DE3546196A1 - Schaltungsplatte, insbesondere fuer tastenwahlbloecke, sowie verfahren zur herstellung einer solchen schaltungsplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Schaltungsplatten, insbesondere für Tastenwahlblöcke, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Schaltungsplatte.

Bekannte Schaltungsplatten dieser Art enthalten eine aus Iso­ lierwerkstoff bestehende Schaltungsträgerplatte, welche an mindestens einer Oberfläche ein Leitermuster aufweist. Dieses Leitermuster ist bei den bekannten Schaltungsplatten in der Weise gebildet, daß zunächst auf die Schaltungsträgerplatte eine Leiterschicht, beispielsweise eine Kupferfolie, aufkaschiert oder in anderer Weise aufgebracht wird, wonach die Leiterschicht unter Verwendung einer Maske abgeätzt wird, um ein Leitermuster zu erzeugen, welches gegebenenfalls einander gegenüberstehende Kontaktbereiche enthält, die dazu bestimmt sind, zusammen mit Schaltstücken, beispielsweise einer diese Schaltstücke tragenden elastisch verformbaren Schaltfolie einzelne Schalter zu bilden, die jeweils Tasten eines Tastenwahlblockes zugeordnet sind.

Bisher hat man versucht, die Leitungspfade, welche zu den Kontaktbereichen führen, möglichst niederohmig auszubilden, weshalb die durch Ätzung der Leiterschicht auf der Schaltungs­ trägerplatte erzeugten Leiterbahnen zusätzlich mit einer weiteren Leiterschicht überdruckt oder überdeckt wurden, der­ art, daß die Leiterquerschnitte der Leiterbahnen zu den ent­ sprechenden niedrigen Widerständen der Leiterbahnen führten.

Es zeigt sich jedoch, daß das Herstellungsverfahren zur Bildung solcher Schaltungsplatten aufwendig ist, da eine Reihe von Herstellungsschritten aneinandergereiht werden muß, etwa die Beschichtung der Schaltungsträgerplatte mit einer Leiterschicht, das nachfolgende Maskieren der Leiterschicht, das Abätzen des umgebenden Leitermaterials sowie schließlich das Aufbringen zusätzlicher Leiterschichten zur Erniedrigung des Widerstandes der Leitungspfade. Weiter ergibt sich bei den bekannten Kon­ struktionen die Schwierigkeit, daß als Schaltungsträgerplatte Schichtpreßstoffplatten eingesetzt werden müssen, die bei der Befestigung an Gehäuseteilen eines elektrischen Gerätes, etwa eines Tastenwahlblockes, sich mit dem Gehäusematerial nicht verbinden und daher zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden müssen, um eine sichere Befestigung der betreffenden Schal­ tungsplatte in dem elektrischen Gerät zu erreichen.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Schal­ tungsplatte der hier interessierenden Art so auszugestalten, daß die Herstellung wesentlich vereinfacht wird, insbesondere die Verfahrensschritte bei der Herstellung vermindert werden und daß unter Herabsetzung der Herstellungskosten eine insbe­ sondere für Tastenwahlblöcke geeignete, eine ebene Oberfläche aufweisende Schaltungsträgerplatten geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsplatte, insbesondere für Tastenwahlblöcke, dadurch gelöst, daß die Schaltungsträgerplatte als Kunststoff-Spritzgußteil ausgebildet ist, welche das Leiter­ muster als innig mit der Schaltungsträgerplatte verbundenes Kunststoff-Spritzgußgebilde aus leitfähigem Kunststoff trägt. Leitfähiger Kunststoff als Spritzgußmaterial ist dem Fachmann an sich bekannt, wobei die Materialauswahl unter dem Gesichts­ punkt der Verbindung zu dem Material der Schaltungsträgerplatte getroffen wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einer Schaltungsplatte der hier vorgeschlagenen Art ist das Leitermuster in Vertie­ fungen der Schaltungsträgerplatte derart eingebettet, daß seine Oberfläche mit der benachbarten Oberfläche der Schaltungsträger­ platte mindestens bereichsweise, vorzugsweise aber über die gesamte Oberfläche der Schaltungsträgerplatte hin, bündig ist.

Schaltungsplatten der hier angegebenen Art eignen sich besonders für den Aufbau von Tastaturen in Gestalt von Tastenfeldern, bei denen über der Schaltungsplatte eine Schaltfolie aus elastisch verformbarem Werkstoff angeordnet ist, die mit Kontaktstücken versehen ist, welche an in einer Schnappbewegung verformbaren, kuppelartigen Gebilden der Schaltfolie befestigt sind und dazu bestimmt sind, einen Zwischenraum zwischen Kontaktbereichen des Leitermusters der Schaltungsplatte bei Betätigung eines Tasten­ stössels zur Verformung der kuppelartigen, schnappbaren Gebilde der Schaltfolie zu überbrücken.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der hier ange­ gebenen Schaltungsplatte sowie ein Verfahren zur Herstellung dieser Schaltungsplatte bilden Gegenstand der dem Anspruch 1 nachgeordneten Ansprüche, deren Inhalt hierdurch ausdrücklich zum Bestandteil der Beschreibung gemacht wird, ohne an dieser Stelle den Wortlaut der Ansprüche zu wiederholen.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegend angege­ benen Schaltungsplatte sowie eines Verfahrens zur deren Herstel­ lun näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 eine perspektivische, schematische, aus­ schnittsweise Darstellung eines Tastenwahl­ blockes mit einer Schaltungsplatte der hier angegebenen Art,

Fig. 2a eine Spritzgußform zur Herstellung der Schaltungsträgerplatte für eine Schal­ tungsplatte gemäß Fig. 1 und

Fig. 2b eine Spritzgußform zur Herstellung der Schaltungsplatte unter Verwendung der in der Spritzgußform nach Fig. 2a hergestellten Schaltungsträgerplatte.

Fig. 1 zeigt eine Schaltungsplatte 1, welche aus einer Schal­ tungsträgerplatte 2 in Gestalt eines Kunststoff-Spritzgußteiles, sowie einem Leitermuster 3 besteht, das von einem Kunststoff­ spritzgußgebilde aus einem leitfähigem Kunststoff gebildet ist und in entsprechende Vertiefungen der Schaltungsträgerplatte 3 eingebettet ist.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform sind die Oberflä­ chen der Schaltungsträgerplatte 2 und des Leitermusters 3 bün­ dig, gemäß einer in den Zeichnungen nicht gezeigten Ausführungs­ form kann jedoch auch das Leitermuster 3 erhaben auf die Ober­ fläche der Schaltungsträgerplatte 2 aufgetragen sein. In jedem Falle ist jedoch eine innige Verbindung zwischen der Schaltungs­ trägerplatte 2 und dem Leitermuster 3 dadurch geschaffen, daß sowohl die Schaltungsträgerplatte als auch das Leitermuster Spritzgußgebilde bzw. Spritzgußteile aus Kunststoff sind, wobei das Leitermuster 3 in entsprechende Ausnehmungen der Schaltungs­ trägerplatte 2 eingespritzt oder auf die Oberfläche der Schal­ tungsträgerplatte 2 aufgespritzt ist.

In einem Tastenwahlblock befindet sich über der Schaltungsplat­ te 1 eine aus elastisch verformbarem Folienmaterial bestehende Schaltfolie 4, welche in an sich bekannter Weise kuppelartige Auswölbungen 5 enthält, welche Kontaktbereichen 6 des Leiter­ musters 3 gegenüberstehen und welche auf ihrer konkaven Innen­ seite aus elastisch nachgiebigem Leitkunststoff bestehende Kon­ taktstücke 6 tragen, die einander gegenüberstehende Hälften der Kontaktbereiche 3 des Leitermusters 3 überbrücken, wenn durch eine Betätigungskraft die kuppelförmigen Auswölbungen 5 der Schaltfolie 4 in einer Schnappbewegung zusammengedrückt und die Kontaktstücke 6 auf die Kontaktbereiche 3 niedergedrückt werden.

Zur Betätigung der kuppelartigen Auswölbungen 5 der Schaltfo­ lie 4 dienen Tastenstössel 7 einer Tastenanordnung, wobei die Tastenstössel mit Tasten 8 verbunden sind, die in einem Gehäuse­ deckel 9 geführt sind. Einzelheiten der Führung der Tasten und der Tastenstössel sind dem Fachmann geläufig und in Fig. 1 zur Vereinfachung der Darstellung nicht im einzelnen gezeigt.

Von dem Gehäuse 9 ragen Führungs- und Befestigungsstifte 10 in bestimmter Anzahl nach abwärts und durch Bohrungen oder Durch­ brüche 11 der Schaltfolie 4 sowie Bohrungen oder Durchbrüche 12 der Schaltungsplatte 1 hindurch, um die Einzelteile eines Tasten­ wahlblockes aus den hier beschriebenen Teilen zusammenzuhalten. Das Material des Gehäuses 9 ist auf das Material der Schaltungs­ trägerplatte 2 abgestimmt oder stimmt mit diesem Material über­ ein, so daß beispielsweise durch Ultraschallschweißung die Führungs- und Befestigungsstifte 10 auf der Rückseite der Schal­ tungsträgerplatte 2 verschweißt werden können und eine feste Verbindung mit der Schaltungsträgerplatte 2 bilden, wodurch sich ein mechanisch sehr fester Verband der gesamten Konstruktion ergibt.

Die Schaltungsträgerplatte 2 kann in einer in Fig. 2a schema­ tisch dargestellten Spritzgußform 13 hergestellt werden, deren Formhälfte 14 mit einer weiteren Formhälfte 15 in Zusammenwirkung gebracht werden kann, welche eine solche Oberflächenprofilierung besitzt, daß sich in dem die Schaltungsträgerplatte 2 darstel­ lenden Spritzgußkörper Vertiefungen 16 an denjenigen Stellen bilden, die später von dem Leitermuster 3 eingenommen werden sollen. Der von der Schaltungsträgerplatte 2 auszufüllende Formhohlraum wird über einen Einguß 17 der Spritzgußform 13 mit einem isolierenden Kunststoff gefüllt.

Danach wird die Formhälfte 14, wie aus Fig. 2b ersichtlich ist, einer dritten Formhälfte 18 gegenüber angeordnet, die den die Schaltungsträgerplatte 2 bereits enthaltenden Formhohlraum durch eine ebene Abschlußwand begrenzt, derart, daß die Vertie­ fungen 16 der Schaltungsträgerplatte 2 durch die ebene Abschluß­ wand der Formhälfte 18 überdeckt sind. Die auf diese Weise ge­ bildeten Formhohlräume werden über einzelne Eingußkanäle 19 mit elektrisch leitendem Kunststoff gefüllt, um auf diese Weise ein Kunststoff-Spritzgußgebilde zu erzeugen, welches das Leiter­ muster 3 darstellt. Nach Ausformung erhält man eine Schaltungs­ platte, in deren Schaltungsträgerplatte 2 das Leitermuster 3 oberflächenbündig eingebettet ist.

Zwar kann das Leitermuster 3 im Spritzgußverfahren erhaben an eine ebene Oberfläche der Schaltungsträgerplatte 2 angegossen werden, doch erweist sich die Ausführungsform mit einer bündigen Oberfläche des Leitermusters 3 und der Schaltungsträgerplatte 2 als besonders zweckmäßig, wenn die Schaltungsplatte 1 in der in Fig. 1 dargestellten Weise mit schnappbaren kuppelartigen Auswölbungen 5 einer Schaltfolie 4 zusammenwirkt, da die Kon­ taktgabe der Kontaktstücke 6 in solchen Fällen auch nach langer Betriebsdauer besonders zuverlässig ist, in denen sich die Kontaktstücke auf eine ebene, die Kontaktbereiche enthaltende Oberfläche der Schaltungsplatte auflegen können.

Gemäß in der Zeichnung nicht gezeigten Ausführungsformen kann die Schaltungsträgerplatte 2 mit Durchbrüchen versehen sein, welche bei Herstellung des Kunststoff-Spritzgußgebildes zur Erzeugung des Leitermusters 3 durch elektrisch leitenden Kunststoff ausgefüllt werden, um eine Durchkontaktierung zu erreichen. Auch können die Leiterbereiche, welche an den Ober­ seiten der Vertiefungen der Schaltungsträgerplatte freiliegen, etwas konvex ausgeführt werden, um eine ordnungsgemäße Kontakt­ gabe bei der Zusammenwirkung mit beweglichen Kontaktstücken im Bereich von Kontaktelementen des Leitermuster zu erreichen.

Die Einbettung des Leitermusters als Kunststoff-Spritzgußge­ bilde in zuvor erzeugte, kanalartige Vertiefungen in der Ober­ fläche der als Spritzgußteil hergestellten Schaltungsträger­ platte hat den Vorteil, daß in verhältnismäßig weiten Grenzen ein beliebiger Leiterquerschnitt der Leiterbahnen des Leiter­ musters vorgesehen werden kann, so daß ein entsprechend weiter Bereich der spezifischen Leiterwerte der verwendeten leitfähi­ gen Kunststoffe zur Herstellung der Leiterbahnen zur Verfügung steht, ohne daß die Leiterbahnen in unzuträglich starkem Maße über die Oberfläche der Schaltungsträgerplatte auftragen.

Claims (5)

1. Schaltungsplatte, insbesondere für Tastenwahlblöcke, mit einer aus Isolierwerkstoff bestehenden Schaltungsträgerplatte (2), welche an mindestens einer Oberfläche ein Leitermuster (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsträger­ platte (2) als Kunststoff-Spritzgußteil ausgebildet ist, welches das Leitermuster (3) als innig mit der Schaltungsträgerplatte verbundenes Kunststoff-Spritzgußgebilde aus leitfähigem Kunst­ stoff trägt.

2. Schaltungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitermuster (3) in Vertiefungen der Schaltungsträger­ platte (2) derart eingebettet ist, daß seine Oberfläche mit der benachbarten Oberfläche der Schaltungsträgerplatte (2) mindestens bereichsweise bündig ist.

3. Schaltungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitermuster mindestens bereichsweise auf einer ebenen Oberfläche der Schaltungsträgerplatte erhaben aufgebracht ist.

4. Verfahren zur Herstellung einer Schaltungsplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst in einer ersten Spritzgußform die Schaltungsträgerplatte (2) her­ gestellt und dann in einer zweiten Spritzgußform das Leiter­ muster an die Schaltungsträgerplatte angespritzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Spritzgußform die Schaltungsträgerplatte mit Ver­ tiefungen gebildet und in der zweiten Spritzgußform die Ober­ fläche der Schaltungsträgerplatte gegen eine ebene Formwand der zweiten Spritzgußform angepreßt wird, wobei die Vertiefungen der gebildeten Schaltungsträgerplatte die Formhohlräume zur Herstellung des Leitermusters in der zweiten Spritzgußform bilden.