DE4300899A1

DE4300899A1 - Elektronikeinrichtung und Verfahren zur Herstellung einer solchen Elektronikeinrichtung

Info

Publication number: DE4300899A1
Application number: DE4300899A
Authority: DE
Inventors: Fernando Dipl Ing Campero; Bernd Friedrich; Reinhard Dipl Ing Schraud; Friedrich Wismueller
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Stiftung and Co KG
Priority date: 1993-01-15
Filing date: 1993-01-15
Publication date: 1994-07-21

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektronikeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Elektronikeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 31.

Derartige Elektronikeinrichtungen mit einem elektrisch isolierenden Substrat bspw. in Gestalt einer Leiterplatte sind oftmals in einem Gehäuse untergebracht. Bei diesen bekannten Elektronikeinrichtungen ist es also erforderlich, nicht nur das elektrisch isolierende Substrat mit einer entsprechenden Schaltungsstruktur zu versehen und an der Schaltungsstruktur die Bauelemente genau passend zu kontaktieren, sondern es ist außerdem auch die Herstellung eines Gehäuses sowie die Anordnung des Substrates im Gehäuse erforderlich. Zur Bestückung der Substrate mit den entsprechenden Bauelementen sind Bestückungsautomaten auf dem Markt, mit denen die Bestückung ebenflächiger Substrate relativ zeitsparend möglich ist. Die Bestückung dreidimensionaler Substrate, wie sie bspw. in der Zeitschrift "PC Network", June 1988, Vol. 2, NO. 3: "Molded Circuit Boards" beschrieben sind, ist mit den bekannten Bestückungsautomaten jedoch nur bedingt möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektronikeinrichtung und ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, wobei es einfach möglich ist, das Substrat der Elektronikeinrichtung zeitsparend mit den entsprechenden Bauelementen zu bestücken und nach der Bestückung des Substrates eine entsprechende räumliche Elektronikeinrichtung auszubilden.

Diese Aufgabe wird bei einer Elektronikeinrichtung der eingangs genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Anspruchs 1 gelöst. Aus- und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Elektronikeinrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 30 gekennzeichnet, wobei für die Einrichtung gemäß Anspruch 13 ein selbständiger Patentschutz beantragt wird. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird verfahrensgemäß durch die Merkmale des Kennzeichenteiles des Anspruchs 31 gelöst. Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 32 bis 44 gekennzeichnet, wobei für das Verfahren gemäß Anspruch 37 ein selbständiger Patentschutz beantragt wird.

Erfindungsgemäß ist es sehr einfach möglich, das aus ebenen Flächenabschnitten zusammengesetzte Substrat im ebenen Zustand des Substrates, d. h. in dem Zustand, in welchem die Flächenabschnitte des Substrates eine gemeinsame Ebene auf spannen, mit den entsprechenden Bauelementen zu bestücken, was mittels handelsüblicher Bestückungsautomaten möglich ist. Nach der Bestückung des ebenen Substrates mit den Bauelementen können die einzelnen Flächenabschnitte des Substrates relativ zueinander um die zugehörigen Faltlinien umgefaltet werden, um als dem Substrat dann bspw. ein Gehäuse zu realisieren. Erfindungsgemäß kann also das Substrat selbst im mit den Bauelementen bestückten zusammengefalteten Zustand ein Gehäuse bilden, so daß der Manipulationsaufwand zur Anordnung und Festlegung eines entsprechenden Substrates in einem Gehäuse einer Elektronikeinrichtung entfällt. Bei einer solchen Elektronikeinrichtung handelt es sich bspw. um eine elektrische Herdschaltuhr, wobei es sich selbstverständlich versteht, daß die erfindungsgemäße Elektronikeinrichtung nicht auf das zuletzt erwähnte Anwendungsgebiet beschränkt ist.

Bei der erfindungsgemäßen Elektronikeinrichtung können die die Flächenabschnitte des Substrates miteinander verbindenden Scharniere mit den zugehörigen Flächenabschnitten des Substrates einteilig ausgebildete Filmscharniere sein. Derartige Filmscharniere sind bei der Herstellung des Substrates z. B. in einem Kunststoff- Spritzvorgang realisierbar. Es ist jedoch auch möglich, daß die Scharniere an den zugehörigen Flächenabschnitten des Substrates befestigte Folienelemente sind. Desgleichen ist es möglich, benachbarte Flächenabschnitte des Substrates mit Filmscharnieren in Kombination mit den zuletzt erwähnten Folienelementen herzustellen.

Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn die Schaltungsstruktur eine am Substrat fixierte Folie mit Leiterbahnen ist. Bei einer solchen Ausbildung der Elektronikeinrichtung ist es zweckmäßig, wenn die oben erwähnten Folienelemente der Scharniere von der am Substrat fixierten, mit Leiterbahnen versehenen Folie gebildet sind. Bei einer solchen Elektronikeinrichtung kann sich die Schaltungsstruktur folglich über mindestens einige der Scharniere erstrecken um die Schaltungsstrukturen benachbarter Flächenabschnitte des Substrates miteinander geeignet zu verbinden.

Die mit Leiterbahnen versehene Folie kann an die entsprechenden Abschnitte des Substrats der erfindungsgemäßen Elektronikeinrichtung angespritzt sein.

Hierfür kann bspw. ein Verfahren angewandt werden, das dem in der DE-A 39 29 399 bekannten Inmold-Verfahren ähnlich ist, wobei anstelle einer dekorativen Prägefolie die besagte mit Leiterbahnen versehene Folie angewandt wird.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die mit Leiterbahnen versehene Folie an den entsprechenden Abschnitten des Substrates festzukleben.

Wie bereits weiter oben erwähnt worden ist, ist es unter dem Gesichtspunkt einer einfachen Bestückbarkeit des elektrisch isolierenden Substrates zweckmäßig, wenn die durch Umfangsrandabschnitte und mindestens eine Faltlinie bzw. durch Faltlinien begrenzten Flächenabschnitte des Substrates ebenflächig ausgebildet sind. Ein solches Substrat kann einfach und zeitsparend bspw. mit Hilfe eines geeigneten Bestückungsautomaten mit SMD-Bauelementen (=Surface Mounted Device) und/oder mit Steckanschlüsse aufweisenden Bauelementen bestückt werden. Soll die erfindungsgemäße Elektronikeinrichtung mit Bauelementen bestückt werden, welche Steckanschlüsse aufweisen, so ist es zweckmäßig, wenn das Substrat an den entsprechenden Flächenabschnitten mit Durchgangslöchern ausgebildet ist, durch welche sich die mit der Schaltungsstruktur kontaktierten Steckanschlüsse hindurcherstrecken. In diesem Fall ist es also bspw. möglich, die SMD-Bauelemente auf der einen, die Schaltungsstruktur aufweisenden Seite des Substrates und die mit Steckanschlüssen versehenen Bauelemente auf der gegenüberliegenden zweiten Seite des Substrates anzuordnen, um auf diese Weise eine hohe Bestückungsdichte an Bauelementen pro Flächeneinheit des Substrates zu erreichen. Selbstverständlich ist es auch möglich, mit Steckanschlüssen versehene Bauelemente auf der die Schaltungsstruktur aufweisenden Seite des Substrates vorzusehen und die besagten Steckanschlüsse mit der Schaltungsstruktur zu kontaktieren.

Da eine Vielzahl von Elektronikeinrichtungen auf dem Markt sind, die nicht nur elektrische bzw. elektronische Anforderungen zu erfüllen haben, sondern außerdem auch dekorativen Anforderungen genügen müssen, ist es erfindungsgemäß möglich, daß mindestens ein Flächenabschnitt des Substrates mit einer Dekorschicht ausgebildet ist. Für eine solche Elektronikeinrichtung wird - wie bereits weiter oben erwähnt worden ist - ein selbständiger Patentschutz beantragt. Bei einer Elektronikeinrichtung der zuletzt genannten Art kann die Dekorschicht an der von der Schaltungsstruktur abgewandten Seite mindestens eines Flächenabschnittes des Substrats vorgesehen sein. Die Dekorschicht ist hierbei selbstverständlich nicht auf einzelne Flächenabschnitte des Substrates begrenzt, sondern sie kann sich auch über benachbarte Flächenabschnitte des Substrates erstrecken. Wenn sich die Dekorschicht über benachbarte Flächenabschnitte des Substrates erstreckt, ist es möglich, daß das die besagten benachbarten Flächenabschnitte des Substrates miteinander verbindende Scharnier oder zumindest ein Teil des besagten Scharniers von der genannten Dekorschicht gebildet wird. Das ist insbes. dann möglich, wenn die genannte Dekorschicht eine Dekorfolie ist. Eine solche Dekorfolie kann an das Substrat direkt angespritzt (sh. z. B. die bereits weiter oben erwähnte DE-A 39 29 299) oder am Substrat festgeklebt sein.

Um bei einer erfindungsgemäßen Elektronikeinrichtung auch nach einer langen Stand- bzw. Einsatzdauer Beeinträchtigungen des optischen Eindrucks insbes. der Dekorschicht zuverlässig auszuschließen, ist es vorteilhaft, wenn die Dekorschicht mit einer Kratzschutzschicht ausgebildet ist.

Desweiteren ist es möglich, die Dekorschicht mit mindestens einem flexiblen Membran- bzw. Folienabschnitt auszubilden. Eine solche Ausbildung ist insbes. dann zweckmäßig, wenn der besagte flexible Abschnitt der Dekorschicht z. B. mit Schaltkontaktflächen ausgebildet ist, die mit der Schaltungsstruktur des Substrates elektrisch leitend verbunden sind. Hierbei kann bspw. eine handelsübliche Membran-Schalterfolie zur Anwendung gelangen. Es ist jedoch auch möglich, daß das Substrat im Bereich des entsprechenden flexiblen Abschnittes der Dekorschicht mit einer Ausnehmung ausgebildet ist, um mittels des flexiblen Abschnittes der Dekorschicht z. B. einen sich in die besagte Ausnehmung erstreckenden Schaltstößel eines Schalters oder eines anderen elektromechanischen Bauelementes, eine Schalttaste o. dgl. betätigen zu können.

Bei der erfindungsgemäßen Elektronikeinrichtung wird das ursprünglich ebenflächige und mit den entsprechenden Bauelementen bestückte elektrisch isolierende Substrat entlang den Scharnieren vorzugsweise derart zu einem Gehäuse gefaltet, daß die Schaltungsstruktur im Gehäuseinneren vorgesehen ist. Dadurch ergibt sich ein Schutz der Schaltungsstruktur und der daran kontaktierten Bauelemente gegen Einwirkungen von außen. Das ursprünglich ebenflächige Substrat kann bspw. mittels eines Verfahrens mit einer entsprechenden Schaltungsstruktur versehen werden, wie es in der WO 89/00 373 beschrieben ist. Ein anderes Verfahren zur Aufbringung einer Schaltungsstruktur auf ein Substrat ist in der EP-A 0 063 347 offenbart.

Um das Substrat im passend gefalteten Zustand bspw. in der Form eines Gehäuses mit einfachen Mitteln festlegen zu können, kann das Substrat an Umfangsrandabschnitten mit Rast- und zugehörigen Gegenrastorganen ausgebildet sein. Diese Rast- und Gegenrastorgane können nach Art von Schnapp-Rastverschlüssen wirksam sein. Eine solche Ausbildung weist den Vorteil auf, daß nicht nur die Herstellung der Gehäuseform einfach möglich ist, sondern daß es genauso einfach möglich ist, das Substrat im Bedarfsfall aus der Gehäuseform in eine ebene Form zurückzuklappen, um gegebenenfalls Reparaturen an der Elektronikeinrichtung vornehmen zu können. Anschließend kann das Substrat wieder zu einem entsprechenden Gehäuse umgefaltet werden.

Um das bspw. zu einem Gehäuse zusammengefaltete Substrat in einem geeigneten Abteil einer Einrichtung wie bspw. einer Elektroherd-Blende o. dgl. fixieren zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Substrat mit geeigneten Einbauorganen ausgebildet ist. Diese Einbauorgane können als federnde Rastnasen o. dgl. ausgebildet sein.

Nachdem das mit Scharnieren ausgebildete Substrat im ebenen Originalzustand durch die besagten Scharniere ein mehr oder weniger forminstabiles Gebilde darstellt, kann es vorteilhaft sein, wenn das Substrat mit einem Rahmen ausgebildet ist, der vom Substrat beabstandet und mit dem Substrat mittels Verbindungsstegen einstückig verbunden ist. Durch diesen das Substrat umschließenden Rahmen ergibt sich eine Versteifung des Substrates, so daß seine Ausbildung mit der Schaltungsstruktur und/oder seine Bestückung mit Bauelementen vereinfacht ist. Um den besagten Rahmen nach der Bestückung des Substrates mit den Bauelementen einfach und kraftsparend vom Substrat abtrennen und das Substrat anschließend geeignet falten zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Verbindungsstege mit Sollbruchstellen ausgebildet sind. An diesen Sollbruchstellen können die Verbindungsstege einfach abgetrennt und der Rahmen vom Substrat entfernt werden.

Das Substrat kann bei seiner Herstellung mit Löchern ausgebildet werden, die bspw. Fenster für Anzeigeelemente, oder die zur Aufnahme optoelektronischer Anzeigeelemente vorgesehen sind. Sind die Löcher zur Aufnahme optoelektronischer Anzeigeelemente vorgesehen, so ist die die Löcher umgebende Wandung des Substrates derartig ausgebildet, daß eine Überstrahlung in benachbarte Löcher verhindert wird. Eine solche Überstrahlung ist insbes. bei einem Substrat aus einem transparenten Material möglich, weshalb bei solchen Substraten die Lochwandung bspw. mit einer geeigneten Farbbeschichtung versehen sein kann.

Um die erfindungsgemäße Elektronikeinrichtung mit einer externen Schaltung passend zusammenschalten zu können, kann die am Substrat vorgesehene Schaltungsstruktur mit Kontakten für mindestens eine Steckereinrichtung ausgebildet sein. Die besagten Kontakte sind vorzugsweise am Rand des Substrates vorgesehen, wobei der besagte Substratrand seitlich neben den Kontakten zur Zentrierung der Steckeinrichtung mit Aussparungen ausgebildet sein kann.

Erfindungsgemäß ergeben sich die folgenden Vorteile:

Das Design und gegebenenfalls der Kratzschutz sind auf die Dekorschicht begrenzt,
eine Leiterplatte entfällt, weil das Substrat gleichzeitig das Gehäuse bildet,
hierdurch wird die Montage der Elektronikeinrichtung insges. erheblich vereinfacht,
für eine große Anzahl unterschiedlicher Elektronikeinrichtungen wird nur ein einziges Spritzwerkzeug zur Herstellung insbes. des Substrates benötigt,
die Herstellung der Schaltungsstruktur bzw. deren Anordnung am Substrat sowie die Anordnung der Dekorschicht am Substrat sind einfach möglich,
das ursprünglich ebenflächige Substrat ist mittels handelsüblicher Bestückungsautomaten einfach und zeitsparend mit den entsprechenden Bauelementen bestückbar, die Elektronikeinrichtung ist mit den verschiedensten Bau- bzw. Schaltungselementen bestückbar,
für die Bauelementbestückung steht die gesamte Gehäuseinnenfläche sowie wenigstens ein Teil der Gehäuseaußenfläche zur Verfügung.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in der Zeichnung dargestellten Ausbildungen der erfindungsgemäßen Elektronikeinrichtung. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines elektrisch isolierenden Substrates aus Kunststoffmaterial in Blickrichtung von oben,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1 in einem größeren Maßstab,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Schnittlinie III-III in Fig. 1 in einem vergrößerten Maßstab,

Fig. 4 eine der Fig. 3 ähnliche Schnittdarstellung einer anderen Ausbildung eines zwei benachbarte Flächenabschnitte miteinander verbindenden Scharniers,

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Abschnittes eines elektrisch isolierenden Substrates in einer Schnittdarstellung,

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung eines Abschnittes eines elektrisch isolierenden Substrates mit einer Dekorschicht,

Fig. 7 eine der Fig. 6 ähnliche Schnittdarstellung zur Verdeutlichung einer Ausbildung eines zwei Flächenabschnitte des Substrates miteinander verbindenden Scharniers, das durch die Dekorschicht gebildet bzw. verstärkt ist,

Fig. 8 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Abschnittes eines Substrates mit einer Dekorschicht, die einen flexiblen Membran- bzw. Folienabschnitt mit Schaltkontaktflächen aufweist,

Fig. 9 eine der Fig. 8 ähnliche Darstellung eines Substratabschnittes mit einer Dekorschicht, die mit einem flexiblen Membran- bzw. Folienabschnitt und einer zugehörigen Aussparung im Substrat ausgebildet ist, in welche sich ein Schaltstößel erstreckt,

Fig. 10 eine räumliche Darstellung eines zu einem Gehäuse gefalteten Substrates,

Fig. 11 einen Schnitt entlang der Schnittlinie XI-XI in Fig. 10 zur Verdeutlichung eines Einbauorgans der Elektronikeinrichtung,

Fig. 12 eine Ansicht des Einbauorgans gemäß Fig. 11 in Blickrichtung des Pfeiles XII-XII,

Fig. 13 eine der Fig. 1 ähnliche Zeichnungsdarstellung eines Substrates, das mit einem Versteifungsrahmen ausgebildet ist,

Fig. 14 einen Schnitt entlang der Schnittlinie XIV-XIV in Fig. 13,

Fig. 15 einen Abschnitt des Substrates mit Segment- Löchern für optoelektronische Anzeigeelemente,

Fig. 16 einen Schnitt entlang der Schnittlinie XVI-XVI in Fig. 15, und

Fig. 17 einen Randabschnitt eines Substrates mit Kontakten für eine externe Steckereinrichtung.

Fig. 1 zeigt ein ebenes Substrat 10 aus einem elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial, das aus Flächenabschnitten 12, 14, 16 und 18 zusammengesetzt ist. Benachbarte Flächenabschnitte sind durch Scharniere 20 miteinander verbunden, so daß die benachbarten Flächenabschnitte 12, 14, 16, 18 um durch die Scharniere 20 bestimmte Faltlinien 22 umfaltbar sind. Der Flächenabschnitt 12 ist mit einem Fenster 24 ausgebildet. In diesem Fenster kann ein Anzeige oder Meßgerät o. dgl. angeordnet sein.

An mindestens einer der beiden sich gegenüberliegenden Oberflächen 26 bzw. 28 ist das Substrat 10 mit einer Schaltungsstruktur 30 versehen, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die Schaltungsstruktur 30 kann eine Folie 32 aufweisen, die mit entsprechenden Leiterbahnen 34 versehen ist, welche die Schaltungsstruktur 30 bilden. Die Folie 32 kann an das Substrat 10 bei dessen Herstellung unmittelbar angespritzt werden; es ist jedoch auch möglich, die Folie 32 mit den Leiterbahnen 34 am Substrat 10 bspw. mittels eines Klebers festzukleben.

Mit bzw. auf der Schaltungsstruktur 30 sind Bauelemente 36 kontaktiert, von welchen in Fig. 2 nur ein einziges SMD- Bauelement 36 angedeutet ist.

Die Schaltungsstruktur 30 kann sich über wenigstens einige Flächenabschnitte 12, 14, 16, 18 erstrecken und hierbei auch Scharniere 20 zwischen benachbarten Flächenabschnitten 12, 14, 16, 18 überbrücken. In Fig. 3 ist ein Scharnier 20 zwischen benachbarten Flächenabschnitten 12 und 14 gezeichnet, das als Filmscharnier ausgebildet ist und unmittelbar bei der Herstellung der Flächenabschnitte des Substrates 10 ausgebildet wird. Die Schaltungsstruktur 30 mit der Folie 32 und den Leiterbahnen 34 erstreckt sich über benachbarte Flächenabschnitte, d. h. sie überbrückt das zugehörige Scharnier 20 und bildet insbes. mit der Folie 32 eine mechanische Verstärkung des Scharniers 20. Im Bereich des entsprechenden Scharnieres 20 ist die Schaltungsstruktur 30 nicht mit Bauelementen versehen, um die Faltbewegung des Substrates 10 um das entsprechende Scharnier 20 nach der Bestückung der Schaltungsstruktur 30 mit Bauelementen nicht zu behindern.

Fig. 4 zeigt abschnittweise geschnitten ein Substrat 10, bei welchem das Scharnier 20 zwischen benachbarten Flächenabschnitten 12 und 14 durch die Folie 32 der Schaltungsstruktur 30 gebildet ist. Die Fixierung der Folie 32 am Substrat 10 kann durch Hinterspritzen oder durch Kleben erfolgen. Mit der Bezugsziffer 34 sind auch in Fig. 4 Leiterbahnen daß Schaltungsstruktur 30 bezeichnet.

Fig. 5 verdeutlicht einen Abschnitt eines ebenflächigen Substrates 10 bzw. eines ebenen Flächenabschnittes 12 des Substrates 10, wobei an der Oberfläche 26 eine Schaltungsstruktur 30 mit einer Folie 32 und Leiterbahnen 34 vorgesehen ist. An der Schaltungsstruktur 30 sind SMD- Bauelemente 36 kontaktiert. Außerdem sind an der Schaltungsstruktur 30 Bauelemente 38 kontaktiert, die mit Steckanschlüssen 40 ausgebildet sind. Bei den zuletzt genannten Bauelementen 38 kann es sich um elektrische, elektronische oder elektromechanische Bauelemente o. dgl. handeln. Die mit den Steckanschlüssen 40 ausgebildeten Bauelemente 38 sind zweckmäßigerweise auf der von der Schaltungsstruktur 30 abgewandten Seite bzw. Oberfläche 28 angeordnet, um das Substrat 10 optimal auszunutzen. Durch eine solche Ausbildung wird außerdem die Reparaturfreundlichkeit und die Zugänglichkeit zu den entsprechenden Bauelementen verbessert. Um die besagten Bauelemente 38 mit der Schaltungsstruktur 30 bzw. mit den Leiterbahnen 34 der Schaltungsstruktur 30 passend kontaktieren zu können, ist das Substrat 10 mit Durchgangslöchern 42 ausgebildet, durch welche sich die Steckanschlüsse 40 der Bauelemente 38 hindurcherstrecken.

Fig. 6 zeigt einen Abschnitt eines Substrates 10 mit benachbarten, abschnittweise gezeichneten Flächenabschnitten 12 und 14, die mittels eines Filmscharnieres 20 miteinander faltbar verbunden sind. Die Oberfläche 26 des ursprünglich ebenflächigen Substrates 10 ist mit einer Schaltungsstruktur 30 versehen, die sich über die Flächenabschnitte 12 und 14 erstreckt. Der Flächenabschnitt 12 ist außerdem auf der der Oberfläche 26 gegenüberliegenden Oberfläche 28 mit einer Dekorschicht 44 ausgebildet. Diese Dekorschicht kann am Substrat 10 auf geprägt, unmittelbar angespritzt oder aufgeklebt sein. Die Dekorschicht 44 kann mit einer Kratzschutzschicht 46 bedeckt sein.

Während in Fig. 6 das Scharnier 20 als Filmscharnier aus dem Material des Substrates 10 gebildet und durch die Folie 32 der Schaltungsstruktur 30 verstärkt ist, zeigt Fig. 7 eine Ausbildung eines Scharniers 20 zwischen benachbarten Flächenabschnitten 12 und 14 eines Substrates 10, das von der eine Folie aufweisenden Dekorschicht 44 gebildet bzw. verstärkt wird, wenn die Flächenabschnitte 12 und 14 auch hier durch ein Filmscharnier miteinander verbunden sind. Mit der Bezugsziffer 30 ist auch in Fig. 7 die Schaltungsstruktur bezeichnet, an der Bauelemente 36 kontaktiert sind. Die Dekorschicht 44 ist hier zweckmäßigerweise - wie erwähnt worden ist - als Folie ausgebildet; sie kann mit einer Kratzschutzschicht 46 versehen sein.

In Fig. 8 ist ein Abschnitt eines ebenflächigen Substrates 10 gezeichnet, das an der einen Oberfläche 26 mit einer Schaltungsstruktur 30 und das auf der gegenüberliegenden zweiten Oberfläche 28 mit einer Dekorschicht 44 versehen ist, die mindestens einen flexiblen Membran- bzw. Folienabschnitt 48 aufweist. Der/jeder flexible Folienabschnitt 48 ist mit Schaltkontaktflächen 50 ausgebildet, die mit der Schaltungsstruktur 30 des Substrates 10 elektrisch leitend verbunden sind. Diese elektrisch leitende Verbindung ist in Fig. 8 nicht dargestellt.

Einen Abschnitt eines ebenflächigen Substrates 10 zeigt auch die Fig. 9, die sich von Fig. 8 insbes. dadurch unterscheidet, daß das Substrat 10 im Bereich des entsprechenden flexiblen Membran- bzw. Folienabschnittes 48 der Dekorschicht 44 mit einer Ausnehmung 50 ausgebildet ist. An der der Dekorschicht 44 gegenüberliegenden Schaltungsstruktur 30 des Substrates 10 ist als Bauelement 36 bspw. ein Schalter kontaktiert, der mit einem Schaltstößel 52 in die Ausnehmung 50 hineinsteht und durch einen Druck auf den flexiblen Membran- bzw. Folienabschnitt 48 betätigbar ist.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist das Substrat 10 an Umfangsrandabschnitten mit Rastorganen 54 und zugehörigen Gegenrastorganen 53 ausgebildet, die im bspw. zu einem Gehäuse zusammengefalteten Zustand des Substrats 10 ineinanderrasten und auf diese Weise die Gehäuseform des Substrates 10 fixieren, wie aus Fig. 10 ersichtlich ist. Aus Fig. 10 ist außerdem das Fenster 24 im Flächenabschnitt 12 des Substrates 10 zu erkennen. Ferner sind ein Flächenabschnitt 14 und ein Flächenabschnitt 16 sichtbar, wobei die beiden sich gegenüberliegenden Flächenabschnitte 16 jeweils mit Einbauorganen 55 ausgebildet sind, die nachfolgend in Verbindung mit den Fig. 11 und 12 beschrieben werden. Fig. 10 zeigt außerdem am Flächenabschnitt 12 des Substrates 10 vier flexible Membran- bzw. Folienabschnitte 48, die z. B. mit Schaltern 36 (sh. Fig. 9) zusammenwirken.

Die Fig. 11 und 12 zeigen eines der Einbauorgane 55, das als federnde Rastnase mit einer Einschiebe-Keilfläche 56 und einer Widerlagerfläche 58 ausgebildet ist. Eine federnde Ausbildung jedes Einbauorgans 55 ergibt sich dadurch, daß es durch einen U-förmigen Schlitz 60 im Substrat 10 bzw. im entsprechenden Flächenabschnitt 16 des Substrates 10 begrenzt ist.

Fig. 13 zeigt eine Ausbildung eines ebenflächigen Substrates 10 bestehend aus Flächenabschnitten 12, 14, 16 und 18, welche mittels Scharnieren 20 miteinander verbunden sind. Auch bei dieser Ausbildung des Substrates 10 sind die entsprechenden Randabschnitte mit Rastorganen 54 und Gegenrastorganen 53 ausgebildet. Um das durch die Scharniere 20 in seiner Steifigkeit beeinträchtige Substrat 10 in seinem ebenflächigen Originalzustand zu versteifen und somit besser mit der Schaltungsstruktur bzw. Dekorfolie versehen und mit Bauelementen bestücken zu können, ist es zweckmäßig, wenn das Substrat 10 mit einem Rahmen 62 ausgebildet ist, der das ebenflächige Substrat 10 im Originalzustand umschließt, und der mit den entsprechenden Flächenabschnitten 14, 16 und 18 des Substrates 10 mittels Verbindungsstegen 64 einstückig verbunden ist. Um den Rahmen 62 einfach vom Substrat 10 nach dessen Ausbildung mit der Schaltungsstruktur bzw. der Dekorschicht bzw. nach der Bestückung mit den Bauelementen abtrennen zu können, sind die Verbindungsstege 64 mit Sollbruchstellen 66 ausgebildet, wie aus Fig. 14 ersichtlich ist.

Fig. 15 zeigt in einer Ansicht von oben einen Abschnitt des ebenflächigen Substrates 10 bzw. eines Flächenabschnittes des Substrates 10 mit Segment-Löchern 68, die zur Aufnahme optoelektronischer Elemente 70 vorgesehen sind. Bei diesen optoelektronischen Elementen 70 handelt es sich bspw. um LED-Chips, die an der Schaltungsstruktur 30 des Substrates 10 geeignet kontaktiert sind (sh. Fig. 16). Um ein Überstrahlen zwischen benachbarten Löchern 68 zu verhindern, wie es insbes. dann möglich ist, wenn das Substrat 10 aus einem transparenten Kunststoffmaterial besteht, ist die Lochwandung 72 jedes Loches 68 bspw. mit einer opaken Schicht 74 versehen. In Fig. 15 ist eine sog. Siebensegment-Anzeige gezeichnet, mit der es möglich ist, die Ziffern von Null bis Neun darzustellen.

Fig. 17 zeigt einen Abschnitt eines ebenflächigen Substrates 10, bei welcher die Schaltungsstruktur 30 mit Kontakten 76 für eine externe Steckereinrichtung 78 versehen ist. Die Kontakte 76 sind zweckmäßigerweise am entsprechenden Rand 80 des Substrates 10 vorgesehen. Zur Selbstzentrierung der externen Steckereinrichtung 78 kann der Rand 80 seitlich neben den Kontakten 76 mit schlitzförmigen Aussparungen 82 ausgebildet sein.

Claims

1. Elektronikeinrichtung mit einem aus Kunststoffmaterial bestehenden elektrisch isolierenden Substrat (10), das an mindestens einer Oberfläche (26, 28) mit einer Schaltungsstruktur (30) versehen ist, an der Bauelemente (36, 38) kontaktiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (10) aus Flächenabschnitten (12, 14, 16, 18) zusammengesetzt ist, die durch Scharniere (20) miteinander verbunden sind, entlang welchen das mit der Schaltungsstruktur (30) versehene und mit den Bauelementen (36, 38) bestückte Substrat (10) um durch die Scharniere (20) bestimmte Faltlinien (22) passend faltbar bzw. gefaltet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scharniere (20) mit den zugehörigen Flächenabschnitten (12, 14, 16, 18) des Substrates einteilig ausgebildete Filmscharniere sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scharniere (20) an den zugehörigen Flächenabschnitten (12, 14, 16, 18) des Substrats (10) befestigte Folienelemente (32) sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsstruktur (30) eine am Substrat (10) fixierte Folie (32) mit Leiterbahnen (34) aufweist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folienelemente der Scharniere (20) von der am Substrat (10) fixierten, mit Leiterbahnen (34) versehenen Folie (32) gebildet sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsstruktur (30) sich über mindestens ein Scharnier (20) erstreckt.

7. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Leiterbahnen (34) versehene Folie (32) an die entsprechenden Flächenabschnitte (12, 14, 16, 18) des Substrates (10) angespritzt ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Leiterbahnen (34) versehene Folie (32) an den entsprechenden Flächenabschnitten (12, 14, 16, 18) des Substrates (10) festgeklebt ist.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Umfangsrandabschnitte und mindestens eine Faltlinie (22) bzw. durch Faltlinien (22) begrenzten Flächenabschnitte (12, 14, 16, 18) des Substrates (10) ebenflächig ausgebildet sind.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (10) an der Schaltungsstruktur (30) mit SMD-Bauelementen (36) und/oder mit Steckanschlüsse (40) aufweisenden Bauelementen (38) bestückt ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Steckanschlüssen (40) versehenen Bauelemente (38) an mindestens einem Flächenabschnitt (12, 14, 16, 18) des Substrates (10) vorgesehen sind, wobei das Substrat (10) am entsprechenden Flächenabschnitt (12, 14, 16, 18) mit Durchgangslöchern (42) ausgebildet ist, durch welche sich die mit der Schaltungsstruktur (30) kontaktierten Steckanschlüsse (40) hindurcherstrecken.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Steckanschlüssen (40) versehenen Bauelemente (38) auf der von der Schaltungsstruktur (30) abgewandten Seite (28) des Substrates (10) vorgesehen sind.

13. Einrichtung insbes. nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Flächenabschnitt (12, 14, 16, 18) des Substrates (10) mit einer Dekorschicht (44) ausgebildet ist.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekorschicht (44) an der von der Schaltungsstruktur (30) abgewandten Seite (28) des entsprechenden Flächenabschnittes (12, 14, 16, 18) des Substrates (10) vorgesehen ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekorschicht (44) sich über benachbarte Flächenabschnitte (12, 14, 16, 18) des Substrates (10) erstreckt.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die sich über benachbarte Flächenabschnitte (12, 14, 16, 18) des Substrates (10) erstreckende Dekorschicht (44) das entsprechende Scharnier (20) oder ein Teil desselben bildet.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekorschicht (44) eine Dekorfolie aufweist, die an das Substrat (10) direkt angespritzt oder am Substrat (10) festgeklebt ist.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekorschicht (44) mit einer Kratzschutzschicht (46) ausgebildet ist.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekorschicht (44) mit mindestens einem flexiblen Membran- bzw. Folienabschnitt (48) ausgebildet ist.

20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Membran- bzw. Folienabschnitt (48) der Dekorschicht (44) mit Schaltkontaktflächen (50) ausgebildet ist, die mit der Schaltungsstruktur (30) des Substrates (10) elektrisch leitend verbunden sind.

21. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (10) im Bereich des entsprechenden flexiblen Abschnittes (48) der Dekorschicht (44) mit einer Ausnehmung (50) ausgebildet ist.

22. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (10) entlang den Scharnieren (20) derart zu einem Gehäuse gefaltet ist, daß die Schaltungsstruktur (30) im Gehäuseinneren vorgesehen ist.

23. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (10) an Umfangsrandabschnitten zur Fixierung der Gehäuseform mit Rast- und zugehörigen Gegenrastorganen (54, 53) ausgebildet ist.

24. Einrichtung nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (10) mit Einbauorganen (55) ausgebildet ist.

25. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (10) mit einem Rahmen (62) ausgebildet ist, der von entsprechenden Flächenabschnitten (14, 16, 18) des Substrates (10) beabstandet und mit dem Substrat (10) mittels Verbindungsstegen (64) einstückig verbunden ist.

26. Einrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstege (64) mit Sollbruchstellen (66) ausgebildet sind.

27. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (10) mit Löchern (68) ausgebildet ist, die zur Aufnahme optoelektronischer Elemente (70) vorgesehen sind.

28. Einrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die die Löcher (68) umgebende Wandung (72) derartig ausgebildet ist, daß eine Überstrahlung in benachbarte Löcher (68) verhindert wird.

29. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die am Substrat (10) vorgesehene Schaltungsstruktur (30) mit Kontakten (76) für mindestens eine externe Steckereinrichtung (78) ausgebildet ist.

30 Einrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (76) für die mindestens eine Steckereinrichtung (78) am Rand (80) des Substrates (10) vorgesehen sind, und daß der Rand (80) des Substrates (10) seitlich neben den Kontakten (76) zur Zentrierung der Steckereinrichtung (78) mit Aussparungen (82) ausgebildet ist.

31. Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Einrichtung mit einem aus einem Kunststoffmaterial bestehenden Substrat (10), das in einem Spritzvorgang hergestellt wird, und mit einer an mindestens einem Flächenabschnitt (12, 14, 16, 18) mindestens einer Oberfläche (26, 28) des Substrates (10) vorgesehenen Schaltungsstruktur (30), an der elektrische und/oder elektronische und/oder elektromechanische Bauelemente (36, 38) kontaktiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (10) ebenflächig und mit Scharnieren (20) ausgebildet wird, welche Faltlinien (22) des Substrates (10) festlegen, und durch die das Substrat (10) in Flächenabschnitte (12, 14, 16, 18) unterteilt wird, daß das ebenflächige Substrat (10) mit der Schaltungsstruktur (30) ausgebildet wird, und daß anschließend an der Schaltungsstruktur (30) des ebenflächigen Substrates (10) die Bauelemente (36, 38) kontaktiert werden, wonach das mit den Bauelementen (36, 38) bestückte Substrat (10) entlang den Faltlinien (22) passend zu einem Gehäuse faltbar ist bzw. gefaltet wird.

32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung des ebenflächigen Substrates (10) gleichzeitig zur Ausbildung der Schaltungsstruktur (30) eine mit Leiterbahnen (34) ausgebildete Folie (32) am Substrat (10) festgespritzt wird.

33. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß am ebenflächigen Substrat (10) eine mit der Schaltungsstruktur (30) ausgebildete Folie (32) festgeklebt wird.

34. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schaltungsstruktur (30) des ebenen Substrates (10) SMD-Bauelemente (36) kontaktiert werden.

35. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Flächenabschnitt (12, 14, 16, 18) des Substrates (10) mit Durchgangslöchern (42) ausgebildet wird, und daß an dem entsprechenden Flächenabschnitt mit Steckanschlüssen (40) versehene Bauelemente (38) angeordnet werden, die sich mit ihren Steckanschlüssen (40) durch die zugehörigen Durchgangslöcher (42) hindurcherstrecken und die an der Schaltungsstruktur (30) kontaktiert werden.

36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß mit Steckanschlüssen (40) versehene Bauelemente (38) auf der von der Schaltungsstruktur (30) abgewandten Seite (28) des ebenen Substrates (10) angeordnet und mit der Schaltungsstruktur (30) kontaktiert werden.

37. Verfahren insbes. nach einem der Ansprüche 31 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Flächenabschnitt (12, 14, 16, 18) des Substrates (10) mit einer Dekorschicht (44) ausgebildet wird.

38. Verfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Dekorschicht (44) an der von der Schaltungsstruktur (30) abgewandten Seite (28) des Substrates (10) angeordnet wird.

39. Verfahren nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, daß als Dekorschicht (44) eine Dekorfolie verwendet wird, die in eine dem ebenen Substrat (10) entsprechende Spritzform eingebracht und mit dem Kunststoffmaterial des Substrats (10) hinterspritzt wird.

40. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß eine mindestens einen flexiblen Folien- bzw. Membranabschnitt (48) aufweisende Dekorschicht (44) verwendet wird.

41. Verfahren nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (10) im Bereich des entsprechenden flexiblen Abschnittes (48) mit einer zugehörigen Ausnehmung (50) ausgebildet wird.

42. Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß der entsprechende flexible Abschnitt (48) der Dekorschicht (44) durch eine geeignete Bewegung eines Schiebers der Spritzform für das Substrat (10) mit einer Wölbung ausgebildet wird.

43. Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Bauelementen (36, 38) bestückte ebene Substrat (10) entlang den Faltlinien (22) derartig zu einem Gehäuse gefaltet wird, daß sich die Schaltungsstruktur (30) im Gehäuseinneren befindet.

44. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (10) an Umfangsrandabschnitten mit Rast- und zugehörigen Gegenrastorganen (54, 53) ausgebildet wird, die beim Falten des bestückten Substrates (10) zum Gehäuse ineinandergreifen und die Gehäuseform festlegen.