ПАНЕЛЬ КЛАВИАТУРЫ Российский патент 2000 года по МПК G06F3/23 G06C7/02 H01H13/70 

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение при изготовлении радиоэлектронной аппаратуры, в частности устройства ввода информации в компьютерах, телефонах, пишущих машинах и т.п.

Известна панель клавиатуры, выполненная в виде пластины, в сквозных отверстиях которой установлены с возможностью утапливания отдельные клавиши (см. авт.св. СССР N 1735929, кл. H 01 H 13/52, H 01 H 13/70 заявл. 15.06.90, опубл. 23.05.92 "Клавишный выключатель").

Недостатком такой клавиатуры является плохая защита контактов, размещенных под клавиатурой, от воздействия пыли, влаги, агрессивной среды и т.п., проникающий через зазоры между клавишами и пластиной.

Наиболее близкой по технической сущности, достигаемому эффекту и выбранной в качестве прототипа является панель клавиатуры в виде пластины с одним или несколькими участками, играющими роль клавиш, прогибаемых под действием прилагаемого давления. В пластине выполнены пазы, расположенные на небольшом расстоянии друг от друга, обеспечивающие пружинистое проседание клавиш при нажатии. На обратной поверхности клавиш закреплен контакт (см. заявка ЕПВ N 0441993, кл. H 01 H 13/70 заявл. 12.02.90, опубл. 21.08.91 "Панель клавиатуры для кодовых дверных замков").

Данная панель в отличие от аналога позволяет обеспечить защиту контактов, находящихся под клавиатурой, от воздействия окружающей среды за счет выполнения поверхности пластины, образующей панель, с непрерывной поверхностью без зазоров и щелей.

Однако данная панель снабжена закрепленным на ней контактом, т.е. дополнительной деталью. Обеспечить ее прочное соединение с пластиной довольно сложно. Кроме того, эта деталь увеличивает толщину панели. К тому же, данная панель нуждается в нанесении на ее лицевую поверхность индикаторных меток, обозначающих назначение каждой из клавиш панели. Это также приводит к некоторому увеличению толщины панели за счет того, что метка испытывает большое истирающее воздействие и требует нанесения на нее защитного покрытия.

Таким образом, недостатками данной панели являются невысокая долговечность и сравнительно большая толщина, неудовлетворяющая современным требованиям миниатюризации радиоэлектронной аппаратуры.

Задачей настоящего изобретения является увеличение срока службы клавиатуры при уменьшении ее толщины.

Техническим результатом заявляемого изобретения является выполнение панели клавиатуры в виде единой детали - пластины малой толщины, внутри материала которой размещены такие элементы клавиатуры, как индикаторная метка и контактная площадка.

Указанная задача решается за счет того, что известная панель клавиатуры в виде пластины с одним или несколькими участками, играющими роль клавиш, имеющих возможность прогиба под действием прилагаемого давления, на обратной поверхности которых размещены контактные площадки, согласно изобретению выполнена из алюминия или его сплавов с анодированным слоем на ее лицевой и обратной поверхностях, который на лицевой поверхности окрашен с образованием изображения клавиш с индикаторными метками на них, при этом на обратной поверхности пластины поверх анодированного слоя размещен слой защитного материала с образованием свободных от слоя защитного материала участков, с которых также удален анодированный слой для образования контактных площадок, соответствующих изображению клавиш.

При этом на лицевой поверхности пластины поверх анодированного слоя может быть размещен слой защитного материала с образованием негатива или позитива изображения клавиш с индикаторными метками.

В качестве защитного материала может быть использован подвергнутый дублению фоторезист.

Контактные площадки геометрически могут полностью совпадать с изображением клавиш по размерам и конфигурации.

На контактных площадках может быть дополнительно размещено покрытие из меди.

Исследования, проведенные по источникам информации, показали, что панель клавиатуры неизвестна и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Панель клавиатуры может быть изготовлена на любом предприятии, специализирующемся в данной отрасли, т.к. для этого требуются известные компоненты и стандартное оборудование, применяемое отечественной и зарубежной промышленностью. Такая панель клавиатуры может быть широко использована в приборостроении, т.е. является промышленно применимой.

Анодированный слой пластины из алюминия или его сплавов представляет собой высокопрочный диэлектрический материал с пористой поверхностью. Это позволяет при помощи красителя, глубоко внедренного в его поверхность, получить практически нестираемое изображение клавиш с индикаторными метками. При этом удаление указанного слоя с отбельных участков обратной поверхности пластины и обнажение на этих участках поверхности алюминия, являющегося проводником, обеспечивает получение на обратной поверхности пластины контактных площадок.

Таким образом обеспечивается получение панели в виде единой детали - пластины малой толщины, внутри материала которой размещены такие необходимые элементы конструкции панели клавиатуры, как индикаторная метка и контактная площадка.

При этом наличие слоя защитного материала на лицевой поверхности пластины, нанесенного с образованием негатива или позитива изображения клавиш с индикаторными метками, позволяет дополнительно увеличить стойкость изображений от воздействия внешней среды. Следует пояснить, что употребление термина "негатив изображения" подразумевает размещение защитного материала вокруг изображения, т. е. поверхность самого изображения свободна от защитного материала. По аналогии с фотопроцессом, когда на фотопленке негативное изображение предмета выглядит в виде темного фона из засвеченной фотоэмульсии вокруг светлого изображения предмета.

Употребление термина "позитив изображения" подразумевает размещение защитного материала на самом изображении, а поверхность пластины вокруг изображения свободна от защитного материала. По аналогии с фотопроцессом, когда на фотобумаге позитивное изображение предмета выглядит в виде темного участка из засвеченной эмульсии на светлом фоне.

При этом использование в качестве защитного материала фоторезиста, подвергнутого дублению, обеспечивает изготовление панели с изображением, имеющим большую разрешающую способность, методом фотопереноса.

Выполнение контактных площадок геометрически полностью совпадающими с изображением клавиш по размерам и конфигурации позволяет обеспечить возможность нажатия на клавишу в любом месте ее поверхности.

Дополнительное покрытие из меди на участках контактных площадок улучшает электрические характеристики контактирования.

Все это решает поставленную задачу - увеличение срока службы клавиатуры при уменьшении ее толщины.

Сущность изображения поясняется чертежами, на которых представлены:
Фиг. 1 - Лицевая поверхность заявляемой панели клавиатуры.

Фиг. 2 - Обратная поверхность заявляемой панели клавиатуры.

Фиг. 3. - Разрез по А-А на фиг. 1.

Заявляемая панель клавиатуры выполнена в виде пластины 1 из алюминия или его сплавов, например дюралюминиевой фольги толщиной 0,15-0,5 мм с анодированным слоем 2 на его лицевой и обратной поверхностях. Поверх анодированного слоя 2 размещен слой 3 защитного материала. При этом на лицевой поверхности пластины 1 защитный слой 3 нанесен с образованием негатива или позитива изображения клавиш с индикаторными метками на них. При выполнении негатива изображения получают панель с цветным изображением клавиш 4 и индикаторных меток 5. При выполнении позитива изображения получают панель с цветным фоном, а клавиши 4 и индикаторные метки 5 имеют цвет защитного материала, либо, в случае удаления этого материала, их окрашивают в цвет, отличный от цвета фона.

На обратной поверхности пластины 1 слой 3 защитного материала нанесен вокруг контактных площадок 6. Анодированный слой 2 на участках, свободных от слоя 3 защитного материала, на лицевой поверхности пластины 1 окрашен для выявления изображения клавиш 4 и индикаторных меток 5, а на обратной поверхности пластины удален, т.е. в нем выполнены отверстия, которые открывают поверхность алюминия, являющегося проводником. В результате этого под клавишами, т.е. на их обратной поверхности, образованы контактные площадки 6.

Панель клавиатуры изготавливают следующим образом.

Пластину 1 обезжиривают в растворе щелочи /50 г/ л NaOH/, промывают и декапируют в 50% растворе азотной кислоты. Затем осуществляют глубокое анодирование в кислотном растворе /200 г/л H₂ SO₄/. После этого пластину 1 окрашивают в анилиновом красителе первого цвета. После промывки и сушки на пластину 1 наносят защитный материал 3. Его нанесение осуществляют методом сеткографии с помощью трафаретной краски, если изображение не требует высокой разрешающей способности. При повышенных требованиях к разрешающей способности изображения нанесение защитного материала 3 осуществляют методом фотопереноса, т.е. нанесения фоторезиста его экспонирования, дубления и удаления с неэкспонированных участков. Удаляют с помощью травящего раствора краситель, проникающий в поры пластины 1 на участках, свободных от защитного материала 3. В результате получается черно-белое изображение /белый - цвет алюминия, черный - цвет защитного материал/. Для получения многоцветного изображения после промывки и декапирования пластину 1 подвергают повторному анодированию и окрашиванию в красителе второго цвета. Для выявления цвета пластины 1 после первого окрашивания пластину 1 шлифуют, чтобы удалить защитный материал 3.

Удаление анодированного слоя 2 с поверхности контактных площадок 6 проводят в насыщенном растворе NaOH, предварительно проведя покрытие защитным слоем лака лицевой поверхности пластины 1. После обнаружения поверхности алюминия на участках контактных площадок 6 проводят удаление лака с лицевой поверхности пластины 1.

В результате указанных технологических операций получают пластину 1 из алюминия или его сплавов, на лицевой поверхности конторой обозначено краской, глубоко внедренной внутрь высокопрочного пористого анодированного слоя 2 пластины 1, изображение клавиш 4 с индикаторными метками 5. На обратной поверхности пластины 1 в соответствии с изображением клавиш 4 анодированный слой 2 удален, т.е. обнажена поверхность алюминия, являющаяся проводником, что образует контактные площадки 6.

При нажатии на клавишу 4 происходит прогиб пластины 1 в зоне контактной площадки 6.

При использовании данной панели в коммутационном узле, выполненном в виде печатной платы с контактными гребенками, склеенной с панелью клавиатуры, такой прогиб обеспечивает замыкание печатных контактов гребенки в зоне нажатия.

Следовательно, выполнение панели клавиатуры в виде единой детали - пластины, внутри материала которой размещены такие элементы клавиатуры, как индикаторная метка и контактная площадка, позволяет решить поставленную задачу - увеличение срока службы клавиатуры при уменьшении ее толщины.

К дополнительным преимуществам данной панели относится высокая технологичность ее изготовления, обеспечивающая возможность миниатюризации, а также простота и надежность герметизации коммутационного узла с такой панелью, за счет ее выполнения в виде одной детали - пластины малой толщины, что позволяет надежно склеить ее с печатной платой по контуру.

Изобретение относится к изготовлению радиоэлектронной аппаратуры, в частности устройств ввода информации в компьютерах, телефонах, пишущих машинах и т.п. Техническим результатом является увеличение срока службы панели клавиатуры при уменьшении ее толщины, который достигается выполнением панели клавиатуры в виде единой детали - пластины малой толщины, внутри материала которой размещены такие элементы клавиатуры, как индикаторная метка и контактная площадка. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Панель клавиатуры в виде пластины с одним или несколькими участками, выполняющими функцию клавиш, имеющих возможность прогиба под действием прилагаемого давления, на обратной поверхности которых размещены контактные площадки, отличающаяся тем, что пластина выполнена из алюминия или его сплавов с анодированным слоем на ее лицевой и обратной поверхностях, который на лицевой поверхности окрашен с образованием изображения клавиш с индикаторными метками на них, при этом на обратной поверхности пластины поверх анодированного слоя размещен слой защитного материала с образованием свободных от слоя защитного материала участков, с которых также удален анодированный слой для образования контактных площадок, соответствующих изображению клавиш. 2. Панель по п.1, отличающаяся тем, что на лицевой поверхности пластины поверх анодированного слоя размещен слой защитного материала с образованием негатива или позитива изображения клавиш с индикаторными метками на них. 3. Панель по п.1, отличающаяся тем, что в качестве защитного материала использован подвергнутый дублению фоторезист. 4. Панель по п.1, отличающаяся тем, что контактные площадки геометрически полностью совпадают с изображением клавиш по размерам и конфигурации. 5. Панель по п.1, отличающаяся тем, что на контактных площадках дополнительно размещено покрытие из меди.