢測到嚴(yán)重的不利條件。在以后的加工過程中會遺漏一些細(xì)小的缺陷，并產(chǎn)生一定的機(jī)械應(yīng)力。根據(jù)均方根和(RootSquareSum)分析方法，缺陷率為7153PPM。建議PCB定位孔的尺寸和公差由0.7mm+/-0.05mm改為0.8mm+/-0.05mm。根據(jù)優(yōu)化方案，再次進(jìn)行累積公差分析。結(jié)果表明，定位柱與定位孔之間的最小間隙為+0.037mm，消除了干擾風(fēng)險。器件結(jié)構(gòu)。通過對目前使用的輕觸式開關(guān)結(jié)構(gòu)的分析，發(fā)現(xiàn)該元件的兩個焊針懸空，與PCB焊盤之間有60um的間隙，對SMT焊接工藝提出了挑戰(zhàn)，應(yīng)考慮采用階梯式鋼網(wǎng)。通過與供應(yīng)商和設(shè)計(jì)工程師的溝通，發(fā)現(xiàn)可以考慮另一種類型的4針輕觸開關(guān)。

4針光觸控開關(guān)的管腳與襯墊之間沒有縫隙，普通鋼網(wǎng)可以滿足SMT工藝要求，4針光觸控開關(guān)承受機(jī)械應(yīng)力的能力更強(qiáng)。因此，該類型的輕觸開關(guān)被引入到后續(xù)的試運(yùn)行中進(jìn)行驗(yàn)證。機(jī)械應(yīng)力改善的驗(yàn)證和結(jié)果。根據(jù)潛在因素的驗(yàn)證分析結(jié)果，有必要改進(jìn)和驗(yàn)證分板過程中的過應(yīng)力、機(jī)械干涉、定位腳與定位孔之間的公差配合以及裝置結(jié)構(gòu)。在試運(yùn)行過程中，為了有效檢測開關(guān)傾斜的缺陷，設(shè)計(jì)了一套專用的推力測試夾具。該夾具在每個觸控開關(guān)位置均裝有電控推力裝置，可連續(xù)產(chǎn)生15牛頓推力并保持2秒。增加PCB定位孔的尺寸。PCB的引腳定位孔尺寸增加到0.8mm，提高了貼片的穩(wěn)定性。回流后，發(fā)現(xiàn)新舊印制板有顯著差異。新PCB的光觸控開關(guān)引腳的焊盤高度明顯降低，大大降低了舊PCB焊點(diǎn)引起的光觸控開關(guān)的整體傾斜，使得觸發(fā)器上的力可以垂直作用在光觸控開關(guān)的按鈕上，減少了對焊盤的剪切效應(yīng)。在使用專用推力測試夾具進(jìn)行測試的過程中，未發(fā)現(xiàn)輕觸開關(guān)脫落和傾斜。

但在拆裝驗(yàn)證完成后，仍發(fā)現(xiàn)觸控開關(guān)存在剝落、傾斜等缺陷。更改輕觸開關(guān)的安裝位置(向內(nèi)移動)。根據(jù)DFA分析結(jié)果和推薦方案，將觸控開關(guān)的安裝位置向內(nèi)移動150um，使PCB的邊緣起到限制的作用，以防止觸控開關(guān)過電壓。使用專用推力測試夾具進(jìn)行測試的結(jié)果是，沒有不良開關(guān)傾斜或脫落。拆裝后，未發(fā)現(xiàn)有故障的道岔翹曲。新舊交換機(jī)的對比。老式的兩針輕觸開關(guān)采用階梯式鋼網(wǎng)，因?yàn)獒樐_的懸掛高度為60um。新的四針輕觸開關(guān)的針腳沒有懸掛，使用了普通的鋼網(wǎng)。

切片分析數(shù)據(jù)表明，新的四銷方案焊后平均焊盤高度(3.25mil)低于舊的兩銷方案(4.35mil)。在使用專用推力測試夾具進(jìn)行測試的過程中，新的開關(guān)方案沒有發(fā)現(xiàn)輕觸開關(guān)剝落和傾斜的任何缺陷。組裝后完成拆卸驗(yàn)證時未發(fā)現(xiàn)缺陷。拼接方案和分流夾具的改進(jìn)。提出有限元仿真優(yōu)化建議后，接頭的連接位置遠(yuǎn)離開關(guān)，并對分流夾具進(jìn)行了優(yōu)化。用一種特殊的推力測試夾具進(jìn)行測試，沒有發(fā)現(xiàn)輕觸開關(guān)剝落和傾斜。組裝后完成拆卸驗(yàn)證時未發(fā)現(xiàn)缺陷。