DE3413408C2 - Flachtastatur - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flachtastatur in Schichtbauweise, im wesentlichen bestehend aus einem unteren und einem oberen Tastenkontaktträger, die durch Umklappen zweier Abschnitte eines einstückigen Substrats, insbesondere einer Kunststoff-Folie, erhalten sind und auf ihren zueinander weisenden Innenflächen mittels Siebdruck auf eine Fläche des noch ungeklappten Substrats aufgebrachte, aus elektrisch leitendem Material wie Leitsilber, Graphit, einer Mischung daraus oder dergleichen bestehende Tastenkontakte und Leiterzüge aufweisen, und mit einem zwischen den Tastenkontaktträgern angeordneten, im Tastenkontaktbereich ausgesparten, gegebenenfalls zugleich eine Isolierschicht bildenden Abstandshalter sowie mit einer Frontbedruckung, wobei zumindest die Tastenkontaktträger miteinander verklebt sind.

Solche Flachtastaturen in Schichtbauweise sind bereits bekannt (»Elektor«, Apr. 83); dort besteht der wesentliche Vorteil in der außergewöhnlich dünnen Bauweise mit einer Gesamtdicke um 1 mm, im problemlosen, variablen Aufbau und in einer vielfältigen Verwendbarkeit Die Tastenkontaktträger bestehen aus durch Umklappen flächig aufeinandergelegte Abschnitte einer mit einer leitfähigen Substanz siebbedruckten PoIyesterfolie. Die Schaltung bzw. Impulsgabe geschieht dort dadurch, daß man den auf der Unterseite des oberen Tastenkontaktträgers befindlichen Tastenkontakt mit dem entsprechenden Gegen-Tastenkontakt des unteren Tastenkontaktträgers in Berührung bringt Zwi-

)0 sehen den beiden Tastenkontaktträgern befindet sich eine Isolation, die aus einer beidseitig klebebeschichteten durchsichtigen Kunststoffolie besteht Diese besitzt einerseits die Aufgabe, die Leiterbahnzüge zwischen den Kontaktpunkten so abzudecken, daß hier kein ungewollter Berührungskontakt erfolgen kann; zum anderen dient die Folie als Abstandshalter der die einzelnen Tastenkontakte der beiden Tastenkontaktträger voneinander distanziert Da die Tastenkontaktträger aus flexiblem Werkstoff bestehen, läßt sich durch leichten Fingerdruck der Kontakt des oberen Tastenkontaktträgers durch die Aussparung des Abstandshalters auf den Gegenkontakt des unteren Tastenkontaktirägers bewegen, und bei Nachlassen des Drucks findet die selbsttätige Rückstellung des ersten statt Der bekannte Ab-Standshalter, der vor seiner Applikation beidseits mit Schutzfolien bekleidet ist wird mit einem Stanzwerkzeug hergestellt wobei für jede gewünschte Tastatur ein eigenes Stanzwerkzeug benötigt wird. Zur Einlagerung zwischen die beiden Tastenkontaktträger müssen die Schutzfolien von dem Abstandshalter abgezogen werden, und er muß sorgsam ausgerichtet zwischen die beiden Tastenkontaktträger eingeklebt werden. Schließlich ist dort noch eine besondere Frontplatte vorgesehen, die — ebenfalls aus einer Kunststoffolie bestehend — einen Grafikaufdruck trägt und so zum Beispiel die Tastenfelder optisch darstellt Diese Platte muß gesondert bedruckt und mit den anderen Schichtfolien, diesen sorgfältig zugeordnet in Überdeckung und in Verbund gebracht werden. Die Flächen der dort verwendeten Tastenkontaktträger lassen sich jedoch aus Platzgründen nur begrenzt mit Leiterzögen belegen.

Für Tastaturen mit höherer Funktionsvielfalt werden daher bekanntlich mehrschichtige starre, im Ätzverfahren hergestellte Leiterplatten verwendet, die auf beiden Außenflächen Leiterzüge und Kontakierungspunkte tragen. Eine solche Leiterplatte stellt bei gleichem Grundflächenbedarf etwa die doppelte Fläche für die Unterbringung von Leiterzügen zur Verfügung. Nachteilig ist jedoch, daß zur Durchkontaktierung der Leiterebenen die Leiterplatte durchbohrt werden muß und daß diese Durchbohrungen leitfähig auszurüsten sind. Die eigentliche Tastatur besteht dort aus mechanisch einzeln abgefederten Drucktasten, die Kontaktgabe erfolgt unter Vermittlung einer leifähigen Silikonmatte oder einer Matte mit partiellen Graphitkontakten.

Es sind auch bereits Tastenfelder bekannt (DE-OS 30 12 717), bei denen das Substrat, eine Hartpapierplatte, zunächst mit einem ersten Siebdruckauftrag versehen wird, der von einem in den Tastenkontaktbereichen ausgesparten Abstandshalter in Form einer Kunststofffolie überdeckt wird, auf die sodann — ohne körperliche Berührung mit der ersten Leiterschicht — ein weiteres Leitermuster aufgedruckt wird. Der elektrische Verbindungskontakt zwischen den beiden leitenden Schichten wird dort mit einem besonderen, eine eigene Leitschicht tragenden Schaltstößel, der auch durch eine weitere Folie realisiert sein kann, ausgelöst. Die leitende Fläche des

Schaltstößels soll die in zwei verschiedenen Ebenen bezüglich der isolierenden Folie vorhandenen elektrisch leitenden Schichten überbrücken.

Bekannt ist auch bereits ein flexibler Tastschalter (DE-PS 29 25 736), bei dem das Siebdruckverfahren Anwendung findet Dort ist der Abstandshalter selbst mehrschichtig aufgebaut und er besteht aus zwei Klebstoffschichten und einer dazwischen angeordneten Schicht aus transparentem Polyester.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Flachtastatur in Schichtbauweise der eingangs genannten Art bei geringem Herstellungsaufwand eine höhere Funktionsvielfalt zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß alle Schichten der Flachtastatur aus auf das Substrat aufgebrachten Siebdruckaufträgen bestehen, daß der untere Tastenkontaktträger eine Mehrschichtleiteranordnung aufweist, deren Leiterebenen von je einer gegebenenfalls Aussparungen zur Durchkontaktierung der Leiterebenen oder zur Tastenkontaktgabe freilassenden Lackschicht getrennt bzw. abgedeckt sind, daß der Abstandshalter aus einem Lack-, Färb- und/oder Heißsiegelklebstoffauftrag gebildet ist und daß der obere Tastinkontaktträger auf einer gegebenenfalls mehrfarbigen Grafikschicht eine Tastenkontaktbeschichtung und darüber einen mit Kontaktierungsaussparungen versehenen Heißsiegelklebstoffauftrag aufweist

Dadurch sind vorteilhafterweise fast alle Einzelteile der schichtweise aufgebauten Flachtastatur in Siebdrucktechnik erzeugt und es entfällt der sonst übliche Aufwand für das Stanzen des Abstandshalters sowie für das Entfernen der Schutzfolien von der Isolationsfolie. Damit ist auch der Handhabungsaufwand beim Zusammenbau der Flachtastatur gemindert, denn die bisherige Abstandshalte- und Isolationsfolie und die Frontplatte als selbständige Bauteile fallen weg. Es muß nur noch das Substrat mehrschichtig bedruckt werden, und die funktionsfertige — wasser- und gasdichte — Tastatur ist in dem Augenblick fertiggestellt, in dem die Substratabschnitte aufeinandergeklappt sowie miteinander verklebt und damit versiegelt sind. Da ein Abschnitt des Substrats als Mehrschichtleiteranordnung ausgebildet ist, ergibt sich der Vorteil, daß sich die Leiter der verschiedenen Ebenen nahezu beliebig kreuzen können, so daß eine äußerst komplexe und gedrängte Leiteranordnung möglich ist Der »Mehrschichtleiterabschnitt« des Substrats kann und soll in erster Linie sämtliche notwendigen Leiterbahnen, Tastenkontaktfelder und Anschlüsse für Steckklemmverbinder aufweisen. Der diesbezügliche Abschnitt des Substrats bietet also die Vorteile der bekannten starren Mehrschichtleiterplatte, ist aber darüber hinaus mit erheblichen weiteren Vorzügen ausgestattet. Ein erster Vorzug besteht in der möglichen flexiblen und äußerst dünnen Ausgestaltungsmöglichkeit Er ist auch wesentlich preiswerter als durch komplizierte Ätzverfahren herstellbar. Es entfallen die durch den Stand der Technik notwendigen, nachträglich leitfähig auszurüstenden Durchbohrungen zur Durchkontaktierung der Leiterbahnebenen. Statt der Vielzahl von Einzeltasten bildet der andere Abschnitt des Substrats nach Fertigstellung einen bereits mit der notwendigen Symbolik bedruckten Tastenfeldabschnitt. Die Montage von Einzelteilen und ihre Ausrichtung zueinander entfallen völlig, da die Fertigstellung der gesamten Flachtastatur lediglich durch Umklappen und Aufeinanderkleben der beiden beschichteten Substratabschnitte erfolgt.

Es ist zweckmäßig, de* Abstandshalter ausschließlich vom Heißsiegelklebstoffauftrag zu bilden, der zugleich als Isolierschicht dient Die Gesamtdicke der Abstandshalterschicht(en) beträgt vorzugsweise etwa 50—300 Mikrometer.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der schematisch vereinfachten Zeichnung näher erläutert
In der Zeichnung zeigt
F i g. 1 die Ansicht einer einfachen Flachtastatur mit

ι ο zur zwei Tastenkontakten als unterer Tastenkontaktträger und einen Druck-Tastenkontakte aufweisenden zweiten Tastenkontaktträger und

F i g. 2, wiederum schematisch und stark vergrößert, einen möglichen Schichtenaufbau der Folientastatur als Schnitt nach Linie H-II in F i g. 1.

Der mehrschichtig aufgebaute untere, erste Tastenkontaktträger ist mit tO und der obere, zweite Tastenkontaktträger mit 11 bezeichnet
Der Tastenkontaktträger 10 bildet eine flexible Mehrschicht-Leiteranordnung mit zwei Tastenkontakten 12 und 13. Er ist nach F i g. 2 auf -liner Folie 14 aus Polyester oder ähnlichem Kunststoff aufgebaut Auf diese Polyesterfolie 14 sind auf deren Innenfläche 15 im Siebdruckverfahren Leiterbahnzüge 16, 17 und 18 aus Leitsilber, Graphit oder einer Mischung dieser Stoffe aufgedruckt Darüber und über die verbleibenden Zwischenräume der Innenseite 15 der Substratfolie 14 ist eine Isolierlackschicht 19 aufgetragen. An den Stellen 18, 20 und 21 (Fig. 1) besitzt die Isolierlackschicht 19 Aussparungen. Die zur Stelle 18 gehörende Aussparung ist in F i g. 2 mit 18' bezeichnet Die Isolierlackschicht 19 ist ebenfalls im Siebdruck aufgetragen und besteht vorzugsweise aus einem unter UV-Strahlung aushärtenden Lack, der klar oder auch eingefärbt sein kann.

Auf die Fläche 23 der Lackschicht 19 ist wiederum ein Leiterbahnzug 24 und darüber eine weitere Lackschicht 39 aufgetragen. Diese Isolierlackschicht 39 weist im Bereich der Tastenkontakte 12 und 13 jeweils eine Ausnehmung 22 auf, die der Tastenkontaktmögüchkeit dient

Es entstehen somit zwei weitestgehend elektrisch VOi- einander isolierte Leiterebenen 25 und 26. Die Leiterbahnzüge dieser beiden Ebenen 25 und 26 können somit einander in äußerst dichtgedrängter Zuordnung beliebig kontaktlos kreuzen, worin ein wesentlicher Vorteil des mehrschichtigen Aufbaus besteht. Lediglich an den Durchkontaktierungsstellen 18, 20 und 21 sind elektrisch leitende Verbindungen der Ebenen 25,26 untereinander geschaffen.

so An den in der Ebene 26 liegenden Leiterbahnzug 24 sind die beiden Tastenkontakte 12 und 13 angeschlossen, die jeweils über zwei gabelzinkenartige beabstandet ineinandergreifende Kontaktteile 12a, 126 bzw. 13a, 136 verfügen.

Die Funktion, diese Kontaktteile jeweils zu überbrükken, nimmt der zv/f^te bzw. obere Tastenkontaktträger 11 wahr, bei dem entsprechend der Anzahl der Tastenkontakte 12, 13 im dargestellten Fall zwei vollflächige, ebenfalls im Siebdruck aus Leitersilber oder dergleichen bestehende Schalt^unkte 27, 28 auf eine Polyesterfolie 35 aufgetragen sind, und zwar auf der der Tastfolie 10 zugekehrten Unterseite 34, die zunächst noch mit einem insbesondere mehrfarbigen Graphikdruckauftrag 40, 41, 42 versehen ist, wobei jede unterschiedliche Ziffer hier für eine andere Farbe stehen soll.

Es ist zwar von zwei Tastenkontaktträgern 10 und 11 die Rede, dies bezieht sich jedoch mehr auf die Funktion als auf die Herstellung dieser Teile. Die beiden Tasten-

kontaktträger 10 und 11 sind nämlich ursprünglich einstückiger Bestandteil eines an den mit 43 und 44 bezeichneten Längskanten — durchgehend, perforiert oder gerillt — miteinander verbundenen Substrats, insbesondere einer durchgehenden Folie. Insofern ist die Folie 14 mit der Folie 35 identisch, was in Fig. I auch die strichpunktierten Verbindungslinien andeuten sollen. Diese wird also abschnittweise zur Bildung des Tastenkontaktträgers 10 einerseits und zur Bildung des Tastenkontaktträgers 11 andererseits bedruckt. Jeder dieser Abschnitte erhält die Druckschichten, die für seine Funktion wie beschrieben notwendig sind. Der Druckauftrag der Schaltpunkte 27 und 28 auf den den Tastenkontaktträger 11 bildenden Abschnitt des Substrats erfolgt gleichzeitig mit dem Aufdruck der einen oder anderen Leiterbahnebene 25 bzw. 26 auf den den unteren Tastenkontaktträger 10 bildenden Substratabschnitt.

Die im Schnitt nach F i g. 2 aufgetragenen Heißsiegelklebstoffschichten 45 und 46 werden auf das noch ausgebreitete ebene Substrat vollflächig — mit Ausnahme der notwendigen Aussparungen — in einem einzigen Arbeitsgang aufgebracht Nach dem Verflüchtigen des Lösungsmittels dieser dann äußersten Druckschichten werden die beiden Abschnitte des Substrats — gegebenenfalls zu einem wesentlich späteren Zeitpunkt — um eine Umbiegung 47 (F i g. 2) um 180° zueinander umgeklappt, aufeinandergelegt und miteinander verklebt. Das Verkleben geschieht unter Druck und Hitze. Damit entsteht eine wasserdichte und weitestgehend gasdichte Tastatur, die außenseitig von der Substratfolie vollständig geschützt ist, und deren nach dem Umklappen der beiden Abschnitte bestehender Spalt bis zum Rand hin mit dem Klebstoff dichtend ausgefüllt ist Anschließend kann die Tastatur umfänglich noch auf Maß geschnitten werden.

Beim Ausführungsbeispiel ist, wie aus F i g. 2 ersichtlich, der Abstandshalter aus den drei Schichten 39, 45 und 46 gebildet Es ist alternativ auch möglich, auf die Isolierlackschicht 39 zu verziehten, wenn deren Funktion vom Klebstoffauftrag — Schicht 45 — wahrgenommen werden kann. Wiederum alternativ kann auch, zum Beispiel zur Vergrößerung des Tastabstandes, eine zusätzlich, durchsichtige oder eingefärbte Siebdruckschicht infrage kommen.

Beim Ausführungsbeispiel dienen die beiden Tasten 27/12 und 28/13 dazu, den Eingang 29 wahlweise mit dem einen oder dem anderen Ausgang 30, 31 zu verschalten. Wird die Taste 27/12 durch Druck auf die Tastenfolie 11 im Bereich des entsprechenden Tastenfeides betätigt, liegt die über den Leiterzug 36 in der unteren Ebene 25 eingespeiste Spannung an der Leiterbahn 16 und mithin am Ausgang 30 an. Wird hingegen die Taste 28/13 betätigt führt der Stromlauf vom Eingang über die Leiterzüge 36,24 und 17 zum zweiten Ausgang 31.

Die mit »Eingang« und »Ausgang« bezeichneten Anschlüsse 29,30 und 31 kennzeichnen sich durch größerflächige Leitsilberaufdrucke am Randkantenbereich des Tastenkontaktträgers 10 und sind zum Anschluß von Steckklemmverbindern bestimmt und geeignet

Wenn die Anschlußkontakte — wie dargestellt — bei 29, 30 und 31 auf der Ebene 25 angeordnet sind, ist der Tastenkontaktträger 11 zumindest um das notwendige Maß 37 schmaler als der Tastenkontaktträger 10. Dies ist nicht erforderlich, wenn man die Ein- und Ausgänge an zum Beispiel bandartigen Anschlußstreifen vorsieht die von der Tastatur abstehen.

In F i g. 2 ist mit 48 noch eine auf die Außenfläche des oberen Tastenkontaktträgers 11 ebenfalls im Siebdruck aufgetragene, in der Regel durchsichtige Strukturfläche (Texturierung) bezeichnet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Flachtastatur in Schichtbauweise, im wesentlichen bestehend aus einem unteren und einem oberen Tastenkontaktträger, die durch Umklappen zweier Abschnitte eines einstückigen Substrats, insbesondere einer Kunststoff-Folie, erhalten sind und auf ihren zueinander weisenden Innenflächen mittels Siebdruck auf die Fläche des noch ungeklappten Substrats aufgebrachte, aus elektrisch leitendem Material wie Leitsilber, Graphit, einer Mischung daraus oder dergleichen bestehende Tastenkontakte und Leiterzüge aufweisen, und mit einem zwischen den Tastenkontaktträgern angeordneten, im Tastenkontaktbereich ausgesparten, gegebenenfalls zugleich eine Isolierschicht bildenden Abstandshalter sowie mit einer Frontbedruckung, wobei zumindest die Tastenkontaktträger miteinander verklebt sind, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schichten (16,17, i8,36; 19; 12,13,24; 27,28; 40,41,42; 45, 48; 48) der Flachtasiatur aus auf das Substrat (10,11) aufgebrachten Siebdruckaufträgen bestehen, daß der untere Tastenkontaktträger (10) eine Mehrschichtleiteranordnung aufweist, deren Leiterebenen (25, 26) von je einer ggf. Aussparungen (zum Beispiel 18', 22) zur Durchkor,taktierung der Leiterebenen (25,26) oder zur Tastenkontaktgabe freilassenden Lackschicht (19,39) getrennt bzw. abgedeckt sind, daß der Abstandshalter aus einem Lack-, Farb- und/oder Heißsiegelklebstoffauftrag (zum Beispiel 39,45,46) gebildet ist und daß der obere Tastenkontaktträger (11) auf einer gegebenenfalls mehrfarbigen Grafikschicht (40,41,42) eine Tastenkontaktbeschichtung (27,28) und darüber einen mit Kontaktierungsaussparungen (zum Beispiel 22) versehenen Heißsiegeiklebstoffauftrag (46) aufweist

2. Flach tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Heißsiegeiklebstoffauftrag (45,46) zugleich die Isolierschicht und den Abstandshalter ausbildet.

3. Flachtastatur nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Gesamtdicke der Abstandshalterschicht(en) von etwa 50—300 Mikrometer.