DE10309538B4 - Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes mit einem elastomeren Träger - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes mit einem elastomeren Träger (1, 7) und mit dünnen Drähten (2, 8), die sich entlang einer Oberfläche des elastomeren Trägers (1, 7) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte (2, 8) zunächst mit einer dem Trägermaterial gleichenden dünnen Elastomerschicht (3) ummantelt werden, dass die ummantelten Drähte (2, 8) mit dem noch nicht ausgehärteten Träger (1, 7) verbunden werden und dass nach dem Aushärten des Trägers (1, 7) die diesem abgewandte freiliegende Elastomerschicht (3) zumindest in ihrem Kuppenbereich entfernt wird.

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes mit einem elastomeren Träger und mit dünnen Drähten, die sich entlang der Oberfläche des elastomeren Trägers erstrecken, sowie auf elektrische Kontakte, die nach diesem Verfahren hergestellt sind.
• Durch die US 51 94 703 A ist ein Kontakt bekannt geworden, bei dem ein Kontaktdom mit einer elastomeren Kontaktkuppel versehen ist, an die ein flaches Kontaktstück angesetzt ist, das im betätigten Zustand zwei in einer Ebene angeordnete flache Gegenkontakte überbrückt. Ein solches Kontaktstück hat den Nachteil, dass bei gegenseitigen Unebenheiten zum Gegenkontakt die Berührungsfläche sehr klein und der Übergangswiderstand entsprechend hoch werden kann. Mit leitenden Partikeln versetzter Kontaktgummi schmiegt sich zwar besser an die Gegenkontakte an, hat aber einen geringeren Leitwert
• Aus der Druckschrift „Konstruktionshinweise Kontaktmatten, Schaltelemente aus Silikonelastomer für die Elektronik, Carl Freudenberg, Electronic Components, D-6940 Weinheim, Postfach 1380, 1983" sind verschiedene Kontaktgeometrien bekannt, bei denen Kontaktmatten in Kombination mit starren oder flexiblen gedruckten Schaltungen oder Folienschaltern verwendet werden. In den Matten sind die Tasten ohne Verwendung mechanischer Elemente integriert.
• Aus der DE 43 23 542 C2 geht ein elektrischer Schalter hervor, bei dem in einem elastomeren Träger elektrisch leitende Bahnen eingelassen sind, die sich entlang der Oberfläche des elastomeren Trägers erstrecken. Diese Bahnen können aus jeweils zwei Elementen, nämlich aus einem draht- oder faserförmigen Leiter und einer unter Umständen auch elektrisch leitenden Klebstoffschicht bestehen. Eine Ummantelung der Leiter selbst vor der Verbindung mit der Trägerschicht mit dem elastomeren Material derselben geht aus dieser Druckschrift nicht hervor.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes mit einem elastomeren Träger und mit sich entlang der Oberfläche des elastomeren Trägers erstreckenden dünnen Drähten zu schaffen, wobei die Kontaktqualität verbessert ist.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht vorteilhafterweise eine sichere mechanische Verankerung der Drähte im Träger. Die vorangehende Ummantelung lässt sich auf die Drähte mit einem spezifischen Verfahren aufbringen, das einen engen Stoffschluss mit der Metalloberfläche der Drähte ermöglicht. Da die Ummantelung aus dem gleichen Material besteht wie der Träger, wird sie sich besonders fest mit diesem verbinden. Danach kann der offene Teil des Drahtes mechanisch entfernt oder aufgelöst werden.
• Die z.B. weniger als 0,1 mm dicken Drähte und das elastomere Trägermaterial sind in sich so nachgiebig, dass sie sich bereits unter relativ geringem Druck an die Unebenheiten und geometrischen Abweichungen zum Gegenkontakt anpassen und so eine vielpolige und entsprechend großflächige Kontaktierung ermöglichen. Es versteht sich, dass die Drähte zumindest auf der dem Träger abgewandten und dem Gegenkontakt zugewandten Seite eine blanke Oberfläche aufweisen, die zusätzlich mit einer Edelmetallschicht überzogen sein kann.
• Die parallelen Drähte nach Anspruch 2 lassen sich annähernd ideal in einer Ebene in engem Abstand verlegen und legen sich linienförmig und großflächig an den Gegenkontakt an.
• Durch das partielle Einbetten nach Anspruch 3 werden die Drähte sicher am Träger verankert.
• Der Silicongummi nach Anspruch 4 bildet eine dauerhaft elastische Kontaktbasis.
• Die Drahtstücke nach Anspruch 5 lassen sich in einfacher Weise durch Abschneiden von einem flachen z.B. an einer Klebefolie haftenden Drahtvielfach gewinnen, Beim Kontaktdom nach Anspruch 6 werden die Drahtstücke z.B. durch Einlegen in eine Gießform für das Haubenteil in einfacher Weise integriert.
• Die Weiterbildung nach Anspruch 7 dient z.B. dazu, zwei zueinander parallele Leiterplatten in einfacher Weise kontaktsicher miteinander zu verbinden Es ist aber auch möglich, die Drähte z.B. zur Bildung eines Steckkontakts bleibend an einem weiteren Leiter anzuschließen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
• 1 einen vergrößerten Schnitt durch einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kontakt,
• 2 schematisiert einen Kontaktdom mit einem Kontakt nach 1
• 3 eine Seitenansicht des Kontaktdomes nach 2
• 4 eine Stirnansicht eines Verbinders mit einem Kontakt nach 1 mit zwei Leiterplatten und
• 5 einen Schnitt durch die Teile nach 4
• Nach 1 besteht ein elektrischer Kontakt aus einem elastomeren Träger 1 und sich senkrecht zur Zeichenebene parallel erstreckenden dünnen metallischen Drähten 2, die in eine Außenseite des Trägers 1 annähernd bis zu ihrer Mitte eingebettet sind. Der freie Abstand der Drähte 2 ist ungefähr gleich ihrem Durchmesser, so dass die einzelnen Drähte gegeneinander isoliert sind. Vor dem Einbetten in den Träger 1 waren die Drähte 1 vollständig durch eine dünne Elastomerschicht 3 z.B. aus Silikongummi ummantelt, die sich mit dem aus gleichem Material bestehenden Träger 1 stoffschlüssig gut verbindet. Das aus dem Träger 1 vorstehende Drahtsegment ist nach dem Einbetten z.B. durch ein Lösungsmittel zumindest in seinem Kuppenbereich abgelöst worden.
• Die 2 und 3 zeigen einen Kontaktdom 4 über flächenhaften Gegenkontakten 5 einer Leiterplatte 6. Der Kontaktdom weist den Kontakt mit dem Träger 1 und den Drähten 2 auf, die sich über beide einander benachbarte Gegenkontakte 5 erstrecken und diese bei eingedrücktem Kontaktdom im aufgesetzten Zustand überbrücken.
• Nach den 4 und 5 weisen zwei der zueinander parallelen Leiterplatten 6 auf den einander zugewandten Seiten je zwei schmalere kongruente Gegenkontakte 5 auf. Zwischen die beiden Leiterplatten 6 ist ein Verbinder eingesetzt, der aus einem anderen plattenartigen Träger 7 mit partiell eingebetteten modifizierten Drähten 8 gebildet ist, die u-förmig um eine Außenkante des Trägers 7 gebogen sind und deren Seitenschenkel an den Gegenkontakten 5 beider Leiterplatten 6 anliegen und diese miteinander elektrisch verbinden. Da die Drähte 8 in ihrer Reihenrichtung gegeneinander isoliert sind, kommt es zu keiner elektrischen Verbindung in dieser Richtung, obwohl im seitlichen Zwischenraum zwischen den nebeneinander liegenden Gegenkontakten 5 ungenutzte Drähte 8 verlaufen.

1, 7

Träger

2, 8

Draht

3

Elastomerschicht

4

Kontaktdom

5

Gegenkontakt

6

Leiterplatte

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontaktes mit einem elastomeren Träger (1, 7) und mit dünnen Drähten (2, 8), die sich entlang einer Oberfläche des elastomeren Trägers (1, 7) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte (2, 8) zunächst mit einer dem Trägermaterial gleichenden dünnen Elastomerschicht (3) ummantelt werden, dass die ummantelten Drähte (2, 8) mit dem noch nicht ausgehärteten Träger (1, 7) verbunden werden und dass nach dem Aushärten des Trägers (1, 7) die diesem abgewandte freiliegende Elastomerschicht (3) zumindest in ihrem Kuppenbereich entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte (2, 8) in engem Abstand zueinander parallel verlaufend angeordnet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die blanken Drähte (2, 8) partiell im Träger (1) eingebettet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1, 7) aus Silicongummi gebildet wird.
5. Elektrischer Kontakt, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Drähte (2) als isolierte Drahtstücke ausgebildet sind, die sich zur Bildung eines Brückenkontakts über Kontaktflächen zweier Gegenkontakte (5) erstrecken.
6. Elektrischer Kontakt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (1) Bestandteil eines elastomeren Haubenteils eines zu den Gegenkontakten (5) verdrehsicher angeordneten Kontaktdoms ist.
7. Elektrischer Kontakt, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (7) plattenartig ausgebildet ist, dass die u-förmig gebogenen Drähte (8) zwischen den beiden Seiten des Trägers (1) verlaufen und mit ihren Seitenschenkeln flach an den beiden Seiten anliegen.