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解析今天可满足便携式消费电子需求的各种微型开关

文章来源：更新时间：2014/8/9 9:33:00

今天便携式消费电子总的设计趋势是扁平化和轻重量化，这就要求所有的元器件尺寸都要尽可能地小，包括开关。今天市场上已经出现很多类微型开关，甚至包括微微开关，那么设计工程师应该如何进行选择呢？请看下文解析。
根据一些用户处置便携式消费电子设备的方式来判断，消费电子设备可以被认为是恶劣环境设备。蜂窝电话、MP3播放机、平板电脑和其它便携式电子设备已经变成无处不在的个人和专业工具，每天都要不断地被使用，但并不总是被小心对待。
其结果是，开关制造商必须开发新型的坚固的微型开关，它们不仅空间尺寸和重量大为降低，而且结实，工作寿命长。这些微型开关必须与尺寸更大的工业设计一样以可靠地、一致的方式工作，而且不牺牲功能、性能或扩展的寿命。
提供增值服务（包括制造模块和定制配件）的开关制造商能够提供完整的机电解决方案，不仅可满足尺寸和性能要求，而且还能承受振动和冲击。

双动开关
低外形双动、双触觉开关现在已设计进有特定人体工程学要求的手持式和便携式电子设备中，如数码相机或移动电话的对焦和快门释放。
这些先进的双动、双触觉开关在这种类型手持式消费电子应用中提供快速、重复性动作。微型双动、双触觉开关增加的功能使得设计师能够在设计中消除一些元件，从而降低终端产品的重量和尺寸。
今天市场上现有的一些微型双动、双触觉开关可提供小至3.7mm x 3.0mm x 0.95mm的封装尺寸，包括执行器的高度。标准按钮开关的典型寿命大约为3万次动作，而典型的触觉开关能达到10万次到60万次动作，未来触觉开关的目标设计寿命高达100万次动作。这么长工作寿命的部分原因是这些开关对10到500Hz振动和冲击有一个额定阻抗，以及工作温度被保持在-40℃到+85℃之间。微微开关
超微型的微微开关在传统开关设计基础上做了进一步的改善。与检测开关或按钮不同，超微型顶部致动的微微开关更小和更灵活。例如，C&K的KXT系列在一些新型开关结构中采用了1到2mm之间的小拱顶，与纳米开关相比，尺寸有了显著的减少。
这些真正的微型开关尺寸只有2.2mm x 2.0mm x 0.5mm。2.8mm的更长型号也能提供。超微型顶部致动的微微开关通常提供1.0N到2.2N之间的多个致动力，最小触觉感受力是30%。IP68密封等级的微微开关通常也能提供30万次的工作寿命。
通过采用先进的薄膜和重新设计的基座，超微型顶部致动的微微开关可以提供更长的寿命和坚固的设计，使得它们成为既必须满足有限空间要求又不能牺牲开关或信号质量的设计师的理想选择。
超微型微微开关已经在耳背后助听器中越来越普及，在该应用中，所有的元件都必须很小尺寸，但又必须一致和有效地工作。超微型顶部致动的微微开关有助于设计师降低助听器的总体尺寸，从而既提高了用户的舒适度又降低了助听器在耳后的可见度。
计步器也因着开关微型化带来总体重量的减轻和实现腕带式型号。计步器必须在恶劣条件下工作，以及在很高数量的动作下仍能保持正常工作，因此在选择新的开关设计时可靠性是第一考虑因素。触觉开关
触觉开关与许多其它开关技术相比，在本质上更小和更灵活。触觉开关适用于多种安装和致动配置，提供更大的灵活性和能力来针对具体应用需求配置开关。
典型的触觉开关能够动作10万次到60万次，未来触觉开关设计的目标寿命高达100万次动作。这么长工作寿命的部分原因是这些开关对10到500Hz振动和冲击有一个额定阻抗，以及工作温度被保持在-40℃到+85℃之间。

滚动开关
滚动开关因其微型化封装和牢靠的功能在尺寸不断减少的电子设备中是一个很普及的解决方案。滚动开关通常可保持比按钮开关更长的工作寿命，因为由于触觉接口的原因这种类型开关的构成面较少。
滚动开关的典型工作寿命超过1百万次中央选择动作和1百万次旋转动作（每个方向），最大接触电阻为300毫欧，本质上可抗强烈振动和冲击，而传统的开关设计典型只能达到20万次动作。

滑动开关
特别针对高度或表面面积受限的应用设计的亚微型滑动开关，不仅外形很低，而且具有扩展的电气和机械寿命。这些带有4/6尼龙（UL94V-2）执行器并采用玻璃纤维填充封装的亚微型滑动开关，具有一个不锈钢表面和返回弹簧，这使它可以达到10万次的标准寿命。
这些尺寸仅为2.6mm×7.6mm的表面安装开关理想适合于许多应用，包括：开/关触摸屏、手持式游戏、远程控制和仪器应用。

DIP开关
侧致动的DIP开关融合了微型化和高可靠性优势，主要用于计算机内的逻辑开关。DIP开关的多种安装选项和低板级安装外形不仅提高了PCB空间利用率，而且还为设计工程师提供了独特的灵活解决方案。
这些半间距DIP开关有双岔擦拭动作，它可确保可靠的接触。当水平安装时，侧致动机制提供了开/关状态的可视确认，理想适合于逻辑开关网络，这里多个信号路径必须通过开关板手动进行路由。
这些微型DIP开关在PCB板上高度只有4.16mm，布线间距只有1.28mm。针对表面安装清洗处理工艺而进行密封处理的DIP开关，采用金、镍和铜合金接触，并采用UL94V-0 PPS阻燃封装。

模块和组件
为了提供一个完整的解决方案，开关制造商也能设计和制造满足客户特定应用需求的模块和组件。具有工程经验的开关制造商能够快速和高效地将开关和电子电路（从简单到复杂的电路）集成进富有吸引力的功能性封装中，从而可整洁地组装进客户的最终产品中。这些增值服务也能包括制造插件和注塑件、冲压零件和引线框架，以为客户提供一站式解决方案。
先进的开关制造商不仅能够在组件和模块内调整开关的声音（可调性）、感觉（触觉）和控制（接口），以满足客户偏爱，而且还能提供多种额外的构造选项，包括装饰、照明、连接和密封。
在关键的表面进行定制图形、LOGO、纹理和表面处理也可为最终产品提供增值好处。使用双射成型、油漆和激光刻烛、移印和电镀，这些装饰解决方案设计用于让产品脱颖而出，以及轻松匹配某一款便携式设备，如iPhone或iPad。照明选项包括背光、重音和漏光，以提高产品的外观和实用性设计。
微型化和可靠性是今天消费电子市场两个较重要的考虑因素。独创性微型开关的发展已经帮助设计工程师继续推动这一趋势。
因为今天消费电子应用的电气和机械规范是严苛的（容差非常紧，产品外形很小，开发周期和开发时间很短），因此开关制造商（它们不仅提供灵活和可靠的元件，而且通过制造模块和组件提供增值服务）在帮助客户赢得设计中标方面具有明显的优势。