KR100532571B1 - 휴대폰의 사이드 키 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대폰의 측면에 장착되어 통화중의 음량이나 벨소리를 조절하기 위해 사용되는 사이드 키에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 외부로 노출되어 접촉빈도가 높은 키 캡을 개량하여 충격강도와 내마모성 및 내구성이 향상된 휴대폰의 사이드 키에 관한 것이다.

Description

휴대폰의 사이드 키 및 그 제조방법{A side-key of mobile phone and it's manufacturing method}

본 발명은 휴대폰의 사이드 키 및 그 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 휴대폰의 측면에 장착되어 통화중의 음량이나 벨소리를 조절하기 위해 사용되는 사이드 키 및 그 제조방법에 관한 것이다.

오늘날에는 정보통신기술의 발달로 인하여 시간과 장소에 관계없이 자유롭게 무선통신을 할 수 있는 이동전화인 휴대폰이 널리 보급화되어 있으며, 현재 국내에서는 이동전화 가입자의 유선전화 가입자의 수를 추월하여, 총인구대비 보급률도 50%를 상회하고 있다.

최근에는 다양성을 원하는 소비자 욕구를 충족하기 위하여 플립형, 슬라이드형, 폴더형 휴대폰과 같이 다양한 형태로 제작되어 보급되고 있으며, 근래에는 단순한 전화통화 기능 뿐만 아니라 전화번호목록의 저장, 스케줄 관리기능 같은 데이타 저장기능과, 위치정보 제공서비스, 자체적인 인터넷 접속기능, 전자메일 처리, 전자상거래 같은 데이터 통신도 가능해지고 있다.

상기와 같이 다양한 기능을 수행하기 위하여 휴대폰에는 다수의 키들이 장착되어 있으며, 이러한 키들은 휴대폰 케이스의 외측으로 돌출되어 있는 키 캡 부위를 사용자가 각각 선택적으로 누르면, 상기 키 캡 하단에 장착된 고무패드가 인쇄회로기판에 접지됨에 따라 통화나 통신 또는 필요한 정보를 획득하도록 되어 있다.

이와 같이, 키 캡과 고무패드로 구성된 키들은 휴대폰의 정면부에 장착되어 있어 사용자가 시야를 확보한 상태에서 번호나 메뉴를 선택하고, 본체부에 장착된 LCD창을 통하여 확인이 가능하도록 되어 있다.

다만, 휴대폰의 통화음이나 벨소리를 조절하기 위한 키의 경우에는 통화중에도 파지하고 있는 손가락을 이용하여 용이하게 조절이 가능하도록 휴대폰의 왼쪽 측면에 장착되어 있다.

한편, 키의 구성요소 중 하나인 키 캡은 그 재질로서 성형이 용이한 합성수지를 사용하여 가공한 성형품에 금속도금을 하여 광택 또는 무광택성을 주도록 하는 것이 일반적이다.

이와 같이 키 캡을 합성수지 성형품으로 사용하게 되면, 휴대폰의 정면부에 형성된 번호키나 메뉴키는 휴대시 플립이나 폴더부 등에 의하여 덮어져 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있으나, 휴대폰의 측면에 형성된 사이드 키의 경우에는 휴대시 외부와 노출되기 때문에 장시간 사용하게 되면 금속도금 부분이 벗겨지거나 마모되는 내구성에 문제점을 가져오게 된다.

그럼에도 불구하고, 키 캡 부위를 금속 성형가공품을 사용하지 못하는 것은 키 캡과 같이 작고 복잡한 형상의 부품은 현재 알려진 금속 가공기술로 성형하기에는 하기와 같은 어려움이 있기 때문이다.

먼저, 압분 소결법으로 가공할 경우 금속분말의 유동성이 좋지 않기 때문에 금형에 대한 분말 충진이 균일하게 될 수 없고, 압분체의 밀도가 균일하지 못하다는 문제점이 있었다.

또한, 소결에 의한 금속가공시에는 각 부위에 대한 수축률이 다르기 때문에 수치정밀도를 유지할 수 없으며, 조직 내부에 구멍이 많이 남아 피로강도가 낮고, 경면연마성이 나쁘며, 따라서 제품형상이 원판상에 한정된다는 문제점이 있었다.

또한, 정밀주조법(로스트 왁스)은 절삭가공을 할 수 없는 복잡형상품을 만들 수는 있으나, 키 캡과 같이 작고 정밀한 제품의 제조에는 고가의 비용이 소요되기 때문에 제조원가의 상승과 같은 문제점으로 인하여 아직까지는 실용화되지 못하고 있다.

또한, 냉간단조법의 경우에는 단조방식이 주로 상하로 부터의 한 축이기 때문에 제품형상이 한정되며, 다이커스트법에 의한 금속가공의 경우에는 금형재질의 내열한도를 위해 용융온도가 높은 재료에는 적용할 수 없어 저융점 재료에 한정된다는 문제점이 있었다.

따라서, 상기와 같이 나열한 문제점으로 인해 현재 사용되고 있는 휴대폰의 사이드 키의 키 캡은 마모성과 같은 단점에도 불구하고 합성수지 성형품에 금속도금한 것을 사용할 수 밖에 없었으며, 아직까지도 저가의 제조비용으로 금속 성형가공된 키 캡을 갖는 사이드 키는 제공되지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 이와 같은 배경에서 도출된 것으로, 내마모성 및 내구성, 충격강도가 향상된 키 캡을 갖는 휴대폰 사이드 키를 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가 본 발명은 저가의 비용과 단순한 공정으로 금속 성형가공된 키 캡을 얻을 수 있고 대량생산이 가능하여 전체적인 생산원가를 낮출 수 있는 휴대폰 사이드 키의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

휴대폰의 측면에 장착되는 사이드 키에 있어서,

상기 사이드 키의 구성요소 중 하나인 키 캡 부분이 사출성형을 통해 제조된 금속 성형체인 것을 특징으로 하는 휴대폰의 사이드 키를 제공함으로서 달성된다.

따라서, 본 발명의 사이드 키는 종래 키 캡 부분으로 합성수지 성형품을 사용함에 발생되던 문제점을 해결할 수 있다. 즉, 본 발명은 사출성형된 금속 성형품을 키 캡으로 사용함에 따라 충격강도와 내마모성을 향상시킬 수 있고, 광택성을 오랫동안 유지할 수 있으며, 따라서 전체적인 내구성을 향상시킬 수 있다.

이하 본 발명에 대하여 첨부된 도면을 통하여 좀 더 상세하게 살펴보기는 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 사이드 키가 휴대폰의 측면에 장착된 모습을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 사이드 키를 절단하여 나타낸 단면도이다.

상기 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사이드 키(10)는 휴대폰 케이스(20)의 일측면에 외부로 노출되도록 장착된 키 캡(11)과; 상기 키 캡(11)의 하단에 소정의 공간을 두고 장착되어, 키 캡(11)의 작동에 의하여 인쇄회로 기판(30)과의 전기적인 접속을 제어하는 고무패드(15)로 구성된다.

상기한 구성요소 중 키 캡(11)은 금속분말과 합성수지를 포함하는 바인더가 혼합된 혼합물을 사출성형기를 통해 금형 내에 압입하여 성형가공된 성형품을 얻고, 상기와 같이 얻어진 성형품으로부터 바인더 성분을 제거한 다음, 진공 또는 환원성 분위기에서 소결하고, 성형 과정 중에 불필요하게 형성된 탭(tab)을 제거한 후 광연마를 통해 광택처리된 것을 사용한다.

고무패드(15)의 경우에는 종래 사이드 키에 사용된 고무패드와 동일하게 적용되며, 다만 비도전성이면서 탄성을 갖는 실리콘 고무로 이루어진 것을 사용하는 것이 일반적이다.

상기와 같은 구성을 갖는 사이드 키는 외부로 노출되어 접촉빈도가 잦은 키 캡을 전술한 바와 같이 제조된 금속 성형품을 몸체로 하여 사용함으로서 충격강도의 향상과 내마모성 및 광택성을 장시간 부여할 수 있다는 것이다.

또한, 상기와 같이 광택성을 갖는 키 캡(11)의 특정부위, 예를 들어 음량 조절을 나타내는 화살표 홈이나 상기 화살표 홈 부분을 제외한 키 캡(11)의 상면에 디자인의 미려함을 더하기 위하여 레이져 부식을 통하여 광택을 없앤 묵광처리부(11a)를 형성할 수 있다.

다만, 상기와 같이 레이져 부식을 통하여 묵광처리한 후에는 부식방지를 위하여, 묵광처리부(11a) 상면에 크롬(Cr)도금을 시행하여 코팅층(12)을 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 금속 사출성형된 키 캡을 포함하는 사이드 키의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 3은 본 발명의 사이드 키의 제조과정을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 4는 도 3의 제조과정에서 키 캡의 제조과정을 설명하기 위한 흐름도이다.

상기 도 3과 같이 본 발명의 사이드 키를 제조하기 위해서는, 우선적으로 키 캡이 먼저 제조되어야 하므로, 도 4를 참고로 하여 키 캡의 제조공정를 하기와 같이 살펴보도록 한다.

먼저, 키 캡의 제조하기 위해서는 재료로서 금속분말과 합성수지를 포함하는 바인더가 준비되어야 한다.

상기와 같이 키 캡의 재료로 사용되는 금속분말로는 철, 니켈, 망간, 알루미늄 등의 순수금속을 비롯하여 스텐레스강, 크롬강, 니켈강, 니켈-크롬강, 크롬-몰리브덴강, 망간강, 크롬-바나듐강, 텅스텐강 등의 합금강과; 탄소공구강, 합금공구강, 고속도강. 다이스강 등의 공구강; 중에서 선택되어 사용될 수 있다.

이 때 사용되는 금속분말은 사출성형시의 유동성, 바인더 배합률의 최소화를 위하여 구상 분말이 적절하며, 높은 소결밀도와 수치정밀도 확보를 위해서는 평균입경이 4 ~ 15㎛이 된 미분을 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 바인더는 상기한 금속분말과 혼합하여 유동성을 부과하기 위한 것으로, 이와 같이 사용되는 바인더는 후공정인 소결시 제거시켜야 하기 때문에 열분해성 수지나 열가소성 수지, 용매용해성 수지 중에 선택하여 사용되는 것이 바람직하다.

상기와 같은 용도로 사용되는 수지로는 대표적으로 스틸렌 수지, 에틸렌 수지, 아세틸 수지, 염화비닐 수지, 아크릴 수지, 메틸 메타아크릴에트 수지, 부틸 메타아크릴레이트 수지, 에틸 비닐아세테트 등이 사용될 수 있다.

또한, 상기한 합성수지와 더불어 윤활제, 가소제, 커플링제 및 계면활성제를 추가적으로 혼합된 것을 바인더로 사용하면 더욱 효과적이다.

이와 같이 준비된 재료, 즉 금속분말과 바인더를 소정의 혼련기에 투입하여 혼합함에 따라 금속입자에 바인더를 균일하게 코팅시키게 되는데, 이는 사출성형시 가루형체로 유동성을 주고 금속분말를 단단한 형상을 주기 위한 과정이다.

상기한 혼합과정에 있어서, 금속분말에 대하여 바인더의 양은 사출성형시 유동성을 가질 수 있도록 충분하게 들어가야 하나, 너무 많이 양이 혼합되면 탈지 및 소결시 변형방지가 일어날 수 있으므로, 따라서 가장 적절한 바인더의 양은 금속분말에 대하여 6 ~ 12중량%가 혼합되는 것이 바람직하다.

이와 같이 금속분말과 바인더를 균일하게 혼합한 후, 조립기에서 일정한 크기의 펠렛으로 절단하는 조립화를 시행하게 되는데, 이는 사출성형기로의 공급을 용이하게 하기 위한 과정이다.

상기와 같이 펠렛화된 금속분말과 바인더의 혼합물은 사출성형기의 실린더 안에 투입된 다음, 가소화하면서 실린더 내부에 압력을 주어 노즐을 통해 소정의 모양을 갖는 금형내로 압입하고 냉각고화시키는 사출성형이 이루어지게 된다.

이와 같이 사출성형하여 제조된 성형품은 용매추출이나 열분해를 통하여 바인더 성분을 제거한 다음, 고온의 소결로에서 진공 또는 환원성 분위기를 유지하면서 금속의 연화온도까지 가열하여 금속분말들을 서로 결합시키는 소결과정을 거치게 된다.

상기와 같이 소결과정을 마친 성형품을 상온까지 냉각시킨 후, 성형된 제품이 원하고자 하는 치수에 부합되는지 검사하고, 1차 바렐공정과 게이트 제거공정 및 2차 바렐공정을 통하여 불필요한 부분을 제거하거나 모서리 부분을 다듬는 후처리 공정을 시행한다.

이와 같이 후처리 공정이 끝난 성형품은 광연마를 통하여 광택을 형성한 후, 초음파 세척을 통하여 연마제를 제거하게 되면 광택성을 갖는 금속성형체를 얻을 수 있다.

이에 부가적으로 디자인의 미려함을 나타내기 위하여 성형품의 일부분에 레이져 부식을 통하여 묵광처리를 시행하고, 부식방지를 위하여 크롬(Cr)도금을 하게 되면 금속 성형가공된 키 캡을 완성하게 된다.

이와 같은 과정을 거쳐 제조된 키 캡은 미세한 금속분말과 바인더를 혼합하여 유동성을 줌으로서 사출성형이 가능하며, 추후 성형품 내에 함유된 바인더 성분을 제거하고 소결시킴에 따라 완성된 제품의 성분은 대부분이 금속재질로 이루어진다는 것이다.

전술한 바와 같은 공정을 거쳐 얻어진 키 캡을 별도로 성형된 고무패드와 조립하고 작동상태나 결합상태를 검사한 다음 포장함으로서 본 발명의 사이드 키가 제조된다.

상기 고무패드는 비도전성이면서 탄성을 갖는 실리콘 고무를 주로 사용하며, 사출성형에 의하여 성형된 것을 사용하는 것이 일반적이다.

따라서, 본 발명의 사이드 키의 제조방법은 비교적 단순한 제조공정을 통하여 저가의 비용으로 다양한 금속을 재료로 하여 성형가공된 키 캡을 얻을 수 있고, 이러한 키 캡은 내마모성 및 내구성, 충격강도가 강할 뿐만 아니라 금속 특유의 광택을 그대로 살릴 수 있다는 것이다.

나아가 본 발명의 제조방법에 따른 키 캡은 사출성형을 통하여 제조되기 때문에, 높은 치수정밀도와 양호한 표면 조도를 가진 양질의 제품을 생산할 수 있고, 동일형상의 물건을 양산할 수 있어 대량생산이 가능하므로 전체적인 생산원가를 낮출 수 있다는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명의 휴대폰 사이드 키는 사출성형을 통한 금속성형품을 키 캡에 적용하여 충격강도와 내마모성의 향상을 가져올 수 있고, 금속 특유의 광택을 가질 수 있을 뿐만 아니라 이러한 광택을 장시간 유지할 수 있다는 효과를 가져오는 것이다.

또한, 본 발명의 사이드 키의 제조방법은 비교적 단순한 제조공정을 통하여 저가의 비용으로 금속 성형가공된 키 캡을 얻을 수 있고, 이와 제조된 키 캡은 높은 치수정밀도와 양호한 표면 조도를 갖게 되며, 또한 금형제작으로 인한 동일 형상의 물건을 양산할 수 있어 대량생산이 가능하여 생산원가를 낮출 수 있다는 것이다.

이상에서 본 발명은 바람직한 실시예들을 참조하여 설명되었지만 여기에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 당업자라면 자명하게 도출가능한 많은 변형예들을 포괄하도록 의도된 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어져야 한다.

도 1은 본 발명의 사이드 키가 휴대폰의 측면에 장착된 모습을 나타낸 사시도

도 2는 도 1의 사이드 키를 절단하여 나타낸 단면도

도 3은 본 발명의 사이드 키의 제조과정을 설명하기 위한 흐름도

도 4는 도 3의 제조과정에서 키 캡의 제조과정을 설명하기 위한 흐름도

<도면의 주요부호에 대한 상세한 설명>

10 : 사이드 키

11 : 키 캡 11a : 묵광처리부

12 : 코팅층 15 : 고무패드

20 : 휴대폰 케이스 30 : 인쇄회로기판

Claims (6)

1. 휴대폰 케이스의 일측면에 외부로 노출되도록 장착된 키 캡과; 상기 키 캡의 하단에 소정의 공간을 두고 장착되고 하면이 인쇄회로기판과 접촉되어 있는 고무패드;를 포함하는 휴대폰의 사이드 키에 있어서,

   상기 키 캡이:

   금속분말과 합성수지를 포함하는 바인더가 혼합된 혼합물을 사출성형기를 통해 금형 내에 압입하고 냉각고화시켜 성형가공된 성형품을 얻고, 상기 성형품으로부터 바인더 성분을 제거한 다음, 진공 또는 환원성 분위기에서 소결하고 상온까지 냉각시킨 후, 성형과정 중에 불필요하게 형성된 탭(tab)을 제거하고 광연마를 통해 광택처리하여 제조된 것임을 특징으로 하는 휴대폰의 사이드 키.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 키 캡의 전면 또는 일부분에 레이져 부식을 통한 묵광처리부가 형성되고, 상기 묵광처리부의 상면에는 크롬(Cr)도금에 의한 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 휴대폰의 사이드 키.
3. 키 캡의 재료로 선별된 금속분말과 바인더를 혼련기에서 혼합하는 단계와;

   상기 금속분말과 바인더 혼합물을 조립기에서 일정한 크기의 펠렛으로 절단하여 조립화하는 단계와;

   상기 조립화된 금속분말과 바인더의 혼합물을 사출성형기의 실린더 안에 투입한 다음, 가소화하면서 실린더 내부에 압력을 주어 노즐을 통해 소정의 모양을 갖는 금형 내부로 압입하고 냉각고화시켜 키 캡 모양으로 사출성형하는 단계와;

   상기 사출성형된 키 캡 성형품으로부터 용매추출이나 열분해를 통하여 바인더 성분을 제거하는 단계와;

   상기 바인더 성분이 제거된 키 캡 성형품을 고온의 소결로에서 진공 또는 환원성 분위기를 유지하며 금속의 연화온도까지 가열하여 소결하는 단계와;

   상기 소결된 키 캡 성형품 표면에 광연마를 통하여 광택을 형성한 다음, 초음파 세척을 통하여 연마제를 제거하는 단계와;

   상기 광택처리된 키 캡에 별도로 제작된 고무패드를 조립하여 사이드 키를 완성하는 단계와;

   상기 조립된 사이드 키를 검사 및 포장하는 단계;를 포함하는 특징으로 하는 휴대폰 사이드 키의 제조방법.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 바인더는 스틸렌 수지, 에틸렌 수지, 아세틸 수지, 염화비닐 수지, 아크릴 수지, 메틸 메타아크릴에트 수지, 부틸 메타아크릴레이트 수지, 에틸 비닐아세테트와 같이 열분해성 수지나 열가소성 수지, 용매용해성 수지 중에 선택하여 사용됨을 특징으로 하는 휴대폰 사이드 키의 제조방법.
5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서, 상기 혼합단계에서 바인더가 금속분말에 대하여 6 ~ 12중량%가 혼합됨을 특징으로 하는 휴대폰 사이드 키의 제조방법.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 광택처리된 키 캡의 일부분 또는 전부분에 대하여 레이져 부식을 통하여 묵광처리를 시행한 다음, 상기 묵광처리된 키 캡에 부식방지를 위하여 크롬(Cr)도금하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대폰 사이드 키의 제조방법.