DE69928637T2

DE69928637T2 - Tastatur für ein Mobiltelefon und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE69928637T2
Application number: DE69928637T
Authority: DE
Inventors: Yoon-Hong Yang
Original assignee: You Eal Electronics Co Ltd
Current assignee: You Eal Electronics Co Ltd
Priority date: 1998-12-31
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2019-12-29
Also published as: KR20000047574A; EP1017075A2; KR100342959B1; JP2000200523A; BR9906296A; DE69928637D1; JP3455707B2; CN1258984A; US6423171B1; ATE311658T1; EP1017075B1; US20010014152A1; EP1017075A3

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(a) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für eine Tastatur für ein Mobiltelefon. Im Speziellen betrifft die vorliegende Erfindung eine Tastatur, in der Film und Silikongummi zur Herstellung der Tastatur in eine Ein-Körper-Struktur integriert werden.
(b) Beschreibung des Standes der Technik
Bestimmte Arten von elektronischen Geräten, wie z. B. Taschenrechner, Telefone oder Mobiltelefone, benötigen ein Mittel zur Dateneingabe. Eine herkömmliche Struktur, die diese Funktion bereitstellt, besteht aus einem Front-Gehäuse und einer Tastatur, wobei die Tastatur so in das Gehäuse eingebaut ist, dass Knöpfe, oder Tasten, der Tastatur durch Löcher ragen, die im Front-Gehäuse angebracht sind.
Eine herkömmliche Tastatur, die in einem Mobiltelefon verwendet wird, hat Dom-Schalter (dome switches), die nach Betätigen einer Taste in Kontakt mit einer Leiterplatte treten. Die herkömmliche Tastatur kann aus Kunststoff (Filmtastatur) oder Silikongummi (Silikongummi-Tastatur) bestehen.
Die Silikongummi-Tastatur wird durch ein Spritzguss-Verfahren geformt, in dem Silikongummi verwendet wird. Nach dem Spritzgießen werden Zeichen, wie Zahlen, Buchstaben und Symbole, auf eine äußere Oberfläche der Tastatur gedruckt. Ein Nachteil der Silikongummi-Tastatur besteht darin, dass die Zeichen wahrscheinlich nach einer bestimmten Zeit des Gebrauchs verblassen oder abgerieben werden.
Die Filmtastatur wird durch ein Spritzguss-Verfahren geformt, in dem Kunststoff verwendet wird. Nach dem Spritzgießen wird ein Film, auf den Zeichen gedruckt sind, an der Tastatur angebracht. Da Zeichen auf eine Innenoberfläche des Films ge druckt werden, werden sie nicht mit der Zeit entfärbt oder abgerieben. Da die Filmtastatur jedoch aus hartem Kunststoff besteht, ist sie nicht so angenehm zu berühren wie eine Tastatur, die aus einem biegsamen Material wie Silikongummi besteht.
Der Erfinder dieser Anmeldung hat in der Koreanischen Patentanmeldung Nr. 98-63310, eingereicht am 31. Dezember 1999, eine Tastatur und ein Verfahren zur Überwindung der oben genannten Probleme eingereicht. In dem Verfahren dieser Patentanmeldung wird ein Film, der in eine Tastenform vorgeformt ist, nachdem er mit Epoxid beschichtet wurde, mit Silikongummi gefüllt. Nach Härtung des Epoxids wird dieses jedoch übermäßig hart, so dass die Tasten schwer zu betätigen sind. Außerdem ist die Herstellung der Tastatur zeitaufwendig.
US-A-5 613 599 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Tastatur, in dem der Film verzerrt werden kann, wenn der Einspritzdruck des Harzes nicht sorgfältig geregelt wird. Die Tastatur kann auch eine uneinheitliche Dicke und Verzerrung der gedruckten Zeichen aufweisen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Im Hinblick auf den oben beschriebenen Stand der Technik ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Tastatur und ein Herstellungsverfahren dafür bereitzustellen, in welchem eine Zeit zur Herstellung der Tastatur durch Extrudieren eines Films und Silikongummis in einer einzigen Form minimiert wird.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Tastatur und ein Herstellungsverfahren dafür bereitzustellen, in dem Schlitze um Tasten herum angebracht werden, um dem Benutzer ein verbessertes Bedienungsgefühl zu ermöglichen und zu verhindern, dass der gewünschten Taste benachbarte Tasten gedrückt werden.
Um diese Ziele, wie hierin ausgeführt und allgemein beschrieben, zu erreichen, umfasst die Erfindung folgende Schritte:
Drucken von Zeichen auf einen transparenten, ebenen Film;
Vorformen des ebenen Films durch einen Press-Vorgang, so dass der ebene Film eine vordefinierte Form einschließlich einer Vielzahl von Vertiefungen hat;
Stanzen von Schlitzen in den gepressten ebenen Film um die Vertiefungen herum;
Einfüllen von flüssigem Silikongummi in die Vertiefungen des gepressten ebenen Films;
Formen einer Tastatur durch Pressen des Silikongummis in einer Metallform zur Herstellung einer integrierten Tastatur, in welcher Tasten miteinander verbunden sind; und
Beschneiden einer äußeren Peripherie der geformten Tastatur in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Tastaturform.
Im Vorform-Verfahren werden Rillen im ebenen Film geformt, in denen sich Licht emittierende Vorrichtungen befinden. Es wird bevorzugt, im Vorform-Verfahren eine Heißpresse zu verwenden, die auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt wird, so dass eine einheitliche Filmdicke aufrechterhalten und eine Verzerrung der Zeichen aufgrund von Filmausdehnung verhindert wird.
Zum Erreichen dieser Ziele stellt die vorliegende Erfindung außerdem eine Tastatur für ein Mobiltelefon bereit, die eine Leiterplatte mit einer Vielzahl von Kontakten umfasst; eine Vielzahl von Dom-Schaltern, die auf der Leiterplatte angeordnet sind; eine Vielzahl von Tasten zur Betätigung der Vielzahl von Dom-Schaltern; und eine Vielzahl Licht emittierender Vorrichtungen, die zur Hintergrundbeleuchtung zwischen der Vielzahl von Tasten versetzt sind.
In der Tastatur sind Rillen zwischen der Vielzahl von Tasten geformt, um die Platzierung der Vielzahl Licht emittierender Vorrichtungen darauf zu ermöglichen.
Sowohl die obige allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung sind exemplarisch und dienen dazu, die Erfindung wie beansprucht weiter zu erläutern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen sorgen für zusätzliches Verständnis für die Erfindung und erläutern, gemeinsam mit der detaillierten Beschreibung, ihre Prinzipien. Für die Zeichnungen gilt Folgendes:
1 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Herstel lung einer Tastatur für ein Mobiltelefon gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2A–2D sind Querschnittsansichten einer Tastatur gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung über einen Prozess, während dessen die Tastatur sequentiellen Herstellungsvorgängen unterzogen wird;
3A–3B sind perspektivische Explosionszeichnungen der Tastatur, die in 2D dargestellt ist, eines Front-Gehäuses, einer Baugruppe mit Dom-Schaltern und einer Leiterplatte; und
4 ist eine Querschnittsansicht der Tastatur, des Front-Gehäuses, der Baugruppe mit Dom-Schaltern und der Leiterplatte, die in den 3A und 3B dargestellt sind, in zusammengebautem Zustand.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Mit Bezug auf 1 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Tastatur für Mobiltelefone gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Zunächst werden in Schritt S1 Zeichen, wie Zahlen, Buchstaben und Symbole, auf einen transparenten, ebenen Film gedruckt. Die Zeichen werden in Schritt S1 auf eine Rückseite (Innenoberfläche) des ebenen Films gedruckt. Daher berührt der Benutzer. die gedruckten Zeichen nicht direkt und vermeidet so Entfärbungs- und Abreibungsprobleme.
Als Nächstes wird in Schritt S2 die Rückseite des Films mit Klebstoff beschichtet, so dass Silikongummi in einem späteren Vorgang an der Rückseite des Films haften kann. Anschließend wird in Schritt S3 der Film von einer Presse in vordefinierte Tastenformen gepresst. Dieser Schritt wird als Film-Vorform-Verfahren bezeichnet und von einer Heißpresse, die auf eine vordefinierte Temperatur erhitzt wird, oder durch direkte Erhitzung des Films durchgeführt. Diese beiden Verfahren ermöglichen die Aufrechterhaltung einer einheitlichen Filmdicke und verhindern eine Verzerrung der Zeichen aufgrund von Filmausdehnung. Bei der Durchführung des Vorform-Verfahrens in Schritt S3 werden auch Dom-förmige Rillen zwischen Tasten geformt, um die Positionierung von Leuchtdioden (LEDs) zu ermöglichen, die zur Hintergrundbeleuchtung verwendet werden.
Nach diesem Schritt werden in Schritt S4 Schlitze um jede Taste auf dem Film herum geformt, um Schwierigkeiten bei der Bedienung aufgrund der Härte des Films zu vermeiden. Im Speziellen werden zwei Schlitze um jede Taste herum gestanzt, um zu verhindern, dass (eine) Taste(n) neben der Benutzer-Zieltaste versehentlich gedrückt wird (werden), und um den Bedienkomfort zu erhöhen. Das heißt, ein Paar von Schlitzen wird vorzugsweise in einer vordefinierten Länge um einen Umfang jeder Taste geformt, so dass zwei nicht geschnittene Abschnitte zwischen den Enden der Schlitze an jeder Taste bleiben. So werden die einzelnen Tasten nicht vom Film getrennt, und der Film behält eine Ein-Körper-Struktur. Die nicht geschnittenen Abschnitte zwischen den Enden der Schlitze haben eine vordefinierte Breite.
Der vorgeformte Film mit den vordefinierten Tastenformen wird in eine erste Metallform eingesetzt, welche dieselbe Form hat wie der Film; dann wird jede Taste in Schritt S5 von einer Füllmaschine mit flüssigem Silikongummi gefüllt. In Schritt S5 ist eine Menge des Silikongummis, die in jede Taste gefüllt wird, derart, dass das Silikongummi leicht aus jeder Taste überfließt (d. h., ein Volumen des Silikongummis, das in jede Taste eingefüllt wird, ist etwas mehr als ein Volumen jeder Taste). Nach dem Füllvorgang in Schritt S5 wird eine zweite Metallform über die erste Metallform platziert und dann gepresst, wodurch in Schritt S6 eine vollständige Tastaturform gewonnen wird. Dieser Schritt wird als Tastatur-Formvorgang bezeichnet. Da das Volumen von Silikongummi in jeder Taste etwas größer ist als dasjenige jeder Taste, breitet sich Silikongummi zwischen den Tasten aus, wenn die zweite Metallform auf die erste Metallform gepresst wird. Daher werden die Tasten miteinander verbunden, was in einer Ein-Körper-Struktur mit dem Film resultiert. Da außerdem in Schritt S2 Klebstoff auf den Film aufgetragen wurde wie oben beschrieben, haftet das Silikongummi fest am Film, wodurch die Ein-Körper-Struktur mit dem Film weiter verbessert und gesichert wird.
Nach dem Tastaturform-Vorgang in Schritt S6 wird das Silikongummi für einen vorbestimmten Zeitraum gehärtet. Nach dem Härten der Tastatur wird Schneiden oder Profilieren durchgeführt, worin die geformte Tastatur in Schritt 7 in ihre endgültige Form geschnitten wird, wodurch die Herstellung der Tastatur abgeschlossen wird. In diesem Schritt werden äußere Kanten der Tastatur geschnitten, und Löcher, die zur Befestigung der Tastatur an einem Front-Gehäuse eines Mobiltelefons benötigt werden, werden geformt. Die 2A–2D sind Querschnittsansichten einer Tastatur gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung über den Prozess, während dessen die Tastatur sequentiellen Herstellungsvorgängen unterzogen wird.
Indem zunächst Bezug auf 2A genommen wird, werden Zeichen auf eine Oberfläche 4 eines transparenten, ebenen Films 2 gedruckt, wobei der ebene Film 2 eine Dicke von ungefähr 0,25–0,5 mm hat. Als Nächstes wird die bedruckte Oberfläche 4 zur Bildung einer Klebstoffschicht 6 mit einem Klebstoff beschichtet.
Der Film 2 kann aus einem synthetischen Harz, wie z. B. Polycarbonat, oder aus jedem beliebigen Material bestehen, das eine vordefinierte Stärke und Flexibilität hat. Es wird bevorzugt, dass die Klebstoffschicht 6 eine gute Adhäsion zwischen dem Film 2 und Silikongummi sicherstellt und mit einer minimalen Dicke aufgetragen wird, solange ein vordefinierter Adhäsionsgrad erzielt wird.
Wie in 2B gezeigt, wird eine Heißpresse (nicht dargestellt), erhitzt auf eine vordefinierte Temperatur, verwendet, um den Film 2, die bedruckte Oberfläche 4 und die Klebstoffschicht 6 in eine vordefinierte Form zu pressen. Das heißt, der Film-Vorform-Vorgang wird durchgeführt, in welchem der Film 2, die bedruckte Oberfläche 4 und die Klebstoffschicht 6 von der Heißpresse gepresst werden, so dass eine Vielzahl tastenförmiger Vertiefungen 7 geformt wird.
Dom-förmige Rillen 8 werden ebenfalls während des Film-Vorform-Vorgangs geformt. Die Dom-förmigen Rillen 8 werden zwischen den Vertiefungen 7 geformt und zur Positionierung von LEDs verwendet, so dass die Tastatur mit Hintergrundbeleuchtung ausgestattet ist. Da die LEDs zumindest teilweise auf den Rillen 8 platziert werden, wird der im Mobiltelefon von den LEDs eingenommene Platz reduziert, was in einem kompakten Mobiltelefon resultiert.
Nach Abschluss des Vorform-Vorgangs werden Schlitze 10 um jede Vertiefung 7 (oder Taste) gestanzt, wie in 2C dargestellt. Die Schlitze 10 verhindern, dass (eine) Taste(n) neben einer Benutzer-Zieltaste versehentlich gedrückt wird (werden).
Wenn die Schlitze 10 geformt werden, bleiben zwei nicht geschnittene Abschnitte zwischen Enden jedes Paares von Schlitzen 10 an jeder Vertiefung 7. Daher wird jede einzelne Vertiefung 7 nicht vom Film 2 getrennt, und der Film 2 behält eine Ein-Körper-Struktur gemeinsam mit der bedruckten Oberfläche 4 und der Klebstoffschicht 6. Die nicht geschnittenen Abschnitte zwischen den Enden der Schlitze 10 haben eine vordefinierte Breite.
Anschließend wird der Film 2 in eine erste Metallform eingelegt, welche dieselbe Form wie der Film 2 hat. Als Nächstes werden, wie in 2D dargestellt, die Vertiefungen 7 mit flüssigem Silikongummi gefüllt. Zu diesem Zeitpunkt ist eine Menge des Silikongummis, das in jede Vertiefung 7 gefüllt wird, derart, dass das Silikongummi ein wenig über jede Vertiefung 7 überfließt (d. h. ein Volumen des Silikongummis, das in jede Vertiefung 7 gefüllt wird, ist etwas größer als ein Volumen jeder Vertiefung 7).
Danach wird eine zweite Metallform über die Haupt-Metallform platziert. Die zweite Metallform formt eine Rückseite der Tastatur. Durch Pressen der zweiten Metallform auf die erste Metallform werden vollständige Tasten 17 geformt. Drei Seiten jeder Taste 17 werden durch die Vertiefungen 7 des vorgeformten Films 2, der bedruckten Oberfläche 4 und der Klebstoffschicht 6 bestimmt, und auf der Rückseite der Tastatur, die aus dem Füllen der Vertiefungen 7 mit Silikongummi und dem Pressen der zweiten Metallform auf die erste Metallform resultiert, umfasst jede Taste 17 ein Inneres 12, einen Kontakt-Vorsprung 14 und eine Kante 16. Der Kontakt-Vorsprung 14 erstreckt sich in eine Richtung gegenüber der Richtung, in der die Vertiefungen 7 geformt sind, und aus einer Mitte jedes Tasten-Inneren 12. Die Kante 16 ist um einen Umfang eines proximalen Endes jedes Kontakt-Vorsprungs 14 herum geformt. Die Kanten 16 verleihen jeder Taste 17 Elastizität zur Verbesserung des Bedienkomforts und um die Tasten 17 in ihre Ausgangsposition zurückzubringen, nachdem sie gedrückt wurden.
Da das Volumen von Silikongummi, das in jede Vertiefung 7 gefüllt wird, etwas größer ist als das Volumen jeder Vertiefung 7, breitet sich durch das Pressen der zweiten Metallform auf die erste Metallform das Silikongummi zwischen Vertiefungen 7 aus. Daher werden Gummi-Verbindungsteile 19 auch zwischen den Tasten 17 geformt. Jede Taste 17 ist durch die Gummi-Verbindungsteile 19 verbunden, wodurch eine integrierte Ein-Körper-Tastatur gebildet wird. Außerdem sind Löcher 18 durch die Gummi-Verbindungsteile 19 an Stellen geformt, die den Rillen 8 des vorgeformten Films 2 entsprechen. Dies ermöglicht die Positionierung von LEDs auf den Rillen 8. Schließlich werden äußere Peripherien der Tastatur geschnitten, und eine Vielzahl von Befestigungslöchern 20 wird sowohl durch die Gummi-Verbindungsteile 19 als auch durch den Film 2 (d. h. den Film 2, die bedruckte Oberfläche 4 und die Klebstoffschicht 6) geformt. Die Befestigungslöcher 20 werden in vordefinierten Positionen geformt und verwendet, um die Tastatur an einem Front-Gehäuse eines Mobiltelefons zu befestigen. Da der Film 2 mit der Klebstoffschicht 6 beschichtet ist, haften das Innere 12 jeder Taste 17 und die Gummi-Verbindungsteile 19 sicher am Film 2. Das heißt, der Film 2 wird mit dem Silikongummi integriert, so dass eine Ein-Körper-Struktur hergestellt wird. Es ist daher einfach, die Tastatur an einem Gehäuse eines Mobiltelefons zu befestigen.
Mit Bezug auf die 3A–3B und 4 wird die hergestellte Tastatur in ein Mobiltelefon eingebaut. Die Tastatur wird in ein Front-Gehäuse 22 eines Mobiltelefons eingesetzt, wobei jede Taste 17 in eine entsprechende Öffnung 24 platziert wird, die im Front-Gehäuse 22 geformt ist.
Eine Leiterplatte 26 befindet sich unter der Tastatur. Weiterhin werden Dom-förmige Schalter 32 zwischen der Leiterplatte 26 und der Tastatur versetzt. Sowohl die Leiterplatte 26 als auch die Dom-Schalter 32 werden von Vorsprüngen 28 gestützt, die im Front-Gehäuse 22 geformt sind, wie in 4 gezeigt. Stützstifte 30, integral gebildet, die sich vom Front-Gehäuse 22 erstrecken, stützen ebenfalls die Leiterplatte 26 und die Dom-Schalter 32 durch die Befestigungslöcher 20 der Tastatur.
Nach dem Zusammenbau berührt der Kontakt-Vorsprung 14 jeder Taste 17 einen entsprechenden Dom-Schalter 32 auf der Leiterplatte 26. Wenn einer der Dom-Schalter 32 von einem entsprechenden Kontakt-Vorsprung 14 der Taste 17 gedrückt wird, berührt er einen Kontaktpunkt (nicht dargestellt) auf der Leiterplatte 26. Die Dom-Schalter 32 bestehen vorzugsweise aus einem Material mit einem vorbestimmten Elastizitätsgrad, so dass sie ihre ursprüngliche Form wieder einnehmen können, nachdem der Benutzer die Tasten 17 losgelassen hat.
Wenn der Benutzer eine Taste 17 drückt, drückt der Kontakt-Vorsprung 14 einen Dom-Schalter 32, wodurch der Dom-förmige Schalter 32 die Leiterplatte 26 berührt, so dass ein Tasten-Eingabesignal erzeugt wird. Wenn der Benutzer die Taste loslässt, kehren der Dom-förmige Schalter 32 und die Taste 17 in ihre Ausgangspositionen zurück.
Vorzugsweise haben die Elemente der Tastatur geeignete Stärken und Elastizitäten, damit sie ihre jeweiligen Funktionen wie beschrieben ausführen können.
Es wird für den Fachmann offensichtlich sein, dass an der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verschiedene Modifikationen und Veränderungen vorgenommen werden können, ohne dass vom Schutzumfang der Erfindung abgewichen wird. Die vorliegende Erfindung deckt die Modifikationen und Varianten dieser Erfindung ab, vorausgesetzt, dass sie innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche liegen.
Dort, wo technische Eigenschaften, die in einem Anspruch erwähnt werden, von Bezugszeichen gefolgt sind, wurden diese Bezugszeichen nur zu dem Zweck eingeschlossen, die Verständlichkeit der Ansprüche zu erhöhen, und daher haben solche Bezugszeichen keine einschränkende Wirkung auf den Schutzumfang jedes Elements, das exemplarisch durch solche Bezugszeichen gekennzeichnet ist.

Claims

Ein Verfahren zur Herstellung einer Tastatur, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst: Drucken (S1) von Zeichen auf einen transparenten, ebenen Film (2); Pressen (S3) des Films (2), um einen vorgeformten Film zu bilden, worin das Pressen (S3) erzielt wird durch einen Pressvorgang, der eine Vielzahl von Vertiefungen (7) im Film (2) von einer vorbestimmten Form mit einer konkaven Oberfläche bildet; Stanzen (S4) von Schlitzen (10) in den vorgeformten Film (2) um die Vielzahl von Vertiefungen herum; Einlegen des vorgeformten Films in eine erste Metallform, welche dieselbe Form wie der vorgeformte Film hat; Auftragen (S5) von flüssigem Silikongummi auf den vorgeformten Film (2), um das flüssige Silikongummi aus der Vielzahl von Vertiefungen (7) des vorgeformten Films (2) überfließen zu lassen; Formen (S6) einer Tastatur durch Bereitstellen einer zweiten Metallform über der ersten Metallform und Pressen des Silikongummis, so dass das Silikongummi und der vorgeformte Film (2) vereinigt werden, wodurch eine integrierte Tastatur hergestellt wird, in welcher Tasten (17) miteinander verbunden sind; und Beschneiden (S7) einer äußeren Peripherie der geformten Tastatur in Übereinstimmung mit einer vorbestimmten Tastaturform nach Aushärten des Silikongummis.
Das Verfahren von Anspruch 1, worin die Zeichen auf eine Rückseite (4) des Films (2) gedruckt werden.
Das Verfahren von Anspruch 1, worin in dem Schritt des Pressens des Films zum Bilden eines vorgeformten Films (2) eine Heißpresse verwendet wird, wobei die Heißpresse auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt wird, so dass eine einheitliche Filmdicke aufrechterhalten und eine Verzerrung der Zeichen auf Grund von Filmausdehnung verhindert wird.
Das Verfahren von Anspruch 1, worin beim Stanzen der Schlitze nicht schneidende Verbindungsabschnitte (19) zwischen den Schlitzen (10) gelassen werden, so dass der Film (10) als eine Ein-Körper-Struktur aufrechterhalten wird.
Das Verfahren von Anspruch 1, worin der Film (2) ein synthetisches Harz ist.