DE102014225496A1

DE102014225496A1 - Eingabevorrichtung aufweisend eine Eingabefläche und unterhalb der Eingabefläche angeordneten Sensoren sowie Verfahren zur Herstellung der Eingabevorrichtung

Info

Publication number: DE102014225496A1
Application number: DE102014225496.5A
Authority: DE
Inventors: Jörg Thomas; Kay Schäfer
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2016-06-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung aufweisend eine Eingabefläche und unterhalb der Eingabefläche angeordneten Sensoren zur Detektion der Berührung und/oder Annäherung an die Eingabefläche, wobei ein äußeres oder das äußerste Bauteil als erstes Spritzgussteil ausgestaltet ist, auf dem die Sensoren auf einer Leiterplatte angeordnet sind, wobei die Leiterplatte eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, die Leiterplatte derart mit einem plattenförmige Anteile aufweisenden zweiten Spritzgussteil hinterspritzt ist, das das plattenförmige Anteile aufweisende zweite Spritzgussteil mit dem ersten Spritzgussteil durch die Vielzahl der Öffnungen der Leiterplatte direkt verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Eingabevorrichtung, aufweisend eine Eingabefläche und unterhalb der Eingabefläche angeordneten Sensoren, sowie ein Verfahren zur Herstellung der Eingabevorrichtung. Aus dem Stand der Technik sind derartige Eingabevorrichtungen bekannt, bei denen die Sensoren zur Detektion der Berührung und/oder der Annäherung an die Eingabefläche ausgestaltet sind, wobei ein äußeres oder das äußerste Bauteil als erstes Spritzgussteil ausgestaltet sind, auf dem die Sensoren auf einer Leiterplatte angeordnet sind. Hierbei ist die Leiterplatte auf das erste Spritzgussteil aufgeklebt, und das erste Spritzgussteil mit einem zweiten Spritzgussteil verschweißt. Die Herstellung einer derartigen Eingabevorrichtung ist aufwändig und teuer.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine einfach aufgebaute Eingabevorrichtung anzugeben, die auch einfacher und preiswerter herstellbar ist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Leiterplatte eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, dass die Leiterplatte derart mit einem plattenförmige Anteile aufweisenden zweiten Spritzgussteil hinterspritzt ist, dass das plattenförmige Anteile aufweisende zweite Spritzgussteil mit dem ersten Spritzgussteil durch die Vielzahl der Öffnungen der Leiterplatte verbunden wird. Hierbei kann das erste Spritzgussteil als äußerstes Bauteil der Eingabevorrichtung ausgestaltet sein.
Eine wesentlich schönere optische Anmutung lässt sich erreichen, wenn das erste Spritzgussteil mit einer Folie bedeckt ist, die als äußeres Bauteil der Eingabevorrichtung ausgebildet ist. Diese Folie kann beispielsweise auf das erste Spritzgussteil aufgeklebt sein. Wesentlich einfacher und kostengünstiger ist es aber, das erste Spritzgussteil als Hinterspritzung der Folie auszugestalten. Die Wertigkeit und/oder Funktionalität der Folie kann weiter dadurch verbessert werden, dass sie mit einer Bedruckung bedruckt ist. Diese Bedruckung kann beispielsweise als reine Verzierung ausgestaltet sein, es können aber auch Symbole oder sonstige Hinweise auf die Funktion der Eingabevorrichtung gedruckt sein. Diese Bedruckung ist vorteilhafter Weise zwischen der Folie und dem ersten Spritzgussteil angeordnet, da dann die Bedruckung vor Umwelteinflüssen geschützt ist.
Wenn die Leiterplatte als flexible Leiterplatte ausgestaltet ist, kann zum einen die Oberfläche der Eingabevorrichtung eine andere Form als eine plane Ebene aufweisen, und weiterhin kann die flexible Leiterplatte gleichzeitig als elektrische Verbindung zu sonstigen Bauteilen ausgestaltet sein, die die von den Sensoren aufgenommenen Werte detektieren und/oder weiterverarbeiten. So kann auf ein zusätzliches Kabel oder eine zusätzliche flexible Leiterplatte zur Verbindung der Leiterplatte mit einer Auswerteausrichtung verzichtet werden. Dies ist vor allen Dingen dann der Fall, wenn die Leiterplatte einen Bereich aufweist, der entfernt von dem plattenförmige Anteile aufweisenden zweiten Spritzgussteil angeordnet ist.
Die Sensoren können einfach aus elektrisch leitendem Material der Leiterplatte ausgestaltet sein. So können die Sensoren gleichzeitig mit der Herstellung der Leiterplatte hergestellt werden. Beispielsweise können sie aus dem Kupfermaterial der Leiterplatte hergestellt sein. Es ist auch möglich, die Sensoren aus elektrisch leitendem Material auf die Leiterplatte zu drucken. So kann eine flächige Ausgestaltung der Sensoren erreicht werden.
Wenn die Flächen einzelner oder aller Sensoren durch Öffnungen unterbrochen sind, können die Öffnungen der Sensoren den Öffnungen der Leiterplatte entsprechen, und so Sensoren auch im Bereich der Öffnungen der Leiterplatte angeordnet werden.
Wenn das plattenförmige Anteile aufweisende zweite Spritzgussteil im Bereich der plattenförmigen Ausgestaltung einzelne Öffnungen aufweist, können in diesen Bereichen Hilfswerkzeuge während des Umspritzens der Leiterplatte mit dem zweiten Spritzgussteil die Leiterplatte auf das erste Spritzgussteil drücken.
Wenn das plattenförmige Anteile aufweisende zweite Spritzgussteil eine oder mehrere Seitenwände aufweist, kann so das Gehäuse der Eingabevorrichtung hergestellt werden oder aber sonstige funktionale Teile der Eingabevorrichtung.
Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung einer vorstehenden Eingabevorrichtung ergibt sich dadurch, dass zunächst die Folie mit dem ersten Spritzgussteil hinterspritzt wird, dann die Leiterplatte auf das erste Spritzgussteil aufgelegt wird und die Leiterplatte zunächst teilweise mit dem zweiten Spritzgussteil umspritzt wird, wobei während des Umspritzens der Leiterplatte mit dem zweiten Spritzgussteil das zweite Spritzgussteil mit dem ersten Spritzgussteil durch die Öffnungen der Leiterplatte verbunden wird. Dies geschieht dadurch, dass während des Spritzvorganges des zweiten Spritzgussteils die Spritzgussmasse des zweiten Spritzgussteils durch die Öffnungen der Leiterplatte bis zum ersten Spritzgussteil gelangt und so eine Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Spritzgussteil hergestellt wird.
Wenn die Leiterplatte während des Umspritzens mit dem zweiten Spritzgussteil von mehreren Hilfswerkzeugen an das erste Spritzgussteil gedrückt wird, wird sicher erreicht, dass die Leiterplatte ihre Position während des Spritzvorganges zum zweiten Spritzgussteil nicht verändert.
Die Erfindung kann leicht abgeändert werden. Es ist beispielsweise nicht erforderlich, bei einer gewünschten Bedruckung eine Folie vorzusehen. Ebenso kann auch das erste Spritzgussteil mit einer Bedruckung bedruckt werden, wobei dessen Anmutung gegebenenfalls nicht so hochwertig ist, wie bei einer Verwendung einer bedruckten Folie.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Aufsicht auf ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Eingabevorrichtung,
2 eine Aufsicht auf eine besonders bevorzugte Leiterplatte,
3 eine Teilansicht einer besonders bevorzugten Leiterplatte mit einzelnen dargestellten Sensoren,
4 die Eingabevorrichtung aus 1, um deren Längsachse um 180° gedreht und entlang der Längsachse geschnitten,
5 eine mit dem ersten Spritzgussteil hinterspritzen Folie,
6 eine Leiterplatte und zusätzlich dargestellten Hilfswerkzeugen,
7 die Bauteile aus 6, aufgelegt auf das Bauteil aus 5,
8 die Bauteile aus 7, die zusätzlich mit einem besonders bevorzugten plattenförmigen Anteile aufweisenden zweiten Spritzgussteil verbunden sind,
9 das Bauteil aus 8, bei dem die Hilfswerkzeuge entfernt sind.
In 1 erkennt man eine Folie 1, ein erstes Spritzgussteil 2, ein zweites Spritzgussteil 3 und eine Leiterplatte 4. Weiterhin erkennt man die auf der Folie 1 aufgedruckten Symbole 5a, 5b, 5c.
Bei der Leiterplatte 4 in 2 erkennt man Öffnungen 6. Sensoren sind bei der Ansicht aus 2 auf der Unterseite der Leiterplatte angeordnet und deswegen nicht in 2 wahrnehmbar.
Eine Möglichkeit der Ausgestaltung der Sensoren zeigt der Ausschnitt aus der Aufsicht auf die Leiterplatte in 3. Die Sensoren 7 sind als quadratische Flächen ausgestaltet, die teilweise durch Öffnungen 8 unterbrochen sind. Die Öffnungen 8 der Sensoren 7 sind vorteilhafter Weise deckungsgleich mit den Öffnungen 6 der Leiterplatte 4, da dann die Spritzgussmasse des zweiten Spritzgussteils 3 während des Spritzens des zweiten Spritzgussteils 3 zu dem ersten Spritzgussteil 2 gelangen kann. Die unterschiedlichen Geometrien der einzelnen Sensoren 7 sind bei der Auswertung zu beachten. Es ist aber auch beispielsweise auch möglich, sämtliche Sensoren 7 mit Öffnungen 8 zu versehen. Verbindungsleitungen der Sensoren 7 sind nicht dargestellt.
In 4 erkennt man die Folie 1, das erste Spritzgussteil 2, das zweite Spritzgussteil 3 und die Leiterplatte 4. Die Spritzgussmasse des Spritzgussteils 3 ist beispielsweise in den Bereichen 3a, 3b und 3c durch Öffnungen 6 der Leiterplatte 4 bis zum ersten Spritzgussteil 2 gelangt. Im Bereich 3d umschließt die Spritzgussmasse des zweiten Spritzgussteils 3 die Leiterplatte 4 an ihrer Außenseite, ohne durch eine Öffnung geflossen zu sein. Die Leiterplatte 4 erstreckt sich auch entfernt von dem zweiten Spritzgussteil 3, so dass sich beispielsweise in diesem Bereich ein elektrischer Anschluss in Form beispielsweise eines Steckers oder einer Buchse realisieren lassen kann. Wenn dieser Bereich entsprechend groß ausgewählt wird, kann die Leiterplatte insbesondere, wenn Sie flexibel ausgestaltet ist, bis zu einer weiteren Leiterplatte, mit der sie dann elektrisch verbindbar ist, geführt werden. In 4 sind weiterhin noch Hilfswerkzeuge 9, die für die Herstellung bevorzugter Weise benötigt werden und später beschrieben werden, dargestellt.
In 5 erkennt man das erste Spritzgussteil 2, unter dem die Folie 1 angeordnet ist.
In 6 erkennt man die Leiterplatte 4 mit Öffnungen 6 und weiterhin mehrere Hilfswerkzeuge 9.
In 7 liegt die Leiterplatte 4 auf dem ersten Spritzgussteil 2 auf und wird durch die Hilfswerkzeuge 9 auf das erste Spritzgussteil 2 gedrückt. Die Hilfswerkzeuge 9 weisen entlang ihrer Längsachse durchgehende Öffnungen auf, durch die die Leiterplatte mittels eines Vakuums angesaugt werden kann und so die Leiterplatte von einem Automaten auf das erste Spritzgussteil 2 positioniert werden kann.
In 8 erkennt man zusätzlich gegenüber der 7, dass das plattenförmige Anteile aufweisende zweite Spritzgussteil 3 auf die Leiterplatte 4 gespritzt ist und die Leiterplatte 4 im Bereich des ersten Spritzgussteils 2 nahezu vollständig umschließt.
Die Darstellung in 9 unterscheidet sich von der Darstellung in 8 dadurch, dass die Hilfswerkzeuge 9 entfernt sind. Man erkennt so, dass an den Stellen, wo die Hilfswerkzeuge 9 die Leiterplatte 4 auf das erste Spritzgussteil 2 aufgepresst haben, dass plattenförmig ausgebildete zweite Spritzgussteil 3 Öffnungen 10 aufweist. Unterhalb der Öffnungen 10 weist die Leiterplatte 4 keine Öffnungen auf. Dies hat einen zweifachen Vorteil:

1. In diesem Bereich können die Hilfswerkzeuge 9 die Leiterplatte 4 mittels Unterdruck ansaugen und festhalten.
2. Die Leiterplatte 4 weist keine ungeschützten Durchgänge zu den unterhalb der Leiterplatte 4 angeordneten Sensoren 7 auf.

Die Erfindung kann leicht abgewandelt werden. So muss beispielsweise nicht unbedingt das zweite Spritzgussteil 3 derart ausgestaltet sein, dass es die Leiterplatte 4 auch außerhalb der Grenzen der Leiterplatte 4 umschließt und so in diesem Bereich bis zum ersten Spritzgussteil 2 geführt ist. Die Verbindung des ersten Spritzgussteils 2 mit dem zweiten Spritzgussteil 3 durch die Öffnungen 6 sollte in den meisten Anwendungsfällen eine ausreichende Lösung darstellen. Auch kann beispielsweise auf die Folie 1 verzichtet werden und eine erforderliche Bedruckung auf dem ersten Spritzgussteil 2 angebracht werden.

Claims

Eingabevorrichtung aufweisend eine Eingabefläche und unterhalb der Eingabefläche angeordneten Sensoren (7) zur Detektion der Berührung und/oder Annäherung an die Eingabefläche, wobei ein äußeres oder das äußerste Bauteil als erstes Spritzgussteil (2) ausgestaltet ist, auf dem die Sensoren (7) auf einer Leiterplatte (4) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (4) eine Vielzahl von Öffnungen (6) aufweist, dass die Leiterplatte (4) derart mit einem plattenförmige Anteile aufweisenden zweiten Spritzgussteil (3) hinterspritzt ist, dass das plattenförmige Anteile aufweisende zweite Spritzgussteil (3) mit dem ersten Spritzgussteil (2) durch die Vielzahl der Öffnungen (6) der Leiterplatte (4) direkt verbunden ist.
Eingabevorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Spritzgussteil (2) mit einer Folie (1) bedeckt ist, die als äußerstes Bauteil der Eingabevorrichtung ausgebildet ist.
Eingabevorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Spritzgussteil (2) als Hinterspritzung der Folie (1) ausgestaltet ist.
Eingabevorrichtung nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (1) mit einer Bedruckung (5a, 5b, 5c) bedruckt ist.
Eingabevorrichtung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedruckung (5a, 5b, 5c) zwischen der Folie (1) und dem ersten Spritzgussteil (2) angeordnet ist.
Eingabevorrichtung nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (4) als flexible Leiterplatte ausgestaltet ist.
Eingabevorrichtung nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (4) einen Bereich aufweist, der dem entfernt von dem plattenförmige Anteile aufweisenden zweiten Spritzgussteil (3) angeordnet ist.
Eingabevorrichtung nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (7) aus elektrisch leitendem Material der Leiterplatte (4) ausgestaltet sind.
Eingabevorrichtung nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (7) aus elektrisch leitendem Material auf die Leiterplatte (4) gedruckt sind.
Eingabevorrichtung nach Patentanspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne oder alle Sensoren (7) flächig ausgestaltet sind.
Eingabevorrichtung nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche einzelner oder aller Sensoren (7) durch Öffnungen (8) unterbrochen sind.
Eingabevorrichtung nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Anteile aufweisende zweite Spritzgussteil (3) im Bereich der plattenförmigen Ausgestaltung einzelne Öffnungen (10) aufweist.
Eingabevorrichtung nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das plattenförmige Anteile aufweisende zweite Spritzgussteil (3) eine oder mehrere Seitenwände (3f) aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Eingabevorrichtung nach einem der vorstehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (1) mit dem ersten Spitzgussteil (2) hinterspritzt wird, dann die Leiterplatte (4) auf das erste Spritzgussteil (2) aufgelegt wird und die Leiterplatte (4) zumindest teilweise mit dem zweiten Spritzgussteil (3) umspritzt wird, wobei während des Umspritzens der Leiterplatte (4) mit dem zweiten Spritzgussteil (3) das zweite Spritzgussteil (3) mit dem ersten Spritzgussteil (2) durch die Öffnungen (6, 8) der Leiterplatte (4) verbunden wird.
Verfahren nach Patentanspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass während des Umspritzens der Leiterplatte (4) mit dem zweiten Spritzgussteil (3) die Leiterplatte (4) von einem oder mehreren Hilfswerkzeugen (9) auf das erste Spritzgussteil (2) gedrückt wird.