專利名稱：帶指示燈和防靜電放電和防污染的保護開關的輸入/輸出裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及電子設備線路的領域。更具體地說，本發明涉及一種帶指示燈和防靜電放電和防污染的保護開關的輸入/輸出裝置。
現代的電氣設備通常都有一個或多個輸入/輸出裝置，例如鍵盤、顯示器、滑鼠、控制板等，供與電氣設備用戶互通信息之用。這些輸入/輸出裝置經常都裝有發光二極管指示某特定功能在工作或在起作用。輸入/輸出裝置的頂部表面通常開有若干孔，使這些發光二極管的頂部可以突出輸入/輸出裝置的頂部表面，或與該表面齊平，從而使用戶可以觀測這些發光二極管。輸入/輸出裝置上還開有若干孔眼，使一些開關可以突出輸入/輸出裝置的頂部表面，或與該表面齊平，從而使戶可以操縱這些開關。
輸入/輸出裝置配備了這些發光二極管和開關，在許多應用場合確實在觀測裝置的工作情況和裝置的操作方面給用戶帶來了方便，但這種方便可并不是沒有問題的。舉例說，當用戶的腳在地毯上摩擦而產生靜電、爾后用戶觸及發光二極管時，一個高壓靜電放電通路就會從用戶到電氣設備、通過發光二極管形成。這個高壓電放電通路會給電氣設備造成很大的危害，甚至使電氣設備完全不能工作。輸出/輸出裝置頂部表面上的孔還可能形成另一道高壓靜電放電通路，而且還形成液體、臟物、昆蟲或其不希望有的外來物質污染電氣設備或給電氣設備的操作帶來不良影響的路徑。
1983年6月10日公開的法國專利2,517,646公開了一種在輸入/輸出裝置表面露出有發光二極管的系統。上面說過，這種設計會形成上述從輸入/輸出裝置表面到下面電路板的靜電放電通路，使電氣設備因靜電放電而容易損壞。
1922年9月22日的美國專利5,149,923公開了一種與小型便攜式流動電話裝置配用的反光小鍵盤。裝小鍵盤的襯底上裝有一個光源通過襯底延伸，從后方給裝在柔質材料制成的半透明被覆層上，從該被覆層突出的一些鍵鈕照明觸發覆層時，導電的中間層受壓。這種設計有效地將光源與靜電放電隔離開來，但光源離小鍵盤的上部表面太遠，以致削弱光源的照明，而且不足以有效地與控制板互通信息。此外，這種小鍵盤造價昂貴。
1984年7月3日的美國專利4,458,123公開了一種將包括發光二極管在內的分立電氣元件裝入開關板的配件。開關板上開有一對孔眼，發光二極管的引線都通過這些孔眼延伸，與開關板襯底上的電氣線路接觸。若發光二極管安置在開關板表面附近或露出該表面，則如上所述，開關板會因靜電放電而容易損壞。
1987年5月27日的德國專利DE3541776A1公開了一種下面的電路板帶蓋的開關板。電路板蓋沒有將靠近開關板表面的發光二極管完全封閉住，因而發光二極管和電路板都容易受靜電放電的作用而損壞。
1990年3月21日的歐洲專利公告0358885A1公開了一種具突出來的元件例如發光二極管的印刷電路板蓋板。蓋板由絕緣塑料制成，其裝有顯示元件或發光二極管的部位形成有許多壓花，起圓形安裝突臺的作用，這些突臺可插入控制板與發光二極管有關的通道或孔眼中，將發光二極管罩住，并將發光二極管及其所附的電路板與靜電放電隔離開來。此外，蓋板上還形成有許多拱形鈕，用作控制板的開關。控制板與拱形鈕有關的孔眼中設有分立的觸發元件或按鈕，通過該孔眼延伸。公開的這種設計雖然滿足了將發光二極管與靜電放電隔離開來的要求，但蓋板和控制板系統并不容易制造，因為按壓式的操作開關采用了與控制板配合工作的獨立按鈕或觸發元件的分立機械元件。這就須要制造與控制板、電路板、蓋板和其中形成的開關元件完全分開的元件。
本發明的電氣設備輸入/輸出裝置有一個指示燈和一個開關，指示燈的發光部分和開關的第一和第二微型接點部分裝在一個電路板中，該兩部分上敷設有彈性材料制成的連續膜板，指示燈的光管部分在膜板上形成，傳送著從指示燈發光部分發射的光。開關的觸發部分也在膜板上形成。膜板還裝有開關的導電部分。當用戶的指頭或其它外力使開關的觸發部分偏轉時，開關的導電部分將開關的觸發部分偏轉時，開關的導電部分將開關的第一和第二微型接點部分連接起來。連續膜板保護電氣設備，使其免受通過輸入/輸出裝置進來的靜電放電和污染物質的危害。
圖1示出了本發明最佳實施例的輸入/輸出裝置的等角投影圖。
圖2示出了本發明最佳實施例的輸入/輸出裝置的經轉動的部件分解圖。
圖3示出了沿圖1本發明最佳實施例的輸入/輸出裝置的信號燈和開關的A-A線截取的片段剖視圖。
圖4示出了沿圖3本發明最佳實施例的輸入/輸出裝置信號燈和開關的B-B線截取的放大剖視圖。
圖5示出了上述最佳實施例的輸入/輸出裝置的制造過程。
圖1示出了本發明最佳實施例的輸入/輸出裝置。本發明采用的輸入/輸出裝置一詞是指任何可與用戶互通信息的鍵盤、小鍵盤、顯示器、開關板、滑鼠或其它裝置。在最佳實施例中，輸入/輸出裝置用開關板1表示。開關板1最好是心電掃描儀100的一部分，但也可以是其它類型電子設備例如計算機、音響設備、電視設備、儀器等的一部分，這些都仍然屬于本發明的精神實質的范圍內。開關板1有起碼一個開關3，和起碼一個指示燈5。
圖2是本發明最佳實施例的輸入/輸出裝置經轉動的部件分解圖。開關板1有一個蓋板29、框架27、膜板13和電路板7。電路板7裝有指示燈5的發光部分25。在最佳實施例中，發光部分25是個發光二極管，但也可以是其它發光器件，例如熒光或電致發光器件，這些都仍然屬于本發明的精神實質的范圍內。電路板7還包括接頭15和開關3的微型接點部分23，還可包括其它元件、接插件、導線、微細引線等。
膜板13敷在電路板7上，連續延伸到起碼發光部分25和微型接點部分23的整個上部表面。膜板13最好由彈性柔質起碼半透明的電絕緣材料制成，例如硅橡膠。膜板13上裝有指示燈5的光管部分35和開關3的觸發部分33。膜板13還裝有開關3的導電部分43，但這部分在圖2中被觸發部分33所遮住，看不到。本技術領域的行家們不難理解，導電部分43的材料與膜板13的其余部分不同，是由導電彈性體或其它導電材料制成。在最佳實施例中，膜板13的其余部分是半透明或透明的，而本技術領域的行家們都知道，只有光管部分35才需要半透明或透明的，使光可以從發光部分25一直發射到開關板1的表面。
膜板13是通過許多與膜板13形成一個整體、從膜板13垂下并配合嵌入電路板7上相應的孔眼19中的柱件17固定到電路板7上的。
膜板13用以密封電路板7及裝在其上的各元件，使其不受污染，并將它們與操作人員的手指頭或其它物體觸及開關板1、開關3或信號燈5引起的靜電放電隔離開來。
電路板7和膜板13是通過電路板7上的接頭15與框架27上的扣合件58兩者之間的接合而固定到框架27上的，從而使膜板13夾持在接頭15與扣合件58之間。膜板13的光管部分35和觸發部分33分別通過框架27上的孔眼55和53。蓋板29是通過其上的接頭66與框架27上槽口56之間的結合固定到框架27上的。膜板13的光管部分35和觸發部分33分別通過蓋板29上的孔眼65和63。在最佳實施例中，蓋板29上標有說明開關板1上的各種開關和/或指示燈的作用的文字69。蓋板29最好因特定的國家和語言而制宜，而且易于固定到框架27上。這樣就可以靈活掌握，將標有特定語言的文字資料69的蓋板29附加到開關板1其余部分的時間，推遲到在制造過程最晚的時刻或甚至在現場裝蓋板。在另一個實施方案中，文字資料并不需要或直接寫在框架27上或光管部分35或膜板13的觸發部分上。在此實施方案中，開關板1沒有蓋板29。在又另一個實施方案中，文字資料無需或直接寫在膜板13上。在此實施方案中，開關板1沒有蓋板29或框架27。用戶還可以將蓋板29輕易地卸下，用一般的肥皂和水進行清洗。
圖3示出了沿圖1本發明最佳實施例輸入/輸出裝置的指示燈和開關的A-A線截取的片段剖視圖。圖4示出了沿圖3的B-B線截取的放大剖視圖。現在參看圖4討論指示燈5和開關3的工作情況。有足夠的電流加到指示燈5的發光部分25上時，發光部分25就發出光(最好可見光，但也可以是紅外或其它不可見光)。這個光通過光管部分25發射出去，從而以可見光的形式或通過紅外接收器的檢測給用戶提供資料。
圖4示出的開關是處在打開位置，因為導電部分43不與微型接點部分23接觸。用戶或其它外力將開關3的觸發部分33向下偏轉時，氣囊21受壓縮，從而使導電部分43與微細引線部分23接觸。導電部分23與微細引線部分23之間的這一接觸使各微細引線部分形成回路。
圖5示出了上述最佳實施例輸入/輸出裝置的制造過程。在步驟210中，按一般方式制取/提供電路板7。步驟220-240按下列方案制造膜板13。在步驟220將制造開關3的導電部分43用的導電彈性體放入膜板膜具的窩口中，接著在步驟230將諸如硅橡膠之類的絕緣彈性體放入膜板模具中。在步驟240加熱膜板膜具時，導電彈性體就與絕緣彈性體化學和機械地結合起來。絕緣彈性器形成光管部分35、觸發部分33、柱件17和膜板13的其余部分。
在步驟250將柱件17固定到孔眼19(圖2)中，使膜板13固定到電路板7上。在步驟260中，用樹脂轉移法按一般方式制取框架27。在步驟270將電路板7的插接頭15插入框架27的夾持扣件58中，從而將框架27固定到膜板13和電路板7上。膜板13的光管部分35和觸發部分33分別插入框架27的孔眼55和53中。在步驟280中，用一般的樹脂轉移法制造蓋板。在步驟290中通過使蓋板29的接頭66嵌入框架27的槽口56中而將蓋板29固定到框架27上。膜板13的光管部分35和觸發部分33分別通過蓋板29的孔眼65和63中。
權利要求
1.一種具有指示燈(5)和開關(3)的輸入/輸出裝置，其特征在于，包括電路板(7)，裝有所述指示燈的發光部分(25)和所述開關的第一和第二微型觸點部分(23)；連續膜板(13)，由彈性材料制成，敷設在所述指示燈的所述發光部分和所述開關的第一和第二微型觸點部分上；所述指示燈在所述膜板中形成的光管部分(35)，能傳送從所述指示燈的所述發光部分發射來的光；所述開關在所述膜板中形成的觸發部分(35)；和所述開關在膜板中形成的導電部分(43)，在所述開關的所述觸發部分偏轉時能將所述開關的所述第一和第二微型接點部分連接起來。
2.如權利要求1所述的輸入/輸出裝置，其特征在于，所述連續膜板是硅橡膠制成的。
3.如權利要求1所述的輸入/輸出裝置，其特征在于，所述連續膜板是半透明的。
4.如權利要求1所述的輸入/輸出裝置，其特征在于，所述連續膜板是透明的。
5.如權利要求1所述的輸入/輸出裝置，其特征在于，所述指示燈的發光部分是發光二極管。
6.如權利要求1所述的輸入/輸出裝置，其特征在于，所述指示燈的發光部分是電致發光器件。
7.如權利要求1所述的輸入/輸出裝置，其特征在于，它還包括框架(27)，敷設在所述連續的膜板上，開設有所述光管部分的第一孔眼(55)和所述觸發部分的第二孔眼(53)。
8.如權利要求7所述的輸入/輸出裝置，其特征在于，它還包括蓋板(29)，敷在所述框架上，開設有所述光管部分的第三孔眼(65)和所述觸發部分的第四孔眼(63)。
9.如權利要求1所述的輸入/輸出裝置，其特征在于，所述輸入/輸出裝置可用以控制電子設備。
10.如權利要求9所述的電子設備，其特征在于，所述電子設備是心電掃描儀(100)。
11.制造電氣元件輸入/輸出裝置(1)的膜板(13)的一種方法，其特征在于，所述方法包括下列步驟將導電彈性體放入膜板膜具的窩口中；將絕緣彈性體放入所述膜板模具中；有了模板模具就可以熔化所述導電彈性體和所述絕緣彈性體，制造膜板；用所述絕緣彈性體制成指示燈(5)的光管部分(35)和開關(3)的觸發部分(33)；和用所述導電彈性體制成所述開關的導電部分(43)。
全文摘要
電氣設備的一種具有指示燈(5)和開關(3)的輸出/輸出裝置(1)，指示燈的發光部分(25)和開關的第一和第二微型接點部分(23)上敷有彈性材料制成的連續膜板(13)，并裝設在電路板(7)上，所述膜板上形成有指示燈能將其發光部分發射的光傳送出去的光管部分(35)和開關的觸發部分(33)。膜板上還裝有開關的導電部分(43)。當用戶的手指頭或其它外力使開關的觸發部分偏轉時，開關的導電部分將開關的第一和第二微型接點部分連接起來。
文檔編號H01H13/702GK1123454SQ9511574
公開日1996年5月29日 申請日期1995年9月18日 優先權日1994年9月21日
發明者S·A·馬洪尼 申請人:惠普公司