CH672653A5

CH672653A5 -

Info

Publication number: CH672653A5
Application number: CH46287A
Authority: CH
Inventors: Benno Vonlanthen
Original assignee: Berchtold Ag
Priority date: 1987-02-09
Filing date: 1987-02-09
Publication date: 1989-12-15
Also published as: IT8852848V0; ES1004610Y; FR2610778A1; ES1004610U; JPH0648067Y2; FR2610778B1; DE8801088U1; JPS63127573U; IT214551Z2

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Leiterplatte fur einen Flachschlüssel mit elektronischen Bauelementen, wobei die Leiterplatte zum Einbau in den Flachschlüssel bestimmt ist, an Teilbereichen der Schmalseiten der Leiterplatte Kontaktelemente und zwischen den elektronischen Bauelementen und den Kontaktelementen elektrische Leiter angeordnet sind sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger Leiterplatten.

Es ist bekannt, Flachschlüssel für mechanische und/oder elektromechanische Schliesseinrichtungen mit zusätzlichen elektronischen Sicherheitsmitteln zu bestücken und dadurch den Sicherheitsfaktor derartiger Schliesseinrichtungen zu erhöhen. Dabei wird zumeist im Schlüssel ein Speicherelement angeordnet, welches einen elektronischen Kode enthält. Im Schloss befindet sich eine entsprechende Leseeinrichtung, wobei diese aus einer einfachen elektronischen Leseeinheit oder einem oder mehreren Mikroprozessoren bestehen kann. Zur Übertragung der gespeicherten Daten vom Schlüssel an das Schloss können optische, induktive oder mechanische Kontaktelemente eingesetzt werden. Da Schlüssel von Schliesseinrichtungen vielen Störeinflüssen, wie

Verschmutzung, Deformation, starken Magnetfeldern, elektrostatischen Entladungen usw., ausgesetzt sind, ergeben sich immer wieder Störungen beim Gebrauch solcher mit elektronischen Zusatzelementen bestückten Schlüsseln. Trotzdem diese Art von Schlüssel, insbesondere in Verbindung mit mechanisch kodierten Flachschlüsseln, erst seit kurzer Zeit in breiterem Rahmen Anwendung findet, hat sich gezeigt, dass die Verwendung von mechanischen Kontakten die höchste Sicherheit gewährleistet. Infolge des hohen Miniaturisierungsgrades und der notwendigen langen Lebensdauer der Kontaktpartien bereitet die Gestaltung der Kontaktelemente am Schlüssel ausserordentlich grosse Schwierigkeiten. Die meisten der heute bekannten Kontaktelemente genügen den hohen Anforderungen an die Lebensdauer noch nicht.

Aus der Patentschrift DE 35 07 871 AI ist ein Flachschlüssel mit elektronischen und mechanischen Kodierungen bekannt, welcher an den Schmalseiten eine Kontaktreihe für die Übertragung von Daten vom Schlüssel an das Schloss über mechanische Kontakte aufweist. Bei diesem Flachschlüssel ist im hinteren Teil des Schlüsselbartes und in einem Teil der Reide eine Leiteiplatte mit elektronischen Bauelementen integriert. Auf dem der Reide zugeordneten Teil der Leiterplatte sind die elektronischen Bauelemente angeordnet, von welchen aus der Leiterplatte herausgeätzte elektrische Leiter in denjenigen Bereich der Leiterplatte führen, welche sich im hinteren Ende des Schlüsselbartes befindet. Auf die Oberfläche der Leiterplatte ist ein Gitter aus leitendem Metall aufgelegt und an den gewünschten Stellen mit den elektrischen Leitern auf der Leiterplatte verlötet. Dieses Metallgitter erstreckt sich beidseits des Schlüssels in den Bereich der Seitenflächen des Schlüsselbartes und bildet dort die Kontaktflächen. Diese Kontaktflächen stehen in der Form von Kontaktzungen über die Leiterplatte hinaus und können leicht beschädigt oder deformiert werden. Nach dem Einbau der Leiterplatte in den Flachschlüssel müssen diese Kontaktzungen zusätzlich mechanisch geschützt werden, was z.B. durch Einbringen einer Gussmasse geschehen kann. Trotzdem besteht die Möglichkeit, dass sich die abgewinkelten Metallbahnen, welche die Kontaktzungen bilden, durch mechanische Einwirkung der Kontaktabnehmer oder anderer Elemente aus der Gussmasse lösen und Betriebsstörungen hervorrufen. Bereits das Aufbringen und Verbinden des die Kontaktzungen bildenden Metallgitters mit den elektrischen Leitern auf der Leiterplatte erfordert mehrere Arbeitsgänge und ist sehr aufwendig. Zusätzlich sind weitere Arbeitsgänge notwendig, um die Kontaktzungen im Bereiche der Schmalseiten des Schlüsselbartes richtig zu positionieren und vor mechanischen Beschädigungen zu schützen. Bei der Erstellung von elektronischen Schaltungen und den entsprechenden Kontaktverbindungen birgt jeder zusätzliche Arbeitsgang zusätzliche Fehlerquellen in sich. Die daraus resultierende Kontrolle und der eventuell höhere Ausschuss verursachen zusätzliche Produktionskosten.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leiterplatte für einen Flachschlüssel mit Kontaktelementen zu schaffen, bei welcher die Kontaktzungen nicht vom Schlüssel oder der Leiterplatte abgelöst werden können, die Lebensdauer der Kontaktflächen an den Kontaktzungen vergrössert und die Betriebssicherheit erhöht sowie eine Reduktion der Arbeitsgänge zur Herstellung der Leiterplatte und der Kontaktpartie erreicht wird und damit die Störfaktoren reduziert werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Kontaktelemente einstückig aus der Leiteiplatte geformt sind und Kontaktzungen bilden, diese Kontaktzungen hinter den Stirnseiten Verengungen aufweisen, jede der Kontaktzungen von einer dünnen Mantelschicht aus leitendem Material umgeben ist und diese Mantelschichten direkt mit den elektrischen Leitern auf der Leiterplatte verbunden sind.

Eine bevorzugte Ausfuhrungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelschicht auf den Kontaktzungen eine galvanische Beschichtung ist. Nach einer weiteren vorteilhaf5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

672 653

ten Ausfuhrungsform der Erfindung sind die Zwischenräume zwischen den Kontaktzungen mit einem Isolationsmaterial ausgefüllt. Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, dass mindestens die Stirnseiten der Kontaktzungen an den Schmalseiten des Flachschlüssels frei zugänglich und die übrigen Teile der Leiterplatte abgedeckt sind.

Da die Leiterplatte und die Kontaktzungen einstückig aus einer Platte geformt sind, weisen die Kontaktzungen eine hohe Festigkeit auf und lassen sich mit den während der Produktion und der Benutzung auftretenden Kräften nicht von der Leiterplatte abtreimen. Die elektrischen Leiter auf der Leiterplatte werden in bekannter Weise als gedruckte Schaltungen ausgeführt und hergestellt. Dabei können die elektrischen Leiter in einfacher Weise bis zu den Stirnseiten an den Kontaktzungen geführt werden. Infolge der Verengungen der Kontaktzungen hinter den Stirnseiten ist die Mantelschicht aus leitendem Material, welche die Kontaktzungen umgibt, fest an diesen verankert und unlösbar mit jeder Kontaktzunge verbunden. Diese Mantelschicht lässt sich beispielsweise als galvanische Beschichtung ausbilden und wird mit den elektrischen Leitern direkt galvanisch verbunden. Die Zwischenräume zwischen den Kontaktzungen sind mit einem Isolationsmaterial ausgefüllt, wobei dieses Isolationsmaterial zweckmässigerweise beim Einbau der Leiterplatte in den Flachschlüssel eingebracht wird. Die Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Belastungen der Mantelschicht aus leitendem Material auf den Kontaktzungen ist jedoch auch ohne Einbringung dieser Isolationsschicht gewährleistet. Diese Isolationsschicht soll vor allem verhindern, dass sich Schmutz oder leitende Elemente zwischen den Kontaktzungen ansammeln. Bei der hier vorgeschlagenen Lösung bedarf es nur eines geringen Arbeitsaufwandes, um die Leiterplatte mit den elektrischen Leitern und den elektronischen Bauelementen mit dem leitenden Material auf den Kontaktzungen zu verbinden. Dadurch wird das Auftreten von Produktionsfehlern-wesentlich verringert und der Produküonspro-zess derartiger Flachschlüssel erheblich vereinfacht. Gleichzeitig wird die Lebensdauer und die Betriebssicherheit gegenüber bekannten Systemen verbessert.

Das Verfahren zur Herstellung einer Leiteiplatte der erfin-dungsgemässen Art ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktzungen an den Schmalseiten der Leiterplatte durch Entfernen von Leiterplattenmaterial direkt aus der Leiterplatte herausgearbeitet, diese Zungen hinterschnitten, auf der Leiterplatte die Leiter zwischen den Kontaktzungen und den Anschlussstellen der elektronischen Bauelemente herausgeätzt werden und anschliessend die Kontaktzungen mit einem leitenden Material allseitig beschichtet und dieses Material gleichzeitig mit den Leitern auf der Leiterplatte verbunden wird. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Material galvanisch auf die Kontaktzungen aufgebracht wird. Eine andere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Material mechanisch auf die Kontaktzungen aufplattiert, in die Verengungen der Kontaktzungen eingepresst und mit den Leitern auf der Leiterplatte eine kraftschlüssige Verbindung gebildet wird.

Das dargestellte Verfahren zur Herstéllung einer Leiterplatte mit Kontaktelementen ist wesentlich einfacher als die bekannten Herstellverfahren. Da die Beschichtung galvanisch oder mechanisch auf die Kontaktzungen aufgebracht werden kann, lassen sich eine Vielzahl von leitenden Materialien aufbringen. Es ist auch möglich, mehrere Schichten von Material auf die Kontaktzungen aufzubringen, wobei auch Kombinationen von verschleiss-festen und leitenden Schichten ausführbar sind. Mittels dieses neuen Herstellverfahrens lassen sich Leiterplatten für Flachschlüssel in optimaler Weise an die Anforderungen der Kontaktabnahme zwischen Schlüssel und Schloss anpassen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Ansicht eines Flachschlüssels mit elektronischer und mechanischer Kodierung,

Fig. 2 eine Leiterplatte mit elektronischen Bauelementen und einstückig angeformten Kontaktelementen.

Der in Fig. 1 dargestellte Flachschlüssel besteht aus einer Reide 1, einer Kontaktpartie 3 und einem Schlüsselbart 2. An den Breitseiten des Schlüsselbartes 2 sind mechanische Kodierungen 8 in der Form von Nuten angeordnet. Diese wirken mit Zuhaltun-gen im Schloss zusammen und bewirken die mechanische Sperrung bzw. EntSperrung eines Rotors in einer Schliesseinrichtung. Die Kontaktpartie 3 ist am hinteren Ende des Schlüsselbartes 2 im Übergang zur Reide 1 angeordnet. Sie weist mehrere Kontaktelemente 7 auf, welche durch Zwischenräume 9 voneinander getrennt sind. Die Kontaktelemente 7 sind Bestandteil einer Leiterplatte 4, welche gestrichelt dargestellt ist. Diese Leiteiplatte 4 ist in den Flachschlüssel eingebaut und erstreckt sich durch einen Teil der Reide 1 sowie einen Teil der Kontaktpartie 3. Auf der Leiteiplatte 4 sind elektronische Bauelemente 5 und 6 angeordnet, welche je nach Ausführungsform des Schlüssels bzw. der zugehörigen Schliesseinrichtung einfache elektronische Bauelemente, Datenspeicher oder Mikroprozessoren sind. Die Schliesseinrichtung, zu welcher der dargestellte Schlüssel gehört, umfasst ein Schloss, in welchem mechanische Kontaktfinger angeordnet sind, welche bei vollständig in das Schloss eingestecktem Schlüssel während eines Teils der Drehbewegung an den Kontaktelementen 7 anliegen und allfallige elektrische Signale an das Schloss übertragen. Die Zwischenräume 9 zwischen den Kontaktelementen 7 sind mit einem elektrisch isolierenden Material ausgefüllt, wobei es sich beim dargestellten Beispiel um das gleiche Material handelt, welches die Oberfläche 23 der Kontaktpartie 3 bildet und die Bereiche der Leiterplatte 4 neben den Kontaktelementen 7 abdeckt. Auch die Reide 1 ist mit einer Umhüllung versehen, welche die Leiterplatte 4, welche sich innerhalb der Reide 1 befindet, abdeckt.

Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Leiterplatte 4 in vergrösserter Darstellung. An den beiden Schmalseiten 24 und 25 der Leiterplatte 4 sind in einem Teilbereich Kontaktzungen 10, 11,12 und 13 aus der Leiterplatte herausgearbeitet. Auf der Leiterplatte sind elektrische Leiter 14,15,16 und 17 angeordnet, welche von den Kontaktzungen 10, 11,12 und 13 zu den elektronischen Bauelementen 5 und 6 führen. Die Kontaktzungen 10 bis 13 und die Leiter 14 bis 17 sind an beiden Seiten der Leiterplatte 4 spiegelbildlich doppelt vorhanden, da die Leiterplatte 4 einem Wendeschlüssel zugeordnet ist. Die elektrischen Leiter 14 bis 17 werden in bekannter Weise, zum Beispiel durch Ätzverfahren, auf der mehrschichtigen Leiterplatte 4 hergestellt. Dabei wird die elektrisch leitende Schicht, welche die Leiter 14 bis 17 bildet, im Bereiche der Kontaktzungen 10,11, 12 und 13 bis zu den Stirnflächen 18 vollständig belassen. Zwischen den Leitern 14 bis 17 entstehen Bereiche 22 ohne leitende Schicht. Die Kontaktzungen 10 bis 13 werden durch Ausfräsen der gewünschten Konturen oder durch Anbringen von Bohrungen 20 und anschliessendes Herstellen von Einfräsungen 21 erstellt. Da die Bohrungen 20 einen grösseren Durchmesser aufweisen als die Breite der Einfräsungen 21 beträgt, bilden sich im Bereiche hinter den Stirnflächen 18 an den Kontaktzungen 10 bis 13 Verengungen 19. An den Kontaktzungen 10, 11,12 und 13 ist zwischen den Stirnflächen 18 und mindestens der engsten Stelle der Verengung 19 allseitig eine Schicht von leitendem Material aufgebracht. Diese Mantelschicht wird nach dem Erstellen der Einfräsungen 21 galvanisch angebracht und besteht im vorliegenden Beispiel aus einer Goldlegierung. Diese Legierung ist ausserordentlich verschleissfest bei gleichzeitig guter Leitfähigkeit. Da die Beschichtung die Kontaktzungen 10,11,12 und 13 allseitig umschliesst, verklammert sie sich im Bereiche der Verengungen 19 und bildet eine unlösbare formschlüssige Verbindung mit den Kontaktzungen. Ein Ablösen eines Teils der Beschichtung oder des ganzen Kontaktelementes im Bereiche der Kontaktzungen 10, 11, 12 und 13 ist praktisch

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

672 653

unmöglich. Da die elektrischen Leiter 14,15,16 und 17 bis an die Stirnflächen 18 der Kontaktzungen 10 bis 13 herangeführt werden, ergibt sich bei der galvanischen Aufbringung der Beschichtung eine mechanisch sehr gute Haftung und elektrisch optimal leitfahige Verbindung zwischen der Beschichtung und den elektrischen Leitern 14 bis 17.

Bei der Herstellung der Leiteiplatten 4 können die elektrischen Leiter 14 bis 17 vor oder nach dem Bearbeiten der Kontaktzungen 10 bis 13 erstellt werden. Da bei der mechanischen Bearbeitung Beschädigungen der Leiterplatte 4 auftreten können, wird die dargestellte Leiterplatte vorerst mechanisch bearbeitet, dann die elektrischen Leiter aufgebracht und anschliessend die Beschichtung mit leitendem Material an den Kontaktzungen 10 bis 13 erstellt. Anschliessend wird die Leiteiplatte 4 mit den elektronischen Bauelementen 5 und 6 bestückt und ist ohne weitere Arbeitsgänge für den Einbau in den Flachschlüssel bereit. Dieser Einbau erfolgt in der Weise, dass die Leiterplatte 4 in Aussparungen in der Reide 1 und in der Kontaktpartie 3 am Flachschlüssel 5 eingelegt wird. An den Breitseiten der Kontaktpartie 3 und der Reide 1 wird eine Abdeckung aufgebracht, wobei diese Abdek-kung zum Beispiel durch Verkleben mit den mechanisch tragenden Teilen des Schlüsselbartes 2 verbunden werden kann. Bei geeigneter Wahl des Klebstoffes kann dieser auch als elektrisch io isolierendes Material in die Zwischenräume 9 zwischen die Kontaktzungen 10 bis 13 eingebracht werden. Durch geeignete Abdeckungen wird gewährleistet, dass die Stirnseiten 18 der Kontaktzungen 10 bis 13 frei zugänglich bleiben.

G

1 Blatt Zeichnungen

Claims

672 653

1. Leiterplatte fur einen Flachschlüssel mit elektronischen Bauelementen, wobei die Leiteiplatte zum Einbau in den Flachschlüssel bestimmt ist, an Teilbereichen der Schmalseiten der Leiterplatte Kontaktelemente und zwischen den elektronischen Bauelementen und den Kontaktelementen elektrische Leiter angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (7) einstückig aus der Leiterplatte (4) geformt sind und Kontaktzungen (10, 11,12,13) bilden, diese Kontaktzungen (10,11,12,13) hinter den Stirnseiten (18) Verengungen (19) aufweisen, jede der Kontaktzungen (10,11,12,13) von einer dünnen Mantelschicht aus leitendem Material umgeben ist und diese Mantelschichten direkt mit den elektrischen Leitern (14, 15,16,17) auf der Leiterplatte (4) verbunden sind.

2. Leiteiplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass die Mantelschicht auf den Kontaktzungen (10,11,12,13) eine galvanische Beschichtung ist.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Leiterplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenräume (9) zwischen den Kontaktzungen mit einem Isolationsmaterial ausgefüllt sind.

4. Flachschlüssel mit elektronischen Bauelementen mit einer Leiterplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Stirnseiten (18) der Kontaktzungen (10,11,12,13) an den Schmalseiten der Kontaktpartie (3) des Flachschlüssels frei zugänglich und die übrigen Teile der Leiterplatte (4) abgedeckt sind.

5. Verfahren zur Herstellung einer Leiteiplatte nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktzungen an den Schmalseiten der Leiterplatte durch Entfernen von Leiterplattenmaterial direkt aus der Leiterplatte herausgearbeitet, diese Zungen hinterschnitten, auf der Leiterplatte die Leiter zwischen den Kontaktzungen und den Anschlussstellen der elektronischen Bauelemente herausgeätzt werden und anschliessend die Kontaktzungen mit einem leitenden Material allseitig beschichtet und dieses Material gleichzeitig mit den Leitern auf der Leiterplatte verbunden wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Material galvanisch auf die Kontaktzungen aufgebracht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das leitende Material mechanisch auf die Kontaktzungen aufplattiert, in die Verengungen der Kontaktzungen eingepresst und mit den Leitern auf der Leiterplatte eine kraftschlüssige Verbindung gebildet wird.