原本以为【斑马导电胶条(Zebra Stripe)】应该是再简单不过的零件了,结果这次的事件却彻底的败在它的身上。
起因是公司有一款产品设计了一个独立的「导航键(Navigation key)」。
不知道为何当初设计工程师选择使用「班马导电胶条」来连接主按键与导航键之间的线路,而不是将导航键跟主按键设计在同一块按键的板子上,可能是有些高度差的关系吧(我猜啦,因为已经不可考了)!
这原本也不是什么大不了的设计,可问题就给它发生了,现象是按了导航键上的某些按键后,会连动到其他的按键作动,如果说连动的是同样在导航键的上、右、下、左按键,或许有可能是因为机构设计不良,造成邻近按键机构连动的误动作,可是怪的是连动的居然是主键盘上的按键,中间还连着班马导电条呢。
为了先层别这个现象是电气(electric)或是机构(mechanical)上的问题,我们直接把导航按键上的塑胶及橡胶按键拿掉,把按键的线路直接裸露出来,然后用导电棒做按键测试,结果这样还是会发生按键连动的现象,所以可以先排除按键机构所造成的连动问题。
接下来就只剩下电路板与斑马导电胶条的问题了,先作斑马导电胶条的交叉验证,发现按键连动的现象跟着斑马导电胶条,为了让产线可以马上恢復生产,紧急使用现有产品制作了一个简单的治具,期望这个治具可以筛选出不良的斑马导电胶条,可是却无法检测出不良品;把斑马导电胶条拆下来直接拿去作绝缘阻抗及微电流测试也都没有问题,这下糗了!而且电路板也没有发现有什么问题。到这里卡住了!
把斑马导电胶条切开来检查,也只发现导电胶条有一导电条的裁切偏差错位,这应该也在合理的偏差范围内,该怎么继续下去呢!
后来在无意间发现怎么电路板上与斑马导电胶条对应的金手指间隙似乎有点给它小啊,似乎并没有依照要求至少空出两条导电条以上的间隙,因为斑马导电胶条的裁切可能会有一条导电条的偏差(0.18mm),机构组装(上下PCB)及生产误差也应该大概要在0.2mm左右(视机构精度而定),这么一来总公差至少就要有0.38mm,而金手指的最小间距实际量测出来结果却只有0.3mm左右,明显的不足啊!查询PCB Gerber上的设计应该有0.5mm的间隙,后来发现是因为这里有4个vias,因为当楚板厂担心vias只镀一半的ENIG会有镀不全的问题,于是就全镀了,所以金手指的在vias处的宽度就给它稍微变胖了一点点了,真是该死的误差与失误。
这里一来问题的真因算是找到了,只是短期对策如何解就伤脑筋了?将板子送去板厂全部在上一层绿漆?要不然也可以花钱先将导电条的规格从目前的0.18mm间距改为0.10mm的间距应该都能解决问题。由人提出来贴防焊胶带的方案,但是被否决了,因为尺寸太小了,贴出来的位置不易控制,还可能造成高度差,影响阻抗电器特性。
长期对策就比较简单了。检讨目前的金手指设计,接触垫宽有0.8mm,间隙0.5mm,斑马导电胶条的pitch为0.18mm,触垫宽应该只要设计0.64mm[=0.18mmx3(导电条)+0.1mm(公差)],就可以确保每个接触垫至少有三条导电条接触到了,再加上些容许值,金手指触垫宽改为0.7mm,间隙0.6mm,应该就可以彻底解决这个问题。另外这四个导通孔(vias)的位置要不要考虑稍微移动一下,或是要求PCB厂注意一下金手指的接触垫宽度尺寸应该也能解决这个问题,不过重点是如何防止哪天有人在寻找替代料(2nd source)时也不会出问题才是上策。
延伸阅读:
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橡胶按键使用金属簧片的优缺点
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你好!我有一个问题想请问你,我的斑马导电胶条(Zebra Strips)与lcd萤幕跟机板脱落,请问有甚么方式可以黏接起来。
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toyschin;
斑马导电胶条(Zebra Strips)是导电用的,所以它与lcd萤幕跟机板应该不是用黏的,而只是放上去而已,你会发现黏住是因为导点胶条压久了会与电路板或是玻璃密合在让你有黏住的感觉,其实并没有黏胶。
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很好的经验,下次我在设计PCB时也要好好注意了。
Btw,我觉得不难理解,你看看图中有Via的部份,两条PCB金手指相距是比其它位置接近的,那里就是相距小过0.5mm的位置,其它金手指间距付合规格。
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HI
看了半天没明白你说的意思,你意思是说 到电胶条之间的距离比金手指的大?
图片有限,文章表达看的很费力,最好用图文并茂的形式表达,这样读者会更清晰
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Vincent;
目前的功力大概只能写出这样的内容了。
有个前提,不可以洩漏公司的机密~~
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