Brevet FR2944382A1 — publié le 20101015

CLAVIER MODULAIRE ET SON PROCEDE DE FABRICATION Domaine de l'invention La présente invention concerne une technologie de modularisation de touche, en particulier un clavier modulaire et un procédé de fabrication du clavier modulaire. Contexte de l'invention Les produits électroniques comme les ordinateurs personnels, les ordinateurs bloc-notes, les dictionnaires électroniques, les calculatrices, les téléphones mobiles, les assistants numériques personnels (PDA) nécessitent un dispositif d'entrée pour faciliter une entrée ou une opération des produits électroniques. Par exemple, un clavier d'ordinateur comprend généralement un boîtier supérieur ayant une pluralité de sièges de touche, une pluralité d'éléments élastiques disposés dans la pluralité de sièges de touche respectivement, une pluralité de dessus de touche pour supporter les mouvements verticalement de haut en bas de la pluralité d'éléments élastiques, une membrane de circuit raccordée électriquement à la pluralité de dessus de touche, une carte de circuit imprimé raccordée électriquement à la membrane de circuit, et une base pour retenir la carte de circuit imprimé. Les utilisateurs peuvent appuyer sur n'importe quel dessus de touche de sorte que le dessus de touche est électriquement raccordé à un contact électrique de la membrane de circuit, et ensuite une borne d'entrée/sortie (I/O) de la membrane de circuit est électriquement raccordée à la carte de circuit imprimé pour transmettre un code de touche représentant le dessus de touche correspondant à un système informatique, de sorte que les utilisateurs peuvent observer les résultats sur un dispositif d'affichage. Cependant, l'art antérieur mentionné précédemment installe le dessus de touche et la membrane de circuit indépendamment, et un espace est généralement formé entre le dessus de touche et la membrane de circuit et ainsi du liquide tel que de l'eau, du thé ou du café peut s'infiltrer directement dans le clavier par l'espace et affecter les propriétés électriques du clavier ou provoquer des erreurs ou des pannes, de sorte que la fiabilité du clavier est réduite. Ainsi, certains fabricants proposent une fonction de résistance à l'eau du clavier, et les technologies brevetées liées ont été décrites dans les publications de brevet R.O.0 200809891 et 200826130, les brevets R.O.0 M 334 390, M 312 718, M 281 227, M 243 721 et la publication de brevet R.O.0 553 433, etc. Par exemple, certains fabricants produisent un clavier comprenant un corps principal, un corps de touche, une membrane conductrice et une carte de circuit imprimé, et des bandes en caoutchouc ou des adhésifs sont utilisés pour assembler le corps principal et le corps de touche afin de fournir l'effet de résistance à l'eau. Cette conception utilise principalement une couche isolante pour recouvrir les broches et les bornes ou terminaux à courant porteur des composants électroniques sur la carte de circuit imprimé et les bandes en caoutchouc et les bandes métalliques sont utilisées pour réaliser l'étanchéité des terminaux de la membrane conductrice raccordée à la carte de circuit imprimé. Cependant, l'art antérieur mentionné précédemment ne peut obtenir que l'effet hydrophobe. Si le clavier est plongé dans un liquide tel que de l'eau, alors l'eau pénètre encore dans le clavier. En outre, l'art antérieur nécessite les procédés de fabrication mentionnés précédemment et ainsi s'expose à une longue période de fabrication et se traduit par des fissures du caoutchouc, le détachement de l'adhésif et l'échec à fournir la fonction de résistance à l'eau. Résumé de l'invention Par conséquent, un présente invention est objectif principal de la de venir a bout des inconvénients mentionnés précédemment de l'art antérieur en proposant un clavier modulaire résistant à l'eau et un procédé de fabrication du clavier modulaire résistant à l'eau. Un autre objectif de la présente invention est de proposer un clavier modulaire et un procédé de fabrication du clavier modulaire pour réduire le temps d'assemblage et de fabrication. Un autre objectif de la présente invention est de proposer un clavier modulaire et un procédé de fabrication du clavier modulaire pour améliorer la résistance structurelle du clavier modulaire. Pour obtenir les objectifs précédents ainsi que d'autres, la présente invention propose un clavier modulaire comprenant : un boîtier supérieur, ayant un premier côté et un second côté disposés à l'opposé l'un de l'autre, et le premier côté ayant une pluralité de touches ; un boîtier inférieur pour réaliser l'étanchéité du second côté ; un espace de confinement formé entre le boîtier inférieur et le boîtier supérieur ; un élément de conduction électrique, installé sur le second côté, et disposé dans l'espace de confinement ; et une carte de circuit imprimé installée entre l'élément de conduction électrique et le boîtier inférieur, et disposée dans l'espace de confinement. La présente invention propose en outre un procédé de fabrication du clavier modulaire, et le procédé de fabrication comprend les étapes consistant à : prévoir un boîtier supérieur, dans lequel le boîtier supérieur a un premier côté et un second côté correspondant l'un à l'autre et le premier côté a une pluralité de touches ; prévoir un boîtier inférieur dans lequel le boîtier inférieur est prévu pour réaliser l'étanchéité du second côté, et un espace de confinement est formé entre le boîtier inférieur et le boîtier supérieur ; prévoir un élément de conduction électrique, dans lequel l'élément de conduction électrique est installé sur le second côté, et disposé dans l'espace de confinement ; prévoir une carte de circuit imprimé, dans lequel la carte de circuit imprimé est installée entre l'élément de conduction électrique et le boîtier inférieur et disposée dans l'espace de confinement ; et combiner le boîtier supérieur et le boîtier inférieur avec une technologie de soudage ultrasonore pour fermer hermétiquement l'espace de confinement. Dans le clavier modulaire mentionné précédemment et son procédé de fabrication, le boîtier supérieur et le boîtier inférieur sont des boîtiers en plastique. L'élément de conduction électrique est un autocollant de plaque métallique circulaire, une particule de carbone ou n'importe quel autre composant électroconducteur équivalent. L'espace de confinement a une hauteur supérieure ou égale à la somme de l'épaisseur de l'élément de conduction électrique et de l'épaisseur de la carte de circuit imprimé. Dans un mode de réalisation, le boîtier supérieur comprend une rainure, dans lequel la rainure a une profondeur supérieure ou égale à la somme de l'épaisseur de l'élément de conduction électrique et de l'épaisseur de la carte de circuit imprimé. Dans un autre mode de réalisation, à la fois le boîtier supérieur et le boîtier inférieur ont des rainures correspondantes respectivement, dans lequel les deux rainures ont une profondeur totale supérieure ou égale à la somme de l'épaisseur de l'élément de conduction électrique et de l'épaisseur de la carte de circuit imprimé. Par rapport à l'art antérieur, la conception de la présente invention enferme la carte de circuit imprimé et l'élément de conduction électrique et ensuite combine les boîtiers supérieur et inférieur pour former un module solidaire afin d'obtenir un effet tout à fait résistant à l'eau du clavier et de surmonter le problème existant de l'art antérieur qui n'a qu'un effet hydrophobe. Contrairement à l'art antérieur qui nécessite différents procédés d'assemblage et une longue période de fabrication, la présente invention adopte simplement la technologie du soudage ultrasonore pour réaliser le procédé d'assemblage. De plus, la présente invention peut venir à bout des problèmes de fissures du caoutchouc, et du détachement de l'adhésif de l'art antérieur pour garantir la fonction de résistance à l'eau. Etant donné que le boîtier supérieur et le boîtier inférieur sont soudés de manière solidaire, l'invention propose non seulement l'effet de résistance à l'eau mais améliore également la résistance structurelle du clavier. Brève description des dessins La figure la est une vue en éclaté d'un clavier modulaire selon un premier mode de réalisation préféré de la présente invention ; La figure lb est une vue de dessus de la figure la ; La figure 2 est un organigramme du procédé de fabrication du clavier modulaire selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; La figure 3a est une vue en coupe d'un clavier modulaire assemblé selon un premier mode de réalisation 25 de la présente invention ; La figure 3b est une vue de dessus d'un clavier modulaire assemblé selon un premier mode de réalisation préféré de la présente invention ; et La figure 4 est une vue en coupe d'un clavier 30 modulaire selon un second mode de réalisation préféré de la présente invention. Description des modes de réalisation préférés D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement dans la description détaillée suivante des modes de réalisation préférés en référence aux dessins d'accompagnement. En référence aux figures la à 3b des dessins d'un clavier modulaire et de son procédé de fabrication selon un premier mode de réalisation préféré de la présente invention, le clavier modulaire 1, tel que représenté sur la figure la comprend un boîtier supérieur 11, un boîtier inférieur 13 correspondant au boîtier supérieur 11, un élément de conduction électrique 15 installé sur un côté du boîtier supérieur 11 et disposé entre le boîtier supérieur 11 et le boîtier inférieur 13, et une carte de circuit imprimé 17 installée sur un côté de l'élément de conduction électrique 15 et disposée entre l'élément de conduction électrique 15 et le boîtier inférieur 13. Sur la figure la, le boîtier supérieur 11 comprend un premier côté 111 et un second côté 113 disposés à l'opposé l'un de l'autre, et le premier côté 111 comprend une pluralité de touches 115 et le boîtier inférieur 13 est prévu pour réaliser l'étanchéité du second côté 113. Dans ce mode de réalisation préféré, le boîtier supérieur 11 et le boîtier inférieur 13 sont des boîtiers en plastique, tels que représentés sur la figure lb et le boîtier supérieur 11 comprend une rainure 117 ayant une profondeur sensiblement égale à la somme de l'épaisseur de l'élément de conduction électrique 15 et de l'épaisseur de la carte de circuit imprimé pour faciliter la formation d'un espace de confinement entre le boîtier inférieur 13 et le boîtier supérieur 11. En même temps, le boîtier inférieur 13 comprend une pluralité de parties de raccordement 131 disposées sur une surface du boîtier inférieur 13 et chaque partie de raccordement 131 est un goujon. L'élément de conduction électrique 15 est installé sur le second côté 113 et disposé dans l'espace de confinement. Dans ce mode de réalisation préféré, l'élément de conduction électrique 15 est un autocollant de plaque métallique circulaire, mais dans d'autres modes de réalisation préférés, l'élément de conduction électrique 15 peut être une particule de carbone ou n'importe quel autre dispositif équivalent. Dans la même direction, l'élément de conduction électrique 15 a une largeur sensiblement égale à la largeur de la rainure 117. En d'autres termes, l'élément de conduction électrique 15 a une taille lui permettant de s'adapter exactement dans la rainure 117. Cependant, l'homme du métier peut comprendre que la largeur de l'élément de conduction électrique 15 peut être plus petite que la largeur de la rainure 117, et que l'invention n'est pas limitée uniquement au mode de réalisation mentionné précédemment. La carte de circuit imprimé 17 est installée entre l'élément de conduction électrique 15 et le boîtier inférieur 13 et disposée dans l'espace de confinement. Dans ce mode de réalisation préféré, dans la même direction, la carte de circuit imprimé 17 a une largeur sensiblement égale à la largeur de la rainure 117. En d'autres termes, la carte de circuit imprimé a une taille qui s'adapte exactement dans la rainure 117. Cependant, l'homme du métier peut comprendre que la largeur de la carte de circuit imprimé 17 peut être plus petite que la largeur de la rainure 117 et que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation mentionné précédemment. Sur la figure 2, la fabrication d'un clavier modulaire 1 selon ce mode de réalisation préféré comprend les étapes suivantes. A l'étape 100, on prévoit un boîtier supérieur 11, à laquelle le boîtier supérieur 11 comprend un premier côté 111 et un second côté 113, et le premier côté 111 comprend une pluralité de touches 115. A l'étape 200, on prévoit un boîtier inférieur 13, à laquelle le boîtier inférieur 13 est prévu pour réaliser l'étanchéité du second côté 113 et un espace de confinement est formé entre le boîtier inférieur 13 et le boîtier supérieur 11. Dans ce mode de réalisation préféré, l'espace de confinement est formé par la rainure 117 et le boîtier inférieur 13 est un couvercle en tôle. A l'étape 300, on prévoit un élément de conduction électrique 15, à laquelle l'élément de conduction électrique 15 est installé sur le second côté 113 et disposé dans l'espace de confinement. A l'étape 400, on prévoit une carte de circuit imprimé, à laquelle la carte de circuit imprimé 17 est installée entre l'élément de conduction électrique 15 et le boîtier inférieur 13 et disposée dans l'espace de confinement. A l'étape 500, le boîtier supérieur 11 et le boîtier inférieur 13 sont combinés avec une technologie de soudage ultrasonore pour réaliser l'étanchéité de l'espace de confinement. Dans cette étape, on peut utiliser un soudeur tel qu'un soudeur ultrasonore, et au moins un procédé tel que le procédé de pressurisation, un procédé de refroidissement, un procédé de durcissement ou n'importe quel autre procédé est nécessaire. Etant donné que les procédés mentionnés précédemment font partie de l'art antérieur, ils ne seront donc pas décrits ici. Le boîtier supérieur 11 et le boîtier inférieur 13 peuvent être des boîtiers en plastique tels que des boîtiers en plastique thermoplastique. Grâce à la technologie de soudage ultrasonore, l'énergie mécanique à haute fréquence est utilisée pour ramollir ou faire par les vibrations ultrasonores afin de boîtier supérieur 11 et le boîtier Il convient de noter qu'une pression 20 spécifique peut être nécessaire pour fixer le boîtier supérieur 11 et le boîtier inférieur 13 pendant le procédé de soudage ultrasonore, et la hauteur de l'espace de confinement est de préférence conçue pour être légèrement supérieure à la somme de l'épaisseur de 25 l'élément de conduction électrique 15 et de l'épaisseur de la carte de circuit imprimé 17. En d'autres termes, la rainure 117 a une profondeur légèrement supérieure à la somme de l'épaisseur de l'élément de conduction électrique 15 et de l'épaisseur de la carte de circuit 30 imprimé 17 pour empêcher l'élément de conduction électrique 15 et la carte de circuit imprimé 17 d'être fondre la du joint du boîtier supérieur 11 et du boîtier inférieur fondues 13, et les molécules au niveau du joint sont matière plastique thermoplastique au niveau combiner le inférieur 13. comprimés pendant le procédé de combinaison des boîtiers supérieur et inférieur 11, 13. Cependant, la hauteur n'est pas limitée à son mode de réalisation préféré uniquement, mais l'espace de confinement peut avoir une hauteur égale à la somme de l'épaisseur de l'élément de conduction électrique 15 et de l'épaisseur de la carte de circuit imprimé 17 dans les autres modes de réalisation préférés. Les étapes mentionnées précédemment, les étapes 100 à 400 sont prévues pour démontrer le procédé de fabrication, les composants et la structure de l'invention uniquement, mais ne sont pas prévues pour limiter la séquence des étapes ni des composants installés de la présente invention. Ainsi, l'homme du métier peut modifier ou ajuster la séquence des étapes mentionnées ci-dessus de la procédure. Sur les figures 3a et 3b, l'élément de conduction électrique 15 et la carte de circuit imprimé 17 sont installés entre le boîtier supérieur 11 et le boîtier inférieur 13 et disposés dans l'espace de confinement. Etant donné que la présente invention fabrique le clavier modulaire 1 avec le procédé de soudage ultrasonore, les ondes ultrasonores sont utilisées pour coller le produit plastique avec un procédé de soudage de plastique, de sorte que l'élément de conduction électrique 15 et la carte de circuit imprimé 17 sont recouverts et contenus dans le boîtier supérieur 11 et le boîtier inférieur 13, et ensuite fondus pour former un module. Dans le procédé d'assemblage de la chaîne de production, on utilise un dispositif de raccordement tel qu'une vis (non représentée sur la figure) pour fixer la partie de raccordement 131 afin d'assembler le clavier modulaire 1 dans un dispositif électronique, pour réduire le temps de fabrication et obtenir la fonction de résistance à l'eau. En référence à la figure 4 pour une vue schématique d'un second mode de réalisation préféré de la présente invention, on utilise les mêmes numéros pour les mêmes éléments respectifs utilisés pour illustrer le mode de réalisation préféré mentionné ci- dessus. Contrairement au premier mode de réalisation préféré, à la fois le boîtier supérieur et le boîtier inférieur de ce mode de réalisation préféré ont des rainures correspondantes respectivement. Sur la figure 4, le boîtier supérieur 11 comprend une rainure 117, et le boîtier inférieur 13' comprend également une rainure 133' ouverte vers l'extérieur et correspondant à la rainure 117. Dans le procédé de fabrication de la présente invention, la rainure 117 et la rainure 133' peuvent être couplées et les deux côtés de la rainure 117 et de la rainure 133' servent de parties de soudage pour former un espace de confinement par la technologie de soudage ultrasonore. Bien entendu, la structure du boîtier supérieur 11 et du boîtier inférieur 13' (13) peut être modifiée dans les autres modes de réalisation préférés. Par exemple, le boîtier supérieur 11 et le boîtier inférieur 13' (13) sont changés en un évidement et une saillie correspondants ou n'importe quelle autre structure équivalente, ou uniquement le boîtier inférieur 13' a la rainure. Tant que l'élément de conduction électrique 15 et la carte de circuit imprimé 17 sont recouverts et contenus par le boîtier supérieur 11 et le boîtier inférieur 13' (13), de sorte que le boîtier supérieur 11 et le boîtier inférieur 13' (13) peuvent se mettre en prise entre eux sans aucun espace pour empêcher l'eau de pénétrer dans le clavier, un tel agencement peut être utilisé dans la présente invention. En résumé, la présente invention soude le boîtier supérieur 11 et le boîtier inférieur 13' (13) de manière solidaire en tant que tout pour obtenir l'effet de résistance à l'eau et améliorer la résistance structurelle globale du clavier. De plus, la présente invention nécessite simplement un dispositif de raccordement tel qu'une vis à assembler à un produit électronique pour obtenir l'effet consistant à réduire la fabrication. Alors que l'invention a été décrite au moyen des modes de réalisation spécifiques, de nombreuses modifications et variations peuvent y être apportées par l'homme du métier sans s'éloigner de la portée ni de l'esprit de l'invention présentée dans les revendications. REVENDICATIONS1. Clavier modulaire, comprenant : un boîtier supérieur (11) ayant un premier côté (111) et un second côté (113) disposés l'un à l'opposé de l'autre, et le premier côté (111) ayant une pluralité de touches ; un boîtier inférieur (13) pour réaliser l'étanchéité du second côté ; un espace de confinement, formé entre le boîtier inférieur et le boîtier supérieur (11) ; un élément de conduction électrique (15) installé sur le second côté (113), et disposé dans l'espace de 15 confinement ; et une carte de circuit imprimé (17) installée entre l'élément de conduction électrique (15) et le boîtier inférieur (13) et disposée dans l'espace de confinement. 20 2. Clavier modulaire selon la revendication 1, dans lequel le boîtier supérieur (11) est un boîtier supérieur en plastique et le boîtier inférieur (13) est un boîtier inférieur en plastique. 3. Clavier modulaire selon la revendication 1, 25 dans lequel le boîtier supérieur (11) comprend une rainure (117), la rainure a une profondeur supérieure ou égale à la somme de l'épaisseur de l'élément de conduction électrique (15) et de l'épaisseur de la carte de circuit imprimé (17). 30 4. Clavier modulaire selon la revendication 1, dans lequel le boîtier supérieur (11) et le boîtierinférieur (13) ont des rainures correspondantes, respectivement, les deux rainures ont une profondeur totale supérieure ou égale à la somme de l'épaisseur de l'élément de conduction électrique (15) et de l'épaisseur de la carte de circuit imprimé (17). 5. Clavier modulaire selon la revendication 1, dans lequel l'espace de confinement a une hauteur supérieure ou égale à la somme de l'épaisseur de l'élément de conduction électrique (15) et de l'épaisseur de la carte de circuit imprimé (17). 6. Procédé de fabrication d'un clavier modulaire comprenant les étapes consistant à : prévoir un boîtier supérieur (11), dans lequel le boîtier supérieur a un premier côté (111) et un second côté (113) correspondant l'un à l'autre, et le premier côté (111) a une pluralité de touches ; prévoir un boîtier inférieur (13), dans lequel le boîtier inférieur est prévu pour réaliser l'étanchéité du second côté (113), et un espace de confinement est formé entre le boîtier inférieur (13) et le boîtier supérieur (11) ; prévoir un élément de conduction électrique (15), dans lequel l'élément de conduction électrique (15) est installé sur le second côté (113), et disposé dans l'espace de confinement ; prévoir une carte de circuit imprimé (17), dans lequel la carte de circuit imprimé est installée entre l'élément de conduction électrique (15) et le boîtier inférieur (13) et disposée dans l'espace de confinement ; etcombiner le boîtier supérieur (11) et le boîtier inférieur (13) par une technologie de soudage ultrasonore pour réaliser l'étanchéité de l'espace de confinement. 7. Procédé de fabrication selon la revendication 6, dans lequel le boîtier supérieur (11) est un boîtier supérieur en plastique et le boîtier inférieur (13) est un boîtier inférieur en plastique. 8. Procédé de fabrication selon la revendication 6, dans lequel l'étape consistant à combiner le boîtier supérieur (11) et le boîtier inférieur (13) par la technologie de soudage ultrasonore comprend en outre au moins un procédé choisi parmi un procédé de pressurisation, un procédé de refroidissement et un procédé de durcissement. 9. Procédé de fabrication selon la revendication 6, dans lequel le boîtier supérieur (11) comprend une rainure (117), la rainure a une profondeur supérieure ou égale à la somme de l'épaisseur de l'élément de conduction électrique (15) et de l'épaisseur de la carte de circuit imprimé (17). 10. Procédé de fabrication selon la revendication 6, dans lequel le boîtier supérieur (11) et le boîtier inférieur (13) ont des rainures correspondantes respectivement, les deux rainures ont une profondeur totale supérieure ou égale à la somme de l'épaisseur de l'élément de conduction électrique (15) et de l'épaisseur de la carte de circuit imprimé (17).30