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DE2902892C2 - Mit elektrischen Kontaktstücken versehene Elastomerfolie - Google Patents

Mit elektrischen Kontaktstücken versehene Elastomerfolie

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Publication number
DE2902892C2
DE2902892C2 DE2902892A DE2902892A DE2902892C2 DE 2902892 C2 DE2902892 C2 DE 2902892C2 DE 2902892 A DE2902892 A DE 2902892A DE 2902892 A DE2902892 A DE 2902892A DE 2902892 C2 DE2902892 C2 DE 2902892C2
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DE
Germany
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contact
film
base plate
elastomer
contact piece
Prior art date
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Expired
Application number
DE2902892A
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English (en)
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DE2902892A1 (de
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Shigeru Tokio/Tokyo Matsumoto
Takekuni Okamoto
Ryoichi Saitama Sado
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Polymer Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Polymer Co Ltd filed Critical Shin Etsu Polymer Co Ltd
Publication of DE2902892A1 publication Critical patent/DE2902892A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2902892C2 publication Critical patent/DE2902892C2/de
Expired legal-status Critical Current

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Description

Die Erfindung betrifft eine Flachtastatur gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Solche Flachtastaturen sind bereits bekannt (DE-OS 23 514); dort werden für die Kontaktelektrodenpaare, die in einem thermoplastischen Kunstharz der Grundplatte in einer Vertiefung eingelassen sind, Metallplättchen verwendet Als Gegenkontakt dient dort ein Kontaktstück, das als metallisierter Bereich ausgebildet ist, wobei offenbleibt, welches Material dafür eingesetzt wird. Um bei dieser bekannten Flachtastatur Fehlschaltungen bei einer Druckbetätigung senkrecht zur Hauptebene der Kunststoffolie zu vermeiden, ist es erforderlich, mindestens drei verschiedene Parameter der Flachtastatur konstruktiv genau festzulegen und herzustellen. Dies ist erstens die Tiefe der Vertiefung in der Grundplatte, in der das Kontaktelektrodenpaar eingebettet ist. Des weiteren ist die Stärke der Metallplättchen für die Kontaktelektrodenpaare maßgebend und schließlich die Stärke des als metallisierter Bereich ausgebildeten oberen Kontaktstückes, das in die Vertiefung hineinragt. Diese drei vorgenannten Parameter sind in der Konstruktion der bekannten Flachstruktur zu berücksichtigen und bestimmen den minimalen Kontaktabstand zwischen der Unterseite des oberen Kontaktstückes und der Oberseite des Kontaktelekirodenpaares. Hinzu kommt, daß bei eine· Einbettung der Metallplättchen in die aus thermoplastischem Kunstharz bestehende Grundplatte während des Vernetzens des Kunstharzes Materialspannungen auftreten können, die den minimal vorgesehenen Kontaktabstand beeinflussen und somit Vielbetätigungen der Flachtastatur, sei es durch zu geringem Kontaktabstand oder zu großem
Kontaktabstand, ursächlich mitbedingen.
Eine Flachtastatur der eingangs genannten Art, die auch als Tastenfeld ausgelegt sein kann, ist in F i g. 1 dargestellt Derartig ausgebildete Tastenfelder werden zu den verschiedensten Anwendungszwecken in der Elektronik und auf elektrischem Bereich eingesetzt, beispielsweise für Taschenrechner, Fernsehgeräte, Radiogeräte oder Phonogeräte. Typischerweise bestehen solche Tastenfeldstrukturen aus einer elektrisch isolierenden, elastisch nachgiebigen Kunststoffolie, die auswärts vorspringende Erhebungen oder Buckel aufweist. Unter jedem dieser Tastenbuckel ist ein elektrisch leitendes Kontaktstück angeordnet, das fest mit der gummielastischen Folie verbunden ist Das Kontaktstück ist dabei auf der Oberfläche der gummielastischen Folie im Bukkelbereich befestigt. Unter dem Kontaktstück sind auf der gegenüberliegenden Grundplatte zwei Kontaktelektroden angeordnet. Im entspannten Zustand sind die Abstände und Stärken der einzelnen Elemente zueinander so bemessen, daß das Kontaktstück an der elastischen Folie gerade oberhalb der beiden Kontaktelektroden auf der Grundplatte gehalten wird und diese Kontaktstücke nicht überbrückt.
Wird dagegen auf den als Taste wirkenden Buckel in der Folie ein abwärts gerichteter Druck ausgeübt, so wird das unter der Folie befestigte Kontaktstück auf die beiden Kontaktelektroden auf der Grundplatte niedergedrückt, so daß ein elektrischer Stromkreis zwischen den beiden Kontaktelektroden auf der Grundplatte geschlossen wird. Wird der Druck auf den Tastenbuckel aufgehoben, so stellt sich dieser durch die elastische Vorspannung der Folie zurück und hebt dadurch auch das an ihm befestigte Kontaktstück wieder von den beiden Kontaktelektroden auf der Grundplatte ab. Der elektrische Stromkreis ist wieder unterbrochen.
Mit der fortschreitenden Verbesserung und Steigerung der Leistungsfähigkeit der elektronischen und elektrischen Baugruppen und Geräte sind auch die Anforderungen an die Tastenfelder zur Bedienung dieser Geräte gewaschen. So werden zunehmend kleinere und
so vor allem dünnere Tastaturen gefordert. Dieser Forderung sind insbesondere hinsichtlich der Bauhöhe senkrecht zur Hauptebene der Tastatur insofern Grenzen gesetzt, als diese Baühöhc mindestens der Summe der Stärken der Grundplatte, der Kontaktelektroden auf der Grundplatte, der oberen Folie und der unter dieser atigebrachten Kontaktstücke sowie zusätzlich dem Abstand zwischen den Kontaktelektroden und dem Kontaktstück bei geöffnetem Tastenschalter entsprechen muß. Um diese Mindestbauhöhe nicht über die gesamte Fläche des Tastenfeldes in Kauf nehmen zu müssen, sind die Tastenbereiche in der vorstehend beschriebenen Weise als vorspringende Buckel oder Dome mit den darunter angeordneten Kontaktelementen ausgebildet worden, während im übrigen Bereich der Tastatur die Folie auf einer Höhe geringfügig über den Kontaktelektroden gehalten wurde.
Eine andere bekannte Flachtastatur (US-PS 37 60 137) läßt sich nicht mehr unter das Kriterium einer
,-octremen dünnen Flachtastatur unterordnen. Dies ist darin begründet, daß die zur elektrischen Kontaktgebung verwendeten Kontaktpaare jeweils ergaben von der Grundplatte bzw. von der oberen Elastomerschicht abstehen. Zusätzlich kommt dort hinzu, daß die Druckbereiche als Vertiefungen ausgebildet sind, so daß die gesamte Höhe der Flachtastatur insbesondere an den Außenbereichen erheblich zunimmt
Eine ander? Flachtastatur (US-PS 37 32 389) unterscheidet sich von der eingangs genannten Flachtastatur bereits dadurch, daß sie eine mehrschichtig aufgebaute Grundplatte aufweist, zwischen der und der oberen Kunststoffolie stets eine dünne Zwischenschicht eines nichtleitenden Materials vorgesehen ist Neben der Tatsache des mehrschichtigen Aufbaus der Grundplatte verdeutlicht bereits das Erfordernis der isolierenden Zwischenschicht daß dort eine relativ aufwendige Konstruktion erforderlich ist, bei der zur Erreichung des elektrischen Kontaktschlusses als Betätigungsweg die Gesamthöhe mindestens der isolierenden Zwischenschicht überwunden werden muß.
Allgemein bekannt ist weiterhin die Konitaktstücke in der Elastomerfolie in der Weise auszubilden, daß die Elastomerfolie im Kontaktbereich mit einem elektrisch leitenden Werkstoff gefüllt ist. Bei der Herstellung solcherart partiell elektrisch leitender Elastomerfolien kann jedoch zumeist nicht vermieden werden, daß im Kontaktstückbereich Materialverspannungen auftreten, die beim Ausformen der Elastomerfolie durch Druck- und Wärmeeinwirkung unvermeidbar hervorgerufen werden. Solche Verspannungen im Kontaktstückbereich der Elastomerfolie beeinträchtigen jedoch die Genauigkeit, mit der der Abstand zwischen der Oberfläche der Elastomerfolie im Kontaktstückbereich und den Kontaktelektroden auf der Grundplatte eingehalten werden kann. Dadurch werden auf einem solcherart aufgebauten Tastenfeld von Taste zu Taste unterschiedliche Tastenhubabstände erhalten, was den Bedienungskomfort beeinträchtigt; außerdem muß ein übergroßer Sicherheitsabstand zwischen der Elastornerfolie und den Kontaktelektroden auf der Grundplatte eingehalten werden, um unbeabsichtigte Kurzschlußkontakte auszuschließen. Besonders flache Tastenfelder lassen sich daher auf diese Weise nicht erhalten.
Hinzu kommt sowohl bei den Tastenfeldern mit elektrisch leitendem Elastomer als auch bei den Puckeltastenfeldern die Gefahr einer nicht ganz sauberen Kontaktgabe bei nicht genau senkrechtem Niederdrücken des Tastenbereiches.
Die Gefahr einer unzureichend genauen Kontaktgabe wird bei Verwendung von Eiastomerfolien, die im Kontaktstückbereich mit pulvrigem, elektrisch hitfähigem Werkstoff gefüllt sind, weiter dadurch erhöht, daß durch aas beim Füllen der Elastomermischung im Füllbereich die Fließeigenschaften der Elastornermischung so weit verschlechternd beeinflußt werden, daß die ausgeformte und vernetzte Elastomerfolie in den gefüllten Bereichen Oberflächen aufweist, die nicht ausreichend glatt sind. Auch dadurch kann bei flacher Bauweise der Tastatur eine unbeabsichtigte fehlerhafte Kontaktgabe eintreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flachtastatur der eingangs genannten ohne Beeinträchtigung der Funktionssicherheit extrem dünn aufzubauen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Mittel gelöst.
Dadurch ergibt sich vorteilhafterweise auch ein weitaus besseres elastisches Verhalten, so daß die zur Erzeugung des Schaltkontaktes erforderlichen Druckkräfte geringer sind und die Rückstellkraft aufgrund der besseren Elastizität über eine längere Lebensdauer beibehalten wird. Wesentlich ist weiterhin, daß das mit der Elastomerfolie verbundene Kontaktstück aus einem leitenden flexiblen Werkstoff besteht, der bünd:g in der zur Grundplatte zeigenden Fläche der Elastomerfolie eingebettet ist und mit dieser Unterseite der Elastomerfolie
ίο auf gleichem Niveau freiliegt Um trotzdem ohne eine separate Zwischenschicht zwischen der Grundplatte und der Elastomerfolie auszukommen und andererseits einen definierten Kontaktabstand zwischen den auf der Grundplatte befindlichen Kontaktelektroden und dem in der Elastomerfolie vorhandenen Kontaktstück zu schaffen, ist die Elastomerfolie im Bereich des Kontaktstückes gegenüber ihrer Verbindungsfläche mit der Grundplatte konkav ausgebildet Allein die konkave Konfiguration der Elastomerfolie im Bereich des Kontaktstückes und die auf der Grundplatte vorgesehenen Kontaktelektrodenpaare bestimmen den Kontaktabstand, der durch Druck auf die Außenseite der Elastomerfolie zur Schließung des elektrischen Kontaktes zu überwinden ist Der Unsicherheitsparameter, der sonst durch die Stä.ke des oberen Kontaktstückes in einer Flachtastatur berücksichtigt werden muß, wird somit bei der beschriebenen Tastatur eliminiert Es bedarf daher keiner aufwendigen Kontrolle, wie weit das Kontaktstück von der Unterseite der Elastomerfolie absteht Vielmehr genügt es zu prüfen, daß die zur Grundplatte orientierte Fläche des Kontaktstückes bündig mit der Elastomerfolie abschließt, so daß Toleranzschwankungen in der Stärke des Kontaktstückes durch die entsprechend unterschiedliche Einbettung des Kontaktstück-Werkstoffes in der Elastomerfolie selbst ausgeglichen werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der beschriebenen Tastatur ist die Unterseite der Elastomerfolie aufgerauht, insbesondere durch Sandstrahlblasen. Dadurch wird erreicht, daß die Elastomerfolie, obwohl sie flächig auf der Grundplatte der Tastatur aufliegt, keine luftundurchlässige Verbundfläche bildet. Dies gewährleistet wiederum, daß in den Kontakträumen eingeschlossene Luft beim Niederdrücken des Tastenbereidies zwischen der Oberfläche der Grundplatte und der Unterfläche der Elastomerfolie aus dem Kontaktraum entweichen kann und beim Aufheben des auf den Tastenbereich ausgeübten Drucks wieder in diesen Kontaktrauoi zurückkehren kann.
so im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt F i g. 1 im Schnitt die Taste einer Flachtastatur nach dem Stand der Technik;
F i g. 2 bis 5 im Schnitt Flachtastaturen mit Elastomerfolien nach Ausführungsbeispielen der beschriebenen Flachtastatur;
F i g. 6a bis 6d in Schnittdarstellungen verschiedene Stadien eines Verfahrens zur Herstellung der Elastomerfolien für Flachtastaturen und
Fig. 7a und 7b weitere Schnittdarstellungen zur Veranschaulichung verschiedener Herstellungsstadien der Elastoinerfolie.
Im senkrechten Schnitt ist in der F i g. 1 der Aufbau einer Taste einer Flachtastatur nach dem Stand der Technik gezeigt. Die Elastomerfolie 1 weist einen Tastenbuckel 2 auf, unter dem ein Hohlraum als Kontaktraum ausgebildet ist. Zentral an der unteren Oberfläche des Tastenbuckels 2 ist ein Kontaktstück 3 befestigt, das
gegenüber der unteren Oberfläche des Tastenbuckels 2 vorspringt. Die untere Oberfläche des Kontaktstücks 3 liegt zwei Kontaktelektroden 4, 4 mit Abstand gegenüber, die auf einer Grundplatte 5 angeordnet sind. Durch Ausüben eines Drucks auf den Tastenbuckel 2 wird das Elastomer verformt, so daß das Kontaktstück 3 mit den Kontaktelektroden 4, 4 in Berührung gelangt und eine elektrisch leitende Verbindung zwischen diesen beiden Kontaktelektroden herstellt. Beim Aufheben des auf den Tastenbuckel ausgeübten Druckes, also beim Freigeben der Taste, wird das Kontaktstück 3 durch die im Buckel 2 wirkenden Rückstellkräfte des Elastomers aufwärts von den Kontaktelektroden 4, 4 abgehoben, so daß der Stromkreis unterbrochen wird.
Von dieser Ausbildung der bekannten Tastatur unterscheiden sich die in den Fig. 2 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispiele der beschriebenen Tastatur dadurch, daß das Kontaktstück 3 nicht auf die untere Oberfläche der Elastomerfolie 1 im Bereich des Buckeis 2 aufgesetzt, sondern in die Folie eingesetzt ist, und zwar auch dann, wenn das Kontaktstück in der in F i g. 5 gezeigten Weise in einer buckelartigen Ausformung der Elastomerfolie 1 eingesetzt ist.
In der aus F i g. 2 ersichtlichen Weise ist das Kontaktstück 3 in die aus elektrisch isolierendem Werkstoff bestehende Elastomerfolie 1 in der Weise eingebettet, daß die untere Oberfläche des Kontaktstücks 3 exakt in der Ebene der Unterseite der Elastomerfolie 1 freiliegt, und zwar zumindest in der Ebene oder dem Niveau der unteren Oberfläche der Elastomerfolie i in dem Bereich, in dem diese unmittelbar an das Kontaktstück angrenzt, in der in F i g. 2 gezeigten Weise kann dabei die Höhe des Tastenhubs durch die Stärke von Abstandsstücken 6, 6 eingestellt werden. Dabei ist die Elastomerfolie 1 über diese Abstandsstücke 6, 6 auf die Grundplatte 5 der Flachtastatur, die auch die Kontaktelektroden 4 trägt, aufgeklebt
Die gummielastische elektrisch isolierende Elastomerfolie, die eine Grundplatte der Tastatur bedeckt, enthält somit zumindest ein Kontaktstück aus einem elektrisch leitenden flexiblen Werkstoff, der fest haftend so direkt in die Folie eingearbeitet ist, daß seine untere Oberfläche exakt in der unteren Oberfläche der Elastomerfolie freiliegt oder mit seiner unteren Oberfläche in einer Ebene freiüegt, die gegenüber der unteren Oberfläche der Elastomerfolie zurückspringt. Nach dieser zweiten Alternative der Anordnung des Kontaktstücks in der Elastomerfolie springt die untere Oberfläche der Elastomerfolie unmittelbar an der Kante des Kontaktstücks auf die Ebene der freien Oberfläche dieses Kontaktstuckes zurück, so daS dieses gleichsam paßgenau in einer Ausnehmung in der unteren Oberfläche der Elastomerfolie eingebettet ist.
Über dem Kontaktstück 3 weist die Elastomerfolie 1 vorzugsweise irgendein Symbol, beispielsweise eine Ziffer oder einen Buchstaben, auf, um die Lage der Taste leicht identifizierbar zu machen. Dieses Symbol ist vorzugsweise auf der Außenseite der Elastomerfolie aufgedruckt oder beim Ausformen dieser als Hochrelief oder Tiefrelief mit ausgeformt.
Bei dem in F i g. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel der beschriebenen Tastatur ist das Kontaktstück 3 versenkt in die Elastomerfolie 1 eingebettet Die nach unten weisende freie Oberfläche des Kontaktstücks 3 springt gegenüber der das Kontaktstück unmittelbar umgebenden und an diese angrenzende untere Oberfläche der Elastomerfolie 1 unter Bildung einer Ausnehmung zurück, so daß beim Aufbringen der so ausgebildeten Elastomerfolie 1 auf die Oberfläche der Grundplatte 5 ein Hohlraum als Tasten- oder Kontaktkammer 7 entsteht. Bei dieser Ausbildung der Elastomerfolie 1 kann auf die in dem Ausführungsbeispie! nach Fig.2 benutzten Abstandsstücke 6 verzichtet werden.
Weiterhin ist bei dem in Fig.3 gezeigten Ausführungsbeispiel die über dem Kontaktstück 3 auf der Außenseite liegende Fläche der Elastomerfolie t durch ein Plättchen la markiert, das fest mit der Oberfläche der Elastomerfolie 1 verbunden ist und als Tastenkrone dient. Dabei kann dieses Plättchen la entweder selbst das Tastensymbol tragen, oder durchsichtig sein, so daß durch dieses Plättchen hindurch ein auf die Oberfläche der Elastomerfolie 1 gedrucktes Symbol erkennbar ist.
is Ein drittes Ausführungsbeispiel der beschriebenen Tastatur ist in der F i g. 4 gezeigt. In der Elastomerfolie 1 ist über den Kontaktelektroden 4,4 auf der Grundplatte 5 zur Bildung der Kontaktkammer eine halbkugelförmige oder kugelkappenförmige Ausnehmung ausgebildet, in deren Kuppe das flexible Kontaktelement 3 eingebettet ist. Das Kontaktelement 3 ist dabei wiederum in der Weise in die Elastomerfolie 1 eingebettet, daß seine freiliegende und kontaktgebende Oberfläche exakt in der Fläche freiliegt, in der auch die Oberfläche der unmittelbar angrenzend umgebenden Unterseite der Elastomerfolie 1 liegt, vorliegend also in der Kugelfläche der den Kontaktraum 7 bildenden Ausnehmung.
Ein viertes Ausführungsbeispiel der beschriebenen Tastatur ist schließlich in Fig. 5 dargestellt Die Kontaktkammer 7 ist durch eine buckelartige Ausbildung der Elastomerfolie 1 über den Kontakteiektroden 4, 4 auf der Grundplatte 5 begrenzt. Die untere Oberfläche des Kontaktstückes 3 liegt in der ebenen Kreisfläche frei, die den oberen Abschluß der Kontaktkammer 7 bildet. Auf der Außenseite der Elastomerfolie 1 ist durch Laminieren eine Verstärkungsfolie 8 aufgebracht, die die Steifheit und Rückstelleigenschaften der Elastomerfolie 1 verbessert und die außenliegende Oberfläche der Elastomerfolie 1 schützt.
Zur weiteren Verbesserung der Zuverlässigkeit beim Schließen und öffnen des elektrischen Kontakts zwischen den Kontaktelektroden 4, 4 und dem Kontaktstück 3 sind die vorstehend beschriebenen Flachtastaturen vorzugsweise mit Vorkehrungen zur Belüftung der Kontaktkammern 7 versehen. Zu diesem Zweck können zwischen den aufeinanderliegenden Oberflächen der Elastomerfolie 1 und der Grundplatte 5 Belüftungskanäle oder alternativ Belüftungsbohrungen in der Grundplatte 5 vorgesehen sein. Vorzugsweise wird die Belüftung der Kontaktkammer 7 jedoch dadurch bewirkt, daß die auf der oberen Oberfläche der Grundplatte 5 aufliegende untere Oberfläche der Elastomerfolie 1 durch Sandstrahlen oder entsprechende andere Maßnahmen, beispielsweise Verwendung erodierter Formwerkzeuge bei der Herstellung der Elastomerfolie I1 aufgerauht wird. Eine solche Aufrauhung 16 ist schematisch in der F i g. 4 gezeigt. Durch ein solches einfaches Aufrauhen der unteren Oberfläche der Elastomerfolie 1, insbesondere durch Sandstrahlen, ist einerseits auf einfachste Weise und vollkommen zuverlässig eine Belüftung der Kontaktkammer 7 gewährleistet, andererseits aber eine mechanische Schwächung der Grundplatte 5 und/oder der Elastomerfolie 1 durch Ausbildung von Bohrungen oder Kanälen ebenso verhindert wie eine durch solche definierten Kanäle oder Bohrungen geförderte Verschmutzung der Kontakträume 7.
Außerdem ist auch die kontaktgebende Oberfläche der Kontaktstücke 3 vorzugsweise nicht glatt, sondern
durch Sandstrahlen oder Prägen (in den Figuren nicht dargestellt) aufgerauht ausgebildet. Dadurch ist gewährleistet, daß sich das Kontaktstück beim Aufheben der auf die Taste einwirkenden Betätigungskraft augenblicklich von den Kontaktelektroden 4, 4 löst und auch nach ungewöhnlich langer Kontaktgabe und/oder ungewöhnlich starkem Kontaktandruck nicht an den Kontaktelektroden 4,4 haften bleibt.
Der Werkstoff, aus dem das Kontaktstück 3 besteht, ist vorzugsweise ein elektrisch leitfähiges Elastomer oder ein elektrisch leitfähiger thermoplastischer oder vernetzter Kunststoff oder eine Beschichtungsmasse. Der Werkstoff der elektrisch isolierenden Elastomerfolie 1 ist ein übliches elektrisch isolierendes Elastomer, beispielsweise Naturkautschuk, Silicongummi, N.itrilgummi oder Isoprenkautschuk. Die in der F i g. 5 gezeigte Verstärkung 8 kann eine Folie aus thermoplastischem Kunststoff, vorzugsweise aus Polyester, Polyimid oder Polyamid, sein, kann eine Metallfolie sein, vorzugsweise aus Aluminium, Kupfer, Edelstahl oder Zinn, kann ein Drahtnetz oder ein Gewebe aus synthetischen Fasern oder Glasfasern sein oder kann schließlich ein Laminat oder eine Verbundstruktur aus mehreren der vorstehend genannten Werkstoffe sein.
Ein Verfahren zur Herstellung der Elastomerfolie mit den Kontaktstücken ist in den F i g. 6a bis 6d schematisch dargestellt. In einer ersten Verfahrensstufe (F i g. 6a) werden auf einem Träger 9 die Kontaktstücke 3 in der benötigten Größe und Anordnung aufgebracht. Bei der Herstellung der Kontaktstücke 3 aus elektrisch leitfähigem Elastomer wird auf den Träger 9 zunächst eine gleichmäßige Schicht der unvernetzten elektrisch leitfähigen Elastomermischung aufgetragen. Diese Schicht wird dann unter Druck- und Wärmeeinwirkung in einem Formwerkzeug aus Metall zu der gewünschten Struktur der Kontaktstücke 3 auf dem Träger 9 verformt und dabei vollständig oder teilweise vernetzt. Das auf die mit der Elastomermischung beschichtete Trägerplatte 9 aufsetzende Formwerkzeug weist schmale Hochkanten auf, deren Verlauf der Kontur der Kontaktstücke 3 entspricht. Die Breite und Ausgestaltung der Konturränder am Formwerkzeug und die Schließkraft der Form sind dabei so aufeinander abgestimmt daß beim Schließen der Form gegen den Träger 9 alles Elastomermischungsmaterial zwischen der Oberfläche des Trägers 9 und den Stirnseiten der Konturstege oder Hochkanten des Formwerkzeugs herausgepreßt wird. Nach dem Öffnen der Form und dem Herausnehmen des Trägers 9 aus dem Werkzeug wird das nach dem Ausstechen der Kontaktstücke 3 diese umgebend stehengebliebene Gitter vom Träger 9 abgezogen, so daß auf der Oberfläche des Trägers 9 nur die Kontaktstücke 3 in der benötigten Anordnung und mit der benötigten Kontur stehenbleiben.
Bestehen die Kontaktstücke 3 dagegen aus einer elektrisch leitfähigen Beschichtungsmasse, so wird diese vorzugsweise durch ein Druckverfahren auf die Oberfläche des Trägers 9 aufgebracht. Dazu können prinzipiell beliebige an sich aus der Leiterbahndrucktechnik bekannte Druckverfahren, z.B. Siebdruckverfahren, verwendet werden.
In der anschließenden zweiten Verfahrensstufe (Fi g. 6b) wird auf den Träger 9 und über die Kontaktstücke 3 eine elektrisch isolierende unvernetzte Elastomermischung zur Bildung der Elastomerfolie 1 aufgetragen. Das Auftragen kann in an sich bekannter Weise durch Aufgießen, Aufspritzen oder Aufpressen erfolgen. Anschließend wird unter Druck unter Wärmeeinwirkung zur Elastomerfolie 1 vernetzt.
Das Aufbringen und Vernetzen der elektrisch isolierenden Elastomermasse erfolgt vorzugsweise nach den aus der Praxis des Laminierens bekannten Methoden.
Bei mechanisch empfindlichen Kontaktstücken 3, die unter Anwendung der Laminiertechnik dazu neigen, sich zu verformen, wird die unvernetzte elektrisch isolierende Elastomermasse zuvor vorzugsweise so ausgeformt, daß sie an den Stellen, an denen die Kontaktstükke eingebettet werden sollen, entsprechende Ausnehmungen vorgebildet enthalten. Wird dann die solcherart vorgeformte unvernetzte Elastomerfolie 1 auf den Träger 9 mit den Kontaktstücken 3 nach der Laminiertechnik aufgebracht, so wird auf die Kontaktstücke 3 kaum
!5 noch eine nennenswerte Verformungskraft aufgebracht. Bei mechanisch sehr empfindlichen Kontaktstücken 3 kann die elektrisch isolierende Elastomerfolie 3 im unvernetzten Zustand auch als flüssige Masse durch Aufgießen oder nach dem Tauchverfahren aufgebracht
werden. Auch solche flüssigen Elastomermischungen können nach dem Aufbringen als Schicht in üblicher Weise zu einer Elastomerfolie 1 vernetzt werden. Das Vernetzen der in irgendeiner Weise aufgebrachten elektrisch isolierenden unvernetzten Elastomermasse erfolgt unter Druckeinwirkung bei Raumtemperatur, vorzugsweise jedoch bei erhöhter Temperatur, wobei jedoch die Vernetzungscharakteristik des jeweiligen Elastomers ausschlaggebend ist Dadurch werden die Kontaktstücke 3 in situ in die Elastomerfolie 1 einvulkanisiert
In anderer Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens der Elastomerfolie kann der für das Kontaktstück 3 eingesetzte Werkstoff so gewählt werden, daß seine Plastizität oder Viskosität größer als die Plastizität oder Viskosität der für die Herstellung der elektrisch isolierenden Elastomerfolie 1 verwendeten Werkstoffs ist. Da beim Vernetzen der Schicht der Elastomerfolie das Aufbringen eines gewissen Mindestdrucks in praktisch allen Fällen unvermeidbar ist muß die Plastizität oder Viskosität des Werkstoffs für das Kontaktstück 3 zumindest so groß sein, daß unter diesen Vernetzungsbedingungen das Kontaktstück 3 durch die einwirkende Kraft nicht verformt wird. Wenngleich hierfür auch keine für alle denkbaren Werkstoffkombinationen verbindlichen Werte angegeben werden können, so ist als generelle Leitlinie doch zu beachten, daß die für die elektrisch isolierende Elastomerfolie 1 und für die Kontaktstücke 3 verwendeten Werkstoffe vorzugsweise so ausgewählt sein sollten, daß die Unterschiede in den Viskositäten beider Werkstoffe vor dem Vernetzen bzw. vor dem vollständigen Vernetzen zu einem einheitlichen Verbundkörper ausreichend verschieden voneinander sind, um die Form der vorgeformten Kontaktstücke 3 nicht zu zerstören. Aus diesem Grunde sollten daher die Kontaktstücke 3 vollständig oder zumindest teilweise vernetzt werden, bevor sie in die elektrisch isolierende EIastomerfolie 1 eingearbeitet werden. Wird für die Kontaktstücke 3 aus fertigungstechnischen Gründen ein Material verwendet das beim Aufbringen des die EIastomerfolie 1 bildenden Werkstoffs noch vollkommen unvernetzt ist, so wird dieses Material für das Kontaktstück 3 vorzugsweise so gewählt, daß es auch im unvernetzten Zustand zumindest weitgehend formbeständig ist.
Wenn als Grundwerkstoff für die Kontaktstücke und die elektrisch isolierende Elastomerfolie 1 das gleiche Elastomer verwendet wird, so können die Kontaktstücke 3 und die Elastomerfolie 1 problemlos durch ein-
faches Laminieren unter Wärme- und Druckeinwirkung ohne einen Haftvermittler zu einem einheitlichen Verbundkörper miteinander verbunden werden. Auf der anderen Seite wird vorzugsweise ein geringer Klebstoffanteil verwendet, wenn die Kontaktstücke 3 und die elektrisch isolierende Elastomerschicht 1 aus chemisch voneinander verschiedenen Werkstoffen bestehen. Bei der Verwendung von Haftvermittlern oder Klebstoff zu,*· Herstellung der Verbundfolie aus den Kontaktstükken 3 und der Elastomerfolie 1 muß jedoch darauf geächtet werden, daß kein Zusatzmaterial aus den Fugen zwischen den Kontaktstücken 3 und der Elastomerfolie 1 ausiritt.
Wenn die herzustellende Elastomerfolie mit den Kontaktstücken eine vollkommen ebene Unterfläche aufweisen soll, in der die unteren Oberflächen der Kontaktstücke 3 freiliegen, wie dies in der F i g. 2 gezeigt ist, ist die beim Laminieren oder beim Herstellen des Verbundkörpers verwendete untere Werkzeughälfte vollkommen eben. Sind Folienstrukturen der in den F i g. 3 bis 5 gezeigten Art herzustellen, so weist das Unterwerkzeug den Kontaktkammern 7 entsprechende Vorsprünge auf, die den Kammern die benötigte Form geben.
Im dritten Verfahrensschritt (F i g. 6c) wird der die Elastomerfoll·? bildende Verbundkörper mit den fest eingebetteten Kontaktstücken 3 aus dem Werkzeug genommen. Anschließend wird die Trägerfolie 9 von der Elastomerfolie J abgezogen, wobei das in der F i g. 6d gezeigte Verbundfolienprodukt erhalten wird.
Eine alternative Herstellungsmöglichkeit für die Elastomerfolie ist in den F i g. 7a und 7b gezeigt. Vollständig vernetzte Kontaktstücke 3 aus elektrisch leitfähigem Kautschuk werden auf die untere Oberfläche einer vorgeformten, aber unvernetzten elektrisch isolierenden Elastomerfolie 1 gelegt oder an dieser Oberfläche angeheftet (F i g. 7a). Die so angeordneten Kontaktstükke 3 werden dann von der Unterseite her in die unvernetzte Elastomerfolie 1 eingedrückt Anschließend wird die Elastomerfolie 1 vernetzt, wobei sich die fertige gummielastische Elastomerfoüe bildet, in der die Kontaktstücke 3 eingebettet sind (F i g. 7b). Bei diesem Herstellungsverfahren wird für die Herstellung von Strukturen, die in der in F i g. 5 gezeigten Art mit einer Verstärkungslage 8 verstärkt sind, diese Verstärkungslage 8 ebenfalls bereits auf die Oberfläche der unvernetzten Elastomerfoüe gelegt. Bei der anschließenden Druckeinwirkung auf die Struktur zum Eindrücken der Kautschukkontaktstücke 3 in die unvernetzte Elastomerfolie t ist dadurch gewährleistet, daß der aufgebrachte Druck die unvernetzte Elastomerfoüe 1 nicht unregelmäßig verformt. Die Verstärkung 8 kann nach dem Verpressen entweder mit auf die Elastomerfoüe 1 aufvulkanisiert werden oder kann von vornherein nur als Hilfswerkzeug ausgebildet sein, das nach dem Vernetzen wieder von der Elastomerfoüe 1 abgenommen wird.
Eine auf vorstehend beschriebene Weise hergestellte elektrisch isolierende biegsame und nachgiebige Elastomerfoüe mit mindestens einem eingebetteten Kontaktstück aus einem elektrisch leitenden flexiblen Werkstoff ermöglicht die Fertigung von kompakten und ungewöhnlich dünnen, sehr flachen Tastaturen, da zum einen durch das Einbetten der Kontaktstücke in die Elastomerfoüe, zum anderen durch die höhere Fertigungspräzisions eine signifikante Verringerung der Mindestbauhöhe der Fiachtastaturen erzielt wird. Flachtastaturen, die unter Verwendung der mit den Kontaktstücken versehenen Elastomerfoüe hergestellt werden, können in der Praxis ohne weiteres Tastenhublängen im Bereich von nur 0,5 bis 0,1 mm im Rahmen der normalen Serienfertigung erhalten.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Flachtastatur mit
einer Grundplatte, mindestens einem auf der Grundplatte fest angeordneten Kontaktelektrodenpaar,
einer Kunststoff-Folie aus elektrisch isolierendem, flexiblem Werkstoff, die die Grundplatte bis auf wenigstens einen Hohlraum im Bereich gegenüber dem bzw. den Kontaktelektrodenpaaren bedeckt und mit der wenigstens ein Kontaktstück aus elektrisch leitendem Werkstoff festhaftend verbunden ist, wobei das Kontaktstück im Bereich des Hohlraumes so angeordnet ist, daß beim Niederdrücken der Folie das Kontaktstück in Schaltkontakt mit einem Kontaktelektrodenpaar gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (t) als Elastomerfolie ausgebildet ist, und daß das Kontaktstück (3) aus einem elektrisch leitenden flexiblen Werkstoff besteht und in der zur Grundplatte (5) zeigenden Fläche der Elastomerfolie (1) bündig mit dieser und auf gleichem Niveau freiliegend eingebettet ist, wobei die zur Grundplatte (5) zeigende Fläche der Elastomerfolie (1) im und um den Bereich des Kontaktstückes (3) herum gegenüber ihrer Hauptebene konkav ausgebildet ist.
2. Flachtastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundfläche zwischen Grundplatte (5) und dieser zugewandten Fläche der Elastomerfolie (1) mindestens teilweise luftdurchlässig ausgebildet ist.
3. Flachtastatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite der Elastomerfolie (1) aufgerauht (\b)ausgebildet ist.
4. Flachtastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Grundplatte (5) zeigende Fläche der Elastonerfolie (1) im Bereich des Kontaktstückes (3) halbkugelförmig oder kugelkappenförmig ausgebildet ist.
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