KR100945863B1 - 광확산 키패드 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광확산 키패드 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 돔스위치가 구비된 인쇄회로기판; 및 상기 기판의 상부에 광확산시트 및 키버튼이 일체형으로 이루어진 키판이 포함되어 키패드 사이에서 나타나는 빛이 균일하게 유도되고, 단순한 공정으로 제조되어 생산성이 향상되는 광확산 키패드 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

광확산, 키패드, 자외선 도료, 스크린 인쇄

Description

광확산 키패드 및 이의 제조방법 {Diffusion Lighting Keypad and A method of preparing the same}

본 발명은 광확산 키패드 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 키패드 사이에서 나타나는 빛이 균일하게 유도되고, 단순한 공정이 제공되어 생산성이 향상되는 광확산 키패드 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 키패드는 휴대폰 등의 통신기기에 신호 표시 또는 다양한 부가 기능을 수행하기 위한 스위치 장치로 사용되며, 야간이나 어두운 장소에서 숫자나 문자키를 식별하는 기능을 지닌다.

기존의 키패드 제조는 고분자를 사출하고, 사출된 물질에 도료 스프레이를 진행하여 키패드가 완성되었다. 따라서, 사출 후에 다시 스프레이 공정이 진행되는 등의 제조 공정이 번거로웠다.

이에 대한민국 특허발명 제695020호에 있어서, 키패드에 매우 슬림한 도광필름을 구비하여 도광필름의 하부에 반사층이 형성되어 휘도가 증가되고, 현저한 슬림화와 발광 집중도가 높은 발광 키패드 및 도광필름이 제안된 바 있다.

상기 기술과 관련하여 도 1은 기존의 키패드 단면도로서, 도광필름 10, 반사층 11, 광원 12, 접착부재 15, 키 20, 돌기 21, 키판 22, 배면층 23, 인쇄회로기판 30, 접점단자 31, 돔스위치 32 로 구성되었다. 그러나, 상기 기술은 별도의 반사층 및 도광필름, 즉 광확산 시트가 구비되어 부품단가의 상승이 발생하고, 조립공정에 있어서 불량이 자주 발생하여 광편차가 지속적으로 발생하는 문제점이 있다.

또한, 대한민국 특허발명 제592114호에 있어서, 키패드는 금속박편으로 형성시켜 이를 가공하고, 그 저면에 돔스위치와 인쇄회로기판이 설치되어 내구성 및 터치감이 향상된 휴대폰용 금속키패드가 제안된 바 있다. 그러나, 금속판에 식각하고, 코팅하는 제조 공정이 복잡하며, 국부적인 광원의 부여로 인해 역시 광편차가 발생되는 단점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 키판 하단의 패드에 광편차가 없도록 투명 광확산 도트 형상을 구현하여 균일한 빛이 유도되는 확산키패드 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.

또한, 광확산 도트 형상의 부여와 키패드 배면층에 문자 성형과 광확산 부여를 동시에 일체형으로 구성하여 단순화된 제조공정을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 광확산 키패드에 있어서, 돔스위치가 구비된 인쇄회로기판; 및 상기 기판의 상부에 광확산시트 및 키버튼이 일체형으로 이루어진 키판이 포함됨을 특징으로 하는 광확산 키패드를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 광확산시트가 하방에 우레탄 실리콘으로 돌기가 돌출된 형태로 성형된 패드; 및 기 패드의 상부에 자외선 도료로 실크스크린 방식으로 도트 형태로 키버튼 부분에 구현되어 있는 광확산필름이 포함됨을 특징으로 하는 광확산 키패드를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 광확산필름이 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 및 폴리우레탄으로 이루어진 군에서 1 이상 선택됨을 특징으로 하는 광확산 키패드를 제공한다.

또한, 본 발명은 광확산 키패드의 제조방법에 있어서, 광확산 키패드의 기판인 필름준비단계; 상기 필름의 상부에 자외선 도료로 실크스크린 방식을 이용하여 도트 형태로 키버튼 부위에 구현되는 인쇄단계; 상기 인쇄된 필름의 성형을 위해 도트 부분이 하부 쪽을 향하도록 하부 금형에 고정시키는 금형안착단계; 상기 하부 금형에 안착된 광확산 필름의 상부에 우레탄 실리콘 을 채우고, 기능을 작동할 수 있게 하는 돌기가 식각된 상부 금형을 하부 금형의 핀에 맞추어 광확산시트가 제조되는 성형단계; 상기 제조된 광확산시트의 상부의 도트 부분에 키버튼을 조립지그로 부착하는 키버튼부착단계; 및 상기 키버튼이 광확산시트에 부착되어 형성된 키판과 돔스위치가 부착된 인쇄회로기판의 상부에 액상 실리콘으로 접합시키는 접합단계가 포함됨을 특징으로 하는 광확산 키패드의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 필름준비단계에서, 상기 필름은 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 및 폴리우레탄으로 이루어진 군에서 1 이상 선택됨을 특징으로 하는 광확산 키패드의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 성형단계에서, 성형 조건이 상측 및 하측의 금형온도는 90 내지 150 ℃ 이고, 성형 시간은 20 내지 100 초간, 50 내지 200 kgf 압력으로 진행됨을 특징으로 하는 광확산 키패드의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 금형온도의 상측 온도를 하측에 비해 10 ℃ 높게 성형됨을 특징으로 하는 광확산 키패드의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 금형안착단계 및 성형단계에서, 금형은 다수개의 금형이 구비되어 형성되는 타발 금형에서 성형됨을 특징으로 하는 광확산 키패드의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 키버튼부착단계에서, 키버튼이 투명의 폴리카보네이트 시트의 배면에 문자가 인쇄되어 있으며, 내부는 우레탄 실리콘으로 채워져 있는 형태로 이루어짐을 특징으로 하는 광확산 키패드의 제조방법을 제공한다.

이하 본 발명에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않 게 하기 위하여 생략한다.

본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 광확산 키패드의 단면도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 광확산 키패드는 인쇄회로기판 100, 돔스위치 200, 키판 300 으로 구성될 수 있다. 여기서 키판 300 은 다시 광확산시트 310 및 키버튼 330 이 포함되며, 문자 표식 및 광확산이 동시에 구현되는 일체형의 키판으로 형성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 광확산 키패드의 제조공정도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 광확산 키패드는 필름준비단계 S100, 인쇄단계 S200, 금형안착단계 S300, 성형단계 S400, 키버튼부착단계 S500, 및 접합단계 S600 으로 진행될 수 있다.

우선, 필름준비단계 S100 에 있어서, 광확산 물질이 도포될 필름을 준비하되, 광확산이 용이하게 이루어지는 재질을 사용하여 폴리에틸렌(Polyethylene;PE), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephtahlate; PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate;PC), 및 폴리우레탄(Polyurethane;PU)로 이루어진 군에서 1 이상 선택되어 광확산 필름이 제조될 수 있다.

상기 제조된 필름의 전면부(키 접착부)에 자외선(Ultra Violet;UV) 도료로 실크스크린 기술을 이용하여 확산 도트(Dot) 형식으로 인쇄단계 S200 이 진행될 수 있다. 상기 자외선 도료라 함은, 액상의 중합성 단량체와 자외선을 흡수하는 광중합 개시제 또는 광 증감제로 구성된 물질로서, 상기 물질들이 자외선을 흡수하여 건조가 이루어진다. 따라서 저온에서 단시간에 경화가 가능하고, 용제가 필요 없으며, 공정이 단축되어 생산성 향상에 기여하고, 공해방지 효과도 있다. 한편, 실크스크린 인쇄는 비단, 나이론, 테드론의 섬유 또는 스텐인레스 스틸 등으로 짜여진 망사를 틀에 펼쳐 놓고 네모서리를 팽팽하게 고정시켜 그 위에 수공적 또는 광화학적 방법으로 판막을 만들어 필요한 화상 이외의 목(目)을 막고 틀 안에 인쇄잉크를 부어 스퀴지라고 불리는 도구로 스크린 내면을 가압하면서 움직이면 잉크는 판막이 없는 부분의 망사를 통과하여 판밑에 놓여있는 종이나 인쇄물에 찍혀나와 인쇄가 되는 방법으로, 생활 가전, 휴대폰, 의류, 완구 류, 병 용기 류, 간판이나 현수막, 각종 스티커, 등 다양한 사물에서 실크 스크린 인쇄가 적용되며, 응용 분야도 다양하다.

상기 인쇄된 필름을 편평한 하부 금형 1 의 상부에 인쇄부가 하부쪽을 향하도록 놓고 고정되도록 고정핀 2 에 끼워서 성형을 위해 금형에 고정시키는 필름의 금형안착단계 S300이 진행될 수 있다.

이어 상기 하부 금형에 안착된 광확산 필름의 상부에 우레탄 실리콘 성형물 3 을 채우고, 인쇄회로기판의 돔스위치와 맞닿아 기능이 작동될 수 있도록 하는 돌기 4 가 식각된 상부 금형 5 를 하부 금형의 핀에 맞춤으로서 성형단계 S400 이 진행될 수 있다. 상기 성형조건에 있어서, 상측 및 하측의 금형온도는 90 내지 150 ℃ 이고, 상측 온도를 하측에 비해 10 ℃ 높게 성형함이 바람직하다. 또한, 성형 시간은 20 내지 100 초간 50 내지 200 kgf 압력으로 진행시킴이 바람직하다. 왜냐하면, 상기 범위 미만의 경우, 광확산 시트의 성형이 미완성이 되고, 초과하면 시트의 수축이 발생할 우려가 있기 때문이다. 상기 성형단계가 진행된 후에 광확산시트 310이 완성될 수 있다.

본 발명에 있어, 상기 금형은 단일 금형이 아닌 다수개의 금형이 구비되어 형성되는 타발 금형이 이용된다. 상기 타발 금형은 각각 별도로 진행되는 사출에 비해 한꺼번에 성형이 이루어진다는 점에서 생산성의 향상과 공정의 단순화가 제공될 수 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 광확산시트의 사시도이다. 도 4를 참조하면, 상기 공정으로 제조된 광확산시트 310 은 우레탄 실리콘으로 돌기(Actuator) 4 가 돌출된 형태로 성형된 패드 311 및 상기 패드의 상부에 자외선 도료에 의해 광확산 도트 6이 키 부위에 구현되어 있는 광확산 필름 313 으로 구성될 수 있다.

상기 성형하여 완성된 광확산시트의 도트 부분 상부에 조립지그를 이용하여 키버튼이 접착되는 키버튼부착단계 S500 이 진행되어 일체형의 키판 300 이 제조될 수 있다. 상기 키버튼은 투명의 폴리카보네이트(Polycarbonate;PC) 시트의 배면에 문자, 숫자, 기호 같은 표식 7 이 인쇄되어 있으며, 키버튼의 내부는 우레탄 실리콘으로 채워져 있는 형태로 지속적인 사용에도 문자가 지워지지 않도록 설계될 수 있다.

상기 제조된 일체형의 키판 300 을 돔 스위치 200 이 부착된 인쇄회로기판 100 의 상부에 액상 실리콘으로 접합시키는 접합단계 S600가 진행되어 본 발명의 광확산 키패드가 완성될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 광확산 키패드는 자외선 도트 형상이 구현된 광확산 필름이 적용되어 균일한 빛이 유도되어 광편차가 발생하지 않아 광이 발현될 때 외관 품질이 향상되는 효과가 있다.

또한, 광확산 도트 형상의 부여와 키패드 배면층에 문자 성형과 광확산 부여를 동시에 일체형으로 구성하여 제조공정이 단순화되는 효과가 있다.

또한, 사출이 아닌 타발 금형을 이용한 성형 방법으로, 사출 후의 스프레이 공정 없이 성형방식으로 한번에 광확산 필름 및 키를 제조하여 생산성이 향상되고 공정의 단순화가 제공되는 효과가 있다.

하기의 실시예를 통하여 좀 더 상세하게 설명하고자 한다.

실시예 1

폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름의 상부에 자외선 도료를 실크스크린 방식으로 확산 도트를 구현하고, 타발 금형으로 하부 금형의 상부에 상기 필름을 장착하 고, 상기 필름의 상부에 우레탄 실리콘을 채운 후, 돌기가 식각된 상부금형을 조립하여 상측 금형 온도 120 ℃, 하측 금형온도 110 ℃, 성형시간 80초 및 성형압력 100 kgf로 성형하여 광확산필름을 제조하였다. 상기 제조된 광확산필름의 상부에 배면에 문자가 인쇄된 키버튼을 조립지그로 부착하여 키판을 제조하였다. 이후, 돔스위치가 부착된 인쇄회로 기판의 상부에 기판을 액상실리콘으로 접착시켜 광확산 키패드를 완성시켰다.

* 시험방법

1. 항온항습시험

시료를 상온 60 ℃, 습도 95%, 48 시간 저장 실험후, 1×1 mm 간격으로 모눈을 도막 깊이로 긋고, OPP 테잎으로 커팅을 1 회 실시한다.

2. 열충격시험

저온 -40 ℃/0%/1 Hr, 고온 85 ℃/0%/1 Hr, 온도 변화 10 초 이내로 24 Cycle을 연속진행시킨 후, 상온 건조 하여 2시간 동안 방치시킨다.

3. RCA 마모시험

RCA 테스트기에 시료를 움직이지 않게 고정 후, 275 gf, 80 Cycles의 기준으로 동작시켜 시료 표면의 불량여부를 판별한다.

4. X-Cut 시험

1 mm × 1 mm 간격으로 컷팅한 후, 3 M 610 테이프를 부착 시킨 후, 3회 문지르고 테이프를 떼어내는 일을 3회 반복한다.

5. 알콜러빙 시험

메탄올 99.9%로 500 g/f 인 면포를 적용시켜 250회 문지른다.

6. 접착력 시험

상온에서 1.5 kg/f 이상 강도에서 시험하며, 10% 범위 접착력을 허용한다.

7. 광확산 시험

JIS K7350-2 에 규정된 인공광원시험에 사용하는 인공광에 500시간 노출 전후의 색차를 비교한다. JIS K7105에 규정된 색차(ΔE)가 2.0 이하이면 양호한 것으로 판단한다.

No.	시험항목	실시예 1
1	항온항습 시험	양호
2	열충격 시험	양호
3	RCA 마모시험	양호
4	X-Cut 시험	양호
5	알콜러빙 시험	양호
6	접착력 시험	양호
7	광확산 시험	양호

상기 표 1의 결과로 보아, 본 발명의 광확산 키패드는 소정의 키패드 충족 조건을 만족하면서 특히 광확산 시험에 있어서도 균일한 광확산이 발현됨을 확인하였다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

도 1은 기존의 키패드 단면도.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 광확산 키패드의 단면도.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 광확산 키패드의 제조공정도.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 광확산시트의 사시도.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

1: 하부 금형, 2: 고정핀, 3: 성형물, 4: 돌기, 5: 상부 금형,

6: 광확산 도트, 7: 표식

10: 도광필름, 11: 반사층, 12: 광원, 15: 접착부재,

20: 키, 21: 돌기, 22: 키판, 23: 배면층,

30: 인쇄회로기판, 31: 접점단자, 32: 돔스위치

100: 인쇄회로기판, 200: 돔스위치, 300: 키판

310: 광확산시트, 330: 키버튼, 311: 패드, 313: 광확산필름

Claims (9)

1. 광확산 키패드에 있어서,

   돔스위치가 구비된 인쇄회로기판; 및

   상기 기판의 상부에 광확산시트 및 키버튼이 일체형으로 이루어진 키판이 포함되는 데,

   상기 광확산시트는 타발 금형으로 제조되며, 상기 광확산시트의 상방에는 자외선 도료로 실크스크린 방식의 도트 형태가 키버튼 부분에 구현되어 있는 광확산필름이 포함됨을 특징으로 하는 광확산 키패드.
2. 제1항에 있어서,

   상기 광확산시트의 하방에는 우레탄 실리콘으로 돌기가 돌출된 형태로 성형된 패드가 포함됨을 특징으로 하는 광확산 키패드.
3. 제1항에 있어서,

   상기 광확산필름은, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 및 폴리우레탄으로 이루어진 군에서 1 이상 선택됨을 특징으로 하는 광확산 키패드.
4. 광확산 키패드의 제조방법에 있어서,

   광확산 키패드의 기판인 필름준비단계;

   상기 필름의 상부에 자외선 도료로 실크스크린 방식을 이용하여 도트 형태로 키버튼 부위에 구현되는 인쇄단계;

   상기 인쇄된 필름의 성형을 위해 다수개의 금형이 형성되는 타발 금형을 이용하는 데, 도트 부분이 하부 쪽을 향하도록 하부 금형에 고정시키는 금형안착단계;

   상기 하부 금형에 안착된 광확산 필름의 상부에 우레탄 실리콘을 채우고, 기능을 작동할 수 있게 하는 돌기가 식각된 상부 금형을 하부 금형의 핀에 맞추어 광확산시트가 제조되는 성형을 하는 데, 상기 성형은 상측 및 하측의 금형온도가 90 내지 150℃ 이고, 20 내지 100 초간, 50 내지 200 kgf 압력으로 진행되는 성형단계;

   상기 제조된 광확산시트의 상부의 도트 부분에 키버튼을 조립지그로 부착하는 키버튼부착단계; 및

   상기 키버튼이 광확산시트에 부착되어 형성된 키판과 돔스위치가 부착된 인쇄회로기판의 상부에 액상 실리콘으로 접합시키는 접합단계가 포함됨을 특징으로 하는 광확산 키패드의 제조방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 필름준비단계에서, 상기 필름은 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 및 폴리우레탄으로 이루어진 군에서 1 이상 선택됨을 특징으로 하는 광확산 키패드의 제조방법.
6. 삭제
7. 제4항에 있어서,

   상기 금형온도의 상측 온도를 하측에 비해 10 ℃ 높게 성형됨을 특징으로 하는 광확산 키패드의 제조방법.
8. 삭제
9. 제4항에 있어서,

   상기 키버튼부착단계에서, 키버튼이 투명의 폴리카보네이트 시트의 배면에 문자가 인쇄되어 있으며, 내부는 우레탄 실리콘으로 채워져 있는 형태로 이루어짐을 특징으로 하는 광확산 키패드의 제조방법.

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