EP1316980A1 - Betätigungsvorrichtung bzw. Schalter für elektronische Kleinstgeräte - Google Patents

Betätigungsvorrichtung bzw. Schalter für elektronische Kleinstgeräte Download PDF

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EP1316980A1
EP1316980A1 EP03003391A EP03003391A EP1316980A1 EP 1316980 A1 EP1316980 A1 EP 1316980A1 EP 03003391 A EP03003391 A EP 03003391A EP 03003391 A EP03003391 A EP 03003391A EP 1316980 A1 EP1316980 A1 EP 1316980A1
Authority
EP
European Patent Office
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membrane
contacts
switch
contact
electrically conductive
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03003391A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Wagner
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Sonova Holding AG
Original Assignee
Phonak AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Phonak AG filed Critical Phonak AG
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Publication of EP1316980A1 publication Critical patent/EP1316980A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01H13/78—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard characterised by the contacts or the contact sites
    • H01H13/785—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard characterised by the contacts or the contact sites characterised by the material of the contacts, e.g. conductive polymers
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    • H01H2223/00—Casings
    • H01H2223/002—Casings sealed
    • H01H2223/003—Membrane embracing all keys

Definitions

  • the present invention relates to an actuator, especially for electrical and electronic Small devices according to the preamble of claim 1, and a use of the device and a hearing aid with a Contraption.
  • toggle switches For small electronics devices, such as Hearing aids are so-called “toggle switches” and others Switches used to e.g. between different Programs to adjust the volume or just to turn the device on or off.
  • toggle switch there is usually one the contact switch covering flexible membrane, such as for example a molded silicone part, provided with a specially applied conductive layer.
  • the function this silicone membrane molded part consists on the one hand in the Sealing the housing against ingress of moisture and on the other hand to trigger the switching functions.
  • This Technology is similar to that of very simple safety mats Rubber or silicone, such as arranged at cheap calculators.
  • the advantage of this technique is that it is very easy to set up and use. New is only that the silicone molding is a conductive layer having.
  • the object of the present invention is thus in creating a switch or potentiometer or in an actuator in which the Switch contacts against the ingress of moisture and others Liquids are protected against pollution, and which contacts can be switched in the simplest way are.
  • the object is achieved by means of a Actuating device according to the wording of claim 1 solved.
  • An actuating device or a Switches for small electrical and electronic devices having at least two switching contacts, which via a spanning at least one of the contacts Membrane print on the membrane can be connected to each other are to trigger a switching process.
  • At least one of the contacts is in a peripheral zone Arranged membrane, and with this via an electrical conductive polymer connected to a conductor track, and the other contact is spanned by the membrane in such a way that when the device or membrane is not actuated this or the conductor track spaced from the other contact is. When actuated or when pressure is on the membrane these can be deflected against the other contact in such a way that the trace touches the other contact.
  • the membrane spanning the other contact is preferably designed so resilient that at Not actuating the membrane or the other contact facing conductor track are spaced from this.
  • the conductive polymer is preferably an anisotropically electrically conductive adhesive, the Conductivity preferably due to the use of a corresponding filler is achieved in the polymer.
  • the device according to the invention is on all sides against, for example, penetrating moisture
  • an appropriate polymeric material such as for example the electrically conductive adhesive sealed the switch housing underneath.
  • the proposed switch or the Actuators are particularly suitable for small electronic or electrical devices, such as especially for hearing aids.
  • FIGS 1a and 1b show a so-called “toggle switch” for the actuation of switch contacts in an electronic Smallest device 1 with connections 9 and 11, such as suitable for installation in a hearing aid.
  • Switch contacts 5 In one Side area 6 of the switch housing 1 are on the one hand Switch contacts 5 arranged and a center Switch contact 7, which for triggering a Switching process are to be connected to each other.
  • the Switch contacts 5 and 7 are covering or spanning a membrane or a so-called “cover layer” 13 provided, at the lower, facing the contacts Surface, a conductor track 15 is arranged.
  • cover layer 13 To now the to connect lateral contacts 5 to the conductor track 15, is the cover layer 13 over an electrically conductive polymer 17 connected together.
  • electrically conductive adhesive can be electrically conductive, for example Epoxy resins, polyurethane resins, silicone resins, Trade polyester resins, etc., the corresponding Polymer with electrically conductive fillers, such as metallic fillers, graphite, soot and the like are. Suitable as so-called cover layers are limited elastically flexible polymers such as polyimide.
  • a so-called toggle pin 19 are used by means which the membrane or the cover layer 13 against the middle contact 7 is pressed until the conductor 15 with the contact 7 comes into contact.
  • FIG. 1b shows the switch housing 1 and the cover layer 13 shown in top view. If it’s the Membrane or the cover layer 13 around a transparent membrane acts, the central electrode 7 is visible. Laterally and is hermetically sealed from the switch housing 1 the cover layer by means of the above-mentioned electrical conductive adhesive.
  • a special Layer structure can have optimal To achieve contact properties.
  • Contacts for relays preferably coated with gold, while in other applications other metals like Nickel, etc. can be used or special Alloys to prevent corrosion, for example.
  • Figure 2 shows a section of Figure 1a in Enlargement, which is now clearly on the Lateral electrode 5 arranged on the side surface 6 it can be seen which of the electrically conductive Adhesive 17 with the conductor track 15 of the cover layer 13 connected is. In the sense of a schematic representation are the electrically conductive fillers as balls 18 shown.
  • a further embodiment variant is in section in FIG of a switch 21 according to the invention, wherein it a position-sensitive or pressure sensitive switch or sensor.
  • peripheral electrodes 25 via an electrically conductive Adhesive 41 containing electrically conductive fillers 43 connected to a cover layer 37, on the underside thereof a conductor track 39 is arranged.
  • Adhesive 41 containing electrically conductive fillers 43 connected to a cover layer 37, on the underside thereof a conductor track 39 is arranged.
  • Various electrodes 27 to 35 are arranged position sensitive or pressure sensitive switches, as in Figure 3 shown, depending on the location or Actuating force a specific signal can be read out. With this signal e.g. in a hearing aid Program selection or volume can be regulated.
  • the cover layer can also affect the pressure by means of which only one electrode is contacted or several electrodes simultaneously through the conductor track be touched. In addition, by moving the Attack the actuation site or only one electrode be contacted.
  • the switch shown in Figure 3 can also with a "Snap frog" -like principle can be realized.
  • a Another option is to switch according to Figure 3 with a partially flexible housing or on a flexible substrate 23 as a so-called “magic switch” train.
  • FIGS. 4a and 4b again show a further embodiment of a switch 51 according to the invention, in which lateral electrodes 55 are again connected to the cover layer 61 via an adhesive 65 provided with electrically conductive fillers 67, on the underside of which the conductor track 63 is again arranged.
  • a single, longitudinally extended, central electrode 57 is formed, which can be actuated, for example, according to the "click frog" principle, FIG. 4a showing the switch in longitudinal section and FIG. 4b the switch in a view from above without a cover layer.
  • the carrier substrate 53 should be made of a somewhat thicker material than the switching electrode 57.
  • the actuation location 60 can be measured differentially according to the correlation x: y ⁇ E x : E y , as shown schematically in FIG. 4a.
  • FIG Design variant of a switch according to the invention shown Another schematic is shown in section in FIG Design variant of a switch according to the invention shown.
  • the switch arranged on a substrate 73 71 again has electrical conductors on each side or Electrodes 75, which by means of an insulation layer 74 are shielded from the outside. Again, these are Electrodes 75 with an electrically conductive adhesive 77 a so-called cover layer 83 connected to his Underside of a conductor track 81. By Pressing down this cover layer 83 becomes the conductor track 81 to the electrode 85 arranged centrally in the switch 71 pressed, making contact between the outer Electrodes 75 and the central electrode 85 are produced is and thus a transmitted signal by the with the central conductor connected conductor 87 continued can be. 5 are also shown in the switch all conductor tracks, for example, against The effects of moisture from the outside are hermetically sealed or protected against penetrating liquids.
  • Switch shown can have existing problems today the so-called “toggle switches” sustainably solved or be eliminated. This is particularly the case with hearing aids, where the Use of the so-called “toggle switches” to the input known problems described.
  • switches can other embodiments, of course be designed according to the invention, or else Switches or controllers can be used with the described Actuators to be replaced. Everywhere, where Moisture, any chemical substances, sweat, Sunscreen, etc. when operating switches one Role play, the proposed according to the invention Switches a reliable approach. So you can reliable even under unfavorable conditions, working, small electronic devices with appropriate switches are provided. For the Production of such devices, the invention means a strong cheapening and an increase in reliability, by cheap and well known materials and Molded parts can be used. Maintenance of the Small electronic devices can be significantly reduced become.

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  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

Ein Betätigungsorgan bzw. eine Betätigungsvorrichtung (1) für elektrische bzw. elektronische Kleinstgeräte weist mindestens zwei Schaltkontakte (5, 7) auf, welche über eine wenigstens einen der Kontakte überspannende Membran (13) auf Druck auf die Membran miteinander verbindbar sind, um einen Schaltvorgang auszulösen. Bei der vorgeschlagenen Betätigungsvorrichtung ist mindestens einer der Kontakte (5) in der Randzone der Membran angeordnet und mit diesem über ein elektrisch leitendes Polymer (17) mit einer Leiterbahn (15) verbunden, welche an der den Kontakten zugewandten Innenseite der Membran angeordnet ist. Die Membran mit der Leiterbahn überspannt den anderen Kontakt (7) derart, dass bei Nichtbetätigung der Vorrichtung die Membran bzw. die Leiterbahn vom anderen Kontakt beabstandet ist. Auf Druck ist die Membran derart zum anderen Kontakt hin auslenkbar, dass die Leiterbahn den anderen Kontakt berührt und somit eine Verbindung zwischen den beiden Kontakten (5, 7) hergestellt wird. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betätigungsorgan, insbesondere für elektrische und elektronische Kleinstgeräte gemäss dem Oberbegriff nach Anspruch 1, sowie eine Verwendung der Vorrichtung und ein Hörgerät mit einer Vorrichtung.
Bei Kleinstelektronikgeräten, wie beispielsweise Hörgeräten, werden sogenannte "Toggleswitches" und andere Schalter eingesetzt, um z.B. zwischen verschiedenen Programmen zu wählen, um die Lautstärke einzustellen oder um lediglich das Gerät ein- oder auszuschalten.
Bei einem sogenannten Toggleswitch ist in der Regel eine die Kontaktschalter überdeckende, flexible Membran, wie beispielsweise ein Silikonformteil, vorgesehen, mit einer speziell aufgebrachten, leitfähigen Schicht. Die Funktion dieses Silikonmembran-Formteiles besteht einerseits in der Abdichtung des Gehäuses gegen eindringende Feuchtigkeit und andererseits um die Schaltfunktionen auszulösen. Diese Technik ist ähnlich wie bei sehr einfachen Schaltmatten aus Gummi oder Silikon, wie beispielsweise angeordnet bei billigen Taschenrechnern. Der Vorteil dieser Technik ist, dass sie sehr einfach aufgebaut und anzuwenden ist. Neu ist lediglich, dass das Silikonformteil eine leitfähige Schicht aufweist.
Bei Geräten welche mit einer sogenannten "Toggle-Matte" ausgerüstet sind, treten im Gebrauch verschiedene Probleme auf. Ein Problem ist die nicht hermetische Abdichtung der Schaltkontakte gegen eindringende Feuchtigkeit bzw. Flüssigkeiten, so dass je nach Verunreinigung der Flüssigkeit undefinierte Kriechströme zwischen den Schaltkontakten entstehen können. Dies führt einerseits zu einem erhöhten Leckstrom des Schaltkreises und somit zu einer eingeschränkten Batterie-Lebensdauer und anderseits zu unkontrollierten Schaltvorgängen. Ein weiteres Problem der erwähnten Technik besteht darin, dass das verwendete Silikon nicht dauerhaft gegen alle in elektronischen Kleinstgeräten, wie Hörgeräten, verwendeten bzw. auftretenden Flüssigkeiten resistent sind. Einmal eingedrungene Flüssigkeit, beispielsweise infolge Kapillarkräfte, kann zum Quellen des Silikons führen. Aus verschiedenen Beobachtungen bei Geräten, bei welchen sogenannten Toggle-Matten verwendet wurden ergaben, dass es sich in der Regel um Sonnenschutzmittel oder Hautcremes handelt, welches durch Personen, welche die elektronischen Kleinstgeräten betätigen, auf den Schalter übertragen. Das Quellen des Silikons oder der leitenden Beschichtung führt zu einem Unterbruch der leitfähigen Beschichtung, welche dadurch in ihrer Leitfähigkeit beeinträchtigt wird und diese gar verlieren kann. Die Folge ist, dass ein zuverlässiges Schalten nicht mehr garantiert ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin im Schaffen eines Schalters oder Potentiometers bzw. in einer Betätigungsvorrichtung, bei welcher die Schaltkontakte gegen eindringende Feuchtigkeit und andere Flüssigkeiten sowie gegen Verschmutzung geschützt sind, und welche Kontakte auf einfachste Art und Weise schaltbar sind.
Erfindungsgemäss wird die gestellte Aufgabe mittels einer Betätigungsvorrichtung gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 1 gelöst.
Vorgeschlagen wird eine Betätigungsvorrichtung bzw. ein Schalter für elektrische bzw. elektronische Kleinstgeräte, aufweisend mindestens zwei Schaltkontakte, welche über eine wenigstens einen der Kontakte überspannenden Membranaufdruck auf die Membran miteinander verbindbar sind, um einen Schaltvorgang auszulösen.
Mindestens einer der Kontakte ist in einer Randzone der Membran angeordnet, und mit dieser über ein elektrisch leitendes Polymer mit einer Leiterbahn verbunden, und der andere Kontakt ist durch die Membran derart überspannt, dass bei Nichtbetätigung der Vorrichtung bzw. der Membran diese bzw. die Leiterbahn vom anderen Kontakt beabstandet ist. Bei Betätigung bzw. bei Druck auf die Membran ist diese gegen den anderen Kontakt derart auslenkbar, so dass die Leiterbahn den anderen Kontakt berührt.
Die den anderen Kontakt überspannende Membran ist vorzugsweise derart federnd ausgebildet, dass bei Nichtbetätigung die Membran bzw. die dem anderen Kontakt zugewandete Leiterbahn von diesem beabstandet sind.
Beim leitfähigen Polymer handelt es sich vorzugsweise um einen anisotrop-elektrisch leitenden Klebstoff, wobei die Leitfähigkeit vorzugsweise aufgrund der Verwendung eines entsprechenden Füllstoffes im Polymer erzielt wird.
Zur Lösung des eingangs gestellten Problemes werden im Stand der Technik eine Reihe von Lösungsansätzen vorgeschlagen, wie insbesondere in den US-Patenten 4 375 018, 6 417 467, 5 463 692 und 5 990 425 sowie in den internationalen Anmeldungen 95/12207, WO 01/67843, der europäischen Patentanmeldung EP 0 311 233 und der deutschen Offenlegungsschrift DE 43 31 382. Alle Vorschläge zielen darauf ab, möglichst nach aussen hermetisch abgeschlossene Schalter bzw. Schalteranordnungen vorzuschlagen, um die eingangs geschilderte Problematik bezüglich Feuchtigkeit bzw. eindringender Flüssigkeiten zu lösen. In keinem der angeführten Dokumente jedoch wir ein Lösungsansatz offenbart, welcher demjenigen der vorliegenden Erfindung entspricht. Durch die Verwendung eines elektrisch leitenden Klebstoffes wird es möglich, einen Schalter bzw. eine Schaltanordnung oder ein Potentiometer vorzuschlagen, welches im Vergleich zum Stand der Technik eine wesentlich einfachere Konstruktion aufweist bzw. in der Herstellung wesentlich einfacher ist.
Gemäss einer weiteren Ausführungsvariante der erfindungsgemässen Vorrichtung ist die Membran allseitig gegenüber beispielsweise eindringender Feuchtigkeit durch Verwendung eines entsprechenden polymeren Materials, wie beispielsweise des elektrisch leitfähigen Klebstoffes, mit den darunter angeordneten Schaltergehäuse abgedichtet.
Gemäss einer weiteren Ausführungsvariante sind mehrere Schaltkontakte vorgesehen, welche durch Druck auf die Membran schaltbar bzw. betätigbar sind.
Weitere bevorzugte Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen Betätigungsvorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen charakterisiert.
Der erfindungsgemäss vorgeschlagene Schalter bzw. die Betätigungsvorrichtung sind insbesondere geeignet für elektronische bzw. elektrische Kleinstgeräte, wie insbesondere für Hörgeräte.
Die Erfindung wird nun beispielsweise und unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1a und 1b
im Schnitt und in Ansicht von oben eine erfindungsgemässe Betätigungsvorrichtung,
Fig. 2
einen Ausschnitt aus Figur 1 in Vergrösserung,
Fig. 3
eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemässen Betätigungsvorrichtung im Längsschnitt,
Fig. 4a und 4b
im Längsschnitt und in Ansicht von oben eine weitere Ausführungsvariante einer erfindungsgemässen Betätigungsvorrichtung, und
Fig. 5
eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemässen Schalters.
Figuren 1a und 1b zeigen eine sogenannte "Toggleswitch" für das Betätigen von Schaltkontakten bei einem elektronischen Kleinstgerät 1 mit Anschlüssen 9 und 11, wie beispielsweise geeignet für den Einbau in einem Hörgerät. In einem Seitenbereich 6 des Schaltergehäuses 1 sind einerseits Schaltkontakte 5 angeordnet sowie ein mittiger Schaltkontakt 7, welche für das Auslösen eines Schaltvorganges miteinander zu verbinden sind. Die Schaltkontakte 5 und 7 überdeckend bzw. überspannend ist eine Membran bzw. ein sogenannter "Coverlayer" 13 vorgesehen, an dessen unteren, den Kontakten zugewandeten Oberfläche, eine Leiterbahn 15 angeordnet ist. Um nun die seitlichen Kontakte 5 mit der Leiterbahn 15 zu verbinden, ist der Coverlayer 13 über ein elektrisch leitendes Polymer 17 miteinander verbunden. Dabei kann es sich um einen elektrisch leitenden Klebstoff handeln, wie an sich in der Elektroindustrie bestens bekannt. Bei elektrisch leitenden Klebern kann es sich beispielsweise um elektrisch leitende Epoxidharze, Polyurethanharze, Silikonharze, Polyesterharze, etc. handeln, wobei das entsprechende Polymer mit elektrisch leitenden Füllstoffen, wie metallenen Füllstoffen, Grafit, Russ und dgl., versetzt sind. Als sogenannte Coverlayer geeignet sind beschränkt elastisch flexible Polymere, wie beispielsweise Polyimid.
Für das Betätigen des Schalters 3 kann beispielsweise ein sogenannter Toggle-Stift 19 verwendet werden, mittels welchem die Membran bzw. der Coverlayer 13 gegen den mittigen Kontakt 7 gedrückt wird bis die Leiterbahn 15 mit dem Kontakt 7 in Berührung gelangt.
In Figur 1b ist das Schaltergehäuse 1 und der Coverlayer 13 in Ansicht von oben dargestellt. Falls es sich bei der Membran bzw. dem Coverlayer 13 um eine transparente Membran handelt, ist die mittige Elektrode 7 sichtbar. Seitlich und hermetisch abgedichtet gegenüber dem Schaltergehäuse 1 ist der Coverlayer mittels des oben erwähnten elektrisch leitenden Klebstoffes.
Bezüglich der Kontakte bzw. Elektroden ist ergänzend zu erwähnen, dass diese beispielsweise einen speziellen Schichtaufbau besitzen können, um optimale Kontakteigenschaften zu erreichen. So sind beispielsweise Kontakte für Relais vorzugsweise mit Gold beschichtet, währenddem bei anderen Anwendungen andere Metalle, wie Nickel, etc. verwendet werden können oder spezielle Legierungen, um beispielsweise Korrosion zu verhindern.
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus Figur 1a in Vergrösserung, wobei nun deutlich die auf der Seitenoberfläche 6 angeordnete seitliche Elektrode 5 erkennbar ist, welche über den elektrisch leitenden Klebstoff 17 mit der Leiterbahn 15 des Coverlayers 13 verbunden ist. Im Sinne einer schematischen Darstellung sind die elektrisch leitenden Füllstoffe als Kugeln 18 dargestellt.
Das eingangs geschilderte Problem bzw. die erfindungsgemässe Aufgabe wird durch die hermetische Abdichtung der Schaltkontakte gegenüber eindringender Feuchtigkeit durch die Verwendung des elektrisch leitenden Klebstoffes und des Coverlayers gelöst. Der in den Figuren 1a, 1b und 2 dargestellte, hermetisch geschlossene Schalter, auf Basis eines sogenannten Flexprints, zeichnet sich durch folgende Vorteile aus:
  • Als Coverlayer 13 kann grundsätzlich ein beliebiges Material und Dicke gewählt werden. Anstelle des vorgeschlagenen Polyimids kann selbstverständlich ein anderes geeignetes Polymer oder Keramik, Glas oder Metall verwendet werden, welches bzw. welche über die geforderten, elektrischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften verfügt. Derartige Materialien können von bestehenden Flexprint-Lieferanten hergestellt und bezogen werden.
  • Die Applikation eines anisotropen Klebstoffes, wie in Vergrösserung in Figur 2 dargestellt, ist einfach und zuverlässig möglich. Elektrisch leitende Polymere, wie die erwähnten anisotropen Klebstoffe, sind z.B. schon als vorgefertigte Teile zu beziehen, was die Anwendung stark vereinfacht. Derartige Kleber, wie insbesondere Reaktionskleber, lassen sich beispielsweise durch Licht, UV, Infrarot aktivieren, wodurch die Temperaturbelastung auf ein Minimum reduziert wird.
In Figur 3 ist im Schnitt eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemässen Schalters 21 dargestellt, wobei es sich beispielsweise um einen positionssensitiven bzw. drucksensitiven Schalter oder Sensor handelt. Wiederum sind periphere Elektroden 25 über einen elektrisch leitenden Kleber 41, beinhaltend elektrisch leitende Füllstoffe 43 mit einem Coverlayer 37 verbunden, an dessen Unterseite eine Leiterbahn 39 angeordnet ist. Auf dem Substrat 23 angeordnet sind diverse Elektroden 27 bis 35. Beim positionssensitiven bzw. drucksensitiven Schalter, wie in Figur 3 dargestellt, kann je nach Betätigungsort oder Betätigungskraft ein spezifisches Signal ausgelesen werden. Mit diesem Signal kann z.B. in einem Hörgerät die Programmwahl erfolgen oder die Lautstärke geregelt werden.
Je nach Druck bei der Betätigung werden jeweils mehr oder weniger Elektroden kontaktiert. Durch Wahl des Materials des Coverlayers kann im übrigen die Druckkraft beeinflusst werden, mittels welcher nur eine Elektrode kontaktiert wird oder mehrere Elektroden gleichzeitig durch die Leiterbahn berührt werden. Zudem kann durch örtliche Verschiebung des Angriffes der Betätigungsort bzw. nur eine Elektrode kontaktiert werden.
Der in Figur 3 dargestellte Schalter kann auch mit einem "Knackfrosch"-ähnlichen Prinzip realisiert werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Schalter gemäss Figur 3 mit einem partiell flexiblen Gehäuse bzw. auf einem flexiblen Substrat 23 als sogenannte "Magic Switch" auszubilden.
In den Figuren 4a und 4b wird erneut eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemässen Schalters 51 dargestellt, bei welchem erneut seitliche Elektroden 55 über einen mit elektrisch leitenden Füllstoffen 67 versehenen Klebstoff 65 mit dem Coverlayer 61 verbunden sind, an dessen Unterseite erneut die Leiterbahn 63 angeordnet ist. In der Ausführung gemäss Figur 4 ist eine einzige, längsausgedehnte, mittige Elektrode 57 ausgebildet, welche beispielsweise nach dem "Knackfrosch"-Prinzip betätigbar ist, wobei Figur 4a den Schalter im Längsschnitt zeigt und Figur 4b den Schalter in Ansicht von oben ohne Coverlayer. Beim "Knackfrosch"-Prinzip werden die unterschiedlichen geometrischen Längenausdehnungen der Lagen ausgenützt. Das Trägersubstrat 53 sollte dabei aus einem etwas dickeren Material bestehen als die Schaltelektrode 57. Je nach Ausbildung der Schaltelektrode 57 ist es übrigens auch möglich den Schalter gemäss Figur 4 als Folientastatur auszubilden, indem je nach Ort der Betätigung der Tastatur eine unterschiedliche Stromstärke beim Schaltvorgang durch den Schalter fliessen kann. Dabei ist der Betätigungsort 60 differentiell gemäss der Korrelation x:y ≅ Ex : Ey messbar, wie schematisch in Fig. 4a dargestellt.
In Figur 5 ist im Schnitt schematisch eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemässen Schalters dargestellt. Der auf einem Substrat 73 angeordnete Schalter 71 weist erneut je seitlich elektrische Leiterbahnen bzw. Elektroden 75 auf, welche mittels einer Isolationsschicht 74 gegen aussen hin abgeschirmt sind. Wiederum sind diese Elektroden 75 über einen elektrisch leitenden Kleber 77 mit einem sogenannten Coverlayer 83 verbunden, der an seiner Unterseite eine Leiterbahn 81 aufweist. Durch Herunterdrücken dieses Coverlayers 83 wird die Leiterbahn 81 an die mittig im Schalter 71 angeordnete Elektrode 85 gedrückt, womit ein Kontakt zwischen den äusseren Elektroden 75 und der mittigen Elektrode 85 hergestellt wird und somit ein übertragenes Signal durch die mit der mittigen Elektrode verbundene Leiterbahn 87 weitergeführt werden kann. Auch im Schalter dargestellt in Figur 5 sind sämtliche Leiterbahnen beispielsweise gegen Feuchtigkeitseinflüsse von aussen hermetisch abgeschlossen bzw. gegen eindringende Flüssigkeiten geschützt.
Durch den in den Figuren 1 bis 5 beispielsweise dargestellten Schalter können heute bestehende Probleme mit den sogenannten "Toggleswitches" nachhaltig gelöst bzw. eliminiert werden. Dies insbesondere bei Hörgeräten, wo die Verwendung der sogenannten "Toggleswitches" zu den eingangs beschriebenen bekannten Problemen geführt hat.
Zusätzlich zu Hörgeräten und den unter Bezug auf die Figuren 1 bis 5 beschriebenen Schalter können selbstverständlich andere Ausführungsformen erfindungsgemäss ausgestaltet werden, oder aber andere Schalter oder Regler können mit den beschriebenen Betätigungsvorrichtungen ersetzt werden. Überall dort, wo Feuchtigkeit, irgendwelche chemischen Substanzen, Schweiss, Sonnenschutzmittel, usw. beim Betätigen von Schaltern eine Rolle spielen, bieten die erfindungsgemäss vorgeschlagenen Schalter einen zuverlässigen Lösungsansatz. Somit können auch unter ungünstigen Bedingungen zuverlässig, funktionierende, kleinstelektronische Geräte mit entsprechenden Schaltern versehen werden. Für die Produktion derartiger Geräte bedeutet die Erfindung eine starke Verbilligung und eine Erhöhung der Zuverlässigkeit, indem billige und an sich bestens bekannte Materialien und Formteile verwendet werden können. Auch die Wartung der elektronischen Kleinstgeräte kann erheblich reduziert werden.

Claims (12)

  1. Betätigungsvorrichtung (1, 21, 51, 71) für elektrische bzw. elektronische Kleinstgeräte, aufweisend mindestens zwei Schaltkontakte (5,7; 25, 27; 55, 57; 75, 83), welche über eine wenigstens einen der Kontakte überspannende Membran (13, 37, 61, 81) auf Druck auf die Membran miteinander verbindbar sind um einen Schaltvorgang auszulösen, dadurch gekennzeichnet, dass der eine der Kontakte (5, 25, 55, 75) in der Randzone der Membran angeordnet ist und mit dieser über ein elektrisch leitendes Polymer (17, 41, 65, 77) mit einer Leiterbahn (15, 39, 63, 83) verbunden ist, welche an der den Kontakten zugewandten Innenseite der Membran angeordnet ist, und der andere Kontakt (7, 27, 57, 85) durch die Membran derart überspannt ist, dass bei Nichtbetätigung der Vorrichtung die Membran bzw. die Leiterbahn vom anderen Kontakt beabstandet ist, und die Membran auf Druck derart zum anderen Kontakt auslenkbar ist, dass die Leiterbahn den anderen Kontakt berührt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran aus einem wenigstens partiell elastisch federnden Polymer, wie beispielsweise aus Polyimid, oder einem anderen geeigneten Material gefertigt ist.
  3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim elektrisch leitenden Polymer um einen anisotropen Klebstoff handelt, wie beispielsweise einem mit elektrisch leitenden Füllstoffen gefüllten Polymer.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich beim elektrisch leitenden Polymer um ein reaktives Polymer, wie beispielsweise Epoxydharz, Polyurethanharz, Silikonharz, Polyesterharz, und dgl. handelt, welches einen elektrisch leitenden Füllstoff beinhaltet, wie einen metallenen Füllstoff, ein kohlenstoffartiges Material, Russ, mit einem elektrisch leitenden Material beschichtete Polymerkugeln, wie nickeloder silberbeschichtete Polymerkugeln, etc.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Kontakte für das Einstellen bzw. Optimieren der Kontakteigenschaften einen speziellen Schichtaufbau besitzt (besitzen), beispielsweise aufweisend einen Coverlayer aus Gold, Nickel oder einem anderen geeigneten Metall bzw. einer Metalllegierung, insbesondere zur Verhinderung von Korrosion.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran bzw. Coverlayer seitlich vollständig hermetisch gegenüber einem die Schaltkontakte aufweisenden Substrat abgedichtet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nebst dem oder den mit der Membran leitend verbundenen Kontakten mindestens zwei oder mehr Schaltkontakte vorgesehen sind, welche durch Betätigung der Membran, beispielsweise auf Druck, schaltbar sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte auf einer wenigstens teilweise flexiblen Unterlage bzw. einem flexiblen Substrat angeordnet sind, und dass der Schalter im Sinne einer sogenannten "Magic Switch" durch teilweises Biegen des Substrates und gleichzeitigem Führen der Membran gegen den oder die überspannten Kontakte betätigbar ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter nach dem "Knackfrosch"-Prinzip betätigbar ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Membran überspannte andere Kontakt längsausgedehnt ist und im Sinne einer Folientastatur betätigbar ist.
  11. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, für das Auslösen eines oder mehrerer Schaltvorgänge an einem elektronischen bzw. elektrischen Kleinstgerät.
  12. Hörgerät mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Hörgerät mittels der Vorrichtung ein-/ausschaltbar ist, mit der Vorrichtung eine Programmwahl erfolgen kann und/oder die Lautstärke geregelt werden kann.
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