KR100342959B1 - 휴대폰용 키패드와 그 제작방법 - Google Patents

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Abstract

동일한 금형에서 일체형으로 이루어진 키패드를 제작할 수 있고, 키에 인쇄된 인쇄면의 왜곡과 지워짐을 방지할 수 있으며, 돔 스위치와 접촉되는 키의 동작성이 저하되는 것을 방지하여 기구적 신뢰성과 안정성을 도모할 수 있는 휴대폰용 키패드와 그 제작방법에 관한 것이다.
이러한 키 패드 제작방법은 평면으로 이루어진 투명필름에 키의 배열에 맞도록 숫자나 문자를 인쇄하는 인쇄공정과; 인쇄면을 갖춘 평면필름을 키 모양을 갖도록 프레스로 압착하는 필름 예비성형공정과; 압착된 성형필름에 키 간섭방지용 슬릿을 형성하는 슬릿형성공정과; 예비성형된 필름 표면에 액상의 실리콘 고무를 토출하는 실리콘 고무 토출공정과; 상기 실리콘 고무를 금형에서 프레스 등으로 압착하여 각각의 키가 서로 연결된 일체형의 키패드 형태로 가공하는 성형공정과; 성형된 키패드를 제품형상에 맞게 외곽 테두리를 절단하는 컷팅공정을 포함하는 휴대폰용 키패드 제작방법을 제공한다.

Description

휴대폰용 키패드와 그 제작방법{KEYPAD FOR CELLULAR PHONE AND METHOD OF MANUFACTURING SAME}
본 발명은 휴대폰용 키패드와 그 제작방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동일한 금형 내에서 일체형으로 이루어진 키패드를 제작할 수 있고, 키에 인쇄된 인쇄면의 왜곡과 지워짐을 방지할 수 있으며, 돔 스위치와 접촉되는 키의 동작성이 저하되는 것을 방지하여 기구적 신뢰성과 안정성을 도모할 수 있는 휴대폰용 키패드와 그 제작방법에 관한 것이다.
일반적으로 통신기는 유무선 통신기로 구분될 수 있으며, 유선 통신기는 사무용이나 가정용 전화기가 대표적이며, 무선 통신기는 휴대폰이 대표적인 예이다.
이러한 통신기는 신호 발생을 위한 스위치 장치로서 키를 갖고 있으며, 이 키는 전화기의 프론트 하우징에 마련된 홀에 끼워져 키의 상측부분이 상기 프론트 하우징의 외측으로 돌출된 구조를 갖는다.
대개의 경우 휴대폰의 스위치 장치는 작동감을 얻을 수 있도록 돔 스위치를 사용하고 있으며, 이 돔 스위치는 상기한 키 작동에 의해 인쇄회로기판에 마련된 접점과 접촉하여 신호발생을 하도록 되어있다.
이러한 키패드를 구성하는 키는 그 모체가 실리콘 고무 재질로 이루어지는 실리콘 고무 타입과, 합성수지로 성형되는 필름타입으로 크게 구분된다.
실리콘 고무 타입 키패드는 실리콘 고무를 키 모양으로 사출성형 한 후 키 탑 상부표면에 문자 등을 인쇄하여 제작되며, 필름타입 키패드는 합성수지를 키 모양으로 성형하고 이 키에 인쇄면이 형성된 필름을 접착하여 제작된다.
그러나 이와 같은 키패드 중에서 실리콘 고무타입은 키의 상부에 표면인쇄를 하므로 인쇄가 쉽게 지워지게되고, 필름타입은 필름의 인쇄면이 내측으로 위치하여 인쇄의 지워짐은 없으나 소재가 딱딱한 합성수지이기 때문에 사용감촉이 좋지 못하고, 기구적인 안정성이 결여되는 문제점이 있다.
본 출원인은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 1998년 12월 31일자로 특허출원 제63310호를 제안한 바 있다.
그러나 상기 출원의 휴대폰용 키패드 제작방법은 키 모양을 갖도록 예비성형된 필름에 에폭시를 투입한 후 여기에 실리콘 고무를 투입하는 방식으로 제작되는데, 상기 에폭시는 경화과정을 거쳐 딱딱한 물질로 됨으로 키의 동작성이 저하될 뿐만 아니라 각각의 키를 상기와 같은 과정으로 제작함으로서 키패드의 제작시간이 길어지는 단점이 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 필름과 실리콘 고무를 동일 금형 내에서 키패드의 형상을 갖도록 일괄적으로 압출 성형하여 제작시간을 단축할 수 있고, 키들 사이에 슬릿을 형성하여 키 사용시 인접한 키가 눌려지는 것을 방지할 수 있는 휴대폰용 키패드와 그 제작방법을 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 실현하기 위하여, 평면으로 이루어진 투명필름에 키의 배열에 맞도록 숫자나 문자를 인쇄하는 인쇄공정과; 인쇄면을 갖춘 평면필름을 키 모양을 갖도록 프레스로 압착하는 필름 예비성형공정과; 압착된 성형필름에 키 간섭방지용 슬릿을 형성하는 슬릿형성공정과; 예비성형된 필름 표면에 액상의 실리콘 고무를 토출하는 실리콘 고무 토출공정과; 상기 실리콘 고무를 금형에서 프레스 등으로 압착하여 각각의 키가 서로 연결된 일체형의 키패드 형태로 가공하는 성형공정과; 성형된 키패드를 제품형상에 맞게 외곽 테두리를 절단하는 컷팅공정을 포함하는 휴대폰용 키패드 제작방법을 제공한다.
상기한 필름 예비성형공정은 키의 저면에 위치한 LED램프가 위치할 수 있도록 돔형상의 공간이 마련되며, 필름이 동일한 두께로 성형되면서 필름의 강제팽창으로 인한 문자의 왜곡현상을 방지할 수 있도록 소정의 온도로 가열된 핫 프레스를이용한 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 휴대폰용 키패드의 제작방법을 나타낸 공정도.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 의한 공정에 따라 키패드가 제작되는 것을 나타내는 단면도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 의해 제작된 키패드가 조립되는 것을 나타내는 분해사시도.
도 4는 본 발명의 키패드가 휴대폰에 조립된 것을 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 키패드의 제작방법을 나타낸 공정도로서, 먼저 평면으로 이루어진 투명필름에 숫자나 문자인쇄를 행하는 인쇄공정(S1)을 거친다.
이 인쇄공정(S1)에서는 필름의 배면에 인쇄를 하게 되는데, 이러한 배면 인쇄를 하게되면 휴대폰의 사용시 인쇄면과 손가락이 직접적으로 접촉하지 않게 됨으로 인쇄 내구성을 유지할 수 있게된다.
이러한 인쇄면이 형성된 필름은 인쇄면 쪽에 실리콘 고무와 접착될 수 있도록 접착제를 코팅하는 접착제 코팅 공정(S2)을 거쳐 접착제가 코팅된 평면필름을 프레스 등으로 압착하여 키 형체를 갖도록 하는 필름 예비성형공정(S3)을 통해 키를 예비성형 한다.
이때 키들 주변에 백 라이팅(back lighting) 기능을 위한 LED램프가 위치될 수 있도록 키의 주변에 돔 형상의 공간부도 동시에 성형한다.
상기한 필름 예비성형공정(S3)은 필름에 인쇄된 인쇄면을 내측으로 위치시켜 성형하는데, 이러한 성형시 필름이 유연성을 갖추어 동일한 두께로 성형되면서 문자 등이 왜곡되지 않도록 핫 프레스(hot press)를 이용하거나 또는 필름면에 열을 가할 수도 있다.
이렇게 예비성형 된 필름은 필름이 갖는 딱딱한 특성으로 인해 키의 동작성이 저하될 수 있는데, 그러한 것을 방지하기 위하여 키들 주변에 위치한 필름에 펀치 등을 이용하여 홈을 형성하는 슬릿형성공정(S4)을 행한다.
이러한 슬릿이 제공되면 키를 누를 때 인접한 키가 같이 눌려지거나 유동되는 것을 방지할 수 있고, 키 작동을 보다 용이하게 할 수 있게 된다.
이러한 슬릿을 형성할 때에는 슬릿의 끝단부들 사이에 대칭되는 2개소에 절단되지 않은 연결부를 남겨놓음으로서 필름 전체가 서로 연결되어 있는 일체형의 상태를 유지할 수 있도록 한다. 상기 슬릿형성공정(S4)은 본 실시예에서는 필름 예비성형공정(S3) 후에 실시하는 것으로 나타냈지만 후술하는 성형공정 다음에 실시할 수도 있다.
상기한 것과 같은 키의 모양으로 예비성형된 필름은 상기 키의 형상과 동일한 모양을 갖춘 주금형에 삽입한 후, 각각의 키에 토출기를 이용하여 일괄적으로 키의 모체를 채우는 실리콘 고무 토출공정(S5)을 행하는데, 이때 주금형에 삽입된 각각의 키 용적보다 약간 많은 액상의 실리콘 고무를 토출한다.
상기한 실리콘 고무 토출공정(S5)이 완료되면 주금형의 위쪽에 다른 금형을 위치시켜 압착하여 키패드의 형상을 갖도록 하는 성형공정(S6)을 거치게 되는데, 각각의 키 부분에는 이들 키의 용적보다 많은 실리콘 고무가 투입되어 있음으로 금형으로 압착하면 키와 키 주변으로 실리콘 고무가 퍼지면서 각각의 키들이 서로 연결되어 일체로 이루어진 키패드가 성형될 수 있다.
이렇게 일체형으로 키를 형성하게 되면 종래의 각각의 키를 성형하는 것에 비하여 빠른 시간에 대량생산이 가능하여 제작비용을 절감할 수 있게된다.
그리고 상기한 접착제 코팅공정(S2)에서 접착제가 코팅된 면에 점착력을 갖는 액상의 실리콘 고무를 주입하게 됨으로 필름과 실리콘 고무는 더욱 단단하게 일체형으로 접착된 상태가 된다.
또 상기한 키의 재질을 실리콘 고무를 이용하게되면 기구적으로 안정되고 원활하게 작동될 수 있을 뿐만 아니라 실리콘 고무가 갖는 부드러운 성질로 키 사용감을 좋게 할 수 있다.
이러한 성형공정(S6)이 끝나면 실리콘 고무가 경화될 수 있는 일정시간의 경화단계를 거친 다음, 휴대폰의 형상에 맞도록 외곽 테두리 부분의 제거와 키패드가 휴대폰의 프론트 하우징 내에서 고정될 수 있도록 고정홀을 형성하는 컷팅공정(S7)을 하면 키패드가 완성된다.
이와 같은 제조 공정을 통하여 실질적으로 키패드가 제조되는 과정을 도면을 참조로 설명한다.
도 2 는 상기한 공정에 따라 제작되는 키패드를 도시한 단면도이고, 도 3 및 도 4는 제작된 키패드가 조립되는 것을 나타내는 분해사시도로서, 본 발명에 의한 키패드는 도 2a에 도시한 바와 같이 대략 0.25㎜∼0.5㎜정도의 두께를 갖는 투명한 평면필름(2)의 일측면에 문자나 숫자 등의 인쇄(4)를 하고, 이 인쇄면(4) 위에는 접착제(6)를 코팅한다.
상기한 필름(2)은 합성수지의 일종인 폴리 탄산에스테르(poly carbonate) 또는 이와 유사한 종류의 필름이 사용될 수 있으며, 소정의 강도와 유연성을 보유한 필름이면 어느 것으로 하여도 무방하다.
상기한 접착제(6)는 실리콘 고무와 잘 접착될 수 있는 것으로 이루어지는 것이 좋고, 접착력을 유지하는 범위 내에서 최소의 두께를 갖도록 코팅하는 것이 바람직하다.
이러한 필름(2)이 마련되면, 도 2b에 도시한 바와 같이 접착제(6)가 코팅된 방향에서 키의 형상을 갖추며 소정의 온도로 가열된 핫 프레스(미도시) 등을 이용하여 압착하면 키의 형체로 이루어진 공간부(7)를 갖는 필름이 예비성형 된다.
이때 키패드에 백 라이팅을 제공하는 LED램프가 위치할 수 있도록 키의 주변에 돔 형상의 홈(8)도 동시에 성형하는데, 이 홈(8)을 형성함으로서 휴대폰 내에서 LED램프가 점유하는 공간이 작아져 그만큼 휴대폰의 두께를 줄일 수 있음으로 컴팩트한 휴대폰을 제작할 수 있다.
이러한 필름 예비성형이 완료되면 도 2c에서와 같이 펀치 등을 이용하여 각각의 키와 키 사이에 슬릿(10)을 형성하는데, 이 슬릿(10)은 키를 누를 때 인접한 키가 눌려지거나 유동되는 것과 같은 키 간섭을 방지하여 정확한 키 작동을 할 수 있게 하여준다.
상기한 슬릿(10)을 펀칭 할 때에는, 슬릿(10)의 끝단부들 사이에 소정의 폭을 두고서 펀칭하여 절단되지 않은 연결부를 남겨둠으로서 필름(2) 전체가 일체로 연결된 상태로 되도록 한다.
상기한 것과 같은 키 형체로 예비 성형된 필름(2)은 키 형상의 홈을 갖는 주금형에 삽입하게 된다.
주금형에 삽입된 필름(2)의 키 형체로 이루어진 각각의 공간부(7)에는 도 2d에 표현한 바와 같이 각각의 키 용적보다 약간 많은 액상의 실리콘 고무를 토출하고, 상기 주금형의 위쪽에 키의 저면과 동일한 형상을 갖는 다른 금형을 위치시켜압착하여 키탑(12)과, 이 키탑(12)의 반대쪽 중앙부에 돌출된 접촉돌기(14)와, 이 접촉돌기(14)의 외측에 위치하는 스커트(16)를 갖는 키(17)를 성형하여 키패드를 제작한다.
이때 LED램프가 위치할 수 있도록 제공된 홈(8)과 통하는 홀(18)을 갖도록 성형한다.
또한 각각의 키(17)들은 연결부(19)로 서로 연결된 형태를 이루도록 하여 단일체로 이루어진 상태로 성형한다.
이러한 성형은 필름(2) 내측에는 접착제(6)가 코팅된 상태이기 때문에 점착력을 갖는 실리콘 고무로 이루어진 키(17)와 연결부(19)는 필름(2)에 서로 단단하게 접착되어 일체형의 키패드로 제작할 수 있게 된다.
이렇게 키패드를 동일한 금형에서 일체형으로 제작하면 키패드의 제작시간을 단축할 수 있게됨은 물론이고, 휴대폰에 키패드를 조립할 때에도 쉽고 빠르게 할 수 있게된다.
그리고 상기한 키(17)에 형성된 스커트(16)는 상기 키(17)를 작동시킬 때, 보다 원활하게 작동될 수 있도록 하고 탄력성을 제공하여 키 사용감을 향상시켜줌은 물론이고 키(17) 작동 후 복원력을 좋게 한다.
상기한 바와 같이 키가 성형되면 휴대폰이 형상과 크기에 맞도록 키패드의 외곽 부분을 절단하고, 이 키패드가 전화가 내에서 고정될 수 있도록 다수의 고정홀(20)을 펀칭하면 키패드의 제작이 완료된다.
완성된 키패드는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 휴대폰의 프론트하우징(22)에 키(17)의 배열과 동일하게 형성된 각각의 구멍(24)에 키(17)들이 삽입되어 조립된다.
상기한 키(17)의 하측에는 인쇄회로기판(26)이 위치하는데, 이 인쇄회로기판(26)의 하단부는 프론프 하우징(22)의 양측면에 형성된 걸림턱(28)에 걸리도록 위치하고, 상기 인쇄회로기판(26)의 상측 면은 프론트 하우징(22)과 일체로 형성된 지지대(30)가 접촉되어 인쇄회로기판(26)이 고정된 상태를 유지할 수 있도록 되어 있다.
또 키패드에 형성된 고정홀(20)에 상기한 지지대(30) 끼워져 키패드의 유동을 방지할 수 있도록 이루어지고, 각각의 키(17)에 형성된 접촉돌기(14)는 인쇄회로기판(26)상에 설치되는 돔 스위치(32)와 면 접촉되며, 키(17)와 키 사이는 프론트 하우징(22)의 구멍(24)과 이 구멍(24)의 저면과 접촉되도록 하여 키패드가 프론트 하우징(22) 내에서 고정된 상태를 유지할 수 있도록 되어있다.
상기한 돔 스위치(32)는 키(17)의 저면에 형성된 접촉돌기(14)의 압력을 받아 인쇄회로기판(26)상에 돌출 형성된 접점(미도시)과 접촉되도록 하여주는 부재이며, 이러한 돔 스위치(32)는 탄성력과 복원력이 구비된 재질로 제작하는 것이 바람직하다.
이와 같이 조립되는 휴대폰용 키패드는, 키(17)를 누르게 되면 이 키(17)의 저면에 형성된 돌기(14)가 돔 스위치(32)의 자체 탄력을 극복하고 아래쪽으로 탄력 이동하여 인쇄회로기판(26)상에 형성된 접점(미도시)과 접촉하여 신호를 발생시킨다.
이렇게 신호를 발생시킨 후 누르고 있던 키(17)에서 손을 떼면, 상기한 돔 스위치(32)와 키(17)는 지체탄력으로 상승하여 원래위치로 돌아온다.
이러한 키패드는 각각의 구성요소들이 그의 기능적 특성이 발휘될 수 있도록 적절한 강도 및 탄성을 갖도록 설계되는 것이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 휴대폰용 키패드 제작방법은, 키의 외측을 이루는 필름과 키의 모체를 이루는 실리콘 고무를 동일 금형 내에서 일괄적으로 압출 성형하여 제작시간을 단축함으로 키패드의 제작비용을 절감 할 수 있고, 키들 사이에 슬릿을 형성하여 키 사용시 인접한 키가 눌려지는 것을 방지하여 줌으로 정확한키 작동성이 제공되어 키패드의 신뢰성이 향상된다.
또한 인쇄면이 필름의 내측으로 위치하여 인쇄면이 손상되는 것을 방지함과 아울러 인쇄내구성을 유지할 수 있다.

Claims (8)

  1. 평면으로 이루어진 투명필름에 키의 배열에 맞도록 숫자나 문자를 인쇄하는 인쇄공정과; 인쇄면을 갖춘 평면필름을 키 모양을 갖도록 프레스로 압착하는 필름 예비성형공정과; 압착된 성형필름에 키 간섭방지용 슬릿을 형성하는 슬릿형성공정과; 예비성형된 필름 표면에 액상의 실리콘 고무를 토출하는 실리콘 고무 토출공정과; 상기 실리콘 고무를 금형에서 프레스 등으로 압착하여 각각의 키가 서로 연결된 일체형의 키패드 형태로 가공하는 성형공정과; 성형된 키패드를 제품형상에 맞게 외곽 테두리를 절단하는 컷팅공정을 포함하는 휴대폰용 키패드 제작방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기한 인쇄공정은 필름의 배면에 인쇄면을 형성하는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 키패드 제작방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기한 필름 예비성형공정은 필름의 두께가 일정하게 유지되고 필름의 강제 팽창으로 인한 문자의 왜곡을 방지하기 위하여 소정의 온도로 가열된 핫 프레스를 이용한 것을 특징으로 하는 휴대폰용 키패드 제작방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기한 필름 예비성형공정은 LED램프가 위치할 수 있는 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 키패드 제작방법.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기한 슬릿형성공정은 필름 전체가 일체형으로 유지될 수 있도록 절단되지 않는 연결부를 남기도록 이루어진 것을 특징으로 하는 휴대폰용 키패드 제작방법.
  6. (정정) 다수의 접점을 갖는 인쇄회로기판과; 이 인쇄회로기판상에 위치하는 돔 스위치들과; 이들 돔 스위치를 눌러주는 다수의 키를 포함하는 휴대폰용 키패드에 있어서,
    상기한 키와 키 사이에는 휴대폰의 백 라이팅을 위하여 제공되는 LED램프가 최소의 공간을 점유하며 위치될 수 있도록 홈이 형성되고, 키들 주변에는 이들 키를 누를 때 인접한 키가 눌려지거나 유동되는 것과 같은 키 간섭을 방지하기 위하여 슬릿이 형성된 것을 특징으로 하는 휴대폰용 키패드.
  7. (삭제)
  8. (정정) 청구항 6에 있어서, 상기한 슬릿과 슬릿 끝단부에는 소정의 폭을 두고서 절단되지 않은 연결부를 마련하여, 상기 슬릿의 내측에 위치한 키들이 서로 연결된 일체형의 상태를 유지할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 휴대폰용 키패드.
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