笔记本电脑芯片级维修从入门到精通(图解版)
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1.2 从维修角度认识笔记本电脑外部硬件

1.2.1 从维修角度认识键盘、触摸板和指点杆

笔记本电脑的键盘、触摸板和指点杆是用于操作笔记本电脑主机运行的一种指令和数据输入设备,是笔记本电脑最基本和最重要的输入设备之一。与台式电脑所选用的键盘相比,笔记本电脑键盘体积和重量要小很多,通常屏幕在14英寸及以下类型的笔记本电脑不会设置小键盘区。笔记本电脑的触摸板和指点杆等设备,功能类似于台式电脑的鼠标,其集成于主机之上大大节省了空间,并增强了笔记本电脑的便捷性。图1-3所示为笔记本电脑的键盘、触摸板和指点杆实物图。

1.从维修角度认识键盘、触摸板和指点杆在系统中的作用

笔记本电脑的键盘、触摸板和指点杆对于笔记本电脑的操作十分重要,其损坏后会造成无法对笔记本电脑输入数据和指令的问题。但笔记本键盘、触摸板和指点杆是笔记本电脑系统中构成相对简单的硬件,只要能够清晰地掌握其结构和工作原理,对于保养或故障的处理会变得十分简单。

2.键盘、触摸板和指点杆结构及工作原理

(1)键盘

键盘按照工作原理主要分为机械键盘、塑料薄膜式键盘和导电橡胶式键盘等。根据采用的按键技术主要分为火山口架构、X架构(剪刀脚)和机械轴等。笔记本电脑通常采用塑料薄膜式X架构的键盘。

图1-3 笔记本电脑的键盘、触摸板和指点杆实物图

塑料薄膜式键盘主要由键帽、弹性橡胶垫、金属底板、塑料薄膜和相关电路等组成。塑料薄膜一般分为三层,上下两层塑料薄膜上是用导电颜料印刷出的电路层,中间一层塑料薄膜为隔离层。三层塑料薄膜中,最上方为正极电路,最下方为负极电路。薄膜电路层下方通常为起固定和保护作用的金属底板,而薄膜电路层上方为弹性橡胶垫。图1-4所示为键盘内部的薄膜电路层。图1-5所示为笔记本电脑键盘内部的金属底板。图1-6所示为薄膜电路层上方的弹性橡胶垫。

图1-4 键盘内部的薄膜电路层

图1-5 笔记本电脑键盘内部的金属底板

图1-6 薄膜电路层上方的弹性橡胶垫

在笔记本电脑键盘的弹性橡胶垫上部,是X形弹片和键帽。图1-7所示为笔记本电脑键盘内部的X形弹片。X架构使键盘的键帽只能上下移动而不会左右晃动,而且其本身很轻薄,大大降低了笔记本电脑键盘的厚度。图1-8所示为笔记本电脑键盘的键帽。

图1-7 笔记本电脑键盘内部的X形弹片

图1-8 笔记本电脑键盘的键帽

正常使用键盘时,当键帽被按下,X形弹片会被压缩卧倒,从而使弹性橡胶垫被触发。当外力撤销后,弹性橡胶垫的弹力又会使键帽迅速恢复到原状,从而完成一次击键操作。

X架构使键盘的键帽只能上下移动而不会左右晃动,而且其本身很轻薄,大大降低了笔记本电脑键盘的厚度。当键帽被按下,弹性橡胶垫会促使薄膜电路层中的触点接触、完成导通,产生的信号通过相关电路传递到主机中进行处理。图1-9所示为笔记本电脑键盘与主机电路连接的排线。

图1-9 笔记本电脑键盘与主机电路连接的排线

台式电脑所使用的标准键盘其键与键之间的距离是19~19.5mm,这样的键距被称为全尺寸键盘或标准键盘。部分笔记本电脑由于尺寸限制,并非采用的是全尺寸键盘。如果键距太长,会影响连续击打键盘的速度;如果键距太短,则容易出现误打的状况。

键程是指键帽按下时可以下沉的高度。键程的高度直接影响键盘的厚度,如果键程较长则键盘的厚度会增大。笔记本电脑的键盘由于受厚度和尺寸的限制,所以键程都相对较短。键程较短会导致键帽回弹力弱、受力不均匀,在使用过程中容易导致疲劳或出现卡键的问题。为了解决这一问题,笔记本电脑的键盘通常采用X形支架结构。在X形支架结构中支撑键帽的是X形弹片。这种结构的特点是键盘的敲击力度小而且受力均衡,不容易产生疲劳感。图1-10所示为笔记本电脑键盘所采用的X架构实物图。

图1-10 笔记本电脑键盘所采用的X架构实物图

(2)触摸板和指点杆

触摸板是利用手指的滑动来控制鼠标光标,从而进行相关操作的笔记本电脑输入设备。触摸板通常由一块能够感应手指运行轨迹的压感板和两个按钮组成,两个按钮相当于标准鼠标的左、右键。一些笔记本电脑将左、右键集成在触摸板内,称为一体式触摸板,但其原理及基本结构和普通触摸板都是一样的。触摸板是目前笔记本电脑普遍采用的输入设备,触摸板的优点是轻薄、可集成在主机上、反应灵敏、移动速度快。其缺点是反应过于灵敏,造成定位精度低,对环境适应性比较差。图1-11所示为笔记本电脑触摸板实物图。

图1-11 笔记本电脑触摸板实物图

触摸板是一种非机械设计的输入装置,其感应检测原理为电容传感。电容传感是指将所感受到的非电量物理量(如位移、力、光、声等)转换成电子量(电流、电压等)的一种技术。触摸板用印制电路板做成行和列的阵列,并和表面塑料覆膜紧密黏接。在触摸板的内部有一个特殊的电容传感器集成电路,当用手指接触触摸板时,由于人体电场的作用,在手指和触摸板之间形成一个耦合电容。对于高频电流来说,电容是直接导体,于是手指从触摸板的接触点吸走一个很小的电流。这个电流是从触摸板四个角上的电极中流出的,经过电极的电流大小与手指接触触摸板的位置到触摸板四角的距离成正比,控制电路通过四个角上电极流出的电流比例进行精确计算,得出笔记本电脑液晶显示屏上鼠标光标的位置,并将信息传递给主机,从而实现触摸板对鼠标光标的控制。图1-12所示为笔记本电脑触摸板内部结构图。

图1-12 笔记本电脑触摸板内部结构图

指点杆是一种应用于笔记本电脑的定点设备,主要由指点杆和鼠标键组成。指点杆通常位于键盘的G、B、H 3个按键之间,操作指点杆时可用手指推动它来控制鼠标光标的移动轨迹。鼠标键通常位于空格键的下方,相当于标准鼠标的左、右键。指点杆的优点是可以节省时间,提高效率;缺点是熟练掌握其使用方法比较费力。图1-13所示为笔记本电脑上的指点杆和鼠标键实物图。

图1-13 笔记本电脑上的指点杆和鼠标键实物图

在指点杆前后左右四个方向上设置有传感器,当外力施加在指点杆上时,会使传感器产生不同的电信号。这些电信号被送入集成电路进行处理后传送给主机,从而控制鼠标光标的移动速度和方向。图1-14所示为笔记本电脑指点杆内部结构图。

图1-14 笔记本电脑指点杆内部结构图

3.由键盘、触摸板和指点杆问题导致的常见故障

(1)键盘常见故障及处理方法

由于进水、外力撞击、电脑中病毒、驱动和老化等问题,容易导致的键盘常见故障现象包括连键、部分按键失灵、全部按键失灵以及键帽脱落、支架断裂等。

处理笔记本电脑键盘故障,应首先从故障原因上进行分析。比如由于进水或者外力撞击导致的键盘故障,就要从笔记本键盘内部入手。而如果是由于系统感染了病毒或者重新装载了系统,那就要先从杀毒和驱动等方面入手。

目前很多笔记本电脑都采用了键盘防水设计,如果水量不是很大一般不会出现较大的故障。但是笔记本电脑键盘不慎进水仍然可能导致严重的故障,所以必须引起足够的重视。处理键盘不慎进水时,应首先断开电源适配器并取下电池,然后迅速将笔记本电脑倒转过来以免水流入主机内部造成内存、显卡、硬盘和主板等硬件损坏。如果进水量不多,应采用自然风干的方法,不要使用吹风机或暴晒的方法。吹风机和暴晒的方法有可能造成电子元器件或相关线路的损坏。

通常情况下,笔记本电脑的系统软件能够自动识别笔记本电脑的键盘和触摸板。但是在更换或者重新安装系统后出现键盘失灵或部分按键失灵的情况,则多半是由于驱动冲突导致的故障。所以在处理这类问题时最简单的方法就是更换其他版本的系统,或者到此品牌笔记本电脑官网下载相关驱动程序。

笔记本电脑键盘的键帽脱落故障一般有两种情况,一种是键帽自身脱落,但X形支架还在键盘上,另一种情况是键帽和X形支架全部脱落。在处理这类故障时,要先把X形支架装好,在安装不正确的X形支架上强行安装键帽,多半会造成X形支架的损坏。如果遇到X形支架已经断裂或损坏到无法使用的情况,可以将不用或者平时很少用到的按键支架替换过来。替换时应注意,不同的按键所使用的X形支架尺寸可能不同。

如果X形支架已经装好,那么就可以直接安装键帽了。在键帽背面的中心位置,一般有一个明显的凸起,这个凸起必须与键盘上的弹性橡胶垫相互对应。将键帽放在X形支架上,让键帽背面的凸起与弹性橡胶垫对应后缓缓按下即可。图1-15所示为键帽脱落处理的实物图。

图1-15 键帽脱落故障处理的实物图

键盘和主机连接的排线出现断裂、损坏或接触不良,将导致键盘无法使用。在排除了其他故障的原因之后如果还没有找到故障点,那么就需要开机检查键盘与主机的连接排线是否存在故障。此外,笔记本电脑主板上的键盘控制芯片及相关电路出现故障,也将导致笔记本电脑键盘无法使用。

键盘内部的塑料薄膜印制电路一般不会出现故障,但出现故障后其处理方法要求也相对较高。塑料薄膜印制电路因为短路被烧断时不能采用常规的焊接方法,应使用导电银漆、导电粉等原料描画电路。图1-16所示为笔记本电脑的塑料薄膜印制电路。

图1-16 笔记本电脑的塑料薄膜印制电路

(2)指点杆和触摸板常见故障及处理方法

指点杆和触摸板常见故障包括无法使用、精准度变差等。

处理指点杆和触摸板故障应首先从BIOS或系统入手。进入笔记本电脑BIOS恢复默认,或拆开主机对BIOS电池进行放电。对于更换系统后指点杆和触摸板不能使用的状况,应更换其他版本系统或者到官网下载相关驱动程序。图1-17所示为联想公司官网的驱动程序下载界面。

图1-17 联想公司官网的驱动程序下载界面

如果BIOS设置和驱动程序都没有问题,那么就需要检测指点杆和触摸板内部电路是否存在故障。首先应检查指点杆和触摸板与主机的连接排线是否存在断裂、烧焦或接触不良等问题。

如果连接排线没有问题,那么需要继续打开指点杆或触摸板的内部,检测相关电路或电子元器件是否存在虚焊、烧焦、脱落或漏电、短路、击穿等问题。如果存在上述故障应及时更换。