-
Schalt-Tastaturkonsole Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalt-Tastaturkonsole,
bestehend aus zwei sich mit Abstand gegenüberstehenden, mit Metallflächen belegten
Trägern, wobei ein Träger flexibel ist und eine Kontaktierung zweier sich gegenüberstehender
Metallflächen durch örtlichen Druck auf den flexiblen Träger erfolgt.
-
Durch die DT-OS 1 801 696 ist bereits eine Schalt-Tastaturkonsole
bekannt, bei welcher einer der Träger eine einseitig metalllçaschierte Isolierstoffplatte
ist, die eine Mehrzahl von Netallbahnen oder Metallfeldern trägt, während der andere
Träger eine ebene, elastische Isolierstoffolie
mit einseitiger Metallkaschierung
ist, die eine Mehrzahl von zu den Metallbalmen des ersten Trägers senkrecht verlaufende
Metallbahnen oder eine den ganzen Träger einnehmende Metallfläche trägt. Zwischen
der Isolierstoffplatte und der Isolierstoffolie ist eine Lochmaske aus Isolierstoff
angeordnet, Eine Kontaktierung der sich gegenüberstehenden Metallflächen der beiden
Träger erfolgt über die Löcher dieser Maske, Die Schalt-Tastaturkonsole hat sich
bei Anordnungen zur Umwandlung von Positionen oder Zeichen auf einer Fläche in numerische
Form, wie sie beispielsweise durch die deutschen Patentschriften i 297 910 und i
528 455 bekannt geworden sind, an sich gut bewährt, Diese Anordnungen werden unter
anderem auch für die Auswertung von gerasterten Entwurfsskizzen eingesetzt, um beispielsweise
Druckoriginale für Leiterplatten herzustellen. Die Oberfläche der Schalt-Tastaturkonsole
trägt dabei ein Linienraster, welches mit dem der jeweiligen Entwurfsskizze, die
auf die Oberfläche der Schalt-Tastaturkonsole aufgelegt wird, übereinstimmt. Die
Ortskoordinaten von typischen Rasterpunkten der Entwurfsskizze werden mittels eines
Druckstiftes automatisch ermittelt und beispielsweise auf einem Lochstreifen gespeichert,
Bei der für diese Anordnungen verwendeten Schalt-Tastaturkonsole haben die parallelen,
orthogonalen Rasterlinien
einen Abstand von 5 mm, Die Schalt-Tastaturkonsole
hat eine Fläche von 850 x 600 mm² und es können die Ortskoordinaten von 90 x 120
Punkten (Schnittpunkte der Rasterlinien) automatisch ermittelt wurden, Die Lochmaske
der Schalt-Tastaturkonsole muß mit relativ hoher Genauigkeit hergestellt werden1
damit die Löcher dieser Maske sich mit den Kreuzungspunkten der Rasterleiterbahnen
der beiden Träger decken. Die Lochmaske besteht aus einer Kunststoffolie, wobei
deren Löcher unter Verwendung einer numerischen Steuerung gestanzt werden. Beim
Zusammenbau der Tastaturkonsole sind Justagearbeiten für die zwischen den beiden
Trägern angeordnete Lochmaske erforderlich.
-
Durch das vorgesehene 5 mm-Linienraster ist auch die Linienführung
auf den Entwurfs skizzen entsprechend festgelegt. Der Abstand von parallel geführter
Linie zu Linie darf bei solchen Entwurfs skizzen also nicht kleiner als 5 mm sein.
Bei der Programmierung von Schaltplänen und dergleichen mit den obengenannten RasterdProgrammier~
einrichtungen fallen die Bilder der Schaltpläne dadurch relativ groß aus. Es besteht
daher der Wunsch1 das Linienraster zu verkleinern, so daß sich bei gleicher Abtastfläche
der Konsole eine erhöhte Anzahl von Abtastpunkten bzw, eine Verkleinerung dieser
Fläche bei gleicher Anzahl der Abtastpunkte ergibt,
Bei einer Verkleinerung
des Linienrasters von 5 mm auf beispielsweise 2,5 mm oder noch kleiner muß auch
die Lochmaske mit ihrem Löcherfeld entsprechend angepaßt werden. Die Herstellung
solcher Lochmasken mit erhöhter Lochzahl oder gleicher Lochzahl auf kleinerer Fläche
bereitet jedoch erhebliche Schwierigkeiten, da auf der Lochmaskenfolie nur sehr
schmale Folienstege verbleiben, so daß sich eine verringerte Stabilität der Lochmaske
ergibt. Bei Schrumpferscheinungen der Lochmaske kann es ferner dazu kommen, daß
sich die Löcher der Maske nicht mehr mit dem Leiterbahnenraster decken, so daß Kontaktierungsschwierigkeiten
auftreten.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalt-Tastaturkonsole-mit
einem Raster von = 2,5 nun zu schaffen, wobei die zwischen den Trägern angeordnete
Lochmaske entfällt.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich
der vorgegebenen Druckpunkte aus der I,eiterstrukti gebildete metallische Abstützungen
zein schein den Trägern vorgesehen sind, die derart ausgebildet sind, daß eine Kontaktierung
der sich gegenüberliegenden, signal führenden Leiterflächen der direkt aufeinaiider
liegenden Träger nur bei Druck auf die vorgegebenen Druckpunkte des flexiblen Trägers
erfolgt.
-
Zweckdienliche Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes sind den
Unteransprüchen zu entnehmen.
-
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schema~ tisch dargestellten
Ausführungsbeispieles nachstehend näher erläutert. Es zeigen Fig. i in perspektivischer,
vergrößerter Ansicht einen Ausschnitt des einen als Leiterplatte ausgebildeten Trägers
mit reliefartigen Leiterbahnen und Inseln und einer Leiterbahn des flexiblen Trägers,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Ausbildung nach der Fig. 1 mit dem aufgelegten
zweiten flexiblen Träger, Fig, 3 eine Draufsicht auf die übereinandergelegten Träger,
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Ausbildung nach der Fig. i mit beiden Trägern, wobei
der flexible Träger mit einem Linienraster versehen ist, Fig. 5 einen vergrößerten
Ausschnitt einer anderen Art der Ausbildung der reliefartigen Leiterflächen auf
dem als Leiterplatte ausgebildeten Träger, Fig. 6 eine Draufsicht auf diese Ausbildung
mit beiden Trägern, wobei der flexible Träger mit einem Linionraster versehen ist,
Fig, 7 den Vorgang der Herstellung der Leiterbahnen und Inseln auf den Trägern.
-
Die erfindungsgemäße Schalt-Tastaturkonsole Qrwendet einen ersten
festen Träger mit Leiterbahnen und einen zweiten flexiblen Träger mit Leiterbahme1l,
wobei dieser eine Kunststoffolie ist, die über dem ersten festen Träger angeuJrdnet
ist.
-
Die Geometrie der Leiterflächen beider Träger ist nun derart ausgebildet1
daß sich beim tibereinanderlegen der beiden Träger kein Kontakt der Leiterflächen
ergibt, sondern nur bei Druck an den vorgegebenen Orten, Wie aus den Figuren 1 bis
4 ersichtlich, ist eine Kunststoffplatte 1 vorgesehen, auf die nach bekannten Verfahren
Leiterflächen aufkaschiert sind. Die Oberfläche der Platte 1 weist Leiterbahnen
2 und Metallinseln 3 auf.
-
Gleiches gilt für den flexiblen Träger 4 auf welchem, wie in Fig.
1 nur schematisch angedeutet, Leiterbahnen 5 und Metallinseln 6 angeordnet sind,
Die Leiterbahnen 2 weisen Abstützungen 7 auf, die höher sind als die Höhe der eigentlichen
Leiterbahn 2. Die auf der Platte 1 befindlichen Metallinseln stimmen in ihrer Höhe
mit der der Abstützungen 7 überein. Der Unterschied zwischen der IIöhe der Metallinseln
3 und Abstützungen 7 einerseits und der eigentlichen Leiterbahn 2 beträgt etwa 30-50
em.
-
Die Höhe der auf den flexiblen Träger 4 aufgebrachten Leiterbahnen
5 und der Metallinseln 6 ist gleich, Die zu den Leiterbahnen 2 senkrecht verlaufenden
Leiterbahnen 5
des flexiblen Trägers 4 haben im Bereich der Metallinseln
3 der Platte 1 Verbreiterungen 8, die sich bei Überlegen des flexiblen Trägers 4
über die Platte i auf den Metallinseln 3 der Platte 1 as-ützen0 Da die Höhe der
Metallinseln 3 größer als die der Leiterbahnen 2 der Platte 1 ist, erfolgt an den
Kreuzungspunkten (P) der Leiterbahnen 2, 5 keine Kontaktgabe.
-
Wie aus der Fig. 2 ersichtlich, erfolgt eine Kontaktgabe im Kreuzungspunkt
P erst, wenn auf diesen Punkt mittels eines Stiftes 9 ein Druck ausgeübt wird, wodurch
sich die Leiterbahn 5 in diesem Bereich elastisch durchbiegt so daß diese Kontakt
mit der zugeordneten darunterliegenden Leiterbahn 2 macht.
-
Im Prinzip können die Abstützungen 7 der Leiterbaliflen 2 und die
Metallinseln 6 des flexiblen Trägers 4 auch entfallen. Bei einem engen Abstand der
Leiterbahnen 5 (beispielsweise 2,5 mm oder kleiner) ist es jedoch bei Nichtvorhandensein
der Inseln 6 und Abstützungen 7 möglich, daß bei Druckausübung auf den Kreuzungspunkt
P (Fig. 1) auch noch die diesem Punlrt benachbarten Leiterbahnen 5 des flexiblen
Trägers 4 durchgebogen werden und mit der -zugeordneten Leiterbahn 2 der Platte
1 Kontakt machen.
-
Durch die Inseln 6 und Abstützungen 7 ist also erreicht, daß eine
Durchbiegung des elastischen Trägers 4 tatsächlich nur in dem Bereich erfolgt, in
welchem ein Druck ausgeübt wird.
-
Die Fig. 4 zeigt in don Teilen a, b einen vergrößerten Ausschnitt
mit der Grundplatte i, den darauf befindlichen Leiterbahnen 2 mit ihren Abstützungen
7 und den Metallinseln 3, Über der Platte 1 liegt die flexible Leiterfolie 4, die
ein Rasterliniennetz 10 trägt, welches für den Bedienenden die Kreuzungspunkte der
Leiterbahnen 2 und 5 der Träger 1 und 4 angibt. Auf der Unterseite des Trägers 4
sind, wie durch die Strichelung angedeutet, die Leiterbahnen 5 mit den Inseln 6
angeordnet, Der Tastaturkonsole ist bei den eingangs erwähnten Anordnungen räumlich
eine Elektronik zugeordnet, wobei eine Verbindung der Leiterbahnen 2 und 5 mit dieser
Elektronik erfolgen muß, Bisher ist an den flexiblen Trager 4 aus diesem Grunde
eine Leiterplatte angesetzt worden, deren Leiterbahnen mit den Leiterbahnen 5 durch
Druckkontakt oder Lötung verbunden wurden, Hierdurch ergibt sich ein beträchtlicher
Aufwand an Material und Herstellungszeit.
-
Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Tastaturkonsole, bei welcher die Grundplatte
1 auch gleich für die Verbindung der Leiterbahnen 5 mit einer zugeordneten Elektronik
herangezogen ist. Der elastische Träger 4 wird nach wie vor über die Grundplatte
1 gelegt, aber nicht mehr zusätzlich über besondere Verbindungen mit der Elektronik
kontaktiert,
Die Grundplatte 1 trägt auf einer Seite Leiterbahnen
2 mit einseitig ausladenden Abstützungen 7, zwischen denen metallische Flächenkontakte
20 angeordnet sind, die von den Leiterbahnen 2 und Abstützungen 7 elektrisch isoliert
sind, Die Platte trägt ferner auf der anderen Seite die senkrecht zu den Leiterbahnen
2 verlaufenden Leiterbahnen 5, Jede Leiterbahn 5 ist über Durchplattierungen 21
mit den korrespondierenden Flächenkontakten 20 verbunden, Die Abstützungen 7 sind
wieder höher als die Höhe der eigentlichen Leiterbahnen 2 und des Flächenkontaktes
20, Auf dem Träger 1 liegt der elastische Träger 4 auf, welcher Leiterbahnen 22
trägt, die in Richtung der Leiterbahnen 2 verlaufen und die auf den Abstützungen
7 der Leiterbahnen 2 aufliegen. Wird im Punkt P' (Fig, 5) der Leiterbahn 22 ein
Druck ausgeübt, so biegt sich diese Leiterbahn 22 durch und es erfolgt eine leitende
Verbindung zwischen den Abstützungen 7 der Leiterbahnen 2 und dem dem Druckbereich
zugeordneten Flächenkontakt 20, Da dieser über eine Durchplattierung 21 mit einer
Leiterbahn 5 verbunden ist, ergibt sich so eine Verbindung jeweils einer Leiterbahn
2 mit einer Leiterbahn 5.
-
Wie nicht weiter dargestellt, kann die Elektronik sowohl für die Leiterbahnen
2 als auch für die Leiterbahnen 5
nunmehr auf einer Randzone des
Trägers 1 angeordnet werden, ohne daß flexible Verbindungen zum Träger 4 hergestellt
werden müssen. Der Träger 4 dient nunmehr nur als Brücke für die auf dem festen
Träger i vorhandenen senkrecht zueinander stehenden Leiterbahnen 2 und 5.
-
Die Fig. 6 zeigt eine Draufsicht der Ausbildung nach der Fig, 5, wobei
im Teil d die Grundplatte 1 zu erkennen ist, die auf der einen Seite die Leiterbahnen
2 mit den Abstützungen 7 und die Flächenkontakte 20 trägt und auf der anderen Seite
die Leiterbahnen 5, Die größere Höhe der Abstützungen 7 gegenüber der eigentlichen
Leiterbahn 2 ist durch die engere Schralur in den Abstützungen 7 angedeutet, Im
Teil e ist die Überdeckung der Grundplatte 1 mit dem Träger 4 dargestellt und der
Teil f zeigt schließlich nur den Träger 4 allein.
-
Die Herstellung der Leiterbahnen und Metallinseln kann im Fotodruckverfahren
erfolgen, wie nachstehend anhand der Fig. 7 näher erläutert wird.
-
In Fig, 7 a ist auf eine beispielsweise mit einer 35 M starken Kupferfolie
23 kaschierten Trägerplatte 24 aus Epoxidharz zunächst eine negativ arbeitende Photoresistschicht
25 von 7 pm aufgebracht Hierzu eignen sich wegen -der definierten Schichtdidce insbesondere
hotolaminare, Diese Schicht 25 wird nach Fig. 7 b mit einer positiven
Photovorlage
26 der
Leiterstruktur belichtet und anschließend entwickelt, so daß auf der kupferkaschierten
Trägerplatte 24
eine negative Photoresistmaske 27 nach Fig. 7 c verbleibt, die die später als Leiterflächen
verbleibenden Bereiche 29 freiläßt, alle anderen Teile der Kupferoberfläche 23 abdeckt,
Fig. 7 d zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Leiterstruktur nach Fig. 7 c, um
die weiteren Verfahrensschritte besser erläutern zu können. In der Querschnittsdarstellung
der Fig. 7 d ist der Aufbau der verbliebenen Resistschichten 25 und der freibleibenden
Stellen 29 erersichtlich. In einem vorzugsweise stromlosen Metallabscheideverfahren
wird, wie aus Fig. 7 e ersichtlich, nun z, B, Nickel 28 an den Stellen 29 (Fig.
7 d) niedergeschlagen, die nicht vom Resist 25 bedeckt sind, und zwar in einer Schichtdicke,
die der Schichtdicke der Photoresistschicht 25 entspricht, In einem weiteren Verfahrensschritt
wird, wie aus Fig. 7 f ersichtlich, erneut eine Photoresistschicht 30 aufgetragen,
die mindestens der Differenz zwischen Leiterhöhe und der Höhe der später aufzutragenden
Stützflächen (7) entspricht. Mit einer weiteren Photovorlage 31 nach Fig, 7 g, die
nur die Geometrie der später erhabenen Stützflächen 7 enthält, wird diese Resistschicht
30 erneut belichtet, so daß nach der anschließenden Entwicklung eine Maske 32 nach
Fig. 7 h entsteht, durch die nach Fig, 7 i Stellen 33 freigelassen werden, auf die
die Stützflächen 7 durch Abscheiden weitere Ni-Schichten 34
aufgebaut
werden, wie aus Fig. 7 j ersichtlich ist, Nach dem Entfernen der beiden übereinanderliegenden
Photoresistschichten 25, 30 erhält man, wie aus Fig. 7 k ersichtlich, eine für den
nachfolgenden Ätzvorgang widerstandsfähige-Abdec?ang 28, 34 der Isupferfolie 23,
die er xese: en Leiterstruktur entspricht. Nach dem Wegätzen der freigelegten Bereiche
35 der ILupferfolie 23 erhält man, wie aus Fig. 7 1 ersichtlich, Leiterbahnen (2,
Fig. 1), bestehend aus den Resten der Kupferfolie 23 und der ersten Ni-Schicht 28,
sowie hiervon zum Teil isolierte Stützflächen (3 und 7, Fig. i), die ebenfalls aus
Resten der Kupferfolie 23 und den darauf stromlos abgeschiedenen Ni-Schichten 28,
34 bestehen.
-
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß Justage und Zuordnungsprobleme, wie sie bei der Verwendung einer Lochmaske auftreten,
praktisch entfallen, Die kontaktmäßige Trennung der signalführenden Leiterbahnen
durch metallische Stützpunkte erlaubt nicht nur die Anwendung photolithographischer
Verfahren, sondern auch die Erzielung einer wesentlich höheren Dichte von Abtastpunkten.
Diese Erhöhungss der Auflösung ist insbesondere dadurch möglich, daß die Toleranzen
beim Herstellen der Leiterstruktur wesentlich besser beherrschbar sind.
-
Patentansprüche