一種防止靜電的薄膜鍵盤(pán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鍵盤(pán)，特別涉及一種防止靜電的薄膜鍵盤(pán)。
【背景技術(shù)】
[0002]薄膜鍵盤(pán)屬薄膜開(kāi)關(guān)范疇，是一種按鍵較多且排列整齊有序的薄膜開(kāi)關(guān)。
[0003]薄膜鍵盤(pán)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔、體積小、重量輕，密封性強(qiáng)，具有防潮、防塵、防油污、耐酸堿、抗震及使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工控設(shè)備、智能化電子測(cè)量?jī)x器、醫(yī)療儀器、計(jì)算機(jī)控制、數(shù)碼機(jī)床、電子衡器以及郵電通訊等領(lǐng)域。
[0004]一般的薄膜鍵盤(pán)由上方橡膠膜和下方按鍵矩陣電路組成。薄膜鍵盤(pán)通過(guò)按壓橡膠膜使得橡膠膜底部的導(dǎo)電觸電與下方回字形矩陣電路接觸，從而使回字形矩陣電路的兩路信號(hào)接通，進(jìn)而可確定按下的按鍵經(jīng)過(guò)處理，并按照協(xié)議將按鍵信息發(fā)往主機(jī)。
[0005]靜電是指在物體表面靜止的電荷。當(dāng)該物體與其他物體發(fā)生接觸、分離、感應(yīng)或摩擦?xí)r，這些電荷發(fā)生轉(zhuǎn)移，使得局部的正負(fù)電荷失去平衡，于是形成了靜電。當(dāng)帶電體表面附近的靜電場(chǎng)梯度達(dá)到一定的程度，超過(guò)周圍介質(zhì)的絕緣擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，介質(zhì)將會(huì)發(fā)生電離，從而導(dǎo)致帶電體上積累的電荷與其他部分的電荷中和，這種現(xiàn)象便是靜電放電。
[0006]隨著電子元器件的集成度越來(lái)越高，器件對(duì)于靜電的敏感度隨之上升，靜電可以導(dǎo)致電子元器件直接或者間接的損傷。靜電放電對(duì)電子設(shè)備造成失效的過(guò)程是非常復(fù)雜的，如何提高電子線路對(duì)靜電放電的抗干擾能力是一項(xiàng)非常重要的工作。
[0007]靜電放電瞬時(shí)電流很大，持續(xù)時(shí)間很短，而且靜電放電進(jìn)入電子線路的途徑有多種，比如靜電放電電流可以直接進(jìn)入到輸入輸出(I/O)信號(hào)線對(duì)其產(chǎn)生干擾，并有可能直接擊穿電路板，對(duì)集成電路產(chǎn)生硬件的破壞；靜電放電電流形成的瞬時(shí)強(qiáng)電場(chǎng)和磁場(chǎng)通過(guò)電場(chǎng)和磁場(chǎng)耦合進(jìn)入到設(shè)備中，造成邏輯電路高低電平的反向，從而導(dǎo)致鎖死、復(fù)位、數(shù)據(jù)丟失和不可靠等一些軟失效。
[0008]靜電荷在物體上的積累往往使物體對(duì)地形成高電壓，在附近形成強(qiáng)電場(chǎng)。很強(qiáng)的靜電場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致MOS場(chǎng)效應(yīng)器件的柵氧化層被擊穿，使器件失效。一般MOS器件的柵氧化膜厚度為10_7m數(shù)量級(jí)，當(dāng)電路設(shè)計(jì)沒(méi)有采用保護(hù)措施時(shí)，即便是致密無(wú)針孔的高質(zhì)量氧化層，也會(huì)在100V的靜電電壓被擊穿。
[0009]在設(shè)備的電路板上，靜電放電(ESD)過(guò)程是靜電能量在0.1 μ s時(shí)間內(nèi)通過(guò)器件電阻釋放的，其平均功率可達(dá)幾千瓦。如此大功率的短脈沖電流作用于器件上，足以在絕熱的情況下，使硅片上區(qū)域融化，電流集中處鋁互連局部區(qū)域發(fā)生球化，甚至燒毀PN結(jié)和金屬互連線，形成破壞性的“電熱擊穿”，導(dǎo)致電路損壞失效。所以靜電放電對(duì)電路的危害極大。由于軍用設(shè)備使用環(huán)境復(fù)雜多變，靜電放電現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，故靜電保護(hù)設(shè)計(jì)尤為重要。
[0010]目前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有薄膜鍵盤(pán)，包括軍用鍵盤(pán)，在設(shè)計(jì)上沒(méi)有考慮靜電防護(hù)的功能，當(dāng)操作鍵盤(pán)時(shí)，人體接觸鍵盤(pán)部分就會(huì)出現(xiàn)靜電放電現(xiàn)象。靜電脈沖將直接進(jìn)入鍵盤(pán)電路板，破壞電路板上的電子器件，靜電放電現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)，靜電脈沖甚至通過(guò)PS\2接口進(jìn)入上位機(jī)，并對(duì)上位機(jī)造成干擾與破壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)現(xiàn)有薄膜鍵盤(pán)無(wú)法兼顧電磁兼容即靜電防護(hù)要求的局限性，依據(jù)薄膜鍵盤(pán)的特點(diǎn)，提供一種新的薄膜鍵盤(pán)設(shè)計(jì)方法，將防水、防塵與滿足電磁兼容即靜電防護(hù)的要求相對(duì)統(tǒng)一，以滿足軍用鍵盤(pán)的要求。
[0012]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:設(shè)計(jì)一種防止靜電的薄膜鍵盤(pán)，包括鍵盤(pán)橡膠膜1、鍵盤(pán)電路板3，其特征在于，還包括靜電屏蔽板2 ;靜電屏蔽板2位于鍵盤(pán)橡膠膜I和鍵盤(pán)電路板3之間，且三者緊密貼合；靜電屏蔽板2為印制電路板，通過(guò)接地線與地連接；靜電屏蔽板2與鍵盤(pán)橡膠膜I貼合的一面敷有一層導(dǎo)電材料；靜電屏蔽板2上設(shè)有孔，且所設(shè)有的孔與鍵盤(pán)橡膠膜I上的鍵位相吻合；鍵盤(pán)電路板3未與靜電屏蔽板2貼合的一面上設(shè)有處理芯片4，處理芯片4上設(shè)有若干I/O接口 ；處理芯片4上的部分I/O接口與鍵盤(pán)電路板3的PS/2接口之間串聯(lián)有磁珠，且在處理芯片4上的部分I/O接口與鍵盤(pán)電路板3的PS/2接口之間對(duì)地并聯(lián)有壓敏電阻R4 ;處理芯片4上未與鍵盤(pán)電路板3的PS/2接口相連接的部分I/O接口與外部行列掃描電路之間對(duì)地并聯(lián)有壓敏電阻R。
[0013]本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述導(dǎo)電材料采用銅材料。
[0014]本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述鍵盤(pán)電路板3上設(shè)有LED燈，且LED燈位于靜電屏蔽板⑵上設(shè)有和鍵位相吻合的孔與孔之間。
[0015]本實(shí)用新型的進(jìn)一步技術(shù)方案是:所述鍵盤(pán)電路板3上的四周和靜電屏蔽板2上的四周設(shè)有定位安裝孔5，且鍵盤(pán)電路板3上設(shè)有的定位安裝孔5與靜電屏蔽板2上設(shè)有的定位安裝孔5相吻合。
[0016]本實(shí)用新型的工作原理為:鍵盤(pán)電路板的處理芯片4接口接入外部行列掃描電路，鍵盤(pán)電路板接口接入外部主機(jī)PS/2接口，信號(hào)從外部行列掃描電路輸入，經(jīng)過(guò)鍵盤(pán)電路板后，輸入到外部主機(jī)PS/2接口處，經(jīng)過(guò)處理，將相關(guān)結(jié)果顯示到計(jì)算機(jī)屏幕上。在這個(gè)過(guò)程中，本實(shí)用新型起到了三層防靜電效果:第一，在靜電屏蔽板上自身接有接地線；第二，鍵盤(pán)電路板接口與外部主機(jī)PS/2接口之間串聯(lián)磁珠同時(shí)對(duì)地并聯(lián)有壓敏電阻；第三，處理芯片4與行列掃描電路之間信號(hào)線路之間對(duì)地并聯(lián)有壓敏電阻。
[0017]發(fā)明效果
[0018]本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于:本實(shí)用新型達(dá)到了防止靜電的目的，與現(xiàn)有鍵盤(pán)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0019]鍵盤(pán)橡膠膜保證了其防潮、防塵、防油污、耐酸堿、抗震及使用壽命長(zhǎng)等性能；
[0020]靜電屏蔽板以及鍵盤(pán)電路板所采用的防靜電電路設(shè)計(jì)，保證鍵盤(pán)能滿足防靜電的要求；
[0021]鍵盤(pán)電路板、靜電屏蔽板和鍵盤(pán)橡膠膜的整體設(shè)計(jì)使得整個(gè)薄膜鍵盤(pán)便于安裝和維護(hù)。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖
[0023]圖2為本實(shí)用新型的靜電屏蔽板結(jié)構(gòu)示意圖
[0024]圖3為本實(shí)用新型的壓敏電阻接口設(shè)計(jì)示意圖
[0025]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1_鍵盤(pán)橡膠膜；2-靜電屏蔽板；3-鍵盤(pán)電路板；4-處理芯片；5-定位安裝孔。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合具體實(shí)施實(shí)例，對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)一步說(shuō)明。
[0027]1.參見(jiàn)圖1一圖3，設(shè)計(jì)一種防止靜電的薄膜鍵盤(pán)，鍵盤(pán)采用了矩陣鍵盤(pán)的設(shè)計(jì)方法，每一個(gè)按鍵設(shè)計(jì)成由行列線路構(gòu)成的回字形矩陣按鍵模塊。鍵盤(pán)橡膠膜1、靜電屏蔽板2和鍵盤(pán)電路板3，靜電屏蔽板2位于鍵盤(pán)橡膠膜I和鍵盤(pán)電路板3之間，且三者緊密貼合。
[0028]靜電屏蔽板2為印制電路板，通過(guò)接地線與地連接；靜電屏蔽板2與鍵盤(pán)橡膠膜I貼合的一面敷有一層銅材料，且銅的表面不噴漆；當(dāng)人體或者靜電放電設(shè)備接近或者接觸到薄膜鍵盤(pán)時(shí)，由于靜電屏蔽板的電勢(shì)更接近大地電勢(shì)，所以靜電會(huì)被導(dǎo)入到屏蔽板上，進(jìn)而使靜電通過(guò)接地線被導(dǎo)入大地，從而保護(hù)鍵盤(pán)電路不被靜電影響。鍵盤(pán)電路板和靜電屏蔽板的尺寸相同，靜電屏蔽板2上設(shè)有孔，且所設(shè)有的孔使得鍵盤(pán)橡膠膜I上鍵位下的觸電頭接觸到鍵盤(pán)電路板3 ;鍵盤(pán)電路板3上設(shè)有LED燈，且LED燈位于靜電屏蔽板2上設(shè)有的與鍵位相吻合的孔與孔之間。
[0029]鍵盤(pán)電路板3未與靜電屏蔽板2貼合的一面上設(shè)有處理芯片4，處理芯片4上設(shè)有若干I/O接口 ；處理芯片4上的部分I/O接口與鍵盤(pán)電路板3的PS/2接口之間串聯(lián)有磁珠，且在處理芯片4上的部分I/O接口與鍵盤(pán)電路板3的PS/2接口之間對(duì)地并聯(lián)有壓敏電阻R ;壓敏電阻是一種限壓型保護(hù)器件。利用壓敏電阻的非線性特性，當(dāng)過(guò)壓電壓出現(xiàn)在壓敏電阻的兩極間，壓敏電阻可以將電壓鉗位到一個(gè)相對(duì)固定的電壓值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)后級(jí)電路的保護(hù)。
[0030]處理芯片4上未與鍵盤(pán)電路板3的PS/2接口相連接的部分I/O接口與外部行列掃描電路之間對(duì)地并聯(lián)有壓敏電阻R。在本實(shí)施例中，鍵盤(pán)電路板3上的四周和靜電屏蔽板2上的四周設(shè)有定位安裝孔5，且鍵盤(pán)電路板3上設(shè)有的定位安裝孔5與靜電屏蔽板2上設(shè)有的定位安裝孔5相吻合，且通過(guò)細(xì)小鏈接柱將鍵盤(pán)電路板3和靜電屏蔽板2安裝在一起。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種防止靜電的薄膜鍵盤(pán)，包括鍵盤(pán)橡膠膜(I)、鍵盤(pán)電路板(3)，其特征在于，還包括靜電屏蔽板(2);靜電屏蔽板(2)位于鍵盤(pán)橡膠膜(I)和鍵盤(pán)電路板(3)之間，且三者緊密貼合；靜電屏蔽板(2)為印制電路板，通過(guò)接地線與地連接；靜電屏蔽板(2)與鍵盤(pán)橡膠膜(I)貼合的一面敷有一層導(dǎo)電材料；靜電屏蔽板(2)上設(shè)有孔，且所設(shè)有的孔與鍵盤(pán)橡膠膜⑴上的鍵位相吻合；鍵盤(pán)電路板⑶未與靜電屏蔽板⑵貼合的一面上設(shè)有處理芯片(4)，處理芯片(4)上設(shè)有若干I/O接口 ；處理芯片(4)上的部分I/O接口與鍵盤(pán)電路板(3)的PS/2接口之間串聯(lián)有磁珠，且在處理芯片(4)上的部分I/O接口與鍵盤(pán)電路板(3)的PS/2接口之間對(duì)地并聯(lián)有壓敏電阻R ;處理芯片(4)上未與鍵盤(pán)電路板(3)的PS/2接口相連接的部分I/O接口與外部行列掃描電路之間對(duì)地并聯(lián)有壓敏電阻R。
2.如權(quán)利要求1所述的一種防止靜電的薄膜鍵盤(pán)，其特征在于，所述導(dǎo)電材料采用銅材料。
3.如權(quán)利要求1所述的一種防止靜電的薄膜鍵盤(pán)，其特征在于，所述鍵盤(pán)電路板(3)上設(shè)有LED燈，且LED燈位于靜電屏蔽板(2)上設(shè)有和鍵位相吻合的孔與孔之間。
4.如權(quán)利要求1或3所述的一種防止靜電的薄膜鍵盤(pán)，其特征在于，所述鍵盤(pán)電路板(3)上的四周和靜電屏蔽板(2)上的四周設(shè)有定位安裝孔(5)，且鍵盤(pán)電路板(3)上設(shè)有的定位安裝孔(5)與靜電屏蔽板(2)上設(shè)有的定位安裝孔(5)相吻合。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種防止靜電的薄膜鍵盤(pán)，包括鍵盤(pán)橡膠膜、靜電屏蔽板和鍵盤(pán)電路板；靜電屏蔽板位于鍵盤(pán)橡膠膜和鍵盤(pán)電路板之間，在靜電屏蔽板上自身接有接地線；鍵盤(pán)電路板接口與外部主機(jī)PS/2接口之間串聯(lián)磁珠同時(shí)對(duì)地并聯(lián)有壓敏電阻；處理芯片與行列掃描電路之間信號(hào)線路之間對(duì)地并聯(lián)有壓敏電阻。本實(shí)用新型中的鍵盤(pán)橡膠膜保證了其防潮、防塵、防油污、耐酸堿、抗震及使用壽命長(zhǎng)等性能；靜電屏蔽板以及鍵盤(pán)電路板所采用的防靜電電路設(shè)計(jì)，保證鍵盤(pán)能滿足防靜電的要求；鍵盤(pán)電路板、靜電屏蔽板和鍵盤(pán)橡膠膜的整體設(shè)計(jì)使得整個(gè)薄膜鍵盤(pán)便于安裝和維護(hù)。
【IPC分類】H01H13-702, H05F3-02
【公開(kāi)號(hào)】CN204332778
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520009119
【發(fā)明人】韓兆豐, 史乘龍, 宋長(zhǎng)生
【申請(qǐng)人】西安長(zhǎng)遠(yuǎn)電子工程有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月7日