Diseño de teclados de silicona retroiluminados: grabado láser, guías de luz y ubicación de LED

Un buen diseño de teclados de silicona retroiluminados trata la leyenda, el recubrimiento, la silicona, los elementos de control óptico, el LED, la PCB y la carcasa como un único sistema. La arquitectura se elige a partir del aspecto requerido con la iluminación apagada y encendida; la aprobación corresponde a una muestra completa y alimentada, no a una separación LED, una dosis de pigmento o una profundidad de láser supuestamente universales.

Última actualización: 2026-08-03

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Esta guía ayuda a decidir entre un recubrimiento abierto por láser, una ventana o conducto de luz moldeado en silicona, la iluminación LED directa y una guía de luz independiente. Está dirigida a equipos OEM que deben coordinar gráficos, geometría del elastómero, trazado de la PCB, electrónica de accionamiento y detalles de carcasa antes de liberar el utillaje. Las fichas de los proveedores definen las condiciones de entrada; el aspecto visible solo se confirma en el teclado montado. Antes de cerrar la PCB o el molde cosmético, conviene aplicar las nueve comprobaciones y el proceso de seis pasos a los teclados de silicona retroiluminados.

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1. Por qué esta decisión condiciona todo el conjunto

Una retroiluminación mal planteada resulta cara porque sus causas pertenecen a equipos distintos. Diseño gráfico controla la leyenda; el proveedor del teclado controla silicona y recubrimiento; electrónica controla la fuente y la corriente; y el separador o la carcasa pueden asumir el enmascaramiento. Cuando molde, trazado y aprobación cosmética avanzan por separado, corregir un punto brillante puede exigir bastante más que cambiar un LED.

Este es un apilamiento habitual para una construcción grabada con láser:

operador y luz ambiente
        ↓
capa protectora transparente, si procede
recubrimiento cosmético opaco / bloqueador de luz
abertura de leyenda realizada por láser
cuerpo de tecla de silicona translúcida o difusora
barrera, ventana, separador o guía de luz opcional
encapsulado LED + resistencia / driver sobre la PCB
cavidad y particiones de la carcasa

La descripción del teclado de silicona grabado con láser de JASPER y el proceso publicado por CSI Keyboards documentan esta secuencia. Es frecuente, pero no obligatoria. Una tecla iluminada en toda su superficie, un indicador aislado, un icono de efecto oculto en reposo o un campo luminoso amplio pueden necesitar otra salida óptica.

El síntoma visible rara vez identifica por sí solo la causa

El valor de intensidad del LED no resuelve estas cuestiones. Nichia distingue intensidad luminosa direccional, flujo total y luminancia de una superficie aparente; la leyenda terminada es una superficie emisora, no el encapsulado desnudo. Su nota técnica Key Characteristics of Light — Brightness and Color también explica por qué la ley del inverso del cuadrado no basta a corta distancia cuando la directividad no es uniforme.

La regla práctica es sencilla: fijar primero el resultado visible, controlar todo el trayecto óptico en un único conjunto de datos y convertir el montaje alimentado en autoridad de aprobación. Un render CAD, una alfombrilla de silicona suelta o una curva LED típica no sustituyen esa evidencia.

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2. Nueve controles para el diseño de teclados de silicona retroiluminados

El orden importa: condiciones de observación, silicona y color, arquitectura de salida, proceso láser, ubicación de LED, obstrucciones mecánicas, confinamiento de luz, control eléctrico/térmico y aprobación de muestra. Un control tardío no compensa un dato inicial ausente sin tocar placa, molde, recubrimiento o arte final.

2.1 Definir el aspecto encendido, apagado y por canal

La especificación empieza por los estados de apariencia, no por una referencia de LED. Para cada tecla o indicador hay que declarar qué debe leerse sin alimentación, qué aparece al encender y si la iluminación comunica un estado funcional. También deben constar luz ambiente, distancia y ángulo de observación, corriente de producción, tolerancia de alimentación, acabado de carcasa, temperatura y región de medida.

La palabra “uniforme” necesita una ecuación. CIE S 017:2020 define la uniformidad de luminancia Uo como luminancia mínima dividida por luminancia media de una superficie. Si el proyecto usa mínimo/máximo, coeficiente de variación o una relación entre teclas, debe nombrar ese cálculo en lugar de llamarlo Uo. El valor objetivo sigue siendo una decisión OEM: un punto de estado, una leyenda larga y una tecla totalmente iluminada no desempeñan la misma función visual.

Buena señal: plano o especificación de apariencia con estados OFF, ON y monocanal, regiones de medida, geometría, ambiente, condición eléctrica y campos numéricos de aceptación.

Señal de alerta: el único requisito es “luz blanca uniforme”, un render o el valor máximo de mcd del LED.

2.2 Especificar silicona, difusión y color como un sistema

“Silicona transparente” no es una especificación óptica. WACKER describe formulaciones transparentes, translúcidas y opacas; grado, longitud del trayecto, acabado, pigmento o difusor, curado y método de transmitancia cambian el significado de cualquier cifra.

Los datos publicados muestran el límite. Dow declara 92 % de transmitancia luminosa a 10 mm para SILASTIC MS-1003, un grado óptico destinado, entre otros usos, a conductos y guías de luz. Esa cifra demuestra la viabilidad del material nombrado bajo esa condición; no predice un teclado recubierto ni acredita propiedades táctiles o de desgarro. La ficha de una pasta ELASTOSIL de WACKER indica 0,5–4,0 % para ese producto concreto y avisa de que un exceso puede ralentizar el curado. Es una prueba de que la dosis depende del sistema, no una receta reutilizable.

Transmitancia y neblina tampoco son equivalentes. ASTM D1003-21 distingue ambos parámetros en probetas planas, esencialmente transparentes y adecuadas para el método. La neblina redistribuye luz; no mide por sí sola la eficiencia. Una tecla curva, texturizada y coloreada exige una prueba del conjunto.

Buena señal: el material se vincula a compuesto y sistema de color identificados, espesor y acabado de placa, curado, método de transmitancia/neblina cuando proceda y aprobación final de tecla.

Señal de alerta: un Pantone, la palabra “lechoso” o el mejor porcentaje de transmisión del proveedor se tratan como especificación completa del color encendido.

2.3 Elegir la arquitectura de salida antes del utillaje

La construcción correcta depende de por dónde debe viajar la luz y dónde debe detenerse. Un teclado de silicona grabado con láser es una opción, no la solución predeterminada para cualquier HMI iluminada.

La nota AN072 de ams OSRAM explica que el patrón de radiación, paso entre fuentes, geometría, material, extracción y películas difusoras actúan de forma conjunta. Para insertos moldeados, SiTECH publica un tamaño mínimo de conducto de 0,060 in (1,524 mm) y varias reglas de ventana/borde de 0,030 in (0,762 mm). Son límites del proceso publicado por SiTECH; no son valores universales ni límites verificados de JASPER.

El grabado láser tampoco conviene si un icono debe ser invisible sin alimentación y, al mismo tiempo, legible de forma independiente por una función de seguridad. El efecto oculto en reposo sacrifica visibilidad sin luz; esa decisión pertenece al análisis de riesgo HMI, no a una revisión cosmética aislada.

Buena señal: la tabla de decisión de arquitectura se aprueba antes de liberar molde, PCB y gráficos.

Señal de alerta: se elige “grabado láser” por su aparente durabilidad sin documentar vistas encendida/apagada, apilamiento ni alternativas.

2.4 Controlar el grabado láser por resultado, no por una profundidad universal

La abertura por láser elimina selectivamente un recubrimiento. TRUMPF describe un mecanismo gobernado por absorción; Fraunhofer IFAM señala que la eliminación capa a capa depende de la composición y de los parámetros del láser. Ninguna de estas fuentes ofrece una profundidad transferible a todos los teclados, y precisamente ese es el límite correcto.

La especificación de producción debe definir el resultado: ausencia de película bloqueadora dentro de la leyenda; ausencia de poros iluminados fuera de ella; borde controlado; sustrato sin carbonización ni surcos visibles; compatibilidad con la capa protectora; y emisión repetible. Un cupón o escalera de láser sobre la combinación real de silicona, recubrimiento y capa superior permite acotar la ventana antes de cerrar la cosmética. Un corte o una inspección ampliada ayudan a diagnosticar; el aspecto alimentado sigue formando parte de la aceptación.

Buena señal: el expediente de primera muestra relaciona lotes de recubrimiento, revisión del programa, ajustes del cupón, microscopía sin luz e inspección encendida.

Señal de alerta: se copia de otro color una profundidad en micrómetros, un porcentaje de potencia o un número de pasadas como si no dependieran del material.

2.5 Ubicar los LED con datos angulares y la sección física

Un plano que solo muestra el centro X-Y del LED está incompleto. La entrada óptica incluye altura y orientación del encapsulado, curvas de intensidad horizontal y vertical, origen del rayfile, bines de intensidad y color, corriente, temperatura, tolerancia de soldadura y posición de vástagos, contactos, separadores y paredes.

El KRBT QDLP61.3A de ams OSRAM declara 120° como ángulo típico de semintensidad para ese dispositivo. No promete un cono uniformemente iluminado de 120°. La nota de Nichia sobre campo cercano impide convertir el centrado geométrico o una estimación por inverso del cuadrado en regla general.

Buena señal: PCB y teclado se revisan con la misma sección 3D, datos del LED seleccionado, mapa de obstáculos y prototipo alimentado antes de bloquear el trazado.

Señal de alerta: se centra el LED después del routing con el argumento de que “un ángulo amplio siempre da más uniformidad”.

2.6 Resolver juntos mecanismo de conmutación y camino de luz

La fuente comparte volumen con el mecanismo. Pastilla de carbono, vástago, pulsador táctil, cúpula metálica, pared de apoyo, adhesivo, canal de ventilación o abertura de guía pueden ocupar el trayecto deseado. Mover el LED puede corregir una sombra y crear otra; adelgazar la parte superior afecta moldeo o tacto; abrir un respiradero en la guía puede generar un borde luminoso.

Cada familia de tecla necesita una sección común, no solo una planta. Balancines anchos, leyendas largas y contactos asimétricos merecen secciones propias. La documentación de Niceone-HMI muestra el conflicto práctico entre contactos opacos y paso de luz, pero no respalda una separación universal.

Buena señal: cada sección incluye abertura de leyenda, espesor, contacto o cúpula, envolvente LED, ventilación, guía/separador, PCB, bisel y tolerancias.

Señal de alerta: arte, plano de silicona y PCB son correctos por separado, pero no comparten datum ni sección controlada.

2.7 Confinar la luz entre recubrimiento, molde, separador y carcasa

La fuga de luz pertenece al apilamiento. El recubrimiento opaco controla la emisión superficial; una base o inserto opaco puede aislar una ventana; un separador oscuro limita el recorrido lateral cerca de la PCB; una partición de carcasa sombrea la holgura del bisel. Elegir un único control sin revisar los demás favorece el halo o la iluminación cruzada.

SiTECH identifica el aislamiento óptico como motivo para insertar silicona translúcida dentro de una base opaca. La alternativa es una matriz translúcida recubierta con barreras locales; en ese caso, poros y zonas de flexión pasan a ser características de inspección. Las teclas que indican estados se prueban canal por canal: una fotografía con todos los LED encendidos oculta la luz parásita.

No debe convertirse el potencial de sellado en una clasificación IP. IEC 60529 clasifica la protección de envolventes; un teclado suelto no acredita el conjunto instalado. El límite de ensayo es la interfaz definida entre teclado, bisel, junta y carcasa.

Buena señal: el plan asigna cada vía de fuga a un recubrimiento, pieza moldeada, separador o superficie de carcasa y verifica canales aislados.

Señal de alerta: se juzga la fuga en la silicona suelta y se asigna una clasificación IP a esa misma pieza.

2.8 Controlar bines, accionamiento, temperatura y color montado

Compartir familia de componente no garantiza el mismo brillo o color. El KRBT QDLP61.3A se comercializa en grupos de intensidad documentados; las fichas de Nichia también vinculan rangos a corriente, pulso y temperatura de prueba. La BOM de producción debe indicar referencia exacta, bines permitidos o combinaciones que el teclado terminado tolera.

El método de regulación importa. La nota de Nichia Controlling Luminous Intensity of LEDs muestra que la intensidad no siempre escala linealmente con la corriente y que variar la amplitud puede desplazar la cromaticidad. PWM con corriente de encendido fija puede reducir ese origen concreto de variación, pero no elimina límites de pico, temperatura, parpadeo, cámara, EMC o driver.

Para RGB o color crítico, ams OSRAM AN117 pide medir intensidad y punto CIE de cada chip y ajustar la temperatura. Cree LED también documenta el efecto de corriente, temperatura y óptica externa sobre el color final. Sus cifras son específicas de sus productos; el principio transferible es medir el conjunto a la condición de servicio.

Buena señal: bines de BOM, modo de accionamiento, tolerancias de corriente, estado térmico y comprobaciones de cromaticidad montada están bajo control de revisión.

Señal de alerta: las muestras usan LED seleccionados a mano o una fuente de laboratorio distinta de la electrónica de producción.

2.9 Hacer de la muestra óptica montada la autoridad de aprobación

La aprobación combina números y aspecto. El expediente debe conservar puntos brutos, mapa identificado, instrumento y geometría, estabilización, ambiente, corriente, temperatura, lote/bin LED, lote de teclado y recubrimiento, programa de láser, revisión de carcasa e imágenes de referencia con exposición fija. Las imágenes localizan defectos; no sustituyen luminancia o color.

CIE 015:2018 e ISO/CIE 11664-3:2019 establecen el marco para estímulos autoemisivos, transmisivos y reflectantes. ISO/CIE 11664-6:2022 excluye del ámbito de CIEDE2000 las áreas percibidas como fuentes primarias. Por tanto, el proyecto debe clasificar la leyenda iluminada y acordar coordenadas o diferencia de color antes de fijar tolerancia. El color de objeto apagado puede requerir otro método; ASTM D2244-25 exige acordar condiciones de probeta, textura y brillo.

Buena señal: la muestra aprobada enlaza datos numéricos, piezas representativas y una regla explícita de revalidación.

Señal de alerta: la aprobación es una foto de móvil por correo con “se ve bien” y sin bin, corriente, exposición, carcasa o luz ambiente.

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3. Proceso de especificación y aprobación en seis pasos

Este proceso convierte los nueve controles en entradas y pruebas trazables. Empieza antes de la solicitud de oferta, mantiene teclado, PCB y carcasa en una sola cadena de revisión y termina con una muestra maestra respaldada por datos. Saltarse el centro de la secuencia desplaza el descubrimiento a utillaje o preproducción.

Paso 1 — Fijar uso y estados de apariencia

Preparar una hoja de requisitos ópticos por familia de teclas o clase de indicador.

No debe copiarse un límite de pantalla, automoción, medicina o defensa salvo que el requisito del producto final lo invoque de verdad. El proveedor necesita el límite aplicable y su condición de ensayo, no una etiqueta sectorial sin soporte.

Paso 2 — Liberar un único paquete teclado-PCB-carcasa

La solicitud de oferta debe incluir leyendas vectoriales y fuentes, no capturas. Se añaden modelo 2D/3D del elastómero, Gerber o CAD de PCB, candidato de LED, esquema o corriente, secciones de bisel/carcasa, intención de recubrimiento/color y ambiente. Cada archivo lleva revisión.

Cuando un proveedor entrega goma, circuito, LED y conector como módulo, los conjuntos de teclado de silicona reducen ambigüedades de interfaz, pero no eliminan la necesidad de requisitos OEM controlados.

Paso 3 — Simular la fuente elegida y construir una maqueta representativa

La simulación es útil cuando geometría, guía o número de fuentes lo justifican. Debe importar orientación del rayfile y supuestos de flujo correctos. ams OSRAM AN086 advierte que espectros y rayfiles de ejemplo no garantizan el espectro exacto de cada LED o bin entregado. La simulación sirve para ordenar alternativas, no para fingir precisión de producción.

Después se construye una maqueta con encapsulado candidato, electrónica semejante a producción, longitud óptica prevista, silicona o placa representativa, máscara y superficies de carcasa. Se modifica un factor cada vez: desplazamiento, altura, difusión, extracción o barrera. Para áreas amplias, se compara el LED directo con la guía de opciones de retroiluminación antes de fijar una fuente por tecla.

Paso 4 — Aprobar placas de material y una escalera recubrimiento-láser

Las placas reproducen compuesto, pigmento/difusor, curado o poscurado, espesores y acabados. Se registran color reflectado apagado y color transmitido encendido porque una sola muestra visual no define ambos. En probetas planas compatibles se miden transmitancia y neblina con un método nombrado; la neblina nunca se interpreta como eficiencia.

La escalera debe acotar eliminación aceptable a través de las capas reales. Se inspeccionan residuo, borde, poros, sustrato, capa superior y emisión. Ajustes e imágenes quedan ligados a lotes. Las capacidades de fabricación de JASPER son una opción para revisar moldeo, recubrimiento y láser bajo un mismo flujo; no constituyen un resultado óptico de SK-010.

Paso 5 — Inspeccionar primeras muestras completas con una matriz óptica

Las primeras muestras usan revisión de PCB de producción, bines admitidos, accionamiento final, teclado, separador, bisel y carcasa. La página de planificación de ensayos y validación ayuda a coordinar evidencia de componente y conjunto. La tabla define campos, no límites universales; el OEM introduce objetivos y muestreo.

El caso de panel retroiluminado con indicadores LED ofrece navegación relacionada para estados de luz e indicadores. No demuestra, por sí solo, la construcción ni el rendimiento medido de este teclado.

Paso 6 — Bloquear muestra maestra, datos y disparadores de revalidación

Una muestra maestra sin condiciones es decoración. Su identificador debe enlazar datos ópticos, fotografías, ajustes del instrumento, revisiones de PCB/carcasa, referencia y bines LED, lotes de material/recubrimiento, programa de láser y desviaciones. También se define propietario, almacenamiento y sustitución.

Se reabre la validación ante cambios de chip, encapsulado o bin LED; resistencia, firmware o driver; compuesto, pigmento, recubrimiento o capa superior; programa de láser; reparación de molde; espesor o acabado; separador/adhesivo; apilamiento o posición de PCB; y color/geometría de carcasa. La validación ambiental debe indicar método y severidad: IEC 60068-2-14:2023 trata cambios de temperatura e IEC 60068-2-78:2025 calor húmedo constante. Ninguna impone un ciclo o criterio universal para teclados.

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4. Señales que descartan a un proveedor

Estas señales pesan más que una fotografía atractiva o una oferta baja porque rompen la trazabilidad entre diseño liberado y resultado visible.

• Promete una separación LED universal o un LED por tecla sin conocer encapsulado y apilamiento — geometría, obstrucción, difusión y forma de leyenda gobiernan la huella.
• Cotiza “silicona transparente” sin grado, color, espesor, curado ni plan de placas — el material no puede reproducirse ni compararse.
• Usa Pantone, RAL o una foto de móvil como especificación del color encendido — color reflectado y color emitido son estados distintos.
• Copia profundidad de láser de otro proyecto sin escalera de proceso — la ablación depende del recubrimiento, la silicona, la capa superior y los parámetros.
• Muestrea con LED elegidos a mano o fuente regulable sin declarar bines ni driver — la apariencia aprobada queda desconectada de la BOM.
• Enciende todos los LED para revisar fugas — oculta la iluminación cruzada entre canales independientes.
• Aprueba la goma suelta sin bisel, separador, PCB y carcasa — el límite óptico está incompleto.
• Asigna una clasificación IP a la pieza o declara “cumple IEC 60068” sin parte, severidad, estado e informe — confunde método o material con resultado del conjunto.
• No entrega puntos brutos, ajustes, lotes, revisiones y disparadores junto a la muestra maestra — la producción futura no puede compararse con la aprobación.

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6. Próximo paso: revisar el apilamiento completo antes de liberar

Primero se fijan los dos estados de apariencia; después se elige la salida óptica, se libera el conjunto teclado-PCB-carcasa y se define la matriz antes del utillaje cosmético. El paquete práctico incluye iconos vectoriales, colores objetivo con LED OFF y ON, secciones de teclado, referencias LED exactas, método de accionamiento y distribución de LED en la PCB. Cuando el confinamiento de luz sea relevante, se añaden separador y carcasa, es decir, casi siempre.

Ese paquete acoplado, junto con el plan de aceptación, puede enviarse por la vía de contacto del proyecto. La revisión debe cerrar el aspecto alimentado y sin alimentación antes de liberar el molde o el acabado cosmético.

Referencias técnicas

• Nichia, Key Characteristics of Light — Brightness and Color.
• Nichia, Controlling Luminous Intensity of LEDs.
• ams OSRAM, AN072 Light guides.
• ams OSRAM, AN086 sobre rayfiles LED.
• ams OSRAM, ficha KRBT QDLP61.3A.
• WACKER, guía de procesado de silicona.
• WACKER, ficha ELASTOSIL Color Paste FL RAL 2001.
• SiTECH, Application Guide.
• CIE S 017:2020, uniformidad de luminancia
• CIE 015:2018, colorimetría
• ISO/CIE 11664-3:2019
• ISO/CIE 11664-6:2022
• ASTM D1003-21
• ASTM D2244-25
• IEC 60529
• IEC 60068-2-14:2023
• IEC 60068-2-78:2025

Preguntas frecuentes

¿Cuál es el mejor método para el diseño de teclados de silicona retroiluminados?

El mejor método es la arquitectura que cumple el aspecto encendido y apagado en el conjunto final. El recubrimiento abierto por láser sirve para leyendas selectivas; ventanas o conductos moldeados mejoran el aislamiento; el LED directo encaja en trayectos compactos; y una guía independiente reparte luz por campos amplios. La decisión se toma antes del utillaje y se aprueba con PCB, teclado, separador, bisel y carcasa reales.

¿Cuándo conviene un teclado de silicona grabado con láser?

Conviene cuando determinados iconos o textos deben transmitir luz a través de una cara opaca. Funciona especialmente bien si la leyenda puede abrirse dentro de una ventana cualificada de recubrimiento y láser. No es automáticamente la mejor opción para iluminar toda la tecla, campos anchos, gráficos multicolor visibles sin luz o diseños que no admiten un proceso de recubrimiento.

¿Es mejor un conducto de luz de silicona que un LED directo bajo la tecla?

El conducto es preferible si hay que conducir o aislar luz, o alimentar una ventana desplazada respecto a la fuente. El LED directo puede simplificar una tecla compacta con distancia de mezcla suficiente y sin obstáculo central. Ninguna opción es siempre más brillante o uniforme: lo deciden acoplamiento, límites, geometría, material, patrón de fuente y carcasa montada.

¿Cuántos LED necesita un teclado y dónde deben colocarse?

No existe una cantidad ni una posición universal. Se parte de las curvas angulares horizontal y vertical del LED elegido, su orientación y altura, la geometría de leyenda, el trayecto óptico, la difusión, los contactos o cúpulas y la corriente permitida. Después se modela o ensaya la disposición y se verifica luminancia e iluminación cruzada en primeras muestras representativas.

¿Cómo se mide la uniformidad de una leyenda retroiluminada?

Se define la región de interés y sus puntos, se estabiliza el conjunto alimentado y se registra la luminancia con geometría y ambiente controlados. CIE S 017:2020 define Uo como luminancia mínima dividida por luminancia media. Si el proyecto usa mínimo/máximo u otra ecuación, debe nombrarla y fijar su propio límite.

¿Puede un color Pantone o RAL especificar la leyenda iluminada?

No. Pantone o RAL comunican una intención de color superficial apagado, mientras que el color encendido también depende del espectro y bin LED, corriente, temperatura, grado de silicona, pigmento, espesor, recubrimiento y camino óptico. Se aprueban por separado el color de objeto apagado y la cromaticidad encendida, con instrumentos, geometría y tolerancias acordados.

¿Qué profundidad de láser debe especificarse para la leyenda?

No debe especificarse una profundidad universal. Se define el resultado: eliminación completa de la capa bloqueadora dentro de la leyenda, ausencia de poros fuera, bordes controlados, sustrato sin daño inaceptable, capa superior compatible y emisión repetible. La ventana se cualifica con una escalera o cupón del apilamiento real de silicona y recubrimiento.

¿Qué archivos deben enviarse antes de fabricar el molde?

Hay que enviar iconos vectoriales, colores encendido/apagado, modelo 2D/3D del teclado, secciones de teclas, trazado de PCB, referencias y bines LED, esquema o corriente, separador y carcasa, condiciones de servicio y matriz de aceptación óptica. Iconos, colores y distribución de LED en la PCB se revisan como un único paquete.