MX2007013864A

MX2007013864A - Contacto electrico conductord y metodo para su produccion.

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Publication number: MX2007013864A
Application number: MX2007013864A
Authority: MX
Inventors: Christoph Keist; Klaus Hoffmann
Original assignee: Abatek Internat Ag
Priority date: 2005-05-06
Filing date: 2006-05-04
Publication date: 2008-01-24
Also published as: CA2607408A1; US7964810B2; EP1878033A1; CA2607408C; WO2006119657A1; US20090068857A1; JP5085535B2; JP2008541342A; CN101171654A; EP1878033B1; CN101171654B

Abstract

La invencion se relaciona con un elemento (7) de contacto para contactar intermitentemente unos circuitos (2, 3) conductores en un tablero de circuitos impresos, en particular, para teclados (4-6) flexibles, por ejemplo, para dispositivos de captura flexibles en la industria de automoviles. Segun la invencion, se puede lograr una construccion muy confiable que es particularmente apropiada para aplicaciones de alto voltaje, en que el elemento de contacto es producido de una espuma (8) metalica. La espuma metalica preferentemente es infiltrada al menos en parte por un material elastomero que puede ser tambien el material con el cual se produce el teclado flexible. La invencion se relaciona ademas con un metodo para la produccion de las elementos de contacto referidos y teclados flexibles/dispositivos de captura comprendiendo semejantes pastillas de contacto y el uso de las pastillas (7) de contacto referidas.

Description

CONTACTO ELÉCTRICO CONDUCTOR Y MÉTODO PARA SU PRODUCCIÓN DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Campo técnico i La presente invención se relaciona con un elemento de contacto para contactar intermitentemente unos circuitos conductores en un tablero de circuitos impresos, i en particular para teclados flexibles o aparatos de captura. Se relaciona además con un método para la producción de teclados flexibles o aparatos de captura así como l<ps usos de este tipo de elementos de contacto. Estado, de la técnica i Teclados flexibles de silicón son usados con cada ez mayor frecuencia también en el campo de los automóviles, por ejemplo para el control de los ajustadores de espejos, elevadores de ventanas, etc. En los circuitos codificados por resistencia es decisivo que se tenga un elemento de contacto de poca resistencia y confiable. Si se usan elementos de contacto con resistencia alta, o no confiables, entonces se presentan interrupciones del contacto o hasta fallas totales. También es de gran importancia que se puedan conmutiar, en particular para el control directo de motores, corrientes altas de, por ejemplo, 200 mA. En semejantes tableros flexibles se dispone típicamente una hoja flexible, por ejemplo de silicón, I sobre tablero de circuitos impresos. En el tablero de circuidos impresos se encuentran dispuestos unos circuitos conductores impresos que poseen interrupciones en los puntos de accionar. En la cara inferior de la lámina flexible de silicón, y formando puentes sobre estas interrupciones, están dispuestos unos elementos de contacto a distancia del tablero de circuitos impresos. Estos elementlos de contacto se denominan, típicamente pastillas de contacto. Si la hoja flexible es apretada en la zona correcta, entonces se cierra un contacto. Para las aplicaciones de este tipo se usan hoy en día normalmente dos diferentes tipos de pastillas de contacto, ambos con desventajas graves: Pastilla de carbón i 1 Material de silicón se hace conductor mediante carbóni u otras partículas conductoras eléctricas, prensado en forína de tablas y estampado, y a continuación unida por vulcanización en la herramienta de compresión con el tablero de circuitos integrados. i La desventaja de esta pastilla es que la resistencia de conmutación depende de la presión con que se oprime!, es decir, cuando se aprieta la tecla sólo muy ligeramente, se genera una resistencia de conmutación muy alta que puede ser mal interpretada. Esto es inaceptable en particujlar cuando se deben codificar unas funciones I variadajs en serie a través del mismo circuito conductor a través 'de resistores diferentes, generalmente por órdenes de magnitudes, ya que se pone en marcha correspondientemente, por ejemplo en caso de un acciona'miento sólo ligero, una función completamente diferenjte, dispuesta casuísticamente en el mismo circuito conductor. Frecuentemente no se logran, además, resistencias de conmutación realmente bajas (<1 Ohm) . Pastilla de oro: I Una chapa de cobre es laminada en un lado con una capa dé silicón, en el otro con níquel y oro. De la chapa se estampan entonces unas pastillas que son unidas por vulcanización con la hoja de tablero en la herramienta de compresión. La desventaja de esta pastilla es el alto costo del material y las altas tasas de desperdicio en el procesó, así como la susceptibilidad al ensuciamiento. Tan pronto un grano de polvo se introduce entre la pastilla y el tablero de circuitos conductores, se aisla el contacto i debido . a su estructura rígida y falla. Otra desventaja es que lá pastilla de oro responde sólo después de una determinada de presión de apretar, y no inmediatamente al hacer Contacto con el tablero conductor. Tejido \ metálico: ¡ En los documentos DE 23 35 907 , US 5 , 047 , 602 , EP 0 938 111 y otros se describe además la opción de prever una estructura de fibras tejida o no tejida de fibras metálicas o de carbón, o de fibras con recubrimiento conductlor, como zonas de contacto para un interruptor. La desventaja de estas soluciones es de manera totalmente análoga a las partículas en la -así llamada- pastilla de carbón, que se tiene que garantizar siempre que las fibras efectivamente tengan suficiente contacto para garantizar la conductividad. Además, justamente es manera de hacer contacto es una característica que empeora rápidamente al accionar intensivamente un interruptor, y las fibras tienen la tendencia de romperse conforme envejecen. Explicación de la invención La invención se basa, por lo tanto, en el objetivo de ofrecer un elemento de contacto mejorado para el contactar intermitente de circuitos impresos en un tablero de circuitos impresos, o un portador similar, con circuitos impresos interrumpidos. Esto en particular para la aplicación en teclados o aparatos de captura flexibles, como, por ejemplo, en el campo de los automóviles. El objetivo se logra porque el elemento de contacto consiste de una esponja metálica. La idea central de la invención consiste entonces en usar una esponja metálica que posee por un lado, gracias a la . red contigua de metal presente en ella una conductividad bien definida, respectivamente una resistencia de Ohm bien definida, cuando se puentean los I circuitos impresos. Además, una esponja metálica posee i inherentemente cierta flexibilidad y deformabilidad I elásticja, lo que permite garantizar un buen contacto en t particular en el accionar repetido, y por ejemplo en el accionalr oblicuo, También es posible compensar, para así decir, ' las partículas de suciedad gracias a la flexibilidad. En particular, en comparación con el uso de un tejido , metálico o de fibras de carbón se producen, entre otras, las siguientes ventajas inesperadas, esenciales para la fundón por el uso de una esponja metálica como elemento de contacto: - Los contactos en la superficie de la espuma metálica son unidos entre sí en forma fija y coherente a través ! de la retícula, mientras que la unión es floja en el caso dpi tejido metálico. La espuma metálica aumenta, por lo tanto, enormemente la seguridad de contacto en particular las fuerzas bajas, críticas de apretar del contacto. Cuando la resistencia aumenta en el caso de fuerzas pequeñas de apretar el contacto, un uso en circuitos que codifican la resistencia es posible de manera muy condicionada y asociado con un gran riesgo de malfuncionamientos . i i - Las fibras de carbón tienen una resistencia mayor que la espuma metálica. Con las fibras de carbón se logra na resistencia de 2 Ohm, mientras que la espuma metálica logra 0.2 Ohm. Además, las fibras de carbón requieren de determinada presión de apretar para hacer buen contacto, los que es una desventaja decisiva, nuevamente, en el «taso de las fuerzas de oprimir críticamente bajas. - La espuma metálica puede conmutar corrientes hasta de 500mA a 12V, mientras que el tejido metálico se quema aún con corrientes bajas y falla. La producción de pastillas de contacto de espuma1 metálica es una operación sencilla de estampado, mientras que el tejido metálico muy delgado puede estamparse sólo con dificultad debido a su carácter fibroso y debe ser laminado en todo caso antes para impedir una penetración del silicón aislante durante el proceso de i moldeoi. Los costes de producción de las pastillas de contacto de espuma metálica son, correspondientemente, más bajos.1 - Los costes de material de pastillas de espuma metálica son menores que de tejido metálico. Según una primera modalidad, la esponja metálica es un esponja metálica que posee esencialmente una red continúa en base metálica, para estar en posición de encargajrse confiablemente del funcionamiento precedentemente referido. La esponja metálica posee en particular, con la misma preferencia, una red de cavidades esencialmente conectadas (en inglés, esponja metálica , i.e. metal ! sponge) . En principio es posible también, sin embargó, usar así llamadas espumas metálicas (meta llic i foams en inglés), en qué las cavidades no forman una red esenci lmente completamente interconectadas, sino están formadas, más bien, en forma de poros. De aquí en adelante se entenderá por el término esponja metálica que se trata de una red interconectada en mase rrietálica que posee cavidades en forma de una red esencialmente interconectada. Otra modalidad preferida de una esponja metálica así se caracteriza porque las cavidades de la esponja metálica son rellenos al menos en parte con material elastómero. Esta modalidad se caracteriza, sorprendentemente, por una funcionalidad excelente. El i material elastómero, y con ello elástico, dispuesto en las cavidades, tiene la consecuencia de que la esponja metálica rellena al menos parcialmente, preferentemente completamente recibe como un todo características elásticas permanentes. Mientras que una esponja metálica "vacía" respectivamente espuma metálica puede ser deformado irreversiblemente cuando no están rellenos de material elástico, en particular en el caso de una carga mecánica fuerte,, esto ya no es posible en una esponja metálica así rellena' debido al material elástico dispuesto en las cavidades. También se impide que la red metálica se rompa en menoscabo de la conductividad. Pero por otro lado, la conductividad es también confiable y uniforme gracias a la red de material metálico. De esta manera puede ofrecerse un elementjo de contacto en un proceso de producción, sorprendentemente sencillo, qué puede cubrir sus funciones excelentemente por un período prolongado no obstante uso intensivo repetido y hasta rudo. La construcción se hace particularmente sencilla, según otra modalidad preferida, si el elemento de contacto en forma de una pastilla de contacto está conectado con un teclado flexible o con un elemento de de un teclado flexible, donde el teclado flexible, respectivamente el elemento del teclado flexible consiste de un material elastómero y este material elastómero penetra al menos en parte 'las cavidades de la esponja metálica. Nuevamente se prefiere en esto que el material elastómero penetre al menos de manera esencial por completo las cavidades de la esponj metálica. El material elastómero puede ser un material seleccionado de: silicón elastómero, silicón líquido-goma, silicó'n líguido-caucho, elastómero termoplástico o goma. En otras palabras, se usan aquellos materiales que se usan típicamente desde ahora en el área de los teclados flexibl s . Una construcción particularmente sencilla que se distingue por un proceso de producción sencillo y confiable y costes de producción bajos, se hace posible cuando el materiajl elastómero, dispuesto en las cavidades, es el i material del teclado flexible y, en cierto sentido, el materi l del teclado flexible penetra al menos en parte en la pastilla de contacto. El material del teclado flexible penetra entonces al menos en parte la pastilla de contacto, lo que: tiene la consecuencia, por un lado, de que la pastilla de contacto se una fijamente con el teclado flexible, y por el otro a que la pastilla de contacto obtenga las características elásticas permanentes discutidas en lo precedente. Otra modalidad preferente se caracteriza porque el elemento de contacto está presente en forma de una pastilla de contacto cuyas cavidades están rellenos al menos ¡en parte, preferentemente al menos una un área de superficie, con un material elastómero conductor eléctrico, i tratándose preferentemente de material elastómero con grafito o partículas metálicas integrados, por ejemplo partículas de níquel, con particular preferencia de silicón elastómero con grafito o partículas metálicas integrados.

Se puede incrementar la conductividad también teniendo la t presencia del elemento de contacto en forma de una pastilla de contacto, y la pastilla de contacto está prevista en la superficie orientada hacia los circuitos impresos con un recubrimiento metálico adicional, en particular oro o i cromo. En relación con el término pastilla de contacto es nedesario precisar que esta puede ser un elemento circular, en cierto sentido en forma de cilindros i circulares, pero que se puede tratar también de formas de base ovalada, hexagonal, cuadrada, rectangular o arbitr ria. Típicamente, la pastilla de contacto es un elemento de contacto circular. El material de la esponja metálica es preferentemente un metal seleccionado del grupo: níquel, cromo, oro, aluminio, cobre o aleaciones o mezclas formados por ellos. También espumas o esponjas son posibles que consisten de diferentes metales estratificados. Esponjas así pueden producirse, por ejemplo, en i un probeso de deposición (CVD, deposición química de vapor, por su|s siglas en inglés) , recubriéndose en esto una espuma de plástico con metal y eliminándose a continuación el plástiico, de manera que se crea una esponja metálica coherente con cavidades coherentes. Se prefieren espumas metálicas, respectivamente esponjas metálicas, teniendo un tamaño i de poros promedio en el área de 100 - 1000 µm, prefer ntemente en el área de 550-700 µm, con particular preferencia en el área de 600-650 µm. El elemento de contactjo está presente, preferentemente, en forma de una pastilla de contacto con un espesor en el área de 0.3-3mm, preferentemente en el área de 0.5-0.9mm. La esponja metálico posee ventajosamente una densidad en el área de ¡ 200-800 g/m2, con particular preferencia en el área de 300- I , 2500 g/m , esto referido a un espesor de material de l.dmm. La invención se relaciona además con un método para lk producción de un teclado flexible, respectivamente un elemento de un teclado flexible (por ejemplo un domo de silicón) comprendiendo un elemento de contacto, tal como se ha descrito en lo precedente. El método se caracteriza porque¡ un elemento de contacte semejante es colocado en una herramienta de compresión, un molde de inyección o un molde de transferencia, preferentemente en unas depresiones previstas para los contactos, a continuación se coloca, respectivamente alimenta y/o inyecto una mezcla de elastómeros y se ajustan con la herramienta cerrada la presión y la temperatura en la herramienta de manera tal que el, elastómero adquiera una viscosidad baja y penetre al menos en parte en la esponja metálica. La presión y la temperatura en la herramienta se ajustan preferentemente de manera tal que el elastómero penetre esencialmente por completo en la esponja metálica del elemento de contacto en forma de una pastilla de contacto. El elemento de contacto puede presentarse en forma de una pastilla de contacto que es producida de una I placa de esponja metálica en un proceso de estampado o en un proceso de corte, en que se produce preferentemente una compresión parcial de la esponja metálica. La pastilla de I contacto y/o la placa de esponja metálica puede rellenarse antes, respectivamente, después del proceso de estampado al menos én parte con un material conductor eléctrico o no conductor o revestirse mediante un proceso de raclear, impresión o rociado, o proveerse con un recubrimiento metáli o adicional, en particular de oro o cromo. Si se rellena ya la placa de esponja metálica con un material elastómero, entonces se puede pegar un elemento de contacto así a 'continuación también en los puntos correspondientes de un teclado flexible o unirse con él de otra manera (por ejemplo desde abajo sobre un domo de silicón). La invención se relaciona además con el uso de un elemento de contacto, según se describe en lo precedente, y preferentemente producido según un método según se describe en lo precedente, como pastilla de contacto para teclados flexibles o en elementos, respectivamente, componentes para teclados flexibles o aparatos de captura como, por ejemplo, teclados, o aparatos de captura en particular del campo de los automóviles como, por ejemplo, elevadores de cristales, ajustadores de espejos y/o controles de motores. Esto último ise vuelve posible ya gue los elementos de contacto inventivos pueden conmutar confiablemente corrientes comparativamente altas. Otros usos consisten en que un elemento de contactio de este tipo es configurado como circuito incrustado en un elastómero como, por ejemplo, silicón, esto usando una espuma metálica o una esponja metálica, en particular teniendo una superficie de contacto integrada, por ejemplo, para realizar una función de tecla en una pulsera de silicón flexible o, más general, en un teclado flexible de silicón. De manera muy general, una espuma metálica o una esponja metálica puede estar integrada como circuito de contacto flexible en un elastómero como, por ejempl£>, silicón. A manera de teclado flexible o, por ejempl¿>, para aplicaciones de seguridad en que se dispara un alarma en caso de una separación, por ejemplo a consecuencia de una interrupción de un circuito de corriente formado con él. También es posible el uso como protección EMC, incrustando la espuma metálica o la esponja metálica por grandes áreas, es decir, cubriendo toda el área, b en forma de una red con amplitud de malla adaptada en particular a las frecuencias que deben bloquearse, en un elastómero como, por ejemplo, silicón.

Explicación breve de las figuras La invención se explica a continuación con mayor detalle mediante unos ejemplos de realización en relación con los dibujos. En estos muestra: i Fig. 1 una representación esquemática de una región de conmutación de un teclado flexible (domo de silicón) según el estado de la técnica; Fig. 2 una representación esquemática de un elemento de teclado flexible para un control de motor en que se representa en a) una vista desde arribe al componente completo, en b) una vista desde arribe al diafragma, en c) una vista desde arriba al teclado flexible, en d) una vista de arriba al tablero de circuito impreso, en e) una vista de perspectiva al teclado flexible y en 'f) una sección por el teclado flexible a lo largo de la líhea punteada en la figura 2c) ; Fig. 3 un elemento de un teclado flexible teniendo a) espuma metálica como pastilla de contacto; b) espuma metálica sin relleno; c) espuma metálica completamente relleno con elastómero; d) espuma metálica rellena con elastómero en la región de la superficie; e) espuma metálica según d) con un recubrimiento metálico adicional; Fig. 4 etapas individuales a) a d) de un método posible para la producción de una pastilla de contacto; y Fig. 5 otro ejemplo de realización en que se representa un teclado flexible integrado. MODOS D(E REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención ha de entenderse en particular en asociación con teclados flexibles en la forma como se explican primeramente de manera general mediante las figuras 1 y 2. La figura 1 muestra una sección a través de la zona dé conmutación de un teclado flexible. En un tablero de circuitos impresos se encuentran unos circuitos 2, 3 impres s. Los circuitos impresos están interrumpidos en un punto definido y en este punto debe ser posible cerrar el contacto mediante una captura manual (oprimir, en particular, una tecla) desde arriba, es decir, formando un puente que une ambos circuitos 2, 3 impresos. Con esta finalidad se encuentra encima del tablero de circuitos impresos un teclado flexible que consiste, en este caso concreto, de un capuchón 4 de plástico, debajo del cual se encuentran dispuestos en cada una de las zonas de conmutiación unos elementos flexibles, por ejemplo de silicón. Estos elementos flexibles consisten de un domo 5 i de silicón que está unido hacia arriba con el capuchón 4 de plástico. Lateralmente junto a la interrupción de los circuitos impresos, este domo 5 está apoyado mediante una membrana 5a con la base 6 del teclado flexible en el tablero¡ de circuitos impresos. El domo 5, la membrana 5a y la base 6 son fabricados en una pieza de un material flexible. Un elemento así se designa también como tecla de silicón. En la parte inferior del domo 5 está fijada una pastilla de contacto. Si se oprime ahora un capuchón 4 de plástico desde arriba hacia abajo con el dedo, entonces la membrana 5a se dobla al llegar a una fuerza de umbral y la pastilla 7 de contacto es prensada hacia abajo al tablero 1 de circuito impresos, respectivamente a los dos circuitos 2, 3 impresos que llegan de la izquierda respectivamente la derecha. Debido a que la pastilla de contacto es un elemento conductor, por ejemplo una pastilla de carbón o una pastilla de oro, los circuitos 2 y 3 son unidos entre sí y se realiza una conmutación. Cuando se libera, el domo de silicón salta, debido a la elasticidad del material en la membrana 5a, nuevamente en su posición original, i repres ntada en la figura 1, lo que tiene la consecuencia de qué se interrumpe nuevamente la unión, ya que la pastilla de contacto es alejada hacia arriba de la zona de contacto . :' Esta situación se representa de manera algo más específica en la figura 2, donde se representa con detalle, por ej'emplo, el control de un elevador de cristal o de un espejo;, es decir, una aplicación del campo automotor. La figura '2a) muestra una vista de arriba de un elemento de control1 así, que consiste de un diafragma 17 que posee, I según se aprecia en la figura 2b), un agujero circular. A través 'de este agujero pasan dos teclas 18. Es posible en esto que un capuchón 4 de plástico esté pegado o colocado. El teclado flexible consiste en este caso de dos elementos de conmutación, propiamente dicho, según se I aprecia en las figuras 2c) en una vista desde arriba, y en i 2e) , uha vista en perspectiva, y, en 2f) , una sección a lo i largo de la línea punteada en la figura 2c) . Por debajo de este teclado 4 flexible se encuentra dispuesto en la figura 2d) el tablero 1 de circuitos impresos, en que se encuentran dispuestos dos circuitos impresos separados que poseen por debajo de las teclas 18 unas zonas 20 de contactar, es decir, en estas zonas 20, los circuitos son interrumpidos y deben ser puenteados mediante las pastillas 7 de contacto del teclado flexible, siempre que el teclado flexible sea accionado de manera correspondiente. También aquí, i el teclado flexible es producido de un material flexible como, por ejemplo, caucho de silicón, y consiste -en una pieza- de un domo 5, una membrana 5a y una base 6, habiéndose formado entre la base y el domo una cavidad libre en qué se encuentran fijadas las pastillas 7 de contacto . El objetivo de la presente invención es encontrar de alguna manera una solución que combina las ventajas de las tecnologías, mencionadas inicialmente, de la pastilla de carbón y de la pastilla de oro, y que elimina simultáneamente las desventajas de ellas. Es decir, la suavidad de la pastilla de carbón (la suciedad es encerrada, precio favorable) debe combinarse con las características eléctricas de la pastilla de oro (resistencia de conmutación muy baja, independiente de la fuerza, de accionamiento). Esto se logra mediante el uso de una esponja metálica como material de la pastilla 7 de contacto, i prefiriéndose el uso de una esponja metálica de níquel teniendo una porosidad, por ejemplo, de 100 PPI (poros por pulgad , por sus siglas en inglés) y una densidad, por ejemplo, de 400 g/m2 con un espesor de típicamente 1.6 m.

Esto sé representa esquemáticamente en la figura 3a) . ; Se estampan pastillas de contacto de una espuma, respectivamente, una esponja metálica. La espuma, respectivamente, la esponja pueden comprimirse en esto un poco n caso de que se requiera. El método para la producción de las pastillas de contacto es explicado más adelante en asociación con la figura 4. Las pastillas de esponja son colocadas en la herramienta de compresión en unas depresiones previstas para los contactos, a continuación se coloca o inyecta, respectivamente, alimenta una mezcla de elastómero, y se cierra! la herramienta. Mediante presión (típicamente 150 kg/cm ) y la temperatura en la herramienta (típicamente 170° C) el elastómero adopta una viscosidad baja y penetra, al menos parcialmente, en la esponja metálica. La esponja i metálica es comprimida simultáneamente por la presión de la I herramienta de compresión y forma una superficie bastante homogénea, compenetrada en parte de elastómero, en la parte inferior. Esta superficie sirve ahora de elemento de contacto, conduciendo la esponja como "red" no solo en su superficie, sino por toda la pastilla. Pastillas de esponja así poseen aproximadamente las propiedades de las pastillas de oro, sin ser susceptible a suciedad, y pueden producirse, además, favorablemente. En la modalidad más sencilla, la pastilla de esponja metálica es una pastilla estampada o cortada de esponja metálica que no sufrió ninguna modificación adicional. Esta situación es representada en la figura 3b). Esta esponja o espuma metálica conductora eléctrica es unida por vulcanización con el silicón aislante o aplicada de otra manera en el tablero flexible, por ejemplo mediante pegado, apretado, etc. En otra modalidad, la pastilla de esponja metálica es [rellenada] ya desde antes de su integración al teclado1 flexible al menos en parte con material elastómero, I que puede estar configurado de manera no conductor o I adicionalmente como conductor eléctrico. La espuma metálica es rellenada con material conductor eléctrico o no conductor por completo o en parte. Éste puede ser silicón mezclado con grafito o polvo metálico. Una pastilla de esponja metálica rellena así por completo con material es ! representada en forma esquemática en la figura 3c) . Las pastillas son producidas entonces de estas placas. ' En otra modalidad, la pastilla de esponja metálica es recubierta adicionalmente para tener una mejor conductividad, al menos en la cara orientada hacia los contactos, es decir a los circuitos impresos. El recubrimiento puede realizarse, por ejemplo, por un método de radeado o de rociado. Un recubrimiento 10 así es repres ntado esquemáticamente en la figura 3d) . Una modalidad adicional consiste en que la pastiljLa de esponja metálica es recubierta con metal noble. Para ello, la esponja metálica puede revestirse en una o ambas caras o en forma continua adicionalmente con oro u otra capa de alto valor, para incrementar la conductividad y disminuir su fusión. La pastilla de espuma ^metálica es, por ejemplo, dorada mediante deposición de vapor o eléctrica. Esto puede realizarse en todas las variantes en una o ambas caras. Alternativamente pueden recubrirse las pastill s estampadas en un cilindro. Una realización así en combinación con un revestimiento 10 es representada esquemáticamente en la figura 3e) . ; Como ventajas generales de esta construcción pueden ¡relacionarse entre otras: - Economía No se requiere modificar herramientas existentes - Resistencia de conmutación independiente de la presiór) en el contacto - insensible a suciedad y polvo - Resistencia de conmutación baja - Permite grandes corrientes de conmutación, lo que hace posible, por ejemplo, un control directo de motore$. - Establecimiento de contacto directo al tocar el tablero de circuitos impresos. Detalles específicos: Esponja metálica: En principio existen diferentes tipos de portadpres metálicos porosos: - así llamado metal celular o "cellular metal": el espacio está subdividido en celdas discretas. Los límites de estas celdas son formados por metal másico y las cavidades son huecas. En el caso ideal, las celdas individúales son separadas todas entre sí. i - Así llamado metal poroso o "porous metal": el metal contiene una multiplicidad de poros, es decir cavidades de gas cerrados arqueados con una superficie lisa. , - Así llamada espuma metálica o "metal (lie) foam": espumas son una forma particular de los metales porosos. Una espuma así se genera de una espuma líquida en la que existen unas burbujas de gas distribuidas finamente en el liquido. - Así llamada esponja metálica o "metal sponge": el espacio es llenado por una red continua y enlazada de metal que coexiste con una red también coherente de cavidades. Los productos de esponja metálica de este tipo se producen mediante CVD (deposición química de vapor, por sus siglas en inglés), en que una espuma de plástico es recubiérta con metal y, en una segunda etapa, se elimina el i plástido, de manera que sólo la esponja metálica queda. Se pueden usar para la presente invención las espumas, metálicas conductivas así como las esponjas metálicas, prefiriéndose éstas. Esponjas metálicas así consisten, por ejemplo, de níquel, níquel recubierto, por ejemplo, con cromo u oro, aluminio, cobre, etc. Se pueden usar diferentes tamaños de poro, típicam nte 400 µm.

Apropiado, en concreto, es por ejemplo el producto Incofoam Ni Purity; con un espesor en el área de 1.7mm - 2.3mm, prefiriéndose 1.7mm (se puede laminar aún para ser más plano) , teniendo una densidad (referida, en cada caso, a un espesor de material de 1.6mm) de 400-800g/m2j preferentemente de aproximadamente 400 g/m2, tamaño de célula de 550-700µm, prefiriéndose 610µm. Obtenible de Inco Spjacial Products. Un método posible para la producción de semejantes pastillas 7 de contacto de una placa 14 de esponja; metálica es representado en la figura 4. Como se aprecia en la figura 4a) , se usa una herramienta 12 de estampado, por ejemplo de basa en forma de círculo con un troquel 13, respectivamente, expulsor dispuesto en forma concénttica. La herramienta 12 de estampado posee en su punta uña disminución de forma cónica en su cara externa, que lleva al filo cortante en sí. La placa 14 de esponja metálica es alistada en un sustrato 15 suave y la herramienta 12 de estampado es introducido en la placa 14 de esponja metálica en modo de estampado con el troquel 13 retirado. En una siguiente etapa (véase la figura 4b) se compacta la pieza 16 estampada (la pastilla) con el troquel 13 al grado necesario para la aplicación intentada, típicamente a 0.7mm.

A continuación se retira la herramienta 12, 13 de estampado, según se ilustra en la figura 4c) , quedando la pieza estampada 16 en la herramienta de estampado. Como apoyo, puede preverse un dispositivo magnético o basado en presión negativa (succión) en el troquel. A continuación se desplaza la herramienta 12, 13 de estanpado, y según se muestra en la figura 4d) , la pieza estampada 16, respectivamente la pastilla de contacto es retirada de la herramienta 12 de estampado mediante el expulsor 13 y recogida, por ejemplo, en un recipiente o también colocada inmediatamente en un molde. En la figura 5 se muestra además otra opción del uso de semejante esponja metálica o de una espuma metálica. En una ' hoja 21 flexible de un elastómero, en el caso concreto de silicón, dos conductores 2 y 3 de espuma metálica respectivamente esponja metálica están incrustados de maniera tal, y compenetrados por el elastómero, respectivamente, silicón, gue están sobrepuestas en un área uno encima del otro. Entre ambos conductores existe en esta región µna cavidad 22. Los conductores están conectados en los puntos 24 con elementos electrónicos correspondientes o con circuitos integrados y, si ahora se ejerce desde arriba en una izona 23 de tecla -representada esquemáticamente (o igualmente desde abajo)- una presión sobre esta hoja 21, entonces los dos conductores 2, 3 hacen contacto entre sí gracias a la flexibilidad de la hoja 21 y ofrecen de esta manera la función de una tecla. Una hoja así puede producirse, nuevamente, al alistar los conductores, por ejemplo; como espumas metálicas o esponjas metálicas sin relleno en un molde y alimentar a continuación el elastóméro formándose en esto la estructura según la figura 5. Recubrimiento : Los elastómeros conductores eléctricos o no conductores pueden aplicarse mediante procesos como, por ejemplo, racleado, rociado, serigrafía, impresión de tampón, etc. Como materia prima para el recubrimiento, o como material flexible de relleno puede usarse silicón líquido 3631 de ¡Dow Corning. Como partículas conductores pueden usarse, por ejemplo,, partículas de carbón recubiertos de níquel de Inco Special Products. Como pasta para un recubrimiento (materia prima + partículas, ya mezcladas) puede usarse Xyshield tipo XY800 Nickel Plated Graphite de Laird Technologies. Como material de relleno flexible puede usarse HTV Silicone, opcionalmente con pigmento de color; por ejemplo 'tipo B6670, 30-80 Shore A, prefiriéndose 70 Shore A, de Do¡w Corning.

Revestimiento con metal noble: Materiales como oro, cromo, etc. pueden aplicarse con procesos como metalizado por bombardeo iónico, deposición por vapor, galvanizado, etc. Teclado flexible/elastómero: Típicamente se usa silicón elastómero HTV para los teclados flexibles, pero la presente invención puede i realizarse también con silicón líquido Liquid Silicone Rubber (LSR) , elastómeros termoplásticos (TPE) o goma de todo tipo. Procesamiento : La esponja metálica puede estamparse en pastillas y colocarse directamente en la herramienta de compresión. - La esponja metálica puede moldearse junto con el elasjtómero en placas de las que se estampan o cortan (con té nica láser) entonces las pastillas de contacto. Éstas ¡son unidas por vulcanización con el silicón nuevamente en la herramienta. i - Para mejorar la conductividad pueden producirse también [ unas pastillas con esponja metálica y elastómero conductor (elastómero con partículas conductores) . En lugar de las herramientas de compresión, las pastillajs pueden colocarse también en moldes de inyección, moldes de transferencia u otros.

Adherencia de la pastilla en el teclado flexible: - unión positiva: silicón fluye en la estructura de la esponja metálica - química: el material de relleno/recubrimiento reacciona químicamente con el silicón - pegar: las pastillas son aplicadas al teclado flexibl terminado mediante pegado Pastilla de contacto: - redondo, cuadrangular, forma arbitraria ' - espesor: espesor de la esponja metálica de materia prima o esponja, respectivamente, espuma metálica comprimida adicionalmente durante el proceso de estampado o corte. ' Las siguientes aplicaciones son posibles, a guisa de ejemplo, de un elemento contacto así: - teclados flexibles en general pastillas de contacto para elevadores de cristales, ajustadores de espejos, etc. control directo de motores de combustión interna! con émbolo turbocargados i - sustituye las pastillas de resistencia baja y pastillas de oro hoy en uso i - como circuitos flexibles con elementos de contacto integrados, incrustados directamente en el silicón.

- De manera general, como circuito flexible de contacto de espuma, respectivamente, esponja metálica, que está incrustado en el elastómero, es decir, en un silicón, en forma de una pista o similar. Así, por ejemplo, para aplicaciones de seguridad, por ejemplo, como pista de contacto flexible incrustado en el silicón que puede i disparar una alarma al ser separada (interrupción del circuito) . Como diafragma contre EMV cuando la espuma metálica es incrustada sobre un área grande en forma de una i red o e extensión completa. Lista de símbolos de referencia I Tablero de circuitos impresos 2,3 Circuitos conductores impresos 4 Capuchón de plástico 5 Domo de silicón 5a Membrana 6 Ba¡se de teclado flexible 7 Elemento de contacto, pastilla de contacto 8 Esponja metálica 9 Esponja metálica rellena 10 Rejgión recubierta de 8 II Región revestida con metal noble de 8 12 Herramienta de estampado 13 Troquel/expulsor Placa de esponja metálica I Sustratos blandos Pieza estampada comprimida Diafragma Te a Agujero en diafragma para tecla Zona de contacto en el tablero de circuitos impresos Hoja de silicón i Caridad Región de tecla Conexiones para conductor

Claims

REIVINDICACIONES

1. Elemento de contacto para contactar intermitentemente unos circuitos conductores en un tablero de circuitos impresos, en particular para tableros flexibljes o aparatos de captura, caracterizado porque el elemento de contacto consiste de una esponja metálica o espuma metálica.

2. Elemento de contacto según la reivindicación 1, caracterizado porque se trata de una esponja metálica que po ee una red esencialmente coherente en una base metálica, así como simultáneamente una red esencialmente coherente de cavidades.

3. Elemento de contacto según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porgue las cavidades de la esponja metálica, respectivamente, la espuma metálica, están rellenos al menos en parte de un material elastómero.

4. Elemento de contacto según la reivindicación 3, caracterizado porque las cavidades de la esponja metálica, respectivamente, espuma metálica, están rellenos i de material elastómero esencialmente por completo.

5. Elemento de contacto según la reivindicación 3 o 4, caracterizado porque el elemento de contacto en forma de una pastilla de contacto está conectado con un teclado flexible o con un elemento de un teclado flexible, consistiendo en esto el teclado flexible, respectivamente, el elemento del teclado flexible de un material elastómero y este ' material elastómero penetra al menos en parte las cavidades de la esponja metálica, respectivamente, espuma metálica.

6. Elemento de contacto según la reivindicación i 5, caracterizado porque el material elastómero penetra las cavidades de la esponja metálica esencialmente por completo .

7. Elemento de contacto según una de las reivindicaciones 5 o 6, caracterizado porque el material i elastóm^ro es un material seleccionado de: silicón elastómero, silicón líquido-goma, silicón líquido-caucho, elastóméro termoplástico o goma.

8. Elemento de contacto según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque el material elastóm ro, dispuesto en las cavidades, es el material del teclado iflexible. :

9. Elemento de contacto según una de las reivindicaciones 3 a 8, caracterizado porque el elemento de contacto está presente en forma de una pastilla de contacto cuyas cavidades están rellenas al menos en parte, preferentemente al menos un una región de superficie, con un material elastómero conductor eléctrico, tratándose en esto preferentemente de un material elastómero mezclado con grafito o partículas metálicas como, por ejemplo, partículas de níquel, en particular preferentemente de silicón ' elastómero mezclado con grafito o partículas metálicas como, por ejemplo, partículas de níquel.

10. Elemento de contacto según una de las reivindicaciones 3 a 9, caracterizado porque el elemento de i contacte; está presente en forma de una pastilla de contacto i y porqué la pastilla de contacto está provista en la superfisie orientada hacia los circuitos conductores de un revestimiento metálico adicional, en particular de oro o cromo .

11. Elemento de contacto según una de las reivindipaciones precedentes, caracterizado porque el material de la esponja metálica, respectivamente, de la espuma metálica es un metal seleccionado del grupo: níquel, cromo, oro, aluminio, cobre o aleaciones formadas de ellos. i

12. Elemento de contacto según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la esponja metálica, respectivamente, la espuma metálica posee un tamaño de poros promedio en el área de 100 a lOOOµm, preferentemente en el área de 500 a 700µm, con particular preferencia en el área de 600-650µm.

13. Elemento de contacto según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento, de contacto está presente en forma de una pastilla de contacto teniendo un espesor en el área de 0.5 a 3mm, preferentemente en el área de 0.5 a 0.9mm.

14. Elemento de contacto según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento de contacto consiste de una esponja metálica teniendo una densidad en el área de 200 a 800 g/m2, en particular en el área de 300 a 500 g/m2, con relación al espesor de material de 1.6mm.

15. Método para la producción de un teclado flexible o de un elemento de un teclado flexible comprendiendo un elemento de contacto según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el elemento de contacto es colocado en una herramienta de compresión, una herramienta de molde de inyección o una herramienta de molde de transferencia, preferentemente en unas ¡depresiones previstas para los contactos, a continuación se alimenta, respectivamente coloca una mezcla de elastómero y se ajustan la presión y temperatura en la herramienta, estando la herramienta cerrada, de manera tal que el 'elastómero adquiera una viscosidad baja y penetre la esponja, metálica al menos en parte.

16. Método según la reivindicación 15, caracterizado porque la presión y la temperatura en la herramienta se ajustan de manera tal que el elastómero penetra esencialmente de manera completa en la esponja metálica, respectivamente, la espuma metálica del elemento de contacto en forma de una pastilla de contacto.

17. Método según una de las reivindicaciones 15 o 16, caracterizado porque el elemento de contacto es alistado en forma de una pastilla de contacto que ha sido producido de una placa de esponja metálica, respectivamente, una placa de espuma metálica, mediante un procesf de estampado en que se realiza preferentemente una compactación parcial de la esponja metálica, respectivamente, la espuma metálica.

18. Método según la reivindicación 17, caracterizado porque la pastilla de contacto y/o la placa de esponja metálica, respectivamente, la placa de espuma metálica antes, respectivamente, después del proceso de l ó d lé i d bi mediante un método de racleado, impresión o rociado, o provisto de un recubrimiento metálico adicional, en particular de oro o cromo.

19. Uso de un elemento de contacto según una de las reivindicaciones 1 a 14 como pastilla de contacto para teclados flexibles o en elementos, respectivamente, componentes para teclados flexibles o aparatos de captura i como, por ejemplo, teclados, o aparatos de captura en particular del campo automotor, como elevadores de cristales, ajustadores de espejos y/o controles directos de motores . 1

20. Uso de un elemento de contacto según una de las reivindicaciones 1 a 14, como circuito conductor incrustado en silicón usando una espuma metálica o una esponja metálica, en particular con una superficie de contacto integrada, por ejemplo, para realizar una función de tecla en una pulsera flexible de silicón.

21. Uso de un elemento de contacto según una de las reivindicaciones 1 a 14, usando una espuma metálica o una esponja metálica como pista de contacto incrustada en elastómero como, por ejemplo, en silicón, preferentemente para aplicaciones de seguridad, en que se dispara una alarma '• en el caso de una separación, por ejemplo, a consecuencia de una interrupción de un circuito eléctrico formado con ella.

22. Uso de un elemento de contacto según una de las reivindicaciones 1 a 14, como blindaje EMV, incrustando la espuma metálica o la esponja metálica por áreas grandes, es decir, de área completa, o en forma de una red teniendo, en particular, un tamaño de mallas adaptado a las frecuencias por bloquear, en un elastómero como, por ejemplo, en un silicón.

23. Uso de un elemento de contacto según una de las reivindicaciones 1 a 14, comprendiendo una espuma metálica o una esponja metálica como pista de contacto flexible incrustada en elastómero como, por ejemplo, silicón, como conector para un empalme eléctrico entre tableros de circuitos conductores y componentes electrónicos o entre componentes electrónicos, sirviendo el elastómero en esto preferentemente simultáneamente como tecladq flexible.