Folientastatur

Eine Folientastatur ist eine flache Eingabetechnik auf Basis übereinanderliegender Folienschichten für die Steuerung von Geräten. Sie dient als HMI (Human-Machine Interface) in Wasserresistenz- und Hygieneapplikationen, lässt sich leicht reinigen und schützt die innenliegende Elektronik. Flexible Leitertechnologien und druckempfindliche Kontaktflächen ergeben kompakte Bedienfelder, die auch als Membran-Tastaturen oder Eingabefolien bezeichnet werden.

Aufbau und Funktionsweise

Schichtaufbau und Materialien

Der Aufbau umfasst eine Dekorfolie als Frontplatte im Rückseitendruck, Distanzfolien als Spacer sowie zwei Schaltlagen mit Siebdruck-Leitbahnen aus Silber oder Graphit. Ein Hohlraum trennt obere und untere Bahn, bis Druck die Kontakte schließt. Die rückseitige Verklebung mit einer Trägerplatte verhindert Delamination („Lifting“) und stützt die mechanische Stabilität von Schaltermatrizen.

Kontaktierung und taktiles Feedback

Die Schaltfunktion entsteht durch Betätigung: Druck bewirkt die Berührung der leitfähigen Bereiche und schließt den Stromkreis. Für klaren Druckpunkt kommen Metallkuppeln (Schnappscheiben) oder eine geformte Prägung der Oberfläche zum Einsatz. Ohne Kuppeln entsteht eine Standardfolientastatur mit flacher Haptik, die sich mit Handschuh bedienen lässt, wenn Tastenfelder und Spaltmaße entsprechend dimensioniert sind.

Technische Spezifikationen und Belastbarkeit

Schutzarten und Umgebungsbedingungen

Je nach Dichtung und Material erreichen diese Tastaturen IP65 bis IP69K nach DIN EN 60529 (IP: Ingress Protection). Beständige Folien und Versiegelungen verhindern das Eindringen von Feuchtigkeit und reduzieren Oxidation an Kontaktflächen. Typische Einsatztemperaturen reichen von −20 °C bis +70 °C. In der Werkstatt und in Nasszonen schützt die flache Oberfläche vor Schmutz. Reinigungsprozesse sichern die geforderte Widerstandsfähigkeit gegenüber Medien.

Elektrische Kennwerte und Lebensdauer

Hochwertige Ausführungen erreichen über eine Million Zyklen je Taste, mit Kuppeln oft mehr. Betätigungskräfte liegen meist zwischen 0,5 N und 3 N, der Kontaktwiderstand typischerweise unter 100 Ohm, die Isolation über 100 MΩ bei 100 VDC. Gesamtdicken von 0,8 mm bis 2 mm erleichtern den flachen Einbau. Additive ohne Weichmacher und gekapselte Bereiche wie eine Sicherheitskammer werden für medizinische Geräte spezifiziert.

Designoptionen und Sondermodule

Tastenform, Licht und Druckbild

Erhabene oder vertiefte Konturen durch Domes und Prägung strukturieren das Tastenfeld, wahlweise mit Beleuchtung via LED (Light Emitting Diode) oder EL-Folie (elektrolumineszente Folie). Die Beschriftung erfolgt im geschützten Rückseitendruck. Farben, Symbole und ein definierter Nummernblock werden anhand einer verbindlichen Vorlage festgelegt. So entstehen kontraststarke Layouts, die zur Geräteoberfläche und zur Applikation passen.

Integration von Elektronik und Sensorik

Flexible Leiterlagen erlauben SMD-Bestückung, akustisches Feedback und kapazitive Sensorik. Controller scannen Zeilen- und Spalten-Register. Eine Modifikation des Standardaufbaus bindet Spezial-Module, etwa Anzeigen, RFID-Leser oder versiegelte Bereiche für Not-Halt-Schalter. Für Touch-Anwendungen werden flache Schalter mit transparenten Fenstern kombiniert, und die Kopplung an die Geräteleistungselektronik erfolgt über Steckverbinder oder gedruckte Bussysteme.

Auswahl und Einsatz

Entscheidungsparameter

Die Auslegung richtet sich nach Umfeld, Bediengefühl und Integrationsgrad. Relevante Kriterien sollten vor der Serienfreigabe dokumentiert werden, um Materialwahl, Elektrik und Mechanik schlüssig zu verknüpfen.

• Umgebung: geforderte IP-Stufe, Beständigkeit gegenüber Medien, Temperaturfenster
• Haptik: taktiler Druckpunkt mit Kuppeln oder flaches Feld für stille Bedienung
• Design: Fenster, Beleuchtung, Beschriftung, Einbau in die Front
• Zuverlässigkeit: erwartete Lebensdauer, Kontaktwiderstand, Oberflächen gegen Oxidation
• Integration: Schnittstellen der Elektronik, Kabelabgang, Einbindung eines Nummernblocks

Einsatzfelder und Beispiele

Typische Felder sind Medizingeräte, Maschinenbau, Mess- und Prüftechnik, Haushaltsgeräte und Bedieneinheiten in Fahrzeugen. In Unterhaltungselektronik prägten sie ältere Mobiltelefon-Keypads und kompakte Fernbedienungen. In Lebensmittelbetrieben und der Werkstatt unterstützt die geschlossene Oberfläche schnelle Reinigung und robustes Handling. Eine Standardfolientastatur genügt oft, bei Outdoor-Bedienfeldern empfiehlt sich ein verstärkter Aufbau.

Markt und Hersteller

Anbieterlandschaft und Normen

Branchenanbieter wie Hoffmann + Krippner, SCHURTER Input Systems, GETT, N&H Technology, LOHMANN, RATHGEBER, TASTATEC, EBE Sensors + Actuators und F+K Industrietastaturen liefern Serien- und Sonderlösungen. ISO 9001 und ISO 13485 regeln Qualitätsmanagement, Fachbeiträge in der Elektronikpraxis dokumentieren Prozessinnovationen. Viele Anbieter unterstützen Design, Prototyping, Release-Tests, sicheren Versand und Messe-Exhibition-Demonstratoren. Gerätebeschaffung erfolgt teils über Leasing-Modelle.

Dokumentation, Validierung und Begriffe

Für belastbare Ergebnisse zählen vollständige Zeichnungen, Farbreferenzen, Stücklisten und Prüfreporte zu Abrieb, Medienbeständigkeit und Dichtigkeitsstufen. IP-Prüfungen, elektrische Messungen sowie Alterungstests adressieren Kanten-Lifting, Kontaktalterung und Feuchtigkeit. Projektunterlagen enthalten Tastenmatrix, Zeilen- und Spalten-Register, Fensterdefinitionen und die Integration in das Gerätegehäuse. Als Beschriftung-Referenz dient die abgestimmte Vorlage zur Steuerung komplexer Tastaturen.

Praxisnahe Besonderheiten

Reinigung, Beleuchtung und Bedienung

Geschlossene Oberflächen ohne Fugen und eine optionale Beleuchtung der Tasten verbessern Lesbarkeit bei wenig Licht. Für sichere Eingaben unter rauen Bedingungen wird die Haptik über Prägung und definierte Kuppeln abgestimmt. Bei großflächigen Notfunktionen lassen sich erhabene Felder mit versiegelter Sicherheitskammer kombinieren. Ergänzend verhindert korrosionsträges Layout die Oxidation der Kontaktflächen im Langzeitbetrieb.

Frontintegration und Elektrik

Die Einbindung in das Gehäuse erfolgt als eingelassene Baugruppe oder als flächenbündige Front, wobei die Übergänge zur Frontplatte dicht bleiben. Für die elektrische Anbindung stehen FFC, FPC oder Steckverbinder bereit. Controller werten Matrixsignale aus, filtern Prellzeiten und ordnen Tasten Funktionen zu, etwa dem Nummernblock oder speziellen Schalter-Events für Service und Lifting-Mechanismen von Abdeckungen.