DE69016721T2 - An einer Platte befestigte elektronische Baugruppe. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Verbinder und im spezielleren auf Verbinder, die in der Lage sind, mit Schaltungseinrichtungen auf Oberflächen, wie z. B. Glasplatten, Flüssigkristallanzeigen und dergleichen, in elektrischen Eingriff zu treten.
• Es besteht ein zunehmender Bedarf für Multischaltungs- Einheiten zur Verwendung bei elektronischen Anordnungen sowie in der Computerindustrie. Da sowohl die Komplexität als auch die Miniaturiserung zunehmen, hat das Erfordernis für Einheiten mit geringerer Größe und niedrigerem Gewicht unter Erhaltung der Zuverlässigkeit zu einem Bedarf an Verbindern geführt, die in der Lage sind, eine große Anzahl elektrisch leitfähiger Bahnen auf eng voneinander beabstandeten Mittenlinien In kompakten Bereichen in zuverlässiger Weise miteinander zu verbinden. Außerdem gibt es eine Anzahl elektronischer Vorrichtungen, die Flüssigkristallanzeigeeinheiten sowie Schaltungseinrichtungen auf Glasplatten und dergleichen verwenden, die sich nicht mittels einzelner Lötverbindungen elektrisch verbinden lassen. Die Erfordernisse der Industrie haben zu einer Klasse von Verbindern geführt, die als elastomere Verbinder bekannt sind und sich zwischen Schaltungseinrichtungen z. B. auf einer gedruckten Schaltungsplatte sowie auch auf einer Glasplatte anordnen lassen, um die entsprechenden Schaltungen unter Vermeidung des Einsatzes von Lötmaterial miteinander zu verbinden. Das elastomere Element schafft eine ausreichende Normalkraft zum Aufrechterhalten der elektrischen Verbindung zwischen den Schaltungen, während das Element jedoch ausreichend nachgiebig ist, daß keine Beschädigung der Glasplatte oder einer anderen Platte entsteht.
• Das US-Patent 4,820,170 offenbart einen solchen geschichteten elastomeren Verbinder, bei dem aufeinanderfolgende Schichten aus dielektrischem Material und leitfähigem Material einander abwechseln, um dadurch eine Vielzahl eng benachbarter, jedoch elektrisch isolierter leitfähiger Bereiche zu schaffen. Bei dem elastomeren Verbinder handelt es sich typischerweise um einen rechteckigen Block, so daß jede Schicht auf allen vier Seiten des Blocks freiliegt, wodurch eine Verbindung zwischen Schaltungen auf zueinander parallelen Ebenen oder zwischen Schaltungen auf sich im wesentlichen in einem rechten Winkel treffenden Ebenen ermöglicht ist. Da der elastomere Verblnder zusammendrückbar ist und nach außen expandiert, wenn er Druck ausgesetzt wird, muß eine Einrichtung zum Haltern des elastomeren Blocks vorgesehen sein, um die Expansionsrichtung zu steuern und den Block in einer angemessenen Ausrichtung zu halten sowie eine dimensionsmäßige Stabilität des Blocks zu schaffen. Bei der Verwendung eines solchen elastomeren Verbinders ist somit ein separates Halterungsgehäuse oder ein spezieller Hohlraum innerhalb eines Verbindergehäuses erforderlich. Diese zusätzlichen Teile zur Herstellung einer Zwischenverbindung addieren sich zu der Anzahl von Teilen hinzu, die durch Formen oder anderweitig gebildet werden müssen, um die gewünschte Zwischenverbindung herzustellen sowie aufrechtzuerhalten.
• Instrumentenbretter für Kraftfahrzeuge, Flugzeuge, Computer und andere Gerätschaften beinhalten häufig elektronische Einheiten, wie z. B. digitale Uhren und dergleichen, die einer Verbindung mit zerbrechlichen Oberflächen, wie z. B. Glasplatten mit darauf befindlichen Leitern, bedürfen, wobei es sich z. B. um Flüssigkristallanzeigeeinheiten (LCDs) handelt. Typischerweise enthalten solche auf einer Platte angebrachten elektronischen Anordnungen wenigstens eine gedruckte Schaltungsplatte mit einer Anzahl verschiedener darauf befindlicher elektronischer Bauteile, ein Gehäuse für die Bauteile, diese Bauteile miteinander verbindende elektrische Verbinder sowie wenigstens einen elastomeren Verbinder zum Verbinden der Schaltungseinrichtungen mit einer Flüssigkristallanzeige oder dergleichen.
• Es ist daher wünschenswert, ein Mittel zum Herstellen von elektronischen Anordnungen, wie z. B. auf Platten angebrachten Anordnungen, mit einer minimalen Anzahl von Teilen zu schaffen.
• Weiterhin ist es wünschenswert, die Anzahl der Schritte bei der Herstellung einer solchen Anordnung auf ein Minimum zu reduzieren.
• Außerdem ist es wünschenswert, eine Anordnung zu haben, die relativ leicht und kompakt ist, während gleichzeitig die erwünschten elektronischen Fähigkeiten der komplexeren Vorrichtungen des Standes der Technik aufrechterhalten werden.
• Die Verwendung nachgiebiger Federarm-Kontaktelemente zur Schaffung einer Oberflächenmontage von Bauteilen auf Oberflächen, wie z. B. Schaltungsplatten, ist bekannt. Diese nachgiebigen Federarmelemente sind jedoch typischerweise aus Metall hergestellt, das durch Stanzen und Formen in die gewünschte Konfiguration gebracht worden ist. Während Metallfederarme für viele Anwendungen geeignet sind, sind sie jedoch nicht typischerweise geeignet für eine Oberflächenverbindung mit feinlinigen Schaltungseinrichtungen auf Platten, wie z. B. Glasplatten und dergleichen. Außerdem macht das Stanzen und Formen des Metalls weitere Herstellungsschritte erforderlich.
• Es ist daher wünschenswert, einen nachgiebigen Federarmabschnitt zu haben, der im wesentlichen aus dielektrischem Material gebildet ist, der die Probleme einer möglichen Beschädigung der Oberfläche des Glases eliminiert sowie eine ausreichende Kompressionskraft zur Aufrechterhaltung des elektrischen Kontakts mit den Oberflächenleitern besitzt.
• Weiterhin ist es wünschenswert, die Merkmale der Federkontakte unter Eliminierung der für Metallelemente erforderlichen Stanz- und Formvorgänge aufrechtzuerhalten, so daß sich ein kostengünstiges Herstellungsverfahren ergibt.
• Die vorliegende Erfindung ist somit auf eine elektronische Anordnung gemäß Anspruch 1 sowie auf ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Anordnung gemäß Anspruch 4 gerichtet, bei denen die Nachteile und Probleme des Standes der Technik überwunden sind. Die Anordnung beinhaltet einen durch Formen gebildeten elektrischen Verbinder mit einer Mehrzahl nachgiebiger Federfinger, die in integraler Weise an einen Körperbereich angeformt sind, wobei die Federfinger Kontakteinrichtungen an Oberflächenbereichen aufweisen, die zum Angreifen durch einen komplementären Gegenstand freiliegen. Die Federfinger lassen sich elektrisch in Eingriff bringen, wenn der Verbinder an einem entsprechenden elektrischen Verbinder mit entsprechenden Kontakteinrichtungen angebracht wird, die mit den nachgiebigen Federfingern in Eingriff bringbar sind.
• Die Erfindung ist in repräsentativer Weise als an einer Platte angebrachtes, digitales Uhrenelement dargestellt, in dessen Inneren eine Elektronikeinheit angebracht ist. Das Uhrenelement läßt sich an einem Rahmen, wie z. B. einem Armaturenbrett eines Fahrzeugs, befestigen. Die Verbindereinrichtung beinhaltet ein erstes und ein zweites Formteil, die an einer Grenzfläche aneinander befestigbar sind. Das erste Formteil besitzt nach außen weisende Oberflächenbereiche mit einem Zwischenverbindungsbereich, und außerdem besitzt das erste Formteil an der Grenzfläche wenigstens einen einstückig damit ausgebildeten nachgiebigen Federbereich. Der wenigstens eine nachgiebige Federbereich ist beim Zusammenbauen der Formteile durch ein zweites Formteil auslenkbar. Das erste Formteil beinhaltet eine Schaltungseinrichtung, die wenigstens entlang äußerer Oberflächenbereiche gebildet ist und entlang nach außen weisender Oberflächenbereiche des nachgiebigen Federbereichs verläuft und sich weiterhin zu dem Zwischenverbindungsbereich erstreckt. Das zweite Formteil besitzt einen Bereich, der mit dem nachgiebigen Federbereich in Eingriff bringbar ist, sowie eine auf dem in Eingriff bringbaren Bereich ausgebildete Schaltungseinrichtung, so daß beim Zusammenbauen des ersten und des zweiten Formteils die leitfähigen Bereiche des zweiten Formteils unter Kompression gegen die entsprechenden Federkontaktflächen des ersten Elements gehalten werden und bei Montage der Anordnung an einem Rahmen die Zwischenverbindungsabschnitte der Schaltungseinrichtungen des ersten Formteils mit entsprechenden Kontakteinrichtungen entlang des Rahmens elektrisch verbunden werden.
• Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet das erste dielektrische Formteil einen Körper sowie eine Mehrzahl von Federarmbereichen, die aus einem Material geformt sind, und außerdem beinhaltet es ein zweites Material, das federnd nachgiebig ist und eine Halterung für die nachgiebigen Federbereiche schafft. Das zweite Material schafft außerdem einen beträchtlichen Widerstand gegen Kompression zur Minimierung von auf die entsprechenden nachgiebigen Federbereiche wirkenden Belastungen, wobei außerdem ein Widerstand gegen die Tendenz des polymeren Materials zum "Kriechen" und zum "Spannungsnachlassen" geschaffen wird.
• Der nachgiebige Bereich für das erste Formteil der Anordnung kann als separates Stück gebildet werden und an dem Körperelement angebracht werden, oder vorzugsweise können der Körper und der nachgiebige Bereich in einem zweistufigen Spritzgießvorgang geformt werden, bei dem das erste Material in eine erste vorbestimmte Körpergestalt gebracht wird, die Kernstifte innerhalb der Form dann zur Bildung eines zweiten Formhohlraums an der gewünschten Stelle des Körperelements eingestellt werden und das zweite oder nachgiebige Material dann in den zweiten Hohlraum der Form eingespritzt wird. Bei der zweistufigen Spritzgießgtechnik handelt es sich um ein kostengünstiges Verfahren zur Schaffung eines integralen elastomeren Verbinders an einem Verbindergehäuse.
• Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Weges zur Herstellung elektronischer Anordnungen mit einer minimalen Anzahl von Teilen.
• Ein zusätzliches Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines kostengünstigen Mittels zur Herstellung elektronischer Anordnungen.
• Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines geformten Verbinderelements, bei dem sich elektrische Verbindungen auch bei höheren Temperaturen aufrechterhalten lassen.
• Ein zusätzliches Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verbinders mit einem in integraler Weise ausgebildeten nachgiebigen Bereich für den elektrischen Eingriff mit Schaltungseinrichtungen auf Flüssigkristallanzeigen und dergleichen.
• Die eigentliche Erfindung sowie weitere Ziele und begleitende Vorteile der Erfindung sind am besten unter Bezugnahme auf die nachfolgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen zu verstehen; in den Zeichnungen zeigen:
• Fig. 1 eine auseinandergezogene Ansicht einer auf einer Platte angebrachten Uhrenanordnung des Standes der Technik;
• Fig. 2 eine Ansicht der Uhr der Fig. 1 im zusammengebauten Zustand;
• Fig. 3 eine auseinandergezogene Ansicht der elektronischen Uhrenanordnung der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 4 eine Ansicht der Uhr der Fig. 3 im zusammengebauten Zustand;
• Fig. 5 eine Perspektivansicht, wobei die Frontseitenplatte von der zusammengebauten Uhr der Fig. 4 weggezogen dargestellt ist, um die Zwischenverbindungseinrichtungen der vorliegenden Erfindung zu zeigen;
• Fig. 6 eine vergrößerte auseinandergezogene Ansicht eines Bereichs der Fig. 5;
• Fig. 7 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 7-7 der Fig. 4;
• Fig. 8 eine von der Vorderseite der zusammengebauten Uhr der Fig. 4 her gesehene Perspektivansicht; und
• Fig. 9 eine vergrößerte fragmentarische Querschnittsansicht eines Schaltermechanismus bei der vorliegenden Erfindung.
• Die Fig. 1 und 2 zeigen eine auseinandergezogene sowie eine zusammengebaute Ansicht einer elektronischen Anordnung 10 des Standes der Technik. Zum Zweck der Erläuterung der Erfindung ist die elektronische Anordnung 10 als Uhrenanordnung zur Anbringung auf einer Platte, wie z. B. einem Armaturenbrett eines Kraftfahrzeugs oder dergleichen dargestellt. Die Anordnung 10 ist gebildet aus einem ersten dielektrischen Element 12 mit einem ersten und einem zweiten daran angebrachten Schaltungsplattenelement 22, 32, einer Elektronikeinheit mit einer Vielzahl elektrischer Komponenten 24, 34 einschließlich einer auf den jeweiligen Schaltungsplattenelementen angebrachten Mikroprozessoreinheit, sowie aus einem elastomeren Verbinder 38 zum Verbinden von Schaltungen 36 auf dem zweiten Schaltungsplattenelement 32 mit entsprechenden Schaltungen 64 einer Flüssigkristallanzeigeeinheit 58 für die Uhr 10.
• Wie am besten in Fig. 1 gezeigt ist, handelt es sich bei dem ersten dielektrischen Element 12 um ein Formteil mit einer Vorderseite 14, einer Rückseite 16 und einander gegenüberliegenden Paaren von Seitenflächen 18 und 19. Befestigungsstifte 17 erstrecken sich von der Rückseite 16 der Anordnung nach außen. Das erste Element 12 beinhaltet außerdem eine sich von der Seitenfläche 19 nach außen wegerstreckende Befestigungskonsole 20. Ein erstes Schaltungsplattenelement 22 wird an der Rückseite 16 des Formteils 12 angebracht. Das Schaltungsplattenelement 22 besitzt eine Vielzahl von sich durch dieses hindurcherstreckenden Öffnungen, wobei diese Öffnungen 23 für den Eingriff von entsprechenden Befestigungsstiften an der Kückseite des ersten Elements 12, Öffnungen oder plattierte Durchgangslöcher 25 für die Montage und den elektrischen Eingriff einer Mehrzahl elektronischer Bauteile 24 einschließlich eines Mikroprozessors sowie eine Öffnung 27 zum Aufnehmen einer Glühlampe 26 zur Schaffung einer Lichtquelle für die Flüssigkristallanzeige 58 der Uhrenanordnung 10 beinhalten. Außerdem wird ein elektrischer Verbinder 28 an dem Schaltungsplattenelement 22 zur Herstellung einer Verbindung mit einer Energiequelle nicht gezeigt) angebracht. Ein elektrischer Verbinder 30 schafft eine elektrische Verbindung der Schaltungseinrichtungen zwischen dem ersten Schaltungsplattenelement 22 und dem zweiten Schaltungsplattenelement 32, das entlang der einen Seite 18 des ersten Elements 12 angebracht ist. Die zweite Schaltungsplatte 32 beinhaltet eine Mehrzahl daran angebrachter elektronischer Bauteile 34 sowie eine Mehrzahl von Leitern 36, die sich entlang der nach außen weisenden Oberfläche 33 der Platte 32 erstrecken, um mit dem elastomeren Verbinder 38 in elektrischem Eingriff zu treten. Aus Gründen der Klarheit sind die Details der Schaltungseinrichtungen auf den Platten 22, 32 aus der Zeichnung weggelassen worden. Es versteht sich, daß die verschiedenen Bauteile durch geeignete Schaltungseinrichtungen elektrisch verbunden sind, wie dies in der Technik bekannt ist.
• Bei dem elastomeren Verbinder 38, wie er am besten in Fig. 1 zu sehen ist, handelt es sich um ein rechteckiges Element des Typs, der aus einer Vielzahl leitfähiger und nicht-leitfähiger Schichten 40, 41 gebildet ist, und zwar derart, daß jede leitfähige Schicht 40 entlang aller vier Kanten der rechteckigen Fläche freiliegt. Ein solcher geeigneter Verbinder ist in dem US-Patent Nr. 4,820,170 offenbart. Der elastomere Verbinder 38 und das zweite Schaltungsplattenelement 32 sind zur Anbringung in einer Befestigungshalterungseinrichtung 42 zum Angreifen an der Befestigungskonsole 20 an dem ersten Element 12 konfiguriert. Die Befestigungshalterungseinrichtung 42 hält den elastomeren Verbinder 38 in Eingriff mit der Außenfläche 33 des Schaltungsplattenelements 32, so daß sich entsprechende leitfähige Schichten 40 in elektrischem Eingriff mit leitfähigen Bereichen 36 auf der Schaltungsplatte 32 befinden.
• Das zweite dielektrische Formteil 52, das die Frontplatte für die Anordnung bildet, besitzt eine Öffnung 54 zum Betrachten der Flüssigkristallanzeige 58. Die Frontplatte 52 beinhaltet außerdem nach innen weisende geformte Bereiche 55 mit sich durch diesen hindurcherstreckenden Passagenbereichen 56 zum Aufnehmen einer Schaltereinrichtung 68, wie dies im folgenden beschrieben wild Ausrichtungsstifte 57 zur Hilfe bei der Montage der Uhr 10 sowie Einrichtungen 59 zum Aufnehmen einer Befestigungseinrichtung 44. Die elektronische Uhr beinhaltet ein Flüssigkristallanzeigenelement 58 LCD mit einer Vorderseite 60 und einer Rückseite 62. Das Flüssigkristallanzeigeelement 58 ist zur derartigen Aufnahme in der Frontplatte 52 konfiguriert, daß die Anzeige durch die Öffnung 54 hindurch zu sehen ist. Bei der LCD-Einheit 58 handelt es sich um eine des Typs mit einer Mehrzahl von Schichten mit dazwischen angeordneten Schaltungseinrichtungen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt eine Vielzahl von Leitern 64 entlang eines sich außen erstreckenden Bereichs des LCD-Elements 58 frei. Weiterhin beinhaltet die Anordnung eine lichtdurchlässige Rückenplatte 66 für das LCD-Element 58.
• Beim Zusammenbauen der Uhr 10 des Standes der Technik werden in der in Fig. 2 gezeigten Weise die Flüssigkristallanzeigeeinheit 58 und die Rückenplatte 66 innerhalb der Frontplatte 52 angeordnet. Eine Unteranordnung bestehend aus dem ersten Element 12 mit dem ersten und dem zweiten Schaltungsplattenelement 22, 33 und ihren jeweiligen daran angebrachten Bauteilen 24, 34 wird mit der Frontplatte 52 derart ausgerichtet, daß die Frontseite 14 des Elements 12 mit der Öffnung 54 ausgerichtet ist und Ausrichtungsöffnungen 21 an der Befestigungskonsole 20 mit den Ausrichtungsstiften 57 ausgerichtet sind. Nach der Ausrichtung sind die Leiter 40 an dem elastomeren Verbinder 38 mit entsprechenden Leitern 64 auf der Rückseite der LCD-Platte 58 ausgerichtet, so daß die Leiter 36 an dem zweiten Schaltungselement 32 mit entsprechenden Leitern 64 an dem LCD-Element 58 verbunden sind. Da durch die Befestigungseinrichtung 44, durch die die Unteranordnung an der Frontplatte 52 befestigt wird, Druck ausgeübt wird, wird auch zwischen dem elastomeren Verbinder 38 und der LCD-Einheit 58 Druck ausgeübt, so daß die Kontinuität der elektrischen Schaltungen zwischen diesen gewährleistet ist.
• Die Uhrenanordnung 10 beinhaltet weiterhin eine Einrichtung zum Einstellen der Zeit bestehend aus einem Schalterbetätigungsstift 68 mit einem in diesen eingeführten, leitfähigen elastomeren Bereich 70. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, erstrecken sich die Schalterstifte 68 zu der Frontolatte 52 und sind in Durchführungsbereichen 56 derselben angeordnet sowie von der Frontseite 53 der Platte 52 her zugänglich (nicht gezeigt) Die Stifte 68 werden durch Ausüben von Druck auf das nach vorne weisende Ende 69 des Stifts 68 betätigt, um somit eine Bewegung des Stifts nach innen hervorzurufen und das leitfähige elastomere Element 70 zum Angreifen an elektrischen Schaltungen auf der Unterseite (nicht gezeigt) des ersten Schaltungselements 22 zu veranlassen, um Korrekturen der auf der Flüssigkristallanzeigeeinheit angezeigten Zeit zu ermöglichen. Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, beinhaltet die Anordnung 10 des Standes der Technik eine Anzahl separater Teile.
• Die elektronische Anordnung 80 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in den Fig. 3 bis 8 dargestellt. Unter Bezugnahme zuerst auf die Fig. 3, 4 und 5 besitzt die wiederum als Uhr dargestellte Anordnung 80 ein erstes Formteil 82 mit daran angebrachten elektrischen Bauteilen 96 sowie ein zweites Formteil 110, eine Flüssigkristallanzeigeeinheit 158 und eine Anzeigeruckenplatte 166. Aus Gründen der Klarheit sind die elektronischen Schaltungs-Zwischenverbindungen der verschiedenen Bauteile und der Flüssigkristallanzeige in den Fig. 3 und 4 weggelassen. Die Schaltungseinrichtungen sind in den Fig. 5 und 6 ausführlicher dargestellt.
• Gemäß der Erfindung und wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist, handelt es sich bei dem ersten Element 82 um ein Formteil mit einer Vorderseite 84, einer Rückseite 86, einer ersten Seitenfläche 85, einander gegenüberliegenden Seitenflächen 87 sowie einer verlängerten zweiten Seitenfläche 88 mit einer Vielzahl nachgiebiger Federbereiche 90, die einstückig an diese angeformt sind. Weiterhin beinhaltet die Seitenfläche 88 eine Mehrzahl von Öffnungen 89, die Durchgangslöcher für die Anbringung mehrerer Bauteile 96 einer Elektronikeinheit in diesen beinhaltet. Weiterhin besitzt die Seitenfläche 88 einen Zwischenverbindungsbereich 94 (am besten in Fig. 5 zu sehen) zur Verbindung mit einer Kontakteinrichtung an dem Rahmen (nicht gezeigt) , wie z. B. einer Energiequelle. Wie in Fig. 5 zu sehen ist, beinhaltet das erste Formteil 82 weiterhin Schaltungseinrichtungen 92, die entlang von Außenflächenbereichen der Seite 88 definiert sind und sich entlang der nach außen weisenden Oberflächen 91 der nachgiebigen Federbereiche sowie zu dem Zwischenverbindungsbereich 94 erstrecken. In den Schaltungseinrichtungen sind eine Anzahl von Bauteilen 96 zum Bilden der entsprechenden Elektronikeinheit vorgesehen.
• Wie unter erneuter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 zu sehen ist, beinhaltet die repräsentative Uhrenanordnung 80 der vorliegenden Erfindung weiterhin eine Lampe 26, die sich durch die Rückseite 86 des Formteils 82 erstreckt. Das Formteil 82 besitzt außerdem eine Schaltereinrichtung 98 mit einem stationären Arm 102 und einem freitragenden Armbereich 104 sowie einer Befestigungseinrichtung 106, die sich entlang der jeweiligen Seiten 87 desselben nach außen erstreckt. Außerdem ist an das erste Element ein elastomerer Bereich 93 in integraler Weise angeformt, der an den inneren gekrümmten Flächen der nachgiebigen Stiftbereiche 90 anliegt, um eine konstante Last gegen die Federfinger zu schaffen. Bei Verwendung des Elements 582 bei einer Flüssigkristallanzeigeeinheit sind ca. 50 Gramm Normalkraft zwischen den nachgiebigen Federbereichen 91 und den entsprechenden Leitern 166 auf der Flüssigkristallanzeige 158 erforderlich, um die elektrische Verbindung zwischen diesen aufrechtzuerhalten. Wie am besten in Fig. 6 gezeigt ist, handelt es sich bei der Flüssigkristallanzeige 158 um denselben Typ wie den vorstehend beschriebenen.
• Das zweite Formteil bzw. die Frontplatte 110 besitzt eine Öffnung 112 zum Betrachten der Flüssigkristallanzeige, Ausrichtungsstifte 120 zur Hilfe und zur Ausrichtung bei der Montage der Uhr, Befestigungsöffnungen 122 sowie Schaltereinrichtungen mit sich nach innen erstreckenden Bereichen 115 mit darin ausgebildeten Öffnungen 114 zum Aufnehmen einer einstückig geformten Schaltereinrichtung 116j die durch eine Bügeleinrichtung 118 an der Frontplatte 110 angebracht ist.
• Beim Zusammenbauen der Uhr der vorliegenden Erfindung werden, wie dies am besten in den Fig. 4 und 7 sowie 8 zu sehen ist, die Flüssigkristallanzeige 158 mit den darauffreiliegenden Schaltungen 164 sowie die Rückenplatte 166 in die Frontplatte 110 eingesetzt. Der Schalterbereich 116 wird in die entsprechende Öffnung 114 eingesetzt, und das erste Formteil 82 mit den daran angebrachten Bauteilen 96 wird mit der entsprechenden Öffnung ausgerichtet und in dieser derart angebracht, daß an der Grenzfläche zwischen dem Element 82 und der Flüssigkristallanzeige 58 die leitfähigen Flächen 91 an den nachgiebigen Armbereichen 90 des Elements 82 an entsprechenden Schaltungen 164 der Flüssigkristallanzeige 158 angreifen, um dadurch eine elektrische Verbindung zwischen den Schaltungseinrichtungen an den nachgiebigen Armbereichen 90 und den entsprechenden Schaltungen 164 an der Flüssigkristallanzeigeeinheit 58 herzustellen. Das erste Element 82 wird an dem zweiten Element 110 z. B. durch Schrauben oder dergleichen (nicht gezeigt) befestigt, die in Befestigungseinrichtungen 106 eingeführt werden. Die Ausrichtung der entsprechenden Leiterflächen 91 an den nachgiebigen Armbereichen 90 mit den Leitern 164 an der Flüssigkristallanzeige 158 ist am besten unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 zu sehen.
• Die Fig. 3 bis 5 und 8 zeigen außerdem die Ausrichtung zwischen dem Schalterelement 116, das in der Öffnung 114 des Bereichs 115 angeordnet ist, sowie der Schaltereinrichtung 98. Wie am besten in den Fig. 4 und 8 zu sehen ist, liegt der freitragende Arm 104 der Schaltereinrichtung 98 in einer Armaufnahmefläche 117 des Elements 116. Fig. 5 zeigt außerdem in repräsentativer Weise die Schaltungseinrichtungen, die die verschiedenen Bauteile und die nachgiebigen Federbereiche 90 sowie die darauf befindlichen Flächen 91 miteinander verbinden. Fig. 7 zeigt eine Querschnittsansicht der zusammengebauten Uhr und veranschaulicht die relative Position der Lampe 26 in dem ersten Formteil 82 sowie die Position des Elements 82 in dem Frontseitenabschnitt 110. Weiterhin zeigt Fig. 7 das Innere des Elements 82, das ein Trennwandelement 83 beinhaltet, das zur Verteilung des Lichts von der Lampe 26 von Hilfe ist.
• Fig. 9 zeigt einen im Querschnitt dargestellten fragmentarischen vergrößerten Bereich der Schaltereinrichtung entlang der Linie 9-9 in Fig. 8. Die Schaltereinrichtung 98 befindet sich in einer Aus-Position, in der der nachgiebige Arm 104 von dem stationären Arm 102 beabstandet ist. Wenn der Schalterbereich 116 von der Frontfläche 111 der Frontseite 110 her niedergedrückt wird, so bewegt er sich nach innen, wie dies durch den Pfeil dargestellt ist, wodurch der nachgiebige Bereich 104 gegen den stationären Arm 102 bewegt wird und die entsprechenden Leiterelemente 105, 103 an den jeweiligen Armen 104, 102 in elektrischem Eingriff miteinander gebracht werden. Bei Aufhebung des Drucks auf das Element 116 veranlaßt die auf den freitragenden Arm 104 wirkende Kompressionskraft das Element 116 zur Ausführung einer Bewegung in entgegengesetzter Richtung, wodurch die jeweiligen Leiter 105, 103 voneinander getrennt werden. Die Innenflächen der Frontplatte 110 sind derart konfiguriert, daß ein Bereich 119 der Frontplattenwand einen Anschlag für die Kante des Bügels 118 bildet, der ein Hindurchfallen des Elements 116 durch die Öffnung 114 in der Frontplatte 110 verhindert.
• Wie bei einem Vergleich des in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiels 10 mit dem in den äbrigen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel 80 insbesondere unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 zu sehen ist, beinhaltet die elektronische Anordnung 80 der vorliegenden Erfindung weniger Teile, wodurch die Herstellung der Anordnung erleichtert ist. Der Hauptkörperbereich 12 der vorliegenden Erfindung ist in einem Stück durch Formen gebildet und ersetzt die Schaltungsplattenelemente 22, 32, den elastomeren Verbinder 38 sowie das Halterelement 42. Das zweite in einstückiger Weise geformte Teil eliminiert die Notwendigkeit für die separaten Schalterelemente 68, 70, da der Schalterbereich in integraler Weise in die Frontplatte 110 eingeformt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem ersten Formteil 12 um einen Reflektor für die Flüssigkristallanzeige-Uhreneinheit, wobei dieser vorzugsweise aus einem weißen dielektrischen Material geformt ist.
• Bei der Bildung des einstückigen Elements 82 werden die Federarme 90 als integrale und einstückige Elemente geformt. Bei der Herstellung der Federelemente 90 aus einem aus Kunststoff geformten Teil ist es wichtig, daß es unter Belastung zu keinem Kriechen des Kunststoff-Federelements oder zu einem Verlust der Federeigenschaften desselben kommt. Zur Uberwindung einer jeglichen Tendenz der Feder zum Nachlassen sowie zur Schaffung einer konstanten Normalkraft, ist es bevorzugt, daß das nachgiebige Element 93 aus einem elastomeren Material, wie z. B. einem dynamischen Vulkanisat oder einem Silikongummi, hergestellt wird, das innerhalb des gekrümmten Bereichs der Federelemente 90 ausgebildet ist. Ein geeignetes Material für das dynamische Vulkanisat ist Santoprene, das von der Monsanto Protducts Company erhältlich ist. Santoprene umfaßt Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-(EPDM-)Gummipartikel, die in einer Matrix aus Polypropylen dispergiert sind. Da die Formteile in der Hauptsache typischerweise aus thermoplastischen Materialien hergestellt sind, nimmt die Tendenz der Federarme zum Kriechen sowie zum Nachlassen unter Belastungen bei steigender Betriebs- oder Umgebungstemperatur zu. Die Verwendung eines nachgiebigen Elements 93, das einen höheren Erweichungspunkt als die für das Formteil 82 verwendeten, typischen Formmaterialien besitzt, schafft weiterhin die erforderliche Halterung und Normalkraft für die Kunststoff-Federelemente 90, so daß die Anordnung 80 bei höheren Temperaturen verwendet werden kann. Es versteht sich, daß es sich bei der Betriebstemperatur um einen Faktor handelt, der bei den Formteilen 82, 110 sowie bei dem federnd nachgiebigen Element 93 Berücksichtigung finden muß. Z. B. besitzt das Santoprene-Material eine obere Temperaturgrenze von ca. 125 ºC, während die obere Temperaturgrenze für Silikongummi ca. 200 ºC beträgt.
• Das federnd nachgiebige Element 93 kann separat ausgebildet werden oder in einem zweistufen Spritzgießverfahren ausgebildet werden, bei dem nach der Ausbildung des ersten Materials zu der gewünschten Form ein oder mehrere Kernstifte in die Form hineinbewegt werden, um einen zusätzlichen Hohlraum oder zusätzliche Hohlräume zum Aufnehmen eines zweiten Materials zu bilden. Für den Hauptteil des Formteils 82 können mehrere polymere Materialien verwendet werden, wie z. B. Polyetherimid, das unter der Handelsbezeichnung ULTEM von der Firma GE Plastics, Mount Vernon, Indiana, vertrieben wird.
• Das Frontplattenelement 110 ist aus einem dielektrischen Material geformt, das eine ausreichende Nachgiebigkeit besitzt, um die Bildung des Bügelelements 118 sowie die Schalterbetätigung zu ermöglichen. Ein verwendbares Material hierfür ist Acrylonitrilbutadienstyrol-Terpolymer (ABS), das von mehreren Firmen im Handel erhältlich ist.
• Nach dem Formen des ersten Elements 82 wird das leitfähige Material der Durchgangslöcher, der kontinuierlichen Schaltungsbahnen und der Schaltungsbahnsegmente sowie der Schalter-Leiter an den gewünschten Stellen plattiert, wie z. B. durch stromlose Plattiertechniken, wie sie in den US-Patenten Nr. 3,629,185, 3,907,621, 3,930,963, 3,993,802, 3,994,727, 4,287,253, 4,511,597 und 4,594,311 sowie in der europäischen Patentanmeldung Nr. 861020550 von der Kollmorgen Corporation offenbart sind; oder durch eine Kombination aus einem stromlosen/Elektroplattier-Verfahren, wie es in dem US-Patent Nr. 3,042,591 offenbart ist; oder so, wie es in den US-Patenten Nr. 4,532,152 oder 4,604,799 offenbart ist. Typischerweise beinhalten die Verfahren eine Behandlung aller freiliegenden Oberflächenbereiche des Formteils zur Steigerung der Adhesion sowie eine Beschichtung der Oberflächen mit einem für ultraviolettes Licht empfindlichen Katalysator, wie dies in dem US-Patent Nr. 4,511,597 beschrieben ist. Eine für ultraviolettes Licht opaque Maskiereinrichtung wird dann über all den Oberflächen des Kunststoff-Formteils angeordnet, die nicht-leitend bleiben sollen. Alle unmaskierten Oberflächen des katalysierten und maskierten Kunststoffelements einschließlich der Durchgangslöcher werden mit ultraviolettem Licht mit einer geeigneten aktinischen Wellenlänge und einem geeigneten Energiepegel zum Aktivieren des Katalysators auf den freiliegenden Oberflächenbereichen belichtet, um die katalysierten Bereiche für die Aufplattierung einer Metallschicht aufnahmefähig zu machen. Die Maskiereinrichtung wird dann entfernt. Die durch den Katalysator aktivierten Bereiche werden z. B. durch stromloses Plattieren oder durch Elektroplattieren oder eine Kombination davon plattiert, und zwar mit einer ersten Schicht aus Kupfer mit einer Dicke von ca. 0,0014 Inch (ca. 0,04 mm). Danach wird eine zweite Schicht aus Zinn mit einer Dicke von ca. 0,0002 Inch (ca. 0,005 mm) auf die erste Schicht aufplattiert. Das auf diese Weise gebildete plattierte Element kann dann Wärmebehandlungsschritten oder anderen Nachbehandlungsschritten und Reinigungsschritten unterzogen werden, falls dies gewünscht ist.
• Alternativ hierzu kann das eine gesteigerte Adhesion aufweisende Element durch herkömmliche Mittel selektiv mit Plattier-Resist beschichtet werden, und die freiliegenden Bereiche können dann unter Verwendung im Handel erhältlicher Plattierchemikalien stromlos plattiert werden. Das Resist wird dann z. B. mittels eines Lösungsmittels entfernt. Wärmebehandlungsschritte oder andere Nachbehandlungsschritte und Reinigungsschritte können wahlweise verwendet werden. Es können auch andere in der Technik bekannte Verfahren zum Anordnen von Schaltungseinrichtungen auf dem Formteil verwendet werden.
• Die vorliegende Erfindung schafft eine kompakte Konstruktion für eine elektronische Anordnung mit einer minimalen Anzahl von Teilen, wobei sich die elektronische Anordnung in kostengünstiger Weise herstellen läßt. Bei dem ersten Element handelt es sich im wesentlichen um einen Verbinder mit einem in integraler Weise ausgebildeten elastomeren Bereich, so daß die Notwendigkeit für separate elastomere Verbindungen sowie für zur Halterung derselben erforderliche Konstruktionen eliminiert ist.
• Für den Fachmann ist somit erkennbar, daß die verbesserte elektronische Anordnung der vorliegenden Erfindung sowohl eine kompakte Ausbildung bzw. Miniaturisierung schafft, während gleichzeitig kostengünstige Herstellungsverfahren erleichtert werden.

Claims (7)

1. Elektronische Anordnung (80), die an einem Rahmen befestigbar ist, mit einem ersten und einem zweiten dielektrischen Gehäuseelement (82, 110), die an einer Grenzfläche zur Bildung einer geschlossenen Anordnung aneinander befestigbar sind, wobei das erste Gehäuseelement (82) nach außen weisende Oberflächenbereiche mit einem Zwischenverbindungsbereich (94) zur elektrischen Verbindung mit einem weiteren elektrischen Gegenstand sowie weiterhin eine erste Elektronikeinheit aufweist, dadurch gekennzeichnet,

daß das erste Gehäuseelement (82) aus Kunststoffmaterial durch Formen gebildet ist und an der Grenzfläche wenigstens einen einstückig damit ausgebildeten nachgiebigen Federbereich (90) aufweist, wobei der wenigstens eine nachgiebige Federbereich (90) beim Zusammenbauen des ersten und des zweiten Gehäuseelements (80, 110) durch eine in dem zweiten Gehäuseelement (110) vorhandene Eingriffseinrichtung auslenkbar ist;

daß das erste Gehäuseelement (82) weiterhin eine erste Schaltungseinrichtung (92) aufweist, die entlang von nach außen weisenden Oberflächenbereichen (91) des wenigstens einen nachgiebigen Federbereichs (90 und der ersten Elektronikeinheit ausgebildet ist und sich weiter zu dem Zwischenverbindungsbereich (94) erstreckt;

daß das zweite Gehäuseelement (110) eine zweite Elektronikeinheit (158) mit einer darauf befindlichen zweiten Schaltungseinrichtung (164) beinhaltet, wobei die zweite Schaltungseinrichtung (164) sich entlang der Eingriffseinrichtung erstreckt und dadurch mit dem wenigstens einen nachgiebigen Federbereich (90) in Eingriff bringbar ist; und

daß Einrichtungen das erste und das zweite Gehäuseelement (82, 110) derart aneinander befestigen, daß der wenigstens eine nachgiebige Federbereich (90) unter Kompression gegen die zweite Schaltungseinrichtung (158) gehalten ist, wodurch die elektronische Anordnung (80) gebildet ist, wobei der wenigstens eine integrale Federbereich (90) eine Montage und gleichzeitig eine sichere elektrische Verbindung der ersten Elektronikeinheit mit der zweiten Elektronikeinheit (164) ermöglicht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, wobei das erste Gehäuseelement (82) eine Vielzahl geformter Federbereiche (90) beinhaltet.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin mit elastomerem Material (93), das die nachgiebigen Federbereiche (90) trägt und einen beträchtlichen Widerstand gegen Kompression der Federbereiche durch die Eingriffseinrichtung schafft, um auf die Federbereiche wirkende Spannungen auf ein Minimum zu reduzieren.

4. Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Anordnung (80), die an einem Rahmen befestigbar ist, wobei die Anordnung (80) ein erstes und ein zweites dielektrisches Gehäuseelement (82, 110) aufweist, die an einer Grenzfläche aneinander befestigbar sind, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

Formen des ersten Gehäuseelements (82) aus Kunststoffmaterial in einer derartigen Weise, daß dieses an der Grenzfläche wenigstens einen einstückig damit ausgebildeten nachgiebigen Federbereich (90) aufweist, wobei das erste Gehäuseelement (82) nach außen weisende Oberflächenbereiche mit einem Zwischenverbindungsbereich (94) zur elektrischen Verbindung mit einem weiteren elektrischen Gegenstand aufweist sowie außerdem eine erste Elektronikeinheit beinhaltet, wobei der wenigstens eine nachgiebige Federbereich (90) beim Zusammenbauen des ersten und des zweiten Gehäuseelements (80, 110) durch eine in dem zweiten Gehäuseelement (110) vorgesehene Eingriffseinrichtung auslenkbar ist;

Schaffen einer ersten Schaltungseinrichtung (92) an dem ersten Gehäuseelement (80) entlang nach außen weisender Oberflächenbereiche (91) des wenigstens einen nachgiebigen Federbereichs (90) der ersten Elektronikeinheit sowie in Weitererstreckung zu dem Zwischenverbindungsbereich (94); Schaffen des zweiten Gehäuseelements (110) mit einer zweiten Elektronikeinheit (158), an der eine zweite Schaltungseinrichtung (164) vorgesehen ist und die sich entlang der Eingriffseinrichtung erstreckt und dadurch mit dem wenigstens einen nachgiebigen Federbereich (90) in Eingriff bringbar ist; und

Befestigen des ersten und des zweiten Gehäuseelements aneinander, wobei der wenigstens eine nachgiebige Federbereich (90) unter Kompression gegen die zweite Schaltungseinrichtung (164) gehalten ist, wodurch die elektronische Anordnung gebildet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, weiterhin mit dem Schritt der Ausbildung von elastomerem Material (93) zum Haltern des wenigstens einen nachgiebigen Federbereichs (90), wobei das Material einen beträchtlichen Widerstand gegen Kompression schafft und dadurch auf den wenigstens einen nachgiebigen Federbereich (90) wirkende Belastungen auf ein Minimum reduziert sind.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das elastomere Material durch einen zweistufigen Spritzgießvorgang des ersten Gehäuseelements und des elastomeren Materials vorgesehen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6, wobei der Formvorgang weiterhin das Formen einer Vielzahl nachgiebiger Federbereiche an der Grenzfläche beinhaltet.