Sélection d’un dôme métallique pour clavier à membrane : force, rapport tactile et diamètre

La sélection d’un dôme métallique pour clavier à membrane se décide à l’échelle de l’empilage. Il faut comparer la force propre à la référence, le rapport tactile, la course, le diamètre, la mise à l’air, la face avant, l’actionneur et l’appui, puis valider la sensation sur un échantillon assemblé et mesuré.

Dernière mise à jour : 3 août 2026

Ce guide s’adresse aux ingénieurs de conception OEM, aux architectes IHM et aux acheteurs techniques qui spécifient un clavier à membrane tactile. Il explique comment une coupelle en acier inoxydable crée le déclic, pourquoi la géométrie et les couches de l’ensemble modifient la force réellement perçue, et quelles données inscrire dans une demande de prix pour éviter les hypothèses du fournisseur. La famille de produits correspondante est présentée sur la page des claviers à membrane à dôme métallique. Le guide indique aussi quand ce composant n’est pas adapté : retour souple en polyester, panneau étanche non tactile, touches épaisses en silicone ou dalle capacitive en verre.

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1. Pourquoi la sélection du dôme métallique conditionne le clavier à membrane

Un dôme métallique est un ressort formé en acier inoxydable, placé au-dessus d’un contact central et de contacts périphériques sur un circuit argent/PET, un FPC ou un PCB. Au repos, il ne relie que la périphérie. Sous l’appui, il franchit son point d’instabilité, touche le contact central et ferme le circuit ; quand la charge disparaît, il reprend sa forme. Ce basculement produit le retour tactile.

Le composant paraît simple, mais une mauvaise intégration se sent immédiatement. La touche devient trop légère, trop dure, molle après étanchéification ou irrégulière d’un lot à l’autre. Un dôme souple sous une face avant rigide en polycarbonate peut donner une commande incertaine à un opérateur ganté. À l’inverse, une touche de confirmation à 350 gf répétée pendant toute une saisie numérique fatigue la main. Sans canal d’évent, l’air emprisonné sous le dôme amortit le déclic. Si le diamètre dépasse le logement embouti, l’appui se décentre et l’usure devient dissymétrique. Ces défauts ne sont pas des pannes électriques mystérieuses : ils proviennent d’une géométrie, d’une force ou d’un empilage figés trop tard.

Le boîtier compte. L’appui aussi.

Le glossaire technique de Snaptron distingue la force de déclenchement, la force de retour, la course, la précharge, la mise à l’air et le rapport tactile, car ces paramètres décrivent des phases différentes du mouvement. Sa procédure force-course fixe aussi la sonde, l’appui, le centrage, la vitesse, l’évent et le préconditionnement. Une référence de dôme n’est donc qu’une entrée. Le relief de la face avant, l’épaisseur de l’entretoise, les adhésifs, la surface d’appui, l’actionneur et la méthode d’essai complètent la spécification.

Il n’existe pas davantage de durée de vie universelle. Le résultat dépend de la courbe fournisseur, de la force, de la géométrie, du revêtement, de la précharge, de la surcourse et du montage d’essai. Il faut demander la courbe et ses conditions d’acquisition, puis essayer l’ensemble complet. Inscrire « 5 millions de cycles » dans un cahier des charges parce qu’une brochure donne ce chiffre pour une autre référence ne constitue pas une validation.

La pièce ne suffit pas.

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2. Cadre en 10 points pour la sélection d’un dôme métallique pour clavier à membrane

La force et le rapport tactile déterminent la sensation de base. Le diamètre et la géométrie doivent ensuite tenir dans la touche. Enfin, l’empilage et les essais indiquent si les valeurs du dôme nu restent valables une fois le clavier assemblé. Les dix critères ci-dessous suivent cet ordre de décision.

2.1 Force d’actionnement du clavier à membrane

La force d’actionnement correspond au pic nécessaire pour faire basculer le dôme et fermer le circuit ; on parle aussi de force de déclenchement ou de Fmax. Les catalogues l’expriment couramment en grammes-force. Les qualificatifs « léger », « moyen » ou « ferme » n’ont pas de valeur universelle, car les choix changent selon la famille et le diamètre. À titre d’exemple propre au catalogue Snaptron, la F-Series comprend des références à 260 g, 400 g, 640 g et 700 g, tandis que la S-Series propose notamment 200 g, 280 g, 320 g, 400 g et 450 g. Le plan doit donc indiquer une référence, sa force nominale et sa tolérance propre, et non « dôme tactile standard ».

Source: catalogues Snaptron F-Series et S-Series, vérifiés en 2026.

La force ne décrit pas seulement la dureté du clic. Elle agit sur la fatigue, les déclenchements involontaires et la stabilité d’un appareil tenu en main. La norme ISO 9241-410:2008, confirmée en 2026, rattache le choix d’un dispositif d’entrée à la tâche, à la population d’utilisateurs et au contexte. Il faut donc distinguer la saisie numérique fréquente, les changements de mode occasionnels, le travail avec gants, les vibrations et le montage fixe ou portable.

Source: ISO 9241-410:2008, statut confirmé en 2026.

Ces valeurs sont des points de comparaison, pas des catégories normatives. Il faut partir des références disponibles.

Bon indicateur : la consultation précise la force par touche ou par zone, la tolérance, l’épaisseur des gants et le nombre d’appuis attendu par poste.
Signal d’alerte : une force unique est imposée à toutes les touches d’un panneau mixte sans profil opérateur.

2.2 Rapport tactile du dôme métallique

Deux dômes ayant la même force de déclenchement peuvent procurer des sensations très différentes. Le rapport tactile quantifie la chute de force après le pic. Snaptron le définit ainsi :

Rapport tactile = (Fmax - Fmin) / Fmax x 100

Un rapport plus élevé produit en général un basculement plus franc ; un rapport plus faible donne une sensation plus douce ou progressive. Il n’existe pas de plage valable pour tous les claviers, et la documentation fournisseur indique qu’un rapport excessif peut réduire la durée de vie dans certaines applications. La courbe doit être enregistrée à l’aller comme au retour. Pour chaque candidat, il faut relever Fmax, Fmin et le rapport calculé, puis approuver l’empilage installé.

L’épaisseur de la face avant, la hauteur du relief, l’adhésif, la forme de l’actionneur et la précharge peuvent modifier le déclic perçu sans changer le dôme nu. C’est pourquoi une valeur de catalogue ne remplace pas une comparaison côte à côte sur le clavier réel.

Le ressenti tranche. La courbe l’explique.

Bon indicateur : le plan ou le protocole d’échantillonnage spécifie la force et le caractère recherché, par exemple net, souple ou confirmation ferme, puis archive une courbe force-course ou une décision comparative.
Signal d’alerte : la spécification se limite à « dôme 280 g » sans exigence de rapport tactile ni approbation de sensation.

2.3 Diamètre du dôme tactile et dimensions de la touche

Le diamètre du dôme tactile doit être compatible avec la pastille, l’actionneur, le relief, l’évent, la plage d’adhésif et le pas des touches. Les dimensions sont propres à chaque famille. Le catalogue P-Series de Snaptron, par exemple, présente des dômes ronds de 3,96 mm à 19,05 mm ; les modèles à quatre branches et les versions SMT ont d’autres empreintes et logements. Les classes ci-dessous servent uniquement à présélectionner une implantation.

Source: catalogue Snaptron P-Series, vérifié en 2026.

Le diamètre et la géométrie limitent la force disponible, la course, la taille de l’actionneur et la durée de vie déclarée pour la pièce. Un grand dôme consomme plus de surface ; un modèle compact restreint souvent le choix de forces. La fiche de la référence l’emporte sur toute règle générique. Il ne faut pas appliquer une marge universelle de « 2 à 4 mm de moins que le relief ». Le matériau de la face avant, le relief, l’actionneur, l’adhésif, les tolérances cumulées et le risque d’appui excentré déterminent la marge réelle.

Bon indicateur : le plan de touches associe l’identifiant du relief, le diamètre du dôme et l’entraxe.
Signal d’alerte : le diamètre est choisi dans un stock restant après gel du graphisme.

2.4 Géométrie et nombre de branches

Les dômes métalliques existent en versions à quatre branches, triangulaires, rondes, oblongues, carrées, ovales, double contact, normalement fermées, rétroéclairables et SMT. La géométrie modifie l’implantation électrique, le mode de montage, la plage de forces, le caractère tactile et la durée de vie disponible pour la référence. Les quatre branches conviennent à de nombreux circuits à membrane et pastilles PCB ; les formes triangulaires ou oblongues répondent à d’autres encombrements ; les versions double contact créent deux événements électriques.

La forme n’est pas un choix esthétique. Elle détermine la stabilité du contact, le maintien en nappe et la façon dont le dôme repose sur sa couronne ou ses branches. Il faut partir du dessin des pastilles et de l’actionneur, puis choisir la géométrie qui s’y adapte.

Bon indicateur : le contour du dôme et le dessin des contacts partagent une cote maîtrisée.
Signal d’alerte : une forme est retenue parce qu’elle « paraît plus haut de gamme », sans revue du circuit.

2.5 Course, hauteur, épaisseur et surcourse

Le glossaire Snaptron définit la course comme le déplacement entre l’état libre et la fermeture du contact, avec la relation course = hauteur - épaisseur du matériau. Ces valeurs restent propres à chaque référence. La S-Series illustre l’écart possible : SG06280N indique une course de référence de 0,27 mm, SG08450N de 0,46 mm et SG121000N de 0,61 mm. La fiche technique et la courbe mesurée de la pièce choisie doivent donc être utilisées ; une plage générique ne doit pas être portée sur tous les plans de clavier.

Source: glossaire technique Snaptron, vérifié en 2026.

Au-delà de la limite prévue, la surcourse peut rendre le dôme bistable ou réduire sa durée de vie. Certaines familles sont conçues autrement : la M-Series accepte un déplacement de 0,005 in (0,127 mm) au-delà du plan. À l’inverse, des bossages de boîtier, un renfort rigide ou un adhésif arrière épais peuvent absorber une partie de la course si l’ensemble est comprimé au montage. La surface sous le circuit doit fournir la même référence mécanique que pendant la validation.

Bon indicateur : le tableau d’empilage donne la hauteur libre, l’épaisseur de l’entretoise et le jeu du boîtier avec leurs tolérances.
Signal d’alerte : le boîtier serre le clavier sans mesure de la hauteur libre après laminage.

2.6 Revêtement et chemin électrique

Les catalogues proposent selon les familles de l’acier inoxydable nu, du nickel, de l’argent ou de l’or. Le choix dépend de la référence et doit être cohérent avec la finition de la pastille. Il se justifie par la résistance maximale du contact fermé, la maîtrise de la contamination, l’environnement et la compatibilité des surfaces. Un dôme plaqué ne corrige ni une pastille sale, ni une entretoise décentrée, ni un logement sans évent.

Bon indicateur : une exigence électrique mesurable, par exemple la résistance maximale après une exposition environnementale définie, pilote le choix du revêtement.
Signal d’alerte : l’or est imposé par défaut sur un clavier d’appareil intérieur sensible au coût, sans exigence de résistance de contact.

2.7 Empilage : entretoise, mise à l’air, précharge, face avant et surface d’appui

Le dôme ne fonctionne jamais seul. Il prend place dans cet empilage :

[ Face avant graphique + relief / actionneur ]
[ Adhésif / maintien ou support de nappe de dômes ]
[ Dôme métallique ]
[ Entretoise (réglage du jeu) + canal d’évent ]
[ Circuit : argent/PET, FPC ou pastilles PCB ]
[ Adhésif arrière + surface d’appui / renfort ]

L’entretoise définit le logement et la plage d’adhésif autour de la coupelle. Des canaux reliant les logements, des évents supérieurs dans la nappe ou des passages traversant la carte offrent à l’air une sortie maîtrisée pendant l’enfoncement. Un volume d’air piégé réduit nettement le retour tactile. La précharge créée par la face avant graphique ou par le support modifie elle aussi la force et la course effectives : une face avant rigide peut durcir un dôme de faible force, tandis qu’un appui souple absorbe le déclic.

L’air doit sortir.

Bon indicateur : le plan représente le chemin de mise à l’air, le diamètre du logement, le type de relief et la planéité attendue du support.
Signal d’alerte : une face décorative entièrement étanche ne prévoit aucun chemin d’air autour des logements.

2.8 Force unique ou zonage de forces

Toutes les touches n’ont pas le même rôle. Une zone de saisie numérique fréquente peut rester plus légère ; les touches de navigation ou de mode occupent un niveau intermédiaire ; une confirmation importante peut demander un appui plus ferme. Un zonage mixte exige une nomenclature reliant chaque identifiant de touche à une référence de dôme et un procédé d’assemblage contrôlé, par exemple des plateaux séparés ou une nappe codée.

La différence de sensation peut aider l’opérateur à reconnaître la fonction au toucher. En contrepartie, elle augmente la discipline nécessaire à l’approvisionnement et au montage.

Bon indicateur : le tableau des légendes contient une colonne de force et une référence de dôme.
Signal d’alerte : la consigne « rendre la touche d’urgence différente » n’est associée ni à une pièce ni à un plan d’échantillonnage.

2.9 Maintien : dômes libres ou nappe de dômes

Pour une petite série, les dômes peuvent être placés individuellement dans un support découpé. En production, une nappe de dômes métalliques les positionne à l’avance sur un film polyester adhésif. Snaptron documente à la fois des pièces unitaires sur ruban et des supports personnalisés alignés sur le circuit.

Le choix entre placement libre et nappe concerne surtout l’assemblage, l’alignement et le rendement ; la sensation continue de dépendre de la coupelle et de l’empilage complet. Sur un panneau lavable ou exposé à l’eau, le chemin d’évent doit rester maîtrisé et chaque adhésif ou joint doit faire l’objet d’une revue d’étanchéité.

Bon indicateur : le procédé définit la précision de placement et sa vérification par vision ou par gabarit.
Signal d’alerte : 40 dômes sont posés à la main sur un circuit dense sans repères d’alignement.

2.10 Validation par courbes, tolérances et cyclage conditionné

La sélection n’est terminée que lorsque les échantillons passent des essais comparables à ceux de la production. Le minimum utile est le suivant :

La procédure force-course de Snaptron emploie une sonde plate, une surface dure mise à l’air, un centrage, une vitesse et un préconditionnement définis. Le montage doit être enregistré. Cette page fait référence à ASTM F2592 pour la mesure force-course, mais ASTM F2592-16 est indiquée comme retirée en 2023. Pour le cyclage, ASTM F1578-24 est active et couvre l’enfoncement et le relâchement répétés d’un interrupteur à membrane. Il convient de nommer la révision et le montage d’essai, plutôt que d’écrire simplement « testé selon ASTM ».

Source: procédure Snaptron consultée en 2026. Source: ASTM F1578-24, version active en 2024.

Les constructions connexes figurent sur la page des claviers à membrane tactiles, tandis que les contrôles de l’ensemble fini relèvent du contrôle qualité et des essais.

Bon indicateur : le dossier de premier article contient les données force-course du dôme approuvé et une acceptation écrite de la sensation par l’OEM.
Signal d’alerte : une durée de vie est annoncée sans force, montage, cadence ni critère de défaillance, ou l’échantillon est approuvé parce qu’il « paraît correct » dans une salle de réunion.

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3. Processus de sélection d’un dôme métallique en sept étapes

Le processus suivant transforme les dix critères en décisions traçables. Chaque étape réduit le nombre d’hypothèses avant la réalisation des échantillons et évite que la sensation finale soit découverte après gel des outillages.

Étape 1 - Décrire l’opérateur et l’environnement

Recenser le port de gants, le nombre d’appuis par touche et par poste, l’usage intérieur ou extérieur, les produits chimiques, les vibrations et la possibilité pour l’opérateur de regarder le panneau. Une touche de saisie répétée et une confirmation rare ne doivent pas partir de la même hypothèse de force. Indiquer aussi si l’appareil est tenu en main ou fixé : une force admissible sur un pupitre lourd peut déplacer un boîtier portable.

Étape 2 - Figer le plan des touches et les diamètres candidats

Pour chaque touche, consigner la surface graphique, le type de relief - périphérique, coussin ou plat -, l’entraxe et le mode d’appui, au doigt ou au stylet. Affecter une classe de diamètre avant de choisir la force. Si les joints d’étanchéité imposent une grande distance entre le relief et le bord, cette contrainte doit être traitée tôt ; modifier l’espacement après réalisation du graphisme coûte plus cher et peut rendre l’empreinte inutilisable.

Étape 3 - Affecter la force et le caractère tactile par zone

Ajouter au plan une cible numérique, et pas seulement les mots léger, moyen ou ferme. Décrire aussi le caractère attendu : confirmation nette, retour souple ou appui ferme. Lorsque plusieurs forces sont utiles, les zones doivent apparaître dans la légende et la nomenclature. Les touches sensibles aux appuis parasites peuvent être plus fermes que celles utilisées plusieurs centaines de fois, à condition que les échantillons confirment l’ergonomie.

Étape 4 - Choisir ensemble géométrie, revêtement et circuit

Aligner le contour de la coupelle sur les pastilles. Choisir entre argent/PET, FPC et PCB selon les contraintes électriques et mécaniques de l’ensemble. Le revêtement n’est décidé qu’après définition de la résistance de contact et de l’environnement. Le fabricant du composant, par exemple Snaptron, et l’assembleur du clavier doivent recevoir la même version du dessin de contacts ; deux plans divergents annulent la valeur d’une courbe fournisseur.

Étape 5 - Concevoir l’entretoise, la mise à l’air, la précharge et l’appui

Dimensionner l’entretoise à partir de la hauteur et de la course de la référence. Dessiner les canaux entre logements ou vers une sortie maîtrisée. Vérifier que la rigidité de la face avant et la profondeur du relief ne consomment pas la force avant le basculement. Enfin, définir le renfort rigide ou semi-rigide sous le circuit afin de reproduire le plan de référence utilisé pendant les essais.

Étape 6 - Comparer les échantillons et approuver sur des données

Lorsque la sensation reste subjective, réaliser deux ou trois variantes de force sur un même support. Mesurer leurs courbes après le préconditionnement défini. Faire essayer les touches par les opérateurs de production avec les gants représentatifs, et pas uniquement par l’équipe de conception. La décision finale doit identifier la référence gagnante, le lot, les conditions de mesure et les critères d’acceptation.

Mesurer avant de figer.

Étape 7 - Verrouiller le dossier de consultation

Transmettre les plans avec la force cible, la course, le diamètre de touche, le rapport tactile ou le caractère attendu, l’objectif de cyclage assorti d’une méthode, le type de circuit, le revêtement, l’objectif d’étanchéité, le connecteur, l’environnement, le stade de volume et le plan d’échantillonnage. Un dossier précis raccourcit les échanges et empêche qu’une coupelle « standard catalogue » soit introduite par défaut dans l’outillage.

Le dossier devient alors vérifiable.

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4. Signaux d’alerte et cas où le dôme métallique n’est pas le bon choix

Les défauts suivants annulent l’intérêt d’une belle table de forces :

• Aucun chemin d’air dans un empilage apparemment étanche : la sensation du prototype ne survivra pas au laminage complet.
• Force choisie par habitude, par exemple « toujours 280 g », sans revue de l’opérateur ni des gants.
• Dôme plus grand que le relief, ou mal centré sous la zone graphique.
• Compression par le boîtier qui précharge le dôme ou lui impose une surcourse au montage.
• Nombre de cycles sans conditions : fournisseur, force, montage, cadence et critère de défaillance ne sont pas indiqués.
• Placage or utilisé comme substitut à la maîtrise du procédé sur des contacts sales ou décentrés.
• Forces mixtes sans contrôle de nomenclature : l’assemblage finira par répartir les sensations au hasard.
• Approbation sur photo ou par e-mail, sans échantillon physique ni mesure force-course.

Un retour tactile par dôme métallique n’est pas toujours la meilleure solution :

Si le produit demande seulement une confirmation souple et peu d’appuis annuels, le coût d’une nappe de dômes peut être inutile. Si la commande doit rester franche avec des gants pendant un usage industriel prolongé, un polydôme économique peut au contraire dégrader l’interface avant que le circuit ne montre un défaut. La décision dépend de l’usage et de la validation, pas d’une hiérarchie générale entre technologies.

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6. Données à préparer avant la consultation d’un fabricant

Une sélection robuste traite la force, le rapport tactile et le diamètre comme des variables de l’empilage, avec une méthode d’approbation écrite. Il faut comparer plusieurs références, mesurer le clavier complet et écarter les durées de vie issues d’une brochure lorsque les conditions d’essai ne sont pas fournies.

Pour une étude de production, le dossier doit contenir le plan des touches, la plage de force candidate, la course, le diamètre disponible, les gants, l’empilage du boîtier et l’environnement. JASPER peut constituer des échantillons comparatifs à partir de références disponibles et consigner le résultat force-course installé avant libération du plan. Cette possibilité est une mise en œuvre parmi d’autres ; le guide ne classe pas les fournisseurs et aucun paiement n’a influencé les critères.

Questions fréquentes

En quoi consiste la sélection d’un dôme métallique pour clavier à membrane ?

Elle consiste à choisir la force, le rapport tactile, le diamètre, la géométrie, le revêtement et l’empilage afin que le clavier ferme le circuit avec un déclic maîtrisé. La sélection reste incomplète tant que le dôme n’a pas été validé sous la face avant réelle, avec l’entretoise, l’évent et la surface d’appui prévus.

Comment choisir la force d’actionnement d’un clavier à membrane ?

Il faut partir de la tâche de l’opérateur, puis comparer deux ou trois références disponibles dans la famille visée. Des valeurs comme 180 gf, 280 gf et 350 gf peuvent servir de points d’essai, mais ne définissent pas des catégories universelles. La référence retenue doit être approuvée sur une courbe force-course de l’empilage complet.

Qu’est-ce que le rapport tactile d’un dôme métallique ?

Le rapport tactile décrit la netteté du basculement. Snaptron le définit par `(Fmax - Fmin) / Fmax x 100`. Une valeur plus élevée donne en général un déclic plus franc ; une valeur plus faible, une sensation plus douce. La face avant et la précharge peuvent modifier le ressenti sans changer le dôme nu.

Quel diamètre de dôme tactile convient à une touche ?

Il faut choisir un diamètre dont les cotes de pastille, de logement, d’actionneur, d’évent et de plage d’adhésif tiennent dans l’empilage. Les bandes 6-8 mm, 10-12,2 mm et 14-16 mm servent à présélectionner l’implantation, pas à libérer un plan. La fiche de la référence doit confirmer le centrage, le pas, le relief et les joints.

Un dôme à quatre branches est-il toujours préférable à un modèle à trois branches ?

Non. Les modèles à quatre branches conviennent à de nombreuses implantations et répartissent bien l’appui. Les versions à trois branches ou triangulaires répondent à des espaces serrés ou à des pastilles particulières ; les formes oblongues suivent des touches rectangulaires. La géométrie doit correspondre au circuit et au procédé d’assemblage.

Pourquoi un clavier à dôme métallique paraît-il mou ?

Les causes courantes sont l’absence de mise à l’air, un mauvais jeu d’entretoise, une face avant trop rigide, une précharge excessive, un support souple, un décentrage ou une contamination par l’adhésif. Il faut d’abord corriger l’empilage et réessayer la même référence avant d’augmenter sa force nominale.

Peut-on mélanger plusieurs forces de dôme sur un même clavier ?

Oui. Un zonage différencie par exemple les touches numériques, les changements de mode et les confirmations. Chaque touche doit être reliée à une référence dans la nomenclature, et le placement doit être contrôlé pendant l’assemblage afin que la carte des sensations ne varie pas d’un lot à l’autre.

Les dômes métalliques durent-ils toujours plus longtemps que les polydômes ?

Non, aucune règle universelle ne le garantit. Les dômes métalliques sont souvent retenus pour un déclic plus net et des objectifs de cyclage élevés, mais la durée réelle dépend de la référence, de la force, de la géométrie, de l’empilage et de la méthode d’essai. Un polydôme peut convenir à un usage plus léger et moins coûteux.

Quand faut-il spécifier un dôme plaqué or ?

Le placage or se justifie lorsque la stabilité de la résistance de contact et le risque de corrosion l’exigent, par exemple pour des signaux de faible niveau, une atmosphère humide ou corrosive, ou de longues périodes sans actionnement. En intérieur sec, l’acier nu ou le nickel peuvent suffire. Le placage ne corrige pas un défaut d’empilage.

Quelles informations transmettre pour chiffrer un clavier à dômes métalliques ?

Le fabricant doit recevoir le plan des touches, la force cible, la course, le diamètre, le caractère tactile, le type de circuit, le revêtement, l’objectif d’étanchéité, le connecteur, l’environnement, le stade de volume et le besoin d’échantillons comparatifs. Les trois paramètres mécaniques prioritaires sont la force, la course et le diamètre de touche.