NL8005281A

NL8005281A - Schakelbord met aanraakschakelaars alsmede werkwijze voor het vervaardigen hiervan.

Info

Publication number: NL8005281A
Application number: NL8005281A
Authority: NL
Original assignee: Bfg Glassgroup
Priority date: 1979-09-28
Filing date: 1980-09-23
Publication date: 1981-03-31
Also published as: DE3036049C2; BE885097A; CH639228A5; FR2466909A1; AT377399B; ES253277U; JPH0222488B2; IT1130507B; ES8200507A1; CA1157925A; ES253277Y; SE447435B; SE8006741L; ATA482480A; ES495563A0; JPS5657228A; FR2466909B1; DE3036049A1; IT8068428A0

Description

* ** N/29.600-dV/f.

*

Schakelbord met aanraakschakelaars alsmede werkwijze voor het vervaardigen hiervan.

De uitvinding heeft betrekking op een schakelbord met aanraakschakelaars, voorzien van een diëlectrische laag, die ten minste êën aanraakschakelaar draagt, waarbij de (elke) schakelaar een eerste, aanraakbare elektrode op de 5 éne zijde van de laag en een tweede en een derde elektrode op de tegenoverliggende zijde van de laag omvat, die van elkaar zijn gescheiden en capacitief samenhangen met de eerste elektrode, alsmede op een werkwijze voor het vervaardigen hiervan.

20. De drie elektroden vormen te zamen twee in serie geschakelde condensatoren. Tijdens gebruik wordt een wissel-stroomsignaal toegevoerd aan de tweede of de derde elektrode, terwijl de andere elektrode wordt aangesloten op een uitgang-bewakingscircuit. Als de eerste elektrode met een vinger 25 wordt aangeraakt, neemt het signaal, dat aan de ingang van het bewakingscircuit wordt doorgegeven, aanmerkelijk af, welke signaalafname wordt benut om de schakelwerking tot stand te brengen.

Dergelijke schakelaars kunnen op verschillende 20. terreinen worden toegepast, bij voorbeeld als liftbedienings-schakelaars, als schakelaars voor huishoudelijke apparatuur (bijvoorbeeld voor een fornuis) en bij schakelstelsels, zoals bij voorbeeld een telefoonkiesschijf, of als een ingangs-toetsenbord voor een computer.

25 Om een betrouwbare schakelwerking te verkrijgen, dient een dergelijke schakelaar een zo groot mogelijke capaciteit te bezitten. De reden hiervoor is, dat het signaal, dat door een impulsgenerator aan de elektrode wordt geleverd, zo groot mogelijk dient te blijven als het in het detectie-3Q circuit komt, rekeninghoudende met de capaciteit van de in-gangsimpedantie. Hoe groter dit niveau is, des te gemakkelijker zal de onderdrukking van ruissignalen zijn door middel van een drempelcircuit, dat deel uitmaakt van het detectie-circuit. Voor verschillende in de handel verkrijgbare detec-35 tiecircuits, die speciaal zijn ontwikkeld voor schakelsyste-men met aanraakschakelaars, kan een typische waarde voor de capaciteit van het systeem van 3 pF worden genoemd.

80 0 5 28 1 » -2-

In het bijzonder voor een schakelbord met een reeks schakelaars is het gewenst, dat elke schakelaar een klein oppervlak in beslag neemt. Dit desideratum is tot op zekere hoogte in strijd met de eis, dat de capaciteit boven 5 een bepaalde drempelwaarde moet liggen, aangezien volgens de bekende formule de capaciteit van een condensator met vlakke platen evenredig is met het oppervlak hiervan.

Volgens deze zelfde formule is de capaciteit omgekeerd evenredig met de dikte van het diëlectrische mate-10 riaal, zodat het uiteraard mogelijk zou zijn om zowel het oppervlak van de schakelaar en de dikte van het paneel te verkleinen, terwijl dezelfde capaciteit wordt gehandhaafd.

Voorts is het mogelijk om de capaciteit te beïnvloeden door een keuze van het diëlectrische materiaal, 15 doch dit kan in strijd zijn met andere eisen. Een natuurlijk diëlectrisch materiaal, zoals mica, leent zich bij voorbeeld niet voor een serieproductie met grote aantallen. Kunststof-materialen scheuren gemakkelijk af en zijn in het algemeen flexibel als zij dun zijn uitgevoerd, zodat een schakelbord 20 met een aanraakelektrode, die op een diëlectrische kunststof-laag is aangebracht, snel zou slijten tot het punt, waarbij de werking onbetrouwbaar wordt. Het gebruik van gewoon na-tronkalkgias als diëlectricum geeft bevredigende resultaten ten aanzien van de krasbestendigheid, doch de glaslaag moet 25 voldoende dik zijn uitgevoerd om bestand te zijn tegen stoten. Hierdoor wordt de afmeting beperkt, tot welke een schakelaar kan worden verkleind, terwijl de capaciteit boven een bepaalde drempelwaarde blijft.

De uitvinding beoogt een schakelbord van de 30 in de aanhef genoemde soort te verschaffen, waarbij dit probleem op eenvoudige, doch. niettemin doeltreffende wijze is ondervangen.

Hiertoe heeft het schakelbord volgens de uitvinding het kenmerk, dat de diëlectrische laag uit glas be-35 staat, dat is blootgesteld aan een chemische hardingsbehande-ling, waarbij ten· minste één van de elektroden wordt gevormd door een op de laag aangebrachte bekleding.

Het schakelbord volgens de uitvinding is beter bestand tegen stoten dan het bekende schakelbord, doordat het 40 glas aan een hardingsbehandeling is onderworpen, zodat de dik- 8005281

» JP

-3- te van de glaslaag kan worden verkleind, terwijl niettemin de laag voldoende bestand blijft tegen stoten. Hierdoor kan het oppervlak van de of elke schakelaar worden verkleind, terwijl de capaciteit voldoende groot blijft.

5 Bij voorkeur is elk van de elektroden gevormd door een op de laag aangehrachte bekleding.

Het chemisch harden van glas is op zichzelf bekend. De meest gangbare methode voor het harden van glas omvat een uitwisseling van alkalimetaalionen uit een contact-10 medium met alkaliionen uit het glas, terwijl het glas wordt verwarmd. Deze ionenuitwisseling vindt plaats in oppervlakte-lagen van het glas, welke enkele micron of tienden van micron dik zijn. Bij ëën methode vindt de ionenuitwisseling plaats bij een temperatuur, die ζδ hoog is, dat spanningsrelaxatie 15 in het glas kan optreden, waarbij de ionen, die in het glas binnentreden,, zodanig zijn, dat zij een lagere thermische uitzettingscoëfficient aan de oppervlaktelagen van het glas verlenen. Hierbij worden bij voorbeeld lithiumionen in de plaats van natriumionen in het glas geplaatst. Glas met een 20 hoog lithiumgehalte heeft een lagere uitzettingscoëfficient, zodat, wanneer het behandelde glas wordt afgekoeld, opper-vlakte-drukspanningen hierin worden veroorzaakt. Bij een ander proces worden ionen in het oppervlak van het glas vervangen door grotere ionen, waarbij de ionenuitwisseling plaatsvindt 25 bij een temperatuur beneden het hoge ontspanningspunt (over- 23 2 eenkomende met een viscositeit van 10 ' pd±se)„, zodat geen spanningsrelaxatie zal optreden. Hierbij worden bij voorbeeld kaliumionen in het glas geplaatst, bij voorbeeld met behulp van een b.ad van gesmolten kaliumnitraat, dat op een tempera-30 tuur van 47Ü°C wordt gehouden. Kaliumionen zijn groter dan natriumionen, zodat weer oppervlakte-drukspanningen in het behandelde glas worden veroorzaakt.

Het biedt voordeel als de diëlectrische laag ten hoogste 3 mm dik is, waarbij bij voorkeur de dikte ten 35 hoogste 1,5 mm is. Een geharde glaslaag met een dikte van 1 mm is in het bijzonder geschikt voor toepassing als diëlectrische laag bij het schakelbord volgens de uitvinding.

Volgens de uitvinding is de maximale afmeting van het laagoppervlak, dat door de of een schakelaar in 40 beslag wordt genomen, 30 mm of minder, waarbij deze afmeting

Af) 05 28 1 -4- bij voorkeur 25 mm of minder is.

Bij voorkeur is bet laagoppervlak, dat door 2 de of een schakelaar in Beslag wordt genomen, 450 mm of 2 minder, waarbij met voordeel een oppervlak van 250 mm of 5 minder wordt toegepast.

Volgens de uitvinding kunnen verschillende hekledingsmaterialen worden gebruikt voor het vormen van een elektrode, zoals een metaal, een geleidende metaaloxyde en een geleidende (of metaalhevattende) email.

10 Volgens de uitvinding wordt de of althans ëën van de eerste, aanraakbare elektroden gevormd door een bekleding van een geleidende metaaloxyde, welke is gevormd uit tinoxyde of indiumoxyde en een "dope"-middel bevat. Tinoxyde verdient in het bijzonder de voorkeur vanwege de 15 hardheid en de chemische stabiliteit van dit materiaal, alsmede uit economisch oogpunt. De reden, waarom een metaaloxyde, in het bijzonder tinoxyde, de voorkeur verdient, ligt in het volgende. Het is bijzonder moeilijk, zo niet onmogelijk., om een glaslaag, waarop een bekleding is aangebracht, 20 uniform chemisch te harden. Dienovereenkomstig moet in de praktijk de laag worden gehard voordat de elektroden worden aangebracht. Als de geharde laag vervolgens wordt verwarmd tot een temperatuur, waarbij een aanmerkelijke spanningsrelaxatie zou kunnen optreden, zal een groot gedeelte van de 25 extra sterkte, die aan het glas is verleend, verloren gaan. Metaaloxyde-bekledingen met een toereikende hardheid en geleidbaarheid, kunnen gemakkelijk bij lagere temperaturen worden aangebracht. Het zal uiteraard eveneens mogelijk zijn om de eerste, aanraakbare elektrode uit een geleidende (bij 30 voorbeeld zilverbevattendel email of een samenstelling,die op basis van een relatief laag smeltpunt is gekozen, te vervaardigen. In het algemeen geldt echter, dat naarmate het smeltpunt van een email lager ligt, tevens de hardheid afneemt en derhalve de slijtvastheid en de corrosiebestendig-35 heid afnemen.

Voor de tweede en de derde elektrode geldt geen eis ten aanzien van de slijtvastheid, aangezien deze elektroden in het algemeen niet ter aanraking zullen zijn blootgesteld, zodat volgens de uitvinding de tweede en de 40 derde elektrode bij voorkeur uit een geleidende email zijn 8005281 -5- r Φ gevormd, Het toepassen van een geleidende emailbekleding op het niet blootliggende oppervlak van het schakelbord heeft een aantal voordelen. In de eerste plaats kan een pasta met email-vormende ingrediënten gemakkelijk in een gewenst patroon op 5 het diëlectricum worden aangebracht/ bij voorbeeld door middel van een zeefdruktechniek. Desgewenst kunnen gelijktijdig ver-bindingsgeleiders worden aangebracht. In de tweede plaats kunnen gemakkelijk soldeerverbindingen met de emaillaag worden gevormd.

10 Volgens de uitvinding kan een ondoorzichtige laag worden aangebracht op een vlak van de geharde glaslaag, voordat de elektrode of elektroden op dit vlak worden aangebracht. Een dergelijke ondoorzichtige bekleding maskeert eventuele zich achter het schakelbord bevindende elektrische cir-15 cuits en is bij voorkeur op de niet-blootliggende zijde aangebracht. Desgewenst kan de bekleding van vensters zijn voorzien, die bij een schakelaar behoren en waarachter een verlichtings-element kan zijn aangebracht om de toestand van het schakelcir-cuit aan te geven.

20 Bij voorkeur is een drager verbonden met de niet-blootliggende zijde van het schakelbord. Hierdoor wordt een extra stijfheid aan het schakelbord verleend, zodat het beter bestand is tegen buiging. Het biedt voordeel als de drager uit een synthetisch kunststofmateriaal bestaat. Een 25 dergelijke drager kan bij voorbeeld op het schakelbord zijn gegoten. De drager kan uit een massief blok bestaan, doch kan ook een celstructuur bezitten. De drager kan bij voorbeeld met een honingraatstructuur zijn uitgevoerd. De drager kan ook uit geëxpandeerde materialen zijn vervaardigd, zoals geschuimd 30 glas, en kan een drager met gedrukte bedrading omvatten.

Zoals hierboven reeds werd opgemerkt, heeft de uitvinding eveneens betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een schakelbord volgens de uitvinding, welke werkwijze daardoor wordt gekenmerkt, dat een uit glas bestaan-35 de diëlectrische laag wordt blootgesteld aan een chemische hardingsbehandeling bij een verhoogde temperatuur, waarbij ten minste één geleidende bekleding op de geharde glaslaag wordt aangebracht, waardoor één of meer van de elektroden wordt gevormd, waarbij de temperatuur van de laag beneden de 40 hoge ontspanningstemperatuur is (overeenkomende met een glas- 80 0 5 28 1 13 2 -6- viscositeit van 10 ' poise), ten einde spanningsrelaxatie althans nagenoeg te vermijden.

Dit vormt een bijzonder eenvoudige werkwijze, waarbij alle problemen, die zouden kunnen optreden bij 5 het harden van de glaslaag na het aanbrengen van de geleidende bekleding(en) worden vermeden.

Bij voorkeur wordt de eerste, aanraakbare elektrode gevormd door het aanbrengen van een metaaloxyde-bekleding op de êne zijde van de laag. Het biedt voordeel, 10 als de metaaloxydebekleding een "dope"-middel bevat, waardoor de geleidbaarheid wordt verhoogd. Geschikte dope-middelen zijn ionen van één of meer van de volgende materialen: antimoon, arseen, cadmium, chloor, fluor en telluur. Het metaal-oxyde kan bij voorbeeld indiumoxyde zijn, doch bij voorkeur 15 wordt tinoxyde toegepast.

Volgens de uitvinding verdient het de voorkeur als de oxydebekleding wordt gevormd door pyrolyse van een metaalzout, dat bij voorbeeld als een oplossing in een organisch oplosmiddel op de laag is gespoten. Als voorbeelden 20 voor een dergelijke oplossing kunnen worden genoemd tin-dibutyldiacetaat in ethylalkohol en SnCl^.S^O in dimethyl-formamide-naar keuze een hoeveelheid trifluormetaalcarbon-zuur, ten einde fluorionen als dope te verkrijgen.

Volgens de uitvinding kan de oxydebekleding 25 worden gevormd door verstuiven.

Om de bekleding te begrenzen tot de gewenste gebieden kunnen verschillende technieken worden toegepast.

Volgens de uitvinding kan een masker door middel van een zeefdruktechniek worden aangebracht op de 30 laag, om de gebieden, welke in het eindproduct niet bekleed dienen te zijn, te bedekken, waarbij het masker wordt verwijderd na het aanbrengen van de geleidende bekleding op het gehele oppervlak van de geharde laag. Hierdoor wordt alleen op de gewenste gebieden bekleding verkregen.

35 Volgens een alternatieve uitvoeringsvorm kan een oxydebekleding over het gehele oppervlak van de geharde laag worden aangebracht, waarna een zuurbestendig masker door middel van een zeefdruktechniek wordt aangebracht, dat de gebieden van de of elke elektrode maskeert, waarbij vervolgens 40 de ongewenste bekleding wordt weggeëtst.

80 0 5 28 1 -7-

Volgens de uitvinding worden de tweede en de derde elektrode gevormd door het aanbrengen van een geleidende email op de tegenoverliggende zijde van de glaslaag.

Een dergelijke geleidende email wordt bij voorkeur aange-5 bracht door een emailpasta op de geharde glaslaag aan te brengen en vervolgens te smelten. Een dergelijke emailpasta wordt bij voorkeur door middel van een zeefdruktechniek aangebracht. Een zilverbevattende email, in het bijzonder een email van het organische type, is zeer geschikt voor dit doel. 10 Het biedt voordeel, als de geharde glaslaag on doorzichtig wordt gemaakt, bij voorkeur door op één van de oppervlakken een nietgeleidende ondoorzichtige emailbekleding aan te brengen. Een dergelijke bekleding wordt bij voorkeur op de niet-blootliggende zijde van de laag aangebracht, waar-15 bij het gunstig is dit vóór het aanbrengen van de tweede en de derde elektrode te doen.

Volgens de uitvinding wordt de eerste elektrode op de laag aangebracht voordat de tweede en de derde elektrode worden aangebracht, en tevens voor het aanbrengen van 20 een eventuele ondoorzichtige emailbekleding. Hierdoor worden de problemen vermeden, die kunnen optreden bij het opnieuw smelten van de emailbekledingen gedurende het aanbrengen van de oxydebekleding.

Volgens de uitvinding kan een drager met de niet-25 blootliggende zijde van het schakelbord worden verbonden.

Een dergelijke drager kan bij voorbeeld uit een synthetisch kunststofmateriaal bestaan en kan worden gevormd door dit materiaal op het schakelbord te gieten.

Volgens de uitvinding kan van de tweede en de 30 derde elektrode één elektrode zodanig zijn gevormd, dat deze althans het grootste gedeelte van de omtrek van de andere elektrode omgeeft. Bij voorkeur bedraagt het oppervlak van de binnenelektrode ten minste een kwart van het oppervlak van de buitenelektrode. Een dergelijke elektrode-opstelling 35 maakt een gunstig compromis mogelijk tussen de totale capaciteit van het stelsel, de capaciteitswijziging als de eerste elektrode wordt aangeraakt, en de hoeveelheid materiaal, welke bij het vormen van de tweede en de derde elektrode wordt gebruikt.

40 In dit verband wordt gewezen op de gelijktijdig 8005281 -8- ingediende Nederlandse octrooiaanvrage van aanvraag ster, welke betrekking heeft op een capacitief stelsel, voorzien van een diëlectrische laag, op de éne zijde waarvan een eerste elektrode is aangebracht, terwijl op de andere zijde 5 in capacitieve samenhang met de eerste elektrode een tweede en een derde elektrode zijn aangebracht, die van elkaar zijn gescheiden, waarbij van de tweede en de derde elektrode êën elektrode (de buitenelektrode) ten minste het grootste gedeelte van de omtrek van de andere elektrode (de binnenelektrode) 10 omgeeft, waarbij de verhouding van het oppervlak van de binnenelektrode tot het oppervlak van de buitenelektrode groter is dan 0,25 : 1.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin enkele uitvoeringsvoorbeelden 15 van het schakelbord volgens de uitvinding zijn weergegeven.

Fig. 1 is een perspectivisch aanzicht van een gedeelte van een uitvoeringsvorm van het schakelbord met aan-raakschakelaars volgens de uitvinding.

Fig. 2 is een dwarsdoorsnede van een gedeelte van 20 het schakelbord volgens fig. 1.

Fig. 3 is een dwarsdoorsnede van een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding.

Fig. 4 is een onderaanzicht van het schakelbord volgens fig. 3.

25 Fig. 5 is een dwarsdoorsnede van een derde uitvoe ringsvorm van de uitvinding.

De fig. 6-9 geven onderaanzichten van verschillende schakelaars weer, waarbij de opstelling van de elektroden zichtbaar is.

30 In de fig. 1 en 2 is een laag 1, bestaande uit gehard natronkalkglas, weergegeven, op het bovenvlak of blootliggende vlak waarvan een vierkante eerste elektrode 2, bestaande uit "doped" SnÜ2 is aangebracht. De eerste elektrode 2 is omgeven door‘een rand 3 en draagt een index 4, welke 35 voor het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld uit het cijfer "1" bestaat en dient voor het aangeven van de functie, welke wordt verricht door de schakelaar waarvan de elektrode 2 deel uitmaafct. Het ondervlak of niet-blootliggende vlak van de geharde glaslaag 1 is bekleed met een ondoorzichtige, 40 niet-geleidende emaillaag 5 met een venster 6, dat in lijn 80 0 5 28 1 -9- ligt met de index 4. Op het niet-blootliggende vlak van de geharde glaslaag 1 zijn aan weerszijden van het venster 6 op de emaillaag 5 in capacitieve samenhang met de eerste elektrode 2 een tweede en een derde elektrode 7 en 8 aangebracht.

5 Deze elektroden 7,8 bestaan uit een zilverbevattende email.

In de fig. 3 en 4 is een schakelbord met aanraakschakelaars weergegeven, dat met het verwijzingscijfer 10 is aangeduid en dat is voorzien van 10 aanraakschakelaars S1-S0, die op een geharde glaslaag 11 zijn aangebracht. Evenals de uitvoe-10 ringsvorm volgens de fig. 1 en 2 omvat elke schakelaar een eerste aanraakbare elektrode 12, die zich op het blootliggende vlak van de glaslaag 11 bevindt, waarop eveneens een rand 13 en een referentie-index 14 zijn aangebracht. Elke index 14 kan bij voorbeeld zijn uitgevoerd als een referentiecijfer 15 voor de schakelaar S, waarbij de index behoort.Cp. hèt ondervlak van de glaslaag 11 is een ondoorzichtige laag 15 uit een niet-geleidend materiaal aangebracht. Deze laag kan desgewenst zijn voorzien van met het venster 6 overeenkomende vensters. Elke schakelaar omvat voorts een tweede en een derde elektro-20 de 17 en 18, die van elkaar zijn gescheiden door een spleet 16. Zoals in fig. 4 is weergegeven zijn alle derde elektroden 18 van de schakelaars verbonden met een gemeenschappelijke wisselstroombron, terwijl de tweede elektrode 17 van elke schakelaar is verbonden met een uitgangscircuit OC1 - OCO.

25 De tweede en de derde elektroden bestaan uit een zilverbevattend materiaal en kunnen in ëën bewerking door middel van een zeefdruktechniek zijn aangebracht. Draadvormige geleiders voor het aansluiten van de elektroden op de wisselstroombron en de uitgangscircuits kunnen op de elektro-30 den worden gesoldeerd of er kunnen in dezelfde of een volgende zeefdrukbewerking gedrukte geleiders worden aangebracht.

Nadat de noodzakelijke elektrische verbindingen zijn gevormd, wordt een drager 19 op de achterzijde van het schakelbord aangebracht. De drager 19 dient ter be-35 scherming van de tweede en de derde elektroden en de bijbehorende geleiders tegen slijtage of corrosie gedurende de behandeling van het schakelbord voor de uiteindelijke installatie, doch de belangrijkste functie van de drager is het schakelbord tijdens gebruik tegen buiging te versterken.

40 ^ Λ Voor het vervaardigen van een in de teke- 80 0 5 28 1 -10- ning weergegeven schakelbord wordt een glaslaag 1 of 11, bij voorbeeld bestaande uit gewoon natronkalkglas met een bepaalde dikte, gepolijst en vervolgens op een geschikte bekende wijze gehard, bij voorbeeld door de glaslaag gedurende acht 5 uur in een bad van gesmolten kaliumnitraat onder te dompelen, dat op 470°C wordt gehouden, waardoor kaliumionen in de opper-vlaktelagen van het glas kunnen diffunderen ter vervanging van natriumionen, die deel uitmaken van het glas.

Na het harden wordt het glas gewassen en 10 worden de eerste elektroden 2 of 12 op ëën van de oppervlakken aangebracht. Bij voorkeur worden de eerste elektroden uit een metaaloxyde vervaardigd, bij voorbeeld Sn02· Een dergelijke oxydebekleding kan worden aangebracht door middel van een kathodeverstuivingstechniek, doch bij voorkeur vindt 15 dit aanbrengen plaats door middel van pyrolyse van een zout, bij voorbeeld door een oplossing in een organisch oplosmiddel op de glaslaag te sproeien. Geschikte oplossingen zijn in dibutyldiacetaat in ethanol met een dope-hoeveelheid ammoniumbifluoride of tintetrachloride en dimethylformamide 20 niet een dope-hoeveelheid trifluormethaancarbonzuur. Een dergelijke oplossing kan op de geharde glaslaag worden gesproeid, welke tot 450°C is verhit, waardoor een uniforme bekleding met de gewenste dikte, bij voorbeeld 50-70 mm wordt gevormd. Een dergelijke bekleding heeft in reflectie een grijs-tint 25 en de kleur hiervan kan inderdaad worden benut om aan te geven wanneer het sproeien kan worden gestopt. Een op deze wijze gevormde bekleding is even slijtvast als glas.

Volgens een variant kan de bekleding worden aangebracht door pyrolyse van een zout in de dampfase.

30 De bekleding kan voorts worden verkregen door de geharde laag onder te dompelen in een alkoholoplossing van een tinsamen-stelling, gevolgd door een bakbewerking. Een andere mogelijkheid voor het vormen van de bekleding is uit te gaan van een pasta, die een organische tinsamenstelling bevat en die door 35 een zeefdruktechniek wordt aangeoracht, waarna een bakbewerking plaatsvindt.

Na het aanbrengen van een dergelijke uniforme bekleding, wordt een zuurbestendig masker door middel van zeefdrukken aangebracht op de gebieden, waar de elektroden 2 40 of 12 dienen te komen, waarna de overige delen van de bekle- 8005281 -11- * -*r ding worden weggeëtst.

De voorzijde van het geharde glas wordt vervolgens bekleed met decoratiemateriaal, waarbij de randen 3, 13 en de indices 4,14 worden gevormd. Vervolgens kan desgewenst 5 de achterzijde van de geharde glaslaag worden bekleed met een ondoorzichtige laag 5 of 15. Deze bekledingen kunnen bestaan uit een email met een laag smeltpunt. Bij voorkeur wordt echter gebruik gemaakt van een synthetisch kunststofmateriaal, dat ter plaatse polymeriseert, waardoor een ondoorzichtige 10 bekleding wordt gevormd. Er kan bij voorbeeld gebruik worden gemaakt van een vernis van het epoxytype, waarvan de polymeri-satietemperatuur beneden 120°C ligt.

Vervolgens worden de tweede en de derde elektrode op de achterzijde van de glaslaag aangebracht. De tweede 15 en de derde elektrode kunnen bestaan uit een geleidende email of vernis, tenzij een ondoorzichtige polymeervernis aanwezig is, in welk geval deze elektroden uit een vernis dienen te bestaan. Deze materialen kunnen door middel van zeefdrukken worden aangebracht, waarna verhitting plaats vindt om de 20 email op het glas te smelten of een snel harden van de vernis te bevorderen. Bij een bepaalde uitvoeringsvorm werd een zil-verbevattende vernis no. 4929 van DuPont de Nemours gebruikt voor de tweede en de derde elektrode. Na het bekleden werd de vernis gedurende een uur bij 100°C gebakken. Een andere 25 vernis, welke voor hetzelfde doel kan worden toegepast, is de vernis no. 245 van Degussa.

Voor de noodzakelijke elektrische verbindingen kunnen in dezelfde zeefdrukbewerking geleiders worden aangebracht, doch om de afmetingen van het schakelbord klein te 30 houden worden bij voorkeur draadgeleiders op de tweede en de derde elektroden gesoldeerd. Dit solderen kan bij voorbeeld worden uitgevoerd door een pasta van een soldeer en een vloei-middel op de elektroden aan te brengen en deze pasta met een straal hete lucht te smelten. Het toegepaste soldeer kan bij 35 voorbeeld de volgende samenstelling hebben: Sn : 62%; Pb: 36%;

Ag : 2%. Indien een soldeerbout wordt gebruikt, dient de temperatuur hiervan tot 250°C te zijn begrensd.

Na het vormen van de noodzakelijke elektrische verbindingen kan het schakelbord worden versterkt (en de gelei-40 ders op de achterzijde worden beschermd) door een drager 19 80 0 5 28 1 -12- door middel van gieten aan te brengen. Dit kan plaats vinden door een vloeibare hars ter plaatse te doen polymeriseren.

Een geschikt vloeibaar medium is een hars, die in gewichtsprocenten de volgende samenstelling bezit: 5 PLEXIMON 7Q5 of 706 98,6%

Butyl monoterpermaleinaat Q,2%

Benzoylperoxyde 0,1%

Triethylfosfaat 0,7%

Rohm activator 17 10 (maleine nafthanaatï 0,4% PLEXIMON 705 en 7Q6 (handelsmerken) zijn methylmethacrylaat-harsen, die door Rohm worden vervaardigd.

Deze harssamenstelling zal bij een temperatuur van 20-30°C in 8 uur polymeriseren.

15 Een andere hars, die kan worden gebruikt voor het vormen van de drager 19 is een polyesterhars, zoals bij voorbeeld "polyester GTS" van de firma Vosschemie.

In fig. 5 is een variant van de uitvoeringsvorm volgens de fig. 3 en 4 weergegeven, waarbij de overeen-20 komstige elementen met dezelfde verwijzingscijfers zijn aangeduid. Evenals bij het uitvoeringsvoorbeeld volgens de fig.

3 en 4 omvat het schakelbord, dat nu met 20 is aangeduid, een geharde glaslaag 11, waarop een aantal schakelaars is gevormd, zoals de schakelaars S4, S5, S6, die elk bestaan uit een 25 eerste aanraakbare elektrode 12, een rand 13 en een referen-tie-index 14, waarbij op de andere zijde van de glaslaag 11 een ondoorzichtige laag 15 is aangebracht.

Elke schakelaar omvat een tweede en derde elektrode 22, 23, die van elkaar zijn gescheiden door een 30 spleet 21. De elektroden 22, 23 zijn echter niet aangebracht op de ondoorzichtige laag 15, doch op een drager 24 voor gedrukte bedrading, welke door middel van een kleeflaag 25 is verbonden met de ondoorzichtige laag 25, waardoor de drager 24 als een drager voor de glaslaag 11 dient. De tweede 35 en de derde elektroden 22, 23 bestaan uit metallisch koper, dat met de bekende technieken voor het vormen van een gedrukte bedrading is gevormd. De drager 24 wordt doorlopen door een aantal gaten 26, via welke de verschillende tweede en derde elektroden 22, 23 door middel van draden 27 met behulp van een 40 soldeerverbinding 28 zijn aangesloten op geschikte delen 29 80 0 5 28 1 -13- van een gedrukte bedrading.

In fig. 6 is een aanraakschakelaar weergegeven, welke overeenkomt met de in de fig. 1-4 afgeheelde schakelaars. Volgens fig. 6 is op het niet-blootliggende vlak 5 van een laag 61 van gehard natronkalkglas een paar elektroden (de tweede en de derde elektrode) 62, 63 aangebracht, welke elektroden rechthoekig zijn uitgevoerd en van elkaar zijn gescheiden door een spleet 64. De elektroden 62, 63 en de tussenliggende spleet 64 bezetten gezamenlijk een vierkant gebied 10 op de niet-blootliggende zijde van de laag 61. Op de blootliggende zijde van de laag 61 is een eerste elektrode gevormd. Een deel van de omtrek van de eerste elektrode is met 65 aangeduid. De eerste elektrode is vierkant uitgevoerd en ligt in lijn met het vierkant, dat door de tweede en de derde elektro-15 de 62, 63 wordt gevormd.

Fig. 7 geeft een cirkelvormige aanraakschakelaar weer, die op een geharde glaslaag 71 is gevormd. Op de niet-blootliggende zijde van de laag 71 zijn een halfcirkelvormige tweede en derde elektrode 72 en 73 aangebracht, 20 die door een diametraal verlopende spleet 74 van elkaar zijn gescheiden. Een cirkelvormige eerste elektrode, waarvan een gedeelte van de omtrek met 75 is aangeduid, is op de blootliggende zijde van de laag 71 aangebracht en ligt in lijn met de cirkel, welke wordt gevormd door de tweede en de derde 25 elektrode 72 en 73 en de tussenliggende spleet 74.

In fig. 8 is een aanraakschakelaar weergegeven, welke een geharde glaslaag 81 omvat, die een vierkante tweede elektrode 82 draagt,, die wordt omgeven door een vierkante, ringvormige derde elektrode 83. De tweede en de derde 30 elektrode 82 en 83 zijn van elkaar gescheiden door een vierkante, ringvormige spleet 84. Een eerste elektrode (niet weergegeven 1 is op de andere zijde van de laag 81 aangebracht, waarbij de begrenzing van deze elektrode in lijn ligt met de omtrek van de derde elektrode 83.

35 In fig. 9 is een aanraakschakelaar af geheeld, welke een geharde glaslaag 91 omvat, die een cirkelvormige tweede elektrode 92 draagt, welke is omgeven door een ringvormige derde elektrode 93. De tweede en de derde elektrode 92, 9.3 zijn van elkaar gescheiden door een ringvormige spleet 4Q 94, Een eerste elektrode (niet weergegeven), is op de andere 80 0 5 28 1 -14- zijde van de laag 91 aangebracht/ waarbij de begrenzing van deze elektrode in lijn ligt met de omtrek. van de derde elektrode 93.

Bij wijze van voorbeeld zullen hierna 5 verschillende aanraakschakelaars worden beschreven.

Voorbeeld I. (fig. 6).

Een laag 61 van glas met een dikte van 1 mm wordt gehard en een eerste elektrode van 12 x 12 mm wordt op één van de oppervlakken aangebrach-t. De eerste elektrode 10 bestaat uit doped-tinoxyde. Vervolgens worden een tweede en een derde elektrode 62, 63, die elk 12 x 5 mm groot zijn, op de tegenoverliggende zijde van de glaslaag 61 gevormd.

Deze elektroden 62, 63 zijn van elkaar gescheiden door een spleet 64 met een breedte van 2 mm en bestaan uit een zilver- 15 bevattende email. Het totale oppervlak van de laag, dat door 2 de schakelaar in beslag wordt genomen, bedraagt 144 mm .

Volgens een eerste variant is de geharde glaslaag 61 2,8 mm dik, terwijl volgens een tweede variant de glaslaag 4,9 mm dik is.

20 Voorbeeld II.(fig. 81

Een glaslaag 81 met een dikte van 1 mm wordt gehard en een eerste elektrode van 12 x 12 mm van doped-tinoxyde wordt op het êne oppervlak aangebracht. Een tweede en derde elektrode 82, 83 worden op de tegenoverliggende zij-25 de van de laag 81 in lijn met de eerste elektrode aangebracht. De tweede elektrode 82 heeft een afmeting van 6 x 6 mm en is door een vierkante, ringvormige spleet 84 met een breedte van 1 mm gescheiden van de derde elektrode 83, welke uit een vierkante ring met een breedte van 2 mm bestaat.. De tweede 30 en de derde elektrode zijn uit een zilverbevattend email gevormd. Het totale oppervlak, van de schakelaar bedraagt 144 2 mm .

Als varianten kan de geharde glaslaag 81 een dikte van 2,8 mm of 4,9 mm bezitten.

35 Voorbeeld ΓΓΙ. (fig. 81

Als variant op voorbeeld II bedraagt de afmeting van de tweede elektrode 82 4 x 4 mm en is deze elektrode door een vierkante, ringvormige spleet 84 met een breedte van 2 mm gescheiden van de derde elektrode 83, welke 40 een breedte van 2 mm heeft. Dergeli.jke schakelaars zijn ge- 8005281 -15- vormd op een geharde glaslaag met de volgende dikten: 1 mm, 2,8 mm en 4,9 mm. Het totale oppervlak van de schakelaar 2 bedraagt weer 144 mm ,

Voorbeeld IV.(fig. 7) 5 Een glaslaag 71 met een dikte van 1 mm wordt gehard en een eerste cirkelvormige elektrode met een diameter van 13,5 mm van doped-tinoxyde wordt op het éne oppearvlak aangebracht. Op het tegenoverliggende oppervlak worden een gedeeltelijk cirkelvormige tweede en derde elektrode 72, 73 10 van een zilverbevattend email gevormd. Deze elektroden 72, 73 zijn van elkaar gescheiden door een spleet 74 met een breedte van 2 mm. De tweede en de derde elektrode 72, 73 beslaan te zamen met de tussenliggende spleet 74 een cirkelvormig oppervlak met een diameter van 13,5 mm, dat in lijn ligt met de 15 eerste elektrode. Het totale oppervlak van de schakelaar be- 2 draagt 143 mm .

Als varianten kan de schakelaar worden gevormd op een glaslaag met een dikte van 2,8 mm of 4,9 mm.

Voorbeeld V. (fig. 9) 20 Een glaslaag 91 met een dikte van 1 mm wordt gehard en een eerste cirkelvormige elektrode met een diameter van 13,5 mm van doped-tinoxyde wordt op het éne oppervlak aangebracht. Op het tegenoverliggende oppervlak worden in lijn met de eerste elektrode een tweede en een derde elektro-25 de 92, 93 van een zilverbevattend email gevormd. De tweede elektrode beslaat een cirkelvormig oppervlak met een diameter van 7,5 mm en is door een ringvormige spleet 94 met een breedte van 1 mm gescheiden van de derde elektrode 93, welke uit een cirkelvormige ring met een breedte van 2 mm bestaat. Het 2 30 totale oppervlak van de schakelaar bedraagt 143 mm . Als varianten kan de schakelaar worden gevormd op een glaslaag met een dikte van 2,8 mm of 4,9 mm.

Voorbeeld VI. (fig. 9).

Als variant op voorbeeld V heeft de tweede 35 elektrode 92 een diameter van 5,5 mm, terwijl de ringvormige spleet 94 een breedte van 2 mm heeft. De schakelaar is weer gevormd op een geharde glaslaag met de volgende dikten: 1 mm, 2,8 mm en 4,9 mm.

Aangezien het totale oppervlak, dat door 40 deze schakelaars in beslag wordt genomen, voor de verschil- 80 0 5 28 1 -16- lende voorbeelden gelijk is, kunnen hun capaciteiten in niet-aangeraakte toestand en de capaciteitswijziging bij aanraking direct worden vergeleken, zoals in de volgende tabel is weergegeven .

5 Voorbeeld Totale capaciteit Capaciteitswijziging Actief niet-aangeraakt bij aanraking oppervl.

1 mm 2,8mm 4,9mm 1 mm 2,8mm 4,9mm 9ekied glas glas glas glas glas glas __pF pF_pF_pF_pF_pF_% 10 I 3,1 1,9 1,4 2,4 1,0 0,6 83,3 II 3,0 2,2 2,2 2,1 0,7 0,5 80,6 III 2,1 1,8 1,3 1,6 0,7 0,3 66,7 IV 3,2 1,9 1,5 2,4 1,0 0,6 81,2 V 3,6 3,0 2,5 2,5 0,9 0,5 81,0 15 VI 2,4 2,0 1,6 1,6 0,7 0,5 67,1

De kolom "actief oppervlakgebied" geeft het gedeelte van de eerste elektrode aan, dat in lijn ligt met de één of ander van de tweede of de derde elektrode.

De in de beschrijving genoemde capaciteitswaarden 20 zijn gemeten met een universele brug WAYNE KERR, type B224.

De metingen zijn verricht onder normale omgevingscondities.

Het capacitieve schakelstelsel is horizontaal geplaatst met de tinoxydelaag aan de bovenzijde. Standaardverbindingsdraden zijn aangesloten door middel van aansluitklemmen, die zijn 25 bevestigd aan draden met een lengte van 5 mm, welke op de tweede en de derde elektrode zijn gesoldeerd.

* 8005281

Claims

1, Schakelbord met aanraakschakelaars, voorzien van een diëlectrische laag, die ten minste êên aanraak-schakelaar draagt, waarbij de (elke) schakelaar een eerste, aanraakbare elektrode op de éne zijde van de laag en een 5 tweede en een derde elektrode op de tegenoverliggende zijde van de laag omvat, die van elkaar zijn gescheiden en capaci-tief samenhangen met de eerste elektrode, met het kenmerk, dat de diëlectrische laag uit glas bestaat, dat is blootgesteld aan een chemische hardingsbehandeling, 10 waarbij ten minste één van de elektroden wordt gevormd door een op de laag aangebrachte bekleding.

2. Schakelbord volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat elk van de elektroden wordt gevormd door een op de laag aangebrachte bekleding.

3. Schakelbord volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de diëlectrische laag ten hoogste 3 mm dik is.

4. Schakelbord volgens conclusie 3, m e t het kenmerk, dat de diëlectrische laag ten hoogste 20 1,5 mm dik is.

5. Schakelbord volgens êên der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de maximale afmeting van het laagoppervlak, dat door de of een schakelaar in beslag wordt genomen, 30 mm of minder is.

6. Schakelbord volgens conclusie 5, m e t het kenmerk, dat de maximale afmeting van het laagoppervlak, dat door de of een schakelaar in beslag wordt genomen, 25 mm of minder is.

7. Schakelbord volgens êên der voorgaande 30 conclusies, met het kenmerk, dat het laagoppervlak, dat door de of een schakelaar in beslag wordt genomen, 2 45Q mm of minder is.

8. Schakelbord volgens conclusie 7, m e t het kenmerk, dat het laagoppervlak, dat door de of 2 35 een schakelaar in beslag wordt genomen, 250 mm of minder is.

2. Schakelbord volgens êên der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de of althans êên van de eerste, aanraakbare elektroden wordt gevormd door 8005281 -18- een bekleding van een geleidende metaaloxyde, welke is gevormd uit tinoxyde of indiumoxyde en een "dope"-middel bevat.

10. Schakelbord volgens ëên der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een drager is 5 verbonden met de niet-blootliggende zijde van het schakelbord.

11. Schakelbord volgens conclusie 10, m e t het kenmerk, dat de drager uit een synthetisch kunst-stofmateriaal bestaat.

12. Schakelbord volgens conclusie 10 of 11, 10 met het kenmerk, dat de drager een drager voor gedrukte bedrading omvat.

13. Werkwijze voor het vervaardigen van een schakelbord met aanraakschakelaars volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een uit glas be- 15 staande diëlectrische la¥§fS5ootgesteld aan een chemische hardingsbehandeling bij een verhoogde temperatuur, waarbij ten minste ëên geleidende bekleding op de geharde glaslaag wordt aangebracht, waardoor één of meer van de elektroden wordt gevormd, waarbij de temperatuur van de laag beneden de 20 hoge ontspanningstemperatuur is (overeenkomende met een glas- 13 2 viscositeit van 10 ’ poise), ten einde spanningsrelaxatie althans nagenoeg te vermijden.

14. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de of ten minste één van de eerste, 25 aanraakbare elektroden wordt gevormd door een bekleding van metaaloxyde aan te brengen op de éne zijde van de laag door middel van pyrolyse van een metaalzout.

15. Werkwijze volgens conclusie 13 of 14, met het' kenmerk, dat een masker door middel van 30 een zeefdruktechniek wordt aangebracht op de laag, om de gebieden, welke in het eindproduct niet bekleed dienen te zijn, bedekken, waarbij het masker wordt verwijderd na het aanbrengen van de geleidende bekleding op het gehele oppervlak van de geharde laag.

16. Werkwijze volgens één der conclusies 13- 15, met het kenmerk, dat de tweede en de derde elektrode worden gevormd door het aanbrengen van een geleidende email op de tegenoverliggende zijde van de glaslaag.

17. Werkwijze volgens conclusie 14 en 16, 40met het kenmerk, dat de eerste elektrode op de 80 0 5 28 1 -19- laag wordt aangebracht voordat de tweede en de derde elektrode worden aangebracht.

18. Werkwijze volgens êén der conclusies 13-17/ met het kenmerk, dat een drager wordt verbon- 5 den met de niet-blootliggende zijde van het schakelbord.

19. Werkwijze voor het vervaardigen van het schakelbord met aanraakschakelaars, zoals in het voorgaande beschreven aan de hand van de fig. 1-7.

20. Schakelbord met aanraakschakelaars, zoals 10 hiervoor beschreven aan de hand van de fig. 1-7. 80 0 5 28 1