KR101057079B1

KR101057079B1 - 옵티컬 트랙패드 하우징의 제조 방법

Info

Publication number: KR101057079B1
Application number: KR1020110058008A
Authority: KR
Inventors: 이성
Original assignee: 이성
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2011-08-16

Abstract

본 발명은 옵티컬 트랙패드 하우징의 제조 방법에 관한 것으로, 본 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주요 구성은, 휴대기기입력 솔루션인 옵티컬 트랙패드 하우징의 제조 방법에 있어서, 옵티컬트랙패드 하우징을 사출하는 공정, 사출물을 지그에 조립하는 공정, 마스킹 부재를 이용하여 지그에 고정된 사출물 상면을 마스킹하는 공정, 마스킹된 사출물의 측면을 잉크젯 스프레이 방법으로 잉크를 도포하는 공정, 측면에 잉크가 도포된 사출물을 건조하는 공정, 지그에서 사출물을 분리하여, 상면에 날아 들어간 잉크 잔재를 레이저로 제거하는 공정, 사출물 상면이 노출되도록 지그를 사용하여 마스크하는 공정, 노출된 사출물 상면을 증착을 위한 하도로 UV 코팅처리하는 공정, 코팅된 상면을 진공증착하는 공정, 증착면 보호를 위해 1차 프라이머 처리하는 공정, 프라이머 처리 후 오븐기에서 열건조하는 공정, 레이저빔으로 증착된 상면 중앙부분을 제거하여 테두리 부분만 증착이 된 상태로 되게 하는 2차 레이저가공공정, 그리고 표면 보호를 위한 전체를 2차로 프라이머 상도 처리하여 UV처리하는 공정, 그리고 최종 건조기에서 건조하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 진공증착시 진공도는 5~9 ㅧ10^-5Torr 인 것을 특징으로 하며, 상기한 진공증착시, 사출물 상면과 이어지는 측면을 상면에서 1/3 내지 1/2 높이 까지 내려오는 위치까지 진공증착하는 것을 특징으로 하며, 상기한 증착 두께는 40-80 나노미터가 되도록 증착하는 것을 특징으로 하며, 상기한 상면에 증착한 부분의 중앙부를 2차 레이저 가공 후, 증착된 하우징 테두리 부분의 빛 투과율은 65 내지 75% 가 되도록 한 것을 특징으로 한다

Description

옵티컬 트랙패드 하우징의 제조 방법{housing manufacturing method of optical trackpad}

본 발명은 핸드폰, 스마트폰, 리모컨, MID와 같은 상품에 탑재되어 사용되는 옵티컬 트랙패드의 하우징 제조 방법에 관한 것이다

옵티컬 트랙패드(optical trackpad)는 입력기기에 속하는 제품으로 최근 스마트폰에 장착되어 사용되기 시작하고 있다

옵티컬 트랙패드는 일반 소비자들에게 익숙한 PC환경을 핸드폰 플랫폼에 적용한 것으로 볼 수 있는 것으로, PC마우스의 기능인 이동, 네비게이트, 클릭, 스크롤, 드래그 와 같은 기능을 마우스 커서를 통해서 완벽히 구현 가능하다

휴대기기에 적용된 입력 솔루션인 옵티컬 트랙패드(Optical Trackpad)는 무색광원인 IR-LED를 조사(照射)하여 얻어진 손가락 지문(Finger Print)의 이미지 데이터를 읽는다. 읽혀진 이미지 데이터를 나노(Nano)광학모듈을 통하여 DSP 기능을 가진 이미지센서에 전달한다. 옵티컬트랩패드 내부의 DSP 기능이 내장된 CMOS 이미지센서가 데이터 처리를 통하여 기기의 디스플레이에서 PC의 마우스 커서(Mouse Cursor)와 동일한 움직임을 보여준다. 옵티컬트랙패드(OTP)의 구조는 중앙에 입사부가 구성되고 그 바로 밑에 렌즈와 센서가 내장된다

본 발명은 상기한 구조의 옵티컬 트랙패드의 구조에서 그 하부에 내장되는 엘이디의 빛을 조사 받아 옵티컬트랩패드 하우징 테두리 부분에서 부드러운 빛이 나오도록 함과 아울러, 옵티컬트랩패드 하우징에 증착 처리를 통하여 금속감의 아름다운 형상을 갖춘 옵티컬 트랙패드 하우징 제조 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다

본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주요 구성은, 휴대기기입력 솔루션인 옵티컬 트랙패드 하우징의 제조 방법에 있어서, 옵티컬트랙패드 하우징을 사출하는 공정, 사출물을 지그에 조립하는 공정, 마스킹 부재를 이용하여 지그에 고정된 사출물 상면을 마스킹하는 공정, 마스킹된 사출물의 측면을 잉크젯 스프레이 방법으로 도료를 도포하는 공정, 측면에 도료가 도포된 사출물을 건조하는 공정, 지그에서 사출물을 분리하여, 상면에 날아 들어간 도료 잔재를 레이저로 제거하는 공정, 사출물 상면이 노출되도록 지그를 사용하여 마스크하는 공정, 노출된 사출물 상면을 증착을 위한 하도로 UV 코팅처리하는 공정, 코팅된 상면을 진공증착하는 공정, 증착면 보호를 위해 1차 프라이머 처리하는 공정, 프라이머 처리 후 오븐기에서 열건조하는 공정, 레이저빔으로 증착된 상면 중앙부분을 제거하여 테두리 부분만 증착이 된 상태로 되게 하는 2차 레이저가공공정, 그리고 표면 보호를 위한 전체를 2차로 프라이머 상도 처리하여 UV처리하는 공정, 그리고 최종 건조기에서 건조하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 진공증착시 진공도는 5~9 × 10^-5Torr 인 것을 특징으로 하며, 상기한 진공증착시, 사출물 상면과 이어지는 측면을 상면에서 1/3 내지 1/2 높이 까지 내려오는 위치까지 진공증착하는 것을 특징으로 하며, 상기한 마스킹된 사출물의 측면을 잉크젯 스프레이 방법으로 도료를 도포하는 공정은, 화이트 및 블랙 안료로 순차 도포하거나 또는 증착 후 블랙안료로 도포하는 방법 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다

본 발명에 의하면 옵티컬 트랙패드 하우징의 테두리 부분이 금속색의 증착부가 구성되어 고품격의 제품을 제공할 수 있으며, 또한 그 상면 중앙은 빛의 불투과면이 형성되고 테두리 및 그 하부에서 은은한 빛이 나와 휴대폰을 고품격화 할 수 있고 또 어두운 곳에서 사용하는 사용자에게 눈을 피로하지 않게하면서 부드러운 빛을 제공하여 편리함을 준다

또한 본 발명에 의하여 제조되는 제품은 옵티컬트랙패드 하우징의 측면 테두리 부분이 검정 도료가 도포되어 이곳에서는 빛이 흡수되고 단지 하부에서 상부 테두리 증착된 면방향으로만 빛이 나오므로 빛의 산란을 줄일 수 있다

또한 본 발명에 의한 방법으로 제조되는 옵티컬트랙패드 하우징 제품은 상술한 바와 같은 가공 공정을 통하여, 증착면에 불량이 없는 매우 깨끗한 면을 보장 받을 수 있으며, 그로 인해 균일한 휘도를 보장 받는다

도 1 은 본 발명에 따른 제조 방법을 설명하기 위한 도면
도 2 는 하우징 상면을 마스크 하는 것을 예시하는 도면
도 3a 및 도 3b 는 본 발명에 따른 제조 방법을 구조적으로 보여주는 도면
도 4 는 본 발명에 따른 하우징(1)의 단면 구조

이하, 본 발명에 의하여 옵티컬트랙패드 하우징을 제조하기 위한 기구의 구조와 함께 제조 방법 순으로 첨부 도면에 의거 상술한다

도 1 은 본 발명에 따른 하우징의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 2 는 하우징 상면을 마스크 하는 것을 예시하는 도면

먼저, 본 발명은 옵티컬트랙패드 하우징을 사출하여 준비한다. 사출물(10)은 여러 개의 옵티컬트랙패드 하우징(1)(이하, 하우징(1)이라 한다)이 일체로 만들어져 있는 구성이다. 사출물(10)은 틀(43)로 구성되고 이곳에 하우징(1)이 여러 개 연결되어 있다. 차후 하우징(1)의 분리가 용이하게 가는 연결대(51)에 의해 틀에 고정되어 있다

그리고 그 사출물(10)을 도 3a 에서 보듯이, 고정지그(11)에 조립한다

고정지그(11)는 수직한 다리부(40)로 이루어지는 기둥 위에 하나의 사각형상의 상틀(55)을 이루고 이 상틀(55)에는 하우징(1)의 하부에서 끼워져 들어갈 수 있는 형상의 돌출체(41)가 형성되며 상틀(55)의 모서리 부분에는 여러개의 돌기(42)를 주어서 이 돌기(42)가 사출물(10)의 틀(43)에 끼워지게

예를들어 바깥테두리 틀(43)을 이루는 프레임과 연결대(51) 사이의 모서리에 상기한 돌기(42)가 들어가도록 간단히 고정할 수 있다. 그리고 해체시엔 사출물(10)에 형성한 손잡이(56)를 잡고 약간 힘을 주어 당기면 간단히 분리된다

상기한 두 부재의 결합을 위한 고정 방법은 단지 한가지 예이며, 그 외 여러 방법으로 고정수단을 구성할 수 있으므로 더욱 구체적이고 상세한 다른 실시 예에 대한 설명은 생략한다

그리고 도 2 및 도 3a 에서 보듯이 고정지그(11)에서는 사출물(10)이 결합된 상태가 되고 그 사출물(10)의 하우징(1) 상면(3)을 마스크부재(5)로 마스킹하여, 하우징(1)의 측면(2) 위로 즉, 상면(3)으로 블랙 안료가 침투하는 것 방지한다

마스크부재(5)는 지지틀(46)에 디귿자 형상의 연결체(45)가 형성되고 그 아래에 커버체(44)가 형성된다. 커버체(44)는 도 2 에서 보듯이 하우징(1)의 측면(2)의 상부 일부분까지 덮도록 단면상 디귿자 형상으로 구성한다. 그리하여 상면(3)으로 도료가 침투되는 것을 방지한다. 상기와 같이 마스크부재(5)에 의한 상면 마스킹이 완료되면, 측면(2)을 블랙 안료로 스프레이 도포하여 블랙층(31)이 이루어지도록 한다

이 경우 색상 조절을 위해 블랙안료 도포시 화이트 안료를 먼저 도포한 후 블랙안료를 도포할 수 있다. 또는 블랙과 화이트 안료 혼합액을 도포할 수도 있다.

또는 1차로 증착을 행한 후, 블랙 안료로 스프레이 할 수 있다. 이렇게 하면 하부에서 올라오는 빛이 측면에서 블랙 도포층에 의해 측면으로 빛이 세는 것이 방지되고 반면, 블랙층 측면 내층인 증착층은 오히려 빛을 반사시키므로 이 반사되는 빛은 측면 외측으로는 블랙층에 의해 막혀지므로 상부로만 산란으로 조사하는 효과가 있다. 그리하여 상부로의 빛 조사가 더욱 산란이 되고 부드럽고 우수한 휘도를 제공할 수 있다

상기한 화이트 및 블랙 안료 도포 방법은 예를 들어 잉크젯으로 스프레이 한다. 이 경우 비록 상면(3)을 마스킹하여도 스프레이 압력에 의해 안료 일부가 상면으로 침투하여 들어갈 수 있다

그리고 도포된 도료를 건조하기 위한 건조 공정에 들어간다

건조 온도는 섭씨 70 내지 90 정도, 바람직하기로는 섭씨 80도 정도로 건조한다. 상기 건조 온도 범위 보다 온도가 떨어지며 건조 시간이 늦고, 반대로 지나치게 건조 온도가 높으면 잉크 도포막에 좋치 않은 영향을 준다. 상기 온도 조건일 경우 최적의 건조 시간은 20 내지 40 분, 바람직하기로는 30 분 정도면 건조가 충분히 이루어지고 다음 공정으로 넘어간다

건조 후 마스크부재(5)를 제거하고, 잉크를 도포 및 건조하기 위해 지그에 결합시켜 두었던 옵티컬 트랙패드 하우징(1)이 여러개 구성된 사출물(10)의 상면까지 날아 들어간 블랙 도료 잉크잔재를 레이저로 제거한다. 왜냐하면, 도 2 와 같이 비록 마스크부재(5)로 측면(2) 일부까지 커버하여도 스프레이 분사압으로 인해 잉크 일부가 상면(3)까지 날아 들어가기 때문이다

이때 하우징(1)의 광투과율을 광투과측정기로 측정하였을 때, 60 내지 80%, 더욱 바람직하기로는 65 내지 75%가 된다

그리고 사출물(10)이 고정지그(11)에 결합된 상태에서 도 3b 에서 보듯이 2 차 지그인 상커버지그(15)를 사출물(10) 위로 덮어 고정하여, 하우징(1) 상면을 마스크한다. 상커버지그(15)는 통공(27)이 형성되어 이 통공(27) 위로 하우징(1)의 상면이 솟아 오르게 한다

하우징(1)의 상면만 나오게 하는 것이 아니라 상면 보다 더 높이 솟아나와 도 2 에 도시한 측면(2)까지 드러나도록 한다. 이를 위해 상커버지그(15)에서 약각 오목한 오목부(16)를 형성하여두면 측면(2)까지 일부 드러난다

그리하여 증착부분은 하우징(1)의 상면 전체와 측면(2)의 위에서 아래로 1/3 내지 1/2 높이까지 증착한다. 이렇게 측면까지 여유 있게 하여야 상면(3) 전체로 충분한 증착이 이루어지며 그리고 하부에서 엘이디 빛이 올라 올 때 측면에서 강한 빛이 나와 눈에 거슬리는 것을 방지할 수 있다. 즉 상면 테두리 외에 그 측면 바로 연장되는 위치까지 일부 증착이 됨으로 인해 빛이 수직으로 위쪽 방향 외부로 나올 때 더욱 부드럽게 나온다

도 3 에서는 상면에 증착된 증착면(17)과 그 측면 일부까지 증착한 측면증착부(18)를 나타내고 있다

상기한 증착을 행하기 앞서 먼저, 하도 처리한다.

증착을 위한 하도처리는 UV 코팅처리한다. 하도 작업하는 이유는 증착물이 사출물에 직접 붙지 못하기 때문이다. 하도 도막은 10 내지 20 마이크로미터 정도가 적당하다. 상기 범위 이하면 증착이 잘 되지 못하는 단점이 생긴다. 상기 범위 이상으로 물론 할 수도 있으나, 불필요하게 두껍게 하여 재료 낭비할 필요는 없다

증착은 증착기에서 주석 와이어 직경이 15-25mm, 바람작하기로는 19mm, 무게 2 그램 정도의 것을 사용하여 진공 증착한다. 진공증착은 증착이 시작되면 증착기에서 그 제어가 불가능하므로 정확한 량의 주석을 투입하여야 한다

주석이 사출물의 표면에 증착되면 금속색인 실버색을 나타낸다

본 실시 예에서는 증착 효율을 높이고 증착 시간을 단축하고 최적의 증착이 이루어지도록 하기 위해 주석을 진공 증착시키되 증착 진공도는 5~9 × 10^-5Torr 조건에서 행한다. 사출물의 하우징(1) 상면(3) 증착시키는 주석증착 두께는 바람직하기로는 50-60 나노미터로 한다. 증착 두께에 대하여 좀 더 범위를 준다면 30 내지 100나노미터 정도까지 하여도 좋다. 상기 정도의 범위를 주면 눈에 편안함을 주면서도 부드럽고 밝은 빛이 나오도록 할 수 있다. 그러나 필요에 따라 상기 범위를 벗어나게 제조할 수 있음은 물론이다

증착이 너무 얇으면 빛의 투과율이 높아 지나치게 밝아 눈에 거슬리고 피로감을 준다. 따라서 피로감이 없을 정도로 밝고 또한 너무 어둡지 말아야 하며, 이러한 조건을 맞추자면 하우징(1) 상면(3)의 테두리부 광투과율은 60 내지 80% 정도 나와야 한다. 중앙의 흑색 부분은 시편을 샘플로 만들어 광투과율을 측정한 결과, 광투과율이 4-6% 정도가 되었다.

그리고 증착 이후, 증착면 보호를 위해 1차 프라이머 처리한다. 프라이머 도막 두께는 1-3 마이크로미터로 한다. 프라이머 처리 후 오븐기에서 열건조하는데 건조 온도는 섭씨 75도 내지 85 도에서 20 내지 40 분간, 바람직하기로는 30 분간 건조한다

그리고 2 차 레이저 가공하는데 레이저빔으로 증착된 중앙부분을 태워 제거하여 테두리 부분만 증착이 된 상태로 되게 한다. 도 3 에서는 레이저로 제거한 부분을 제거면(19)으로 표시하였다

이 경우 증착된 부분인 테두리 부분을 투과율 측정기로 투과율 측정시 바람직하기로는 60-70% 정도 되도록 한다

그리고 표면 보호를 위한 전체를 2차로 프라이머 상도 처리하여 UV처리한다. 이 경우 투과율측정기로 투과율 측정시 60 내지 70%가 된다. 상도 도막두께는 90 내지 100 마이크로미터가 되게 한다. 도막두께는 더 두껍게 하면 불필요한 원료 낭비와 건조시간이 오래 걸리는 단점이 있고 또는 더 얇게 할 수도 있으나 표면 보호 효과가 떨어지고 증착부의 외관상 바람직하지 못하다. 따라서 바람직하기로는 상기 범위로 한다

그리고 최종 오븐 건조기에서 섭씨 75도 내지 85도 온도 조건에서 1 시간 30 분 내지 2시간 30분간 건조한다. 바람직하기로는 1 시간 50분 내지 2 시간 10분 정도 건조한다

그리고 최종 사출물(10)을 고정지그(11)에서 분리하여 상기 공정으로 가공처리된 하우징(1)을 분리하여 낸다

이와 같이 완성된 하우징(1)을 단면으로 살펴보면 도 4 와 같다

도시한 바와 같이, 하우징(1) 측면엔 블랙층(31)이 형성되고 그 상면에 하도층(30), 증착면(17), 프라이머층(50), 보호층(33)이 순차 형성된다. 증착면(17)은 중앙부를 레이저로 제거하여 제거면(17)을 이루고 있고 이곳을 보호층(33)으로 커버하고 있다

1 하우징 2 측면
3 상면 5 마스크 부재
10 사출물 11 고정지그
15 상커버 지그 16 오목부
17 증착면 18 측면증착부
19 제거면 27 통공
30 하도층 31 블랙층
33 보호층 40 다리부
41 돌출체 42 돌기
43 틀 44 커버체
45 연결체 46 지지틀
50 프라이머층 51 연결체
55 상틀 56 손잡이

Claims

휴대기기입력 솔루션인 옵티컬 트랙패드 하우징의 제조 방법에 있어서,
옵티컬트랙패드 하우징을 사출하는 공정,
사출물을 고정지그(11)에 조립하는 공정,
마스크 부재(5)를 이용하여 고정지그(11)에 고정된 사출물 상면을 마스킹하는 공정,
마스킹된 사출물의 측면을 잉크젯 스프레이 방법으로 도료를 도포하는 공정,
측면에 도료가 도포된 사출물을 건조하는 공정,
고정지그(11)에서 사출물을 분리하여, 상면에 날아 들어간 도료 잔재를 레이저로 제거하는 공정,
사출물 상면이 노출되도록 상커버지그(15)를 사용하여 마스크하는 공정,
노출된 사출물 상면을 증착을 위한 하도로 UV 코팅처리하는 공정,
코팅된 상면을 진공증착하는 공정,
증착면 보호를 위해 1차 프라이머 처리하는 공정,
프라이머 처리 후 오븐기에서 열건조하는 공정,
레이저빔으로 증착된 상면 중앙부분을 제거하여 테두리 부분만 증착이 된 상태로 되게 하는 2차 레이저가공공정,
그리고 표면 보호를 위한 전체를 2차로 프라이머 상도 처리하여 UV처리하는 공정,
그리고 최종 건조기에서 건조하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 옵티컬 트랙패드 하우징의 제조 방법
제 1 항에 있어서,
상기한 진공증착시 진공도는 5~9 ×10^-5Torr 인 것을 특징으로 하는 옵티컬 트랙패드 하우징의 제조 방법
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기한 진공증착시, 사출물 상면과 이어지는 측면을 상면에서 1/3 내지 1/2 높이 까지 내려오는 위치까지 진공증착하는 것을 특징으로 하는 옵티컬 트랙패드 하우징의 제조 방법
제 1 항에 있어서,
상기한 상면에 증착한 부분의 중앙부를 2차 레이저 가공 후, 증착된 하우징 테두리 부분의 빛 투과율은 60 내지 70% 가 되도록 한 것을 특징으로 하는 옵티컬 트랙패드 하우징의 제조 방법
제 1 항에 있어서,
상기한 마스킹된 사출물의 측면을 잉크젯 스프레이 방법으로 도료를 도포하는 공정은, 화이트 및 블랙 안료로 순차 도포하거나 또는 증착 후 블랙안료로 도포하는 방법 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 옵티컬트랙패드 하우징의 제조 방법,