KR100825073B1 - 터치 센서 패드 제조 방법 및 그 패드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 터치 센서 패드 제조 방법 및 그 패드에 관한 것으로서, 절연필름 위에 적층(laminating) 혹은 증착된 금속 박막을 에칭 처리하여 터치 부분과 상기 터치 부분과 연결되고 터치 신호 감지를 위한 외부 센서와 연결되는 연결부를 포함하는 회로 부분으로 구성되는 회로 패턴을 형성하거나, 혹은 절연필름 위에 비철금속을 도금 혹은 증착시켜 상기 회로 패턴을 형성한 후, 상기 터치 부분과 연결부에 카본 보호막을 인쇄한 다음, 상기 회로 패턴 위에 절연 보호막을 형성하는 공정을 거쳐 제조된다.
본 발명에 의하면, 은 분말을 합성수지 등에 배합하여 만든 은 페이스트를 절연필름에 직접 인쇄하여 회로 패턴을 형성한 종래의 터치 센서 패드와 비교해 볼 때 잔류저항이 상대적으로 낮고, 전력 소모량이 적으며, 전류의 흐름 및 신호의 전달 속도가 빠르고, 굴곡(winding) 및 구부림(bending) 뿐만 아니라 열이나 온도 등에 대한 내구성이 우수한 터치 센서 패드를 저렴하게 제조할 수 있다.
터치 센서 패드, 에칭, 증착, 도금, 레지스트 잉크, 커버 레이어 패턴

Description

터치 센서 패드 제조 방법 및 그 패드{Method for manufacturing a touch-sensor pad and the pad thereof}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치 센서 패드 제조 방법을 나타낸 공정도.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치 센서 패드 제조 방법을 나타낸 공정도.
도 3은 본 발명에 따른 터치 센서 패드의 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 절연필름 11a: 회로 패턴이 형성되지 않은 영역
20: 금속 박막 20a: 커버 레이어 패턴이 인쇄되지 않은 부분
30,30a: 커버 레이어 패턴 40: 회로 패턴
41: 터치 부분 42: 연결부
41a,42a: 카본 보호막 42b: 가이드 필름
50: 절연 보호막 60: 양면 테이프
본 발명은 터치 센서 패드에 관한 것이며, 더욱 상세히는 전기밥통, 전기밥솥, 냉장고, 에어컨 등과 같은 백색 가전제품이나 휴대폰, PDA, 컴퓨터 등과 같은 각종 통신 단말기 등의 키 패드로 사용되는 터치 센서 패드 제조 방법 및 그 패드에 관한 것이다.
종래의 백색 가전제품이나 슬림형 휴대폰, 슬림형 PDA, 컴퓨터 등과 같은 각종 통신 단말기 등의 키 패드로 사용되는 터치 센서 패드는, PET나 아크릴 등과 같은 부도체로 제조된 절연필름 위에, 터치 부분과 상기 터치 부분과 연결되고 터치 신호 감지를 위한 외부 센서와 연결되는 연결부를 포함하는 회로 부분으로 구성되는 회로 패턴을 은(Ag) 페이스트로 인쇄한 후, 상기 회로 패턴 위에 절연 보호막을 형성하여 제조한다.
상기와 같이 제조되는 터치 센서 패드는 인체에서 발생하는 정전기량을 인식하는 정전기량 방식에 의해 작동하며, 구체적으로는 상기 외부 센서와 연결된 상태에서 사용자가 손가락으로 상기 회로 패턴의 터치 부분을 터치하면 상기 터치 부분의 정전기량이 변하고, 이때 상기 외부 센서가 상기 터치 부분의 정전기량 변화 신호를 감지하여 상기한 백색 가전제품이나 휴대용 통신 단말기 등의 작동을 제어하기 위한 신호를 출력한다.
상기와 같이 작동하는 종래의 터치 센서 패드는 통상적으로 3㎜ 이하의 플라 스틱이나 아크릴, 혹은 5㎜ 이하의 유리 뒤에 부착된 상태에서도 사용자가 상기 인쇄 패턴의 터치 부분에 근접하여 손가락을 접촉하면 상기 터치 부분의 정전기량이 변한다.
하지만, 상기와 같이 제조되는 종래의 터치 센서 패드는 은 분말을 합성수지 등에 배합하여 만든 은 페이스트를 사용하여 회로 패턴을 형성하기 때문에 잔류저항이 높다는 단점이 있으며, 그 결과로 전류의 흐름 및 신호의 전달 속도가 늦어지는 문제점이 있다.
또한, 제품의 특성상 굴곡(winding) 및 구부림(bending)이 빈번한 부분에 적용 시, 상기 합성수지 도막의 내구성이 불안정해져 조립 중 또는 사용자가 사용 중에 상기 회로 패턴의 회로 부분이 쉽게 파손되는 단점이 있으며, 특히 상기 합성수지에 배합되는 은 분말의 사용량에 따라서 제조원가가 상승하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 제1 목적은 절연필름 위에 적층(laminating) 혹은 증착된 금속 박막을 에칭 처리하여 터치 부분과 상기 터치 부분과 연결되고 터치 신호 감지를 위한 외부 센서와 연결되는 연결부를 포함하는 회로 부분으로 구성되는 회로 패턴을 형성한 후, 상기 터치 부분과 연결부에 카본 보호막을 인쇄한 다음, 상기 회로 패턴 위에 절연 보호막을 형성하는 터치 센서 패드 제조 방법 및 그 패드를 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 목적은 절연필름 위에 수용성 메탈라이즈 레지스트 잉 크(Metalize resist ink)로 커버 레이어 패턴을 인쇄한 후, 상기 커버 레이어 패턴이 인쇄되지 않은 영역에 비철금속을 도금 혹은 증착시켜 터치 부분과 상기 터치 부분과 연결되고 터치 신호 감지를 위한 외부 센서와 연결되는 연결부를 포함하는 회로 부분으로 구성되는 회로 패턴을 형성한 다음, 상기 수용성 메탈라이즈 레지스트 잉크를 제거한 후, 상기 터치 부분과 연결부에 카본 보호막을 인쇄한 다음, 상기 회로 패턴 위에 절연 보호막을 형성하는 터치 센서 패드 제조 방법 및 그 패드를 제공하는 것이다.
본 발명의 제3 목적은 상기한 터치 센서 패드 제조 방법에 의해 제조되는 터치 센서 패드를 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 터치 센서 패드 제조 방법의 제1실시예는, 절연필름 위에 동, 은, 금, 알루미늄 중 어느 하나를 적층 혹은 증착하여 금속 박막을 형성하는 공정과; 에칭 레지스트 잉크를 이용하여 커버 레이어 패턴을 인쇄 후 건조시키는 공정; 상기 금속 박막에 에칭제를 분사하여 상기 커버 레이어 패턴을 제외한 나머지 부분을 부식시켜 상기 절연필름으로부터 박리하는 공정; 알칼리 수용액을 이용하여 상기 커버 레이어 패턴 및 잔류 에칭제를 세척하여 제거함으로써 터치 부분과 상기 터치 부분과 연결되고 터치 신호 감지를 위한 외부 센서와 연결되는 연결부를 포함하는 회로 부분으로 구성되는 회로 패턴을 형성하고 건조시키는 공정; 상기 회로 패턴의 터치 부분 혹은 연결부 에 카본 보호막을 인쇄하여 건조시키는 공정; 및 상기 회로 패턴 위와 상기 절연필름의 상면 중 상기 회로 패턴이 형성되지 않은 영역 위에 절연 보호막을 인쇄하여 건조시키는 공정;으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 터치 센서 패드 제조 방법의 제2실시예는, 수용성 메탈라이즈 레지스트 잉크를 이용하여 커버 레이어 패턴을 인쇄 후 건조시키는 공정과; 상기 절연필름의 상면 중 상기 커버 레이어 패턴이 인쇄되지 않은 영역에 동, 은, 금, 알루미늄 중 어느 하나를 도금 혹은 증착시켜 터치 부분과 상기 터치 부분과 연결되고 터치 신호 감지를 위한 외부 센서와 연결되는 연결부를 포함하는 회로 부분으로 구성되는 회로 패턴을 형성하는 공정; 상기 커버 레이어 패턴을 온수로 세척하여 제거한 후 상기 회로 패턴을 건조시키는 공정; 상기 회로 패턴의 터치 부분 혹은 연결부에 카본 보호막을 인쇄하여 건조시키는 공정; 및 상기 회로 패턴 위와 상기 절연필름의 상면 중 상기 회로 패턴이 형성되지 않은 영역 위에 절연 보호막을 인쇄하여 건조시키는 공정;으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 제1실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 터치 센서 패드 제조 방법을 나타낸 공정도이다.
도 1을 참조하면, 가장 먼저 필요한 규격에 따라서 특정한 크기와 모양으로 준비된 절연필름(10) 위에 동, 은, 금, 알루미늄 중 어느 하나를 적층 혹은 증착하 여 금속 박막(20)을 형성한다(도 1의 A 참조).
상기 절연필름(10) 위에 금속 박막(20)이 형성되고 나면, 다음으로 에칭 레지스트 잉크를 이용하여 상기 금속 박막(20) 위에 커버 레이어 패턴(30)을 인쇄 후 건조시킨다(도 1의 B 참조). 이 공정에서, 상기 커버 레이어 패턴(30)은 가열하거나 자외선(UV)으로 건조시키는 것이 바람직하다.
상기 커버 레이어 패턴(30)이 금속 박막(20) 위에 인쇄되고 나면, 다음으로 상기 금속 박막(20)에 에칭제를 분사하여 상기 커버 레이어 패턴(30)을 제외한 나머지 부분(20a)을 부식시켜 상기 절연필름(20)으로부터 박리한다(도 1의 C 참조).
상기와 같이 절연필름(10)의 금속 박막(20) 중 상기 커버 레이어 패턴(30)이 인쇄된 부분을 제외한 나머지 부분(20a), 즉 상기 커버 레이어 패턴(30)이 인쇄되지 않은 부분이 박리되고 나면, 다음으로 알칼리 수용액(예컨대, 1∼3%의 수산화나트륨 수용액)을 이용하여 상기 에칭 레지스트 잉크로 된 커버 레이어 패턴(30)과 상기 절연필름(10) 위에 남아 있는 에칭제를 세척하여 제거함으로써 터치 부분(41)과 상기 터치 부분(41)과 연결되고 터치 신호 감지를 위한 외부 센서(도시하지 않음)와 연결되는 연결부(42)를 포함하는 회로 부분으로 구성되는 회로 패턴(40)을 형성하고 건조시킨다(도 1의 D 참조). 이때, 상기 절연필름(10)의 상면은 상기 회로 패턴(40)과 상기 회로 패턴(40)이 형성되지 않은 영역(11a)으로 구분된다.
상기 회로 패턴(40)이 형성되고 나면, 다음으로 상기 회로 패턴(40)의 터치 부분(41) 혹은 연결부(42)에 카본 보호막(41a, 42a)을 인쇄하여 건조시킨다(도 1의 E 참조). 이 공정에서, 상기 터치 부분(41)의 카본 보호막(41a)은 본 발명에 따른 터치 센서 패드를 적용하는 제품의 종류에 따라서 필요한 경우 인쇄하지 않을 수 있다. 예컨대, 전기밥통, 전기밥솥, 냉장고, 에어컨 등과 같은 백색 가전제품에 터치 센서 패드를 적용하는 경우에는 상기 터치 부분(41)의 카본 보호막(41a)을 인쇄하지 않는 것이 바람직하고, 휴대폰, PDA, 컴퓨터 등과 같은 각종 통신 단말기에 터치 센서 패드를 적용하는 경우에는 상기 터치 부분(41)의 카본 보호막(41a)을 인쇄하는 것이 바람직하다.
상기 회로 패턴(40)의 터치 부분(41) 혹은 연결부(42)에 카본 보호막(41a, 42a)이 인쇄되고 나면, 마지막으로 상기 회로 패턴(40) 위와 상기 절연필름(20)의 상면 중 상기 회로 패턴(40)이 형성되지 않은 영역(20a) 위에 절연 보호막(50)을 인쇄하여 건조시킴에 따라서 본 발명에 따른 터치 센서 패드가 제조 완료된다(도 1의 F 참조).
이와 같이 제조 완료된 터치 센서 패드의 상기 절연 보호막(50) 위에는 상기 터치 센서 패드를 상기한 바와 같은 백색 가전제품이나 각종 통신 단말기에 부착하기 위한 양면 테이프(60)가 추가로 부착된다(도 1의 G 참조).
이하, 본 발명의 제2실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 터치 센서 패드 제조 방법을 나타낸 공정도이다.
본 발명의 제2실시예에 따른 터치 센서 패드 제조 방법은, 도 1을 참조하여 설명한 상기 제1실시예에 따른 터치 센서 패드 제조 방법과 비교해 볼 때, 도 1에 나타낸 바와 같은 회로 패턴(40)을 형성하는 과정이 서로 다르다.
먼저, 필요한 규격에 따라서 특정한 크기와 모양으로 준비된 절연필름(10) 위에 수용성 메탈라이즈 레지스트 잉크를 이용하여 커버 레이어 패턴(30a)을 인쇄 후 건조시킨다(도 2의 A 참조). 이 과정에서 사용되는 상기 수용성 메탈라이즈 레지스트 잉크로는 대한민국의 주식회사 케이티에스(KTS)에서 제조하는 상품명 KP-1000을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 절연필름(10) 위에 커버 레이어 패턴(30a)이 인쇄되고 나면, 다음으로 상기 절연필름(10)의 상면 중 상기 커버 레이어 패턴(30a)이 인쇄되지 않은 영역(11)에 동, 은, 금, 알루미늄 중 어느 하나를 도금 혹은 증착시켜 터치 부분(41)과 상기 터치 부분(41)과 연결되고 터치 신호 감지를 위한 외부 센서(도시하지 않음)와 연결되는 연결부(42)를 포함하는 회로 부분으로 구성되는 회로 패턴(40)을 형성한다(도 2의 B 참조).
상기 회로 패턴(40)이 형성되고 나면, 다음으로 수용성 메탈라이즈 레지스트 잉크로 된 상기 커버 레이어 패턴(30a)을 온수로 세척하여 제거한 후 상기 회로 패턴(40)을 건조시킨다(도 2의 C 참조). 이때, 상기 절연필름(10)의 상면은 상기 회로 패턴(40)과 상기 회로 패턴(40)이 형성되지 않은 영역(11a), 즉 상기 커버 레이어 패턴(30a)이 인쇄되었던 영역으로 구분된다.
상기 회로 패턴(40)이 형성되고 나면, 다음으로 상기 회로 패턴(40)의 터치 부분(41) 혹은 연결부(42)에 카본 보호막(41a, 42a)을 인쇄하여 건조시킨다(도 2의 D 참조). 이 공정에서, 상기 터치 부분(41)의 카본 보호막(41a)은 본 발명에 따른 터치 센서 패드를 적용하는 제품의 종류에 따라서 필요한 경우 인쇄하지 않을 수 있다. 예컨대, 전기밥통, 전기밥솥, 냉장고, 에어컨 등과 같은 백색 가전제품에 터치 센서 패드를 적용하는 경우에는 상기 터치 부분(41)의 카본 보호막(41a)을 인쇄하지 않는 것이 바람직하고, 휴대폰, PDA, 컴퓨터 등과 같은 각종 통신 단말기에 터치 센서 패드를 적용하는 경우에는 상기 터치 부분(41)의 카본 보호막(41a)을 인쇄하는 것이 바람직하다.
상기 회로 패턴(40)의 터치 부분(41) 혹은 연결부(42)에 카본 보호막(41a, 42a)이 인쇄되고 나면, 마지막으로 상기 회로 패턴(40) 위와 상기 절연필름(20)의 상면 중 상기 회로 패턴(40)이 형성되지 않은 영역(11a) 위에 절연 보호막(50)을 인쇄하여 건조시킴에 따라서 본 발명에 따른 터치 센서 패드가 제조 완료된다(도 2의 E 참조).
이와 같이 제조 완료된 터치 센서 패드의 상기 절연 보호막(50) 위에는 상기 터치 센서 패드를 상기한 바와 같은 백색 가전제품이나 각종 통신 단말기에 부착하기 위한 양면 테이프(60)가 추가로 부착된다(도 2의 F 참조).
도 3은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 터치 센서 패드 제조 방법에 의해 제조된 터치 센서 패드의 평면도로서, 전기밥통, 전기밥솥, 냉장고, 에어컨 등과 같은 백색 가전제품에 적용 가능한 터치 센서 패드를 나타내고 있다.
도 3을 참조하면, 상기 터치 부분(41)과 상기 터치 부분(41)과 연결되고 터 치 신호 감지를 위한 외부 센서(도시하지 않음)와 연결되는 연결부(42)를 포함하는 회로 부분으로 구성되는 회로 패턴(40)을 확인할 수 있다.
또한, 상기 회로 패턴(40)의 연결부(42)에 카본 보호막(42a)이 인쇄된 상태와 상기 연결부(42)를 상기 외부 센서와 연결할 때 안내 역할을 하는 가이드 필름(42b)이 상기 연결부(42)에 부착된 상태를 확인할 수 있다.
참고로, 본 출원인이 본 발명에 따른 터치 센서 패드 제조 방법과 종래의 은 페이스트를 사용하는 터치 센서 패드 제조 방법으로 도 3에 나타낸 바와 같은 형상의 터치 센서 패드를 제작한 후, 그 전기적 특성 및 내구성을 측정한 결과, 다음과 같은 차이점을 확인할 수 있었다.
1. 회로저항(Ω) 측정 결과
10mm(길이)×1.0mm(폭)의 도선 저항 측정 시 1.5Ω 이하의 조건을 만족하는지를 측정한 결과, 종래의 터치 센서 패드는 평균 1.1Ω의 회로저항을 나타내는 반면에, 본 발명에 따른 터치 센서 패드는 종래보다 현저하게 낮은 평균 0.23Ω의 회로저항을 나타냄을 알 수 있었다.
2. 굴곡 후 저항값 변화율(%) 측정 결과
10mm(길이)×1.0mm(폭)의 도선을 반으로 접은 다음, 접힌 부분에 5kg 무게의 추를 사용하여 1분 정도 누르기를 5회 반복 후, 저항값 변화율 측정 시 30% 이하의 조건을 만족하는지를 측정한 결과, 종래의 터치 센서 패드는 평균 24%의 저항값 변화율을 나타내는 반면에, 본 발명에 따른 터치 센서 패드는 종래보다 현저하게 낮은 평균 1.7%의 저항값 변화율을 나타냄을 알 수 있었다.
3. 회로 패턴의 접착력 측정 결과
테이프를 이용한 도막 박리 시험 실시 후 측정되는 저항값 변화율이 ± 30% 이내의 조건을 만족하는지를 측정한 결과, 종래의 터치 센서 패드는 평균 21%의 저항값 변화율을 나타내는 반면에, 본 발명에 따른 터치 센서 패드는 종래보다 현저하게 낮은 평균 0.0%의 저항값 변화율을 나타냄을 알 수 있었다.
4. 내 환경 시험 결과
- 25℃에서 20시간, + 70℃에서 20시간, 습도 95%에서 20시간 방치 후 상기 1, 2, 3의 측정 조건을 만족하는지를 확인한 결과, 종래의 터치 센서 패드는 상기 1, 2, 3 항목 중 최소한 어느 하나의 측정 조건을 만족하지 못하는 반면에, 본 발명에 따른 터치 센서 패드는 상기 1, 2, 3 항목 모두의 측정 조건을 만족함을 알 수 있었다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 터치 센서 패드 제조 방법 및 그 패드는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면 은 분말을 합성수지 등에 배합하여 만든 은 페이스트를 절연필름에 직접 인쇄하여 회로 패턴을 형성한 종래의 터치 센서 패드와 비교해 볼 때 잔류저항이 상대적으로 낮고, 전력 소모량이 적으며, 전류의 흐름 및 신호의 전달 속도가 빠르고, 굴곡(winding) 및 구부림(bending) 뿐만 아니라 열이나 온도 등에 대한 내구성이 우수한 터치 센서 패드를 저렴하게 제조할 수 있다.

Claims (3)

  1. 절연필름(10) 위에 동, 은, 금, 알루미늄 중 어느 하나를 적층 혹은 증착하여 금속 박막(20)을 형성하는 공정과;
    에칭 레지스트 잉크를 이용하여 커버 레이어 패턴(30)을 인쇄 후 건조시키는 공정;
    상기 금속 박막(20)에 에칭제를 분사하여 상기 커버 레이어 패턴(30)을 제외한 나머지 부분(20a)을 부식시켜 상기 절연필름(10)으로부터 박리하는 공정;
    알칼리 수용액을 이용하여 상기 커버 레이어 패턴(30) 및 잔류 에칭제를 세척하여 제거함으로써 터치 부분(41)과 상기 터치 부분(41)과 연결되고 터치 신호 감지를 위한 외부 센서와 연결되는 연결부(42)를 포함하는 회로 부분으로 구성되는 회로 패턴(40)을 형성하고 건조시키는 공정;
    상기 회로 패턴(40)의 터치 부분(41) 혹은 연결부(42)에 카본 보호막(41a,42a)을 인쇄하여 건조시키는 공정; 및
    상기 회로 패턴(40) 위와 상기 절연필름(10)의 상면 중 상기 회로 패턴(40)이 형성되지 않은 영역(11a) 위에 절연 보호막(50)을 인쇄하여 건조시키는 공정;
    으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치 센서 패드의 제조방법.
  2. 절연필름(10) 위에 수용성 메탈라이즈 레지스트 잉크를 이용하여 커버 레이어 패턴(30a)을 인쇄 후 건조시키는 공정과;
    상기 절연필름(10)의 상면 중 상기 커버 레이어 패턴(30a)이 인쇄되지 않은 영역에 동, 은, 금, 알루미늄 중 어느 하나를 도금 혹은 증착시켜 터치 부분(41)과 상기 터치 부분(41)과 연결되고 터치 신호 감지를 위한 외부 센서와 연결되는 연결부(42)를 포함하는 회로 부분으로 구성되는 회로 패턴(40)을 형성하는 공정;
    상기 커버 레이어 패턴(30a)을 온수로 세척하여 제거한 후 상기 회로 패턴(40)을 건조시키는 공정;
    상기 회로 패턴(40)의 터치 부분(41) 혹은 연결부(42)에 카본 보호막(41a,42a)을 인쇄하여 건조시키는 공정; 및
    상기 회로 패턴(40) 위와 상기 절연필름(10)의 상면 중 상기 회로 패턴(40)이 형성되지 않은 영역(11a) 위에 절연 보호막(50)을 인쇄하여 건조시키는 공정;
    으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 터치 센서 패드의 제조방법.
  3. 삭제
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