Brevet FR2793345A1 — publié le 20001110

La présente invention concerne la fabrication de sous- ensembles de dispositifs électriques destinés à des claviers et qui comprennent au moins un support, tel qu'un film adhésif, et plusieurs dômes élastiques. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de fabrication de tels sous- ensembles, ainsi qu'une machine permettant la mise en oeuvre de ce procédé. Le document WO 98/47 162 décrit un sous-ensemble et un procédé de fabrication de dispositifs tels que des claviers. Selon ce procéde, des claviers sont réalisés par utilisation de sous-ensembles qui comportent une entretoise, des compo- sants ou dispositifs électriques, tels que des dômes élastiques, et un dispositif de retenue qui est normalement un film adhésif. Le procédé décrit dans ce document présente de nombreux avantages, mais on s'est rendu compte qu'il était nécessaire de vérifier la qualité de ces sous-ensembles. Plus préci- sément, on s'est rendu compte que, lorsqu'on utilise ces sous-ensembles directement pour la réalisation de claviers incorporés à des téléphones portables, ce n'est qu'après la réalisation du téléphone portable qu'apparaissent certains défauts de réalisation. A ce moment, la seule solution est la mise au rebut de ces téléphones et elle a évidemment un coût élevé. En outre, on s'est rendu compte que les claviers réali- sés posaient deux problèmes. D'abord, lorsque de tels cla- viers incorporés à des téléphones portables sont mis à la disposition de clients potentiels qui essaient les appareils avant de faire leur choix, les dômes donnent une sensation de dureté relative qui peut inciter les clients à choisir d'autres modèles plus souples. Le second problème est que, après une certaine utilisation dans laquelle les différentes touches de -clavier ne sont pas enfoncées avec la même fréquence, 1il existe des différences de sensation entre les touches utilisées relativement souvent, qui sont relative- ment souples, et les touches utilisées plus rarement et qui donnent un contact plus dur. Cette différence de sensation donne à l'utilisateur une impression de mauvaise qualité. L'invention a pour objet la solution de tous les pro- blèmes précités. Plus précisément, elle a pour objet l'éli- mination totale de la mise au rebut des téléphones portables pour des défauts provenant du clavier, et elle a aussi pour objet de supprimer tous les inconvénients dus aux dif- férences de sensation au toucher des différentes touches des appareils. Plus précisément, selon l'invention, la solution à tous ces problèmes est obtenue par exécution du rodage systé- matique de tous les dômes de claviers avant la fin de la fabrication, avec avantageusement la mise en oeuvre de tests permettant la vérification de la qualité des sous-ensembles. Plus précisément, l'invention concerne un procédé de fabrication -de sous-ensembles de dispositifs électriques, qui comprennent chacun plusieurs dômes élastiques de clavier positionnes dans le sous-ensemble, du type qui comprend une étape de positionnement des dômes sur un dispositif de sup- port, et une étape de découpe des sous-ensembles, ces étapes étant exécutées dans un ordre quelconque; selon l'inven- tion, le procédé comporte en outre une étape de rodage des dômes de chaque sous-ensemble. Dans un mode de réalisation avantageux, le dispositif de support est un film adhésif. L'étape de rodage comprend avantageusement plusieurs manoeuvres de chaque dôme telles que les forces successives de manoeuvre de chaque dôme présentent une variation infé- rieure à une plage déterminée. Par exemple, cette étape comprend l'application à chaque dôme d'une force limite de manoeuvre un nombre de fois supérieur à une valeur déter- minée. De préférence, le procédé comprend en outre une étape de tests de tous les sous-ensembles. Dans un mode de réalisation avantageux, l'étape de tests comprend au moins la détermination de la présence de tous les dômes, la détermination de la position de chaque dôme, la détermination du sens de chaque dôme, ou la déter- mination de l'absence d'un dôme en excès. La détermination exécutée dans l'étape de tests est alors avantageusement effectuée par un circuit électrique formé sur une carte de circuit imprimé. Dans un autre mode de réalisation avantageux ou en outre, l'étape de tests comprend au moins la détermination du fait qu'aucun dôme n'est en double, la vérification de la force de manoeuvre, ou la vérification de la force de rebond des dômes. L'étape de tests est alors avantageusement exécu- tée par des sondes mécaniques à force tarée. L'invention concerne aussi une machine de rodage et de tests de sousensembles de dispositifs électriques, qui comprennent au moins chacun un film adhésif et plusieurs dômes élastiques de clavier, la machine étant du type qui comprend deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre et un dispositif de commande; selon l'invention, l'une des parties comporte un circuit imprimé destiné à être au contact de parties des dômes élastiques et à déterminer, pour chaque dôme, au moins une caractéristique électrique de la coopération entre le circuit et le dôme, et l'autre partie comprend des sondes en nombre suffisant pour que tous les dômes soient manoeuvrés de manière pratiquement simul- tanée, chaque sonde appliquant une force tarée au dôme coopérant et donnant une réaction qui dépend de la carac- téristique élastique du dôme coopérant. De préférence, le dispositif de commande comprend un microordinateur recevant des signaux du circuit imprimé et destiné à créer un signal d'alarme lorsqu'une caracté- ristique électrique au moins déterminée pour au moins un dôme est en dehors d'une plage de valeurs, et un dispositif d'alarme destiné à recevoir le signal d'alarme. Les deux parties sont avantageusement amovibles afin qu'elles puissent être remplacées par d'autres parties dont le circuit électrique et les sondes sont différents. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence au dessin annexé sur lequel la figure unique est une vue en élévation latérale, avec une partie arrachée, d'une machine de rodage et de tests de sous-ensembles de claviers. Les dômes élastiques de claviers sont des pièces de petites dimensions, leur dimension maximale étant habituel- lement de l'ordre de quelques millimètres; ils ont une forme bombée et comprennent en général un certain nombre de bras destinés à être au contact de circuits conducteurs. Ces dômes sont normalement repoussés par des touches et, lors- qu'une touche est libérée, il reprennent automatiquement leur position avant enfoncement. Ces dômes constituent donc des "ressorts". Compte tenu de la forme de ces dômes, on note que la courbe de variation de la force nécessaire à la manoeuvre d'un dôme est une courbe qui, comme dans le cas de tous les ressorts, comprend une première partie qui diminue assez rapidement avant d'atteindre un palier puis, après une longue période, diminue à nouveau. Dans le cas des ressorts habituels à lame, à boudin, etc., la diminution initiale est relativement réduite. Cependant, dans le cas des dômes élastiques de claviers, il n'est pas rare que la variation initiale de la force de manoeuvre soit de 10 à 20 % et même plus. C'est cette varia- tion de force de manoeuvre qui donne à l'utilisateur une sensation désagréable, soit par nécessité d'application d'une force-excessive lors des premières manoeuvres, soit par une différence de force entre des touches voisines dont les dômes nront pas subi un même nombre de manoeuvres. Selon -l'invention, ces problèmes sont résolus par incorporation, au procédé de fabrication de sous-ensembles de clavier, d'une étape de rodage au cours de laquelle tous les dômes de chaque sous-ensemble sont soumis à plusieurs manoeuvres telles que la force résultante de manoeuvre nécessaire pour chaque dôme soit proche de la valeur de palier des dômes. En pratique, on constate qu'une dizaines de manoeuvres est suffisante pour la plupart des dômes. Certains mêmes atteignent leur valeur de palier après la troisième ou qua- trième manoeuvre. Dans le cas d'autres dômes de forme spé- ciale, il suffit d'une seule manoeuvre, destinée à "casser le nerf" du matériau. L'invention a pour objet l'exécution d'un rodage qui permet ainsi d'amener la force de manoeuvre de chaque dôme à une valeur proche de sa valeur de palier. Etant donné que le rodage nécessite la manoeuvre de tous les dômes, il est avantageux de combiner à ce rodage une étape de tests qui porte alors sur tous les dômes de tous les sous-ensembles. De tels tests systématiques peuvent être notamment la détermination de la présence de tous les dômes (pas de dôme manquant), la détermination de la posi- tion de chaque dôme (position en translation dans deux directions perpendiculaires et position en rotation), la détermination du sens de chaque dôme (dôme éventuellement retourné) et la détermination de l'absence d'un dôme en excès (par exemple un dôme supplémentaire libre entre les dômes nécessaires aux sous-ensembles). Ces divers tests peuvent être exécutés avec un circuit électrique réalisé sur une carte de circuit imprimé. Plus précisément, cette carte de circuit imprimé porte un circuit électrique dont la configuration correspond aux bras des dômes du sous-ensemble particulier testé. Les hoMmes du métier connaissent bien la détermination de positions, en translation et rotation, sur des circuits électriques comprenant de nombreuses plages de contact qui permettent de déterminer l'emplacement de pièces conduc- trices, constituées dans le cas de l'invention par des dômes. Les tensions électriques existant aux différentes plages sont vérifiées par un microordinateur qui teste les plages avec un algorithme détermine. Il est aussi souhaitable que l'étape de tests comprenne la détermination du fait qu'aucun dôme n'est en double (la force de manoeuvre devrait être doublée), la vérification de la force de manoeuvre (qui doit être comprise dans une plage déterminée) et la vérification de la force de rebond (qui est un indice de la qualité mécanique du dôme). Ces tests sont exécutés de préférence par des sondes à force tarée, associées chacune à un dôme. De telles sondes comprennent simplement un palpeur rappelé par un ressort dont la force est réglée par réglage de la compression. La figure unique représente un exemple de machine de rodage et de tests mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. Sur la figure, la référence 10 désigne le bâti de la machine. La référence 12 désigne une plaque inférieure de la machine qui porte un circuit imprimé 14. La plaque infé- rieure 12 et le circuit imprimé 14 qui sont fixes l'un par rapport à l'autre constituent une première partie de la machine qui est fixe. Une seconde partie mobile comporte un cadre 16 solidaire d'une plaque 18 à laquelle sont fixées des sondes de mesure 20. Chaque sonde comporte un palpeur 22 destiné à exercer une force de manoeuvre, et repoussé par un ressort interne dont la force est réglée par un écrou 24. Cette partie mobile est montée sur une plaque 26 destinée à subir un mouvement alternatif vertical, ascendant et descen- dant, sous la commande d'un volant 28 entraîné en rotation par un moteur 30. Un vérin 32 permet le positionnement de la partie mobile 16-26 en position de rodage et de tests ou à distance de cette position. Pendant le fonctionnement, lorsque la partie mobile 16-26 est levée, une nappe portant de préférence plusieurs sous-ensembles de clavier juxtaposés est introduite entre la partie fixe et la partie mobile. Lorsque la bande est posi- tionnée, le vérin 32 abaisse la partie mobile, et le moteur 30 provoque l'oscillation de la partie mobile 16-26 afin que les palpeurs 22 des sondes 20 viennent appliquer succes- sivement des forces de manoeuvre aux dômes. La détermination des forces de manoeuvre peut être réalisée soit électrique- ment, avec des transducteurs incorporés à chaque sonde 20, soit mécaniquement, par un système de basculement qui permet de déterminer l'enfoncement suffisant de tous les palpeurs 22 sur les dômes après un certain nombre de cycles de la partie mobile 16-26. Si au bout de trois ou cinq cycles par exemple un d-me exerce encore une force excessive, le pal- peur correspondant ne descend pas suffisamment et l'extré- mité supérieure du palpeur peut alors être au contact d'un organe mécanique qui peut indiquer ce fait. L'opération de rodage comprend simplement la manoeuvre de chaque dôme pendant un nombre quelconque de cycles déterminé auparavant. Cependant, il est aussi commode que les sondes 20 permettent la vérification du fait que, après cette étape de rodage, la force de manoeuvre correspond bien aux valeurs voulues. De la même manière, la force de rebond du dôme peut être déterminée. Lorsque des sous-ensembles de formes différentes doivent être rodés, il est bien évident que la disposition des sondes 20 doit être modifiée afin qu'elle corresponde à chaque sous-ensemble ou chaque groupe de sousensembles placé dans la machine. Les sous-ensembles transmis en bande peuvent être séparés de la bande avant ou après le rodage. Bien qu'on ait décrit l'invention en référence à des sous-ensembles comprenant un film élastique et des dômes, elle s'applique aussi à tout sous-ensemble comprenant des dômes maintenus de façon quelconque en position, du moment que le rodage est effectué sur un sous-ensemble avant montage dans un appareil plus onéreux, afin que la mise éventuelle au rebut porte sur le sous-ensemble et non sur un appareil plus coûteux. Il est bien entendu que l'invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication de sous-ensembles de dispo- sitifs électriques, qui comprennent chacun plusieurs dômes élastiques de clavier positionnes dans le sous-ensemble, du type qui comprend: - une étape de positionnement des dômes sur un dispo- sitif de support, et - une étape de découpe des sous-ensembles, ces étapes étant exécutées dans un ordre quelconque, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape de rodage des dômes de chaque sous-ensemble. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape de rodage comprend plusieurs manoeuvres de chaque dôme telles que les forces successives de manoeuvre de chaque dôme présentent une variation inférieure à une plage déterminée. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte l'application à chaque dôme d'une force limite de manoeuvre un nombre de fois supérieur à une valeur déterminée. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de tests de tous les sous-ensembles. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape de tests comprend au moins une opération choisie parmi la détermination de la présence de tous les dômes, la détermination de la position de chaque dôme, la déter- mination du sens de chaque dôme, et la détermination de l'absence drun dôme en excès. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la détermination exécutée dans l'étape de tests est effectuée par un circuit électrique formé sur une carte de circuit imprime. 7. Prcédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape je tests comprend au moins une opération choisie parmi la détermination du fait qu'aucun dôme n'est en double, la vérification de la force de manoeuvre, et la vérification de la force de rebond. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'étape de tests est exécutée à l'aide de sondes (20) à force tarée. 9. Machine de rodage et de tests de sous-ensembles de dispositifs électriques, qui comprennent au moins chacun un film adhésif et plusieurs dômes élastiques de clavier, du type qui comprend deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre et un dispositif de commande, caractérisée en ce que l'une -des parties comporte un circuit imprimé (14) destiné à être au contact de parties des dômes élastiques et à déterminer, pour chaque dôme, au moins une caractéristique électrique de la coopération entre le circuit et le dôme, et l'autre partie comprend des sondes (20) en nombre suf- fisant pour que tous les dômes soient manoeuvrés de manière pratiquement simultanée, chaque sonde (20) appliquant une force tarée au dôme coopérant et donnant une réaction qui dépend de la caractéristique élastique du dôme coopérant. 10. Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que le dispositif de commande comprend un microordinateur recevant des signaux du circuit imprimé (14) et destiné à créer un signal d'alarme lorsqu'une caractéristique élec- trique au moins déterminée pour au moins un dôme est en dehors d'une plage de valeurs, et un dispositif d'alarme destiné à recevoir le signal d'alarme.