DE8313473U1 - Keypad - Google Patents
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- DE8313473U1 DE8313473U1 DE19838313473 DE8313473U DE8313473U1 DE 8313473 U1 DE8313473 U1 DE 8313473U1 DE 19838313473 DE19838313473 DE 19838313473 DE 8313473 U DE8313473 U DE 8313473U DE 8313473 U1 DE8313473 U1 DE 8313473U1
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Description
Wilhelm Ruf KG Schwanthaler Straße 18Wilhelm Ruf KG Schwanthaler Strasse 18
8000 München 28000 Munich 2
DATUM/DATEDATE
R 10/28-B 83 Pat/Gm
vB/dvR 10/28-B 83 Pat / Gm
vB / dv
18.8.1986August 18, 1986
Tastenfeld G 8313 473.5Keypad G 8313 473.5
Die Neuerung bezieht sich auf ein Tastenfeld gemäß Oberbegriff des Schutzanspruches 1.The innovation relates to a keypad according to the preamble of claim 1.
Derartige Tastenfelder sind im Handel erhältlich und zeichnen sich durch ihre flache Bauart und geringen Herstellungskosten aus.Such keypads are commercially available and are characterized by their flat design and low manufacturing costs the end.
Um ein unbeabsichtigtes Schließen der jeweiligen Schalter des Tasteafeldes zu verhindern, ist zwischen die Grundplatte mit Leiterbahnen und Schaltkontaktflächen und die flexib-In order to prevent unintentional closing of the respective switches of the key field, is between the base plate with conductor tracks and switch contact surfaces and the flexible
le Schaltfolie, die gegenüberliegend den Schaltkontakten eine Beschichtung aus elektrisch leitfähigem Material (Kon- J taktfläche) aufweist, eine Zwischenisolierschicht in Form Sle switching foil, which opposite the switching contacts has a coating of electrically conductive material (Kon- J tact area), an intermediate insulating layer in the form S
einer Folie vorgesehen, die nur im Bereich der Schaltkontakte Durchbrechungen aufweist. Die Schaltkontaktfolie dient somit als Abstandhalter zwischen den Schaltkontakten und der Kontaktfläche. Zum Betätigen des jeweiligen Schalters wird mechanischer Druck auf die Schaltfolie ausgeübt, so daß die an ihr befestigte Kontaktfläche durch die genannte Aussparung der Isolierschicht hindurchgreift und die zugeordneten Schaltkontakte berührt und somit elektrisch miteinander verbindet.a film is provided which has openings only in the area of the switching contacts. The switch contact foil is used thus as a spacer between the switch contacts and the contact surface. To operate the respective switch mechanical pressure is exerted on the switching membrane, so that the contact surface attached to it through the said The recess of the insulating layer reaches through and touches the associated switching contacts and thus electrically with one another connects.
Nachteilig an diesem bekannten Tastenfeld ist die beschriebene Zwischenisolationsschicht in Form einer Folie. Sie muß nämlich mit gesonderten Werkzeugen hergestellt werden, bei der Montage des Tastenfeldes korrekt ausgerichtet werden und durch besondere Maßnahmen gegen Verrutschen während des Betriebes gesichert werden. 20The disadvantage of this known keypad is the described intermediate insulation layer in the form of a film. she must namely be made with separate tools, be correctly aligned when assembling the keypad and secured by special measures against slipping during operation. 20th
Diese Nachteile sollen mit der vorliegenden Erfindung beseitigt werden.The present invention is intended to eliminate these disadvantages.
Aufgabe der Neuerung ist es daher, das Tastenfeld der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß seine Betriebszuverlässigkeit erhöht ist.The task of the innovation is therefore to improve the keypad of the type mentioned so that its Operational reliability is increased.
Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Schutzanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.This task is carried out by the characterizing part of the protection claim 1 specified features solved.
Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildung der Neuerung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous design and development of the innovation can be found in the subclaims.
Bei der Neuerung wird die Tatsache ausgenutzt, daß bei der Herstellung von Tastenfelder der eingangs genannten Art ohnehin bestimmte Schichten fest auf der Grundplatte mit den ———w*s— <■ — Leiterbahnen aufgettrachf'xesdep/'xas durch PhotolitographieThe innovation makes use of the fact that in the production of keypads of the type mentioned above, certain layers are fixed on the base plate with the ——— w * s— <■ - conductor tracks by photolithography
techniken oder durch Siebdrucktechnik erfolgt. Insbesondere handelt es sich hierbei um Isoliationsschichten im Bereich von Leiterbahnbrücken bzw. -kreuzungen. Gleichzeitig mit dem Aufbringen dieser ohnehin notwendigen Isolationsschich- ten werden nun bei der Neuerung ,auch diejenigen Isolationsschichten aufgebracht, die bei dem bekannten Tastenfeld durch die Folie mit Durchbrüchen realisiert werden.techniques or by screen printing. In particular, these are insulation layers in the area of conductor track bridges or crossings. At the same time as the application of these insulation layers, which are necessary anyway, those insulation layers are now also applied in the innovation that are implemented in the known keypad through the film with openings.
Im folgenden wird die Neuerung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt:In the following, the innovation is based on exemplary embodiments explained in more detail in connection with the drawing. It shows:
Figur 1 eine schematische Schnittansicht des Tastenfeldes nach der Neuerung im Bereich eines Schaltkontaktes (Schnitt entlang Linie I-I der Figur 2)Figure 1 is a schematic sectional view of the keypad according to the innovation in the area of a switching contact (Section along line I-I of Figure 2)
Figur 2 eine Draufsicht auf den Ausschnitt der Figur 1;FIG. 2 shows a plan view of the detail from FIG. 1;
Figur 3 eine abgewandelte Ausführungsform gemäß Figur 1; 20FIG. 3 shows a modified embodiment according to FIG. 1; 20th
Figur 4 a ein Muster einer ersten Isoliationsschicht;FIG. 4 a shows a pattern of a first insulation layer;
Figur 4 b tiin Muster einer zweiten Isolationsschicht, die auf die erste Isolationsschicht der Figur 4 A aufgebracht wird; undFIG. 4 shows a pattern of a second insulation layer which is applied to the first insulation layer of Figure 4 A; and
Figur 4 c ein Muster einer elektrisch leitfähigen Schicht, die auf die beiden Isolationsschichten gemäß Figur 4 A und Figur 4 B aufgebracht wird. 30FIG. 4 c shows a pattern of an electrically conductive layer which is applied to the two insulation layers according to FIG Figure 4 A and Figure 4 B is applied. 30th
Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren bezeichnen gleiche Teile.The same reference symbols in the individual figures denote the same parts.
In den Figuren 1 bis 3 ist der Abschnitt einer Grundplatte (l) aus elektrisch isolierendem Material wie z.B. Hartpapier oder Kunststoff gezeigt, auf welche Schaltkontakte (2 und 3), die ein Schaltkontaktpaar bilden, aufgebracht sind. Die Schaltkontakte (2 und 3) bestehen beispielsweiseIn Figures 1 to 3, the section of a base plate (1) is made of electrically insulating material such as hard paper or plastic shown on which switching contacts (2 and 3), which form a switching contact pair, applied are. The switching contacts (2 and 3) exist for example
I ··· · · «k· ft ιI ··· · «k · ft ι
-4--4-
aus einer elektrisch leitfähigen Kohleschicht, die per Siebdruck aufgebracht werden. In der Draufsicht sind diese Schaltkontakte üblicherweise halbkreisförmig, wobei ihre einander zugewandten Kanten (12) im Abstand (7) voneinander liegen.made of an electrically conductive carbon layer that is applied by screen printing. In the top view these are Switching contacts usually semicircular, with their mutually facing edges (12) at a distance (7) from one another lie.
Rings um ein Schaltkontaktpaar (2, 3) ist eine Zwischenisolationsschicht (4) so angeordnet, daß sie die beiden Schaltkontakte (2 und 3) eines Paares an deren äußeren Rändern teilweise überlappt. Die Zwischenisolationsschicht (4) hat somit in der Draufsicht die Form einer Scheibe, welche eine im wesentlichen kreisförmige mittige Ausnehmung (10) besitzt, wodurch bestimmte Bereiche der Scha.ltkontakte (2 und 3) nicht abgedeckt und somit von oben zugänglich sind. Über dem bisher beschriebenen Aufbau liegt nun eine Schaltfolie (5) aus elektrisch nicht-leitendem und flexiblem Material, wobei diese Schaltfolie (5) im Bereich der Aussparung (10) der Zwischenisolationsschicht (4) eine elektrisch leitende Schicht, im folgenden Kontaktfläche (6) genannt, trägt. Diese Kontaktfläche (6) kann beispielsweise eine Kohleschicht sein, die auf die folie aufgedruckt ist.There is an intermediate insulation layer around a pair of switching contacts (2, 3) (4) arranged in such a way that they connect the two switching contacts (2 and 3) of a pair to the outer one Edges partially overlapped. The intermediate insulation layer (4) thus has the shape of a disk in plan view, which has a substantially circular central recess (10), whereby certain areas of the Scha.ltkontakte (2 and 3) are not covered and therefore accessible from above. Is above the structure described so far now a switching foil (5) made of electrically non-conductive and flexible material, this switching foil (5) in the In the area of the recess (10) of the intermediate insulation layer (4), an electrically conductive layer, hereinafter referred to as a contact surface (6) called, carries. This contact surface (6) can be, for example, a carbon layer on the foil is printed on.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist der Durchmesser dj>r Kontaktfläche (6) kleiner als der Durchmesser der Ausnehmung (10). Somit liegt nur die Schaltfolie (5) auf den Rändern der Zwischenisolationsschicht (4) auf, während die Kontaktfläche (6) vollständig in die Ausnehmung (10) hineinragt. Es ist ersichtlich, daß die Zwischenisolationsschicht (4) als Abstandhalter, im Fachj argon auch Spacer genannt, dient und somit ein unbeabsichtigtes Schließen des Schalters verhindert.In the exemplary embodiment in FIG. 1, the diameter dj> r Contact surface (6) smaller than the diameter of the recess (10). Thus, only the switching foil (5) is on the Edges of the intermediate insulation layer (4), while the contact surface (6) completely into the recess (10) protrudes. It can be seen that the intermediate insulation layer (4) acts as a spacer, in the technical argon also a spacer called, serves and thus prevents unintentional closing of the switch.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 3 ist dagegen der Durchmesser der Kontaktfläche (6) größer als der Durchmesser der Ausnehmung (10), so daß die äußeren Ränder der Kontaktfläche (6) auf dem die Ausnehmung (10) umgebenden Rand der Zwischenisolationsschicht (4) aufliegt. Hierdurch istIn the embodiment of Figure 3, however, is the diameter the contact surface (6) larger than the diameter of the recess (10), so that the outer edges of the contact surface (6) rests on the edge of the intermediate insulation layer (4) surrounding the recess (10). This is
-δ-der Abstand zwischen der Kontaktfläche (6) und den Schalt kontakten (2 und 3) etwas größer als bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 1. -δ- the distance between the contact surface (6) and the switching contacts (2 and 3) is slightly larger than in the embodiment of FIG.
Die Schaltkontakte (2 und 3) eines Schaltkontaktpaares sind jeweils mit einer Leiterbahn (8) bzw. (9) elektrisch verbunden, wie im Stand der Technik allgemein bekannt. Auch sind die Schaltkontakte im Übergangsbereich zwischen den gradlinigen Kanten (12) und ihrer kreisförmigen Außenkontur abgeschrägt, wie aus Figur 2 bei dem Bezugszeichen (11) zu erkennen ist. The switching contacts (2 and 3) of a switching contact pair are each electrically connected to a conductor track (8) or (9), as is generally known in the prior art. The switching contacts are also beveled in the transition area between the straight edges (12) and their circular outer contour, as can be seen from FIG. 2 with reference number (11).
Die Betätigung des jeweiligen Schalters erfolgt dadurch, daß im Bereich eines Schaltkontaktpaares eine mechanische Kraft auf die Schaltfolie (5) ausgeübt wird. Hierdurch wire die Kontaktfläche (6) bei ausreichender Kraft so weit nach unten verschoben, daß sie beide Schaltkontaktflächen (2 und 3) berührt, so daß eine elektrische Verbindung hergestellt wird, was letztlich dazu führt, daß die Leiterbahnen (8 und 9) elektrisch miteinander verbunden sind. Die Kontaktfläche (6) ist hierbei ebenfalls in gewissem Ausmaße flexibel, so daß die in Gefahr von Rissen oder Brüchen ausgeschlossen ist. :The actuation of the respective switch takes place in that in the area of a switching contact pair a mechanical Force is exerted on the switching foil (5). This wire the contact surface (6) is pushed so far downwards with sufficient force that both switch contact surfaces (2nd and 3) touches so that an electrical connection is made, which ultimately leads to the conductor tracks (8 and 9) are electrically connected to each other. The contact surface (6) is also here to a certain extent flexible, so that there is no risk of cracks or breaks. :
In den Figuren 1 und 3 ist im Übergangsbereich zwischen dem Außenumfang der Schaltkontakte (2 und 3) und der Zwischenisolationsschicht (4) ein kleiner Hohlraum dargestellt. In der Praxis ist dieser Hohlraum nicht vorhanden. Vielmehr wird er von der Zwischenisolationsschicht ausgefüllt sein.In Figures 1 and 3 is in the transition area between the outer circumference of the switching contacts (2 and 3) and the intermediate insulation layer (4) a small cavity is shown. In practice this cavity does not exist. Rather, it will be filled with the intermediate insulation layer.
Weiterhin ist in den Figuren 1 bis 3 jeweils dargestellt, daß die Zwischenisolationsschicht (4) die Schaltkontakte (2 und 3) teilweise überdeckt. Nach einer Variante der Neuerung kann die Ausnehmung (10) der Zwischenisolations schicht (4) auch so groß sein, daß keine derartige Überlappung stattfindet. Natürlich muß die Schichtdicke der 7,w ι sehen ι so 1 at lonsschicht (4) in diesem Falle größer seinFurthermore, FIGS. 1 to 3 each show that the intermediate insulation layer (4) is the switching contacts (2 and 3) partially covered. According to a variant of the innovation, the recess (10) of the intermediate insulation layer (4) also be so large that no such overlap takes place. Of course, the layer thickness must be the 7, we can see that 1 at ion layer (4) will be larger in this case
als die Schichtdicke der Schaltkontakte (2 und 3), damit die Zwischenisolationsschicht (4) ihre Aufgabe als Abstandhalter erfüllen kann. than the layer thickness of the switching contacts (2 and 3), so that the intermediate insulation layer (4) can fulfill its task as a spacer.
j Die Herstellung des Tastenfeldes wird nun beschrieben. Die Zwischenisolationsschicht (4) wird aus Isolierlack aufgetragen, beispielsweise mittels Siebdruck aufgedruckt. In den Figuren 4 a bis 4 c sind Druckmuster eines konkreten Ausführungsbeispieles dargestellt. Figur 4 a zeigt das Druckmuster für eine erste Zwischenisolationsschicht (13), die auf eine mit Leiterbahnen versehene Grundplatte aufgedruckt wird. Dieses Muster hat verschiedene Aussparungen für Schaltkontakte und für Brücken. Beispielhaft sind zwei im wesentlichen kreisförmige Aussparungen (14 und 15) für Schaltkontakte bezeichnet sowie rechteckige Aussparungen (16 und 17) für Leiterbahnkreuzungen bzw. -brücken, wobei die beiden Aussparungen (16 und 17) genau über Abschnitten von zwei Leiterbahnen liegen, die später durch eine Brücke miteinander verbunden werden sollen. Weiterhin ist eine Aussparung (19) vorgesehen, die Lötanschlußpunkte freiläßt. Schließlich ist noch eine Justiermarke (18) gezeigt, die bei nachfolgenden Druckvorgängen eine Ausrichtung der weiteren Schichten ermöglicht. Anaonsten bedeckt die erste Zwischenisolationsschicht (13) die Grundplatte und die darauf aufgebrachten Leiterbahnen vollständig. Nachdem diese erste Zwischenisolationsschicht (13) aufgebracht ist, wird eine zweite Zwischenisolationsschicht gemäß Figur 4 b aufgebracht. Diese Zwischenisolationsschicht bildet zum einen rings um die Aussparungen (14 und 15) der Figur 4 a weitere Abstandhalter (24 und 25) aus und wird zum anderen zusätzlich in solchen Bereichen aufgedruckt, an denen später Leiterbahnbrücken gedruckt werden. Der mit dem Bezugszeichen 26 bezeichnete Abschnitt der zweiten Isolationsschicht überdeckt dann den zwischen den Öffnungen (L6 und 17) liegenden Bereich der ersten Isolationsschicht (13). Entsprechend bedeckt der mit 27 bezeichnete Abschnitt der zweiten Isolationsschicht den Abschnitt der ersten Isolationsschicht (13), der zwischenj The manufacture of the keypad will now be described. The intermediate insulation layer (4) is applied from insulating varnish, for example printed on by means of screen printing. In the figures 4 a to 4 c print samples of a specific embodiment are shown. FIG. 4 a shows the printing pattern for a first intermediate insulation layer (13) which is printed onto a base plate provided with conductor tracks. This pattern has different recesses for switching contacts and for bridges. As an example, two essentially circular recesses (14 and 15) are designated for switching contacts and rectangular recesses (16 and 17) for conductor track crossings or bridges, the two recesses (16 and 17) lying exactly over sections of two conductor tracks that later through a bridge should be connected to each other. Furthermore, a recess (19) is provided which leaves solder connection points free. Finally, an alignment mark (18) is also shown, which enables the further layers to be aligned during subsequent printing processes. Otherwise, the first intermediate insulation layer (13) completely covers the base plate and the conductor tracks applied to it. After this first intermediate insulation layer (13) has been applied, a second intermediate insulation layer is applied in accordance with FIG. 4b. This intermediate insulation layer forms, on the one hand, further spacers (24 and 25) around the recesses (14 and 15) of FIG. The section of the second insulation layer denoted by the reference numeral 26 then covers the area of the first insulation layer (13) lying between the openings (L6 and 17). Correspondingly, the section labeled 27 of the second insulation layer covers the section of the first insulation layer (13) which is between
der Aussparung (17) und der rechts daneben mit Figur 4 a liegenden Aussparung. the recess (17) and the recess located to the right of it with FIG. 4 a .
In einem dritten Druckvorgang wird dann das Muster der Figur 4 c aus elektrisch leitfähigem Material, beispielsweise in Form einer Kohleschicht aufgedruckt. Die beiden Schaltkontaktpaare (34 und 35) werden dann in die durch die Abstandhalter (24 und 25) sowie die Aussparung (14 und 15) gebildeten Öffnungen eingedruckt, während der Ab-schnitt 36 die Aussparungen (16, 17 und 20) und somit die darunter bloßliegenden Leiterbahnen verbindet. In a third printing process, the pattern of FIG. 4c is then printed on from electrically conductive material, for example in the form of a carbon layer. The two pairs of switching contacts (34 and 35) are then pressed into the openings formed by the spacers (24 and 25) and the recess (14 and 15), while the section 36, the recesses (16, 17 and 20) and thus the connecting bare conductor tracks underneath.
Analog zu dem Justierpunkt (18) weisen auch die Schichten der Figur 4 b und Figur 4 c entsprechende Justierpunkte (28 bzw. 38) auf.Analogously to the adjustment point (18), the layers in FIG. 4 b and FIG. 4 c also have corresponding adjustment points (28 or 38).
Statt den beiden Schichten der Figuren 4 a und Figur 4 b kann auch eine einzige Schicht mit entweder der Form der Figur 4 a oder der Form der Figur 4 b aufgedruckt werden.Instead of the two layers of FIGS. 4 a and 4 b, a single layer with either the shape of the Figure 4a or the shape of Figure 4b can be printed.
Diese muß dann allerdings dicker sein als die beschriebenen zwei Schichten der Figur 4 a und Figur 4 b. Allerdings ist es doch vorteilhaft, die zwei Zwischenisolationsschichten der Figur 4 a und Figur 4 b aufzutragen, da insbesondere im Bereich der Leiterbahnbrücken bei Aufbringen von nur einer Zwischenisolationsschicht kleine Störstellen, beispielsweise durch Staubkörner auftreten können, die dann die Isolierung zerstören, was bei anschließender Bildung der Leiterbahnbrücken zu Kurzschlüssen führen kann.However, this must then be thicker than the two layers described in FIG. 4 a and FIG. 4 b. However, it is it is nevertheless advantageous to apply the two intermediate insulation layers of FIG. 4 a and FIG. 4 b, since in particular Small imperfections in the area of the conductor track bridges when only one intermediate insulation layer is applied, for example, dust particles can occur, which then destroy the insulation, which is the case with subsequent Formation of the conductor track bridges can lead to short circuits.
Obwohl es bevorzugt ist, die einzelnen Schichten per Siebdruck aufzutragen, können auch andere bekannte Auftragungsverfahren angewandt werden, vorzugsweise photolitographische Verfahren, bei denen zuerst die gesamte Fläche mit einem photoempfindlichen, elektrisch isolierendem Lack beschicht wird, anschließend mit einer Maske abgedeckt und belichtet wird und anschließend entwickelt wird, so daß beim Entwicklungsvorgang die nicht belichteten oder die belichteten, d. h. die durch die Maske abgedeckten bzw. nichtAlthough it is preferred to apply the individual layers by screen printing, other known application methods can also be used are used, preferably photolithographic processes, in which first the entire surface with a photosensitive, electrically insulating lacquer is coated, then covered with a mask and is exposed and then developed, so that during the development process the unexposed or the exposed, d. H. those covered or not covered by the mask
abgedeckten Beriche abgetragen werden, so daß dann letztlich das Muster der Fig. 4a entsteht.covered areas are removed, so that then ultimately the pattern of FIG. 4a is produced.
Statt dem Aufdrucken können die Zwischenisolationsschichten auch aufgeklebt werden, beispielsweise mittels selbstklebender Isolierschichten, die die Konfiguration der Figur 4a oder die der Figur 4b haben.Instead of being printed on, the intermediate insulation layers can also be glued on, for example by means of self-adhesive insulating layers which have the configuration of FIG. 4a or that of FIG. 4b.
Die Dicke der Zwischenisolationsschicht beträgt in der Praxis ca. 30It. Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur dient die erste Zwischenisolationsschicht (13) auch als "Lötstop". Beim späteren Lötvorgang wird somit in an sich bekannter Weise verhindert, daß das Lötmittel in Bereiche vordringt, die von der Zwischenisolationsschicht abgedeckt sind.In practice, the thickness of the intermediate insulation layer is approx. 30It. In the exemplary embodiment in the figure, the first intermediate insulation layer (13) also serves as a “solder stop”. During the later soldering process, it is thus prevented in a manner known per se that the solder penetrates into areas which are covered by the intermediate insulation layer.
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