Микро переключатели OMRON D2FC-F-7N для мышек

Ну что, пришло время удивительных историй. А заодно — время чинить мышки.

Моя любимая мышка MX Anywhere 3 начала чуть-чуть подглючивать. Ну как чуть-чуть… ровно настолько, чтобы раздражать и делать вид, что «я ещё поживу».

Понимая, что я не один такой ценитель хороших мышек, я позвонил другу. И тут сюжет делает неожиданный поворот: оказывается, его три мышки уже давно просятся в мусорку, на полноценную профилактику с заменой кнопок.
В общем, сказано — сделано. Кнопки заказаны, паяльник подготовлен, а дальше — переходим к обзору и ремонту.


Чтобы не нарваться на кнопки сомнительного качества и не ждать доставку неделю (а то и дольше), кнопки были заказаны у местного продавца.

Из личного опыта — с продавцами обычно можно и нужно торговаться, но в этот раз заказ оформлялся вечером, в нерабочее время, когда на сообщения уже никто не отвечает. Поэтому покупка была совершена по цене, указанной в объявлении, без дополнительных переговоров.

Я в курсе, что существуют старые японские оригинальные кнопки Omron, которые считаются эталоном, но в продаже я их давно не встречал и, откровенно говоря, не особо рассчитывал найти именно тот самый «старый оригинал». При этом брать кнопки с совсем непонятным происхождением и качеством тоже не хотелось, поэтому был выбран компромиссный и проверенный вариант.

Глава 1

Внешний вид и размеры

Ключевые характеристики микрокнопки D2FC-F-7N OMRON Electronic
(и её аналогов серии D2FC-F-7N) — популярного микро-переключателя, часто используемого в качестве кнопки в компьютерных мышках:

Основные электрические характеристики

Тип контактов: SPST-NO (однополюсный, нормально разомкнутый) — замыкается при нажатии.

Номинальное напряжение/ток: ~6 V DC, 1 mA (микро-нагрузка).
Сопротивление контактов: ≤ 100 мΩ начальное.
Изоляция: ≥ 100 MΩ (500 V DC).
Степень защиты: эквивалент IP40 (защита от крупных частиц, без влагозащиты).

⚙️ Механические характеристики
Тип механизма: Snap-action (мгновенное срабатывание).
Ход кнопки: очень короткий (порядка ~0.2–0.4 мм до срабатывания).
Сила срабатывания: примерно 0.44–0.74 N (~45–75 г силы), типично ≈ 0.59 N для варианта 60M.

Механическая / электрическая износостойкость:
• стандартный вариант: ≥ 60 000 000 операций (60M).
• старые/другие версии могут иметь ~5 000 000 … 20 000 000 циклов в зависимости от исполнения.

Температура эксплуатации: приблизительно −25 °C … +65 °C.
Контактный материал: серебряный (серебряный сплав).

Габариты
Размер корпуса: примерно 12.8 × 5.8 × 6.5 мм (ширина × высота × глубина).
Количество выводов: 3 (общий, нормально открытый и обычно не подключаемый закрытый контакт).

Поведение и применение

Часто используется как кнопка левого/правого клика в компьютерных мышах благодаря короткому ходу, чёткой отдаче и высокой долговечности в циклах клика.
Из-за невысокой номинальной нагрузки (1 mA) такой переключатель действительно рассчитан на малые электро-сигналы, что нормально для входов микроконтроллеров в USB-мышках.

Все в том числе и я, меняем кнопки не изучая проблемы, как говорится «А зачем?», но для обзора я решил восполнить этот пробел сделать фотографии под микроскопом и измерение новых и старых глючащих кнопок из мышки.

Новая кнопка в разобранном виде
Поверхность кнопки чистая, окислы отсутствуют.

Неисправная кнопка из мышки
По всей поверхности металла видны окислы.
Под микроскопом окислы хорошо заметны, а на фотографии это цветные разводы.
Отогнул чуток контакты, для получение лучшего ракурса под микроскопом.
И фотографии переключающего подпружиненного окисленного контакта в сравнении с новым.
Окисленный обозначен стрелкой.

Если с окислением я разобрался, то хотелось еще сделать измерения.
Целью измерений было выполнение сравнительного анализа электрических параметров новой и изношенной кнопок Omron одной из мышек.

Измерения
Измерения проводились без предварительной очистки или восстановления контактов.
Для повышения точности измерений использовалась четырёхпроводная схема (метод Кельвина), позволяющая исключить влияние сопротивления измерительных проводов и контактных переходов.
В качестве измерительного прибора применялся цифровой мультиметр Hantek HDM3055.

Глава 2

Для выполнения ремонта, мыши подлежат разборке. Крепёжные винты расположены под стандартными скользящими прокладками (feet).
ссылка

С целью повторного использования прокладок их необходимо аккуратно демонтировать. Для этого корпуса мышей предварительно прогреваются, после чего прокладки отделяются при помощи тонкого инструмента, без деформации клеевого слоя.
Далее разборка выполняется согласно последовательности, представленной на фотографиях. Стрелками отмечены винты и разъёмы, которые требуется отсоединить.
В разобранной мыши производится замена тактовых кнопок (процесс замены не документировался).
Для демонтажа компонентов используется оплётка для удаления припоя. Монтаж выполняется припоем с температурой плавления 183 °C, что бы легче было выпаивать кнопки которые фабрично запаяны более высокотемпературным припоем.

На заключительном этапе скользящие прокладки устанавливаются на место с использованием адгезионного праймера 3M 94, что обеспечивает надёжное восстановление клеевого соединения.
Так же можно подогреть и временно фиксировать малярным скотчем.


Выводы
В целом, всё было понятно и без дополнительных манипуляций вроде разборки кнопок, использования микроскопа и проведения измерений.
Тем не менее, визуальный осмотр под микроскопом показал наличие выраженных окислов на контактных поверхностях.
Результаты измерений подтвердили визуальные наблюдения: контактное сопротивление увеличилось с 0,009 Ом(новой кнопки) до значений порядка 78 Ом(старой). Во время измерений показания были нестабильны, поэтому фиксировались усреднённые значения.

Для исправной (новой) кнопки сопротивление в замкнутом состоянии изменялось в диапазоне 0,005–0,012 Ом, тогда как у изношенной кнопки значения колебались от 45 до 110 Ом, что однозначно указывает на деградацию контактов.

По традиции на вопросы отвечу, обзор дополню.

Спонсор настроения написания обзора.