CN204332778U - 一种防止静电的薄膜键盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种防止静电的薄膜键盘，包括键盘橡胶膜、静电屏蔽板和键盘电路板；静电屏蔽板位于键盘橡胶膜和键盘电路板之间，在静电屏蔽板上自身接有接地线；键盘电路板接口与外部主机PS/2接口之间串联磁珠同时对地并联有压敏电阻；处理芯片与行列扫描电路之间信号线路之间对地并联有压敏电阻。本实用新型中的键盘橡胶膜保证了其防潮、防尘、防油污、耐酸碱、抗震及使用寿命长等性能；静电屏蔽板以及键盘电路板所采用的防静电电路设计，保证键盘能满足防静电的要求；键盘电路板、静电屏蔽板和键盘橡胶膜的整体设计使得整个薄膜键盘便于安装和维护。

Description

一种防止静电的薄膜键盘

技术领域

本实用新型涉及一种键盘，特别涉及一种防止静电的薄膜键盘。

背景技术

薄膜键盘属薄膜开关范畴，是一种按键较多且排列整齐有序的薄膜开关。

薄膜键盘设计简洁、体积小、重量轻，密封性强，具有防潮、防尘、防油污、耐酸碱、抗震及使用寿命长等特点，广泛应用于工控设备、智能化电子测量仪器、医疗仪器、计算机控制、数码机床、电子衡器以及邮电通讯等领域。

一般的薄膜键盘由上方橡胶膜和下方按键矩阵电路组成。薄膜键盘通过按压橡胶膜使得橡胶膜底部的导电触电与下方回字形矩阵电路接触，从而使回字形矩阵电路的两路信号接通，进而可确定按下的按键经过处理，并按照协议将按键信息发往主机。

静电是指在物体表面静止的电荷。当该物体与其他物体发生接触、分离、感应或摩擦时，这些电荷发生转移，使得局部的正负电荷失去平衡，于是形成了静电。当带电体表面附近的静电场梯度达到一定的程度，超过周围介质的绝缘击穿场强时，介质将会发生电离，从而导致带电体上积累的电荷与其他部分的电荷中和，这种现象便是静电放电。

随着电子元器件的集成度越来越高，器件对于静电的敏感度随之上升，静电可以导致电子元器件直接或者间接的损伤。静电放电对电子设备造成失效的过程是非常复杂的，如何提高电子线路对静电放电的抗干扰能力是一项非常重要的工作。

静电放电瞬时电流很大,持续时间很短,而且静电放电进入电子线路的途径有多种，比如静电放电电流可以直接进入到输入输出(I/O)信号线对其产生干扰,并有可能直接击穿电路板,对集成电路产生硬件的破坏；静电放电电流形成的瞬时强电场和磁场通过电场和磁场耦合进入到设备中,造成逻辑电路高低电平的反向,从而导致锁死、复位、数据丢失和不可靠等一些软失效。

静电荷在物体上的积累往往使物体对地形成高电压,在附近形成强电场。很强的静电场会导致MOS场效应器件的栅氧化层被击穿,使器件失效。一般MOS器件的栅氧化膜厚度为10^-7m数量级,当电路设计没有采用保护措施时,即便是致密无针孔的高质量氧化层,也会在100V的静电电压被击穿。

在设备的电路板上,静电放电(ESD)过程是静电能量在0.1μs时间内通过器件电阻释放的,其平均功率可达几千瓦。如此大功率的短脉冲电流作用于器件上,足以在绝热的情况下,使硅片上区域融化,电流集中处铝互连局部区域发生球化,甚至烧毁PN结和金属互连线,形成破坏性的“电热击穿”,导致电路损坏失效。所以静电放电对电路的危害极大。由于军用设备使用环境复杂多变，静电放电现象时有发生，故静电保护设计尤为重要。

目前，国内现有薄膜键盘，包括军用键盘，在设计上没有考虑静电防护的功能，当操作键盘时，人体接触键盘部分就会出现静电放电现象。静电脉冲将直接进入键盘电路板，破坏电路板上的电子器件，静电放电现象严重时，静电脉冲甚至通过PS\2接口进入上位机，并对上位机造成干扰与破坏。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是：针对现有薄膜键盘无法兼顾电磁兼容即静电防护要求的局限性，依据薄膜键盘的特点，提供一种新的薄膜键盘设计方法，将防水、防尘与满足电磁兼容即静电防护的要求相对统一，以满足军用键盘的要求。

本实用新型的技术方案是：设计一种防止静电的薄膜键盘，包括键盘橡胶膜1、键盘电路板3，其特征在于，还包括静电屏蔽板2；静电屏蔽板2位于键盘橡胶膜1和键盘电路板3之间，且三者紧密贴合；静电屏蔽板2为印制电路板，通过接地线与地连接；静电屏蔽板2与键盘橡胶膜1贴合的一面敷有一层导电材料；静电屏蔽板2上设有孔，且所设有的孔与键盘橡胶膜1上的键位相吻合；键盘电路板3未与静电屏蔽板2贴合的一面上设有处理芯片4，处理芯片4上设有若干I/O接口；处理芯片4上的部分I/O接口与键盘电路板3的PS/2接口之间串联有磁珠，且在处理芯片4上的部分I/O接口与键盘电路板3的PS/2接口之间对地并联有压敏电阻R4；处理芯片4上未与键盘电路板3的PS/2接口相连接的部分I/O接口与外部行列扫描电路之间对地并联有压敏电阻R。

本实用新型的进一步技术方案是：所述导电材料采用铜材料。

本实用新型的进一步技术方案是：所述键盘电路板3上设有LED灯，且LED灯位于静电屏蔽板(2)上设有和键位相吻合的孔与孔之间。

本实用新型的进一步技术方案是：所述键盘电路板3上的四周和静电屏蔽板2上的四周设有定位安装孔5，且键盘电路板3上设有的定位安装孔5与静电屏蔽板2上设有的定位安装孔5相吻合。

本实用新型的工作原理为：键盘电路板的处理芯片4接口接入外部行列扫描电路，键盘电路板接口接入外部主机PS/2接口，信号从外部行列扫描电路输入，经过键盘电路板后，输入到外部主机PS/2接口处，经过处理，将相关结果显示到计算机屏幕上。在这个过程中，本实用新型起到了三层防静电效果：第一，在静电屏蔽板上自身接有接地线；第二，键盘电路板接口与外部主机PS/2接口之间串联磁珠同时对地并联有压敏电阻；第三，处理芯片4与行列扫描电路之间信号线路之间对地并联有压敏电阻。

发明效果

本实用新型的技术效果在于：本实用新型达到了防止静电的目的，与现有键盘相比具有以下优点：

键盘橡胶膜保证了其防潮、防尘、防油污、耐酸碱、抗震及使用寿命长等性能；

静电屏蔽板以及键盘电路板所采用的防静电电路设计，保证键盘能满足防静电的要求；

键盘电路板、静电屏蔽板和键盘橡胶膜的整体设计使得整个薄膜键盘便于安装和维护。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图

图2为本实用新型的静电屏蔽板结构示意图

图3为本实用新型的压敏电阻接口设计示意图

附图标记说明：1-键盘橡胶膜；2-静电屏蔽板；3-键盘电路板；4-处理芯片；5-定位安装孔。

具体实施方式

下面结合具体实施实例，对本实用新型技术方案进一步说明。

1.参见图1—图3，设计一种防止静电的薄膜键盘，键盘采用了矩阵键盘的设计方法，每一个按键设计成由行列线路构成的回字形矩阵按键模块。键盘橡胶膜1、静电屏蔽板2和键盘电路板3，静电屏蔽板2位于键盘橡胶膜1和键盘电路板3之间，且三者紧密贴合。

静电屏蔽板2为印制电路板，通过接地线与地连接；静电屏蔽板2与键盘橡胶膜1贴合的一面敷有一层铜材料，且铜的表面不喷漆；当人体或者静电放电设备接近或者接触到薄膜键盘时，由于静电屏蔽板的电势更接近大地电势，所以静电会被导入到屏蔽板上，进而使静电通过接地线被导入大地，从而保护键盘电路不被静电影响。键盘电路板和静电屏蔽板的尺寸相同，静电屏蔽板2上设有孔，且所设有的孔使得键盘橡胶膜1上键位下的触电头接触到键盘电路板3；键盘电路板3上设有LED灯，且LED灯位于静电屏蔽板2上设有的与键位相吻合的孔与孔之间。

键盘电路板3未与静电屏蔽板2贴合的一面上设有处理芯片4，处理芯片4上设有若干I/O接口；处理芯片4上的部分I/O接口与键盘电路板3的PS/2接口之间串联有磁珠，且在处理芯片4上的部分I/O接口与键盘电路板3的PS/2接口之间对地并联有压敏电阻R；压敏电阻是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特性，当过压电压出现在压敏电阻的两极间，压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值，从而实现对后级电路的保护。

处理芯片4上未与键盘电路板3的PS/2接口相连接的部分I/O接口与外部行列扫描电路之间对地并联有压敏电阻R。在本实施例中，键盘电路板3上的四周和静电屏蔽板2上的四周设有定位安装孔5，且键盘电路板3上设有的定位安装孔5与静电屏蔽板2上设有的定位安装孔5相吻合，且通过细小链接柱将键盘电路板3和静电屏蔽板2安装在一起。

Claims (4)

1.一种防止静电的薄膜键盘，包括键盘橡胶膜(1)、键盘电路板(3)，其特征在于，还包括静电屏蔽板(2)；静电屏蔽板(2)位于键盘橡胶膜(1)和键盘电路板(3)之间，且三者紧密贴合；静电屏蔽板(2)为印制电路板，通过接地线与地连接；静电屏蔽板(2)与键盘橡胶膜(1)贴合的一面敷有一层导电材料；静电屏蔽板(2)上设有孔，且所设有的孔与键盘橡胶膜(1)上的键位相吻合；键盘电路板(3)未与静电屏蔽板(2)贴合的一面上设有处理芯片(4)，处理芯片(4)上设有若干I/O接口；处理芯片(4)上的部分I/O接口与键盘电路板(3)的PS/2接口之间串联有磁珠，且在处理芯片(4)上的部分I/O接口与键盘电路板(3)的PS/2接口之间对地并联有压敏电阻R；处理芯片(4)上未与键盘电路板(3)的PS/2接口相连接的部分I/O接口与外部行列扫描电路之间对地并联有压敏电阻R。

2.如权利要求1所述的一种防止静电的薄膜键盘，其特征在于，所述导电材料采用铜材料。

3.如权利要求1所述的一种防止静电的薄膜键盘，其特征在于，所述键盘电路板(3)上设有LED灯，且LED灯位于静电屏蔽板(2)上设有和键位相吻合的孔与孔之间。

4.如权利要求1或3所述的一种防止静电的薄膜键盘，其特征在于，所述键盘电路板(3)上的四周和静电屏蔽板(2)上的四周设有定位安装孔(5)，且键盘电路板(3)上设有的定位安装孔(5)与静电屏蔽板(2)上设有的定位安装孔(5)相吻合。