Brevet FR2960694A1 — publié le 20111202

L'invention concerne la fabrication d'un clavier souple à contact électrique normalement fermé, la lame de contact, la touche et le clavier souple correspondants. Les claviers à membrane actuels extrêmement fins et peu onéreux sont fabriqués par impression de pistes d'encre conductrice à base d'argent sur des supports plastiques, dans le but de créer des circuits extra fins. Les touches du clavier ainsi formé sont toutes exécutées selon le même principe : deux pistes au moins sont disposées en vis-à-vis et sont mises en contact lorsque l'on appuie sur la touche. Ces touches constituent donc des touches de type à contact électrique normalement ouvert. L'élément électriquement conducteur qui permet la mise en contact, est, selon le cas, soit une coupelle métallique formant un contact à coupelle, soit une pastille en argent imprimée au dos du circuit supérieur ou au dos de la face décor posée sur le circuit. Ce type de contact est alors désigné contact en peigne avec face avant plate ou thermoformée. Les techniques précitées permettent de fabriquer des claviers à membrane souple, lesquels présentent des épaisseurs réduites, de l'ordre de 1 à 1,5 mm, voire dans les cas les plus élaborés de 0,6 à 0,7 mm. Le développement des techniques précitées a permis, plus récemment, d'intégrer des composants extra-fins dans les claviers à membrane, composants tels que diodes électroluminescentes LED ou petites résistances, dont l'épaisseur de l'ordre de 0,5 mm autorise l'intégration dans ces fabrications. Cependant, lorsque l'utilisation de composants plus complexes apparaît nécessaire, il est impératif de changer de technologie. Les circuits plus volumineux sont alors le plus souvent collés sur des platines métalliques usinées, lesquelles servent de support pour l'intégration de boutons, commutateurs, boutons d'arrêt d'urgence ou autre. Lorsque les intégrateurs de tels circuits ou claviers souhaitent bénéficier dans ce type de circuit ou clavier d'une ou plusieurs touches à contact électrique normalement fermé, dans lesquels deux ou plusieurs pistes conductrices sont en contact permanent, l'action d'un opérateur sur l'une de ces touches permettant d'ouvrir ce contact, il est actuellement nécessaire soit d'intégrer des boutons volumineux et contraignants en terme de coûts de mise en oeuvre, soit d'introduire une gestion électronique de ce type de contact, ce que beaucoup d'intégrateurs ne souhaitent ou ne peuvent exécuter. La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients de la technique antérieure précitée. En particulier, elle a pour objet la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'un clavier souple à contact électrique normalement fermé, d'une touche à contact normalement fermé et d'un clavier comportant au moins une telle touche, tout en conservant les avantages inhérents à la technologie des claviers souples à savoir : - conservation d'une épaisseur de clavier très faible, n'excédant pas 1 à 1,5 mm, selon la construction ; - conservation du principe de fonctionnement des touches thermo- formées ou à coupelle utilisées dans les claviers à membrane actuels, - maintien d'un prix de fabrication compétitif et compatible avec le cahier des charges des marchés actuels de recherche de produits de qualité à coût réduit ; - obtention d'un type de touche pouvant fonctionner plusieurs centaines de milliers de fois, voire plus, sans problème raisonnablement prévisible ; - disposer d'un semi-produit facile à mettre en oeuvre pour les intégrateurs, sans contrainte supplémentaire d'adaptation de leurs méthodes de travail ; - réaliser un produit final, clavier à membrane souple, résistant dans des conditions d'utilisation parfois difficiles de vibrations, de chocs ou autres. Un objet de la présente invention est en particulier la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'un clavier souple à membrane comportant au moins une touche à contact normalement fermé. Ce procédé est remarquable en ce qu'il consiste au moins à équiper le clavier d'au moins un circuit imprimé recto-verso comprenant au moins un plot de contact recto et un plot de contact verso, à ménager dans le circuit imprimé, entre le plot de contact recto et le plot de contact verso, une fente d'insertion, à insérer dans la fente une lame conductrice souple formant un contact électrique normalement fermé entre le plot de contact recto et le plot de contact verso, cette lame souple comportant un point d'appui permettant d'exercer une force de rupture du contact électrique normalement fermé. Avantageusement, la lame souple comportant une languette souple centrale comprenant le point d'appui, électriquement et mécaniquement solidaire et adjacente à une première et à une seconde languette latérale par un point commun, la première et la seconde languette latérale étant placées dans un même plan et la languette centrale étant décalées en position selon une direction orthogonale audit plan (P) pour former un premier et un second espace d'insertion de la lame souple au niveau de la fente, l'opération consistant à insérer inclut au moins une étape consistant à insérer ladite lame souple dans la fente par clipsage du premier et du second espace d'insertion sur les bords opposés de la fente, de façon à amener au repos la languette souple central et respectivement l'une au moins de la première ou de la seconde languette latérale en contact électrique avec le plot de contact verso et respectivement recto ou réciproquement. De préférence, le point d'appui ménagé sur la languette centrale est placé en décalage distant sur la languette centrale vis-à-vis du point commun pour former un levier inter-force entre le point de contact de la languette centrale sur le plot de contact verso ou recto et le point commun. Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'une lame souple de contact normalement fermé pour circuit imprimé recto-verso. Une telle lame souple est remarquable en ce qu'elle comporte au moins une languette souple centrale, et une première et une seconde languette latérale, électriquement et mécaniquement solidaires d'un même point commun. La première et la seconde languette latérale électriquement et mécaniquement solidaires sont placées sensiblement dans un même plan, latéralement adjacentes à la languette souple centrale. La languette centrale est décalée en position selon une direction orthogonale au plan pour former un premier et un second espace d'insertion du circuit imprimé muni d'une fente et au moins d'un plot de contact recto et d'un plot de contact verso, chacun disposé au voisinage d'un des deux bords opposés de cette fente. Avantageusement, le plot de contact de la languette souple centrale est formé par un bossage; et, optionnellement, les plots de contact de la première languette latérale et de la seconde languette latérale sont eux aussi formés par un bossage. De préférence, la languette souple centrale est décalée au repos dans un plan oblique par rapport au plan contenant la première et la seconde languette souple latérale pour former, par rotation contrainte opposée de la languette souple centrale, le premier et le second espace d'insertion du circuit imprimé entre cette languette souple centrale et les première et seconde languettes latérales respectivement. Avantageusement, la lame est venue de découpage/emboutissage d'une feuille en un matériau conducteur. Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'une touche de contact pour clavier souple à membrane, une telle touche de contact étant remarquable en ce qu'elle comporte au moins un circuit imprimé muni d'au moins un plot de contact recto et un plot de contact verso, chacun placé au voisinage d'un des bords opposés d'une fente ménagée dans ce circuit imprimé, et, une lame de contact souple selon l'invention insérée dans la fente et formant un contact électrique normalement fermé entre le plot de contact recto et le plot de contact verso. La lame souple comporte un point d'appui permettant d'exercer une force de rupture du contact électrique normalement fermé. Avantageusement, le point d'appui peut être actionné par pression sur une coupelle ou sur une plaque de touche disposé au -dessus de lui. L'invention concerne également un clavier souple à membrane comportant au moins une touche et/ou une lame souple de contact normalement fermé correspondante. Le procédé de fabrication, la touche à contact électrique normalement fermé et le clavier correspondants, objets de l'invention, trouvent application à la fabrication de claviers de toutes dimensions, notamment de claviers de dimensions réduites pour les appareils de téléphonie mobile portables, les assistants numériques PDA et de claviers de dimensions plus importantes tels que claviers d'ordinateurs portables ou de bureau, d'instruments de musique ou autres. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description et à l'observation des dessins ci-après dans lesquels : - les figures la à 1d représentent les étapes essentielles de mise en oeuvre du procédé objet de l'invention ; - la figure 2 représente une vue de dessus d'une lame souple de contact normalement fermé pour circuit imprimé recto-verso conforme à l'objet de la présente invention ; - la figure 3 représente une vue en coupe selon le plan de coupe BB de la lame souple de contact normalement fermé représentée à la figure 2 ; et, - la figure 4 représente une vue en coupe selon le plan de la figure 1d d'une touche de contact électrique normalement fermé conforme à l'objet de la présente invention. Sur les figures précitées les proportions relatives des éléments n'ont pas été respectées, afin de ne pas nuire à la clarté d'ensemble. Le procédé de fabrication d'un clavier souple à membrane conforme à l'objet de la présente invention est maintenant décrite de manière détaillée en liaison avec les figure la à 1 b. À l'étape 1, représentée sur la figure la, le procédé selon l'invention consiste à fournir et équiper le clavier d'au moins un circuit imprimé recto - verso Cl comprenant au moins un plot de contact recto PR et un plot de contact verso PV. Le circuit imprimé recto-verso Cl peut être constitué par un circuit imprimé de tout type, un circuit double face ou autre. L'étape 1 est suivie d'une étape 2, représentée à la figure 1 b, consistant à ménager dans le circuit imprimé Cl, entre le plot de contact recto PR et le pot de contact verso PV, une fente d'insertion. De préférence, mais de manière non limitative, la fente d'insertion F est formée par une fente à bords parallèles, traversant en totalité l'épaisseur du circuit imprimé Cl. L'étape 2 est suivie d'une étape 3 comportant une sous-étape 3(1), représentée à la figure 1 c, consistant à insérer dans la fente d'insertion F une lame conductrice souple LS formant un contact électrique normalement fermé entre le plot de contact recto PR et le plot de contact verso PV. Ainsi que représenté en outre sur les dessins, la lame souple LS comporte un point d'appui PA permettant d'exercer une force de rupture du contact électrique normalement fermé. En outre, on a montré à la sous-étape 3(2) , représentée à la figure 1d, selon une vue en coupe dans le plan de coupe AA du circuit imprimé Cl de la figure 1c, la touche de contact à contact électrique normalement fermé obtenue suite à l'insertion de la lame souple LS. On comprend, en particulier, que l'opération d'insertion consiste à introduire la lame souple LS par clipsage, ou de toute autre façon, sur chacun des bords parallèles de la fente F, ainsi qu'il sera décrit ci-après. Dans ce but, lord de l'étape 3(1) représentée à la figure 1c, la lame souple LS peut comporter, avantageusement, une languette souple centrale LC comprenant le point d'appui PA, dont elle est électriquement et mécaniquement solidaire par un point commun PC, et une première LL1 et une seconde LL2 languette latérale. La languette souple centrale LC est adjacente et parallèle à la première et la seconde languette latérale LL1 et LL2 et réunie à ces dernières par le point commun PC. De préférence, la première et la seconde languette latérale LL1 et LL2 sont placées sensiblement dans un même plan P mais la languette centrale LC est décalée en position selon une direction orthogonale au plan P, pour former un premier E11 et un second EI2 espace d'insertion, compris chacun entre la languette souple second LC et les extrémités opposées des deux languettes latérales LL1 et LL2. On comprend ainsi qu'à l'étape 3(1) représentée à la figure1 c, l'opération d'insertion de la lame souple LS dans la fente F est exécutée par insertion et clipsage du premier respectivement du second espace d'insertion E11, EI2 sur un des bords opposés de la fente F, de façon à amener au repos la languette centrale LC respectivement les deux languettes latérales LL1 et LL2 en contact électrique du plot de contact verso PV et respectivement du plot de contact recto PR ou réciproquement. Enfin ainsi qu'on pourra l'observer également sur la figure 1, le point d'appui PA ménagé sur la languette centrale LC est placé en décalage distant sur la languette centrale vis-à-vis du point commun PC pour former un levier inter-force entre le point de contact de la première languette centrale sur le plot de contact verso ou recto et le point commun PC. Une description plus détaillée d'une lame souple de contact électrique normalement fermé spécialement conçue pour la mise en oeuvre du procédé, d'une touche de contact et d'un clavier souple à membrane conformes à l'objet de la présente invention sera maintenant donnée en liaison avec les figures 2 et 3. Sur la figure 2, on a représenté la lame souple de contact normalement fermé conforme à l'objet de l'invention comportant au moins la languette souple centrale LC, dont elle est électriquement et mécaniquement solidaire au niveau du point commun PC. La lame souple LS comporte en outre la première LL1 et la seconde LL2 languette latérale électriquement et mécaniquement solidaires chacune du point commun PC. La première et la seconde languette latérale sont adjacentes et parallèles à la languette souple centrale LC, mais sont décalées en position selon une direction orthogonale au plan P pour former le premier E11 et le second E12 espace d'insertion du circuit imprimé CI muni de la fente F, du plot de contact recto et du plot de contact verso disposés au voisinage de deux bords opposés de cette fente. En référence à la figure 2, on comprend que le plan P incluant sensiblement les languettes latérales n'est autre que le plan de la feuille supportant la figure 2 précitée et que les espaces d'insertion B1 et EI2 représentés entre les languettes parallèles sur la figure 2 s'étendent toutefois dans une direction orthogonale au plan de cette même feuille, ainsi qu'il sera explicité ci-après en liaison avec la figure 3. En référence à la figure précitée, on comprend que la languette souple centrale LC est décalée au repos dans un plan oblique PO par rapport au plan P contenant la première LL1 et la seconde LL2 languette souple latérale pour former, par rotation contrainte opposée de cette languette souple centrale LC, le premier espace d'insertion E11 du circuit imprimé Cl entre la languette souple centrale LC et les première et seconde languette souple latérale LL1, LL2. L'angle d'inclinaison du plan oblique PO vis-à-vis du plan P précité peut être compris entre 10° et 20°, en fonction des caractéristiques d'élasticité du matériau métallique constitutif de la lame souple LS. Sur la figure 3, on a représenté en pointillé le déplacement de la languette centrale LC sur rotation contrainte opposée f pour former le premier espace d'insertion E11 précité. La lame souple LS peut ainsi être clipsée au niveau de ses espaces d'insertion E11, E12 en exerçant la rotation contrainte opposée sur la languette souple centrale LC pour permettre à cette dernière de passer sous le circuit imprimé Cl ,ce dernier entrant, par le bord correspondant de la fente F, dans le premier espace d'insertion E11, et d'entrer en contact électrique avec le plot de contact verso PV, puis, par translation de la lame souple LS, vers le bord opposé de la fente F, pour amener ce dernier dans le second espace d'insertion E12 et réaliser le contact électrique entre le plot de contact recto PR et la ou les languettes souples latérales LL1, LL2. Ainsi, on comprend que la languette centrale LC permet d'assurer la fonction de rupture du contact électrique normalement fermé par application d'une contrainte sur le point d'appui PA en coopération avec les languettes souples latérales LL1, LL2. La lame souple telle que représentée aux figures 2 et 3 précitées, est avantageusement venue de découpage/emboutissage d'une feuille en un matériau conducteur tel qu'un métal souple comme un alliage cuivre-béryllium, un inox ou autre. En particulier le point d'appui PA ménagé sur la languette centrale LC est avantageusement formé par un bossage, par exemple. De même, le plot de contact PcC1 de la languette souple centrale LC est formé, par exemple, par un bossage. De plus, optionnellement, les plots de contact PcL1, PcL2 respectivement des languettes latérales LL1 sont également formés par un bossage, selon le présent exemple de réalisation. Une touche de contact pour clavier souple à membrane, conforme à l'objet de l'invention, est maintenant décrite en liaison avec la figure 4. En référence à la figure précitée, la touche de contact comporte le circuit imprimé Cl muni du plot de contact recto PR et du plot de contact verso PV chacun placé au voisinage d'un des bords opposés de la fente F ménagée dans le circuit imprimé. Une lame de contact souple LS, telle que décrite précédemment en liaison avec les figures 2 et 3, est insérée dans la fente F pour former le contact électrique normalement fermé entre le plot de contact recto PR et le plot de contact verso PV. La lame souple comporte le point d'appui PA permettant d'exercer la force de rupture du contact électrique normalement fermé. Ainsi qu'on l'a en outre représenté en figure 4, le point d'appui précité peut être activé en exerçant une pression soit sur une coupelle C de forme arrondie, soit sur une plaque de touche PT, disposé au-dessus de lui. La liaison entre le point d'appui PA et la coupelle C ou la plaque de touche PT est réalisée de manière classique. Enfin, l'invention concerne le clavier souple à membrane équipé d'une touche de contact formant un contact électrique normalement fermé tel que décrit en liaison avec la figure 4. On comprend en particulier que la touche représentée à la figure précitée peut être intégrée pour former un clavier souple compatible avec tous les types de matériaux de face avant FA, tel que PET, élastomère, PU, PC ou autre.20 REVENDICATIONS. 1 . - Procédé de fabrication d'un clavier souple à membrane comportant au moins une touche à contact normalement fermé, ce procédé consistant au moins à : - équiper ledit clavier d'au moins un circuit imprimé recto - verso (Cl) comprenant au moins un plot de contact recto (PR) et un plot de contact verso (PV) ; - ménager dans le circuit imprimé, entre le plot de contact recto (PR) et le plot de contact verso (PV) une fente d'insertion (F) ; - insérer dans ladite fente (F) une lame conductrice souple (LS) formant un contact électrique normalement fermé entre le plot de contact recto et le plot de contact verso, ladite lame souple comportant un point d'appui (PA) permettant d'exercer une force de rupture du contact électrique normalement fermé. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite lame souple (LS) comportant une languette souple centrale (LC) comprenant ledit point d'appui (PA), électriquement et mécaniquement solidaire et adjacente à une première (LL1) et à une seconde languette (LL2) latérale par un point commun (PC), la première et la seconde languette latérale étant placées dans un même plan et la languette centrale étant décalées en position selon une direction orthogonale audit plan (P) pour former un premier (E11) et un second (EI2) espace d'insertion de ladite lame souple (LS) au niveau de ladite fente (F), l'opération consistant à insérer inclut au moins une étape consistant à insérer ladite lame souple (LS) dans la fente (F) par clipsage du premier respectivement du second espace d'insertion sur les bords opposés de la fente, de façon à amener au repos la languette souple central (LS)e respectivement l'une au moins de la première (LL1) ou de la seconde (LL2) languette latérale en contact électrique avec le plot de contact verso (PV) et respectivement recto (PR) ou réciproquement. 3. - Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le point d'appui (PA) ménagé sur la languette centrale (LC) est placé en décalage distant sur ladite languette centrale vis-à-vis du point commun (PC) pour former un levier inter-force entre le point de contact de la languette centrale (LC) sur le plot de contact verso ou recto et ledit point commun. 4. - Lame souple de contact normalement fermé pour circuit imprimé recto-verso, caractérisé par le fait qu'elle comporte au moins : - une languette souple centrale (LC); une première (LL1) et une seconde (LL2) languette latérale électriquement et mécaniquement solidaire chacune de la languette souple centrale (LC) en un point commun (PC) et placées sensiblement dans un même plan, latéralement adjacente à ladite languette souple centrale (LC), la première (LL1) et la seconde LL2) languette latérale étant décalées en position selon une direction orthogonale audit plan pour former un premier (E11) et un second (EI2) espace d'insertion du circuit imprimé muni d'une fente (F) et d'au moins un plot de contact recto (PR) et un plot de contact verso (PV) disposés au voisinage de deux bords opposés de ladite fente (F). 5. - Lame souple de contact normalement fermé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le point d'appui (PA) sur ladite languette centrale (LC) est formé par un bossage. 6. - Lame souple de contact normalement fermé selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée par le fait que le plot de contact (PcLC) de la languette souple centrale (LC) est formé par un bossage. 7. - Lame souple de contact normalement fermé selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée par le fait que les plots de contact (PcL1) de la première (LL1) languette latérale et (PcL2) de la seconde languette latérale (LL2) sont formés par un bossage. 8. - Lame souple de contact normalement fermé selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisée par le fait que la languette souple centrale (LC) est décalée au repos dans un plan oblique par rapport au plan contenant la première (LL1) et la seconde (LL2) languette souple latérale pour former, par rotation contrainte opposée de ladite languette souple centrale (LC), le premier (E11) et le second (EI2) espace d'insertion du circuit imprimé (Cl) entre ladite languette souple centrale (LC) et lesdites première (LL1) et seconde (LL2) languettes souples latérales respectivement. 9. - Lame souple de contact normalement fermé selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisée par le fait que ladite lame (LS) est venue de découpage/emboutissage d'une feuille en un matériau conducteur. 10. - Touche de contact pour clavier souple à membrane, caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins : - un circuit imprimé (Cl) muni d'au moins un plot de contact recto (PR) et d'un plot de contact verso (PV) placé chacun au voisinage d'un des bords opposés d'une fente (F) ménagée dans ledit circuit imprimé ; - une lame de contact souple (LS) selon l'une des revendications 4 à 9 étant insérée dans ladite fente (F) et formant un contact électrique normalement fermé entre le plot de contact recto (PR) et le plot de contact verso (PV), ladite lame souple (LS) comportant un point d'appui (PA) permettant d'exercer une force de rupture du contact électrique normalement fermé. 13. - Touche de contact pour clavier souple à membrane selon la revendication 10, caractérisée par le fait que ledit point d'appui (PA) peut être actionné par pression sur une coupelle (C) ou sur une plaque de touche (PT) disposé au -dessus de lui. 14. - Clavier souple à membrane, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins une touche selon l'une des revendications 10 ou11.