Vielfältige Folientastaturen Von Tastaturen und Platinen

Betrachtet man den Aufbau einer Folientastatur genauer, so sind gewisse Ähnlichkeiten zum Aufbau typischer Leiterplatten nicht zu übersehen. Das haben natürlich auch Leiterplattenhersteller bemerkt, die von Haus aus das notwendige Know-how mitbringen. So entstehen interessante neue Ansätze bei der Tastaturtechnik.

Der wesentliche Aspekt der Folientastatur befindet sich unter der Tastenoberfläche: Schaltkreise, die beispielsweise auf Polyestersubstrate gedruckt werden, darüber je nach Technologie unterschiedliche Folien aus verschiedenen Materialien - eine gewisse Ähnlichkeit zur Platinenfertigung ist zweifellos vorhanden. Das hat den Nebeneffekt, dass sich Tastatur und Leiterplatte direkt kombinieren lassen, ohne dass etwa eine Trägerplatte nötig wäre.
Die Stärke des Leiterplattenmaterials, beispielsweise FR4, wird hier so gewählt, dass die Stabilität mit der einer Metall-Trägerplatte vergleichbar ist. Frontseitig wird dann die Dekorschicht wie bei einer herkömmlichen Tastatur aufgebaut. Mit solch einer Konstruktion lassen sich die Kosten deutlich senken. Überdies lassen sich die mit Folientastatur versehenen Leiterplatten auf der Rückseite mit Bauelementen bestücken.
Beim Leiterplattenhersteller Häusermann, dessen zweites Standbein Produktion und Vertrieb der widerstandsfähigen Eingabesysteme ist, arbeiten so alle Fachabteilungen zusammen. Die Leiterplatte als Schaltungsebene und als Trägerplatte in einem lässt sich so zu einem anwendungsspezifischen Eingabesystem kombinieren. Der übrige Aufbau der Tastaturen entspricht den gängigen Konstruktionen. Zudem können die Leiterplatten nur Tasten aufweisen oder auch zur Beleuchtung und für Anzeigen mit LEDs bestückt sein. Auch ist es möglich, die gesamte Steuerung des Geräts zu integrieren. Alle Kombinationen der Grundplatten, Einschubtiefen und Display-Ausführungen lassen sich mit dieser Technik problemlos realisieren.

Kreative Tastaturen

Folientastaturen erlauben es, ganz ungewohnte Gestaltungsideen um- zusetzen, mit und ohne taktile Rückmeldung, starr oder flexibel. Beispielsweise stellen Folientastaturen mit Druckpunkt ein eindeutiges, prellarmes Schaltverhalten sicher, und zwar unabhängig von der Art der Tastenbetätigung. Die Formgebung der Kontaktfelder garantiert zwangsläufig eine sichere Kontaktgabe mit deutlicher Rückmeldung.

Generell bestehen Folientastaturen aus einem Folienverbund, der sich aus mindestens vier Folienebenen zusammensetzt (Bild 1). Als Dekorfolie kommen Polyesterfolien mit Dicken von 0,10 mm bis 0,25 mm zum Einsatz. Die Verklebung und Distanzierung der einzelnen Schichten erfolgt durch beidseitig mit Acrylatklebern beschichtete Polyesterträger in Stärken zwischen 0,05 mm und 0,30 mm. Die Schaltung der Folientastatur wird entweder mit Polymerpasten mit einem hohen Silberanteil auf Polyesterfolien im Siebdruck aufgebracht oder als Leiterplatte realisiert. Bei der Folienschaltung ist es möglich, nichtleitende Stellen der Schaltungen mit einem UV-härtenden Isolationslack zu überdrucken. Auf diese Weise lassen sich auch Brücken (vergleichbar mit Durchkontaktierungen auf Leiterplatten) realisieren. Als letzte Ebene wird die Klebefolie aufgebracht. Diese lässt sich individuell an den Anwendungsfall und das Gehäusematerial anpassen.
Ein weiteres großes Anwendungsfeld ist das der Silikontastaturen. Diese gewinnen in der industriellen Automatisierung, der Medizintechnik, speziell aber in der Konsumgüterindustrie zunehmend an Bedeutung. Sie stellen eine kostengünstige Alternative zu herkömmlichen Folientastaturen dar und bieten gegenüber mechanischen Tastaturen deutliche Vorteile. Die Silikontastaturen zeichnen sich durch eine hohe Bruchfestigkeit und Lebensdauer aus. Durch verschiedene Kontaktierungsmöglichkeiten lassen sich Schaltimpulse direkt auf einer entsprechenden Leiterplatte ausführen. Die vergleichsweise niedrigen Initialkosten für Werkzeuge erlauben kostengünstige, individuell gestaltete kundenspezifische Designvarianten, gepaart mit einer hohen Wertigkeit der Produkte. Zudem lässt sich mit einer individuell gestalteten Schaltmembran für jede Anwendung eine passende Haptik realisieren. Die Gestaltungsmöglichkeiten sind also vielfältig und mit Techniken wie Schnappscheiben unter den Schaltmatten oder Leiterplatten kombinierbar. Für besondere Bedürfnisse und um bestimmte Marktanforderungen zu erfüllen, stehen überdies Anschlussfahnen für Nullkraftsteckverbinder oder angecrimpte Stecker bzw. Buchsenkontakte zur Verfügung.

Eingabe-Auswahl

Eingabesysteme sind so individuell wie die jeweilige Anwendung. Schließlich gilt: Eingabeeinheiten müssen den gegebenen Anforderungen standhalten und dabei benutzerfreundlich sowie stilvoll gestaltet sein. Daher stehen vielfältige Systemlösungen für individuell und anspruchsvoll gestaltete Eingabeeinheiten zur Verfügung: Ob Touchscreen-Fronten mit Montage von Gläsern und Touchscreens, kapazitive Tastaturen, Kurzhubtaster oder Folientastaturen in verschiedenen Techniken, Größen, Farben und Designs - das Angebot ist riesig.
Häusermann unterstützt seine Kunden bei der Materialauswahl, dem Layout und der individuellen Farbgestaltung. Folientastaturen mit diversen Prägevarianten, verschiedenen Aufbauten und integrierten Bauteilen sind genauso möglich wie Kurzhubtastaturen einschließlich der notwendigen Grundplatten und der dazugehörigen Leiterplatten und Bestückungen. Der Hersteller kann dabei umfassende Entwicklungsunterstützung leisten, da er von der Verbindung zur Leiterplatte über den Folienaufbau bis zur Bestückung alle Bereiche selbst abdeckt.

Rettende Tastaturen

Ein Anwendungsbeispiel sind die Lawinenverschütteten-Suchgeräte (LVS) von Pieps, in denen Folientasten von Häusermann zum Einsatz kommen. Die LVS-Geräte der Serie »DSP« (Bild 2) haben ein volldigitales Drei-Antennen-System, das gleichmäßigen Empfang in alle Richtungen garantiert und durch eine Signaltrennung bei einer Mehrfachverschüttung die Anzahl der Verschütteten anzeigt.
Die damit mögliche punktgenaue Ortung von Verschütteten spart unter Umständen lebensrettende Sekunden. In enger Entwicklungskooperation mit Pieps wurde die Folientastatur des LVS-Geräts »DSP/DSP Tour« mit Touch-Display konzipiert. Das batteriebetriebene Suchsystem lässt sich selbst mit Handschuhen leicht bedienen, hat eine Frequenz von 457 kHz und eine Reichweite von 50 m. Derzeit befindet sich die vierte Geräteversion im Entwicklungsstadium.

Über den Autor:

Robert Ratheiser ist Produktmanager Folientastatur bei Häusermann.