Brevet FR2743665A1 — publié le 19970718

La présente invention concerne un dispositif formant clavier à membrane dans lequel sont intégrés des composants électroniques, tels que par exemple des diodes LED. La figure 1 représente un exemple de dispositif formant clavier à membrane selon l'art antérieur. Ce dispositif connu comprend une membrane souple 1 constituée d'une plaque de face avant sérigraphiée 2 et d'une plaque supérieure de protection des coupelles 3 fixée sous la plaque de face avant 2 par une couche d'adhésif 4. Le dispositif comprend en outre une plaque inférieure de circuit électrique 5 fixée sous la plaque supérieure de circuit électrique 3 par l'intermédiaire d'une plaque intercalaire 6 constituée d'un adhésif à double face.La plaque intercalaire 6 comporte un certain nombre d'ouvertures ou orifices 7 dans lesquels sont logées respectivement des coupelles métalliques 8, dont une seule est représentée, permettant chacune d'établir un ou plusieurs contacts électriques entre les contacts électriques 9 déposés sur la plaque inférieure 5, lorsqu'un doigt d'une main est apposé sur la face avant sérigraphiée 2 au-dessus de la coupelle 8 pour déformer la membrane 1 et la coupelle 8 jusqu'à ce qu'elle vienne en contact avec l'un des contacts électriques 9. Ce dispositif connu comprend également une deuxième plaque inférieure 10 de support de composants électroniques 11, tels que par exemple des diodes LED, dont une seule est représentée en figure 1. La plaque inférieure 10 est fixée à l'autre plaque inférieure 5 par l'intermédiaire d'une plaque intercalaire 12 constituée d'un adhésif à double face. Chaque composant électronique 11 est fixé sur la plaque inférieure 10 par soudage ou par une colle anisotrope permettant la circulation de courant électrique dans une direction verticale. Une couche d'adhésif 13 est étalée sur la plaque inférieure 10 pour solidariser le dispositif à un support telle qu'une plaque. Les composants électroniques 11 passent à travers des ouvertures respectives définies successivement dans la plaque intercalaire 12, la plaque inférieure 5, la plaque intercalaire 6, la plaque supérieure 3 et la couche d'adhésif 4 jusqu'en-dessous de la plaque de face avant plane 2.A titre d'exemple, les épaisseurs de la plaque 2, de la couche d'adhésif 4, de la plaque supérieure 3, de la plaque intercalaire 6, de la plaque intercalaire 12, de l'autre plaque inférieure 10 et de l'adhésif 13 sont respectivement de 150 Rm, 87 Cun, 125 Cun, 250 Cun, 125 Cun, 625 Zm, 125 pm et 87 Zm. Ce dispositif connu a pour inconvénient d'utiliser les deux plaques 5 et 12 respectivement de circuit électrique et de support des composants électroniques, ce qui nécessite ainsi la sortie de contacts sur deux nappes différentes. De plus, la présence de ces deux plaques inférieures 5 et 10 augmente l'épaisseur de l'ensemble du dispositif formant clavier. La présente invention a pour but d'éliminer les inconvénients ci-dessus des dispositifs connus formant clavier à membrane. A cet effet, selon l'invention, le dispositif formant clavier à membrane souple dans lequel sont intégrés des composants électroniques, tels que par exemple des diodes LED, comprenant une plaque inférieure de circuit électrique fixée à une plaque supérieure de circuit électrique de la membrane par l'intermédiaire d'une plaque intercalaire à ouvertures permettant chacune de réaliser un ou plusieurs contacts électriques entre les coupelles et les contacts à la plaque inférieure lorsqu'un doigt est apposé sur la face avant de la membrane au-dessus de l'ouverture correspondante, est caractérisé en ce que les composants électroniques sont fixés sur la plaque inférieure de circuit électrique respectivement dans des parties déformées de celle-ci formant cavités d'une profondeur telle que les composants électroniques traversent des ouvertures respectives de la plaque intercalaire et de la plaque supérieure de circuit électrique jusqu'en-dessous de la plaque de face avant plane de la membrane. De préférence, les parties déformées de la plaque inférieure de circuit électrique sont réalisées par emboutissage à chaud ou à froid. Le dispositif comprend de plus une plaque d'adhésif à double face fixée sous la plaque inférieure de circuit électrique et qui comporte des orifices de passage respectivement des parties déformées précitées, la plaque d'adhésif ayant une épaisseur sensiblement égale à la profondeur des parties déformées. Selon une variante de réalisation, le dispositif comprend une plaque d'adhésif à double face fixée sous la plaque inférieure de circuit électrique et permettant de fixer le dispositif sur un support usiné, tel qu'une plaque ou un boîtier, de façon que les parties déformées de la plaque inférieure de circuit électrique s'engagent respectivement dans des ouvertures du support usiné. Les composants électroniques sont fixés dans leurs cavités correspondantes par soudage, par colle conductrice, ou par une colle anisotrope laissant passer le courant électrique dans la direction verticale. La plaque intercalaire précitée est un adhésif à double face. La plaque supérieure de circuit électrique et la plaque de face avant de la membrane souple sont fixées ensemble par un adhésif. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels - La figure 1 représente en coupe transversale un dispositif formant clavier à membrane selon l'art antérieur - La figure 2 représente en coupe transversale un dispositif formant clavier à membrane conforme à l'invention - La figure 3 représente une variante de réalisation du dispositif de la figure 2 - La figure 4 représente une variante de réalisation du dispositif de la figure 2 - La figure 5 représente une variante de réalisation du dispositif de la figure 3. Les parties communes des dispositifs formant clavier à membrane représentés respectivement aux figures 1 et 2 portent les mêmes références. Ainsi, le dispositif formant clavier à membrane de la figure 2 comprend la membrane souple 1 constituée de la plaque de face avant sérigraphiée 2 et de la plaque supérieure de protection des coupelles 3 fixée sous la plaque de face avant 2 par la couche d'adhésif 4. La plaque inférieure de circuit électrique 5 est fixée à la plaque supérieure de protection des coupelles 3 par l'intermédiaire de la plaque intercalaire 6 constituée d'un adhésif à double face et qui comporte les ouvertures 7 dans lesquelles sont logées respectivement les coupelles métalliques 8 permettant de réaliser un ou plusieurs contacts électriques entre les contacts électriques 9 déposés sur la plaque inférieure de circuit électrique 5 lorsqu'un doigt d'une main est apposé sur la face avant 2 pour déformer la membrane 1 et la coupelle métallique 8 qui vient contacter les contacts 9 pour réaliser un contact électrique servant, par exemple, à allumer une diode LED 11 faisant partie des composants électroniques enfouis ou intégrés dans le dispositif formant clavier. Les plaques 2, 3 et 5 sont réalisées en une matière à base de polyester ou de polycarbonate. A titre d'exemple, les épaisseurs de la plaque de face avant 2, de la couche d'adhésif 4, de la plaque de protection des coupelles 3, de la plaque intercalaire 6 et de la plaque inférieure de circuit électrique 5 sont respectivement de 150 microns, 125 microns, 125 microns, 330 microns, et 125 microns. Selon l'invention, la plaque inférieure de circuit électrique 5 comprend plusieurs parties déformées 14 formant des cavités, dont une seule est représentée, et les composants électroniques 11 sont fixés chacun au fond d'une cavité correspondante 14. Les composants électroniques 11 font saillie à travers des passages respectifs réalisés successivement dans la plaque intercalaire 6, la plaque supérieure 3, la couche d'adhésif 4 jusqu'à venir juste en-dessous de la plaque de face avant plane 2 du dispositif formant clavier. De préférence, les parties déformées 14 sont réalisées par emboutissage à chaud et ont une profondeur de déformation au maximum de 500 microns.La référence 15 désigne une plaque constituée d'un adhésif à double face ayant une épaisseur par exemple de 625 microns sensiblement égale à la profondeur de chaque partie déformée 14 de façon que les parties déformées 14, en s'engageant respectivement dans des passages ou ouvertures 15a de la plaque d'adhésif 15, soient sensiblement en affleurement avec la face arrière externe de la plaque 15. La plaque d'adhésif 15 compense ainsi la hauteur des parties déformées 14. Selon la variante de réalisation représentée en figure 3, le dispositif, au lieu d'être fabriqué en usine comme représenté en figure 2, est livré avec une mince couche d'adhésif à double face 16, par exemple d'une épaisseur de 87 microns, et permettant à un client recevant ce dispositif de le fixer sur un support usiné 17, tel qu'une plaque de support comme représenté ou un boîtier. Bien entendu, le support 17 comporte des ouvertures 17a dans lesquelles s'engagent respectivement les parties déformées 14 comme en figure 2. Le dispositif formant clavier à membrane de la figure 4 ne diffère de celui de la figure 2 que par la présence de contacts 18 déposés sous la plaque supérieure de circuit électrique 3 et coopérant avec les contacts 9 de la plaque inférieure 5 pour réaliser des contacts électriques. Bien entendu, le dispositif formant clavier à membrane de l'invention peut comporter à la fois des coupelles 8 et des contacts 18 et ou d'autres moyens permettant d'établir des contacts électriques. La figure 5 est une variante de réalisation de la figure 3 selon laquelle des contacts 18 comme en figure 4 sont prévus à la place des coupelles 8. Le dispositif formant clavier à membrane de l'invention tel que décrit ci-dessus permet ainsi de sortir des contacts sur une seule nappe, puisque la deuxième plaque inférieure du circuit électrique du dispositif antérieur de la figure 1 est supprimée. Les parties déformées de la plaque inférieure des circuits électriques sont compensées par l'adhésif recomposé ou le support usiné comme on l'a vu précédemment. Parmi les avantages du dispositif formant clavier de l'invention, on notera l'amélioration des positions des composants électroniques, tels que les diodes LED, qui sont des diodes CMS (composants montés en surface), la facilité de montage, la meilleure tenue de composants électroniques (enrobage), la facilité d'enrobage et l'absence de parties déformées sur la face avant du dispositif. L'invention s'applique à tous les types de claviers à membranes, avec ou sans effet tactile. REVENDICATIONS 1. Dispositif formant clavier à membrane souple (1) dans lequel sont intégrés des composants électroniques (11), tels que par exemple des diodes LED, comprenant une plaque inférieure de circuit électrique (5) fixée à une plaque supérieure de protection de coupelles (3) par l'intermédiaire d'une plaque intercalaire (6) à ouvertures (7) permettant chacune de réaliser un ou plusieurs contacts électriques entre les coupelles (3) et les contacts de la plaque inférieure (5) lorsqu'un doigt est apposé sur la face avant (2) de la membrane (1) au-dessus de l'ouverture correspondante (7), caractérisé en ce que les composants électroniques (11) sont fixés sur la plaque inférieure de circuit électrique (5) respectivement dans des parties déformées de celle-ci formant des cavités (14) d'une profondeur telle que les composants électroniques (11) traversent des ouvertures respectives de la plaque intercalaire (6) et de la plaque supérieure de protection des coupelles (3) jusqu'en dessous de la plaque de face avant plane de la membrane (1). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties déformées (14) de la plaque inférieure de circuit électrique (5) sont réalisées par emboutissage à chaud ou à froid. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque d'adhésif à double face (15) fixée sous la plaque inférieure de circuit électrique (5) et qui comporte des orifices (15a) de passage respectivement des parties déformées (14) précitées, la plaque d'adhésif (15) ayant une épaisseur sensiblement égale à la profondeur des parties déformées (14). 4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque d'adhésif à double face (16) fixée sous la plaque inférieure de circuit électrique (5) et permettant de fixer le dispositif sur un support usiné (17), tel qu'une plaque ou un boîtier, de façon que les parties déformées (14) de la plaque inférieure de circuit électrique (5) s'engagent respectivement dans des ouvertures (17a) du support usiné (17). 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les composants électroniques (11) sont fixés dans leurs cavités correspondantes (14) par soudage, par colle conductrice, ou par une colle anisotrope laissant passer le courant électrique dans la direction verticale. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque intercalaire (6) précitée est un adhésif à double face. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plaque supérieure de protection des coupelles (3) et la plaque de face avant (2) de la membrane souple (1) sont fixées ensemble par une couche d'adhésif (4).