KR101700926B1

KR101700926B1 - 인몰드된 저항 및 차폐 소자

Info

Publication number: KR101700926B1
Application number: KR1020107025908A
Authority: KR
Inventors: 로날드 에이치 하그; 제프리 알. 엔젤; 윌리암 더블유. 보디에
Original assignee: 잉크-로직스, 엘엘씨
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2008-09-17
Publication date: 2017-01-31
Also published as: US20140251782A1; WO2009128856A1; US8198979B2; US9576755B2; JP2011522714A; BRPI0822517A2; US20140262722A1; CN103252867A; KR20110005881A; US8461957B2; KR20150104649A; KR20150038565A; CN102047352B; JP2014222655A; KR101675793B1; JP5548674B2; US20140252670A1; US20130248345A1; EP2286419A1; US20140252688A1

Abstract

인몰드된 저항 및/또는 차폐 소자를 갖는 제조물과 그 제조방법이 보여지고 설명된다. 개시된 일 방법에 따르면, 저항 및/또는 차폐 소자가 필름 상에 인쇄된다. 상기 필름은 요구되는 형상으로 성형되고, 사출성형 몰드 내에 놓여진다. 용융된 플라스틱 물질이 상기 사출성형 몰드 내로 도입되어, 상기 필름을 보지(retain)하는 단단한 구조물을 형성한다.

Description

인몰드된 저항 및 차폐 소자{IN-MOLDED RESISTIVE AND SHIELDING ELEMENTS}

본 출원은 터치 감지 스위치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라스틱 구조물 내에 몰드된 정전용량 방식 스위치(capacitive switiches)에 관한 것이다. 본 출원은 또한, 인몰드된 저항 및 차폐 소자에 관한 것이다.

터치 감지 스위치는 홈 어플라이언스(예컨대, 스토브, 세탁기, 건조기, 블렌더(blenders), 토스터, 등의 터치 패널) 및 휴대용 장치(예컨대, 아이팟(IPOD), 전화기)와 같은 어플리케이션(applictions)에 사용되고 있다. 전형적인 터치 감지 스위치는 저항막 방식 감지 또는 정전용량 방식 감지를 이용한다. 저항막 방식 감지는 매우 얇은 스페이서에 의하여 이격된 두 개의 전도성 저항 플레이트를 이용한다. 미소 힘이 상기 플레이트 중 어느 하나에 가해지면, 다른 플레이트와 접촉이 이루어지고 저항이 증가한다. 이는 전압을 증가시키고, 출력을 제공하는데 사용될 수 있다. 이러한 타입의 기술은 슬라이더 스위치 타입 출력뿐 아니라 단일 출력을 내보내는데 사용될 수 있다. 이러한 타입의 스위치의 단점은 힘이 제거될 때 기지의 상태로 복귀하는데 필름(및 스페이서, 점착제, 등)의 탄성에 의존한다는 점이다.

정전용량 방식 스위치는 물체 또는 손가락이 스위치에 근접 또는 접촉하는 것과 같은 스위칭 이벤트에 기인한 커패시턴스의 변화를 감지한다. 정전용량 방식 스위치는 저항막 방식과 다른데, 정전용량 방식 스위치는 스위치 작동을 위하여 실질적으로 어떠한 힘도 필요로 하지 않기 때문이다. 이 방식의 스위치의 실제 감도는 검출 회로를 통하여 튜닝될 수 있다. 정전용량 방식 스위치는 바람직하게도, 인터피어런스(interference)에 영향을 받지 않고, 전자-기계 스위치 기어(electro-mechanical switch gear)(예컨대, 푸쉬버튼 또는 슬라이딩 스위치)를 필요로 하지 않는다. 또한, 어떠한 이동부(moving part)도 없기 때문에, 고장율(failure rate)이 낮다. 그러나, 기지의 정전용량 방식 스위치 제조방법은, 3차원 지지 구조물(예컨대 제어 패널로서 유저 인터페이스)에 스위치를 일체화하는데 그리 적절치 못하다. 또한, 기지의 정전용량 방식 스위치는, 복잡한 조립 및 정렬 공정을 사용하지 않고는, 굴곡 형상(contoured shapes)을 갖는 구조물에 일체화되는 것이 용이하지 않았다. 따라서, 전술한 문제점을 해결할 수 있는 정전용량 스위치가 필요한 실정에 있었다. 인몰드된 저항 및 차폐 소자들에 대해서도 유사한 요구가 생겨났다.

본 발명은 신규하고 진보한 인몰드된 저항 및 차폐 소자를 제공하는데 목적이 있다.

본 출원은, 2007년 4월 20일자로 출원된 미국 가출원(Provisional Patent Application) 60/925,421호의 우선권 및 이익을 주장하고, 2008년 4월 18일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 12/106,250호의 일부 계속 출원이며, 양 출원은 전체로서 인용되어 본 출원의 일부를 이룬다.

인몰드된 정전용량 방식 스위치(in-molded capacitive switch)를 갖는 제조물은 필름과 플라스틱 지지 구조물을 포함한다. 상기 필름은 전면과 배면을 갖고, 상기 배면 상에 인쇄된 적어도 하나의 전도성 잉크 감지 존을 갖는다. 상기 필름은, 상기 필름의 배면이 상기 플라스틱 지지 구조물을 바라보도록, 상기 플라스틱 구조물에 고정된다. 일 실시예에 따르면, 상기 필름의 전면의 적어도 일부는 노출된다. 다른 실시예에 따르면, 적어도 하나의 전도성 잉크 감지 존은 노출되지 않는다. 또 다른 실시예에 따르면, 정전용량 방식 스위치의 기능과 관련된 표시가 상기 필름의 배면 상에 인쇄되고, 상기 필름의 전면 상에 보인다.

인몰드된 정전용량 방식 스위치를 갖는 제조물 제조방법은, 전면 및 배면을 갖는 필름을 제공하고, 상기 배면 상에 전도성 잉크 감지 존을 도포하고, 상기 필름을 요구되는 형상으로 성형하는 것을 포함한다. 상기 필름은 바람직하게는, 상기 전도성 잉크 감지 존이 상기 몰드의 내부를 바라보도록 하는 내부를 갖는 사출성형 몰드 내에 배치된다. 용융된 플라스틱이 상기 사출성형 몰드 내로 유입되어, 상기 필름이 부착된 플라스틱 지지 구조물을 형성하고, 그에 따라 상기 제조물을 형성한다. 일 실시예에 따르면, 상기 전도성 잉크 감지 존은 상기 몰드의 표면과 전혀 접촉하지 않는다. 또 다른 실시예에 따르면, 적어도 하나의 커넥터가, 상기 적어도 하나의 전도성 감지 구성요소에 전기적으로 연결되도록, 상기 제조물 내로 몰드된다. 다른 실시예에 따르면, 상기 필름을 요구되는 형상으로 성형하는 단계는 진공 열성형을 포함한다. 또 다른 실시예에 다르면, 상기 필름을 요구되는 형상으로 성형하는 단계는 고압 성형을 포함한다.

인몰드된 저항 및/또는 차폐 소자를 갖는 제조물이 제공된다. 필름은 전면 및 배면을 갖고, 적어도 하나의 저항 및/또는 차폐 소자는 상기 전면 또는 배면에 인쇄된다. 필름은, 필름의 전면 또는 배면이 플라스틱 지지 구조물의 전면 또는 배면을 대향하도록, 플라스틱 지지 구조물에 고정된다. 일 실시예에서, 필름의 전면 또는 배면의 적어도 일부는 노출된다. 다른 실시예에서, 적어도 하나의 저항 또는 차폐 소자는 미노출된다. 추가적인 실시예에서, 제조물의 기능과 관련된 표시가 필름의 일면에 인쇄되고, 필름의 타면 상에서 볼 수 있다.

인몰드된 저항 및/또는 차폐 소자를 갖는 제조물을 제조하기 위한 제조방법이 제공된다. 이 방법은 전면 및 배면을 갖는 필름을 제공하는 단계와; 상기 전면 또는 배면에 저항 또는 차폐 소자를 도포하는 단계와; 상기 필름을 요구되는 형상으로 성형하는 단계를 포함한다. 상기 필름은 내부를 갖는 인젝션 몰드 내에 삽입된다. 용융 플라스틱이 상기 인젝션 몰드 내에 유입되어, 상기 필름에 부착된 플라스틱 지지 구조물을 만듬으로써, 제조물을 만든다.

상기 필름은, 상기 저항 소자 또는 차폐 소자가 상기 내부를 향하도록, 상기 내부와는 반대쪽을 향하도록, 또는 상기 인젝션 몰드의 상부와 하부 사이에 개재되도록, 삽입될 수 있다. 이는, 상기 필름의 전부 또는 일부가 노출되도록 하거나, 또는 전혀 노출되지 않도록 허용한다. 또한, 상기 필름의 전면 또는 배면이 유전성 층으로 코팅된다. 또한, 상기 필름의 전면 또는 배면이 상기 몰드된 부품의 전면 또는 배면을 향하도록 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 저항 또는 차폐 소자는 몰드의 표면과 전혀 접촉하지 않는다. 또 다른 실시예에서, 적어도 하나의 커넥터가 제조물 내에 몰드되어, 적어도 하나의 저항 또는 차폐 소자와 전기적으로 연결된다. 다른 실시예에서, 필름을 요구되는 형상으로 성형하는 단계는, 진공 열성형을 포함한다. 추가적인 실시예에서, 필름을 요구되는 형상으로 성형하는 단계는, 고압 성형 또는 하이드로포밍을 포함한다.

일 실시예에서, 잉크 층을 도포하는 것은, 수작업 또는 로봇 공정 및/또는 프린터를 이용한 인쇄층으로 터미널 블록 핀(들) 상에 전도성 점착제를 도포하는 것을 포함한다.

상기한 구성에 따르면, 본 발명은 신규하고 진보한 인몰드된 저항 및 차폐 소자를 제공할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 추가적인 목적, 특징 및 이점뿐 아니라 전술한 개략 설명은, 다음과 같은 첨부 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 대한 후술하는 상세한 설명으로부터 보다 완전하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 인몰드 정전용량 방식 스위치를 형성하는데 사용되는 전도성 잉크 감지 존을 포함하는 필름 스위치에 대한 분해도이다.
도 2a는 성형 공정에 뒤따르는 도 1의 필름 스위치의 일 실시예를 도시한다.
도 2b는 성형 공정에 뒤따르는 도 1의 필름 스위치의 일 실시예를 도시한다.
도 3은 인몰드된 정전용량 방식 스위치를 갖는 제조물의 단면도이다.
도 4는 커넥터 터미널의 부착을 나타내기 위하여 사용된 인몰드된 정전용량 방식 스위치를 갖는 제조물의 사시도이다.
도 5는 노브 구조물 내로 몰드된 필름 스위치의 평면도이다.
도 6은 도 5의 필름 스위치가 통합된 노브의 단면도이다.
도 7은 하나 이상의 전도성 잉크 트레이스를 포함하는 성형된 필름 층을 포함하는 인몰드된 저항 소자의 단면도이다.
도 8은 성형된 필름 층을 포함하는 인몰드된 전자기 차폐 소자의 단면도이다.
도 9는 저항 소자, 전자기 차폐 소자 및/또는 필름 상에 인쇄된 필름 스위치를 갖는 필름을 통합한 제조물의 분해도이다.
도 10은 셀룰러 안테나 및 인몰드된 전자기 차폐 소자를 포함하는 제조물을 도시한다.
도 11은 RFID 안테나 및 인몰드된 전자기 차폐 소자를 포함하는 제조물을 도시한다.

본 발명은 인몰드된 스위치 장치에 관한 것이다. 바람직한 실시예는 인몰드될 수 있는 정전용량 방식 스위치에 대한 것이다. 더 나아가, 상기 정전용량 방식 스위치는 3차원 구조물로 인몰드될 수도 있다. 전술한 바와 같이, 정정용량 방식 스위치는 스위칭 이벤트를 형성하는 디스터번스(disturbance)에 기인하는 커패시턴스의 변화를 감지한다. 본 출원은 또한, 인몰드된 저항 및 차폐 소자에 관한 것이다.

일 실시예에 따르면, 손가락과 같은 전도성 또는 대전된 물체가 감지 존(sensing zone)에 접근하면, 감지 존의 커패시턴스는 변화하여, 스위칭 이벤트의 발생을 나타낸다. 감지 존의 커패시턴스는 감지 회로에 의하여 감지된다. 감지 회로는 커패시턴스의 소정 변화를 감지하도록 튜닝될 수 있다. 예컨대, 감지 회로는 감지 존에 근접한 손가락의 존재는 감지하나, 다른 타입의 디스터번스(예컨대, 습기)는 감지하지 못하도록 튜닝될 수 있다. 정전용량 방식 스위치 감지 전자기기의 예는, 예컨대 미국 특허 5,972,623호 (굽타, 등, 1997년 10월 21일 출원, 발명의 명칭: 고체 상태 정전용량 방식 스위치)에 개시되어 있고, 그 전체 내용은 인용되어 본 명세서에 통합된다. 더 나아가, 본 명세서에서 논의되는 바와 같이, 정전용량 방식 스위치는 접촉된 물체뿐 아니라 이격된 물체를 감지하는데 사용될 수 있다. 감지 동작은 미국 특허 제5,730,165호, 제6,288,707호, 제6,377,009호, 제6,452,514호, 제6,457,355호, 제6,466,036호 및 제6,535,200호에 상세하게 기재되어 있고, 그 전체 내용은 인용되어 본 명세서에 통합된다.

정전용량 방식 스위치를 3차원 지지 구조물에 통합하기 위해서는, 요구되는 형상으로 굴곡화(contoured)될 수 있는 반면 여전히 커패시턴스 변화를 감지할 수 있는 능력을 보유하는 스위치가 필요하다. 필름 상에 정전용량 방식 스위치 구성 요소를 인쇄하고, 그 필름을 플라스틱 물질에 몰딩함으로써, 상기 스위치는 요구되는 형상으로 바람직하게 굴곡화될 수 있다. 상기와 같은 인몰드된 정전용량 방식 스위치는 다양한 어플리케이션(applications)을 갖는다. 예컨대, 상기 스위치는, 센터 스택 콘솔(center stack consoles)과 같은 다양한 자동차 인테리어 어플리케이션(예컨대, 라디오 스위치, HVAC 스위치, 네비게이션 스위치, 가열 시트 스위치(heated seat switch), 등)에 사용될 수 있다. 또한, 상기 스위치는 (터치 패널과 같이) 평평하게 보이거나, (상기 스위치로 사용자를 유도하도록) 움푹 들어가게 보이거나, (표면으로부터 외측으로 돌출되는) 회전 노브(rotary knob)와 같이 보이도록 몰딩될 수 있다.

또한, 여기에서 설명되는 인몰드된 정전용량 방식 스위치는 오버헤드 콘솔 (예컨대, 썬루프, 맵 라이트(map light), 홈라이크 스위치(homelike switches)), 도어 트림(door trim) (예컨대, 윈도우 및 가열 시트 스위치)에 사용될 수 있다. 어플리케이션에 따라, 스위치가 터치만에 의해 의도하지 않게 작동되지 않도록 필요한 조치를 취하는 것이 바람직할 수 있다. 다른 어플리케이션은 자동차 인스트루먼트 패널 상의 외부 조명 스위치, 파워 리프트게이트(liftgates) 및 리프트글라스(liftglass)를 작동시키기 위한 A-필러(A-pillar) 트림 스위치, 키리스 엔트리 어플리케이션 및 내부 조명(일단 키리스 엔트리가 작동되면)을 위한 B-필러 스위치를 포함한다. 다른 어플리케이션은, 예컨대 플립 아웃 모듈(flip out module)으로서 센터 콘솔 내에 포함될 수 있는 액세서리(IPOD(등록상표)와 같은)를 제어하기 위한 스위치를 포함할 수 있다.

인몰드된 정전용량 방식 스위치를 성형하는 것에 더하여, 여기에서 설명된 방법이 다른 타입의 굴곡이 있고 단단한 커넥터 구조물을 성형하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 전형적인 도어 래치(door latches)는 몇 가지 스위치 기능(즉, 도어 어자(ajar), 도어 오픈, 차일드 시큐러티, O/S 락/언락, I/S 락)을 포함한다. 전형적인 이러한 커넥터들은 상기 어플리케이션에 적합한 메탈 스탬핑에 의하여 제조된다. 그러나, 몇 개의 스위치와 다양한 래치 커버 플라스틱 두께때문에, 이러한 커넥션의 루트를 정하는 것이 다소 어려워진다. 이러한 어플리케이션에 사용되는 상호 연결 시스템은 인쇄된 전도성 잉크 전도체로 대체될 수 있다. 전도성 잉크 트레이스의 사용은 이전에는 불가능하였던 영역 내에 전도체의 루트를 정하는 것을 더 용이하게 만든다.

본 명세서는 자동차 어플리케이션에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 여기에서 설명한 스위치는 터치 타입 스위치 패널을 갖는 기구(즉, 마이크로웨이브(microwaves), 스토브, 냉장고, 세탁기, 건조기, 블렌더, 테이스터(taster))와 함께 사용될 수 있다. 다른 예는, 스위치가 플라스틱 하우징과 함께 인몰드될 수 있는 뮤직 플레이어 또는 랩탑 컴퓨터와 같은 가전제품을 포함할 수 있다. 인몰드된 스위치 컨셉은, 보다 곡선의 에지 및 3차원 형상을 제공하는 경향이 있는 이러한 어플리케이션들에 적합하다. 또한, 이러한 스위치들은, 멤브레인(membrane) 또는 돔(dome) 타입 스위치 어레이와 같이, 시간이 지나도 마모되지 않을 것이다.

바람직한 실시예에서는, 다음의 특징 중 하나 이상을 포함하는 몰드된 3차원 부품이 만들어진다.

1. 복잡한 형상;

2. 스위치와 같은 아이템을 위한 인몰드된 그래픽;

3. 인몰드된 장식적 표면 (우드 그레인, 크롬, 페인트 색);

4. 인몰드된 전도성 회로 트레이스(traces) 및 스위치 (전극); 및

5. 인몰드된 전도성 잉크로부터 외부 메이팅 연결 포인트(outer mating connection points)로 터미네이션(termination) 및 부착 방법

상기와 같은 3차원 형상은 몇 개의 면들을 가질 것은 명백하며, 여기서 상기 면들은 평면이거나 곡면이거나 이들의 조합일 수 있다.

이하, 인몰드된 정전용량 방식 스위치의 제조방법에 대하여 살펴본다. 일반적으로, 상기 방법은, 성형 가능한 필름 상에 전도성 잉크 감지 존(conductive ink sensing zone)을 인쇄하여 필름 스위치를 준비하는 단계와, 상기 필름을 소기의 형상으로 성형하는 단계와, 성형된 필름을 다이-커팅(die-cutting)하는 단계와, 성형된 필름을 사출성형 몰드에 삽입하는 단계와, 상기 몰드에 용융된 플라스틱 물질을 도입하는 단계를 포함한다. 도 1을 참조하여, 필름 스위치(20)를 포함하는 필름의 분해도를 설명한다. 도 1의 실시예에서, 필름 스위치(20)는 다양한 잉크 층이 인쇄되는 필름(22)을 포함한다. 도 1의 실시예는 키리스 자동차 엔트리 시스템(keyless vehicle entry system)을 목표로 한다. 필름(22)은 성형 가능한 필름 시트를 포함한다. 필름(22)으로 사용되기에 적합한 필름의 일 예는, 코네티컷의 베이어 필름스 아메리카스 오브 베를린(Bayer Films Americas of Berlin)에 의하여 공급되는 폴리카보네이트계 마크로폴(등록상표) 및 베이폴(등록상표) 필름을 포함한다. 필름(22)의 색, 반투명도 및/또는 투명도는 요구되는 어플리케이션에 따라 선택될 수 있다. 그러나, 도 1의 실시예에서, 필름(22)은 바람직하게는 반투명이고, 일면에 인쇄된 그래픽 표시가 타면에서 보이는 스모크트 블랙 색상(smoked black color)을 갖는다.

도 1에 도시한 바와 같이, 다양한 잉크(24, 26, 28, 30, 32, 34, 36)의 층들은 필름(22)에 인쇄되어, 장식적 외관을 제공하고, 키리스 기능(keyless functions)을 위한 그래픽을 제공하며, 사용자에 의한 작동을 위한 전도성 스위치를 제공한다. 매우 다양한 인쇄 공정이 상기 다양한 잉크 층을 부착시키는데 사용될 수 있다. 예컨대, 스크린 프린팅, 옵셋 프린팅, 그라비어 프린팅, 플렉소그래픽 프린팅, 패드 프린팅, 인탈리오 프린팅(intaglio printing), 레터 프레스 프린팅, 잉크 젯 프린팅 및 버블 젯 프린팅이 포함되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그러나, 도 1의 예시적인 실시예에서는, 스크린 프린팅이 바람직하다.

다시 도 1을 참조하여, 잉크 층(24)이 전술한 인쇄 공정을 이용하여 필름(22) 상에 도포된다. 잉크 층(24)은 바람직하게는, 요구되는 스위칭 기능에 관련된 그래픽 표시(38)를 형성하는 잉크리스 영역(inkless areas)을 포함한다. 도 1의 실시예는 키리스 엔트리 시스템을 목표로 하기 때문에, 잉크리스 영역(38)은 바람직하게는 조합된 알파벳 문자와 숫자를 형성한다. 다음으로, 화이트 반투명 잉크(26) 층이 잉크리스 영역(38) 상에 인쇄되어, 그래픽 표시에 화이트 외관을 제공한다. 물론, 필요에 따라 다른 색이 사용될 수 있다. 잉크 층(24, 26)의 형성에 적합한 잉크는, 프뢸 케이지 오브 저머니(

)에 의하여 공급되는 고 내열성 열가소성 수지 베이스에 솔벤트계, 일 성분 스크린 프린팅 잉크(one-component screen printing ink)인 노리판(등록상표) HTR 및 캔사스의 나즈다 컴퍼니 오브 쇼니(Nazdar Company of Shawnee)에 의하여 공급되는 3% 촉매를 갖는 나즈다(등록상표) 9600 시리즈 잉크를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

다음으로, 전도성 잉크 그라운드 층(conductive ink ground layer)(28)이 화이트 잉크 층(26) 상에 인쇄된다. 그라운드 층(28)은 스위치 (전극) 트레이스(traces)에 배리어(barrier)를 제공하여, 의도하지 않게 트레이스를 접촉함으로써 부주의한 작동이 발생되지 않도록 보장한다. 그라운드 층(28) 및 다른 전도성 잉크 층 (후술함)에 사용되는 전도성 잉크는 바람직하게는, 필름(22)이 요구되는 형상으로 성형되는 성형 공정을 견딜 수 있도록 설계되어야 한다. 또한, 전도성 잉크는 바람직하게는 전형적인 사출 성형 온도 및 블로우-오프(blow-off)에 견딜 수 있도록 설계되어야 한다. 적합한 전도성 잉크 중 하나는 듀퐁 실버 컨덕터 5096(DuPont Silver Conductor 5096)인데, 이는 열성형 공정에 사용되거나 극단적인 크리스 조건(extreme crease conditions)이 플렉서블 기판 상에 채용된 경우에 사용되기 위하여 고안된 것이다. 또 다른 전도성 잉크는 아체슨 콜로이드 컴퍼니(Acheson. Colloids Company)로부터 입수 가능한 일렉트로다즈(Electrodag)(등록상표) 에스피-405(SP-405)이다. 그라운드 또는 차폐 층 (28)은 구멍을 형성하는 복수의 미인쇄(잉크리스) 존(40)을 포함하는데, 그 구멍은 전도성 잉크 감지 존(42)(후술함)을 수용할 수 있는 크기를 갖는다.

후술하는 필름 성형 및 몰딩 공정에 견딜 수 있도록 설계된 유전성 잉크를 사용하여 유전성 층(dielectric layer)(30)이 그라운드 층(28) 상에 인쇄된다. 유전성 층(30)은 바람직하게는 그라운드 층(28) 전체를 덮고, 전도성 잉크 감지 존(42) 및 그 관련 전극을 그라운드 층(28)로부터 절연시킨다.

그리고 나서, 스위치 층(32)이 유전성 층(30) 상에 인쇄된다. 스위치 층(32)은 그라운드 층(28)과 관련하여 전술한 타입의 전도성 잉크로 형성된다. 또한, 스위치 층(32)은 복수의 감지 존(42)를 포함하는데, 감지 존들은 서로 다른 위치에서 물체, 손가락, 등의 존재를 감지한다. 도면에 도시한 바와 같이, 감지 존(42)은 바람직하게는 표시(38)에 대응되게 배열되어, 어느 특정 표시에 대한 사용자 선택이, 대응되는 감지 존에 의하여 감지될 수 있다. 또한, 스위치 층(32)은 복수의 전극 트레이스(traces)(44, 46, 48, 50, 52)를 포함하는데, 전극 트레이스는 각각의 감지 존(42)이 감지 회로(미도시)에 연결될 수 있도록 한다.

필요하면, 필름 스위치(20)는 하나 이상의 엘이디(LED)를 포함하여, 필름 스위치(20)의 영역을 조명할 수 있다. 도 1의 실시예에서, 엘이디(미도시)는 감지 존(42) 및 그래픽 표시(38) 각각을 백라이트(backlight) 하도록 제공된다. 키리스 엔트리 시스템에 있어서, 엘이디는 특히 자동차 소유자가 야간에 표시(38)를 볼 수 있도록 하는데 도움을 준다. 또한, 엘이디는 필름 스위치(20)에 근접한 손가락 또는 물체의 존재에 반응하여 작동되어, 사람이 도어를 열기 위하여 필요한 키스트로크(keystrokes)를 실행하기 시작할 때, 그래픽 표시(38)를 조명할 수 있다. 엘이디는 자체 전용 감지 존을 가질 수도 있고, 감지 존(42)들 중 하나 이상에 대한 스위칭 이벤트에 반응하여 작동될 수 있다. 엘이디가 사용되면, 바람직하게는, 유전성 층(34)이 유전성 잉크를 사용하여 스위치 층(32) 상에 인쇄되어, 엘이디 회로를 스위치 회로 (즉, 감지 존(42) 및 전극 (44, 46, 48, 50, 52))으로부터 전기적으로 절연시킨다.

전술한 인쇄 공정을 용이하게 하기 위하여, 필름(22)은 잉크 층(23, 24)의 인쇄 도중에 실질적으로 평평한 상태로 남아있는 것이 바람직하다. 정전용량 방식 스위치를 형성하기 위하여, 전술한 것들 이외의 다수의 레이어링 시퀀스(layering sequences)가 있을 수 있음을 주의하여야 한다. 예를 들면, 엘이디가 요구되지 않을 경우, 전도성 층은 인쇄 층 적층(print layers stack-up)으로부터 제거될 수 있다. 대안으로서, 전극과 엘이디 층과 같은 층들을 통합함으로써 층들을 제거할 수 있다. 그러나, 필름 스위치(20)가 준비된 후에, 바람직하게는 요구되는 형상 및 크기로 성형된다. 바람직하게는, 요구되는 형상은 필름 스위치가 통합될 구조물에 따라 선택된다. 따라서, 예컨대, 필름 스위치가 자동차 에이-필러(vehicle A-pillar) 상에 사용된다면, 필름 스위치는 바람직하게는 그 에이-필러 형상을 따르는 형상을 갖도록 성형된다.

잉크 층들의 완전성 또는 성능을 양보함이 없이 요구되는 형상을 제공하는데 적합한 어떠한 성형 공정도 필름 스위치(20)의 형태를 만드는데 사용될 수 있다. 그러나, 바람직한 실시예에서는, 스위치(20)는 열성형(thermoforming)(진공) 또는 니에블링 에이치피에프(Niebling HPF)(고압 성형(high pressure forming) 또는 하이드로포밍(hydroforming)과 같은 압력성형(pressure forming)에 의하여 형태가 만들어진다. 엄격하게 정합된(정렬된) 그래픽이 요구되는 어플리케이션을 위해서는, 압력성형이 바람직하다. 그러나, 정합된 그래픽이 요구되지 않는 어플리케이션을 위해서는, 진공 열성형이 적합할 수 있다.

진공 열성형 공정에서, 요구되는 필름 형상을 형성하는 몰드가 제공된다. 몰드는 캐버티(cavities) 및/또는 융기부를 포함하여, 필름에 각각 오목 표면 및 돌출 표면을 형성할 수 있다. 필름은 프레임 내에 클램프 되고 가열된다. 일단 고무 상태(rubbery state)가 얻어지면(예컨대, 플렉서블하고 연화되고 유연하고 기타 이와 유사하게 되면), 필름은 몰드 캐버티 위에 놓여진다. 이때, 진공기를 이용하여 캐버티로부터 공기가 제거되어, 대기압이 필름을 몰드의 벽에 가압한다. 전형적인 진공 열성형 온도는 일반적으로 약 180℃ ~ 약 200℃이며, 약 190℃가 바람직하다. 전형적인 진공 열성형 압력은 약 1Bar이다.

니에블링 에이치피에프 공정에서는, 고압 공기가 필름을 몰드 내에 가압하기 위하여 사용되고, 진공은 필요치 않다. 고압 성형 공정의 예에 대한 상세한 설명은 미국 특허 제5,108,530호에 제공되며, 그 기재 내용 전체는 인용되어 본 명세서에 통합된다. 니에블링 에이치피에프 공정에서, 전형적인 온도는 약 160℃ ~ 약 180℃이다. 공정 압력은 일반적으로 약 100Bar ~ 약 300Bar이다.

니에블링 공정의 압력보다 낮은 압력을 사용하는 압력성형 공정도 필름을 요구되는 형상으로 성형하는데 사용될 수 있다 (예컨대, 하이텍 아쿠폼 공정(Hytech Accuform process)). 예시적인 일 실시예에 따르면, 필름(22)은 폴리카보네이트 시트를 포함한다. 폴리카보네이트 시트가 사용될 때, 전형적인 성형 파라미터는 약 35Bar의 압력, 약 160 ~ 180℃의 온도, 약 35 ~ 40mm의 최대 드로우 깊이(maximum draw depth), 약 3:1 ~ 약 4:1의 연신율(elongation ratio)을 포함한다.

성형 툴은, 바람직하게는, 장식적 특징(decorative features)이 필름(22)의 A-면 상에 보이는 부품을 만들도록 설계된다. 바람직한 실시예에 따르면, 장식적 특징이 필름(22)의 B-면 상에 인쇄되고, A-면 상에 보인다. 그러나, 다른 실시예에 따르면, 장식적 특징이 필름(22)의 A-면 상에 인쇄될 수 있다. 일반적으로, 필름 상에 마크(marks)와 표면 마모를 생기게 할 수 있는 필름의 A-면과 툴 표면 사이의 접촉을 방지하기 위하여 필름 성형 공정에서 네거티브 (즉, 암(female) 또는 캐버티) 툴에 반대되는 포지티브 (즉, 수(male) 또는 돌출) 툴을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 네거티브 툴이 성형 공정에서 대신 사용될 수 있음을 이해하여야 한다. 바람직하게는, 사이클 타임, 온도 및 진공 또는 압력을 조절하여, 상기 부품이 잉크의 크랙 또는 과도한 스트레칭을 나타내지 않도록 한다.

하이드로포밍 공정에서, 압축되지 않은 유체의 다이어프램 면(diaphragm face)이 필름 표면에 접촉된다. 다이어프램은, 엠보싱 다이(메일 툴)와 매치되는 프레임 내에 들어있다. 적절한 시점에, 유체는 압축되고, 이는 필름의 타측 상에 있는 메일 툴에 따라 필름을 요구되는 형상으로 성형한다. 다이어프램은 다시 압축 해제되고, 필름은 툴로부터 이탈된다. 바람직하게는, 사이클 타임, 온도 및 압력을 조절하여, 상기 부품이 잉크의 크랙 또는 과도한 스트레칭을 나타내지 않도록 한다.

성형 공정 이후의 필름 스위치(20)의 실시예는 도 2a에 도시된다. 도 2a에 나타낸 바와 같이, 필름 스위치(20)는 성형 공정에 의하여 생겨난 굴곡 영역(contoured region)(54)를 포함한다. 도 2a는 필름 스위치(20)의 B-면, 즉 필름 스위치(20)가 지지 구조물 내에 몰드될 때 사용자로부터 이면이 되는 면을 보여준다. 도 2a에 도시한 바와 같이, 잉크 층(23) 또한 굴곡화된다. 성형 후, 필름 스위치(20)는 요구되는 형상으로 커팅된다. 예시적인 공정에 따르면, 다이 커팅이 사용된다(예컨대, 암수 다이 세트와 함께 컬럼 안내 펀칭 툴(column guided punching tool)을 사용함).

도 2b는 성형 공정 후 굴곡 영역(54)를 포함하는 필름 스위치(20)의 또 다른 실시예를 보여준다. 도 2a에 도시한 바와 같이 인쇄 층이 성형된 부품의 모서리를 지나 높은 곳까지 연장되는 것 대신에, 몰드된 부품 내에 커넥터를 삽입하는 방법(스위치 테일(tail) 구성과 관련하여 상세하게 후술함)을 위하여, 잉크 층(23)의 전도성 층이, 다이 커팅되는 성형된 모서리를 지나 높은 곳까지 인쇄되지는 않는다.

필름 스위치(20)의 성형에 뒤 이어, 필름 스위치(20)를 일 구성요소로 포함하는, 3차원이고 실질적으로 단단한 구조물(rigid structure)이 형성된다. 바람직한 실시예에 따르면, 필름 스위치(20)는 사출 성형 공정을 이용하여 열과 압력을 받으며 소기의 형상으로 몰딩되는 열가소성 물질이다. 전형적인 몰딩 파라미터는 몰드되는 수지에 따라 변화된다. 그러나, 몇 가지 몰딩 파라미터의 예는 제공된다. 우레탄(예컨대, 열가소성 우레탄 또는 TPU)의 경우, 전형적인 사출 성형 압력은 약 5,000 ~ 약 8,000 PSI이고, 몰딩 온도는 약 380 ~ 약 410 ℉이다. 폴리카보네이트의 경우에는, 전형적인 사출 성형 압력은 약 8,000 ~ 약 15,000PSI이고, 몰딩 온도는 약 540 ~ 580℉이다. 물론, 각 물질은 제공된 예시적인 범위를 벗어나 바람직한 몰딩 압력 또는 온도를 가질 수 있다.

매우 다양한 열가소성 물질이 사용될 수 있고, 여기에는 폴리카보네이트와 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌("ABS") 폴리머와 폴리카보네이트 블렌드(blends), 예컨대 폴리카보네이트-ABS, 폴리카보네이트-폴리부타디엔 테레프탈레이트 및 폴리카보네이트-폴리에틸렌 테레프탈레이트가 포함되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전술한 폴리카보네이트 블렌드의 구체적인 예는 베이어 필름스 아메리카스의 마크롤론(등록상표)의 이름으로 판매되는 폴리카보네이트 블렌드이다. 어떠한 실시예에서는, 열가소성 수지는 바람직하게는, ISO 1133 또는 ASTM D-1238 프러시저(procedure)에 의하여 측정할 때, 약 20보다 큰 용융 흐름 지수(melt flow index)를 갖는다. 예시적인 일 실시예에 따르면, 필름(22)은 폴리카보네이트 필름을 포함하고, 열가소성 물질은 20의 ASTM D-1238 용융 흐름 지수(300℃/1.2kg)를 갖는 마크롤론(등록상표) 2405를 포함한다. 예시적인 열가소성 우레탄은, 펜실베니아의 Bayer MaterialScience LLC of Pittsburgh에 의하여 공급되는 Texin(등록상표) 열가소성 우레탄을 포함한다. Texin(등록상표) 물질의 일 예는 Texing(등록상표) 245이다. 예시적인 ABS 물질은 Lanxess Deutschland GmbH에 의하여 공급되는 ABS 물질을 포함한다. Lanxess에 의하여 공급되는 예시적인 ABS 물질 두 개는, Lustrant(등록상표) LGA와 Lustran(등록상표) LGA-SF이다. 또한, 펜실베니아의 Altuglas International of Philadelphia의 제품인 Plexiglas(등록상표) V052와 같은 아크릴 물질이 사용될 수 있다. 폴리카보네이트 또는 열가소성 우레탄을 사용하는 실시예에서는, 열가소성 물질은 필름에 직접적으로 잘 접착된다. 그러나, 다른 실시예에서는, 필름과의 우수한 접착을 위하여 점착 촉진체가 요구될 수 있다.

요구되는 부품을 성형하기 위하여, 필름 스위치(20)를 받아들여 수용하도록 구성된 몰드(미도시)가 제공된다. 몰드는 몰드 캐버티를 형성하도록 짝맞춤될 수 있는 두 개의 반쪽(쉘)을 포함하고, 몰드 캐버티 내에는 용융된 열가소성 물질이 주입된다. 몰드 캐버티는 성형되는 부품의 형상을 형성한다. 상기 몰드 반쪽의 하나는 고정형이고, 하나는 이동형이다. 필름 스위치(20)는 바람직하게는, 고정 몰드 반쪽 내에 배치되고, 용융 플라스틱이 도입되기 전 몰드들이 짝맞춤될 때, 프레스 끼워맞춤(press fit)에 의하여 정위치에 유지된다.

또한, 고정 몰드 반쪽은 바람직하게는, 열가소성 물질이 필름 스위치 위로 흘러 필름 스위치(20)의 A-면(사용자를 바라보는 면) 일부 또는 전부가 노출되는 부품을 만들 수 있도록, 필름 스위치(20)를 보지(retain)한다. 어떠한 실시예에서는, 그래픽들, 감지 존들 및 전극들은 필름 스위치(20)의 노출된 A-면보다 0.5mm 미만 뒤에 위치한다. 필름 스위치(20)는 바람직하게는, 인쇄 잉크 층(23, 24)(도 1)이 몰드 면에 접촉됨이 없이 몰드 내부를 바라보도록 몰드 내에 배치된다. 이러한 공정에 의하여 만들어진 완성된 지지 구조물에서는, 사용자가 직접적으로 필름 스위치(20)를 접촉할 수 있는 반면 여전히 잉크 층(23, 24)이 주위에 직접적으로 노출되는 것을 방지할 수 있게 된다. 그 결과, 완성된 부품의 A-면은 스위치 그래픽, 시뮬레이티드 우드 그레이(simulated wood grain), 크롬 또는 다른 스무스(smooth) 또는 텍스춰드(textured) 표면과 같은 모든 장식적 특징을 포함하는 것으로 보일 것이다. 그러나, 이러한 그래픽들은 실제, 필름의 B-면 상에 있고, 스위치 회로는 그래픽 표시 부위의 바로 뒤에 인쇄된다. 비록 잉크 구성부들을 필름 스위치(20)의 B-면 상에 위치시키는 것이 바람직하지만, 어떠한 실시예에서는 잉크 구성부들이 A-면 상에 위치되어 설치 상태에서 사용자를 바라볼 수도 있다.

일 실시예에 따르면, 커넥터 터미널이 제공되어, 인몰드된 정정용량 방식 스위치가 감지 전자기기 또는 기타 전자 장치에 제거 가능하게 연결될 수 있도록 한다. 터미널은 바람직하게는, 필름 스위치(20)의 B-면의 굴곡 3차원 형상(contoured, three dimensional shape)과 매칭되도록 설계된다. 각 터미널은 사출성형 몰드의 "이동부"의 내부에 위치된다. 터미널 끝단은 몰드 내의 리시버 포겟 내에 프레스 끼워맞춤된다. 이 단계는 수 작업 또는 로보트 공정으로 완료될 수 있다. 위치는 이동 몰드 반쪽 내의 포켓과 로케이터 핀(또한, 이는 이젝터 핀일 수 있다)에 의하여 설정될 수 있다. (터미널에 미리 점착되는) 압력 존(pressure zone)은 터미널을 정위치에 유지시키기 위한 또 다른 선택사양(option)이다.

어떠한 타입의 전도성 점착제(즉, 은이 충진된 에폭시)의 얇은 막 (비드(bead))이라도 각 터미널 커넥터의 표면에 도포되어, 일단 몰드 반쪽들이 짝맞춤되면, 필름 스위치(20) 상의 전도성 잉크 트레이스(44, 46, 48, 50, 52)(도 1)에 접촉되게 된다. 전도성 점착제의 도포는 수 작업에 의하여 완료되거나 로보트에 의하여 자동화될 수 있다. 전도성 점착제의 예는 에폭시의 점착성과 실버의 전도성을 결합한 (Chomerics로부터 입수 가능한) CHO-BOND(등록상표) 584이다. 터미널 부착 (즉, 연결)을 확실히 하는 다른 방법은, 인쇄 공정에서 전도성 트레이스들 위에 인쇄되는 B-스테이지 가능형 전도성 에폭시(B-stageable conductive epoxy)를 사용하는 것이다.

커넥터 터미널에 전도성 점착제를 도포한 후, 사출성형 몰드는 폐쇄되고 일반적인 사출성형 절차가 뒤따라, 두 개의 몰드 반쪽에 의하여 형성되는 몰드 캐버티 내로 선택된 열가소성 물질이 유입된다. 이 단계에서, 터미널과 전도성 에폭시가 실버 잉크 트레이스(44, 46, 48, 50, 52) 상 그리고 필름 스위치(20) 상에 가압된다. 사출성형 공정으로 인하여, 전도성 에폭시가 원하지 않은 영역으로 의도하지 않게 유동되지 않도록 주의하여야 한다. 사출성형 공정의 열은 실제로, 짧은 시간 내에 전도성 에폭시를 경화시킨다(상온에서 이 공정은 24시간이 소요될 수 있다). 그리고 나서, 부품이 몰드로부터 이젝트된다. 이 공정의 결과, 열가소성 물질은 터미널을 정위치에 보지한다. 따라서, 커넥터는 플라스틱 부품 내에 직접적으로 몰드될 수 있다.

부품 내로 독립적으로 몰드되는 터미널을 제공하는 것에 더하여, 터미널 블록이 또한, 제공될 수 있다. 이러한 실시예에서, 다수의 터미널이 터미널 블록 내로 미리 몰드되고, 그리고 나서 그 블록은 부품 내로 몰드된다. 일 변형예에서는, 터미널 블록은 전도성 잉크 트레이스(44, 46, 48, 50, 52)에 연결되는 실질적으로 평평한 표면을 가질 것이다. 그러나, 터미널 블록은 각 터미널이 블록으로부터 돌출되어 전도성 잉크 트레이스에 연결되도록 제공될 수도 있다. 이러한 실시예에 적합한 터미널 블록의 예는 펜실베니아의 FCI of Etters에 의하여 공급되는 BergStik(등록상표) Unshrouded Header 54201 커넥터이다. 전술한 바 있는 터미널 블록을 부착하는 동일한 방법이 여기에도 적용된다 (예컨대, 전도성 에폭시를 사용함).

전술한 전도체 배치 타입에 몇 가지 이점이 있음을 주목하여야 한다. 어떠한 실시예에서는, 장식 필름 층(22)의 천공이 없고, 이에 따라 랩어라운드 필름 스위치 테일(wraparound film switch tail)이 필요치 않게 된다 (그러나, 이는 후술하는 바와 같이, 실행 가능한 터미네이션 방법(viable termination method)이다). 다른 실시예에서는, 터미널 커넥터가 사출성형 공정을 통하여 정위치에 영구적으로 고정되어, 전도성 점착제를 통하여 실버 잉크로부터의 부착이 탈착될 가능성을 최소화할 수 있다. 전술한 몰딩 공정은 성능을 저하시키는 전도성 에폭시 크랙 가능성을 최소화한다. 더 나아가, 전도성 점착제는 사출성형 공정의 열전도로 인하여 신속히 경화된다. 일반적으로, 에폭시와 같은 전도성 점착제는 상온 또는 적외선 또는 자외선 경화 방법으로 경화된다. 그러나, 전술한 바와 같은 전도성 점착제는 일반적인 사출성형 온도에서 신속히 경화한다.

대안으로서, 몰드된 커넥터또는 커넥터 블록을 사용하는 대신, 플랫 플렉서블 케이블(예컨대 랩어라운드 필름 스위치 테일 또는 "피그-테일")이 사용되어, 스위치 층(32)를 감지 회로 또는 기타 전자 구성부에 연결할 수도 있다. 플랫 플렉서블 케이블 커넥터의 일 예는 FCI 65801 클린처 리셉터클(Clincher Receptacle)이다. 이 실시예에서, 랩-어라운드 스위치 테일은 전도성 트레이스(44, 46, 48, 50, 52)에 연결되고, 부품 내로 몰드되어, 상기 테일의 자유단이 부품으로부터의 연결을 위하여 감지 회로 또는 기타 전자 구성부로 연장된다. 이 실시예는 도 2b에 도시된다. 특히, 도 2b에 도시된 잉크 층(23)의 전도성 층은, 성형된 모서리를 넘어 인쇄된 것과 반대되게, 몰드된 파트 내로 삽입된다.

도 4는 정전용량 방식 스위치를 포함하는 몰드된 부품(56)을 보여준다. 도시한 바와 같이, 커넥터 터미널(60)은 전도성 점착제(61)을 이용하여 전도성 잉크 트레이스(44, 46, 48, 50, 52)(도 1) 중 하나에 부착된다. 몰드된 플라스틱(58)은 커넥터 터미널(60)의 부위를 감싸, 몰드된 부품(56) 내에 안전하게 보지한다. 비록 도시하지는 않았으나, 피메일(female) 커넥터 하우징이 몰드된 부품 내에 통합되어, 부품으로부터 돌출되는 터미널의 사용을 방지할 수 있다. 이 실시예에서, 메이팅 커넥터(mating connector)는 몰딩 공정이 완료된 후 제거 가능하게 부착된다. 피메일 커넥터 하우징은 또한 메이팅 커넥터의 부착에 앞서 제조 공정 중에 터미널이 손상되는 것을 방지한다. 어떠한 실시예에서는, 메이팅 커넥터는 독립적인 구성부인데 반하여, 다른 실시예에서는 스위칭 이벤트를 감지하는 감지 회로를 포함하는 전자 모듈 내로 통합된다.

또 다른 실시예에서는, 몰드된 플라스틱(58) 내에 터미널(60)을 몰딩하는 대신, 부품이 몰딩 공정에 뒤이어 커넥터 터미널의 부착을 허용하는 빈 공간을 갖도록 몰드될 수 있다. 이 실시예에서, 클로즈-아웃(close-out)이 사출성형 몰드 내에 제공되어 부품 내에 빈 공간을 형성한다. 빈 공간은 바람직하게는, 전도성 잉크 트레이스(44, 46, 48, 50, 52)와 실질적으로 일렬로 정렬된다. 커넥터 터미널은 빈 공간에 삽입되고 전도성 잉크 트레이스(44, 46, 48, 50, 52)와 접촉된다. 커넥터 터미널 주위의 어떠한 공간도 적절한 플라스틱 물질로 채워져, 전도성 잉크 트레이스(44, 46, 48, 50, 52)를 실링한다. 또한, 전술한 타입의 전도성 점착제는 터미널을 전도성 잉크 트레이스(44, 46, 48, 50, 52)에 연결하는데 사용될 수도 있다.

정전용량 방식 스위칭과 관련된 전자기기는 터미널(60)에 직접 연결되어, 로우 프로파일 패키징 컨셉(low profile packaging concept)에 대비하는 것을 구상한다. 도 4는 몰드된 부품(56)을 배면(B-면)으로부터 보여줌으로써, 터미널(60)이 어떻게 위치되는지를 보여준다. 물론, 터미널(60)은 어플리케이션에 따라 부품의 뒤쪽 어디에도 위치될 수 있다.

많은 공지의 공정과 대비할 때, 전술한 공정은 감지 존(42) 및 관련된 전극(44, 46, 48, 50, 52)을 보호하는 개별 그래픽 오버레이들(separate graphic overlays)을 제공할 필요성을 방지한다. 필름 스위치(20)가 요구되는 지지 구조물 형상에 대응되는 형상으로 성형되기 때문에, 전극 및 감지 존은 물품의 전면으로부터 동일한 거리에 더욱 일관되게 위치되고, 각 감지 존 및 전극 간에 감도 편차를 방지할 수 있다. 오버-몰딩 시, 전극 및 전도체를 포함하는 모든 스위치 구성요소는 주위 (즉, 습기 및 염분 노출)로부터 보호된다. 커넥터 터미널(60)을 인서트 몰딩하고 그 주위를 직접 밀봉함으로써 이러한 주위 이슈(environmental issues)를 최소화한다.

필요하면, 엘이디는 전도성 트레이스(44, 46, 48, 50, 52) 상에 직접 탑재되고, 오버-몰드될 수 있다. 그러나, 몰드 내에 셧-오프(shut-off)를 제공하는 것이 요구될 수 있다(전도성 트레이스가 다소 노출됨). 일 실시예에서, 엘이디는 전도성 에폭시 또는 균등한 방법을 이용하여 부착될 수 있다. 이때, 몰드 내의 빈 공간은 열 전도성 에폭시로 충진되어 엘이디를 실링할 수 있다. 엘이디가 더 광범위한 출력 패턴으로 광 출력을 스프레드하기 위하여 광 파이핑(light piping)을 필요로 하는 경우, 2차 공정으로 엘이디를 탑재하는 것 또한 이로울 수 있다. 이 경우, 엘이디 및 광 파이핑(예컨대 도광) 어셈블리가 전도체에 부착되는 리드(leads)와 함께 디자인될 수 있다. 또 다른 기술은, 하나 이상의 엘이디를 이용하여 다수의 영역을 조명하는데 도움을 줄 수 있는 광 파이프를 삽입하는 것이다. 이 기술은 엘이디로의 외부 연결을 필요로 하는 반면, 비용 측면에서 유리할 수 있다.

인몰드된 정전용량 방식 스위치와 함께 부품 내로 통합된 엘이디의 실시예는 도 3에 도시되는데, 여기서 엘이디(63)는 부품(56) 내로 몰드된다. 적합한 전형적인 엘이디는 오스람 타입 "포인트 엘이디"파트 넘버 LW P473이다. 필름 및 스위치 로고를 통하여 적합한 광 출력을 확보하기 위하여, 엘이디의 패키징에 대한 변경이 요구될 수 있다. 이러한 타입의 엘이디는 전형적으로, 구성부 또는 스위치 패키징을 과열함이 없이 플라스틱 수지 내에 둘러싸이는 것을 허용하는 15 mA 이하를 필요로 한다. 그러나, 전술한 바와 같이, 엘이디를 완전히 실링하는 것의 대안으로, 몰드된 부품(56)의 뒤쪽을 빈 공간으로 남겨두고, 이 곳에 각 엘이디를 위치시켜 열을 소산할 수 있다. 빈 공간은 예컨대 필름의 B-면과 짝맞춤되는 몰드 내에 코어 핀 셧-오프(core pin shut-off)를 포함시켜 형성한다. 이때, 이 영역은 수분 침투를 막는 열전도성 에폭시로 실링될 수 있다. 상기와 같은 전도체에 대한 부착 공정은 본 명세서에서 기술하는 터미널 부착과 유사할 수 있다. 엘이디와 같은 부품은, 예컨대 위치 설정에 정확성을 요구하지 않는 곳에 수작업으로 삽입될 수 있다. 대안으로서, 수작업 위치 설정을 이용하여 실행하기에는 매우 어렵거나 비용이 드는 다수의 구성부 위치 설정을 위하여 또는 정밀도를 위하여 로보트를 이용하여 엘이디를 삽입할 수 있다.

여기서 설명하는 인몰드된 정전용량 방식 스위치는 많은 다양한 구성 및 기학학적 구조에 사용될 수 있다. 예를 들면, 전도체 및 전극은 (노브(knob) 및 버튼과 같은 아이템을 위하여) 돌출 또는 오목 형상으로 성형될 수 있다. 여기에서 설명된 공정은 스위치 구성부가 평평한 필름 상에 인쇄되고 그리고 나서 요구되는 형상으로 성형되는 것을 허용한다. 또한, 멀티-세그먼트 감지 존(multi-segment sensing zones)이 사용될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 사용자가 손가락을 노브의 외주 둘레를 따라 이동시켜 HVAC 시스템, 라디오, CD 플레이어, 등과 같은 장치를 작동시킬 수 있는 몰드된 노브를 제공한다. 인몰드된 정전용량 방식 스위치를 갖는 노브의 일 실시예는 도 5 및 도 6에 도시되어 있다. 노브(62)는 일반적으로 원통형 구조물인데, 그 원통형 구조물은 바람직하게는 플라스틱 물질로부터 몰드되고 스위칭 이벤트 트리거링(triggering)을 위하여 사용자 접촉 표면(65)을 포함한다. 일반적으로, 필름 스위치(64)는 전술한 바와 같이 필름 상에 일련의 인쇄된 잉크 층을 포함한다. 도 5는 성형 공정에 앞서, 감지 존(66) 및 전극(68) (그라운드 층, 유전성 층 및 그래픽 층은 미도시)을 갖는 필름 스위치(64)를 도시한 평면도이다. 감지 존(66) 및 전극(68)은 전술한 타입의 전도성 잉크 및 인쇄 공정을 이용하여 인쇄된다. 필름 스위치(64)는 바람직하게는, 진공 열성형과 같은 적절한 성형 공정을 이용하여 요구되는 노브 형상으로 성형된다. 전술한 실시예와 유사하게, 필름 스위치(64)는 바람직하게는 고정 몰드 반쪽 내에 배치되어, 인쇄된 잉크 층이 몰드 캐버티 내를 바라보고 몰드 벽과의 접촉을 방지한다. 고정 몰드 반쪽은 바람직하게는, 필름 스위치(64)가 내부에 끼워맞춤되는 형상을 형성하여, 용융 플라스틱이 그 위에 인젝트될 수 있다. 감지 존(66) 및 전극(68)을 형성하는 잉크 층은 바람직하게는, 몰드 캐버티 내부를 바라보며, 몰드 표면과 접촉하지 않는다. 따라서, 전술한 실시예에서와 같이, 얻게 되는 구조물의 사용자 노출 표면(A-면)은 필름 스위치(64)의 A-면을 포함한다. 도 6에 도시한 바와 같이, 일 실시예에 따르면, 감지 존(66) 각각은 노브(62)의 둘레에 L 형상의 단면을 형성한다.

노브(64)는 바람직하게는 움직이지 않는다. 그러나, 사용자가 손가락을 노브의 둘레를 따라 움직여 연속 감지 존(66) 각각에서 커패시턴스 변화를 야기할 때, 서로 다른 스위칭 이벤트를 트리거링하여 회전을 시뮬레이트할 수 있게 된다. 전술한 실시예에서와 같이, 커넥터 터미널이 전도성 점착제를 이용하여 전극 트레이스(68)에 연결될 수 있고, 노브 내로 몰드되어 감지 회로 또는 기타 전자기기로의 제거 가능한 연결을 허용한다.

전도성 잉크의 저항 성질은 또한 회로 내에서 전압 강하를 제공하거나, 가열 장치를 제공하거나 또는 안테나를 제공하기 위하여 사용될 수 있다. 도 7은 하나 이상의 전도성 잉크 트레이스(76)이 프린트된 성형된 필름층(70)을 포함하는 인몰드된 저항 소자부(74)의 단면도를 도시한다. 성형된 필름층(70)이 차례대로 몰드된 플라스틱부(78) 위에 덮혀져, 성형된 필름층(70)의 일측이 노출되거나, 일측의 일부가 노출되거나, 양측이 몰드된 플라스틱부(78)의 상부와 하부 사이에 올 수 있다. 성형된 필름층(70)의 어느 일측이 몰드된 플라스틱부(78)의 내부를 대향할 수 있다. 반대로, 필름층(70)의 어느 일측이 몰드된 플라스틱부(78)의 외부로 배치될 수 있다. 성형된 필름층(70) 및 몰드된 플라스틱부(78)의 A면 및 B면과 관련하여, 성형된 필름층의 A면 또는 B면은 몰드된 플라스틱부(78)의 A면 또는 B면 상에 배치될 수 있다.

연결점(connection point)(72)(즉, 전도성 잉크의 노출 영역)은 상기 필름의 면 상에 제공된다. 연결점은 저항 소자를 다른 장치, 회로 또는 콤포넌트에 연결하기 위하여 사용될 수 있다. 연결점(72)과의 연결은 예컨대, 스프링-클립 커넥터, 리벳 커넥터 및 기타 이와 유사한 것에 의하여 행해질 수 있다. 또한, 전술한 피그-테일 타입 커넥터가 대안으로서 사용될 수 있다. 대안으로서, 연결점(72)이 동일한 인쇄 및 성형된 필름 층(70)(미도시) 상의 다른 전도성 잉크 트레이스들을 연결하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 추가적인 트레이스는 예컨대, 유전성 층과 같은 비전도성 층에 의하여 분리되는 소정 층 위에 인쇄될 수 있다.

전술한 바와 같이, LED가 직접적으로 전도성 트레이스(76) 상에 마운트되거나, 전도성 에폭시 또는 균등한 기술을 사용하여, 오버-몰드되거나 또는 표면 실장될 수 있다. 대안으로서, 저항 소자 또는 트레이스 디자인이 가열 콤포넌트 또는 안테나 역할을 할 수 있다. 또한, 저항 소자는, 역시 전도성 잉크로 이루어진 회로, 예컨대 RC 회로의 일부일 수 있고, 여기서 RC 회로의 저항 및 커패시터 모두는 적어도 일부가 전도성 잉크로 이루어진다. 도 1과 관련하여 전술한 필름 스위치(20) 역시 동일한 성형 필름 층(70) 상에 인쇄될 수 있다. 또한, 유전성 층이 성형된 필름층(70)의 전면 또는 배면 중 어느 하나에 형성되어, 일부 또는 전체 면에 걸쳐 코팅을 제공한다. 이 유전성 코팅은 노출면을 보호하거나 두 잉크층 사이에 비전도성 층을 제공하는데 사용될 수 있다.

전도성 잉크 트레이스(76)의 저항은 전도성 잉크의 옴/인치²(ohms/sauare inch), 전도성 잉크 트레이스(76)의 두께 및 전도성 잉크 트레이스의 폭 및 길이에 좌우된다. 따라서, 전도성 잉크 트레이스(76)는 다양한 저항을 제공하기 위하여 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 저항 소자는 LED와 같은 장치에 전압 강하를 제공하기 위하여 사용될 수 있다.

전도성 잉크 트레이스(76)에 의하여 형성된 저항 소자의 패턴 역시 디자인 선택 사항이다. 예컨대, 전도성 잉크 트레이스(76)는 사인파, 삼각형 또는 지그-재그 패턴으로 배열될 수 있다. 또한, 전도성 잉크 트레이스(76)의 배치는 요구되는 연결점(72)의 수 또는 저항 소자가 직렬 또는 병렬로 연결되는지에 따라 좌우될 수 있다.

다른 실시예에서, 전도성 잉크 트레이스(76)는 탬퍼 검출 회로(tamper detection circuit)를 제공하는데 사용될 수 있고, 상기 탬퍼 검출 회로는, 필름 층(70)의 파열 또는 천공 시 인몰드된 저항 소자(74)의 저항의 감소에 의한 전압 강하를 검출한다. 대안으로, 저항 소자(74)는 탬퍼에 저항하도록 설계되어, 누군가가 필름층(70)에 구멍을 뚫거나 기타 다른 방법으로 파열 또는 천공하려고 시도하는 경우 전기 연결성(electrical connectivity)이 유지되도록 한다.

전술한 바와 같이, 전도성 잉크 트레이스(76)는 가열 소자로 사용될 수 있다. 이러한 구성은, 가열 소자에 고정되거나 또는 그 인근의 콤포넌트에 열을 제공하여 온도를 제어하는데 사용될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 전자기 차폐 소자(또는 RF 차폐물)가 전도성 잉크로 이루어진다. 전자기 에너지 방사선(electromagnetic energy radiation)이 전자 장치로부터 방출될 수 있다. 어떠한 전자 장치는 그 장치로부터 전파되어, 다른 전자 장치들과 간섭을 일으키거나 또는 다른 방법으로 문제를 일으키는데 충분히 강한 전자기장을 발생시킨다. 방사된 이미션(radiated emission)이 보통 비의도성 방사기(non-intentional radiators)와 관련되는데 반하여, 의도성 방사기는 그들의 의도된 전송 주파수 대역(intended transmission frequency band) 바깥의 주파수에 있는 원하지 않은 이미션을 가질 수 있다. 따라서, 방사선이 상기 장치로부터 유출되는 것을 방지하는 전자기 차폐 소자를 제공하는 것이 바람직하다. 대안으로서, 외부 소스로부터의 방사선이 상기 장치로 유입되는 것을 차단하는 전자기 차폐 소자를 제공하는 것이 바람직하다.

도 1의 접지 또는 차폐 층(28)은 전자기 차폐물 역할을 할 수 있다. 이러한 성질은, 접지 또는 차폐 층(28)이, 장치의 내부 또는 외부에서 전기 콤포넌트에 의하여 야기된 방사 이미션이 유출 또는 유입되는 것을 방지할 수 있도록 한다.

도 8은 그리드 패턴으로 배열된 전도성 잉크 트레이스(86)가 인쇄된 성형된 필름 층(82)을 포함하는 인몰드된 전자기 차폐부(80)의 단면도이다. 전술한 바와 같이, 전도성 잉크 트레이스(86)는 차폐층을 제공하여, 방사된 이미션의 유출 또는 유입을 방지한다. 전도성 잉크 트레이스(86)를 포함하는 성형된 필름 층(82)은 몰드된 플라스틱부(88)를 완전히 덮도록 도시되어 있다.

필름 층(82)의 어느 일측이 몰드된 플라스틱부의 내부 또는 외부로 배치될 수 있다. 따라서, 성형된 필름 층(82) 및 몰드된 플라스틱부(88)의 A면 및 B면과 관련하여, 성형된 필름 층(82)의 A면 또는 B면이 몰드된 플라스틱부(88)의 A면 또는 B면 상에 배치될 수 있다.

다른 실시예에서, 성형된 필름 층(82)은 도 8에 도시한 바와 같이, 몰드된 플라스틱(88)의 에지 주위를 감싸도록 구성될 수 있다. 대안으로서, 성형된 필름 층(82)은 몰드된 플라스틱(88)을 부분적으로 덮는 전자기 차폐물을 형성할 수 있다. 성형된 필름 층(82)은 노출되거나, 부분적으로 노출되거나 또는 몰드된 플라스틱부(88)의 상부와 하부 사이에 개재될 수 있다. 또한, 유전성 층이 성형된 필름 층(82)의 전면 또는 배면 중 어느 하나에 형성되어, 면의 일부 또는 전체에 걸쳐 코팅을 제공할 수 있다. 이 유전성 코팅은 노출된 면을 보호하거나 또는 두 잉크층 사이에 비전도성 층을 제공하는데 사용될 수 있다.

전도성 잉크 트레이스(86)에 의하여 형성된 차폐 소자의 패턴은 디자인 선택 사항이다. 예컨대, 전도성 잉크 트레이스(86)는 잉크의 그리드 패턴 또는 솔리드 시트(solid sheet)로 배열될 수 있다. 추가적으로 전도성 잉크 트레이스(86)는 성형된 필름 층(82) 전체에 걸쳐 두께 또는 패턴이 변화되어, 다양한 전자기장으로부터의 방사선 또는 다양한 주파수 또는 주파수 대역의 방사선을 억제함으로써, 다양한 차폐 범위(shielding footprint)를 생성할 수 있다.

도 8에 도시한 바와 같이, 연결점(84) (즉, 전도성 잉크의 노출 영역)은 필름의 표면 상에 제공된다. 연결점(84)은, 차폐 소자를 다른 장치, 회로 또는 콤포넌트에 연결하기 위하여 사용될 수 있다. 연결점(84)과의 연결은, 예컨대 스프링-클립 커넥터, 리벳 커넥터 또는 기타 이와 유사한 것에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 전술한 피그-테일 타입 커넥터가 대안으로서 사용될 수 있다. 대안으로서, 연결점(84)은 동일한 인쇄 및 성형된 필름 층(82) 상의 다른 전도성 잉크 트레이스(미도시)들을 연결하는데 사용될 수 있다. 이러한 추가적인 트레이스들은, 유전성 층과 같은 비전도성 층에 의하여 분리되는 소정 층에 인쇄될 수 있다.

도 9는 저항 소자와 필름(20) 상의 소정 층 위에 인쇄된 필름 스위치(총괄하여 잉크 층(90)으로 도시)를 갖는 필름(20)을 통합한 제조물(article of manufacture)(74)의 분해도를 도시한다. 필름(20)은, 인쇄된 잉크 층이 몰드 캐버티 내부(또는 B면)를 향하고 몰드부가 형성된 후 노출되지 않도록, 몰드부(92) 내에 삽입된다. 대안으로서, 필름(20)은, 인쇄된 잉크 층이 반대쪽을 바라보고 노출되도록 몰드부(92) 내에 삽입될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 필름(20)의 어느 한 면은 전술한 바와 같이, 몰드부(92)의 A면(즉, 외부)에 배치될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 필름(20)은, 어느 측도 노출되지 않도록 또는 필름의 일부만이 노출되도록, 몰드부의 상부와 하부 사이에 삽입될 수 있다. 필요하다면, 필름은 몰드 벽과 접촉하지 않도록 삽입될 수 있다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 다른 실시예에서, 전자기 차폐 소자(도 8, 86)를 형성하는 전도성 잉크 트레이스는 저항 소자(도 7,(76))를 형성하는 전도성 잉크 트레이스를 대체할 수 있다.

저항 소자, 스위치 및/또는 전자기 차폐 소자 역시 동일한 층 위에 인쇄될 수 있다. 또는, 그들은, 유전성 층과 같은 비전도성 층에 의하여 분리되게, 서로 다른 잉크 층으로 형성될 수 있다.

선택적으로, 저항 소자(74) (또는 전자기 차폐 소자(80))는 그래픽, 예컨대 숫자, 대표도, 삽화 및 기타 이와 유사한 것으로 장식될 수 있다. 저항 소자(74) 또는 인몰드된 전자기 차폐 소자(80)의 장식은 페인팅, 레이저 에칭 또는 기타 인쇄 공정을 포함하는 다양한 방법을 이용하여 수행될 수 있다.

대안으로, 저항 소자(74) 또는 전자기 차폐 소자(80)의 장식은 저항 소자(74) 또는 전자기 차폐 소자(80)의 전면 또는 배면 상에 장식 필름 층을 형성하여 수행될 수 있다. 또한, 후광(backlighting)이 저항 소자(74) 또는 전자기 차폐 소자(80)의 후방에 제공될 수 있다.

도 10은 셀룰러 안테나(cellular antenna) 및 차폐 소자(1000)의 역할을 하는 제조물을 도시한다. 이 실시예에서, 전도성 잉크 트레이스의 디자인은 성형된 필름 층(1010) 상에 인쇄되어, 셀룰러 안테나 어레이(1002) 및 차폐 소자(1000)를 만든다. 셀룰러 안테나 어레이(1002) 및 차폐 소자(1000) 모두는 동일한 잉크 층으로 이루어지거나 유전성 층과 같은 비전도성 층에 의하여 분리된 두 개의 별개의 잉크 층으로 이루어질 수 있다. 이 실시예의 성형된 필름 층(1010)은 몰드된 플라스틱(1008) 위에 놓여진다. 필름층(1010)은, 인쇄된 잉크 층이 몰드 캐버티 (또는 B면) 내부를 향하고 몰드부가 형성된 후 노출되지 않도록, 몰드부(1008) 내에 삽입될 수 있다. 대안으로, 필름 층(1010)은, 인쇄된 잉크 층이 반대쪽을 향하고 노출되도록 몰드부(1008) 내에 삽입될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 필름 층(1010)은, 어느 측도 노출되지 않거나 필름의 일부만이 노출되도록, 몰드부(1008)의 상부와 하부 사이에 삽입될 수 있다.

유사하게, 필름 층(1010)의 A면 또는 B면 중 어느 일면이 몰드된 프라스틱(1008)의 외부(또는 A면) 상에 배치될 수 있다.

도시한 바와 같이, 전자기 차폐 층(1006) 및 셀룰러 안테나(1002) 모두는 노출되어 있다. 대안으로서, 전자기 차폐 층(1006)이, 적어도 일측에서, 완전히 또는 부분적으로 셀룰러 안테나 어레이(1002)를 덮거나 또는 전혀 덮지 않을 수 있다. 상기와 같은 구성은, 서로 다른 잉크 층 상에 셀룰러 안테나 어레이(1002) 및 전자기 차폐 층(1006)을 인쇄하고, 유선성 층과 같은 비전도성 층에 의하여 그들을 분리함으로써, 수행될 수 있다. 전술한 차폐 실시예는, 셀룰러 안테나 어레이(1002)가, 상기 장치로부터 방사선을 방사하면서도, 어레이의 다른 측 상에 있는 회로 또는 사람을 상기 방사선으로부터 보호하도록 구성될 수 있다.

도 10에 도시한 바와 같이, 연결점(1004)(즉, 전도성 잉크의 노출 영역)은 필름의 표면에 제공된다. 전술한 바와 같이, 연결점(1004)은 안테나 및/또는 차폐 소자를 다른 장치, 회로 또는 콤포넌트에 연결하는데 사용될 수 있다. 연결점(1004)과의 연결은 예컨대, 스프링-클립 커넥터, 리벳 커넥터 또는 기타 이와 유사한 것에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 전술한 바와 같은 피그-테일 커넥터가 대안으로서 사용될 수 있다. 대안으로서, 연결점(1004)은 동일한 인쇄 및 성형된 필름 층(1010) (미도시) 상의 서로 다른 전도성 잉크 트레이스들을 연결하는데 사용될 수 있다. 이러한 추가적인 트레이스들은 예컨대, 유전성 층과 같은 비전도성 층에 의하여 분리되는 소정 층 상에 인쇄될 수 있다.

도 11은 RFID 안테나(1106) 및 전자기 차폐 층(1108)의 역할을 하는 제조물(1100)을 보여준다. RFID 안테나(1106) 및 전자기 차폐 층(1108)은 성형된 필름 층(1112) 상에 인쇄된 전도성 잉크로 이루어지고, 패시브 RFID 회로(1104)에 부착된다. 도 11에 도시한 바와 같이, 전자기 차폐 층(1108)은 본 실시예에서, RFID 안테나(1106)의 주위에 통합된다. 이는, 전자기 차폐 층(1108) 및 RFID 안테나(1106) 모두를 포함하는 단일 층을 인쇄하거나 또는 유선성 물질과 같은 비전도성 층에 의하여 분리되는 다중 층을 인쇄함으로써, 수행될 수 있다.

도 11에 도시한 바와 같이, 연결점(1102)(즉, 전도성 잉크의 노출 영역)이 필름의 표면에 제공된다. 전술한 바와 같이, 연결점(1102)은 RFID 안테나 및/또는 차폐 소자를 다른 장치, 회로 또는 콤포넌트에 연결하는데 사용될 수 있다. 연결점(1004)과의 연결은, 예컨대 스프링-클립 커넥터, 리벳 커넥터 및 기타 이와 유사한 것에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 전술한 바와 같은 피그-테일 커넥터가 대안으로서 사용될 수 있다. 대안으로서, 연결점(1004)은 동일한 인쇄 성형 필름 층(1112)(미도시) 상의 다른 전도성 잉크 트레이스들을 연결하는데 사용될 수 있다. 이러한 추가적인 트레이스들은 예컨대, 유전성 층과 같은 비전도성 층에 의하여 분리되는 소정 층 상에 인쇄될 수 있다.

다른 차폐 잉크 층이 RFID 안테나(1106)(미도시)의 하부에 형성될 수 있다. 이 다른 차폐물은, RFID 안테나(1106)가, 장치로부터 방사선을 방사하면서도, 안테나의 타측에 있는 회로 또는 사람을 상기 방사선으로부터 보호할 수 있도록 한다.

필름 층(1112)은, 인쇄된 잉크 층이 몰드 캐버티(B면)를 향하고, 몰드부가 형성된 후 노출되지 않도록 몰드부(1110) 내에 삽입될 수 있다. 대안으로서, 필름 층(1010)은, 인쇄된 잉크 층이 반대쪽을 향하고 노출되도록, 몰드부(1110)의 내에 삽입될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 필름 층(1112)은, 어느 측도 노출되지 않거나 또는 필름의 일부만이 노출되도록, 몰드부(1110)의 상부와 하부 사이에 삽입될 수 있다.

필름 층(1112)의 어느 일측이 몰드된 플라스틱부의 내부 또는 외부로 배치된다. 따라서, 성형된 필름 층(1112) 및 몰드부(1110)의 A면과 B면과 관련하여, 성형된 필름 층(1112)의 A면과 B면이 몰드된 플라스틱부(1110)의 A면과 B면 상에 배치될 수 있다. 대안으로서, 전자기 차폐 층(1108)이 사용될 수 있다. 전자기 차폐 층(1108)은 RFID 안테나를 위한 개구를 가질 수 있다. 대안으로서, 전자기 차폐 층이 RFID 안테나를 완전히 덮을 수 있다.

본 발명은 전술한 실시예를 참조하여 구체적으로 보여지고 설명되었는 바, 전술한 실시예는 본 발명을 실시하기 위한 최적 모드를 단순히 묘사하기 위한 것이다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면, 여기에 기술된 본 발명의 실시예에 대한 다양한 대체 실시예가, 후술하는 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 사상과 범위를 벗어남이 없이, 본 발명을 실시함에 있어 채용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 실시예들은 여기에 기술된 구성요소의 신규하고 진보한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 하며, 본 출원 또는 추후 출원에서 특허청구는 이러한 구성요소들의 신규하고 진보한 모든 조합에 주어질 수 있다. 더 나아가, 전술한 실시예는 설명을 위한 것이고, 어떠한 단일 특징 또는 구성요소도 본 출원 또는 추후 출원에서 특허청구될 수 있는 가능한 모든 조합에 필수적이지 않다.

여기에 기술한 공정, 방법, 해결 방안, 등과 관련하여, 비록 상기와 같은 공정, 등의 스텝들은 어떠한 순서에 따라 발생되는 것으로 기술하였지만, 상기와 같은 공정은 여기에 기술된 것과 다른 순서로 기술된 스템들이 실행될 수도 있음을 이해하여야 한다. 또한, 어떠한 스텝들은 동시에 실행되거나, 다른스텝들이 추가되거나, 여기에 기술된 어떠한 스텝들이 생략될 수도 있음을 이해하여야 한다. 즉, 여기에 기술된 공정에 대한 설명은 어떠한 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 제공되었으며, 청구된 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

따라서, 전술한 설명은 설명을 목적으로 할 뿐 발명을 제한하기 위함이 아님을 이해하여야 한다. 전술한 설명을 읽은 당업자에게는 제공된 예와 다른 다양한 실시예와 어플리케이션이 명백할 것이다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라, 첨부되는 특허청구범위를 참조하여 결정되어야 한다. 여기에서 논의된 기술 분야에서 장래 개량이 있을 것이고, 기술된 시스템 및 방법이 그러한 장래 실시예에 통합될 것임은 예측되고 의도되는 것이다. 정리하면, 본 발명은 수정되고 변형될 수 있으며, 뒤따르는 특허청구범위에 의해서만 제한된다.

특허청구범위에서 사용되는 모든 용어는 여기에서 명백하게 반대의 표시가 있지 않는 한, 이치에 어긋나지 않는 가장 넓은 구성이 주어지고, 당업자가 이해하는 통상의 의미가 주어져야 할 것이다. 특히, 단수 관사의 사용은, 특허청구범위에서 명백히 반대의 한정을 표시하지 않는 한, 지시된 구성 요소의 하나 이상을 기재하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

인몰드된 저항 소자 및 인몰드된 차폐 소자 중 적어도 하나를 갖는 제조물(article of manufacture)으로서,
전면 및 배면을 갖는 열성형 가능한 플라스틱 필름과;
상기 열성형 가능한 플라스틱 필름의 상기 전면 또는 배면 상에 인쇄된 상기 인몰드된 저항 소자 및 상기 인몰드된 차폐 소자 중 적어도 하나를 형성하는 적어도 하나의 열성형 가능한 전도성 잉크층과;
인쇄된 상기 열성형 가능한 전도성 잉크층의 상부 또는 하부에 형성된 적어도 하나의 인쇄된 열성형 가능한 유전성 층과;
플라스틱 지지 구조물을 포함하고,
상기 열성형 가능한 플라스틱 필름의 상기 전면 또는 배면이 상기 플라스틱 지지 구조물을 대향하고, 상기 열성형 가능한 플라스틱 필름이 상기 플라스틱 지지 구조물에 고정되는 것을 특징으로 하는 제조물.
제1항에 있어서,
상기 열성형 가능한 플라스틱 필름의 상기 전면 또는 배면의 적어도 일부가 노출되는 것을 특징으로 하는 제조물.
제1항에 있어서,
상기 열성형 가능한 플라스틱 필름의 상기 전면 또는 배면의 적어도 일부가 상기 유전성 층으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 제조물.
제1항에 있어서,
상기 인몰드된 저항 소자 및 상기 인몰드된 차폐 소자 중 적어도 하나가 미노출되는 것을 특징으로 하는 제조물.
제1항에 있어서,
상기 인몰드된 저항 소자 및 상기 인몰드된 차폐 소자 중 적어도 하나가 노출되는 것을 특징으로 하는 제조물.
제1항에 있어서,
상기 열성형 가능한 플라스틱 필름이, 상기 플라스틱 지지 구조물의 전면과 배면 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 제조물.
제1항에 있어서,
상기 열성형 가능한 플라스틱 필름의 상기 전면 및 배면 중 적어도 하나가 상기 플라스틱 지지 구조물의 전면 및 배면 중 적어도 하나에 고정되는 것을 특징으로 하는 제조물.
제1항에 있어서,
상기 인몰드된 저항 소자 및 상기 인몰드된 차폐 소자 중 적어도 하나에 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 커넥터를 추가적으로 포함하고, 상기 적어도 하나의 커넥터의 일부는 상기 플라스틱 지지 구조물로부터 돌출되는 것을 특징으로 하는 제조물.
제1항에 있어서,
상기 플라스틱 지지 구조물 내로 몰드되고, 상기 인몰드된 저항 소자 및 상기 인몰드된 차폐 소자 중 적어도 하나에 전기적으로 연결되는 적어도 하나의 커넥터를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조물.
제1항에 있어서,
상기 제조물의 기능과 관련된 표시(indicia)를 추가적으로 포함하고, 상기 표시는 상기 플라스틱 지지 구조물의 일측에 인쇄되고 상기 플라스틱 지지 구조물의 타측 상에 보이는 것을 특징으로 하는 제조물.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 차폐 소자는 방사되는 이미션(radiated emissions)을 차단하기 위하여 형성되는 것을 특징으로 하는 제조물.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 차폐 소자는, 방사되는 이미션이 상기 필름의 기설정된 영역으로부터 방출되는 것을 허용하도록, 형성되는 것을 특징으로 하는 제조물.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 저항 소자는 회로 내의 전압 강하를 제공하기 위하여 형성되는 것을 특징으로 하는 제조물.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 저항 소자는 안테나를 만들기 위하여 형성되는 것을 특징으로 하는 제조물.
제1항에 있어서,
상기 제조물은 복수의 표면들을 갖고, 상기 표면들은 평면이거나 곡면 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 제조물.
인몰드된 저항 소자 및 인몰드된 차폐 소자 중 적어도 하나를 갖는 제조물을 제조하는 제조방법으로서,
전면 및 배면을 갖는 플라스틱 필름을 제공하는 단계와;
상기 플라스틱 필름의 상기 전면 또는 배면 상에 상기 저항 소자 및 차폐 소자 중 적어도 하나를 형성하는 적어도 하나의 전도성 잉크층을 도포하는 단계와;
상기 플라스틱 필름 및 상기 적어도 하나의 전도성 잉크층을 요구되는 형상으로 열성형하여, 열성형된 플라스틱 필름을 만드는 단계와;
내부를 갖는 인젝션 몰드를 제공하는 단계와;
상기 인젝션 몰드 내에 상기 열성형된 플라스틱 필름을 삽입하는 단계와;
상기 인젝션 몰드 내에 용융 플라스틱을 유입시켜, 상기 열성형된 플라스틱 필름에 부착된 플라스틱 지지 구조물을 만듬으로써, 상기 제조물을 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 삽입 단계에서, 상기 저항 소자 및 상기 차폐 소자 중 적어도 하나가 상기 몰드의 표면과 미접촉하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 삽입 단계에서, 상기 열성형된 플라스틱 필름은, 상기 저항 소자 및 상기 차폐 소자 중 적어도 하나가 상기 인젝션 몰드 내부를 향하도록, 삽입되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 삽입 단계에서, 상기 열성형된 플라스틱 필름은, 상기 저항 소자 및 상기 차폐 소자 중 적어도 하나가 상기 인젝션 몰드의 반대쪽을 향하도록, 삽입되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 삽입 단계에서, 상기 열성형된 플라스틱 필름이, 상기 인젝션 몰드의 상부와 하부 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 플라스틱 필름의 상기 전면 또는 배면을 유전성 층으로 코팅하는 것을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 도포는, 수작업 도포, 자동 로봇 및 프린터 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 플라스틱 필름 상에 층으로 전도성 점착제(adhesive)를 도포하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 인젝션 몰드는 제2 몰드 반쪽과 짝맞춤되는 제1 몰드 반쪽을 포함하고, 상기 열성형된 플라스틱 필름을 상기 인젝션 몰드 내에 삽입하는 단계는, 상기 제1 몰드 반쪽 내에 상기 열성형된 플라스틱 필름을 삽입하는 것을 포함하고,
상기 제조방법은, 상기 제2 몰드 반쪽 내에 적어도 하나의 커넥터를 배치하고, 상기 인젝션 몰드 내에 용융 플라스틱을 유입시키는 단계에 앞서 상기 제1 몰드 반쪽과 상기 제2 몰드 반쪽을 짝맞춤하는 것을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 플라스틱 필름을 요구되는 형상으로 열성형하는 단계는, 진공 열성형을 포함하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
삭제
제16항에 있어서,
상기 몰드 내에 용융 플라스틱을 유입시키는 단계는, 용융 플라스틱이 상기 플라스틱 필름의 상기 전면 및 배면 중 적어도 하나에 접촉하여 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 제조방법은, 상기 제조물을 상기 몰드로부터 제거하는 것을 추가적으로 포함하고, 상기 플라스틱 필름의 상기 전면의 적어도 일부는 노출되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 제조방법은, 상기 제조물을 상기 몰드로부터 제거하는 것을 추가적으로 포함하고, 상기 저항 소자 및 상기 차폐 소자 중 적어도 하나는 미노출되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 제조방법은, 상기 제조물을 상기 몰드로부터 제거하는 것을 추가적으로 포함하고, 상기 저항 소자 및 상기 차폐 소자 중 적어도 하나는 노출되는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 제조방법은, 상기 제조물을 상기 몰드로부터 제거하는 것을 추가적으로 포함하고, 상기 저항 소자 및 상기 차폐 소자 중 적어도 하나는 상기 플라스틱 지지 구조물을 대향하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 플라스틱 지지 구조물의 일면 상에 그래픽 표시를 인쇄하는 것을 추가적으로 포함하고, 상기 그래픽 표시는 상기 플라스틱 지지 구조물의 타면 상에서 보이는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제16항에 있어서,
상기 제조물은 복수의 표면들을 가지고, 상기 표면들은 평면 및 곡면 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 제조방법.
표면에 인쇄된 열성형 가능한 전도성 잉크 차폐 층을 갖는 열성형 가능한 플라스틱 필름과;
플라스틱 지지 구조물을 포함하고, 상기 열성형 가능한 플라스틱 필름은 상기 플라스틱 지지 구조물에 고정된 것을 특징으로 하는 전자기 차폐물.
제33항에 있어서,
상기 열성형 가능한 플라스틱 필름의 표면은 A면과 B면을 갖고, 상기 열성형 가능한 플라스틱 필름의 상기 A면과 상기 B면 중 적어도 어느 하나는 상기 플라스틱 지지 구조물의 A면과 B면 중 적어도 어느 하나에 고정되는 것을 특징으로 하는 전자기 차폐물.
제33항에 있어서,
상기 열성형 가능한 플라스틱 필름은 상기 플라스틱 지지 구조물의 상부와 하부 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 전자기 차폐물.
제33항에 있어서,
상기 열성형 가능한 플라스틱 필름은 상기 플라스틱 지지 구조물에 고정되어, 복수의 표면들을 갖는 3차원 물체를 형성하고, 상기 표면들은 평면 및 곡면 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전자기 차폐물.
표면에 인쇄된 열성형 가능한 전도성 잉크 저항 층을 갖는 열성형 가능한 플라스틱 필름과;
플라스틱 지지 구조물을 포함하고, 상기 열성형 가능한 플라스틱 필름은 상기 플라스틱 지지 구조물에 고정되는 것을 특징으로 하는 저항 소자.
제37항에 있어서,
상기 열성형 가능한 플라스틱 필름의 표면은 A면과 B면을 갖고, 상기 열성형 가능한 플라스틱 필름의 상기 A면과 상기 B면 중 적어도 어느 하나는 상기 플라스틱 지지 구조물의 A면과 B면 중 적어도 어느 하나에 고정되는 것을 특징으로 하는 저항 소자.
제37항에 있어서,
상기 열성형 가능한 플라스틱 필름은 상기 플라스틱 지지 구조물의 상부와 하부 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 저항 소자.
제37항에 있어서,
상기 열성형 가능한 플라스틱 필름은 상기 플라스틱 지지 구조물에 고정되어, 복수의 표면들을 갖는 3차원 물체를 형성하고, 상기 표면들은 평면 및 곡면 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 저항 소자.