DE2649566B2 - Elektronischer Rechner mit einer mehrziffrigen Anzeigeeinrichtung - Google Patents
Elektronischer Rechner mit einer mehrziffrigen AnzeigeeinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen elektronischen Rechner der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 genannten Art.
Aus der DE-OS 2350176 ist ein derartiger Rechner bekannt, bei dem die Anzeigeeinrichtung als
mehrziffrige LCD-Anzeige ausgebildet ist und neben anderen diskreten Baugruppen der Rechnerschaltung
von einem gemeinsamen Substrat getragen wird.
Dieser Aufbauschließt eine relativ aufwendige und
kostspielige Fertigung ein, bei der sich aufgrund der relativ zahlreichen Lötstellen Fehler nicht ausschließen lassen. Nachteilig ist bei dem bekannten Rechner
außerdem, daß seine LCD-Anzeige bei schlechten Lichtverhältnissen nicht ohne Fremdbeleuchtung erkennbar ist.
Aus dieser Erkenntnis ist ein in Fig. 1 der Zeichnung dargestellter herkömmlicher elektronischer
Rechner auf seiner als biegsamer Film 1 ausgebildeten gedruckten Schaltung neben seiner auf einem einzellnen Chip angeordneten LSI-Halbleiterschaltung 3
sowie Tasten-Festkontakten 4 mit einer mehrziffrigen Fluoreszenzröhren-Anzeige 2 ausgestattet ist. Bei
diesem bekannten Rechner gemäß Fig. 1 sind Amschlußdrähte der einzelnen Bauelemente an die Leiiterbahnen 5 der auf dem Film 1 angeordneten gedruckten Schaltung angelötet. Ferner sind durch
Lochungen in dem biegsamen Film 1 Verbindungen 8 zu auf der Film-Rückseite angeordneten Leiterbahnen 9 geführt. Diese Anordnung erfordert beispiehiweise für eine sechsziffrige Anzeige mit je acht Sedimenten insgesamt sechzehn Anschlüsse, die mit dar
gedruckten Schaltung auf dem Film 1 verlötet werde η müssen.
Ferner sind für das in der Rechnerschaltung enthaltende LSI-Halbleiterchip insgesamt achtzehn Anschlüsse an die gedruckte Schaltung auf dem Film anzulöten.
Da die Fluoreszenzröhren-Anzeige 2 und das Halbleiterchip 3 diskrete Bauelemente sind, ist eine
hohe Anzahl von Lötverbindungen bei der Fertigung notwendig, was zu erhöhten Herstellungskosten und
zu einer Störanfälligkeit des fertigen Erzeugnisses führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rechner der eingangs genannten Art vorzuschlagen,
dereine von Fremdbeleuchtung unabhängige Anzeige besitzt, im Betrieb wenig störanfällig und problemlos
herzustellen ist.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben, vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Ein besonderes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß eine Fluoreszenzröhren-Anzeigeeinrichtung auf einem gemeinsamen Substrat mit einer LSI-Halbleiterschaltung verwendet wird. Diese Anzeige-Art ermöglicht bei wirtschaftlichem Betrieb eine gute
Lesbarkeit auch bei schlechten Lichtverhältnissen.
Durch den direkten Aufbau des LSI-Chip auf dem gemeinsamen Substrat werden kritische Lötverbindungen vermieden jyid der Herstellp<r>zeß vereinfacht.
Nachstehend werden einige die Merkmale der Erfindung aufweisende Ausführungsbeispiele unter
Vergleich mit dem Stand der Technik in Verbindung mit einer Zeichnung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine teilweise als Blockschaltbild ausgebildete Perspektivdarstellung eines herkömmlichen
und eingangs bereits besprochenen Rechners,
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäß mit einer Fluoreszenzröhren-Anzeige
versehenen Rechners,
Fig. 3(A), 3(B) und 3(C) eine vereinfachte perspektivische Darstellung, eine zefiegte perspektivische Darstellung bzw. einen vergrößerten Querschnitt
einer Fluoreszenzröhren-Anzeige gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines mit der Fluoreszenzröhren-Anzeige arbeitenden Rechners, und
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient der Träger der gedruckten Schaltung
bzw. die Leiterplatte als mechanischer Träger sowohl für eine Fluoreszenzröhren-Anzeige als auch für einen
LSI-Halbleiter-Chip (Chip mit hoch-integrierter
Halbleiterschaltung), wobei die einzelnen Elektroden in der Fluoreszenzröhren-Anzeige und die einzelnen
Anschlüsse des Halbleiter-Chips über auf der Leiterplatte angeordnete Leiterbahnen ohne Verwendung
üblicher Leitungsdrähte verbunden sind. Die externen Anschlüsse der Anzeige werden mit Zeitmultiplex-Signalen versorgt. In den Zeichnungen sind zwar Rechner als Ausführungsbeispiel dargestellt; das Konzept
ist aber in gleicher Weise auch auf sonstige elektronische Einrichtungen, beispielsweise elektronische
Tisch-Digitaluhren, anwendbar.
In dem in Fig. 2 gezeigten Blockschaltbild entspricht der mit der strichpunktierten Linie umgebene
Teil der erfindungsgemäßen Fluoreszenzröhren-Anzeige. Diese Anzeige umfaßt eine vorgegebene An-
zahl νοη Anzeigeeinheiten Df1 bis DPn, deren jede
mehrere Segmentanoden S1 bis Sm, eine einzelne Gitter-
bzw. Beschleunigungselektrode GR und einen einzelnen Heizfaden FT für direkte Beheizung aufweist.
Der Aufbau dieser Fluoreszenzröhren-Anzeige > ist in der US-Patentschrift 3571655 offenbart. Wie
aus dieser Druckschrift zu entnehmen, sind die Heizfäden FT der einzelnen Anzeigeeinheiten in Serie geschaltet.
Diese Serienschaltung liegt zwischen den externen Anschlüssen J und C der mehrziffrigen "i
Fluoreszenzröhren-Anzeige. Die entsprechenden Segmentanoden S1 bis Sm der jeweiligen Anzeigeeinheiten
sind zusammengeschaltet, und diese zusamme ngeschalteten Segmentanoden S1 bis S1n sind dann
jeweils einzeln über gedruckte Leiterbahnen 5 an An- ι "> Schlüsse 5O1 bis SOm der LSI-Chips geführt, an denen
die Segmentwahlsignale auftreten. Die einzelnen Gitterelektroden GR sind ferner mit Anschlüssen TO1
bis TOn des LSI-Chips verbunden, an denen die jeweiligen
Ziffern-Zeitsteuersignale Tx bis Tn, die auch in
als Ziffernwahlsignale bezeichnet werden, auftreten.
Diese Anschlüsse TO1 bis 7"On sind mit externen Anschlüssen
D bis / der mehrziffrigen Fluoreszenzröhren-Anzeige verbunden.
Vorgesehen ist ferner ein Tastenfeld mit Tasten K1 2ϊ
bis AL, das in mindestens zwei Gruppen unterteilt ist, von denen die eine Gruppe zur Zifferneingabe und
die andere Gruppe Tasten zur Funktionseingabe umfaßt, wobei die jeweiligen Tasten der gleichen Gruppe
miteinander verbunden sind. Die Ausgangsanschlüsse so KO, und KO1 bilden externe Anschlüsse A bis L der
Fluoreszenzröhren-Anzeige, die ihrerseits über Leiterbahnen der gedruckten Schaltung mit Anschlüssen
des LSI-Chips verbunden sind. Entsprechende Tasten in den Gruppen sind miteinander sowie mit den exter- r>
nen Anschlüssen D bis / verbunden. Mit B und K sind externe Anschlüsse zur Verbindung des LSI-Chips
mit einer Energiequelle 7 bezeichnet, während 7' eine Wechselstromquelle für die Heizfäden bezeichnet.
Interne Verbindungen innerhalb der FIuo- w reszenzröhren-Anzeige werden von Leiterbahnen 5
auf der Leiterplatte gebildet.
Die Anzeigeeinheiten DP1 bis DPn weiden nach
dem Zeitmultiplexverfahren bzw. dynamisch durch Zuführung der Ziffern-Zeitsteuersignale T1 bis Tn an
die jeweiligen Gitter ausgesteuert. Die Tasteneingabe erfolgt nach dem sogenannten »Key-strobing«-Verfahren
(Abfrage der Tastschalter) und arbeitet ebenfalls mit den Ziffern-Zeitsteuersignalen T1 bis Tn. Mit
anderen Worten erfolgt die Ermittlung der Tastenein- in
gäbe dadurch, daß nur das einer speziellen gedrückten Taste entsprechende Ziffern-Zeitsteuersignal als Tasten-Ausgangsignal
am Anschluß A oder am Anschluß L erzeugt wird. Da bei einem Rechner mit einem
derartigen Anzeige-Ansteuersystem und einem derartigen Tasteneingabesystem die Ziffern-Zeitsteuersignale
T1 bis Tn sowohl für die Anzeige als auch
für die Abtastung der Tastenschalter ausgenützt werden,
wird die Anzahl der erforderlichen Anschlüsse an dem LSI-Chip merklich verringert. Das Tastenab- &o
frage-Verfahren in der Rechnertechnik ist im einzelnen in der US-Patentschrift 3 8929S7 offenbart.
Da die Verbindungen zwischen dem LSI-Chip und der Anzeige durch die Leiterbahnen auf der Leiterplatte
anstelle von externen Anschlüssen der Anzeige to gebildet sind, erübrigt sich bei dieser Anordnung die
Herstellung von Lötverbindungen zwischen den Anschlüssen und der Leiterplatte.
Fig, 3(A), 3(B) und 3(C) zeigen den Aufbau der oben kurz beschriebenen mehrziffrigen Fluoreszenzröhren-Anzeige.
Diese Anzeige und der LSI-Halbleiterchip
sind miteinander zwischen einem isolierenden Substrat 11 aus Glas, Kunststoff oder dergleichen oder
einem durchsichtigen Deckel 12 aus Glas, Kunststoff oder dergleichen angeordnet und abgedichtet. Die externen
Anschlüsse A bis L verlaufen in Längsrichtung der Anzeige.
Wie aus der zerlegten Darstellung der Fig. 3(B) ersichtlich, sind zwischen dem LSI-Chip 3 und den jeweiligen
Elektroden der Anzeige gedruckte Leiter 13 vorgesehen, die nach einem bekannten Verfahren,
etwa durch Aufdampfung oder Dickfilm-Druck aufgebracht sind. Die dicken Punkte 14 bezeichnen die
Verbindungen der gedruckten Leiter 13 mit den externen Anschlüssen A bis L oder dem Leuchtstoff 16.
Auf das Substrat 11 ist ein dünner isolierfilm 15 mit Ausnahme derjenigen Stellen aufgetragen, die den
Verbindungspunkten 14 und dem LSI-Chip 3 entsprechen. Der Isolierfilm 15 kann drr.«£i beispielsweise
aus einem Glasisolator-Material nach dem Siebdruckverfahren
hergestellt sein. Auf den Isolierfilm 15 ist der Leuchtstoff 16 in dem gewünschten Segment-Muster
aufgebracht.
Wie *us Fig. 3(C) ersichtlich, reicht der Leuchtstoff
16 durch Löcher 17 in dem Isolierfilm 15 hindurch bis an die Verbindungspunkte 14, so daß mit
diesen ein elektrischer Kontakt besteht. Mit GR ist ein netzartiges Gitterfür jede einzelne Anzeigeeinheit
bezeichnet, dessen jeweils unteres Ende als externer Anschluß dient. Wie aus Fig. 3(C) ersichtlich, kommt
das Gitter Gi? nicht in Berührung mit dem Leuchtstoff, wenn dieser direkt auf dem Isolierfilm 15 aufgebracht
wird, vorausgesetzt- daß das Gitter GR am oberen und unteren Ende etwas dicker ist als die übrigen
Teile des Gitters. Mit 18 sind Halterungen für den Heizfaden FT, mit 19 und 20 Anschlüsse für die
Energieversorgung des LSI-Chips sowie mit IX und
22 Anschlüsse für die Tastenausgänge bezeichnet. Die
äußeren Anschlüsse sind zu den Verbindungspunkten 14 durch Löcher 23 geführt, indem durch sie eine
elektrisch leitende Farbe oder ein elektrisch leitender Klebstoff gespritzt wird, so daß die elektrische Durchschaltung
mit der Verbindung und Befestigung am Substrat kombiniert wird. Die oberen und unteren
Enden jedes Anschlusses können in das Substrat 11 versenkt werden. Der Deckel 12 erstreckt sich über
das die oben beschriebenen Bauelemente tragende Substrat. Im Anschluß daran werden die Leuchtstoffröhren-Anzeige
und der LSI-Chip durch Verkleben oder Verschweißen des Deckelrandes abgedichtet.
Luft kann durch eine Auslaßöffnung entweichen, oder das Imcre der Baugruppe wird unter Vakuum gehalten.
Die so gebildete, den LSI-Chip umfassende Anzeige
ist in Fig. 3(A) veranschaulicht. Nach der obigen Beschreibung ist der in prinzipiell beliebiger
Weise als Baugruppe geschaltete LSI-Chip an dem Substrat 11 angelötet; der LSI-Chip braucht jedoch
nicht für sich gekapselt zu sein, sondern kann auch direkt an dem Substrat befestigt sein. Um in diesem
Fall eine Verschlechterung zu vermeiden, kann zwischen der Anzeige und dem LSI-Chip ein Abstandselement
vorgesehen werden. Der LSI-Chip kann dabei mit dem Substrat 11, dem Deckel 12 und dem Abstandselement
hermetisch verschlossen werden. Der dem Chip entsprechende Teil des Deckels 12 kann
lichtundurchlässig sein, um den Chip gegen Lichteinfall
von außen abzuschirmen.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines elektronischen Rechners, der mit der mehrziffrigen Leuchtstoffröhren-Anzeige nach Fig. 3(A) ausgerüstet ist.
Während die Tastaturverbindungen auf der Leiterplatte 1 ausgebildet sind, bestehen Lötverbindungen
nur zwischen den externen Anschlüssen A bis L und der Leiterplatte 1. Die Anzahl der Lötstellen ist
merklich verringert. Beispielsweise hat ein erfin- " dungsgemäßer Rechner mit einer Anzeige von sechs
Ziffern zu je acht Segmenten nur folgende zwölf externen Anschlüsse, die zu löten sind:
Anschlüsse für die Ziffern-Zeitsteuersignale
zur Abtastung der Schaltertasten 6 ι
zur Abtastung der Schaltertasten 6 ι
Anschlüsse zur Aufnahme der Tastenausgänge 2 Anschlüsse für die Energieversorgung 2
Demgegenüber sind beim Stand der Technik (16 + 18) I-ritstellen erforderlich. Außerdem kommt
die erfindungsgemäße Anzeige mit vier Anschlüssen -'
weniger aus.
Die Erfindung löst sich somit von dem generellen Konzept, gemäß dem die Anzeige nur die Anzeige-Elektroden
und deren zugehörige Verbindungen umfaßt, und arbeitet nach einem neuartigen Konzept, das '
darin besteht, daß der LSI-Chip, das Kernstück der elektronischen Apparatur, in der Anzeige untergebracht
ist.
Somit ist ein vollkommener Schutz des LSI-Chips gewährleistet, und die Verbindungen für den LSI-Chip
werden gleichzeitig mit der Bildung der Verbindungen für die Anzeige hergestellt. Eine weitere Ver-
■ einfachung der Herstellung gegenüber dem Stand der
Technik ergibt sich daraus, daß die Anzeige und der LSI-Chip, getrennt hergestellt, auf die Leiterplatte
gelötet werden. Erfindungsgemäß ist es innerhalb der Verfahrensschritte bis zur Herstellung der Leucht-
) stoffröhren-Anzeige möglich, die zu dem LSl-Chip
gehörigen Verbindungen vollständig herzustellen.
Erfindungsgemäß werden ferner die Tastenabfrage-Signale von den externen Anschlüssen der Anzeige
abgenommen, und der Rechner bzw. die sonstige
· Einrichtung läßt sich durch die Verbindung der Tasten
bestimmen. Da der LSI-Chip innerhalb der Anzeige cinheit untergebracht ist, ist der Platzbedarf minimal,
so daß sich ohne weiteres Rechner oder ähnliche Geräte mit geringen Abmessungen herstellen
" lassen.
In dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der LSI-Chip in der Anzeige untergebracht; es ist jedoch
auch möglich, den LSI-Chip gemäß Fig. 5 auf einer Verlängerung des Substrats 11 außerhalb der
■ Anzeige vorzusehen. In diesem Fall läßt sich der LSI-Chip
leicht ersetzen, falls er ausgefallen ist. Außerdem kann ein LSI-Chip mit anderen Kenndaten eingesetzt
werden.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Elektronischer Rechner mit einer mehrziffrigen Anzeigeeinrichtung und einer Rechnerschaltung, die auf einem gemeinsamen isolierenden
Substrat angeordnet und durch auf dem Substrat aufgebrachte Leiterbahnen elektrisch miteinander
verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung aus einer Anzahl von
Fluoreszenzröhren-Anzeigen (DP1...DPn) besteht, deren durch gedruckte Leiterbahnen gebildete Segmentanoden (13) mit einem Leuchtstoffmaterial (16) beschichtet und mit sich darüber
erstreckenden Beschleunigungselektroden bzw. Gittern (GR) überdeckt sind, über denen eiin
Heizfaden (FT) angeordnet ist; daß die Rechneirschaltung durch ein ungekapselt direkt und lötstellenfrei auf dem Substrat (11) befestigtes LSI-Chip (3) gebildet ist; und daß wenigstens sämtliche
FIuoreszenzföhren-Anzeigen durch eine gemeinsame Abdeckung (12) überdeckt sind.
2. Rechner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das LSI-Chip (3) und die Fluoreszenzröhren-Anzeige (DP...) gemeinsam durch
die Abdeckung (12) überdeckt sind.
3. Rechner nach Anspruch ϊ, dadurch gekennzeichnet, daß das LSI-Chip (3) auf einer außerhalb
der Abdeckung (12) liegenden Stelle des Substrates (11) angeordnet ist.
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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- 1975-10-31 JP JP50131671A patent/JPS5255433A/ja active Pending
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- 1976-10-29 US US05/737,057 patent/US4103208A/en not_active Expired - Lifetime
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DE2649566A1 (de) | 1977-05-05 |
US4103208A (en) | 1978-07-25 |
JPS5255433A (en) | 1977-05-06 |
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Legal Events
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