DE3736043A1 - Piezoelektrische relais-schaltmatrix - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf piezoelektrische Relais und ins­ besondere auf piezoelektrische Relais, die in einem Matrix­ schalter angeordnet sind.

Bisher waren Matrixschalter, insbesondere diejenigen, die für Telekommunikationsanwendungen adaptiert waren, üblicherweise unter Verwendung elektromagnetischer Relais implementiert. Im Laufe der Jahre hatten Verbesserungen der elektromagnetischen Relais eine erhöhte Effektivität und eine verminderte räumliche Größe zur Folge. Trotzdem haben derartige Relais ihre Nachteile. Sie sind relativ komplex und teuer in der Fertigung. Ihre Be­ triebsspulen erfordern eine große Anzahl Windungen aus sehr fei­ nem Draht. Auch wenn der Spulenwiderstand klein ist, so wird doch eine nicht unwesentliche Leistung verbraucht mit der damit einhergehenden Erzeugung von Wärme. Wenn mehrere elektromagneti­ sche Relais in einer Matrixschalterkonfiguration angeordnet wer­ den, wird der Leistungsverbrauch und die Wärmeerzeugung recht erheblich. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Arbeitszustand des Relais durch eine erregte Spule hervorgerufen wird. Eine Alternative besteht darin, komplizierte Mechanismen zu schaffen, um die Relais auslösbar in ihren Betriebszuständen zu halten. Darüber hinaus wird bei großen Schaltmatrizen die Anzahl der Drahtverbindungen zwischen den Relais sehr groß, wodurch die Fertigung aufwendig und teuer wird.

Kürzliche Verbesserungen in piezokeramischen Materialien haben piezoelektrische Relais zu einer attraktiven Alternative zu ihren elektromagnetischen Gegenstücken gemacht. Treiberelemente für piezoelektrische Relais können in großer Stückzahl gefertigt werden aus einer Anzahl unterschiedlicher polykristalliner Kera­ mikmaterialien, wie z.B. Bariumtitanat, Bleizirkonat-titanat, Bleimetaniobat und ähnliche, die vorgegossen und zu einer Viel­ falt gewünschter Formen gebrannt werden, wie beispielsweise rechteckförmige dünne Platten. Piezoelektrische Relais erfordern eine sehr kleine Betriebsleistung, um einen Arbeitszustand zu halten, ohne Unterstützung von außen und ziehen keinen Strom, während sie sich in ihrem Ruhezustand befinden. Infolgedessen erzeugen piezoelektrische Relais nur eine minimale Wärme. Sie können in kleineren Baugrößen als vergleichbar bemessene elek­ tromagnetische Relais implementiert werden und erfordern weni­ ger, viel einfachere Bauteile. Die elektrischen Eigenschaften von piezoelektrischen Antriebselementen sind von Natur aus kapa­ zitiv und sind im Gegensatz zu elektromagnetischen Relais un­ empfindlich gegenüber magnetischen Streufeldern.

Es ist eine Hauptaufgabe der Erfindung, einen verbesserten Ma­ trixschalter zu schaffen. Dieser Matrixschalter soll eine be­ stimmte, aber begrenzte Applikation für das Telekommunikations­ gebiet besitzen. Ferner soll ein Matrixschalter der vorstehend genannten Art geschaffen werden, der piezoelektrische Schalter­ betätigungselemente verwendet. Ferner soll eine piezoelektri­ sche Relais-Schaltmatrix geschaffen werden, die eine Anordnung bzw. ein Array von piezoelektrischen Relais verwendet, die auf effiziente Weise in einer kompakten Matrixanordnung angeordnet sind. Die piezoelektrische Relais-Schaltmatrix soll dabei für eine Massenfertigung geeignet sein, wobei Schaltkartentechniken Anwendung finden sollen. Dabei soll eine Schaltkartenverdrahtung der Matrixschaltpunkte ohne Kreuzungen erreicht werden. Die piezoelektrische Relais-Schaltmatrix soll auch eine minimale An­ zahl von Schalteranschlüssen besitzen. Schließlich soll die Relais-Schaltmatrix effizient im Design, zweckmäßig bei der Fer­ tigung, kompakt in der Baugröße und zuverlässig im Betrieb über eine lange Lebensdauer sein.

Erfindungsgemäß wird eine piezoelektrische Relais-Schaltmatrix geschaffen, die eine ebene Anordnung oder Feld (Array) von indi­ viduell betätigbaren Doppeltreiberelementen aufweist, die gemeinsam freitragend in einem Gehäuse angebracht sind. Neben dem freien Ende von jedem Treiberelement ist wenigstens ein be­ wegbares Kontaktstück angebracht, das im Gleichgewicht im Abstand zu wenigstens einem zugeordneten feststehen­ den Kontaktstück gehalten ist, das auf einer Wand des Gehäuses oder einem Trägerteil angebracht ist, das die Treiberelemente gemeinsam haltert. Eine elektrische Aktivierung gewählter Trei­ berelemente erzeugt Auslenkungen, die ihre bewegbaren Kontakt­ stücke in einen elektrischen Kontakteingriff mit den zugeordne­ ten feststehenden Kontaktstücken bringt. Die Schaltbewegung kann eine Ein/Aus-Schaltung oder eine Umschaltung sein. Im letztge­ nannten Fall kann jedes Treiberelement selektiv in entgegenge­ setzten Richtungen auslenken, um mit einem von zwei feststehen­ den Kontaktstücken in Eingriff zu kommen. Jedes bewegbare Kon­ taktstück kann in der Form eines kurzschließenden Stabes vor­ liegen, der mit zwei eng beabstandeten, feststehenden Kontakt­ stücken in Eingriff kommen kann. Um die Schaltmatrix zu ver­ drahten, werden die Reihen- und Spaltenleiter davon auf gegen­ überliegende Oberflächen der Befestigungsteile des feststehen­ den Kontaktstückes nach Art einer gedruckten Schaltkarte vor­ genommen, wobei entsprechende elektrische Verbindungen mit den verschiedenen Relaiskontakten vorgenommen werden. Das mehrere Ebenen aufweisende, planare Layout dieser Leiterbahnen ist so, daß Drahtkreuzungen vermieden werden und somit die Zuflucht zu Vielschicht-Drucktechniken vermieden wird.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen an­ hand der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine teilweise schematische Draufsicht auf eine piezoelektrische Relais-Schaltmatrix, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebaut ist.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Schaltmatrix gemäß Fig. 1.

Fig. 3 ist eine teilweise schematisch dargestellte Drauf­ sicht auf eine piezoelektrische Relais-Schaltmatrix gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung.

Fig. 4 ist eine Teilseitenansicht der Schaltmatrix gemäß Fig. 3.

Fig. 5 ist eine teilweise schematisch dargestellte Draufsicht auf eine piezoelektrische Relais-Schaltmatrix gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 6 ist eine Teilseitenansicht der Schaltmatrix gemäß Fig. 5.

Fig. 7 ist eine perspektivische Teildarstellung des bewegba­ ren Kontaktendes eines bimorphen Treiberelementes, das bei den Ausführungsbeispielen der Schaltmatrix gemäß den Fig. 3 und 5 verwendbar ist.

In den Fig. 1 und 2 ist eine piezoelektrische Relais-Schalt­ matrix 20 dargestellt, die ein ebenes, einteiliges Feld (Array) 22 aus einzelnen Doppeltreiberelementen 24 aufweist. Das Treiberelement-Array hat vorzugsweise eine einem Kamm ähnelnde Konfiguration mit einem zentral angeordneten Rücken bzw. einer Wirbelsäule 26, wobei die einzelnen Treiberelemente in verteil­ ter, paralleler Relation von beiden Seiten des Rückgrats in zahnähnlicher Weise ausgehen. Wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, ist das Treiberelement-Array 22 entlang seines Rückgrats 26 auf einem Sockel 28 fest angebracht, der in einem Gehäuse 30 gehaltert ist. Somit sind die einzelnen Doppeltreiberele­ mente 24 freitragend angebracht, wobei ihre freien Enden gleich­ förmig zwischen einer oberen Gehäusewand 32 und einer unteren Gehäusewand 34 im Abstand angeordnet sind. Jedes Treiberelement weist zwei piezokeramische Platten 36 und 38 auf, die sandwich­ artig miteinander verbunden sind, wobei dazwischen eine gemein­ same Oberflächenelektrode 40 angeordnet ist. Diese Zwischenelek­ trode kann allen Treiberelementen 24 gemeinsam sein. Die frei­ liegende obere Fläche der Platte 36 ist mit einem leitfähigen Metall überzogen, um eine Elektrode 42 zu bilden, während die freiliegende untere Fläche der Platte 38 auf ähnliche Weise mit einer Elektrode versehen ist, wie es bei 44 angedeutet ist. Die Platten sind aus einem bekannten piezokeramischen Material gebildet, wie beispielsweise Bleizirkonat-titanat (PZT), wäh­ rend die Oberflächenelektroden dadurch gebildet werden, daß Überzüge aus einem geeigneten Metall, wie beispielsweise Nickel, Silber oder ähnliches, abgeschieden wird.

Wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, kann eine integrier­ te Schaltung 46 oben auf dem Rückgrat 24 angebracht sein, wo­ bei getrennte Ausgangsleiter mit den verschiedenen Elektroden 40, 42 und 44 von jedem Treiberelement 24 verbunden sind. Bei Selektionssignalen legt diese integrierte Schaltung eine ak­ tivierende Spannung an die eine oder andere der piezokeramischen Platten 36, 38 von einer oder mehreren gewählten Trei­ berelementen an, um deren Ablenkungen entweder nach oben, wie es durch den Pfeil 48 a angedeutet ist, oder nach unten, wie es durch den Pfeil 48 b angegeben ist, zu erzeugen. Die Mechanismen, die zur Erzeugung von Auslenkungen eines auskragend angebrach­ ten, piezokeramischen, bimorphen oder Doppelbiegeelements, wie beispiels­ weise den Treiberelementen 24, wirksam sind, sind allgemein be­ kannt.

Wie weiterhin in Fig. 2 gezeigt ist, ist neben dem freien Ende von jedem Treiberelement ein gegenüberliegendes Paar bewegbarer Kontaktstücke 50 und 52 angebracht, die elektrisch durch einen Verbindungszapfen 54 gemeinsam verbunden sind. Auf der Unter­ seite der Deckwand 32 des Gehäuses ist gegenüberliegend, ver­ setzt zu jedem oberen bewegbaren Kontaktstück 50 ein getrenn­ tes, feststehendes Kontaktstück 56 angeordnet, während ein ge­ trenntes, feststehendes Kontaktstück 58 an der oberen Seite der Gehäusebodenwand 34 in gegenüberliegender, versetzter bzw. Ab­ standslage zu jedem bewegbaren Kontaktstück 52 angebracht ist. Somit kommt bei einer Aufwärtsauslenkung eines bestimmten Trei­ berelementes 24 dessen bewegbares Kontaktstück mit dem gegen­ überliegenden feststehenden Kontaktstück 56 in Eingriff, und bei einer Abwärtsauslenkung eines bestimmten Treiberelements kommt dessen bewegbares Kontaktstück 52 mit dem gegenüberlie­ genden feststehenden Kontaktstück 5 S in Eingriff. Der Kontakt­ eingriff wird beibehalten, so lange der Ladungszustand von einer der piezokeramischen Platten 36, 38 fortbesteht. In ihrem nicht aktivierten oder Ruhezustand sind die Treiberelemente angeord­ net, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, wobei die bewegbaren Kon­ taktstücke 50 und 52 in einer im wesentlichen gleichförmig ver­ setzten Lage zu den feststehenden Kontaktstücken 56 bzw. 58 an­ geordnet sind. Somit wird deutlich, daß jedes Treiberelement 24 zusammen mit seinen zugeordneten bewegbaren Kontaktstücken 50 und 52 und den feststehenden Kontaktstücken 56, 58 ein piezo­ elektrisches einpoliges Umschaltrelais bildet.

Die Verdrahtung der feststehenden und bewegbaren Kontaktstücke einer Schaltmatrix 20, um eine 6×6-Matrix unter Verwendung von achtzehn Umschalt(aufwärts und abwärts auslenkenden)-Treiber­ elementen 24 zu bilden, ist in Fig. 1 dargestellt. Die Bezugs­ zahlen R 1 bis R 6 geben sechs Reihen- bzw. Zeilenleiter an, und die Bezugszahlen C 1 bis C 6 bezeichnen sechs Spaltenleiter. Wie aus Fig. 2 zu sehen ist, sind die Spaltenleiter C 1, C 2 und C 3 gedruckte Leiterbahnen, die auf die obere Fläche der Gehäuse­ bodenwand 34 links vom Sockel 26 aufgebracht sind, während die Spaltenleiter C 4, C 5 und C 6 gedruckte Leiterbahnen sind, die auf die obere Fläche der Wand 34 rechts von dem Sockel aufge­ bracht sind. Diese Spaltenleiter sind in Fig. 1 gestrichelt dargestellt. Somit ist ersichtlich, daß der Spaltenleiter C 1 über fliegende Leiter 60 mit den bewegbaren Kontaktstücken 50 und 52 der unteren linken Treiberelemente 24 verbunden ist. Der Spaltenleiter C 2 ist dann über fliegende Leiter mit den bewegbaren Kontaktstücken der drei dazwischen angeordneten Treiberelemente verbunden, die sich von dem Sockel 26 nach links erstrecken, und der Spaltenleiter C 3 ist mit den beweg­ baren Kontaktstücken der oberen linken drei Treiberelemente verbunden. Die Spaltenleiter C 4, C 5 und C 6 sind auf entspre­ chende Weise mit den bewegbaren Kontaktstücken der drei oberen rechten, den drei mittleren rechten und den drei unteren rechten Treiberelementen 24 verbunden, wie es aus Fig. 1 zu ersehen ist.

Die Zeilenleiter R 2, R 4 und R 6, die in ausgezogenen Linien dar­ gestellt sind, sind als gedruckte Leiterbahnen vorgesehen, die serpentinenförmig auf der oberen oder unteren Oberfläche der oberen Gehäusewand 32 ausgebildet sind. Selbstverständlich könn­ ten diese Reihenleiter auch auf die innere Oberfläche der Ge­ häusewand 32 aufgedruckt sein. Die Reihenleiter R 1, R 3 und R 5, die gestrichelt dargestellt sind, sind auf die untere oder äußere Oberfläche der Gehäusewand 34 serpentinenförmig aufge­ druckt. Wie aus der Figur deutlich wird, ist der Reihenleiter R 1 über Zapfen 59 a, die durch Löcher in der Gehäusewand 34 hin­ durchführen, an den feststehenden Kontaktstücken 58 befestigt, die den ersten, sechsten und siebenten linken und rechten Trei­ berelementen 24 zugeordnet sind, wobei in Fig. 1 von unten nach oben gezählt ist. Der Reihenleiter R 2 ist über Zapfen 59 b, die die Gehäusewand 32 durchdringen, mit den feststehenden Kontaktstücken 56 verbunden, die ebenfalls den ersten, sechsten und siebenten gegenüberliegenden Paaren entgegengesetzt ver­ laufender Antriebselemente zugeordnet sind. In ähnlicher Weise sind die Reihenleiter R 3 und R 4 auf entsprechende Weise mit den feststehenden Kontaktstücken 58 und 56 verbunden, die den zwei­ ten, fünften und achten gegenüberliegenden Paaren der Treiber­ elemente 24 zugeordnet sind, während die Reihenleiter R 5 und R 6 auf entsprechende Weise mit den feststehenden Kontaktstücken 58 und 56 verbunden sind, die den dritten, vierten und neunten gegenüberliegenden Paaren der Treiberlemente zugeordnet sind. Die Gehäusewand 32 haltert eine erste Anzahl von Anschlüssen 55, um einen elektrischen Kontakt mit den feststehenden Kontakt­ stücken 56 herzustellen, während die Gehäusewand 34 eine zweite Anzahl von Anschlüssen 57 haltert für einen elektrischen Kontakt mit feststehenden Kontaktstücken 58. Es sei darauf hingewiesen, daß nur ein Anschluß 55 und ein Anschluß 57 in Fig. 2 sichtbar sind.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß jeder Spal­ tenleiter mit jedem Reihenleiter durch eine entsprechende Akti­ vierung von einem gewählten Treiberelement verbunden werden kann. Wenn beispielsweise das untere rechte Treiberelement 24 aktiviert wird, um nach unten auszulenken, kommen seine Relais­ kontakte 52, 58 in Eingriff, um den Spaltenleiter C 6 mit dem Reihenleiter R 1 zu verbinden. Ein Eingangssignal, das dem Spaltenleiter C 6 zugeführt wird, wird somit auf dem Reihenlei­ ter R 1 ausgegeben, oder umgekehrt. Es wird deutlich, daß viele Treiberelemente aktiviert werden können, um ein Eingangssignal, das einem Reihen- oder Spaltenleiter zugeführt wird, auf eine gewählte Anzahl von Spalten- oder Reihenleitern auszugeben. Aufgrund des serpentinenförmigen Layout der Reihenleiter be­ stehen keine Kreuzungen und deshalb kann ein Doppelschicht- Leiterbahnendruck in vorteilhafterweise vermieden werden.

Das Ausführungsbeispiel der piezoelektrischen Relais-Schaltma­ trix gemäß den Fig. 3 und 4, wo diese Matrix allgemein mit 62 bezeichnet ist, unterscheidet sich von dem Ausführungsbei­ spiel 20 gemäß den Fig. 1 und 2 dadurch, daß die bewegbaren Kontaktstücke, die durch die Treiberelemente 24 getragen werden, mit den Spaltenleitern nicht durch fliegende Leiter 60 verdrah­ tet sind, wie es vorstehend beschrieben ist. Stattdessen trägt jedes Treiberelement, wie es am besten aus Fig. 4 zu ersehen ist, getrennte und untere und obere bewegbare Kontaktstücke in der Form von kurzschließenden Stäben 50 a bzw. 52 a, die nicht elektrisch miteinander verbunden sind. Jeder obere Kurzschluß­ stab 50 a ist mit einem zugeordneten Paar von eng beabstandeten, feststehenden Kontaktstücken 56 a und 56 b in Eingriff bringbar, um dazwischen einen Stromkreis zu schließen. In ähnlicher Weise ist jeder untere Kurzschlußstab 52 a mit einem zugeordneten Paar feststehender Kontaktstücke 58 a und 58 b in Eingriff bringbar, um einen Stromkreis zu schließen. Die Paare feststehender Kon­ taktstücke 56 a, 56 b sind auf der unteren Oberfläche der Gehäuse­ deckwand 32 angebracht, während die Paare feststehender Kontakt­ stücke 58 a, 58 b auf der oberen Oberfläche der Gehäusebodenwand 34 angebracht sind. Dann müssen noch die Spaltenleiter mit einem feststehenden Kontaktstück von gewählten Paaren und die Reihenleiter mit dem anderen feststehenden Kontaktstück der ge­ wählten Paare verdrahtet werden, um eine Relais-Schaltmatrix auszubilden. Die Gehäusewände 32 und 34 tragen Anschlüsse (nicht gezeigt) ähnlich den Anschlüssen 55, 57, wie sie in Fig. 2 ge­ zeigt sind, um eine elektrische Verbindung mit den verschiede­ nen feststehenden Kontaktstücken herzustellen.

Fig. 3 zeigt in gestrichelten Linien das kammförmige, ebene, einstückige Array 22 aus achtzehn Treiberelementen 24, die für eine 6×6-Schaltmatrix geeignet sind. Das Layout der Reihen- und Spaltenleiter, wie es in Fig. 3 gezeigt ist und das auf die Unterfläche der oberen Gehäusewand 32 aufgedruckt sein kann, ent­ hält sechs Spaltenleiter C 1 bis C 6, aber nur drei Reihenleiter, beispielsweise die Reihenleiter R 1, R 3 und R 5. Das gleiche Lei­ ter-Layout ist auf die äußere oder untere Oberfläche der Gehäu­ sewand 34 dupliziert, außer daß die angegebenen Reihenleiter R 2, R 4 und R 6 anstelle der Reihenleiter R 1, R 3 und R 5 vorgesehen sind. Somit ist beispielsweise der Reihenleiter R 1, der auf die Gehäusewand 32 gedruckt ist, für eine zweckmäßige elektri­ sche Verbindung mit dem feststehenden Kontaktstück 56 a ausge­ führt, das (wiederum von unten gezählt) dem ersten linken Trei­ berelement 24, den feststehenden Kontaktstücken 56 b der dritten, fünften, sechsten und achten linken Treiberelementen und dem feststehenden Kontaktstück 56 a des neunten linken Treiberele­ ments zugeordnet ist. Dann ist der Reihenleiter R 2, der auf die untere Seite der Gehäusewand 32 gedruckt ist, mit dem fest­ stehenden Kontaktstück 58 a verbunden, das dem ersten linken Treiberelement, den feststehenden Kontaktstücken 58 b der drit­ ten, fünften, sechsten und achten linken Treiberelemente und dem feststehenden Kontaktstück 58 a des neunten linken Treiber­ elements zugeordnet ist. Die Reihenleiter R 3 und R 5 in dem einen Layout und die Reihenleiter R 4 und R 6 in dem anderen Layout sind serpentinenförmig geführt für eine Verbindung mit den verschiedenen feststehenden Kontaktstücken, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, ohne daß Kreuzungsstellen auftreten.

Wie vorstehend ausgeführt ist, ist die Lage bzw. Führung der Spaltenleiter C 1 bis C 6 die gleiche für die Layouts, die auf die zwei Wände gedruckt sind, außer daß für das eine Layout auf der Wand 32 die Spaltenleiter C 1 bis C 6 mit gewählten fest­ stehenden Kontaktpaaren 56 a, 56 b verbunden sind, während die Spaltenleiter C 1 bis C 6 des Layout auf der Wand 34 mit gewähl­ ten feststehenden Kontaktpaaren 58 a, 58 b verbunden sind. Auch wenn es nicht gezeigt ist, so ist es doch verständlich, daß die entsprechenden Spaltenleiter der zwei Layouts außerhalb der Schaltmatrix 62 miteinander verbunden sind.

Wie aus Fig. 3 zu sehen ist, ist der Spaltenleiter C 1 des Layout, das auf die Wand 32 gedruckt ist, mit feststehenden Kontaktstücken 56 b, die den ersten linken und ersten rechten Treiberelementen 24 zugeordnet sind, und mit dem feststehenden Kontaktstück 56 a des zweiten rechten Treiberelements verbunden. Zusätzlich ist der Spaltenleiter C 1 des Layout auf der Wand 34 mit feststehenden Kontaktstücken 58 b der ersten linken und ersten rechten Treiberelemente und mit dem feststehenden Kon­ taktstück 58 a des zweiten rechten Treiberelements verbunden. Wenn beispielsweise das erste rechte Treiberelement aktiviert wird, um nach unten auszulenken, wie es in Fig. 4 zu sehen ist, überbrückt dessen Kurzschlußstab 50 a zugeordnete Kontaktstücke 56 a und 56 b, um den Spaltenleiter C 1 mit dem Reihenleiter R 3 zu verbinden. Wenn andererseits das erste rechte Treiberelement nach unten auslenkt, um zugeordnete Kontaktstücke 58 a, 58 b über dessen Kurzschlußstab 52 a zu überbrücken, ist der Spaltenleiter C 1 mit dem Reihenleiter R 4 verbunden. In ähnlicher Weise wird deutlich, daß das erste linke Treiberelement nach oben auslen­ ken kann, um den Spaltenleiter C 1 mit dem Reihenleiter R 1 zu verbinden, oder es kann nach unten auslenken, um den Spalten­ leiter C 1 mit dem Reihenleiter R 2 zu verbinden. Alle anderen Matrixschaltpunkte zum Verbinden irgendeines Spaltenleiters mit irgendeinem gewählten Reihenleiter oder Leitern kann in einfacher Weise verfolgt werden durch die Darstellung gemäß Fig. 3.

In den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen hat jedes piezoelektrische Relais die Funktion, einen einzelnen Spalten­ leiter mit einem einzelnen Reihenleiter zu verbinden. In den meisten Telekommunikations-Applikationen, wie beispielsweise der Telefonie, müssen beide Seiten eines Schaltkreises gleich­ zeitig geschaltet werden. Zu diesem Zweck ist das Ausführungs­ beispiel der Schaltmatrix gemäß den Fig. 5 und 6, das allge­ mein mit 64 bezeichnet ist, eine Variante des Ausführungsbei­ spiels gemäß den Fig. 3 und 4 und so strukturiert, daß ir­ gendein Spaltenleiterpaar aus Spitzen- und Ringleitern mit einem gewählten Reihenleiterpaar aus Spitzen- und Ringleitern verbunden wird. So enthält die Schaltmatrix 64, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, ein kammförmiges, planares Array 22 aus piezoelektrischen Treiberelementen 24, die in dem gestrichel­ ten Umriß gezeigt sind und in der in Fig. 2 gezeigten Weise an­ gebracht sind. Wie aus Fig. 6 zu ersehen ist, sind an dem freien Ende von jedem Treiberelement zwei obere, elektrisch isolierte Kurzschlußstäbe 66 a und 66 b und zwei untere, elek­ trisch isolierte Kurzschlußstäbe 68 a und 68 b angebracht. An der inneren Oberfläche der Gehäusewand 32 sind in gegenüber­ liegender, versetzter Relation zu jedem oberen Kurzschlußstab 66 a zwei eng beabstandete, feststehende Kontaktstücke 70 a und 70 b angebracht, während zwei eng beabstandete, feststehende Kontaktstücke 72 a und 72 b in ähnlicher Weise in gegenüberlie­ gender, versetzter Relation zu jedem Kurzschlußstab 66 b ange­ bracht sind. Feststehende Kontaktpaare 74 a, 74 b und 76 a und 76 b sind auf der inneren Oberfläche der Gehäusewand 34 in gegenüberliegender, versetzter Relation zu den Kurzschlußstäben 68 a bzw. 68 b von jedem Treiberelement 24 angebracht. Bei die­ ser Konstruktion überbrückt, wenn ein Treiberelement nach oben auslenkt, sein Kurzschlußstab 66 a das feststehende Kontaktpaar 70 a, 70 b und sein Kurzschlußstab 66 b überbrückt das fest­ stehende Kontaktpaar 72 a, 72 b. Wenn in ähnlicher Weise ein Treiberelement nach unten auslenkt, überbrücken seine kurz­ schließenden Stäbe 68 a und 68 b auf entsprechende Weise fest­ stehende Kontaktpaare 74 a, 74 b und 76 a, 76 b. Wie aus Fig. 5 zu sehen ist, sind die Spaltenleiterpaare mit einem feststehen­ den Kontaktstück von jedem der den gewählten Treiberelementen zugeordneten Paaren, beispielsweise den feststehenden Kontakt­ stücken 70 a, 72 a, verdrahtet, während die Reihenleiterpaare mit den anderen feststehenden Kontaktstücken 70 b und 72 b der zwei feststehenden Kontaktpaare verdrahtet sind, die gewählten Treiberelementen zugeordnet sind.

In Fig. 5 ist das Layout von Reihen- und Spaltenleiterpaaren gezeigt, das auf die gegenüberliegenden Oberflächen der Gehäuse­ wand 32 aufgedruckt ist und die sechs Reihenleiterpaare R 1-T, R 1-R bis R 6-T, R 6-R einer 6 · 6 Schaltmatrix enthält, wobei aber nur drei Spaltenleiterpaare vorgesehen sind, beispielsweise C 1-T, C 1-R, C 3-T, C 3-R und C 5-T, C 5-R. Der gleiche Leiterplan (Layout) ist auf die gegenüberliegenden Oberflächen der Gehäuse­ wand 34 dupliziert, um die anderen drei Spaltenleiterpaare C 2-T, C 2-R, C 4-T, C 4-R und C 6-T, C 6-R zu handhaben. Zu Be­ schreibungszwecken sei angenommen, daß die Leiterbahnen, die in Fig. 5 in ausgezogenen Linien gezeigt sind, auf die Außen­ fläche der Gehäusewand 32 (Fig. 6) gedruckt sind, während die Leiterbahnen, die gestrichelt gezeichnet sind, auf die Innen­ fläche dieser Wand gedruckt sind. Diese gleiche Annahme soll für das Leiter-Layout gelten, das auf die gegenüberliegenden Oberflächen der Gehäusewand 34 gedruckt ist. Wiederum wird das Leiter-Layout jeder Oberfläche so ausgeführt, daß Überkreuzun­ gen vermieden werden. Zu diesem Zweck erfordern viele Situa­ tionen leitende Übergänge von einer Wandoberfläche zur gegen­ überliegenden Oberfläche, die durch plattierte Löcher oder Wege 78 ausgeführt werden. In einigen Fällen werden diese Wege an den Stellen der feststehenden Kontaktstücke durch die Aus­ nutzung von leitfähigen Zapfen 80 ausgeführt, wie es in Fig. 6 gezeigt ist.

Wenn man nun Fig. 5 betrachtet, so verläuft der Spitzenleiter C 1-T der Spalte eins auf der inneren Oberfläche der Wand 32 zu dem feststehenden Kontaktstück 72 a, der dem achten linken Treiberelement 24 zugeordnet ist, und zum feststehenden Kontakt­ stück 72 a des achten rechten Treiberelementes mittels der Lei­ terbahn 81, die auf die Innenfläche der Wand 32 aufgedruckt ist, wobei Übergänge zu der oberen Fläche der Wand 32 durch Wege 78 vorgesehen sind, um eine Verbindung mit den feststehenden Kon­ taktstücken 72 a der zweiten linken und fünften linken Treiber­ elemente herzustellen. Diese feststehenden Kontaktstücke sind gemeinsam mit entsprechenden feststehenden Kontaktstücken 72 a der zweiten und fünften rechten Treiberelemente über Zapfen 80 und Verbindungsleiter 81 verbunden. Der Ringleiter C 1-R der ersten Spalte verläuft über die Innenfläche der Wand 32 zu feststehenden Kontaktstücken 70 a der zweiten, fünften und ach­ ten linken Treiberelemente und über Leiterbahnen 81 zu fest­ stehenden Kontaktstücken 70 a der zweiten, fünften und achten rechten Treiberelemente. Somit wird deutlich, daß die Spitzen­ und Ringleiter C 2-T, C 2-R der zweiten Spalte auf den gegen­ überliegenden Oberflächen der Gehäusewand 34 in identischer Weise ausgelegt sind, um feststehende Kontaktstücke 74 a und 76 a der gleichen Treiberelemente zu speisen.

Weiterhin verläuft gemäß Fig. 5 der Spitzenleiter R 1-T der ersten Reihe auf der Innenfläche der Wand 32 zu feststehenden Kontaktstücken 72 a der neunten linken und rechten Treiberele­ mente 24 und über einen Zapfen 80 und eine Brücke 82 a, die auf die obere Fläche der Wand 32 gedruckt ist, zu einem feststehen­ den Kontaktstück 72 b des achten linken Treiberelements. Der Ringleiter R 1-R der ersten Spalte verläuft in ähnlicher Weise auf der Innenfläche der Wand 32 zu feststehenden Kontaktstücken 70 a und den neunten linken und rechten Treiberelementen und über einen Zapfen 80 und eine Brücke 82 b, die auf die obere Fläche der Wand 32 gedruckt ist, zu einem feststehenden Kontaktstück 70 b des achten linken Treiberelements. Wiederum sei darauf hin­ gewiesen, daß die Spitzen- und Ringleiter R 1-T und R 1-R der ersten Reihe auf den Oberflächen der Wand 34 ausgelegt sind, um die entsprechenden feststehenden Kontaktstücke 76 a und 76 b der neunten linken und rechten und achten linken Treiberelemen­ te zu speisen.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, daß beispiels­ weise eine Aufwärtsauslenkung des achten linken Treiberelements bewirkt, daß dessen Kurzschlußstab 66 a zugeordnete feststehen­ de Kontaktstücke 70 a, 70 b überbrückt und daß dessen Kurzschluß­ stab 66 b zugeordnete feststehende Kontaktstücke 72 a, 72 b über­ brückt. Infolgedessen sind die Spitzen- und Ringleiter C 1-T und C 1-R der ersten Spalte auf entsprechende Weise mit den Spitzen­ und Ringleitern R 1-T und R 1-R der ersten Reihe verbunden. Ande­ rerseits verbindet eine Abwärtsauslenkung des achten linken Treiberelements die Spitzen- und Ringleiter C 2-T, C 2-R der zweiten Spalte mit den Spitzen- und Ringleitern R 1-T, R 1-R der ersten Reihe. Alle anderen Matrixschaltpunkte zum Verbinden irgendeines Spitzen- und Ringleiterpaares einer Spalte mit irgendeinem gewählten Spitzen- und Ringleiterpaar einer Reihe kann auf einfache Weise in dem Schema gemäß Fig. 5 verfolgt werden. Dabei wird deutlich, daß in jedem Fall ein einzelnes Treiberelement die Funktion hat, ein einzelnes Spaltenleiter­ paar mit einem einzelnen Reihenleiterpaar zu verbinden. Die Layouts der gedruckten Reihen- und Spaltenleiter werden auf vier einfach verfügbaren Gehäusewandflächen ausgeführt, ohne daß Zuflucht zu irgendwelchen Überkreuzungen auf irgendeiner Wandoberfläche genommen werden muß.

Fig. 7 zeigt eine bevorzugte Konfiguration des freien Endes für das Treiberelement 24, wenn die bewegbaren Kontaktstücke die Form von kurzschließenden Stäben haben. Bei der einpoligen piezokeramischen Relais-Konfiguration der Schaltmatrix 62 ge­ mäß den Fig. 3 und 4 ist das freie Ende von jedem Treiber­ element 24 gegabelt durcheinen flachen Schlitz 140, um zwei relativ unabhängig flexible Finger 142 a und 142 b auszubilden. Leit­ fähige Streifen 144 a sind auf den Oberflächen dieser Finger ne­ ben deren freien Enden abgeschieden und einteilig miteinander verbunden durch eine Leiterbahn 144 b, die um das geschlossene Ende des Schlitzes 140 herumgeführt ist. Auf den Streifen 144 a sind Kontaktknöpfe 146 befestigt oder plattiert, um mit diesen einen elektrischen Kontakt herzustellen. Aus Fig. 7 ist er­ sichtlich, daß die Oberflächenelektrode 42 kurz vor dem Strei­ fen 144 a und der verbindenden Leiterbahn 144 b endet. Diese Kurzschlußstabkonfiguration ist auf der Unterfläche des Trei­ berelements 24 in einer gegenüberliegenden Lage dupliziert.

Durch diesen Aufbau können die Finger 142 a und 142 b sich unab­ hängig voneinander biegen, um einen guten elektrischen Kontakt­ eingriff mit dem gegenüberliegenden Paar der feststehenden Kon­ taktstücke, beispielsweise 56 a und 56 b in Fig. 4, sicherzu­ stellen trotz kleinerer Änderungen in deren relativen Höhen und/oder trotz möglicher leichter Verdrehung des Treiberele­ ments bei seiner Auslenkung.

Bei den zweipoligen piezoelektrischen Relais-Konfigurationen der Schaltmatrix 64 gemäß den Fig. 5 und 6 ist das freie Ende von jedem Treiberelement mit einer mittig angeordneten tiefen Nut bzw. einem Schlitz 148 versehen, um zwei relativ unabhängig flexible Schaltpole 150 a und 150 b auszubilden. Jeder Pol ist durch Schlitze 140 gegabelt in der gleichen Weise, wie es in Fig. 7 gezeigt und vorstehend beschrieben ist. Die Aus­ bildung der Streifen 144 a, der verbindenden Leiterbahn 144 b und der Kontaktknöpfe 146 ist für jeden Pol dupliziert, wie es in Fig. 7 gezeigt ist. Die durch diesen Aufbau erzielbaren Vorteile sind bereits vorstehend erläutert worden.

Claims (30)

1. Piezoelektrische Schaltmatrix, gekennzeichnet durch :

• a) ein Feld bzw. Array (22) piezoelektrischer Re­ lais, die jeweils enthalten
  • (1) ein langgestrecktes Treiberelement (24) mit gegenüberliegenden feststehenden und freien Enden,
  • (2) wenigstens ein bewegbares Kontaktstück (50, 52), das neben dem freien Enden des Treiberelements angebracht ist, und
  • (3) wenigstens ein feststehendes Kontaktstück (56, 58),
• b) eine erste Einrichtung (28), die die Treiberele­ mente neben ihren feststehenden Enden freitragend bzw. auskragend befestigt,
• c) eine zweite Einrichtung (30), die das feststehende Kontaktstück von jedem Relais in einer versetzten bzw. einen Spalt ausbildenden Lage zu dem bewegba­ ren Kontaktstück haltert,
• d) mehrere erste und zweite Leiter (R 1- R 6, C 1- C 6), die mit den Kontaktstücken von gewählten Relais verbunden sind, wobei wenigstens die ersten Leiter (R 1- R 6) als gedruckte Leiterbahnen auf der zweiten Einrichtung (30) abgeschieden sind derart, daß einer der ersten Leiter mit einem der zweiten Lei­ ter verbindbar ist durch Aktivierung des Treiber­ elements (24) von einem gewählten Relais, um dessen feststehende und bewegbare Kontaktstücke miteinan­ der in Eingriff zu bringen.

2. Schaltmatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberelemente der das Array bildenden Re­ lais als eine einheitliche Struktur aus piezokerami­ schem Material gebildet sind.

3. Schaltmatrix nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einheitliche Struktur eine kammförmige Konfi­ guration mit einem gemeinsamen Rücken (26) ist, von dem aus die Treiberelemente parallel und im Abstand zueinander verlaufen, wobei der Rücken (26) an der ersten Einrichtung (28) befestigt ist.

4. Schaltmatrix nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberelemente von gegenüberliegenden Seiten des Rückens (26) in entgegengesetzte Richtungen ver­ laufen.

5. Schaltmatrix nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine integrierte Schaltung (46) auf dem Rücken (26) angebracht ist zum Aktivieren des Treiberelementes von einem gewählten Relais.

6. Schaltmatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (30) das Array (22) aus Relais um­ schließt, wobei die zweite Einrichtung von einer Wand des Gehäuses gebildet ist.

7. Schaltmatrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Relais erste und zweite feststehende Kon­ taktstücke aufweist, die durch die zweite Einrichtung auf gegenüberliegenden Seiten des bewegbaren Kontakt­ stückes angebracht sind, wobei das Treiberelement von jedem Relais selektiv aktiviert wird, um sein beweg­ bares Kontaktstück mit einem der ersten und zweiten feststehenden Kontaktstücke in Eingriff zu bringen.

8. Schaltmatrix nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse das Array aus Relais umschließt, wo­ bei die zweite Einrichtung, die die ersten und zwei­ ten feststehenden Kontaktstücke von jedem Relais hal­ tert, durch gegenüberliegende Wände des Gehäuses ge­ bildet ist.

9. Schaltmatrix nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Leiter mit den ersten und zweiten fest­ stehenden Kontaktstücken einer gewählten Anzahl von Relais verbunden sind und die zweiten Leiter mit den bewegbaren Kontaktstücken der gewählten Anzahl von Relais verbunden sind.

10. Schaltmatrix nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Leiter auf Oberflächen der gegenüber­ liegenden Gehäusewände in der Weise angebracht sind, daß Überkreuzungen vermieden sind.

11. Schaltmatrix nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine integrierte Schaltung in dem Gehäuse ange­ bracht ist zum Aktivieren der Treiberelemente eines gewählten piezoelektrischen Relais.

12. Schaltmatrix nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) wenigstens ein Paar erster und zweiter feststehen­ der Kontaktstücke vorgesehen ist,
• b) eine erste Einrichtung die Treiberelemente neben ihren feststehenden Enden freitragend bzw. aus­ kragend haltert,
• c) die zweite Einrichtung das Paar erster und zweiter feststehender Kontaktstücke von jedem Relais im Abstand Seite an Seite und in einer spaltbildenden Relation zu dessen bewegbarem Kontaktstück hal­ tert,
• d) mehrere erste Leiter mit den ersten feststehenden Kontaktstücken einer gewählten Anzahl von Relais verbunden sind,
• e) mehrere zweite Leiter mit den zweiten feststehenden Kontaktstücken einer gewählten Anzahl von Relais verbunden sind, wobei die ersten und zweiten Leiter auf Oberflächen der zweiten Einrichtung als ge­ druckte Leiterbahnen abgeschieden sind,
• f) wobei einer der ersten Leiter mit einem der zwei­ ten Leiter verbindbar ist zur Aktivierung des Treiberelements von einem gewählten Relais, um des­ sen bewegbares Kontaktstück in einen kurzschließen­ den Eingriff mit dessen ersten und zweiten fest­ stehenden Kontaktstücken zu bringen.

13. Schaltmatrix nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Relais erste und zweite bewegbare Kontakt­ stücke, die neben dem freien Ende des Treiberelements in elektrisch isolierter Lage angebracht sind, ein erstes Paar erster und zweiter feststehender Kontakt­ stücke, die durch die zweite Einrichtung angebracht sind für einen kurzschließenden Eingriff durch das erste bewegbare Kontaktstück bei Aktivierung des Treiberelements, und ein zweites Paar erster und zwei­ ter feststehender Kontaktstücke aufweist, die durch die zweite Einrichtung für einen kurzschließenden Eingriff durch das zweite bewegbare Kontaktstück bei Aktivierung des Treiberelements angebracht sind.

14. Schaltmatrix nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse das Array aus Relais umschließt, wo­ bei die zweite Einrichtung, die die ersten und zweiten Paare feststehender Kontaktstücke haltert, durch we­ nigstens eine Wand des Gehäuses gebildet ist.

15. Schaltmatrix nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Paare feststehender Kontakt­ stücke auf entsprechende Weise auf gegenüberliegenden Wänden des Gehäuses angebracht sind.

16. Schaltmatrix nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Leiter als erste und zwei­ te Leiterpaare angeordnet sind, die ersten Leiterpaa­ re auf entsprechende Weise mit dem ersten feststehen­ den Kontaktstück von jedem der ersten und zweiten feststehenden Kontaktpaare einer gewählten Anzahl von Relais verbunden ist und die zweiten Kontaktpaare auf entsprechende Weise mit dem zweiten feststehenden Kon­ takt von jedem ersten und zweiten Kontaktpaar der gewählten Anzahl von Relais verbunden ist, wobei irgendein erstes Leiterpaar mit irgendeinem zweiten Leiterpaar verbindbar ist durch Aktivierung des Treiberelements eines gewählten Relais.

17. Schaltmatrix nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Relais erste, zweite, dritte und vierte be­ wegbare Kontaktstücke aufweist, die neben dem freien Ende von dem Treiberelement in einer elektrisch iso­ lierten Lage angebracht ist, und einen ersten Satz erster und zweiter Paare der ersten und zweiten fest­ stehenden Kontaktstücke und einen zweiten Satz von dritten und vierten Paaren der ersten und zweiten feststehenden Kontaktstücke aufweist, wobei die ersten und zweiten Sätze feststehender Kontaktpaare durch die zweite Einrichtung gehaltert sind und wobei eine Akti­ vierung des Treiberelementes in der einen Richtung die ersten und zweiten bewegbaren Kontaktstücke auf entsprechende Weise in einen kurzschließenden Ein­ griff mit den ersten und zweiten feststehenden Kon­ taktstücken des ersten Satzes feststehender Kontakt­ paare bringt und eine Aktivierung des Treiberelements in entgegengesetzter Richtung die dritten und vierten bewegbaren Kontaktstücke auf entsprechende Weise in einen kurzschließenden Eingriff mit den ersten und zweiten feststehenden Kontaktstücken des zweiten Satzes feststehender Kontaktpaare bringt.

18. Schaltmatrix nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Leiter als erste und zwei­ te Leiterpaare angeordnet sind, die ersten Leiterpaa­ re auf entsprechende Weise mit den ersten feststehen­ den Kontaktstücken von jedem von wenigstens einem der ersten und zweiten Sätze der feststehenden Kon­ taktpaare einer gewählten Anzahl von Relais verbunden sind und die zweiten Leiterpaare auf entsprechende Weise mit dem zweiten feststehenden Kontaktstück von wenigstens einem der ersten und zweiten Sätze fest­ stehender Kontaktpaare der gewählten Anzahl von Re­ lais verbunden sind, wobei irgendein Paar der ersten Leiterpaare mit irgendeinem Paar der zweiten Leiter­ paare verbindbar ist durch Aktivierung des Treiber­ elements von einem gewählten Relais.

19. Schaltmatrix nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Relaisfeld von einem Gehäuse umgeben ist, das eine erste Wand, die die ersten und zweiten fest­ stehenden Kontaktpaare des ersten Satzes haltert, und eine gegenüberliegende zweite Wand aufweist, die die dritten und vierten feststehenden Kontaktpaare des zweiten Satzes haltert.

20. Schaltmatrix nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Leiterpaare als gedruckte Leiterbahnen auf gegenüberliegenden Oberflächen der ersten und zweiten Gehäusewände in einer kreuzungs­ losen Weise mit leitfähigen Übergängen zwischen gegen­ überliegenden Wandflächen ausgebildet sind.

21. Schaltmatrix nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberelemente des Relaisfeldes als eine einheitliche Struktur aus piezokeramischem Material gebildet sind.

22. Schaltmatrix nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die einheitliche Struktur eine kammähnliche Konfi­ guration mit einem gemeinsamen Rücken aufweist, von dem aus die Treiberelemente in paralleler Lage im Ab­ stand zueinander ausgehen, wobei der Rücken an der ersten Einrichtung befestigt ist.

23. Schaltmatrix nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberelemente von gegenüberliegenden Seiten des Rückens in entgegengesetzte Richtungen ragen.

24. Schaltmatrix nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß eine integrierte Schaltung auf dem Rücken ange­ bracht ist zum Aktivieren des Treiberelementes von einem gewählten piezoelektrischen Relais.

25. Piezoelektrische Schaltmatrix, gekennzeichnet durch :

• a) ein isolierendes Substrat mit einem Sockel,
• b) ein Feld bzw. Array aus piezoelektrischen Relais, die jeweils enthalten:
  • (1) ein langgestrecktes Treiberelement (24) mit gegenüberliegenden feststehenden und freien Enden, wobei das Treiberelement neben seinem festen Ende auf dem Sockel freitragend bzw. auskragend befestigt ist,
  • (2) wenigstens ein bewegbares Kontaktstück, das neben dem freien Enden des Treiberelements angebracht ist, und
  • (3) wenigstens ein Paar erster und zweiter feststehender Kontaktstücke, die auf einer Oberfläche des Substrats angebracht sind,
• c) eine erste und zweite Anzahl von Anschlüssen,
• d) eine Anzahl erster Leiter, die einzeln von den An­ schlüssen der ersten Anzahl mit den ersten fest­ stehenden Kontaktstücken von gewählten Relaisgrup­ pen verbunden sind, und
• e) eine Anzahl zweiter Leiter, die einzeln von An­ schlüssen der zweiten Anzahl mit den zweiten fest­ stehenden Kontaktstücken von gewählten Relaisgrup­ pen verbunden sind, wobei die ersten und zweiten Leiter auf wenigstens einer Oberfläche des Sub­ strats als gedruckte Leiterbahnen abgeschieden sind,
• f) wobei irgendein Anschluß der ersten Anzahl mit irgendeinem Anschluß der zweiten Anzahl verbindbar ist durch Aktivierung des Treiberelements eines gewählten Relais, um dessen bewegbares Kontakt­ stück in einen kurzschließenden Eingriff mit den ersten und zweiten feststehenden Kontaktstücken zu bringen.

26. Schaltmatrix nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberelemente des Relaisfeldes als eine einheitliche Struktur aus piezokeramischem Material gebildet sind.

27. Schaltmatrix nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die einheitliche Struktur eine kammähnliche Kon­ figuration mit einem gemeinsamen Rücken hat, von dem die Treiberelemente parallel und im Abstand zueinan­ der ausgehen, wobei der Rücken an dem Sockel befestigt ist.

28. Schaltmatrix nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Treiberelemente von gegenüberliegenden Seiten des Rückens in entgegengesetzte Richtungen ragen.

29. Schaltmatrix nach Anspruch 26 , dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Anschlußgruppen auf dem Substrat angebracht sind.

30. Schaltmatrix nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß eine integrierte Schaltung zum Aktivieren des Treiberelements eines gewählten Relais vorgesehen ist und daß eine dritte Anzahl bzw. Gruppe von An­ schlüssen mit der integrierten Schaltung durch ge­ druckte Leiterbahnen verbunden ist, die auf wenig­ stens einer der ersten und zweiten Substratoberflä­ chen angeordnet sind.