<Desc/Clms Page number 1>
Bescherming voor een elektrische geleider, elektrisch element hiermee uitgerust en werkwijze voor het beschermen van elektrische geleiders.
De huidige uitvinding heeft betrekking op een bescherming voor een elektrische geleider, op een elektrisch element hiermee uitgerust en op een werkwijze voor het beschermen van elektrische geleiders.
De uitvinding is in de eerste plaats bedoeld voor het beschermen van geleidende banen bij elementen waarop deze banen door bedrukking zijn aangebracht, zoals een printplaat, een met geleidende banen bedrukte folie, of dergelijke. Meer algemeen echter kan zij ook in andere toepassingen worden aangewend waarbij vrij liggende elektrische geleiders op een elektrisch geleidende manier moeten worden beschermd.
Het is bekend dat vrij liggende geleiders, meer speciaal gedrukte geleidende banen, onderhevig zijn aan oxidatie, corrosie of andere mogelijke aantastingen, bijvoorbeeld chemische aantastingen in industriële middens, en dergelijke en dat zulke geleiders hiertegen kunnen beschermd worden door een isolerende beschermlak over de geleiders aan te brengen.
In bepaalde toepassingen kunnen de geleiders op bepaalde plaatsen echter niet van een isolerende beschermlaag worden voorzien, bijvoorbeeld op die plaatsen waar de geleiders contact dienen te maken met de contactklemmen van een
<Desc/Clms Page number 2>
aansluitstekker, op plaatsen waar de geleiders de contacten vormen van een druktoets van een toetsenbord, of dergelijke.
Het is bekend dat op de voornoemde plaatsen de geleiders van de bedrukte schakelingen kunnen beschermd worden door een geleidende koolstoffilm over de geleiders aan te brengen. Zulke koolstoffilm beschermt de geleiders tegen oxidatie, corrosie, en dergelijke, en is gelijktijdig toch nog elektrisch geleidend.
Het is ook bekend dat zulke koolstoffilm met bepaalde druktechnieken of dergelijke op de geleidende banen kan worden aangebracht, waarbij de bedrukking hetzelfde patroon vertoont als dat van de te beschermen geleiders, met dit verschil dat de banen van de bedrukking iets breder worden genomen dan die van de te beschermen geleiders, dit om er zeker van te zijn dat de betreffende geleiders volledig met koolstof worden bedekt.
Rekening houdend met de fabricagetoleranties van geleidende banen en met de toleranties van het bedrukken met koolstof, wordt de koolstofbedrukking doorgaans in de vorm van een baan uitgevoerd die enkele tienden millimeter breder is dan de onderliggende geleidende baan.
Het is duidelijk dat in dit geval, rekening houdend met de voornoemde marge en met een minimale veiligheidsafstand die tussen de koolstofbedrukkingen van naburige geleiders dient gerespecteerd te worden, de geleiders zich op een relatief grote afstand van elkaar moeten bevinden, hetgeen nadelig
<Desc/Clms Page number 3>
is in verband met de steeds toenemende miniaturisering van printplaten en dergelijke.
Een ander nadeel is dat voor het aanbrengen van zulke beschermende koolstoffilm gespecialiseerde en relatief dure apparatuur vereist is.
Nog een nadeel is dat zulke koolstoffilm relatief broos is en betrekkelijk gemakkelijk slijt, bijvoorbeeld als gevolg van het veelvuldig gebruik van de voornoemde druktoetsen, waardoor, enerzijds, de bescherming verdwijnt en alsnog corrosie kan optreden, en, anderzijds, koolstofdeeltjes vrijkomen die zich elders kunnen vastzetten en ongewenste kortsluitingen kunnen veroorzaken.
Nog een ander nadeel is dat koolstof een relatief hoge elektrische weerstand vertoont, waardoor de contactweerstand tussen de geleiders en de voornoemde aansluitklemmen en contacten relatief groot is.
Nog een bijkomend nadeel is dat een bescherming op basis van een koolstoffilm onvoldoende is in sterk vervuilde en corrosieve omstandigheden, zoals bijvoorbeeld bij toepassingen in varkensstallen door ammoniak aantasting, in ruimtes met zeer hoge vochtigheid waar een groot risico op condensatie ontstaat, en dergelijke.
Bovendien zijn koolstofinkten, welke worden aangewend voor het vormen van de voornoemde koolstoffilm, solvent gebaseerd, met de nodige veiligheidsimplicaties en beperkte resistentie tegen solventen als gevolg.
<Desc/Clms Page number 4>
De huidige uitvinding heeft tot doel een oplossing te bieden voor de voornoemde en andere nadelen, doordat zij voorziet in een bescherming die in alle omstandigheden zeer effectief is en een kleine contactweerstand vertoont, die op een gemakkelijke en goedkope manier kan toegepast worden zonder dat hiervoor gespecialiseerde apparatuur vereist is, en die bovendien relatief slijtvast is.
Hiertoe betreft de uitvinding een bescherming voor een elektrische geleider, met als kenmerk dat zij bestaat uit een anisotroop geleidende beschermlaag die over de elektrische geleider wordt aangebracht en die geleidend is in een richting dwars.doorheen de laag, maar die isolerend is in de richting van het vlak van de beschermlaag zelf.
Zulke anisotroop geleidende beschermlaag is per definitie slechts in één enkele richting geleidend, in dit geval meer speciaal in de richting dwars doorheen de beschermlaag, dus met andere woorden, van één zijde van de laag naar de andere, terwijl zij isolerend is in de richting van het vlak van de beschermlaag zelf.
Aangezien dergelijke beschermlaag volgens de uitvinding geleidend is doorheen de laag, kan zulke beschermlaag worden toegepast op geleiders waarop anders een geleidende koolstofbescherming wordt voorzien om bijvoorbeeld het contact mogelijk te maken tussen de betreffende geleiders en de klemmen van een aansluitstekker of dergelijke.
<Desc/Clms Page number 5>
Vermits een beschermlaag volgens de uitvinding bovendien isolerend is in het vlak van de laag zelf, kan zij overlappend over meerdere geleiders worden aangebracht zonder dat tussen aangrenzende geleiders kortsluiting ontstaat. Dit biedt het voordeel dat zulke bescherming volgens de uitvinding uniform over een met geleidende banen bedrukte drager, zoals een printplaat of dergelijke, kan worden aangebracht. De beschermlaag moet dus niet meer volgens een bepaald patroon of tekening worden aangebracht, zodat dan ook niet meer met drukpatronen moet worden gewerkt.
Nog een voordeel is dat de geleidingsbanen dichter bij mekaar kunnen worden gebracht, aangezien er in dit geval geen rekening moet worden gehouden met mogelijke kortsluitingen tussen de beschermlagen van aangrenzende geleiders, zoals dit het geval is bij de bekende koolstofbescherming.
Bij voorkeur bestaat de anisotroop geleidende beschermlaag hoofdzakelijk uit een isolatielaag, die elektrisch isolerend is, waarin elektrisch geleidende bruggen zijn voorzien die één zijde van deze isolatielaag verbinden met de andere zijde. Meer speciaal nog geniet het de voorkeur dat de voornoemde bruggen hierbij gevormd worden door elektrisch geleidende deeltjes die in het materiaal van de isolatielaag vermengd zijn.
Zulke beschermlaag laat toe dat het materiaal van de isolatielaag willekeurig kan worden gekozen in functie van de toepassing en de invloeden waaraan de bescherming moet
<Desc/Clms Page number 6>
kunnen weerstaan, dit terwijl de elektrische geleidbaarheid te allen tijde door de elektrisch geleidende deeltjes wordt verzekerd.
De dikte van de deeltjes is bij voorkeur zodanig dat zij zich na uitharding van de laklaag, doorheen deze laag uitstrekken en aldus elektrisch geleidende bruggen vormen tussen één zijde van de beschermlaag en de andere zijde van deze beschermlaag.
Bij voorkeur bestaat de isolatielaag uit een lak. Zulke lak laat toe dat, in vloeibare toestand ervan, elektrisch geleidende deeltjes gemakkelijk hierin kunnen worden vermengd en dat hij bovendien gemakkelijk aangebracht kan worden door middel van spuit- of druktechnieken, of dergelijke.
Het is duidelij k dat de uitvinding ook betrekking heeft op elektrische elementen die voorzien zijn van één of meer geleiders, waarbij deze geleiders voorzien zijn van een bescherming volgens de uitvinding.
Tevens heeft zij betrekking op een werkwijze voor het beschermen van elektrische geleiders met als kenmerk dat een bescherming in de vorm van een beschermlaag zoals hiervoor beschreven over de geleiders wordt aangebracht, bij voorkeur in de vorm van een vloeibare substantie die men vervolgens laat uitharden.
Tenslotte heeft de uitvinding ook betrekking op de substanties zelf voor het vormen van de voornoemde
<Desc/Clms Page number 7>
bescherming, met als kenmerk dat zij bestaat in de vorm van een laag uitstrijkbare en uithardbare vloeistof die in uitgeharde toestand elektrisch isolerend is en waarin elektrisch geleidende deeltjes vermengd zijn.
Verdere kenmerken van de uitvinding zullen blijken uit de hierna volgende beschrijving en de aangehechte conclusies.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een bescherming volgens de uitvinding toegepast op enkele voorbeelden van geleiders, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin:
Figuur 1 schematisch een aansluitgedeelte van een met geleiders bedrukte drager weergeeft, die op bekende wijze van een koolstofbescherming voor de geleiders is voorzien ; figuur 2 op een grotere schaal een doorsnede weergeeft volgens lijn II-II in figuur 1; figuur 3 een analoog aansluitgedeelte weergeeft zoals in figuur 1, doch waarbij een bescherming volgens de uitvinding werd toegepast; figuur 4 op grotere schaal een doorsnede weergeeft volgens lijn IV-IV in figuur 3, waarbij de bescherming op een sterk geschematiseerde wijze is weergegeven;
figuur 5 op nog grotere schaal het gedeelte weergeeft dat in figuur 4 door F5 is aangeduid; figuur 6 op grotere schaal een doorsnede weergeeft volgens lijn VI-VI in figuur 3;
<Desc/Clms Page number 8>
figuur 7 schematisch en met gedeeltelijke weglating een membraantoetsenbord weergeeft waarin een bescherming volgens de uitvinding is toegepast; figuur 8 een doorsnede weergeeft volgens lijn VIII-
VIII in figuur 7; figuur 9 op grotere schaal het gedeelte weergeeft dat in figuur 8 door F9 is aangeduid; figuur 10 op nog grotere schaal het gedeelte weergeeft dat in figuur 9 door F10 is aangeduid.
In de figuren 1 en 2 is een aansluitgedeelte 1 weergegeven van een drager 2, zoals een plaat, folie, of dergelijke, waarop een aantal elektrische geleiders 3 zijn aangebracht, in dit geval, in de vorm van erop gedrukte geleidingsbanen, waarbij deze geleiders 3 van een klassieke bekende bescherming in de vorm van een koolstoffilm 4, die over de geleiders 3 is aangebracht, bijvoorbeeld in de vorm van een koolstofbedrukking, zijn voorzien.
Zulke koolstoffilm 4 vormt, enerzijds, een bescherming, doch laat anderzijds toe dat een geleiding blijft bestaan, zodanig dat nog steeds een elektrische verbinding mogelijk is tussen bijvoorbeeld de contacten 5 van een connector 6 en de geleiders 3.
De koolstoffilm 4 bedekt de betreffende geleider 3 volledig en om een volledige bescherming te waarborgen strekt deze koolstoffilm 4 zich aan beide zijden van de geleider 3 zelfs een afstand A verder uit die klassiek enkele tienden millimeter bedraagt. In de praktijk is 0,2 millimeter het absolute minimum om pasverschillen, rek van de zeef die
<Desc/Clms Page number 9>
wordt aangewend bij de zeefdruk, krimp van het materiaal en dergelijke op te vangen. Door het feit dat aldus rekening moet worden gehouden met de voornoemde afstanden A, alsmede met een afstand B tussen de koolstoffilms 4, die uit veiligheidsoverwegingen voldoende groot moet gekozen worden om kortsluiting tussen naburige koolstofbanen 4 te voorkomen, is de minimale afstand C tussen twee geleiders 3, door het gebruik van een bescherming in de vorm van koolstoffilms, vrij groot.
In de figuren 3 en 4 is een aansluitgedeelte van een gedrukt circuit 7 weergegeven bestaande uit een drager 8 met geleiders 9, waarbij dit gedrukt circuit 7 van een bescherming volgens de uitvinding is voorzien, die bestaat uit een anisotroop geleidende beschermlaag 10 die doorlopend over het volledige oppervlak van het gedrukt circuit 7, dus zowel over de geleiders 9 als de tussenliggende vrije gedeelten van de drager 8, is aangebracht.
Zoals meer in detail in figuur 5 is afgebeeld, bestaat de beschermlaag 10 in hoofdzaak uit een beschermende elektrisch isolerende isolatielaag 11, bijvoorbeeld een lak, meer speciaal een isolatielak, waarin elektrisch geleidende deeltjes 12 zijn verspreid die elektrisch geleidende bruggen vormen tussen één zijde 13 van deze beschermlaag 10 en de andere zijde 14 van deze laag 10.
Volgens een voorkeurdragende uitvoeringsvorm wordt de anisotrope beschermlaag 10 gevormd door de isolatielaag 11 als een vloeibare massa waarin de elektrisch geleidende
<Desc/Clms Page number 10>
deeltjes 12, bijvoorbeeld nikkelpartikels, zijn vermengd, in de vorm van een laag op het gedrukt circuit 7 aan te brengen, bijvoorbeeld door middel van zeefdruk, waarna men deze laag laat uitharden.
Bij voorkeur wordt hiervoor gebruik gemaakt van een UV- isolatielak die men door toepassing van UV-bestraling zeer snel kan doen uitharden.
De elektrisch geleidende deeltjes 12 worden bij voorkeur zodanig gekozen dat zij gedeeltelijk uit de isolatielaag 11 uitsteken doordat zij een dikte Tl bezitten die minstens gelijk is aan of groter dan de dikte T2 van de uitgeharde isolatielaag 11. In de praktijk worden goede resultaten bekomen met een isolatielaag 11 waarvan de dikte T2 van de orde van grootte is van 10 a 20 micron en met deeltjes 12 waarvan de dikte van de orde van grootte van 30 micron is.
Bij het aanbrengen van de beschermlaag 10 worden de deeltjes 12 op een homogene wijze in het materiaal van de isolatielaag 11 vermengd en in zodanige concentraties toegepast dat deze deeltjes 12 hoofdzakelijk als individuele deeltjes in de uiteindelijke isolatielaag 11 zijn verdeeld en zich op een afstand van elkaar bevinden.
Het is duidelijk dat, zoals weergegeven in figuur 5, de beschermlaag 10 zodoende geleidend is in de richting Dl doorheen de beschermlaag 10 en isolerend is in de richting D2 in het vlak van deze beschermlaag 10 zelf.
<Desc/Clms Page number 11>
Het is eveneens duidelijk dat door toepassing van een beschermlaag 10 die zich, zoals weergegeven in figuur 4, doorlopend over alle geleiders 9 uitstrekt, er geen rekening meer moet gehouden worden met zich over een afstand A uitstrekkende randgedeelten die op zich ook met een afstand B van elkaar moeten gescheiden zijn. De afstand C kan in de uitvoering van de uitvinding dan ook kleiner gekozen worden dan bij de bekende uitvoeringen.
In figuur 6 wordt de aansluiting weergegeven van een connector 15 op het gedrukte circuit 7. De contacten 16 maken met de elektrisch geleidende deeltjes 12 van de anisotrope beschermlaag 10 contact, welke deeltjes 12 aldus een elektrische overbrugging vormen tussen de contacten 16 en de betreffende geleiders 9.
Het is duidelijk dat door de concentratie van de geleidende deeltjes 12 in de isolatielaag 11 te verhogen, de afstand tussen de deeltjes kleiner wordt, waardoor, in dit geval, de contacten 16 met een groter aantal deeltjes in contact zijn en waardoor bijgevolg de contactweerstand verkleint.
De voornoemde concentratie van geleidende deeltjes 12 mag echter ook niet te veel verhoogd worden, aangezien anders het risico bestaat dat de deeltjes gaan samenklitten en er aldus kortsluitverbindingen tussen de geleiders 9 kunnen ontstaan. De meest optimale concentraties kunnen proefondervindelijk worden bepaald.
Het is duidelijk dat de geleidende beschermlaag 10 niet alleen in combinatie met connectoren 15 van nut is, doch
<Desc/Clms Page number 12>
kan aangewend worden in alle toepassingen waarbij een bescherming wenselijk is, doch toch nog een geleiding moet blijven bestaan.
In de figuren 7 tot 10 is dan ook een andere belangrijke toepassing weergegeven, waarbij de beschermlaag 10 is aangewend in een membraantoetsenbord 17.
Zulk membraantoetsenbord 17 bestaat, zoals weergegeven, doorgaans uit een drager 8, en zich daarop bevindende materiaallaag 18, die als afstandhouder fungeert, en een daarop aangebracht membraan 19.
In de materiaallaag 18 zijn openingen 20 gevormd, ter plaatse waarvan het voornoemde membraan 19 telkens is uitgevoerd in de vorm van een druktoets 21.
De geleiders 9 bestaan in dit geval niet alleen uit de op de drager 2 aangebrachte geleidingsbanen 22 van het aangewende gedrukte circuit 7, maar ook uit de erop aangebrachte contacten 23 die op deze geleidingsbanen 22 aansluiten, alsmede uit de aan de onderzijde van het membraan 19 aangebrachte verbindingscontacten 24.
Het gedrukte circuit 7 is volgens de uitvinding over het volledige oppervlak voorzien van een anisotroop geleidende beschermlaag 10 die de geleiders 9, met ander woorden, de geleidingsbanen 22 en de contacten 23, beschermt tegen corrosie en andere uitwendige invloeden.
<Desc/Clms Page number 13>
In overeenstemming met de uitvinding is zulke beschermlaag 10 eveneens over de verbindingscontacten 24 aangebracht.
Wanneer een druktoets 21 wordt ingedrukt, zoals weergegeven rechts in figuur 8, wordt het verbindingscontact 24 tegen de twee onderliggende contacten 23 gedrukt waardoor deze contacten 23 via het verbindingscontact 24 met elkaar worden verbonden, meer speciaal door tussenkomst van de elektrisch geleidende overbruggingen die gevormd worden door de voornoemde deeltjes 12.
Het is duidelijk dat een bescherming volgens de uitvinding kan worden toegepast op alle of op sommige contacten van druktoetsen, schakelaars, enzovoort, in welke vorm deze druktoetsen en schakelaars ook voorkomen.
Het is ook duidelijk dat de voornoemde bedrukte circuits en geleiders niet noodzakelijk over hun volledige oppervlak dienen voorzien te zijn van een bescherming volgens de uitvinding maar dat zulke bescherming ook enkel plaatselijk kan worden toegepast. De geleiders 9 kunnen op zich uit eender welk geleidend materiaal bestaan, zoals metaal, zilver, goud, tin of dergelijke of ook uit een ander materiaal, bijvoorbeeld koolstof.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch een bescherming volgens de uitvinding kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
<Desc / Clms Page number 1>
Protection for an electrical conductor, electrical element equipped with this and method for protecting electrical conductors.
The present invention relates to a protection for an electrical conductor, to an electrical element equipped therewith and to a method for protecting electrical conductors.
The invention is primarily intended for protecting conductive webs on elements to which these webs have been applied by printing, such as a printed circuit board, a foil printed with conductive webs, or the like. More generally, however, it can also be used in other applications where exposed electrical conductors must be protected in an electrically conductive manner.
It is known that exposed conductors, more specifically printed conductive paths, are subject to oxidation, corrosion or other possible attacks, for example chemical attacks in industrial centers, and the like and that such conductors can be protected against this by applying an insulating protective coating over the conductors. to bring.
In certain applications, however, the conductors cannot be provided with an insulating protective layer at certain locations, for example at those locations where the conductors must make contact with the contact terminals of a
<Desc / Clms Page number 2>
connector plug, at locations where the conductors form the contacts of a push-button of a keyboard, or the like.
It is known that the conductors of the printed circuits can be protected at the aforementioned locations by applying a conductive carbon film over the conductors. Such a carbon film protects the conductors against oxidation, corrosion and the like, and at the same time is still electrically conductive.
It is also known that such carbon film can be applied to the conductive webs with certain printing techniques or the like, the printing showing the same pattern as that of the conductors to be protected, with the difference that the webs of the printing are taken slightly wider than those of the printing the conductors to be protected, this to ensure that the conductors in question are completely covered with carbon.
Taking into account the manufacturing tolerances of conductive webs and the tolerances of carbon printing, the carbon printing is usually carried out in the form of a web that is a few tenths of a millimeter wider than the underlying conductive web.
It is clear that in this case, taking into account the aforementioned margin and with a minimum safety distance to be respected between the carbon prints of neighboring conductors, the conductors must be at a relatively large distance from each other, which is disadvantageous
<Desc / Clms Page number 3>
is related to the ever-increasing miniaturization of printed circuit boards and the like.
Another drawback is that the application of such protective carbon film requires specialized and relatively expensive equipment.
Another drawback is that such a carbon film is relatively brittle and relatively easy to wear, for example as a result of the frequent use of the aforementioned push buttons, as a result of which protection on the one hand disappears and corrosion can occur and on the other hand carbon particles which can occur elsewhere and cause unwanted short circuits.
Yet another disadvantage is that carbon has a relatively high electrical resistance, so that the contact resistance between the conductors and the aforementioned terminals and contacts is relatively large.
A further disadvantage is that a protection based on a carbon film is insufficient in highly polluted and corrosive conditions, such as for example in applications in pig houses due to ammonia attack, in rooms with very high humidity where there is a high risk of condensation, and the like.
In addition, carbon inks used to form the aforementioned carbon film are solvent-based, with the necessary safety implications and limited resistance to solvents as a result.
<Desc / Clms Page number 4>
The present invention has for its object to provide a solution for the aforementioned and other disadvantages in that it provides a protection which is highly effective in all circumstances and has a low contact resistance, which can be applied in an easy and inexpensive manner without specialized equipment is required, and which is also relatively durable.
To this end the invention relates to protection for an electrical conductor, characterized in that it consists of an anisotropic conductive protective layer which is applied over the electrical conductor and which is conductive in a direction transversely through the layer, but which is insulating in the direction of the surface of the protective layer itself.
Such anisotropic conductive protective layer is by definition conductive in only one direction, in this case more specifically in the direction transversely through the protective layer, i.e. in other words, from one side of the layer to the other, while being insulating in the direction of the surface of the protective layer itself.
Since such a protective layer according to the invention is conductive through the layer, such a protective layer can be applied to conductors on which a conductive carbon protection is otherwise provided in order, for example, to allow contact between the relevant conductors and the terminals of a connecting plug or the like.
<Desc / Clms Page number 5>
Moreover, since a protective layer according to the invention is insulating in the plane of the layer itself, it can be overlapped over several conductors without short-circuiting occurring between adjacent conductors. This offers the advantage that such protection according to the invention can be uniformly applied over a carrier printed with conductive webs, such as a printed circuit board or the like. The protective layer therefore no longer has to be applied according to a certain pattern or drawing, so that printing patterns no longer have to be used.
Another advantage is that the conductor tracks can be brought closer together, since in this case no account has to be taken of possible short circuits between the protective layers of adjacent conductors, as is the case with the known carbon protection.
The anisotropic conductive protective layer preferably consists of an insulating layer, which is electrically insulating, in which electrically conductive bridges are provided which connect one side of this insulating layer to the other side. More in particular, it is preferred that the aforementioned bridges here be formed by electrically conductive particles that are mixed in the material of the insulating layer.
Such a protective layer allows the material of the insulating layer to be selected arbitrarily depending on the application and the influences to which the protection must
<Desc / Clms Page number 6>
can resist, while the electrical conductivity is ensured at all times by the electrically conductive particles.
The thickness of the particles is preferably such that after curing of the lacquer layer, they extend through this layer and thus form electrically conductive bridges between one side of the protective layer and the other side of this protective layer.
The insulating layer preferably consists of a lacquer. Such lacquer allows that, in its liquid state, electrically conductive particles can easily be mixed in here and, moreover, that it can easily be applied by means of spraying or printing techniques, or the like.
It is clear that the invention also relates to electrical elements which are provided with one or more conductors, these conductors being provided with a protection according to the invention.
It also relates to a method for protecting electrical conductors, characterized in that a protection in the form of a protective layer as described above is applied over the conductors, preferably in the form of a liquid substance which is subsequently allowed to cure.
Finally, the invention also relates to the substances themselves for forming the aforementioned
<Desc / Clms Page number 7>
protection, characterized in that it exists in the form of a layer of smearable and curable liquid that is electrically insulating in the cured state and in which electrically conductive particles are mixed.
Further features of the invention will be apparent from the following description and the appended claims.
With the insight to better demonstrate the features of the invention, a preferred embodiment of a protection according to the invention applied to some examples of conductors is described below as an example without any limiting character, with reference to the accompanying drawings, in which:
Figure 1 schematically represents a connecting part of a carrier printed with conductors, which is provided with a carbon protection for the conductors in a known manner; figure 2 represents a section on a larger scale according to line II-II in figure 1; figure 3 represents an analog connection part as in figure 1, but in which a protection according to the invention was applied; figure 4 represents a cross-section on a larger scale according to line IV-IV in figure 3, wherein the protection is shown in a highly schematic manner;
figure 5 represents on an even larger scale the part indicated by F5 in figure 4; figure 6 represents a cross-section on a larger scale according to line VI-VI in figure 3;
<Desc / Clms Page number 8>
figure 7 schematically and with partial omission shows a membrane keyboard in which a protection according to the invention is applied; figure 8 represents a section according to line VIII-
VIII in figure 7; figure 9 shows on a larger scale the part indicated by F9 in figure 8; figure 10 represents on an even larger scale the part indicated by F10 in figure 9.
Figures 1 and 2 show a connection part 1 of a carrier 2, such as a plate, foil or the like, on which a number of electrical conductors 3 are arranged, in this case, in the form of printed conductors printed on it, said conductors 3 provided with a classical known protection in the form of a carbon film 4, which is arranged over the conductors 3, for example in the form of a carbon print.
Such carbon film 4, on the one hand, forms a protection, but on the other hand allows a conduction to continue to exist, such that an electrical connection is still possible between, for example, the contacts 5 of a connector 6 and the conductors 3.
The carbon film 4 completely covers the relevant conductor 3 and to ensure complete protection, this carbon film 4 extends on both sides of the conductor 3 even a distance A which is classically a few tenths of a millimeter. In practice, 0.2 millimeters is the absolute minimum to pass differences, stretch from the sieve
<Desc / Clms Page number 9>
is used to compensate for the screen printing, shrinkage of the material and the like. Due to the fact that the aforementioned distances A must be taken into account as well as a distance B between the carbon films 4, which must be chosen sufficiently large for safety reasons to prevent short-circuiting between adjacent carbon paths 4, the minimum distance C between two conductors is 3, by the use of a protection in the form of carbon films, quite large.
Figures 3 and 4 show a connecting part of a printed circuit 7 consisting of a carrier 8 with conductors 9, said printed circuit 7 being provided with a protection according to the invention, which consists of an anisotropically conductive protective layer 10 which extends continuously over the The entire surface of the printed circuit 7, i.e. over both the conductors 9 and the intermediate free portions of the carrier 8, is provided.
As shown in more detail in Figure 5, the protective layer 10 consists essentially of a protective electrically insulating insulating layer 11, for example a lacquer, more particularly an insulating lacquer, in which electrically conductive particles 12 are dispersed which form electrically conductive bridges between one side 13 of this protective layer 10 and the other side 14 of this layer 10.
According to a preferred embodiment, the anisotropic protective layer 10 is formed by the insulating layer 11 as a liquid mass in which the electrically conductive
<Desc / Clms Page number 10>
particles 12, for example nickel particles, are mixed in the form of a layer on the printed circuit 7, for example by means of screen printing, after which this layer is allowed to cure.
Preferably, a UV insulating lacquer is used for this purpose, which can be cured very quickly by using UV irradiation.
The electrically conductive particles 12 are preferably selected such that they partially protrude from the insulating layer 11 in that they have a thickness T1 that is at least equal to or greater than the thickness T2 of the cured insulating layer 11. In practice, good results are obtained with a insulation layer 11 whose thickness T2 is on the order of 10 to 20 microns and with particles 12 whose thickness is on the order of 30 microns.
When applying the protective layer 10, the particles 12 are mixed in a homogeneous manner in the material of the insulating layer 11 and used in such concentrations that these particles 12 are mainly distributed as individual particles in the final insulating layer 11 and are spaced apart from one another are located.
It is clear that, as shown in Figure 5, the protective layer 10 is thus conductive in the direction D1 through the protective layer 10 and is insulating in the direction D2 in the plane of this protective layer 10 itself.
<Desc / Clms Page number 11>
It is also clear that by using a protective layer 10 which, as shown in Figure 4, extends continuously over all conductors 9, it is no longer necessary to take into account edge portions extending over a distance A which in themselves also have a distance B must be separated from each other. The distance C can therefore be chosen smaller in the embodiment of the invention than in the known embodiments.
Figure 6 shows the connection of a connector 15 to the printed circuit 7. The contacts 16 make contact with the electrically conductive particles 12 of the anisotropic protective layer 10, which particles 12 thus form an electric bridge between the contacts 16 and the relevant conductors 9.
It is clear that by increasing the concentration of the conductive particles 12 in the insulating layer 11, the distance between the particles becomes smaller, so that, in this case, the contacts 16 are in contact with a larger number of particles and therefore the contact resistance is reduced. .
However, the aforementioned concentration of conductive particles 12 should also not be increased too much, since otherwise there is a risk that the particles will stick together and thus short-circuit connections between the conductors 9 may occur. The most optimal concentrations can be determined experimentally.
It is clear that the conductive protective layer 10 is useful not only in combination with connectors 15, but
<Desc / Clms Page number 12>
can be used in all applications where protection is desirable, but still requires guidance.
Figures 7 to 10 therefore also show another important application in which the protective layer 10 is applied in a membrane keyboard 17.
Such a membrane keypad 17, as shown, generally consists of a carrier 8, and a layer of material 18 disposed thereon, which acts as a spacer, and a membrane 19 arranged thereon.
Openings 20 are formed in the material layer 18, at the location of which the aforementioned membrane 19 is each designed in the form of a push button 21.
The conductors 9 in this case consist not only of the conductor tracks 22 of the printed circuit 7 used on the carrier 2, but also of the contacts 23 arranged thereon which connect to these conductor paths 22, and also of the bottom side of the membrane 19 fitted connection contacts 24.
The printed circuit 7 according to the invention is provided over the entire surface with an anisotropic conductive protective layer 10 which protects the conductors 9, in other words the conductive paths 22 and the contacts 23, against corrosion and other external influences.
<Desc / Clms Page number 13>
In accordance with the invention, such a protective layer 10 is also applied over the connecting contacts 24.
When a push button 21 is pressed, as shown on the right in Figure 8, the connection contact 24 is pressed against the two underlying contacts 23, whereby these contacts 23 are connected to each other via the connection contact 24, more particularly through the electrically conductive bridges that are formed by the aforementioned particles 12.
It is clear that a protection according to the invention can be applied to all or some contacts of push buttons, switches, etc., in whatever form these push buttons and switches occur.
It is also clear that the aforementioned printed circuits and conductors need not necessarily be provided with a protection according to the invention over their entire surface, but that such protection can also only be applied locally. The conductors 9 may per se consist of any conductive material, such as metal, silver, gold, tin or the like or also of another material, for example carbon.
The present invention is by no means limited to the embodiments described by way of example and shown in the figures, but a protection according to the invention can be realized in all shapes and sizes without departing from the scope of the invention.