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修键盘前,先得知道键盘是怎么做出来的... | 有趣的制造

江小丧、王叉叉 有趣的制造 2022-08-09

前情提要:昨天 Cast 不知道哪里来的勇气自己买了个键盘给笔记本电脑换上,结果把电脑拆废了,被我和叉叉轮番嘲笑他因小失大。

键盘失灵的原因,作为电工出身的我不太确定,可能是错别字打多了受到了手癌的诅咒...?而电脑报废的原因,我敢肯定——是因为作死呀!哈哈哈,今天的文章就由能顶大半边天的江小丧和王叉叉提供了。


键盘的历史

最早的键盘是应用在「打字机」上的,到了二十世纪中叶,它就变成了电脑的基本输入设备——键盘。而 1883 年马克吐温的《密西西比河上》是第一份用打字机打出来的手稿,也就间接等于第一份被键盘敲出来的手稿了。


键盘的现在

现在电脑对键盘,能接受敲打的字母、数字、标点,并将输入的信号转化为计算机能够明白的指令进行操作。


常见的键盘有机械式按键和薄膜按键两种,我们日常使用的键盘基本上是薄膜键盘,而机械键盘的每颗按键都有一个微动开关来控制开合,敲击起来就很有手感和乐感,适合游戏玩家和程序员等长期激情游戏工作的人,下面来看看 Cast 早前立的 flag 🙄️


键盘主要由键帽以及设置在下面的电路板构成。电路板是整个键盘的控制核心,位于键盘的内部,负责扫描键盘位置、编码和传送信号到计算机。


在按压键盘时,柱塞下沉,使两个原本断开的电路合上形成通路,然后到微处理器中扫描位置判断是哪个键盘产生了按压。


放入微晶片

今天我们来讲的就是薄膜(便宜)键盘的制作。


每个键盘都是一个小型电路,又叫做微晶片,比一粒米还要小,不断在你敲下的按键或者组合键时,向处理器传送信号。


固定微晶片

用镊子把微晶片放在印刷电路中间(电路印刷的方法参见「柔性电路板」),它还需要连接到电路板上的电子回路上,这样才能把信号传到处理器中。粘晶机用一毫米粗细的铝线来固定微晶片和电路。


在检测环节的屏幕放大了看,黑色的是铝线,白色的是微晶片的接点。



微晶片连上电路板后,工人测试连线,确认信号都能通过铝线进行传递。


通过测试后,用黑胶盖住微晶片,保护接点并且绝缘。


组装电路板

再根据电路板上原来印刷的标志,加上相应的电容和电阻,控制电路板上电流的流动和信号流。


还有三个LED灯,用来表示大写锁定、数字锁定和滚动锁定。


安装好后,就把电路板送进烤箱,通过液态锡波峰,锡会附在金属丝和电路板上的焊盘上,因而将把电子元件焊接到电路板上进行固定和连接。


激光刻字

焊锡凝固以后,用激光在按键上刻出每个按键功能的标识。


激光让键盘上的黑色塑料涂层汽化,露出里面的白色塑料,所以这种键盘是不会把标示颜色磨损到掉色的。


键盘组装

接着工人在一桶弹性橡胶垫里头抖动键盘,让橡胶垫落入每个按键背后的孔里面。


橡胶垫让按键可以回弹,这个Q弹的手感有没有想起「小熊糖


接着把电路板放进键盘。


再放上一层薄膜,薄膜上有压敏开关,把开关和按键对齐,按下按键时就可以开启电子信号。微处理器通过扫描键盘的行列矩阵的电子信号,查找按下的按键的位置,把字符信息进行译码转换成计算机可以识别的二进制码。


电膜安装好了,就可以把键盘背面封起来了。


检查按键,连接上电脑就可以用啦。

等等!叉叉还有话说

Cast 今天无话可说,他想强行岔开话题:关于我们大多数人用的是 QWERTY 键盘,之前在「路径依赖」时介绍过。


最后,让我们在愉快的「哈哈哈哈」中,再来欣赏一下他换键盘的方式吧!


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我是 Cast,学机械设计的

好奇各种东西都咋做的?我来带你看个究竟!


校对:Cast

文中 Gif 截取自:《Factory Made》 S02E29


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