Brevet FR2977365A1 — publié le 20130104

CLAVIER BLINDE La présente invention concerne les claviers blindés, notamment les interfaces clavier blindé pour produit de type téléphonie fixe permettant aux s ondes électromagnétiques de ne pas rentrer ni sortir du produit sans que les pistes pour signaux utiles ne fassent antenne. De tels claviers blindés sont connus de l'art antérieur. Ils équipent des enceintes contenant des circuits électroniques. Ils comportent par 10 exemple un blindage situé derrière le second circuit imprimé. Ce blindage est destiné à empêcher les ondes électromagnétiques de pénétrer à l'intérieur de l'enceinte et de perturber les circuits électroniques. De tels blindages présentent différents inconvénients : ils sont généralement réalisés par sérigraphie et leur épaisseur est très faible; de plus à moins d'utiliser des 15 colles conductrices dont le coût est onéreux, ils doivent être réunis par une liaison conductrice à la masse de l'enceinte et le blindage n'est donc pas réuni sur toute sa surface ou sur toute sa périphérie à cette masse mais seulement ponctuellement. Le brevet FR 2 621 209 concerne un clavier plat blindé comportant 20 une face avant suivie, dans l'ordre, d'un premier circuit imprimé, d'une couche isolante et d'un second circuit imprimé. Le premier et le second circuit imprimé comportent chacun sur leurs faces en regard, une partie des éléments conducteurs du clavier et la couche isolante est percée de trous permettant, par pression localisée sur la face avant, la mise en contact 25 localisée d'éléments conducteurs des deux circuits imprimés. Le clavier comprend une couche métallique souple qui est disposée devant les circuits imprimés et des bords prévus pour être rabattus vers l'arrière du clavier afin de venir en contact, sur le pourtour du clavier, avec la masse du matériel pour lequel le clavier est conçu. 30 Malgré tous les avantages offerts pas les claviers connus de l'art antérieur, ces derniers présentent notamment l'inconvénient de présenter une fente ou des passages dans le blindage qui laisser passer les ondes électromagnétiques et génère de fait un effet d'antenne à l'intérieur du dispositif. La présente invention a notamment pour but d'éviter ou, pour le moins, de réduire fortement ces inconvénients. Dans la suite de la description on désigne sous le sigle « PCB » correspondant à la technologie anglaise « Printed Circuit Board » une carte de circuit électronique au sein de laquelle peuvent être intégrés des composants et/ou, en surface de laquelle des composants discrets peuvent être disposés. Le terme « coupelle » sera utilisé pour désigner un moyen constitué d'un matériau métallique, en métal embossé ou autre présentant un effet ressort, moyen faisant liaison entre une touche clavier et un PCB. L'expression « signaux utiles » désigne les signaux utiles au bon fonctionnement du dispositif dans lequel est intégré le clavier. L'idée de la présente invention est de réaliser une interface clavier blindée pour produit de type téléphonie fixe, par exemple, permettant aux ondes électromagnétiques de ne pas rentrer ni sortir de l'équipement. L'invention concerne un clavier blindé comportant au moins une face avant équipée de touches, la face avant étant disposée sur un assemblage multicouche disposé sur un support de type PCB, ledit support recevant des coupelles disposées en regard de chacune des touches dudit clavier, caractérisé en ce que ledit support PCB comporte au moins : - une première face de la couche PCB sont disposées plusieurs pistes circulaires disposées par paires, formées d'un premier cercle interne et d'un deuxième cercle externe formant ainsi une couronne de largeur I, - une coupelle comporte un ergot qui vient assurer le contact avec le PCB lorsque la coupelle est en position appui sur le PCB, ce qui correspond à une pression sur une des touches du clavier, une coupelle est située en vis-à-vis d'une piste circulaire, - des moyens de maintien des coupelles, - des moyens adhésifs qui vont assurer le maintien des moyens de maintien des coupelles et le maintien d'une couche assurant l'étanchéité électromagnétique, ladite couche recouvrant la totalité de la surface du PCB formant le clavier et ne présentant aucune discontinuité, - le pourtour de la couche assurant l'étanchéité électromagnétique comporte une zone d'appui d'un joint sur lequel le bord du capot est disposé. La couche de blindage est par exemple réalisée dans un matériau constitué d'un film de polyimide isolé par du cuivre, commercialisé sous la marque Kapton, par exemple. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description ci-après annexée des figures qui représentent : - la figure 1A une vue générale du dessus d'un clavier selon l'invention utilisé dans un téléphone fixe, la figure 1B une vue de dessous montrant les moyens de connexion, - La figure 2A une vue de dessus de l'agencement des éléments sur le PCB et une figure 2B, une vue en coupe de la superposition des différents éléments. Description détaillée d'un ou plusieurs modes de réalisation Le clavier plastron selon l'invention repose notamment sur la mise en oeuvre d'un module clavier interfaçant des coupelles, un circuit imprimé ou PCB, un assemblage multicouches, dont une dernière couche isolante/conductrice comprenant un film polymide (tel que le Kapton marque déposée)/cuivre et des touches rigides entièrement blindées. Le PCB permet de contenir un chemin de signal. La figure 1A représente une vue d'ensemble d'un clavier d'un téléphone fixe comprenant sur sa face avant 1 un ensemble de touches 2, numériques et figuratives de fonctions que l'on peut trouver au niveau d'un téléphone. Les touches 2 sont par exemple des touches réalisées en plasturgie qui vont exploiter les coupelles du coeur du plastron comme décrit en figure 2A. Le support multicouche soutenant les coupelles comme il sera décrit ci-après est le vecteur des signaux utiles, ou signaux électriques permettant le fonctionnement du dispositif dans lequel est intégré le clavier. L'épaisseur du support est choisie, notamment pour supporter la pression exercée sur les couches lorsque l'on appuie sur les touches. Les touches 2 sont réalisées en un matériau permettant une tenue dans le temps, une ergonomie pour l'utilisateur, malgré le blindage nécessaire mis en oeuvre. La figure 1B est une vue de dessous du clavier selon l'invention comprenant différents connecteurs 3 connus de l'Homme du métier qui permettent les échanges de signaux entre le clavier et le dispositif dans lequel il s'intègre. Des moyens de fixation 31 permettent le maintien de la face arrière du clavier avec le capot représenté sur la figure 2B qui repose sur la face avant 1 du clavier. Ces moyens de maintien 31 sont, par exemple, des vis ou autres moyens de fixation. La figure 2A schématise une vue de dessus de la partie interne du clavier selon l'invention disposée en dessous du capot schématisé en figure 2B. Sur cette figure 2A se trouve la couche PCB 10 qui a une forme correspondant à la forme du clavier final et qui peut prendre une épaisseur de 3 mm. Sur une première face 10A de la couche PCB sont disposées plusieurs pistes circulaires 11 i (i étant un indice énumérant un des emplacements). Ces pistes sont disposées par paires, c'est-à-dire qu'elles sont formées d'un premier cercle interne 13k et d'un deuxième cercle externe 131 formant ainsi une couronne 13m de largeur I. Les bords externes de la coupelle sont positionnés sur le cercle externe. Lorsqu'il y a un appui ou une pression réalisée sur la coupelle 12j (figure 2B), celle-ci vient en contact avec le cercle intérieur. La géométrie des emplacements est choisie en fonction de la forme des coupelles ou des moyens équivalents faisant fonction de coupelles. La figure en coupe de la figure 2B permet de continuer la description de l'exemple de réalisation de la figure 2A. Une coupelle 12j comporte un ergot 14j qui vient assurer le contact avec le PCB 10 lorsque la coupelle est en position appui sur le PCB, ce qui correspond à une pression sur une des touches du clavier. L'ergot 14j permet l'activation de la coupelle à travers les couches superposées décrit ci-après. Lorsqu'un utilisateur appuie sur une touche, les couches superposées décrites ci-après (figure 2B) et la coupelle se déforment en parallèle. Sur cette même première face 10A du PCB, on peut positionner une couche intercalaire 15. Cette couche intercalaire 15 ne recouvre pas les emplacements dédiés aux coupelles, elle comporte des emplacements ou évidements disposés au niveau de la position des séries de cercle concentriques. Cette couche intercalaire 15 comporte des adhésifs des deux côtés, c'est-à-dire qu'elle comporte un adhésif sur ses deux côtés. Son épaisseur est par exemple de 225 microns. Elle permet à la fois de rattraper les niveaux par rapport aux coupelles et également de coller les autres couches au PCB support. Sur cette couche intermédiaire on dispose des moyens de maintien 16 des coupelles 12j. Ces moyens de maintien 16 sont, par exemple constitués d'une feuille mince dont l'épaisseur est choisie faible de l'ordre de 50 micro afin d'éviter qu'elle constitue une surépaisseur. La couche comporte des moyens adhésifs sur sa face inférieure, la face qui est en contact avec la couche 15. Sur cette feuille de maintien 16 des coupelles en place on dispose des moyens adhésifs 17 qui vont assurer le maintien de la feuille précitée et le maintien de la couche assurant la couche de blindage 18 du clavier selon l'invention. Ces moyens adhésifs 17 comportent des moyens adhésifs sur chaque face, celle qui est en contact avec la couche intermédiaire 15 et la face en contact avec la couche 18. Ces moyens adhésifs 17 permettent le maintien de la couche 18 avec les autres couches intermédiaires. Ils sont évidés pour ne pas recouvrir les coupelles, (avec suffisamment de jeux pour permettre leur mouvement) et pour ne pas être prise en sandwich au niveau de la mécanique. La couche 17 est par exemple un film de polyimide adhésif de 150 microns commercialisé sous la marque Kapton précitée. La couche de blindage 18 est constituée par exemple d'une couche de cuivre. La couche 18 recouvre la totalité de la surface du PCB formant le clavier, et ne présente aucune discontinuité. C'est-à-dire que cette couche ne comporte pas d'orifices afin d'éviter la propagation d'ondes électromagnétiques au sein du clavier. La couche 18 est de nature à permettre un blindage complet aux ondes électromagnétiques. Cette couche peut aussi être réalisée en Kapton cuivre et son épaisseur est par exemple de 60 microns. Le pourtour de la couche Kapton cuivre 18 comporte une zone 20 (figure 2A) ou zone d'appui d'un joint 33 de blindage de continuité électromagnétique ou CEM sur lequel le bord d'un capot 30 est disposé. Le capot 30 est pourvu d'ouvertures 32 permettant la mise en place des boutons 2. Ses bords externes comme il a été mentionné se posent sur la zone périphérique 20. Sur la deuxième face inférieure du PCB sont disposés des connecteurs 34 permettant d'assurer la liaison électrique et l'échange des signaux lors du fonctionnement du dispositif dans lequel est inséré le clavier selon l'invention. Le clavier précédemment décrit est, par exemple, disposé dans un produit de type téléphone fixe sans « effet antenne » au niveau des signaux utiles. L'épaisseur de la couche PCB est choisie par rapport à la 30 résistance souhaitée par rapport à l'utilisation. Le plastron/clavier selon l'invention offre notamment les avantages suivants : - aucun orifice dans la couche assurant le blindage ne permet le passage des ondes électromagnétiques. - du fait de l'utilisation d'une technologie de coupelles, la fiabilité du module est augmentée, - il se présente sous la forme d'un module unique facile à monter dans l'équipement, - il permet l'interfaçage avec des touches réalisées en plasturgie, - une ergonomie de touches type « téléphonie fixe » malgré la nécessité du blindage, - une fiabilité d'appui un grand nombre de fois malgré le blindage.15 REVENDICATIONS1 - Clavier blindé comportant au moins une face avant (1) équipée de touches (2), la face avant étant disposée sur un assemblage multicouche disposé sur un support (10) de type PCB, ledit support recevant des coupelles (12j) disposées en regard de chacune des touches dudit clavier, caractérisé en ce que ledit support PCB comporte au moins : - une première face (10A) de la couche PCB sont disposées plusieurs pistes circulaires (11 i) disposées par paires, formées d'un premier 10 cercle interne (13k) et d'un deuxième cercle externe (131) formant ainsi une couronne de largeur I, - une coupelle (12j) comporte un ergot (14j) qui vient assurer le contact avec le PCB lorsque la coupelle est en position appui sur le PCB, ce qui correspond à une pression sur une des touches du clavier, une 15 coupelle est située en vis-à-vis d'une piste circulaire (Ili), - des moyens (16) de maintien des coupelles (12j), - des moyens adhésifs (17) qui vont assurer le maintien des moyens (16) de maintien des coupelles et le maintien d'une couche (18) assurant l'étanchéité électromagnétique, ladite couche (18) 20 recouvrant la totalité de la surface du PCB formant le clavier et ne présentant aucune discontinuité, - le pourtour de la couche (18) assurant l'étanchéité électromagnétique comporte une zone (20) ou zone d'appui d'un joint (33) sur lequel le bord du capot (30) est disposé. 25 2 - Clavier selon la revendication 1 caractérisé en ce que la couche de blindage continue est en film de polyimide protégé par du cuivre. 3 - Clavier selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte une 30 couche intercalaire (15 ) comportant des emplacements ou évidements disposés au niveau de la position des séries de cercle concentriques (13k,131), ladite couche intercalaire (15) comportant des adhésifs sur chacune de ses faces.5