KR101029038B1 - 전자기기를 위한 키패드의 제조방법 및 이에 의한 키패드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 문자, 숫자 등을 입력하는 전자기기용 키패드의 제조방법 및 이에 의한 키패드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모바일 기기로서 휴대폰, PDA, 스마트 폰 등과 같은 기기에 적합하며, 제조가 용이하고 공정이 단순하여 획기적인 생산비용 절감이 가능하므로 갈수록 치열해지는 시장경쟁에서 우위를 점할 수 있고, 동시에 키의 가압 입력시 키와 키 사이의 연동문제가 없어 클릭 정확성이 증대되므로 제품신뢰성도 보장할 수 있는 전자기기를 위한 키패드의 제조방법 및 이에 의한 키패드에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전자기기를 위한 키패드의 제조방법은 하드필름과 소프트필름의 합지단계; 상기 소프트필름 하면에 문자, 숫자 또는 기호를 인쇄하여 인쇄층을 형성하는 인쇄단계; 상기 하드필름을 절단가공하여 낱개의 키를 형성하는 절단단계; 및 상기 인쇄층 하면에 실리콘수지로 피복하여 형성하는 가압층형성단계;를 거쳐 이루어진다.

Description

전자기기를 위한 키패드의 제조방법 및 이에 의한 키패드{MANUFACTURING METHOD FOR KEY PAD AND KEY PAD FOR ELECTRONIC DEVICE USING THE SAME}

본 발명은 문자, 숫자 등을 입력하는 전자기기용 키패드의 제조방법 및 이에 의한 키패드에 관한 것으로,

보다 상세하게는 모바일 기기로서 휴대폰, PDA, 스마트 폰 등과 같은 기기에 적합하며,

제조가 용이하고 공정이 단순하여 획기적인 생산비용 절감이 가능하므로 갈수록 치열해지는 시장경쟁에서 우위를 점할 수 있고,

동시에 키의 가압 입력시 키와 키 사이의 연동문제가 없어 클릭 정확성이 증대되므로 제품신뢰성도 보장할 수 있는 전자기기를 위한 키패드의 제조방법 및 이에 의한 키패드에 관한 것이다.

이동 단말기는 종류를 불문하고 입력신호 발생을 위한 스위치 장치로서 문자나 숫자, 기호 등이 인쇄된 키를 구비하고 있다.

이동 단말기에 갖추어진 키 패드의 키는 눌렸을 때 그 하측의 회로기판에 마련된 스위치를 온 시켜 신호가 발생 되게 하는 구조로 배치되는 것이며, 상기 회로기판과 키 사이에 배치되는 스위치는 사용자가 조작 감을 느낄 수 있도록 돔 스위치를 채용하함이 일반적이다.

또 종래 키 패드는 야간식별이 가능하도록 광원, 특히 LED 광원의 빛이 투과되는 투광부를 형성하여 문자 등의 식별이 가능하도록 하는 것이 일반적이다.

이동 단말기에 구비되는 키 패드의 키는 휴대폰과 같이 15개 정도로 배열되는 것과, PDA, 스마트 폰과 같이 50개 정도의 다수로 배열되는 경우도 있으며, 이들은 다음에 열거하는 방식으로 제조되고 있다.

키패드는 주로 실리콘 고무를 베이스로 하고 그 실리콘 고무에 폴리카보네이트나, ABS, 아크릴 등으로 사출한 키 성형물을 접착시킨 구조가 공지되어 있으며, 이 구조는 PDA나 스마트 폰 등에 주로 채용되고 있다.

또, 필름시트의 밑면에 문자, 숫자 또는 기호를 인쇄하고 프레스 성형하여 키 패드의 형태를 이루게 한 다음, 밑면에 실리콘 수지를 피복 시킨 구조도 공지되어 있으며, 이 구조는 휴대폰 등에 채용되고 있다.

또, 투명필름의 밑면으로 키의 배열에 맞춰 숫자나 문자를 인쇄하고, 프레스로 압착 성형하여 키 모양을 이루게 한 다음, 키와 키 사이로 슬릿을 형성하여 상호 간섭되지 않게 하고 다시 인쇄 면으로 실리콘수지를 도포하고 프레스 하면 밑면에 돔 스위치를 간섭 작동시키기 위한 돌기를 밑면에 갖춘 키 패드가 공지되어 있으며, 이 구조는 휴대폰의 키 패드로 보편화되어 있다.

키 패드는 정보를 입력하는 수단이므로 사용자에게 확실한 터치 감을 줄 수 있는 구조로 되는 것이 좋다.

전자에 소개한 키 패드는 키 버튼이 별도의 사출 성형물로 되기 때문에 터치 감이 좋고 입력 에러가 거의 없다는 장점이 있으나 많은 수의 키 버튼을 배열하기가 쉽지 않아 제조 공정이 까다롭고 사출 성형용 금형을 준비해야 하므로 부품 가격도 비싸다는 단점이 있다.

후자로 소개한 키 패드는 필름과 실리콘수지로 성형 되는 것이므로 제조가 쉬워 저렴한 비용으로 생산할 수 있다는 이점이 있지만, 키 패드 표면 감촉은 물렁물렁하여 조작시의 감촉이 분명치 않아 오타가 자주 발생하는 편이고, 또 필름과 실리콘수지는 수축률의 편차가 큰 관계로 성형 된 후에는 가운데가 오목하게 내려앉은 형태로 변형되어 외관도 좋지 않은 단점이 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점에 비추어 제조가 용이하고 공정이 단순하여 획기적인 생산비용 절감이 가능하므로 갈수록 치열해지는 시장경쟁에서 우위를 점할 수 있고,

동시에 키의 가압 입력시 키와 키 사이의 연동문제가 없어 클릭 정확성이 증대되므로 제품신뢰성도 보장할 수 있고,

나아가 터치 시의 감촉이 확실하게 나타나 오타를 유발하지 않으며,

제조과정 및 제조 후에도 외관 손상이 일어나지 않게 개선한 전자기기를 위한 키패드의 제조방법 및 이에 의한 키패드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전자기기를 위한 키패드의 제조방법은

하드필름과 소프트필름의 합지단계;

상기 소프트필름 하면에 문자, 숫자 또는 기호를 인쇄하여 인쇄층을 형성하는 인쇄단계;

상기 하드필름을 절단가공하여 낱개의 키를 형성하는 절단단계; 및

상기 인쇄층 하면에 실리콘수지로 피복하여 형성하는 가압층형성단계;

를 거쳐 이루어진다.

본 발명에 따른 전자기기를 위한 키패드의 제조방법에서

상기 절단단계 이전에 프레스로 가압하여 상기 하드필름에 맹인점을 형성하는 맹인점형성단계를 더 진행하고,

상기 하드필름 상부에는 제1보호필름이 합지되어 있고, 상기 가압층형성단계 이전에 제1보호필름을 제거하고 내열성 제2보호필름으로 교체하는 보호필름교체단계가 더 진행하며,

상기 합지단계를 위한 접착층에는 컬러성분이 함유되어 있고(이를 통하여 완성된 키패드가 광택감, 금속감 등의 특수 색감을 띄거나, 호피무늬나 뱀가죽 무늬와 같은 자연재료를 모방할 수 있다),

가압층형성단계는 실리콘수지 피복 후 열간 포밍 공정을 거쳐 가압돌기를 형성되는 것이 바람직하다.

아울러 본 발명에 따른 전자기기를 위한 키패드는 상기 제조방법에 의하여 제조된다.

본 발명에 관련된 키패드의 제조방법은 경질의 하드필름과 소프트필름의 합지단계 후 절단단계(예: CNC 가공)를 통하여 하드필름을 절단하여 개개의 키를 형성하므로 제조된 키패드를 가압하여 원하는 정보를 입력할 경우 경질의 키 버튼을 누르게 되어 사용자가 딱딱한 감촉을 느끼게 되어 버튼 조작 시의 감촉이 좋고, 키의 가압 입력시 완전히 분리된 키와 키 사이의 연동문제가 없어 클릭 정확성이 증대되므로 제품신뢰성도 보장할 수 있고, 터치 시의 감촉이 확실하게 나타나 오타를 유발하지 않게 된다.

또 본 발명의 키패드는 별도의 사출 성형물이 없이 제조 가능한 구조이므로 제품의 원가 상승요인도 없으며, 제조가 용이하고 공정이 단순하여 획기적인 생산비용 절감이 가능하므로 갈수록 치열해지는 시장경쟁에서 우위를 점할 수 있도록 한다.

나아가 공정을 개선하여 제조과정 및 제조 후에도 외관 손상이 일어나지 않게 하여 사소한 외관 손상 등으로 인하여 발생되는 불량문제를 해결하였다.

도 1은 본 발명에 따른 전자기기를 위한 키패드의 제조방법의 각 단계를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 전자기기를 위한 키패드의 도면.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.

도 1의 공정 관련 개략도 및 도 2([A]는 평면도, [B]는 평면 사시도, [C]는 저면도, [D]는 저면 사시도)의 키패드에 대한 도면을 참고하여,

본 발명에 따른 전자기기를 위한 키패드(P)의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

하기에서는 (a) 합지단계, (b) 인쇄단계, (c) 맹인점형성단계, (d) 절단단계, (e) 보호필름교체단계, (f) 가압층형성단계를 차례로, 구체적으로 설명한다.

그러나 본 명세서에서 이러한 공정순서 기술에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한되어서는 안된다.

예를 들어 공정순서는

a-b-d-f 이거나,

a-b-f-d,

b-a-d-f,

b-a-f-d,

b-f-a-d,

d-a-b-f의 순서로 진행될 수 있다.

또 a-b-d-e-f 이거나,

a-b-e-f-d,

b-a-d-e-f,

b-a-e-f-d,

d-a-b-e-f의 순서로 진행될 수 있다.

나아가 a-b-c-d-f 이거나,

c-b-c-f-d,

b-a-c-d-f,

b-c-a-d-f,

b-a-c-f-d,

b-c-f-a-d,

c-d-a-b-f의 순서로 진행될 수 있다.

아울러 a-b-c-d-e-f 이거나,

a-b-c-e-f-d,

b-a-c-d-e-f,

b-a-c-e-f-d,

d-a-b-c-e-f의 순서로 진행될 수 있으며, 그 외 더 다양한 조합이 가능하다.

(a) 합지단계

하드필름(10)과 소프트필름(20)의 합지단계가 진행된다(도 1의 [A] 참조).

소프트필름(20)은 폴리우레탄(예: TPU), 아크릴, 폴리카보네이트 등에서 선택된 투명필름이 적용될 수 있고, 그 두께는 0.03 ~ 0.15T 범위가 적당하며,

폴리우레탄, 특히 TPU를 채용하였을 경우에 사용자는 부드러운 터치 감을 느낄 수 있어서 가장 바람직하다.

상기 하드필름(20)은 폴리카보네이트, 아크릴, PET와 같은 다양한 경질수지를 소재로 채용하여 버튼의 터치 감촉이 물렁물렁하게 느껴지지 않도록 하는 것이 좋고, 0.10~0.70T 등 다양한 두께를 가질 수 있다.

상기 하드필름(20)에는 손상방지를 위한 제1보호필름(61)이 결합되어 있는 것이 바람직하다.

하드필름(10)과 소프트필름(20)의 합지는 접착층(30)에 의하여 이루어지며, 접착층의 형성은 인쇄 등 다양한 방식으로 진행될 수 있고, 특히 UV 경화성 접착제를 이용하여 합지된다.

아울러 상기 접착층의 접착제에는 컬러성분, 즉 펄 성분 등의 안료가 미세하게 포함되어, 이후 완성된 키패드(P)가 광택감, 금속감 등의 특수 색감을 띄거나, 호피무늬나 뱀가죽 무늬와 같은 자연재료를 모방할 경우 보다 사실감을 갖도록 할 수 있는데,

이는 일종의 홀로그램 효과를 얻도록 하는 것으로 미세 컬러성분이 함유된 접착층(30)이 인쇄층(40)과는 다른 층에 배열되고 하드필름(10)과 소프트필름(20)이 일종의 렌즈 역할을 하여 착시 현상을 일으킬 수 있기 때문이다.

(b) 인쇄단계

상기 소프트필름(20) 하면에 문자, 숫자 또는 기호를 인쇄하여 인쇄층(40)을 형성하는 인쇄단계가 진행된다(도 1의 [B] 참조).

인쇄층으로 형성되는 기호는 문자, 아라비아 숫자(0~9), 아라비아 숫자를 문자화시킨 것(예: 일, 이, 삼, …)(예: 一, 二, 三, …)(예: one, two, three, …), 기타 관습에 따르거나 개별 목적에 따라 약속한 상징 기호, 숫자 또는 문자, 또는 이들의 조합으로 구성된 형태의 것을 배제하지 않는다.

상기 인쇄층(40)은 스크린 인쇄방식이나 그라비아 인쇄방식 혹은 전사 방식으로 형성되며,

인쇄단계에서의 인쇄층은 통상의 모바일 기기에 적용되는 공지의 기술에 따라 광원의 빛이 투과 현출되도록 투광부를 형성할 수 있다.

(c) 맹인점형성단계

상기 절단단계 이전에 프레스 등을 이용하여 가압하여 상기 하드필름(10)에 맹인점을 형성하는 맹인점형성단계가 진행된다(도 1의 [C] 참조).

상기 하드필름(10)에 형성된 맹인점(K1)은 하부 인쇄층(40)으로부터 프레스로 가압하여 형성하므로 인쇄층(40)에는 요입부가 형성되고 하드필름(10)의 키(K) 마다 돌출되어 양각형태인 맹인점(K1)이 형성된 구조이나, 필요에 따라 음각형태의 요입구조를 가질 수 있다.

(d) 절단단계

상기 하드필름(10)을 절단가공하여 낱개의 키(K)를 형성하는 절단단계가 진행된다(도 1의 [D] 참조).

절단단계는 특히 CNC 가공기를 이용하여 진행되며, 상기 (c)맹인점형성단계와 동시에 진행될 수 있는데,

따라서 ‘절단’이라는 용어는 하드필름(10)을 적절하게 가공하여 상호 분리된 개개의 키(K)를 형성하기 위한 다양한 가공방법을 포괄하여 기술하기 위하여 선택한 용어이며, 이에 의하여 본 발명이 제한해석 되어서는 안된다.

하드필름(10)의 절단부(11)는 하드필름을 완전히 전달한 것이어서, 완성된 키패드(P)의 키의 가압 입력시 키와 키 사이에는 갭(G)(도 2 [A] 참조)이 형성되므로 연동문제가 없어 클릭 정확성을 보장하고 제품신뢰성도 확보하는 것이 바람직하다.

(e) 보호필름교체단계

가압층형성단계 이전에 진행되며, 제1보호필름(61)을 제거하고 내열성 제2보호필름(63)으로 교체하는 보호필름교체단계가 진행된다(도 1의 [E] 참조).

이는 이후의 가압층형성단계에서 발생되는 열과 압력으로부터 하드필름을 보호하기 위한 것이다.

내열성 제2보호필름(63)은 PET 소재이거나, CPP(Cast Polypropylene) 소재일 수 있다.

CPP는 무연신(늘리지 않음)이기 때문에 충격강도 및 열접착성이 우수하다.

(f) 가압층형성단계

상기 인쇄층(40) 하면에 실리콘수지로 피복하여 형성하는 가압층(50)형성단계가 진행된다(도 1의 [E] 참조).

실리콘수지 가압층(50)의 형성은 코터(coater), T-다이, 인쇄, 기타 공지의 방식을 이용할 수 있다.

또 상기 가압층형성단계에서는 실리콘수지 피복 후 추가적인 열간 포밍 공정을 거쳐 가압돌기(51) 및 키(K)와 키 사이의 분리 격벽(53)을 형성하는 단계를 더 거칠 수 있다.

상기 가압돌기(51)는 키(K) 가압시 입력장치의 PCB 위에 구비된 메탈돔 상부면의 액추에이터를 가압하는 것이 일반적이다.

또 상기 분리 격벽(53)은 키(K)의 가압 후 복원을 위한 탄성을 제공하는 역할과,

키와 키 사이의 경계(도 2 [A]에서의 갭(G) 부분)를 가압할 경우 지지력을 제공하여 두 키가 동시에 눌리는 것을 방지하여 정확한 클릭 확률을 높이는 기능을 한다.

한편, 각 가공단계의 전후로는 에어워싱 또는 각종 용제 워싱 공정이 진행될 수 있다.

나아가 도 1 [E] 및 도 2 [A]의 일점쇄선 원 내 변형예와 같이, 소프트필름(20)층 및 접착층(30)을 천공하고,

형성된 구멍(H)에 가압층(50)형성단계를 통하여 실리콘수지가 침입하도록 하여

소프트필름(20)과 가압층(50) 사이의 결합력 강화 기능을 제공한다.

또 상기 구멍(H)에 실리콘 수지의 침입으로 형성된 연동방지 지지부(55)는 무엇보다도

상기 키(K)와 키 사이의 갭(G)과 겹치는 위치에 형성된 분리 격벽(53)의 일부가 상부로 연장된 것으로

이로 인하여 키와 키 사이의 경계를 가압하여도 두 키가 동시에 눌리는 것을 방지하는 기능을 보강하여 보다 정확한 클릭 성능을 제공할 수 있도록 한다.

이러한 구멍(H)의 천공은 가압층형성단계 전에 진행되는 상기 (c) 맹인점형성단계 또는 (d) 절단단계를 통하여 진행하거나, 별도의 공정을 통하여 진행될 수 있다.

상기와 같은 제조방법에 의하여 제조된 키패드로써 도 2는 쿼티(QWERTY)자판용 키패드(P) 샘플 도면에 관한 것으로, 외곽에는 휴대폰 케이스의 고정을 위한 다수의 슬롯(P1)이 형성되어 있다. 이러한 슬롯(P1) 역시 상기 (c) 맹인점형성단계 또는 (d) 절단단계를 통하여 형성되거나, 별도의 공정을 통하여 형성될 수 있다.

이상의 설명에서 CNC, 프레스, 합지, 접착제, 실리콘수지 가압층 도포방법 등과 관련된 통상의 공지된 기술을 생략되어 있으나, 당업자라면 용이하게 이를 추측 및 추론하고 재현할 수 있다.

또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정한 순서 및 구조를 갖는 제조방법 및 키패드를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능하고, 이러한 수정, 변경 및 치환은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (6)

1. 하드필름과 소프트필름의 합지단계;
   상기 소프트필름 하면에 문자, 숫자 또는 기호를 인쇄하여 인쇄층을 형성하는 인쇄단계;
   상기 하드필름을 절단가공하여 낱개의 키를 형성하는 절단단계; 및
   상기 인쇄층 하면에 가압돌기를 포함하는 실리콘층을 형성하는 가압층형성단계;를 거쳐 이루어지되,
   
   상기 하드필름 상부에는 제1보호필름이 합지되어 있고,
   상기 가압층형성단계 이전에 제1보호필름을 제거하고 내열성 제2보호필름으로 교체하는 보호필름교체단계가 더 진행하는 것을 특징으로 하는 전자기기를 위한 키패드의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 절단단계 이전에
   프레스로 가압하여 상기 하드필름에 맹인점을 형성하는 맹인점형성단계를 더 진행하는 것을 특징으로 하는 전자기기를 위한 키패드의 제조방법.
3. 삭제
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 합지단계를 위한 접착층에는 컬러성분이 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 전자기기를 위한 키패드의 제조방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 가압층형성단계의 가압돌기는 열간 포밍 공정을 거쳐 형성되는 것을 특징으로 하는 전자기기를 위한 키패드의 제조방법.
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 따라 제조된 키패드.

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