The creation of a plastic keyboard involves converging several parallel manufacturing streams into a single final assembly line. Processes such as housing injection molding, keycap fabrication, switch manufacturing, and PCBA (Printed Circuit Board Assembly) surface-mount soldering take place in specialized factories. The final assembly line then handles switch insertion, keycap installation, integration into the bottom housing, and the assembly of remaining components. Keycap legends are applied during the keycap fabrication stage using dye-sublimation or double-shot injection molding; the final assembly plant’s role is to « assemble these pre-made modules into a functional keyboard. »
I. Moulage par injection de boîtier
Le boîtier se compose d'un couvercle supérieur et d'un couvercle inférieur, généralement moulé par injection en plastique ABS ou PC. Le plastique fondu est injecté dans un moule; une fois refroidi, la pièce est éjectée pour former la coquille du boîtier. Les poteaux de positionnement et les bosses de vis sont situés aux coins des couvercles supérieur et inférieur pour faciliter le montage du circuit imprimé et l'assemblage des deux moitiés. Le boîtier subit une finition de surface et une inspection visuelle avant d'entrer dans la chaîne d'assemblage finale.
II. Fabrication de touches
Les capuchons sont fabriqués indépendamment dans une usine spécialisée, en utilisant des processus tels que la sublimation ou le moulage par injection à double coup.
III. Fabrication d'interrupteurs
Les commutateurs sont fabriqués par des fabricants spécialisés. Les processus de base des interrupteurs mécaniques comprennent l'emboutissage de feuilles métalliques, le rivetage par contact, l'assemblage de ressorts, le moulage par injection de la tige et du boîtier supérieur, et l'encapsulation du boîtier inférieur. Les interrupteurs magnétiques ajoutent une étape d'insertion magnétique à ce processus et nécessitent une plus grande précision en ce qui concerne la concentricité de la tige et de l'aimant.
IV. PCBA SMT et soudure
Le processus comprend le chargement du circuit imprimé nu, l'impression de pâte à soudure, le placement des composants via des machines SMT, le soudage par refusion, l'AOI (inspection optique automatisée), le soudage par ondes pour les composants à trou traversant et les tests électriques. Les PCBA à clavier mécanique nécessitent des prises de commutation à souder ou préparer des tampons de soudure, tandis que les claviers à interrupteur magnétique nécessitent le montage de capteurs à effet Hall.
V. Chaîne d'assemblage final
Station 1 : PCBA et ensemble de plaque de positionnement. Le PCBA et la plaque de positionnement sont alignés et fixés ensemble pour former la structure de base de l'assemblage interne du clavier.
Station 2 : Insertion des interrupteurs. Insérez les interrupteurs un par un dans les prises d'interrupteur sur la plaque de positionnement et le PCBA. Pour les claviers remplaçables à chaud, les interrupteurs sont insérés directement dans les prises, tandis que pour les claviers à souder, les interrupteurs sont déjà soudés au PCBA. Pour les claviers à commutateur magnétique, la position de l'aimant doit être alignée avec le capteur à effet Hall.
Station 3 : pression des touches. Un bras robotisé ramasse l'ensemble des touches préimprimées, les aligne avec les tiges de l'interrupteur à l'aide d'une platine d'alignement, et une presse pneumatique les entraîne tous simultanément, assurant une profondeur d'insertion uniforme.
Station 4 : Insertion de l'ensemble interne. L'unité interne assemblée (avec interrupteurs et touches installés) est placée dans l'évidement désigné du boîtier inférieur, alignant les quatre poteaux de positionnement des coins. Le câble plat USB est acheminé à travers l'ouverture à l'arrière du boîtier inférieur.
Station 5 : Assemblage et fixation du boîtier supérieur. Les boîtiers supérieur et inférieur sont joints et les vis sont serrées en diagonale. Certains claviers utilisent des structures à encliquetage ou un soudage par ultrasons au lieu de vis.
Station 6 : Étiquetage et emballage des accessoires. Les plaques signalétiques des produits, les tampons antidérapants et les étiquettes de numéro de série sont apposés au bas du clavier. Des accessoires tels que des repose-poignets, des tirettes de touches et des interrupteurs de rechange sont emballés dans la boîte de cette station.
VI. Essais et emballage des produits finis
Le clavier assemblé est connecté à un ordinateur pour exécuter un logiciel de test. Chaque touche est actionnée à plusieurs reprises pour enregistrer les taux d'erreur et la latence de réponse. Les claviers à commutateur magnétique sont soumis à des tests supplémentaires pour la précision du déclencheur rapide (RT) et la cohérence du capteur.
