DE3012717C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Tastenfeld mit einer ersten Iso­ lierschicht, auf der mindestens eine erste, elektrisch lei­ tende Schicht in Form einer Leiterbahn mit einer ersten Schaltkontaktfläche aufgebracht ist, mit mindestens einer zweiten, elektrisch leitenden Schicht in Form einer Leiter­ bahn mit einer zweiten Schaltkontaktfläche, und mit einer unmittelbar über der ersten Isolierschicht bzw. der ersten elektrisch leitenden Schicht liegenden zweiten Isolier­ schicht, die im Bereich der ersten Schaltkontaktfläche eine Öffnung aufweist, durch die hindurch der elektrische Kon­ takt zwischen erster und zweiter Schaltkontaktfläche her­ stellbar ist.

Solche Tastenfelder sind bereits aus der DE-OS 29 03 898 bekannt. Gemäß Fig. 1 dieser DE-OS sind sowohl die erste Leiterbahn samt erster Schaltkontaktfläche als auch die zweite Leiterbahn samt zweiter Schaltkontaktfläche auf der als flexibler Film ausgebildeten ersten Isolierschicht auf­ gebracht. Auf diese erste Isolierschicht bzw. auf die Lei­ terbahnen ist die als relativ dicke Platte ausgebildete zweite Isolierschicht aufgelegt, wobei diese zweite Iso­ lierschicht im Bereich der nebeneinanderliegenden Schalt­ kontaktflächen der ersten und zweiten Leiterbahnen eine Öffnung aufweist. Eine dritte Schaltkontaktfläche ist auf einer dritten, als flexibler Film ausgebildeten Isolier­ schicht aufgebracht, wobei die dritte Isolierschicht auf die zweite Isolierschicht aufgelegt ist und die dritte Schaltkontaktfläche auf derjenigen Seite der dritten Iso­ lierschicht ausgebildet ist, die den ersten beiden Schalt­ kontaktflächen zugewandt ist. Die dritte Schaltkontakt­ fläche ist lediglich im Bereich der Öffnung der zweiten Schaltkontaktfläche ausgebildet und dient als Überbrückungs­ kontaktfläche zum Überbrücken des elektrischen Kontaktes zwischen der ersten und der zweiten Schaltkontaktfläche. Bei dieser Anordnung wird zum Herstellen des elektrischen Kontaktes ein Druck auf den flexiblen Film (Isolierschicht) im Bereich der Öffnung ausgeübt, wodurch unter Deforma­ tion des flexiblen Films samt dritter Schaltkontaktfläche die dritte Schaltkontaktfläche soweit nach unten gedrückt wird, bis die dritte Schaltkontaktfläche mit den beiden ersten Schaltkontaktflächen in Berührung kommt, wie dies in den Fig. 2A und 2B der DE-OS 29 03 898 gezeigt ist.

Hierbei wird als nachteilig empfunden, daß die ersten und die zweiten Leiterbahnen in der gleichen Ebene, nämlich auf der Oberseite des Films angeordnet sind, so daß es ent­ weder überhaupt nicht möglich ist, daß sich die ersten und die zweiten Leiterbahnen kreuzen (was zu einer unerwünsch­ ten Kontaktgabe zwischen ersten und zweiten Leiterbahnen führen würde), oder aber in herstellungstechnisch umständ­ licher und aufwendiger Weise im Falle von Kreuzungsberei­ chen von ersten und zweiten Leiterbahnen zusätzliche Iso­ lierschichten hergestellt werden müssen.

Bei der in Fig. 3 der vorgenannten DE-OS gezeigten Aus­ führungsform ist die erste elektrisch leitende Schicht samt er­ ster Schaltkontaktfläche auf einem flexiblen Film ausge­ bildet, darauf ist eine zweite, als relativ dicke Platte ausgebildete Isolierschicht mit Öffnungen im Bereich der ersten Schaltkontaktfläche aufgelegt und die zweite elek­ trisch leitende Schicht mit der zweiten Schaltkontaktflä­ che ist an der der ersten Isolierschicht zugewandten In­ nenseite einer dritten, als flexibler Film ausgebildeten Isolierschicht aufgebracht, wobei sich die zweite Schalt­ kontaktfläche im Bereich der Öffnung der isolierenden Platte befindet, so daß die beiden Schaltkontaktflächen im Bereich dieser Öffnung unter einem Abstand gegenüberliegend angeordnet sind. Zum Schließen des elektrischen Kontaktes wird dort die dritte Isolierschicht im Bereich der Öffnung nach unten gedrückt, bis die erste und die zweite Schalt­ kontaktfläche in Berührung kommen. Dabei werden dort die zweiten Schaltkontaktflächen beim Schließen des Kontaktes stark deformiert, was bei den üblicherweise verwendeten Materialien, wie z. B. leitfähigem Lack oder dünner Kupfer­ kaschierung, leicht zu Brücken bzw. Haarrissen führt, die eine einwandfreie Schaltfunktion auf Dauer beeinträchtigen.

Bei einer aus der DE-PS 21 06 732 bekannten Konstruktion ist die zweite elektrisch leitende Schicht mit den zweiten Schaltkontaktflächen auf der der ersten Isolierschicht zu­ gewandten Seite der zweiten Isolierschicht ausgebildet, so daß hier eine zusätzliche Isolier-Zwischenschicht erforder­ lich ist. Im übrigen werden auch hier die Schaltkontakt­ flächen beim Schließen des Kontaktes deformiert.

Aus der DE-PS 20 05 176 ist noch eine Bauart bekannt, bei der die erste und zweite elektrisch leitende Schicht samt entsprechender Schaltkontaktflächen wiederum in einer ein­ zigen Ebene liegen, so daß sich hier wiederum das Problem der kreuzungsfreien Verschaltung ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tastenfeld der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß ver­ mieden wird, daß die Schaltkontaktflächen während der Kon­ taktgabe in nennenswertem Maße deformiert werden, wobei jedoch eine kreuzungsfreie Verschaltung von ersten und zweiten Leiterbahnen bzw. Schaltkontaktflächen erhalten bleiben soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zweite Isolierschicht als Folie ausgebildet ist, daß die zweite, elektrisch leitende Schicht mit der zweiten Schalt­ kontaktfläche auf der der ersten Isolierschicht abgewand­ ten Seite der zweiten Isolierschicht aufgebracht ist, und daß die zweite Schaltkontaktfläche nicht in die Öffnung hineinragt und die Öffnung zumindest teilweise umgibt.

Im Falle des hier beschriebenen Tastenfelds ist somit die zweite elektrisch leitende Schicht samt Schaltkontaktfläche direkt auf der zweiten Isolierschicht, auf der der ersten Leiterbahn abgewandten Seite vorgesehen und nicht, wie im Falle der Fig. 1 der eingangs genannten DE-OS, auf der gleichen Seite der ersten Isolierschicht, und auch nicht, wie im Falle der Fig. 3 der vorgenannten DE-OS, auf einer dritten Isolierschicht, der ersten Isolierschicht zugewandt. Die zweite Schaltkontakt­ fläche ist außerhalb der Öffnung angeordnet und erstreckt sich nicht, wie im Falle der vorgenannten DE-OS, in den Be­ reich der Öffnung hinein.

Dadurch, daß hier die ersten Leiterbahnen samt ersten Schaltkon­ taktflächen in einer anderen Ebene angeordnet sind als die zweiten Leiterbahnen samt zweiten Schaltkontaktflächen, und daß sich zwischen beiden Leiterbahnen bzw. Schaltkontakt­ flächen eine isolierende Schicht, nämlich die zweite Iso­ lierschicht, befindet, ist vorteilhafter­ weise die Möglichkeit einer kreuzungsfreien Schaltung der ersten und der zweiten Leiterbahnen gegeben. Zum Schließen des elektrischen Kontaktes zwischen ersten und zweiten Schaltkontaktflächen wird eine dritte Schaltkontaktfläche, die in jeder beliebigen Weise senkrecht zur Ebene des Tastenfeldes bewegbar angeordnet sein kann, auf die Öffnungsbereiche aufgedrückt, so daß sie einerseits mit der zweiten Schaltkontaktfläche am Rande der Öffnung und an­ dererseits mit der ersten Schaltkontaktfläche innerhalb der Öffnung in Berührung kommt. Aufgrund der Ausbildung der zweiten Isolierschicht als Folie ist beim Herstellen des Kontaktes nur eine sehr geringe Deformation der dritten Schaltkontaktfläche erforderlich. Dabei unterliegen die ersten und zweiten Schaltkontaktflächen bzw. die ihnen zugeord­ neten Leiterbahnen beim Schalten keinerlei nennenswerter Deformation, so daß die mechani­ sche Beanspruchung der ersten und zweiten Schaltkontakt­ flächen beim Schaltvorgang auf ein Minimum reduziert ist.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß hier eine isolierende Abstandsfolie (Spacer-Folie) eingespart wird.

Im folgenden werden drei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise abgeschnittene und teilweise aufgerissene Ansicht eines ersten Ausführungsbeispieles des Tastenfel­ des;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht ähnlich der Fig. 1 auf ein zweites Aus­ führungsbeispiel des Tastenfeldes;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3;

Fig. 5 eine Draufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel des Tastenfeldes mit mehr als zwei zu verbindenden elektrisch leitenden Schichten; und

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 5.

Einander entsprechende Teile der einzelnen Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Auf einer elektrisch isolierenden Grundplatte 1, die beispiels­ weise aus Hartpapier besteht, ist eine erste elektrisch leitende Schicht in Form einer Leiterbahn 2, die in eine Schaltkontakt­ fläche 3 mündet, aufgebracht. Selbstverständlich können auch mehrere Leiterbahnen mit Schaltkontaktflächen in Form der allge­ mein bekannten "gedruckten Schaltungen" aufgebracht sein. Die erste elektrisch leitende Schicht kann in allgemein bekannter Weise, wie z. B. mittels Ätztechnik, Siebdruck, Aufspritzen etc., auf der Grundplatte aufgebracht werden. Oberhalb der Grundplatte 1 mit der elektrisch leitenden Schicht befindet sich eine Iso­ lierfolie 4 aus elektrisch nicht-leitendem Material. Auf der der Grundplatte 1 abgewandten Seite der Isolierfolie 4 ist eine zweite elektrisch leitende Schicht in Form einer Leiterbahn 5, die in eine zweite Schaltkontaktfläche 6 mündet, aufgebracht. Auch hier können selbstverständlich mehrere Leiterbahnen mit Schaltkontaktflächen vorhanden sein. Die zweite elektrisch lei­ tende Schicht ist auf der Isolierfolie 4 mittels der obengenann­ ten, allgemein bekannten Techniken aufgebracht.

Die Isolierfolie 4 weist an über den Schaltkontaktflächen 3 der ersten elektrisch leitenden Schicht jeweils eine Öffnung 7 auf. Die Schaltkontaktfläche 6 der zweiten elektrisch leitenden Schicht ist bis an diese Öffnung 7 herangeführt und umgibt sie zumindest teilweise.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ist die Öffnung 7 kreis­ förmig. Die Schaltkontaktfläche 3 ist ebenfalls kreisförmig und etwa von gleicher Größe wie die Öffnung 7. Eine geringfügige Überlappung, d. h., daß die Öffnung 7 etwas kleiner ist als die darunterliegende Schaltkontaktfläche 3, ist von Vorteil, da hier­ durch gewisse Toleranzen ausgeglichen werden können. Die Schalt­ kontaktfläche 6 ist in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ringförmig ausgebildet und grenzt direkt an den Rand der Öffnung 7.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 ist die Öffnung 7 halbkreisförmig ausgebildet. Die Schaltkontaktfläche 3 der auf der Grundplatte 1 befindlichen elektrisch leitenden Schicht liegt auch hier unterhalb der Öffnung 7 und ist ebenfalls halbkreis­ förmig ausgebildet. Die auf der Isolierfolie 4 aufgebrachte Schaltkontaktfläche 6 ist ebenfalls halbkreisförmig und liegt spiegelbildlich symmetrisch zur Schaltkontaktfläche 3.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und 6 ist die Öffnung 7 der Isolierfolie 4 wiederum kreisförmig ausgebildet. Auf der Grundplatte 1 sind zwei getrennte Leiterbahnen 2′ und 2′′ vor­ handen, deren Schaltkontaktflächen 3′ und 3′′ halbkreisförmig aus­ gebildet sind und in einem gewissen Abstand zueinander stehen. Die wesentlichen Teile der Schaltkontaktflächen 3′ und 3′′ liegen jedoch auch hier unterhalb der Öffnung 7. Auf der Isolierfolie 4 sind ebenfalls zwei zur Öffnung 7 führende Leiterbahnen 5′ und 5′′ vorgesehen, die in ringsegmentförmige Schaltkontaktflächen 6′ bzw. 6′′ münden, welche ebenfalls spiegelbildsymmetrisch zur Öff­ nung liegen.

Aus Fig. 6 ist ein Schaltstößel 9 zu sehen, der an seiner unteren Seite eine dritte elektrisch leitende Schaltfläche 8 trägt. Die Schaltfläche 8 und der Stößel 9 sind in gewissem Umfange flexibel. Wird nun der Schaltstößel 9 niedergedrückt, so berührt die Schaltfläche 8 die Schaltkontaktflächen 3′, 3′′, 6′ und 6′′, so daß diese bzw. die entsprechend zugeordneten Leiterbahnen 2′, 2′′, 5′ und 5′′ miteinander elektrisch verbunden werden.

Obwohl somit die elektrisch leitenden Schichten in jeweils unterschiedlichen Ebenen liegen, liegt die mechanische Be­ anspruchung während des Schaltvorgangs ausschließlich im Schaltelement, d. h. in der dritten Schaltkontaktfläche 8, und nicht in der Leiterstruktur. Falls somit aufgrund von Dauerbeanspruchung das sich bei jedem Schaltvorgang leicht deformierende, dritte Schaltelement Beschädigungen aufwei­ sen sollte (Brüche, Haarrisse), so ist die Leiterstruktur selbst hiervon nicht betroffen, es müssen vielmehr ledig­ lich die dritten Schaltelemente (Schaltstößel od. dgl.) ausgewechselt werden.

Anstelle des Schaltstößels 9 kann beispielsweise auch eine flexible Schicht in Form einer Folie oder einer Gummi­ matte vorgesehen sein, die zumindest im Bereich der miteinander zu ver­ bindenden Schaltkontaktflächen mit einer elektrisch leitenden Schicht versehen ist.

Das beschriebene Tastenfeld erlaubt zudem auf einfachste Weise die Anordnung von mehr als zwei Leiterstrukturen übereinander, wobei das Schalten gegebenenfalls durch mehre­ re Ebenen hindurch, und zwar in jeweils verschiedene Ebe­ nen, erfolgen kann. Sind hier beispiels­ weise drei Leiterstrukturen übereinander angeordnet, d. h. also drei Isolierschichten mit jeweils einer auf ihre Ober­ seite aufgebrachten Leiterstrukturen, so kann aufgrund der Tatsache, daß die Leiterstrukturen jeweils auf der gleichen Seite der ihr zugeordneten Isolierfolie liegen, und weiter­ hin aufgrund der Tatsache, daß die Isolierschichten als Folien, also sehr dünn, ausgebildet sind, beispielsweise ein Kontakt zwischen der obersten und der untersten Leiter­ bahn, zwischen der obersten und der mittleren Leiterbahn oder auch zwischen der mittleren und der untersten Leiter­ bahn hergestellt werden. Ebenso ist ohne weiteres eine Kontaktierung der obersten und der mittleren und der unter­ sten Leiterbahn gleichzeitig möglich.

Es ist klar, daß die Öffnung 7 jede zweckmäßige Form einnehmen kann. So sind auch lang­ gestrecktere Formen denkbar, wenn mehrere miteinander zu ver­ bindende Schaltkontaktflächen in einer Ebene liegen.

Claims (16)

1. Tastenfeld mit einer ersten Isolierschicht, auf der mindestens eine erste, elektrisch leitende Schicht in Form einer Leiterbahn mit einer ersten Schaltkontakt­ fläche aufgebracht ist, mit mindestens einer zweiten, elektrisch leitenden Schicht in Form einer Leiterbahn mit einer zweiten Schaltkontaktfläche, und mit einer unmittelbar über der ersten Isolierschicht bzw. der ersten, elektrisch leitenden Schicht liegenden zweiten Isolierschicht, die im Bereich der ersten Schaltkontakt­ fläche eine Öffnung aufweist, durch die hindurch der elektrische Kontakt zwischen ersten und zweiter Schalt­ kontaktfläche herstellbar ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die zweite Isolier­ schicht (4) als Folie ausgebildet ist, daß die zweite, elektrisch leitende Schicht (5) mit der zweiten Schalt­ kontaktfläche (6) auf der der ersten Isolierschicht (1) abgewandten Seite der zweiten Isolierschicht (4) aufge­ bracht ist, und daß die zweite Schaltkontaktfläche (6) nicht in die Öffnung (7) hineinragt und die Öffnung (7) zumindest teilweise umgibt.

2. Tastenfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite elek­ trisch leitende Schicht (5) auf der zweiten Isolierschicht (4) aufgedruckt, auf sie aufgespritzt oder durch einen Ätzvorgang aufgebracht ist.

3. Tastenfeld nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Isolierschicht (4) an der ersten Isolierschicht (1) befestigt ist.

4. Tastenfeld nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Isolier­ schicht (4) mittels Kontaktstiften an der als Platte ausgebildeten ersten Iso­ lierschicht (1) befestigt ist.

5. Tastenfeld nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte ausgewählte Leiterbahnen der ersten und zweiten elektrisch leitenden Schicht (5) miteinander verbinden.

6. Tastenfeld nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltkontaktfläche (3) der ersten elektrisch leitenden Schicht (2) kongruent zur Öffnung (7) ist.

7. Tastenfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (7) kreisförmig ist.

8. Tastenfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Öffnung (7) halbkreisförmig ist.

9. Tastenfeld nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalt­ kontaktfläche (6) der zweiten elektrisch leitenden Schicht (5) ring­ förmig die Öffnung (7) umgibt.

10. Tastenfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Öffnung (7) mehr (3′, 3′′, 6′, 6′′) als zwei Schaltkon­ taktflächen zugeordnet sind, die in Form von Kreissegmenten bzw. Ring­ segmenten auf der ersten Isolierschicht (1) bzw. der zweiten Isolier­ schicht (4) angebracht sind.

11. Tastenfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich­ net, daß oberhalb der zweiten elektrisch leitenden Schicht (5) eine be­ wegbare, elektrisch leitende Schaltfläche (8) vorgesehen ist, die in ihrer Kontaktstellung die einander zugeordneten ersten und zweiten Schaltkontaktflächen (3, 6) berührt.

12. Tastenfeld nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfläche (8) die der Öffnung (7) zugeordneten Schaltkontaktflächen (3, 3′, 3′′, 6, 6′, 6′′) überdeckt.

13. Tastenfeld nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfläche (8) auf einer flexiblen Schicht aufgebracht ist.

14. Tastenfeld nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die fle­ xible Schicht eine Gummimatte ist.

15. Tastenfeld nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfläche (8) an einem bewegbaren Schaltstößel (9) aus flexiblem Material vorgesehen ist.

16. Tastenfeld nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die fle­ xible Schicht einer Folie mit leitfähigen Bereichen ist.