KR101595720B1 - 전자기기의 터치키 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자기기에 설치되어 사용자의 터치를 감지하는 터치키 어셈블리를 개시한다. 본 발명에 따른 터치 어셈블리는, 실장부, 상기 실장부의 주변에 배치되어 상기 실장부보다 상부로 돌출된 다수의 돌출부, 상기 실장부의 주변에 배치된 다수의 단자부를 포함하는 칩 실장부재; 상기 실장부에 실장된 터치컨트롤러 칩; 상기 칩 실장부재와 상기 터치컨트롤러 칩을 둘러싸는 몰딩부; 상기 몰딩부의 상부에 형성되며, 상기 터치컨트롤러 칩과 전기적으로 연결되는 터치감지부; 상기 몰딩부의 상부에서 상기 터치감지부의 일측에 설치되어 측방으로 빛을 출사하는 광원; 상기 다수의 단자부 중에서 적어도 하나가 노출되도록, 상기 몰딩부, 상기 터치감지부 및 상기 광원을 둘러싸서 지지하는 투명몰딩부를 포함한다. 본 발명에 따르면 종래의 터치키 어셈블리를 패키지화함으로써 종래에 비하여 터치키 어셈블리의 크기를 대폭 줄일 수 있고, 이를 통해 소형 전자기기에 대한 활용도를 높일 수 있다. 또한 본 발명에 따른 터치키 패키지는 전자기기의 메인기판에 직접 실장할 수 있으므로 터치키 어셈블리와 메인기판이 분리된 종래 방식에 비하여 설치공간을 줄일 수 있고 이를 통해 설계자유도를 향상시킬 수 있다.

Description

전자기기의 터치키 패키지{Touch key package of electronic device}

본 발명은 터치키 패키지에 관한 것으로서, 구체적으로는 전자기기의 터치키 기능을 위해 사용되는 터치키 패키지에 관한 것이다.

최근 스마트폰, 태블릿 PC 등과 같은 대부분의 휴대용 전자기기에는 터치스크린이 주 입력장치로 사용되고, 다수의 기능키(function key)가 보조 입력장치로 사용되고 있다.

예를 들어 도 1에 나타낸 휴대용 전자기기(10)를 살펴보면, 본체(20)의 전면에 디스플레이와 일체화된 터치스크린(22)이 배치되고, 터치스크린(22)의 하단에 홈키(24), 메뉴키(26), 백키(28) 등의 기능키가 배치되어 있다.

홈키(24)는 화면을 대기모드에서 활성모드로 전환하거나 초기화면으로 복귀시키는 명령을 입력하는 수단이고, 메뉴키(26)는 각종 선택메뉴를 화면에 표시하는 명령을 입력하는 수단이며, 백키(28)는 이전화면으로 되돌아가는 명령을 입력하는 수단이다. 도면에는 나타내지 않았으나 본체(20)의 측면에는 볼륨조절키, 전원키 등의 기능키가 설치되어 있다.

이러한 기능키(24,26,28)들은 기계적인 스위칭 방식이나 터치 방식으로 구현될 수 있는데, 일반적으로 홈키(24)는 기계적인 스위칭 방식으로 작동하는 버튼 형태로 제공되고, 메뉴키(26)와 백키(28)는 터치센서를 이용한 터치키의 형태로 제공되고 있다.

특히, 메뉴키(26)와 백키(28)의 기능은 터치스크린(22) 하단에 설치된 터치키 어셈블리(30)에 의해 구현되는데, 종래의 터치키 어셈블리(30)는 도 2의 분해 사시도와 도 3의 부분 단면도에 나타낸 바와 같이, 상하로 적층된 제1기판(31)과 제2기판(32)을 포함하며, 이때 제1 기판(31)과 제2기판(32)은 각각 플렉서블 기판(FPCB)으로 이루어진다.

제1기판(31)은 메뉴키(26)에 대응하는 위치에 형성된 제1관통부(33)와 백키(28)에 대응하는 위치에 형성된 제2관통부(34)를 포함한다. 제1관통부(33)와 제2관통부(34)의 주변에는 각각 사용자 접촉을 감지하는 터치센서패턴(35)이 형성되며, 제1기판(31)의 일단에는 각 터치센서패턴(35)에서 발생한 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하여 사용자 접촉여부를 판단하는 터치컨트롤러IC(36)가 장착된다.

또한 제1기판(31)에는 각 터치센서패턴(35)과 터치컨트롤러IC(36)를 전기적으로 연결하는 회로패턴(도면에는 나타내지 않았음)과, 터치컨트롤러IC(36)와 휴대용 전자기기(10)의 메인기판을 전기적으로 연결하는 회로패턴(도면에는 나타내지 않았음)이 형성된다.

또한 제2기판(32)에는 제1기판(31)의 제1관통부(33) 및 제2관통부(34)와 대응하는 위치에 각각 도광판(37)이 장착되고, 각 도광판(37)의 일측에는 광원(38)이 장착된다. 광원(38)에는 주로 LED가 사용된다.

도면에는 나타내지 않았으나 제2기판(32)에는 빛이 새는 것을 방지하기 위하여 도광판(37)과 LED(38)의 측면을 둘러싸는 차광부재가 장착된다. 제2기판(32)도 빛이 통과하지 않는 불투과성 재질이거나 불투과성 필름이 부착된다. 제2기판(32)에는 각 광원(38)과 휴대용 전자기기(10)의 메인기판을 전기적으로 연결하는 회로패턴(도면에는 나타내지 않았음)이 형성된다.

또한 제2기판(32)에는 홈키(24)에 의한 스위칭 동작을 수행하는 홈키접속패턴(39)이 구비되며, 제1기판(31)에는 홈키(24)가 삽입되는 관통부(41)가 형성된다.

이러한 터치키 어셈블리(30)의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 사용자가 본체(20)의 전면에서 메뉴키(26) 또는 백키(28)에 대응하는 부분을 터치하면, 터치센서패턴(35)에 연결된 터치컨트롤러IC(36)가 접촉감지신호를 생성하여 휴대용 전자기기(10)의 메인기판에 구비된 제어부(도면에는 나타내지 않았음)로 전송한다. 휴대용 전자기기(10)의 제어부(도면에는 나타내지 않았음)는 메뉴키(26) 또는 백키(28)를 통한 입력에 따라 디스플레이를 제어하여 화면을 갱신하는 한편 제2기판(32)으로 전력을 공급하여 광원(38)을 발광시킨다.

광원(38)의 빛은 도광판(37)의 반사패턴에 의해 상부로 반사된 후 본체(20) 전면의 보호유리(도 3의 21)에 형성된 메뉴키 패턴과 백키 패턴을 통해 외부로 출사되며, 이에 따라 사용자가 메뉴키 패턴과 백키 패턴을 선명하게 볼 수 있게 된다.

그런데 종래의 터치키 어셈블리(30)는 다음과 같은 몇 가지 문제점을 안고 있다.

첫째, 종래의 터치키 어셈블리(30)는 휴대용 전자기기의 메인기판에 실장되지 않고 메인기판의 하단 부근에 별도로 설치된다. 따라서 휴대용 전자기기를 설계할 때는 반드시 터치키 어셈블리(30)의 설치공간을 고려해야 하고, 이로 인해 설계자유도가 크게 제한되는 문제가 있다.

둘째, 종래의 터치키 어셈블리(30)는 터치컨트롤러IC(36)와 터치센서패턴(35)이 상당히 이격되어 있기 때문에 설치공간을 많이 차지하고, 이로 인해 터치키 어셈블리(30)를 컴팩트하게 제조하는데 어려움이 있다.

셋째, 종래의 터치키 어셈블리(30)를 제조하기 위해서는, 제1기판(31)에 대해서는 터치센서패턴(35)을 형성하는 공정과 터치컨트롤러IC(36)의 실장공정을 각각 진행해야 하고, 제2기판(32)에 대해서는 도광판(37), 광원(38), 차광부재 등을 실장하는 공정을 각각 진행해야 하며, 제1기판(31)과 제2기판(32)을 접합하는 공정도 진행해야 하므로 전체 공정이 매우 복잡하여 제조비용이 증가하고 생산성이 저하되는 문제가 있다.

넷째, 종래에는 사용자가 메뉴키(26)와 백키(28) 중에서 하나만 터치하는 경우에도 2개의 광원(38)에 모두 전원이 공급되는 등 메뉴키(26)와 백키(28)의 동작을 독립적으로 제어하는데 어려움이 있다.

다섯째, 종래에는 하나의 터치컨트롤러IC(36)만으로 메뉴키(26)와 백키(28)를 통한 입력을 처리하므로 동작 속도에 일정한 한계가 있고, 이로 인해 터치키에 다양한 기능을 부여하는데 어려움이 있다.

한편, 특허문헌 1은 하나의 기판에 터치센서패턴과 광원 등이 결합된 터치키 어셈블리를 소개하고 있다. 그런데 특허문헌 1에 따른 터치키 어셈블리는 하나의 기판을 사용하는 점에서는 일정한 장점이 있으나, 여전히 휴대용 전자기기의 메인기판과는 별도로 제작되므로 항상 터치키 어셈블리를 위한 설치공간을 확보해야 하는 문제가 있다.

또한 기판에 터치센서패턴을 형성하는 공정, 터치컨트롤러IC를 결합하는 공정, 기판 하부에 광원(LED), 불투과성테두리, 도광판, 반사시트, 불투과성 밑판 등을 결합하는 공정을 각각 별도로 진행해야 하므로 제조공정이 복잡한 단점도 있다. 또한 터치컨트롤러IC와 터치센서패턴이 서로 분리되어 있어 터치키 어셈블리를 컴팩트하게 제조하기 어렵고, 동작속도를 높이거나 다양한 기능을 구현하는데 어려움이 있다.

한국등록특허 제10-1410015호(2014.06.20 공고)

본 발명은 이러한 배경에서 안출된 것으로서, 종래의 터치키 어셈블리에 비해 제조공정이 간단하고 제조비용을 절감할 수 있는 터치키 패키지를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 종래의 터치키 어셈블리에 비해 훨씬 컴팩트한 터치키 패키지를 제공하는데 그 목적이 있다. 또한 단순 터치감지 기능뿐만 아니라 다양한 추가 기능을 수행할 수 있도록 동작속도가 향상된 터치키 패키지를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 전자기기의 메인기판에 간편하게 장착할 수 있는 터치키 패키지를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상은, 전자기기에 설치되어 사용자의 터치를 감지하는 터치키 패키지에 있어서, 실장부, 상기 실장부의 주변에 배치되어 상기 실장부보다 상부로 돌출된 다수의 돌출부, 상기 실장부의 주변에 배치된 다수의 단자부를 포함하는 칩 실장부재; 상기 실장부에 실장된 터치컨트롤러 칩; 상기 칩 실장부재와 상기 터치컨트롤러 칩을 둘러싸는 몰딩부; 상기 몰딩부의 상부에 형성되며, 상기 터치컨트롤러 칩과 전기적으로 연결되는 터치감지부; 상기 몰딩부의 상부에서 상기 터치감지부의 일측에 설치되어 측방으로 빛을 출사하는 광원; 상기 다수의 단자부 중에서 적어도 하나가 노출되도록, 상기 몰딩부, 상기 터치감지부 및 상기 광원을 둘러싸서 지지하는 투명몰딩부를 포함하는 터치키 패키지를 제공한다.

본 발명의 다른 양상은, 전자기기에 설치되어 사용자의 터치를 감지하는 터치키 패키지에 있어서, 실장부, 상기 실장부의 주변에 배치되어 상기 실장부보다 상부로 돌출된 다수의 돌출부, 상기 실장부의 주변에 배치된 다수의 단자부를 포함하는 칩 실장부재와, 상기 실장부에 실장된 터치컨트롤러 칩과, 상기 칩 실장부재와 상기 터치컨트롤러 칩을 둘러싸는 몰딩부를 포함하는 터치컨트롤러 패키지; 상기 터치컨트롤러 패키지의 상부에 형성되며 상기 터치컨트롤러 칩과 전기적으로 연결되는 터치감지부; 상기 터치컨트롤러 패키지의 상부에서 상기 터치감지부의 일측에 설치되어 측방으로 빛을 출사하는 광원; 상기 다수의 단자부 중에서 적어도 하나가 노출되도록, 상기 터치컨트롤러 패키지, 상기 터치감지부 및 상기 광원을 둘러싸서 지지하는 투명몰딩부를 포함하는 터치키 패키지를 제공한다.

본 발명의 일 양상 또는 다른 양상에 따른 터치키 패키지는, 상기 몰딩부의 가장자리를 따라 차광벽이 돌출 형성되고, 상기 터치감지부는 상기 차광벽의 내측에 위치하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 본 발명의 일 양상 또는 다른 양상에 따른 터치키 패키지에서, 상기 터치감지부는 상기 다수의 돌출부 중 적어도 하나의 돌출부를 통해 상기 터치컨트롤러 칩과 전기적으로 연결되고, 상기 광원은 상기 다수의 돌출부 중 적어도 하나의 돌출부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 본 발명의 일 양상 또는 다른 양상에 따른 터치키 패키지에서, 상기 터치감지부는 상기 몰딩부의 상면에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 본 발명의 일 양상 또는 다른 양상에 따른 터치키 패키지에서, 상기 몰딩부의 상부에는 상부판이 결합되고, 상기 터치감지부는 상기 상부판의 상면에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. 이 경우 상기 상부판의 가장자리를 따라 차광벽이 돌출 형성되고, 상기 터치감지부는 상기 차광벽의 내측에 위치할 수 있다.

본 발명에 따르면 종래의 터치키 어셈블리를 패키지화함으로써 종래에 비하여 터치키 어셈블리의 크기를 대폭 줄일 수 있고, 이를 통해 소형 전자기기에 대한 활용도를 높일 수 있다.

또한 본 발명에 따른 터치키 패키지는 전자기기의 메인기판에 직접 실장할 수 있으므로 터치키 어셈블리와 메인기판이 분리된 종래 방식에 비하여 설치공간을 줄일 수 있고 이를 통해 설계자유도를 향상시킬 수 있다.

또한 종래에 비해 터치키 어셈블리의 제조공정이 간단하고 고가의 FPCB를 사용할 필요가 없어므로 제조비용의 절감과 생산성 향상을 기대할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 각 터치키(메뉴키, 백키 등)의 기능이 별도의 터치키 패키지에 의해 구현되고, 각 터치키 패키지마다 터치컨트롤러 칩이 포함되어 있기 때문에 각 터치키를 독립적으로 동작시킬 수 있다. 또한 종래에 비해 터치감지속도가 향상되므로 터치키를 이용하여 보다 다양한 기능을 구현할 수 있게 된다.

도 1은 종래 휴대용 전자기기를 예시한 도면
도 2는 종래 터치키 어셈블리를 예시한 분해 사시도
도 3은 도 2에 따른 종래 터치키 어셈블리의 부분 단면도
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치키 패키지의 단면도
도 5 및 도 6은 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치키 패키지에 사용되는 제1기판과 제2기판을 예시한 평면도
도 7은 상부판을 예시한 사시도
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치키 패키지의 제조공정을 순서대로 나타낸 도면
도9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치키 패키지의 사용예를 나타낸 단면도
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치키 패키지의 변형예를 나타낸 단면도
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치키 패키지를 나타낸 단면도
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치키 패키지의 제조공정을 순서대로 나타낸 도면
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치키 패키지에 사용되는 리드프레임의 다른 예를 나타낸 도면
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치키 패키지의 변형예를 나타낸 단면도
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 터치키 패키지의 단면도
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 터치키 패키지의 변형예를 나타낸 단면도
도 17은 본 발명의 제4 실시예에 따른 터치키 패키지의 단면도
도 18은 본 발명의 제4 실시예에 따른 터치키 패키지의 변형예를 나타낸 단면도
도 19는 본 발명의 제5 실시예에 따른 터치키 패키지의 단면도

본 발명은 종래의 터치키 어셈블리를 단일 패키지로 통합한 터치키 패키지에 관한 것으로서, 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

먼저 본 발명은 종래 휴대용 전자기기의 터치키 어셈블리의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것이지만, 그 적용범위가 반드시 휴대용 전자기기에 국한되는 것은 아니므로 다른 종류의 전자기기에서 사용자의 터치를 감지하여 소정의 기능을 수행하는 터치키에도 적용될 수 있음을 미리 밝혀 둔다.

또한 첨부된 도면에는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 실제 제품의 크기나 비율과 다르게 나타낸 부분이 많은데 이로 인해 본 발명의 권리범위가 제한적으로 해석되어서는 아니 될 것이다.

제 1 실시예

도 4의 단면도에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 터치키 패키지(100)는 제1기판(110), 제1기판(110)에 실장된 터치컨트롤러 칩(140), 터치컨트롤러 칩(140)을 둘러싸면서 제1기판(110)에 적층된 제2기판(120), 터치컨트롤러 칩(140)의 상부에 설치된 상부판(130), 상부판(130)의 상면에 형성된 터치감지부(150), 터치감지부(150)의 일측에 설치된 광원(160), 상기 구성요소를 둘러싸서 보호하는 투명몰딩부(170)를 포함한다.

제1 기판(110)과 제2기판(120)은 절연성 재질에 회로패턴이 형성된 경성 인쇄회로기판(PCB)인 것이 바람직하다. 다만 반드시 이에 한정되는 것은 아니므로 플렉서블 기판(FPCB)의 사용이 배제되는 것은 아니다.

제1기판(110)의 상면에는 도 5의 평면도에 나타낸 바와 같이, 터치컨트롤러 칩(140)의 실장면 주변을 따라 다수의 단자(114,116)가 형성되며, 다수의 단자(114,116)는 제2기판(120)과의 전기적 연결을 위한 기판연결단자(114), 본딩와이어(142)를 통해 터치컨트롤러 칩(140)과 전기적으로 연결되는 컨트롤러연결단자(116)를 포함한다.

제1기판(110)의 저면에는 도 4에 나타낸 바와 같이 다수의 외부연결단자(112)가 형성되며, 다수의 외부연결단자(112)는 비아홀, 내부도전패턴 등의 도전경로(도면에는 나타내지 않았음)를 통해 기판연결단자(114), 컨트롤러연결단자(116) 등과 전기적으로 연결된다. 이러한 외부연결단자(112)는 터치키 패키지(100)를 전자기기의 메인기판 등에 실장할 때 메인기판의 회로패턴과 전기적으로 연결되는 부분이다

제2기판(120)은, 도 6의 평면도에 나타낸 바와 같이, 관통부(122)를 구비하며, 관통부(122)를 둘러싸는 테두리 부분에는 다수의 단자(126,128)가 형성된다. 제2기판(110)에 형성된 다수의 단자(126,128)는 테두리 부분의 상면 일측에 형성된 광원연결단자(126)와 타측에 형성된 상부판연결단자(128)를 포함한다.

또한 제2기판(110)의 테두리 저면에는 제1기판(110)과의 전기적 연결을 위하여 다수의 기판연결단자(124)가 형성된다.

제2기판(120)의 다수의 기판연결단자(124)는 비아홀, 내부도전패턴 등의 도전경로(도면에는 나타내지 않았음)를 통해 상부판연결단자(128), 광원연결단자(126) 등과 전기적으로 연결된다.

제2기판(120)의 관통부(122)는 터치컨트롤러 칩(140)과 본딩와이어(142)가 수용될 수 있는 깊이와 넓이를 가진다.

도 6에는 제2기판(120)이 관통부(120)의 주변을 모두 둘러싸는 폐루프 형태인 것으로 나타나 있으나, 반드시 제2기판(120)의 외측에서 관통부(120)의 내벽까지 절개부가 형성되어 불연속 구간이 형성될 수도 있다.

또한 제2기판(120)이 반드시 1개이어야 하는 것은 아니며, 터치컨트롤러 칩(140)의 주변에 다수 개가 설치되고 다수의 제2기판(120)의 상부에 상부판(130)이 거치될 수도 있다. 본 명세서에서는 이와 같이 제1기판(110)의 상부에 다수의 제2기판(120)을 장착하는 경우에도 다수의 제2기판(120)에 둘러싸인 내측공간을 관통부(122)로 정의하기로 한다.

상부판(130)은 터치컨트롤러 칩(140)의 상부에 위치하며, 저면 주변부가 제2기판(120)의 상면에 거치된다. 상부판(130)은 제1 기판(110) 및 제2기판(120)과 같은 재질의 인쇄회로기판(PCB)일 수도 있고, 리드프레임 등과 같은 도전성 플레이트 일 수도 있다.

상부판(130)은 제2기판(120)을 거쳐 제1기판(110)과 전기적으로 연결되며, 상부판(130)이 인쇄회로기판인 경우에는 상부판(130)의 저면에는 제2기판(120)의 상부판연결단자(128)와 접촉하는 기판연결단자(134)가 형성되는 것이 바람직하다. 상부판(130)이 도전성 플레이트인 경우에는 기판연결단자(134)는 생략될 수 있다.

상부판(130)의 상면에는 사용자가 접촉 또는 접근할 때 전기적 특성이 변화되는 부분으로서 도전성 재질로 이루어진 터치감지부(150)가 형성된다.

터치감지부(150)의 구체적인 재질이나 형상은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어 상부판(130)의 상면에 도전성 물질을 코팅 또는 증착하여 터치감지부(150)를 형성할 수도 있고, 소정 형상의 도전성 플레이트를 부착하여 터치감지부(150)를 형성할 수도 있다. 또한 터치감지부(150)는 구리 등과 같은 불투명한 도전성 재질로 형성될 수 있고, 투명한 도전성 재질로 형성될 수도 있다.

한편 터치컨트롤러 칩(140)과 터치감지부(150)는 전기적 특성(정전용량, 저항, 전압 등)의 변화를 이용하여 사용자의 터치 여부를 감지하는 수단이므로, 터치감지가 가능하다면 터치감지방법이나 감지할 전기적 특성의 종류가 특별히 제한되지는 않는다.

터치감지부(150)는 터치컨트롤러 칩(140)과 전기적으로 연결되어야 하며, 이를 위해 먼저 상부판(130)을 거쳐 제2기판(120)과 전기적으로 연결되어야 한다. 따라서 상부판(130)이 인쇄회로기판인 경우에는 상부판(130)의 상면에 터치감지부(150)와 전기적으로 연결되는 단자(도면에는 나타내지 않았음)가 형성되어야 한다. 상부판(130)이 도전성 플레이트인 경우에는 이러한 단자는 생략될 수 있다.

광원(160)은 LED인 것이 바람직하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니므로 다른 종류의 발광수단으로 대체될 수도 있다. 광원(160)은 상부판(130)의 일측에서 상부판(130)의 상부를 향해 빛을 출사하도록 설치된다.

본 발명의 제1실시예에 따른 터치키 패키지(100)에서는 제2기판(120)의 상면에서 상부판(130)의 일측에 광원(160)을 설치한다. 광원(160)에 구비된 광원단자(164)는 제2기판(120)의 광원연결단자(126)와 접촉한다.

한편, 광원단자(164)가 제1기판(110)의 외부연결단자(112)와 전기적으로 연결되면 전자기기의 메인기판으로부터 전송되는 신호에 의해 광원(160)의 동작이 제어될 수 있다. 이와 달리 광원단자(164)가 제1기판(110)에 실장된 터치컨트롤러 칩(140)과 전기적으로 연결되면 터치컨트롤러 칩(140)에 의해 광원(160)의 동작이 제어될 수 있다.

광원(160)이 상부판(130)의 상부를 향해 측방으로 빛을 출사하므로 상부판(130)의 가장자리에는 광원(160)에서 출사된 빛이 바깥으로 새지 않도록 차광벽(132)을 형성하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 도 7(a)에 나타낸 바와 같이, 상부판(130)의 상면 가장자리에서 광원(160)의 선단(출사면쪽 단부)과 인접한 부분을 제외한 나머지 부분에 차광벽(132)을 형성할 수 있다. 이러한 차광벽(132)은 도 7(b)에 나타낸 바와 같이 광원(160)의 측단과 후단을 둘러싸도록 연장될 수도 있다.

이렇게 차광벽(132)을 형성하면, 광원(160)에서 출사된 빛이 차광벽(132)으로 둘러싸인 투명몰딩부(170)의 내부에서 반사 및 산란 과정을 거쳐 상부판(130)의 상부로 출사된다. 보다 원활한 반사를 위하여 차광벽(132)의 내벽에 반사물질을 코팅하거나 반사부재를 부착할 수도 있다.

차광벽(132)은 상부판(130)의 주변부를 상향 절곡하여 형성할 수도 있고, 상부판(130)의 가장자리에 별도의 부재를 부착함으로써 형성될 수도 있다.

투명몰딩부(170)는 제1기판(110), 제2기판(120), 상부판(130), 터치감지부(150), 광원(160) 등을 둘러싸서 보호하는 역할을 한다.

투명몰딩부(170)는 절연성 재질이어야 하며, 예를 들어 투명 에폭시, 투명 실리콘 등일 수도 있고, 그밖에 다른 재질일 수도 있다. 도면에는 투명몰딩부(170)가 제1기판(110)의 저면을 제외한 모든 부분을 둘러싸는 것으로 나타나 있으나, 제2기판(120), 상부판(130) 및 광원(160)의 외측면을 노출시킨 상태로 둘러싸는 것도 가능하다.

이하에서는 도 8a 내지 도 8c를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치키 패키지(100)의 제조방법을 설명한다.

먼저 도 8a에 나타낸 바와 같이, 제1기판(110)의 상면에 터치컨트롤러 칩(140)을 실장하고, 터치컨트롤러 칩(140)에 구비된 다수의 단자를 본딩와이어(142)를 이용하여 제1기판(110)의 상면에 형성된 다수의 컨트롤러연결단자(116)와 각각 전기적으로 연결한다.

이어서 도 8b에 나타낸 바와 같이, 제1기판(110)의 상면에 제2기판(120)을 장착하며, 이때 터치컨트롤러 칩(140)과 본딩와이어(142)는 제2기판(120)의 관통부(122)의 내측에 위치한다.

제1기판(110)과 제2기판(120)을 결합할 때는, 제1기판(110)의 상면에 구비된 기판연결단자(114)와 제2기판(120)의 저면에 형성된 기판연결단자(124)를 전도성 에폭시 등과 같은 전도성 접착제를 이용하여 결합함으로써 안정적인 결합을 유지할 수 있다.

제1기판(110)에 제2기판(120)을 장착한 이후에는, 도 8c에 나타낸 바와 같이, 제2기판(120)의 상부에 상부판(130)을 장착하는 한편 상부판(130) 일측의 제2기판(120)의 상면에 광원(160)을 결합한다.

상부판(130)은 저면 주변부가 제2기판(120)의 상면에 거치되며, 제2기판(120)의 상면에 구비된 상부판연결단자(128)와 상부판(130)의 저면에 형성된 기판연결단자(134)를 전도성 접착제를 이용하여 결합함으로써 안정적인 결합을 유지할 수 있다.

또한 제2기판(120)과 광원(160)을 결합할 때는, 제2기판(120)의 상면에 구비된 광원연결단자(126)와 광원(160)의 저면에 형성된 광원단자(164)를 전도성 접착제를 이용하여 결합함으로써 안정적인 결합을 유지할 수 있다.

이와 같이 상부판(150)을 결합한 이후에는 상부판(150)의 상면에 도전성 물질을 소정 패턴으로 코팅 또는 도포하거나, 소정 형상의 도전성 플레이트를 부착하여 터치감지부(150)를 형성한다.

이와 같은 과정을 거친 이후에는, 투명에폭시, 투명실리콘 등을 이용하여 상기 구성요소들을 둘러싸는 투명몰딩부(도 4의 170)를 형성한다. 투명몰딩부(170)는 적어도 제1기판(110)과 제2기판(120)으로 둘러싸인 상부판(130)의 하부공간과 차광벽(132)과 광원(160)으로 둘러싸인 상부판(130)의 상부공간에 형성되어 이들을 보호 및 지지하는 역할을 한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 터치키 패키지(100)는 단일 패키지 형태로 제조되므로 전자기기의 메인기판에 직접 실장될 수 있는 점에서 종래의 터치키 어셈블리와 차이가 있다.

예를 들어 도 9의 단면도에 나타낸 바와 같이, 스마트폰의 본체 전면에는 일반적으로 보호유리(21)가 장착되고, 보호유리(21)에는 각각 빛이 투과할 수 있는 홈키패턴(24a), 메뉴키패턴(26a), 백키패턴(28a) 등이 형성되어 있다.

따라서 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치키 패키지(100)를 메뉴키패턴(26a)과 백키패턴(28a)에 대응하는 위치마다 메인기판(60)에 직접 장착할 수 있다. 이때 터치키 패키지(100)는 차광벽(132)과 광원(160)으로 둘러싸인 부분이 메뉴키패턴(26a)이나 백키패턴(28a)의 직하부에 위치하도록 장착되어야 함은 물론이다.

터치키 패키지(100)를 메인기판(60)에 실장할 때는 터치키 패키지(100)의 저면에 구비된 외부연결단자(112)를 메인기판(60)의 회로패턴(도면에는 나타내지 않았음)에 땜납 등으로 결합하면 된다.

도 9의 사용상태도는 예시에 불과하며, 전술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 터치키 패키지(100)는 다른 종류의 전자기기에도 사용될 수 있으며, 또한 반드시 소정의 패턴(메뉴키패턴(26a), 백키패턴(28a) 등)이 형성된 위치에 설치되어야 하는 것도 아니다.

본 발명의 실시예에 따른 터치키 패키지(100)는 고가의 플렉서블 기판(FPCB)을 사용하지 않으므로 제작비용을 절감할 수 있고 종래의 터치키 어셈블리에 비해 제조공정이 간단하므로 생산성을 높일 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 터치키 패키지(100)는 패키지 형태로 제작되어 전자기기(10)의 메인기판(60)에 직접 실장될 수 있으므로, 종래처럼 터치키 어셈블리를 메인기판과 별도로 설치하는 경우에 비하여 설치공간을 줄일 수 있고, 나아가 설계자유도를 크게 향상시킬 수 있다.

한편 도 9에는 기계식 스위칭 방식으로 동작하는 홈키를 사용하는 경우를 대비하여 메인기판(60)의 홈키에 대응하는 위치에 홈키접속패턴(62)이 형성된 것으로 나타내었다. 그러나 터치키 방식의 홈키를 사용하는 경우에는 홈키패턴(24a)의 하부에도 본 발명의 실시예에 따른 터치키 패키지(100)를 장착할 수도 있다.

이러한 효과는 후술하는 나머지 실시예에 따른 터치키 패키지(100)에서도 얻을 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 터치키 패키지(100)의 동작을 설명한다.

사용자가 도 9와 같은 전자기기의 보호유리(21)에 형성된 터치키 패턴 중에서 예를 들어 메뉴키 패턴(26a)를 터치하면, 그 하부에 장착된 터치키 패키지(100)에서 터치감지부(150)의 전기적 특성이 변화된다. 이에 따라 터치키 패키지(100)에 구비된 터치컨트롤러 칩(140)이 전기적 특성변화를 감지하여 접촉 여부에 대한 디지털신호를 생성한다.

터치컨트롤러 칩(140)에서 생성된 신호는 본딩와이어(142), 컨트롤러연결단자(116), 외부연결단자(112) 및 메인기판(60)의 회로패턴(도면에는 나타내지 않았음)을 통해 메인기판(60)에 구비된 제어부(도면에는 나타내지 않았음)로 전송된다.

이어서 제어부는 메뉴키 입력에 대응하는 화면을 표시하는 한편, 메뉴키 패턴(26a)의 하부에 설치된 터치키 패키지(100)의 광원(160)이 발광하도록 제어한다. 이때 전기적 연결방법에 따라, 전자기기의 제어부가 직접 광원(160)에 대한 전원공급을 제어할 수도 있고, 터치컨트롤러 칩(140)이 제어부의 명령에 따라 광원(160)에 대한 전원공급을 제어할 수도 있다.

광원(160)에 전원이 공급되면, 광원(160)에서 투명몰딩부(170)의 내부로 빛이 출사되며, 출사된 빛은 차광벽(132)에 막혀 외부로 새지 못하므로 투명몰딩부(170)의 내부에서 반사 및 산란 과정을 거쳐 상부로 출사된다. 상부로 출사된 빛은 보호유리(21)에 형성된 메뉴키 패턴(26a)을 통해 외부로 출사되며, 이에 따라 사용자가 메뉴키 패턴(26a)을 선명하게 볼 수 있게 된다

만일 사용자가 백키 패턴(28a)을 터치하면, 제어부가 백키 입력에 대응하여 화면을 갱신하는 한편, 백키 패턴(28a)의 하부에 설치된 터치키 패키지(100)의 광원(160)이 발광하도록 제어한다.

이와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 터치키 패키지(100)를 사용하면, 메뉴키(26)와 백키(28)의 동작이 독립적인 터치컨트롤러 칩(120)에 의해 제어되므로 동작속도를 종래보다 향상시킬 수 있다. 또한 이와 같이 동작속도가 향상되면 종래의 터치키 어셈블리에 비해 보다 다양한 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어 터치 회수에 따라 다른 동작을 수행하도록 제어할 수도 있고, 다른 특수 기능을 수행하도록 제어할 수도 있다.

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 터치키 패키지(100)는 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있다.

일 예로서, 도 4에는 상부판(130)의 상면에 터치감지부(150)를 형성하였으나, 상부판(130)에 터치감지부(150)를 별도로 형성하지 않고 도전성 플레이트로 이루어진 상부판(130) 자체를 터치감지부로 활용할 수도 있다.

다른 예로서, 도 4에는 광원(160)이 제2기판(120)의 상면에 장착되는 것으로 나타나 있는데 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 광원(160)의 두께 등 설계상 필요에 따라서는 도 10에 나타낸 터치키 패키지(100a)와 같이 상부판(130)의 상면에 광원(160)을 장착할 수도 있다.

다만, 상부판(130)에 터치감지부(150)와 광원(160)이 함께 설치되는 경우에는 이들 간의 전기적 절연을 위하여 상부판(130)은 인쇄회로기판인 것이 바람직하다. 즉, 인쇄회로기판의 상면 일측에 터치감지부(150)를 형성하고, 타측에 광원(160)을 연결하는 광원연결단자(136)를 형성하는 것이 바람직하다.

이 경우 상부판(130)의 광원연결단자(136)는 저면에 구비된 기판연결단자(134)를 통해 제2기판(120)의 상부판연결단자(128)와 전기적으로 연결되고, 이어서 제2기판(120)의 저면에 구비된 기판연결단자(124)를 통해 제1기판(110)과도 전기적으로 연결된다.

또 다른 예로서, 본 발명의 제1실시예에서는 터치컨트롤러 칩(140)을 본딩와이어(142)를 이용하여 제1기판(110)과 전기적으로 연결하였으나 전기적 연결방식이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 예를 들어 터치컨트롤러 칩(120)의 저면에 구비된 단자패턴을 솔더볼을 이용하여 제1기판(110)에 전기적으로 연결할 수도 있다. 또한 본 발명의 제1실시예에서는 광원단자(164)를 제2기판(120) 또는 상부판(130)의 광원연결단자(126,136)에 직접 접촉시켰으나, 본딩와이어를 이용하여 광원단자(16)와 광원연결단자(126,136)를 전기적으로 연결하는 것도 가능하다.

또 다른 예로서, 본 발명의 제1 실시예에서는 제1기판(110)과 제2기판(120)을 별도로 가공하여 결합하였으나, 제1기판(110)과 제2기판(120)을 일체로 형성할 수도 있다. 즉, 제1기판(110)의 상면에 홈을 형성하고, 홈의 바닥에 터치컨트롤러 칩(140)을 실장하고 그 상부에 상부판(130)을 장착할 수도 있다.

또 다른 예로서, 본 발명의 제1 실시예에서는 터치감지부(150)의 상부에 투명몰딩부(170)만을 형성하였으나, 광원(160)에서 출사된 빛을 보다 효과적으로 상부로 유도하기 위해서 터치감지부(150)의 상부에 광가이드 수단(도면에는 나타내지 않았음)을 추가로 설치할 수도 있다. 광가이드 수단은 반사패턴을 구비한 반사시트나 도광판일 수 있다. 다만 이러한 광가이드 수단은 터치감지부(150)의 감지 성능에 영향을 미치므로 감지성능을 고려하여 사용 여부나 재질 등이 결정되어야 할 것이다.

제 2 실시예

본 발명의 제2 실시예에 따른 터치키 패키지(100b)는 도 11의 단면도에 나타낸 바와 같이, 기판을 대신하여 리드프레임(180)에 터치컨트롤러 칩(140)을 실장하는 점에서 제1실시예와 차이가 있다.

즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치키 패키지(100b)는 금속재질의 리드프레임(180), 리드프레임(180)에 실장되는 터치컨트롤러 칩(140), 터치컨트롤러 칩(140)의 상부에 설치되는 상부판(130), 상부판(130)의 상면에 형성된 터치감지부(150), 터치감지부(150)의 일측에 설치된 광원(160), 상기 구성요소를 둘러싸서 보호하는 투명몰딩부(170)를 포함한다.

리드프레임(180)은 실장부(182), 실장부(182)의 양측에 각각 배치되며 실장부(182)에 비해 상부로 돌출된 다수의 돌출부(184), 실장부(182)의 주변에 배치된 다수의 단자부(186)를 포함한다.

실장부(182)의 상면에는 터치컨트롤러 칩(140)이 실장되고, 터치컨트롤러 칩(140)은 본딩와이어(142)를 통해 적어도 하나의 돌출부(184)와 전기적으로 연결된다.

돌출부(184)의 상단에는 상부판(130)의 저면 주변부가 거치된다. 상부판(130)은 돌출부(184)와 본딩와이어(142)를 거쳐 터치컨트롤러 칩(140)과 전기적으로 연결되며, 상부판(130)이 인쇄회로기판인 경우에는 상부판(130)의 저면에 리드프레임의 돌출부(184)와 접촉하는 단자(134)가 형성되는 것이 바람직하다. 상부판(130)이 도전성 플레이트인 경우에는 이러한 단자(134)는 생략될 수 있다.

다수의 단자부(186) 중에서 적어도 하나는 터치키 패키지(100b)를 전자기기의 메인기판에 실장할 때 메인기판에 구비된 회로패턴과 전기적으로 연결된다.

상부판(130)의 상면에는 제1실시예와 마찬가지로 터치감지부(150)가 형성된다. 상부판(130)이 인쇄회로기판인 경우에는 상부판(130)의 상면에 터치감지부(150)와 전기적으로 연결되는 단자(도면에는 나타내지 않았음)가 형성되어야 한다. 상부판(130)이 도전성 플레이트인 경우에는 이러한 단자는 생략될 수 있다.

터치감지부(150)는 상부판(130), 리드프레임의 돌출부(184), 본딩와이어(142)를 거쳐 터치컨트롤러 칩(140)과 전기적으로 연결된다.

본 발명의 제2실시예에 따른 터치키 패키지(100b)에서는 상부판(130)의 일측에서 리드프레임의 돌출부(184)의 상면에 광원(160)을 설치하며, 광원(160)에 구비된 광원단자(164)가 돌출부(184)와 전기적으로 연결된다.

한편, 광원단자(164)가 리드프레임(180)의 단자부(186)와 전기적으로 연결되면 전자기기의 메인기판으로부터 전송되는 신호에 의해 광원(160)의 동작이 제어될 수 있다. 이와 달리 광원단자(164)가 리드프레임(180)에 실장된 터치컨트롤러 칩(140)과 전기적으로 연결되면 터치컨트롤러 칩(140)에 의해 광원(160)의 동작이 제어될 수 있다.

광원(160)은 상부판(130)의 상부를 향해 측방으로 빛을 출사하며. 광원(160)에서 출사된 빛이 바깥으로 새지 않도록 상부판(130)의 가장자리에 차광벽(132)을 형성하는 것은 제1실시예와 마찬가지이다.

투명몰딩부(170)는 리드프레임(180), 상부판(130), 터치감지부(150), 광원(160) 등을 둘러싸서 보호하는 역할을 한다. 투명몰딩부(170)는 절연성 재질이어야 하며, 예를 들어 투명 에폭시, 투명 실리콘 등일 수도 있고, 그밖에 다른 재질일 수도 있다. 도면에는 투명몰딩부(170)가 리드프레임(180)의 저면을 제외한 모든 부분을 둘러싸는 것으로 나타나 있으나, 리드프레임(180), 상부판(130) 및 광원(160)의 외측면을 노출시킨 상태로 둘러싸는 것도 가능하다.

이하에서는 도 12a 및 도 12b를 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 터치키 패키지(100b)의 제조방법을 설명한다.

먼저 도 12a에 나타낸 바와 같이, 리드프레임(180)을 준비하고, 리드프레임의 실장부(182)의 상면에 터치컨트롤러 칩(140)을 실장한다. 이어서 터치컨트롤칩(140)에 구비된 다수의 단자를 본딩와이어(142)를 이용하여 리드프레임의 다수의 단자부(186)와 돌출부(184)에 각각 전기적으로 연결한다.

이어서 도 12b에 나타낸 바와 같이, 리드프레임의 돌출부(184)의 상단에 상부판(130)을 결합하는 한편 상부판(130)의 일측에 위치하는 돌출부(184)의 상면에 광원(160)을 결합한다.

상부판(130)은 저면 주변부가 돌출부(184)의 상단에 거치되며, 상부판(130)의 저면에 형성된 단자(134)를 전도성 접착제를 이용하여 돌출부(184)의 상단에 결합함으로써 안정적인 결합을 유지할 수 있다.

또한 돌출부(184)의 상면에 광원(160)을 결합할 때는, 광원(160)의 저면에 형성된 광원단자(164)를 전도성 접착제를 이용하여 돌출부(184)의 상면에 결합함으로써 안정적인 결합을 유지할 수 있다.

이와 같이 상부판(130)을 결합한 이후에는 상부판(130)의 상면에 도전성 물질을 소정 패턴으로 코팅 또는 도포하거나, 소정 형상의 도전성 플레이트를 부착하여 터치감지부(150)를 형성한다.

이와 같은 과정을 거친 이후에는, 투명에폭시, 투명실리콘 등을 이용하여 상기 구성요소들을 둘러싸는 투명몰딩부(도 11의 170)를 형성한다. 투명몰딩부(170)는 적어도 리드프레임(180)과 상부판(130) 사이에 형성된 상부판(130)의 하부공간과 차광벽(132)과 광원(160)으로 둘러싸인 상부판(130)의 상부공간에 형성되어 이들을 보호 및 지지하는 역할을 한다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 터치키 패키지(100b)도 다양한 형태로 변형되어 실시될 수 있다.

일 예로서, 도 11에는 상부판(130)의 상면에 터치감지부(150)를 형성하였으나, 상부판(130)에 터치감지부(150)를 별도로 형성하지 않고 도전성 플레이트로 이루어진 상부판(130) 자체를 터치감지부로 활용할 수도 있다.

다른 예로서, 도 11에서는 실장부(182)의 양측에 각각 다수의 돌출부(184)가 형성된 것으로 나타내고 있는데, 도 13에 나타낸 바와 같이 실장부(182)의 양측에 각각 하나씩의 돌출부(184)만을 형성할 수도 있다.

또 다른 예로서, 본 발명의 제2 실시예에서는 터치키 패키지(100b)의 저면으로 단자부(186)를 노출시켰으나, 이에 한정되는 것은 아니므로 터치키 패키지(100b)의 측면으로 단자부(186)를 돌출시킬 수도 있다.

또 다른 예로서, 도 11에는 광원(160)이 리드프레임의 돌출부(184)의 상면에 장착되는 것으로 나타나 있는데 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 도 14에 나타낸 터치키 패키지(100c)와 같이 상부판(130)의 상면에 광원(160)을 장착할 수도 있다.

다만, 상부판(130)에 터치감지부(150)와 광원(160)이 함께 설치되는 경우에는 이들 간의 전기적 절연을 위하여 상부판(130)은 인쇄회로기판인 것이 바람직하다. 즉, 인쇄회로기판의 상면 일측에 터치감지부(150)을 형성하고, 타측에 광원(160)을 연결하는 광원연결단자(136)를 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우 광원연결단자(136)는 상부판(130)의 저면에 구비된 단자(134)를 통해 리드프레임의 돌출부(184)와 전기적으로 연결된다.

또한 제1 실시예와 마찬가지로 터치감지부(150)의 상부에 광가이드 수단(도면에는 나타내지 않았음)이 추가로 설치될 수도 있다.

한편, 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 따른 터치키 패키지(100, 100a, 100b, 100c)를 제조하기 위해서는, 기판(110,120) 또는 리드프레임(180)에 터치컨트롤러 칩(140)을 실장하고 그 상부에 상부판(130)과 광원(160)을 설치한 후에, 터치감지부(150)를 형성하고 마지막으로 전체를 둘러싸는 투명몰딩부(170)를 형성해야 한다.

그런데 투명몰딩부(170)를 형성하기 이전의 반제품 상태에서는 부품간의 결속력이 약하기 때문에 이송이나 보관이 용이하지 않으며, 따라서 터치키 패키지의 제조공정이 첫 공정부터 마지막 공정까지 연속으로 진행되어야 하고 이로 인해 제조공정을 효율적으로 진행하는데 일정한 한계가 있다.

이하에서는 이러한 단점을 해소할 수 있는 다양한 실시예를 설명한다.

제 3 실시예

본 발명의 제3 실시예에 따른 터치키 패키지(100d)는 도 15의 단면도에 나타낸 바와 같이, 금속재질의 리드프레임(180), 리드프레임(180)에 실장되는 터치컨트롤러 칩(140), 리드프레임(180)과 터치컨트롤러 칩(140)을 전기적으로 연결하는 본딩와이어(142), 리드프레임(180), 터치컨트롤러 칩(140) 및 본딩와이어(142)를 둘러싸서 보호하는 몰딩부(190), 몰딩부(190)의 상부에 형성된 터치감지부(150), 터치감지부(150)의 일측에서 몰딩부(190)의 상면에 장착된 광원(160), 상기 구성요소를 둘러싸서 보호하는 투명몰딩부(170)를 포함한다.

리드프레임(180)은 실장부(182), 실장부(182)의 주변에 배치되며 실장부(182)에 비해 상부로 돌출되는 다수의 돌출부(184), 실장부(182)의 주변에 배치되거나 돌출부(184)의 하단에 연결된 단자부(186)를 포함한다.

실장부(182)의 상면에는 터치컨트롤러 칩(140)이 실장되고, 터치컨트롤러 칩(140)은 본딩와이어(142)를 통해 적어도 하나의 돌출부(184)와 전기적으로 연결된다. 단자부(186)는 터치키 패키지(100d)를 전자기기의 메인기판에 실장할 때 메인기판에 형성된 회로패턴과 전기적으로 연결될 수 있다.

몰딩부(190)는 절연성 재질로서, 에폭시 수지 등의 불투명 재질일 수도 있고 투명 재질일 수도 있다.

리드프레임의 다수의 돌출부(184) 중에서 적어도 하나는 상단이 몰딩부(190)의 상면으로 노출되어 터치감지부(150)와 전기적으로 연결된다. 또한 다수의 돌출부(184) 중에서 적어도 하나는 상단이 몰딩부(190)의 상면으로 노출되어 광원(160)과 전기적으로 연결된다.

본 발명의 제1 및 제2 실시예에서는 상부판(130)의 상면에 터치감지부(150)를 형성하였으나, 본 발명의 제3 실시예에서는 상부판을 사용하지 않고, 몰딩부(190)의 상면에 소정 형상의 도전성 플레이트로 이루어진 터치감지부(150)를 직접 장착한다. 이때 터치감지부(150)의 가장자리에는 상부로 돌출 연장된 차광벽(152)이 형성되는 것이 바람직하다.

차광벽(152)은 도전성 플레이트로 이루어진 터치감지부(150)의 주변부를 상항 절곡시킴으로써 형성될 수도 있고, 별도의 부재를 부착하여 형성될 수도 있다.

한편 터치감지부(150)가 반드시 도전성 플레이트로 한정되는 것은 아니며, 몰딩부(190)의 상면에 도전성 물질을 코팅 또는 증착하여 형성된 터치센서패턴이 터치감지부(150)로 사용될 수도 있다. 도전성 물질을 코팅 또는 증착하여 터치감지부(150)를 형성하는 경우에는 차광벽을 별도로 형성해야 함은 물론이다.

터치감지부(150)는 몰딩부(190)의 상면 일측으로 노출된 리드프레임의 돌출부(184)와 본딩와이어(142)를 거쳐 터치컨트롤러 칩(140)과 전기적으로 연결된다.

본 발명의 제3실시예에 따른 터치키 패키지(100d)에서는 터치감지부(150)의 일측에 광원(160)이 설치되며, 광원(160)은 몰딩부(190)의 상면으로 노출된 다른 리드프레임의 돌출부(184)와 전기적으로 연결된다.

광원(160)은 터치감지부(150)의 상부를 향해 측방으로 빛을 출사한다.

투명몰딩부(170)는 차광벽(152)에 둘러싸인 터치감지부(150)의 상부공간과, 터치감지부(150), 광원(160), 몰딩부(190) 등을 둘러싸서 몰딩부(190)와 나머지 구성요소를 일체화하는 한편 이들을 보호하는 역할을 한다. 투명몰딩부(170)는 절연성 재질이어야 하며, 예를 들어 투명 에폭시, 투명 실리콘 등일 수도 있고, 그밖에 다른 재질일 수도 있다.

한편, 본 발명의 제3 실시예에서는, 리드프레임(180)에 터치컨트롤러 칩(140)을 실장하고 본딩와이어(142)로 서로 연결한 이후에 이들을 둘러싸는 몰딩부(190)를 형성하였는데, 이렇게 몰딩부(190)를 형성한 상태는 일종의 반제품인 터치컨트롤러 패키지에 해당한다.

이러한 터치컨트롤러 패키지는 운반이나 보관이 용이하기 때문에, 터치키 패키지(100d)의 전체 제조공정을 터치컨트롤러 패키지를 제조하는 제1공정과 터치컨트롤러 패키지에 터치감지부(150)와 광원(160)을 장착하고 투명몰딩부(170)로 몰딩하는 제2 공정으로 분리할 수 있다. 이렇게 되면 생산라인을 보다 효과적으로 설계 및 운용할 수 있기 때문에 생산성을 향상시키는데 도움이 될 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에서는 도전성 플레이트로 이루어진 터치감지부(150)를 몰딩부(190)의 상부에 직접 장착하였는데, 도 16에 나타낸 터치키 패키지(100e)와 같이, 몰딩부(190)의 상면에 상부판(130)을 형성하고 상부판(130)의 상면에 도전성 재질로 이루어진 터치감지부(150)를 형성할 수도 있다.

이 경우 터치감지부(150)는 상부판(130)의 상면에 도전성 물질을 코팅 또는 증착하여 형성될 수도 있고, 소정 형상의 도전성 플레이트를 부착하여 형성될 수도 있다.

상부판(130)의 주변부에는 차광벽(132)을 형성하는 것이 바람직하며, 상부판(130)이 인쇄회로기판인 경우에는 상부판(130)의 저면에 리드프레임의 돌출부(184)의 상단과 전기적으로 접촉할 수 있는 단자(134)를 형성하는 것이 바람직하다. 상부판(130)이 도전성 재질인 경우에는 이러한 단자는 생략될 수 있다.

또한 상부판(130)이 인쇄회로기판인 경우에는 그 상면에 터치감지부(150)와 광원(160)을 함께 장착할 수도 있다. 또한 전술한 바와 같이 터치감지부(150)의 상부에 광가이드 수단(도면에는 나타내지 않았음)을 추가로 설치할 수도 있다.

제 4 실시예

본 발명의 제4 실시예에 따른 터치키 패키지(100f)는 도 17의 단면도에 나타낸 바와 같이, 리드프레임(180), 터치컨트롤러 칩(140) 및 본딩와이어(142)를 둘러싸서 보호하는 몰딩부(190)를 포함하는 점에서 제3 실시예와 동일하다.

또한 터치감지부(150)가 몰딩부(190)의 상면에 부착되는 도전성 플레이트일 수도 있고, 몰딩부(190)의 상면에 코팅 또는 증착된 도전성 물질일 수도 있음은 제3실시예와 동일하다.

다만, 본 발명의 제4 실시예에서는, 몰딩부(190)의 상면 주변부에 상부로 돌출된 차광벽(192)이 형성되는 점에서 제3 실시예와 차이가 있다.

차광벽(192)은 몰딩부(190)와 동일한 재질로서 몰딩부(190)를 형성할 때 일체로 형성하는 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니므로 몰딩부(190)의 주변에 별도의 부재를 부착하여 차광벽(192)을 형성할 수도 있다.

차광벽(192)으로 둘러싸인 공간의 바닥에는 터치감지부(150)와 광원(160)이 설치되고, 그 상부에 투명몰딩부(170)가 형성된다.

본 발명의 제4 실시예에서도 상부판을 사용하지 않고 소정 형상의 도전성 플레이트로 이루어진 터치감지부(150)를 몰딩부(190)의 상면에 직접 장착한다.

터치감지부(150)는 몰딩부(190)의 상면 일측으로 노출된 리드프레임의 돌출부(184)와 본딩와이어(142)를 거쳐 터치컨트롤러 칩(140)과 전기적으로 연결된다. 광원(160)은 터치감지부(150)의 상부를 향해 측방으로 빛을 출사하며, 몰딩부(190)의 상면으로 노출된 다른 리드프레임의 돌출부(184)와 전기적으로 연결된다.

도 18에 나타낸 터치키 패키지(100g)는 본 발명의 제4 실시예에 따른 터치키 패키지의 변형예를 나타낸 것으로서, 리드프레임(180)의 구체적인 형상에서 다소 차이가 있을 뿐이고 도 17의 터치키 패키지(100f)와 유사한 구성을 갖는다.

한편, 도 16과 관련하여 설명한 바와 마찬가지로, 본 발명의 제4 실시예도 몰딩부(190)의 상면에 상부판(130)을 형성하고 상부판(130)의 상면에 도전성 재질로 이루어진 터치감지부(150)를 형성할 수도 있다. 또한 상부판(130)이 인쇄회로기판인 경우에는 그 상면에 터치감지부(150)와 광원(160)을 함께 장착할 수도 있다. 또한 전술한 바와 같이 터치감지부(150)의 상부에 광가이드 수단(도면에는 나타내지 않았음)을 추가로 설치할 수도 있다.

제 5 실시예

본 발명의 제5 실시예에 따른 터치키 패키지(100h)는 도 19의 단면도에 나타낸 바와 같이, 리드프레임(180), 리드프레임(180)에 실장된 터치컨트롤러 칩(140) 및 본딩와이어(142)를 둘러싸서 보호하는 몰딩부(190)를 포함하고, 몰딩부(190)의 상면에 터치감지부(150)와 광원(160)이 설치되는 점에서 제3 및 제4 실시예와 동일하다.

또한 터치감지부(150)가 몰딩부(190)의 상면에 부착되는 도전성 플레이트일 수도 있고, 몰딩부(190)의 상면에 코팅 또는 증착된 도전성 물질일 수도 있음은 제3 및 제4 실시예와 동일하다.

다만, 본 발명의 제5 실시예에 따른 터치키 패키지(100h)에서는, 리드프레임(180), 터치컨트롤러 칩(140), 본딩와이어(142)를 둘러싸는 몰딩부(190)를 포함하는 터치컨트롤러 패키지가 기판(110)의 상면에 결합되는 점에서 제3 및 제4 실시예와 차이가 있다. 기판(110)의 저면에는 전자기기의 메인기판과의 전기적 연결을 위한 외부연결단자(112)가 형성된다.

또한 본 발명의 제5 실시예에 따른 터치키 패키지(100h)에서는, 리드프레임(180)에 돌출부가 포함되지 않으며, 따라서 몰딩부(190)의 상면으로 리드프레임(180)이 노출되지 않는 점에서 제3 및 제4 실시예와 차이가 있다.

따라서 본 발명의 제5 실시예에 따른 터치키 패키지(100h)에서는, 터치감지부(140)가 본딩와이어(156)를 통해 기판(110)에 구비된 감지부연결단자(119)와 전기적으로 연결되고, 이어서 기판(110)에 형성된 회로패턴(도면에는 나타내지 않았음)을 거쳐 터치컨트롤러 칩(140)과 전기적으로 연결된다.

또한 광원(160)은 본딩와이어(166)를 통해 기판(110)에 구비된 광원연결단자(118)와 전기적으로 연결되고, 광원연결단자(118)는 기판(110)에 형성된 회로패턴(도면에는 나타내지 않았음)을 통해 외부연결단자(112) 또는 터치컨트롤러 칩(140)과 전기적으로 연결된다.

한편 기판(110)의 가장자리에는 차광벽(111)이 상부로 돌출되며, 리드프레임(180), 터치컨트롤러 칩(140), 터치감지부(150), 광원(160) 등은 모두 차광벽(111)의 내측에 위치한 상태에서 투명몰딩부(170)에 의해 둘러싸인다. 차광벽(111)은 적어도 광원(160)의 상단과 같은 높이를 가지며, FR4수지 등으로 형성될 수도 있고 별도의 부재를 결합하여 형성될 수도 있다.

도 19에는 상부판을 사용하지 않고 소정 형상의 도전성 플레이트로 이루어진 터치감지부(150)가 몰딩부(190)의 상면에 직접 장착되는 것으로 나타나 있다.

그러나 도 16과 관련하여 설명한 바와 마찬가지로, 본 발명의 제5 실시예에서도 몰딩부(190)의 상면에 상부판(130)을 형성하고 상부판(130)의 상면에 도전성 재질로 이루어진 터치감지부(150)를 형성할 수도 있다. 이 경우 본딩와이어(156)는 상부판(130)과 기판(110)을 전기적으로 연결할 수 있다. 또한 상부판(130)이 인쇄회로기판인 경우에는 그 상면에 터치감지부(150)와 광원(160)을 함께 장착할 수도 있다. 또한 전술한 바와 같이 터치감지부(150)의 상부에 광가이드 수단(도면에는 나타내지 않았음)을 추가로 설치할 수도 있다.

본 발명의 실시예에 따른 터치키 어셈블리의 적용범위는 특별히 제한되지 않는다. 따라서 예를 들어 컴퓨터, 컴퓨터 주변기기, 휴대폰, 태블릿PC, MP3플레이어, 전자수첩, PDA 등의 개인용 전자기기, TV, 에어컨, 오디오, 비디오, 냉장고, 세탁기, 청소기 등의 가전기기, 난방기기, 조명기기, 통신기기, 홈네트워크 기기, 전자식 도어락(door lock), 차량용 기기, 의료기기, 의료용 가전기기, 재활치료용 기기, 공장자동화 기기, 로봇 등과 같이 전자적으로 제어되는 모든 종류의 기기에 적용될 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 구체적인 적용 과정에서 다양하게 변형 또는 수정되어 실시될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다 할 것이다.

21: 보호유리 24a: 홈키패턴
26a: 메뉴키패턴 26a: 백키패턴
60: 메인기판 62: 홈키접속패턴
100: 터치키 패키지 110: 제1기판
111: 차광벽 112: 외부연결단자
114: 기판연결단자 116: 컨트롤러연결단자
118: 광원연결단자 119: 감지부연결단자
120: 제2 기판 122: 관통부
124: 기판연결단자 126: 광원연결단자
128: 상부판연결단자 130: 상부판
132: 차광벽 134: 기판연결단자
136: 광원연결단자 140: 터치컨트롤러 칩
142, 156, 166: 본딩와이어 150: 터치감지부
152: 차광벽 160: 광원
164: 광원단자 170: 투명몰딩부
180: 리드프레임 182: 실장부
184: 돌출부 186: 단자
190: 몰딩부 192: 차광벽

Claims (7)

1. 전자기기에 설치되어 사용자의 터치를 감지하는 터치키 패키지에 있어서,
   실장부, 상기 실장부의 주변에 배치되어 상기 실장부보다 상부로 돌출된 다수의 돌출부, 상기 실장부의 주변에 배치된 다수의 단자부를 포함하는 칩 실장부재;
   상기 실장부에 실장된 터치컨트롤러 칩;
   상기 다수의 단자부 중에서 적어도 하나가 노출되도록, 상기 칩 실장부재와 상기 터치컨트롤러 칩을 둘러싸는 몰딩부;
   상기 몰딩부의 상부에 형성되며, 상기 터치컨트롤러 칩과 전기적으로 연결되는 터치감지부;
   상기 몰딩부의 상부에서 상기 터치감지부의 일측에 설치되어 측방으로 빛을 출사하는 광원;
   상기 몰딩부, 상기 터치감지부 및 상기 광원을 둘러싸서 지지하는 투명몰딩부
   를 포함하며,
   상기 터치감지부는 상기 다수의 돌출부 중 적어도 하나의 돌출부를 통해 상기 터치컨트롤러 칩과 전기적으로 연결되고, 상기 광원은 상기 다수의 돌출부 중 적어도 하나의 돌출부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 터치키 패키지
2. 전자기기에 설치되어 사용자의 터치를 감지하는 터치키 패키지에 있어서,
   실장부, 상기 실장부의 주변에 배치되어 상기 실장부보다 상부로 돌출된 다수의 돌출부, 상기 실장부의 주변에 배치된 다수의 단자부를 포함하는 칩 실장부재와, 상기 실장부에 실장된 터치컨트롤러 칩과, 상기 다수의 단자부 중에서 적어도 하나가 노출되도록 상기 칩 실장부재와 상기 터치컨트롤러 칩을 둘러싸는 몰딩부를 포함하는 터치컨트롤러 패키지;
   상기 터치컨트롤러 패키지의 상기 몰딩부의 상부에 형성되며 상기 터치컨트롤러 칩과 전기적으로 연결되는 터치감지부;
   상기 터치컨트롤러 패키지의 상부에서 상기 터치감지부의 일측에 설치되어 측방으로 빛을 출사하는 광원;
   상기 터치컨트롤러 패키지, 상기 터치감지부 및 상기 광원을 둘러싸서 지지하는 투명몰딩부
   를 포함하며,
   상기 터치감지부는 상기 다수의 돌출부 중 적어도 하나의 돌출부를 통해 상기 터치컨트롤러 칩과 전기적으로 연결되고, 상기 광원은 상기 다수의 돌출부 중 적어도 하나의 돌출부와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 터치키 패키지
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 몰딩부의 가장자리를 따라 차광벽이 돌출 형성되고, 상기 터치감지부는 상기 차광벽의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 터치키 패키지
4. 삭제
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 터치감지부는 상기 몰딩부의 상면에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치키 패키지
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 몰딩부의 상부에는 상부판이 결합되고, 상기 터치감지부는 상기 상부판의 상면에 형성되는 것을 특징으로 하는 터치키 패키지
7. 제6항에 있어서,
   상기 상부판의 가장자리를 따라 차광벽이 돌출 형성되고, 상기 터치감지부는 상기 차광벽의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 터치키 패키지

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