KR102204529B1 - 커넥터단자부 일체형 인몰드 전자회로 성형물의 제조방법 - Google Patents

커넥터단자부 일체형 인몰드 전자회로 성형물의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 커넥터단자부 일체형 인몰드 전자회로 성형물(A)의 제조방법으로서, 인몰드용 인쇄회로필름(20)의 프레스 가공영역부(Y)에 인쇄형성된 인쇄회로패턴(26a)에 연이어 카본페이스트를 이용하여 단자패턴(28)을 인쇄형성하여 커넥터 단자부(32)를 마련하고 인쇄회로패턴(26a)상에 100~250㎛두께의 내열성수지재 인서트사출 보호필름(30)을 접착형성하고, 그후 인몰드용 인쇄회로필름(20)을 인서트 사출금형에 맞으며 입체 표면형성을 위해 부분 열성형하되 열성형 영역부(X)에는 열성형하고, 프레스 가공영역부(Y)에는 커넥터 단자부(32)가 인서트 사출금형(40)의 일측 계단부 상측에 위치하게 되도록 인몰드용 인쇄회로필름(20)을 프레스 절곡으로 계단형성하며, 그후 입체곡면 표면부를 갖는 인몰드용 인쇄회로필름(20)을 인서트 사출금형(40)에 투입하되 열성형 영역부(X)에 해당하는 인몰드용 인쇄회로필름(20)의 배면공간부의 캐비티(34)에 사출수지용융액이 투입되게 하고 프레스 가공영역부(Y)에 해당하는 인몰드회로필름(20)의 커넥터단자부(32)가 인서트 사출금형(40)의 상하금형(40a)(40b)의 밀착 구조와 인서트사출 보호필름(30)에 의해 보호되게 한 인서트 사출성형이 이루어지고, 탈형후 커넥터단자부(32)를 직립으로 세우게 하는 것이다.

Description

커넥터단자부 일체형 인몰드 전자회로 성형물의 제조방법{METHOD FOR MAFACTURING IN MOLD ELECTRONICS MOLDING MOUNTED CONNECTOR TERMINALS}
본 발명은 인몰드 전자회로 성형물 제조에 관한 것으로, 특히 커넥터단자부가 일체형으로 제조되는 인몰드 전자회로 성형물 제조방법의 개량에 관한 것이다.
요즈음 부품형태의 제품성형물을 전자 컴포넌트와 전기적으로 연결하기 위해서, 도 1의 일예와 같이 플렉서블 인쇄회로필름(2)을 사출성형물 예컨대 IML(In Mold Labeling) 제품성형물(3)의 내측일면에 접착제로 부착하여 사용한다.
사출성형물의 일예인 IML(In Mold Labeling) 제품성형물(3)은 그래픽인쇄면이 용기 표면에 노출된 형태가 아닌 용기 내부에 매립된 형태로서 최종 제품이 부드럽고 매끄러운 표면을 제공하므로 표면이 쉽게 벗겨지지 않는 고급스런 제품으로 각광받고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제품성형물(3)에 접착제에 의해 부착되는 인쇄회로필름(2)에는 전자컴포넌트와 사용자 인터페이스를 연결하기 위한 터치센서부(4)가 마련될 수 있으며 또 인쇄회로패턴라인(6)을 형성하고 외부로 돌출되는 플렉서블 인쇄회로 케이블(8)을 연장 형성하되 제로삽입력(ZIF) 커넥터 등과의 연결을 위한 커넥터단자부(10)가 카본페이스트로 형성되게 구성한다.
그런데 이러한 플렉서블 인쇄회로케이블(8)의 선단에 형성된 커넥터단자부(10)는 인쇄회로필름(2)이 접착제로 부착되어 있는 관계로 별도 제작 및 접착제 부착 등에 의한 작업공수가 많아지고 제조 작업성이 좋지 못하며 장기 사용시에 필름의 열화에 의한 신뢰성이 저하되는 문제가 있다. 또 장기 사용에 따른 접착제 결합력이 약화되어서 인쇄회로필름(2)의 정전용량형 터치센서 등에 수분 유입이 되면서 그 기능이 저하될 수 있으며 심지어 인쇄회로필름(2)이 제품성형물(3)로부터 분리되는 문제가 발생할 여지도 있다.
공개특허공보 제10-2019-0020968호 "이중사출구조의 케이블 커넥터의 제조방법 및 이에 의해 제조된 케이블 커넥터"
따라서 본 발명의 목적은 인쇄회로필름과 커넥터단자부가 제품성형물에 일체형으로 인서트 사출성형되면서도 커넥터단자부의 내구 신뢰성과 전기연결성이 양호하며 제조공정이 단순화되고 작업공수는 줄어들 수 있도록 하는 커넥터단자부 일체형 인몰드 전자회로 성형물의 제조방법을 제공함에 있다.
상기한 목적에 따른 본 발명은, 커넥터단자부 일체형 인몰드 전자회로 성형물의 제조방법에 있어서,
투명성 및 내열성을 갖는 100~300㎛두께의 열가소성수지 투명필름(22)과 열가소성 투명필름(22) 배면상에 5~15㎛두께의 그래픽인쇄층(24)과 도전성 잉크를 이용하여
5~35㎛두께의 인쇄회로층(26)을 차례로 형성하여 인몰드용 인쇄회로필름(20)을 마련하되 열성형 영역부(X)와 커넥터단자부 형성을 위한 프레스가공 영역부(Y)로 구분하며 프레스 가공영역부(Y)에는 열가소성수지 투명필름(22)상에 인쇄회로층(26)의 인쇄회로패턴(26a)이 형성되게 하는 제1 과정과,
인몰드용 인쇄회로필름(20)의 프레스 가공영역부(Y)에 인쇄형성된 인쇄회로패턴(26a)에 연이어 카본페이스트를 이용하여 단자패턴(28)을 인쇄형성하여 커넥터 단자부(32)를 마련하는 제2 과정과,
프레스 가공영역부(Y)의 인쇄회로패턴(26a)상에는 100~250㎛두께의 내열성수지재 인서트사출 보호필름(30)을 접착형성하는 제3 과정과,
상기 제3과정을 거친 인몰드용 인쇄회로필름(20)을 인서트 사출금형에 맞으며 입체 표면형성을 위해 부분 열성형하되 열성형 영역부(X)에는 열성형하고, 프레스 가공영역부(Y)에는 커넥터 단자부(32)가 인서트 사출금형(40)의 일측 계단부 상측에 위치하게 되도록 인몰드용 인쇄회로필름(20)을 프레스 절곡으로 계단형성하는 제4 과정과,
열성형과 프레스 절곡으로 입체곡면 표면부를 갖는 인몰드용 인쇄회로필름(20)을 인서트 사출금형(40)에 투입하되 열성형 영역부(X)에 해당하는 인몰드용 인쇄회로필름(20)의 배면공간부에는 인서트 사출금형(40)의 캐비티(34)가 마련되고 프레스 가공영역부(Y)에 해당하는 인몰드회로필름(20)의 커넥터단자부(32)가 인서트 사출금형(40)의 상하금형(40a)(40b)의 밀착 구조와 인서트사출 보호필름(30)에 의해 보호되게 한 상태에서 사출수지용융액을 인서트 사출금형(40)에 주입하여 인서트 사출성형이 이루어져서 열성형 영역부(X)에 해당하는 인몰드회로필름(20)의 배면부에 1~3mm두께의 인몰드 수지층(36)이 형성되게 하는 제5 과정과,
제5과정에서 성형된 커넥터단자부 일체형 인몰드 전자회로 성형물(A)을 인서트 사출금형(40)에서 탈형한 후 커넥터단자부(32)를 직립으로 세우는 제6 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 커넥터단자부 일체형 인몰드 전자회로 성형물의 제조방법은, 직립으로 세워진 커넥터단자부(32)의 열가소성수지 투명필름(22)면에 보강 플레이트(38)를 부착 형성하는 제7 과정을 더 가짐을 특징으로 한다.
본 발명은 인쇄회로필름과 커넥터단자부가 제품성형물과 일체형으로 인서트 사출성형하여서 커넥터단자부의 전기연결성이 양호하면서도 제조공정이 단순화하고 작업공수는 줄어들 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 사출성형물과 플렉서블 인쇄회로필름이 본딩 결합되는 형태를 설명하기 위한 사진 예시 도면,
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 커넥터단자부 일체형 인몰드 전자회로 성형물의 제조절차 개략도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명에서는 커넥터단자부를 갖는 인쇄회로필름이 인서트 사출성형하여서 인몰드 전자회로 성형물을 구성하되 사출물과는 독립된 커넥터단자부가 내구 신뢰성과 전기연결성이 양호하며 인쇄회로필름을 접착하지 않고 일체 인서트사출 성형함에 의한 제조공정 단순화와 작업 공수가 줄어들도록 구현한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 커넥터단자부 일체형 인몰드 전자회로 성형물(A)의 제조 절차 개략도이다.
본 발명의 실시예에 따라, 도 3의 (g)에 도시된 바와 같은, 커넥터단자부(32)가 인서트 사출성형으로 제품성형물에 일체형으로 탑재 가능하도록 하는 인몰드 전자회로 성형물(A)을 구성하기 위해 인서트 사출성형에 투입될 인몰드용 인쇄회로필름(20)을 먼저 제조한다.
인몰드용 인쇄회로필름(20)은 투명성 및 내열성을 갖는 열가소성수지 투명필름(22)과 내표면의 라벨링 부분인 그래픽인쇄층(24)과 인쇄회로층(26)이 형성된 구성을 가진다.
인몰드용 인쇄회로필름(20)을 구성하는 열가소성수지 투명필름(22)은 내표면에 매립된 라벨링 부분인 그래픽인쇄층(24)이 외부로 보이도록 투광성 재질, 바람직하게는 투명필름으로 구성된다.
부연 설명하면, 열가소성수지 필름(22)은 인서트 사출시의 고온에 충분히 견딜 수 있는 내열성 수지재로서 열성형이나 인서트 사출시 변형이 가능하며 내열성을 갖는 PET(polyethylene terephthalate) 수지나 PC(PolyCarbonate) 수지를 사용한다.
그리고 본 발명에 따라 열가소성수지 투명필름(22)의 두께는 100~300㎛의 범위를 갖는다. 만일 필름(22)의 두께가 100㎛ 미만이면 그래픽 인쇄층(24)이나 인쇄회로층(28) 인쇄중 주름지거나 제대로 펼쳐있지 않는 등과 같은 인쇄작업성이 떨어지고 입체형태의 열성형 형태를 유지하는 것이 어려우며, 필름(22)의 두께가 300㎛을 초과하면 필름(22)의 응력이 너무 센 관계로 인서트 사출성형이 잘 되질 않고 사출성형중에 깨지는 현상도 야기되며 입체형상의 열성형이 이루어지는 과정에 어려움이 있다는 것에, 100~300㎛의 두께 범위의 임계적 의의가 있다.
이러한 구성된 열가소성수지 투명필름(22) 배면상에는 도 2의 (a)에서와 같이, 스크린인쇄방식 등으로 그래픽이미지를 갖는 그래픽 인쇄층(24)이 5~15㎛두께로 인쇄 형성되게 하고, 또 열가소성수지 필름(22)의 그래픽 인쇄층(24) 상에는 전도성 잉크(예컨대 실버 페이스트)를 이용한 스크린인쇄 등으로 인쇄회로패턴이나 터치입력부, RFID안테나 등이 포함된 5~35㎛ 두께의 인쇄회로층(26)이 인쇄 형성되게 한다.
또 인몰드용 인쇄회로필름(20)은 도 2의 (a)에서와 같이 열성형 영역부(X)와 커넥터단자부 형성을 위한 프레스가공 영역부(Y)로 구분하며, 프레스 가공영역부(Y)에는 열가소성수지 투명필름(22)상에 인쇄회로층(26)의 인쇄회로패턴(26a)이 형성되게 한다.
그후 인몰드 인쇄회로필름(20)에서는 도 2의 (b)에서와 같이, 인몰드용 인쇄회로필름(20)의 프레스 가공영역부(Y)에 인쇄형성된 인쇄회로패턴(26a)에 연이어 카본페이스트(cabon paste)를 이용하여 단자패턴(28)을 인쇄형성하여서 커넥터 단자부(32)를 마련한다.
그 다음에는, 도 2의 (c)에서와 같이, 프레스 가공영역부(Y)의 인쇄회로패턴(26a)상에는 100~250㎛두께의 내열성수지재 인서트사출 보호필름(30)을 접착형성하되, 단자패턴(28)은 노출되도록 형성한다.
인쇄회로패턴(26a)을 인서트 사출시의 고열로부터 보호하기 위해 덮는 인서트사출 보호필름(30)은 내열성을 갖는 PET(polyethylene terephthalate) 수지나 PC(PolyCarbonate) 수지, PU(Polyurethane) 수지중 하나를 사용하며, 고가이지만 내열성이 더 우수한 PI(poly imide)수지도 선택해서 사용할 수 있다.
인서트 사출 보호필름(30)을 인쇄회로패턴(26a) 위에 덮은 다음, 본 발명에서는 도 2의 (d)에서와 같이, 인몰드용 인쇄회로필름(20)을 인서트 사출금형(40)에 맞춤되고 입체 표면형성을 위해 열성형 영역부(X)를 부분 열성형하고 프레스 가공영역부(Y)에는 커넥터 단자부(32)가 인서트 사출금형(40)의 일측 계단부 상측에 위치하게 되도록 인몰드용 인쇄회로필름(20)을 프레스 절곡으로 계단형성한다.
본 발명에서 커넥터 단자부(32)가 있는 프레스 가공영역부(Y)에는 열성형을 하질 않는 이유는 프레스 절곡으로 옆으로 누워 있는 커넥터 단자부(32)를 인서트 사출성형을 수행한 다음 직립상태로 세울 수 있도록 하기 위함이다. 또 커넥터 단자부(32)를 프레스 절곡으로 계단부 상측에 위치시킴과 동시에 가장자리측으로 향해 옆으로 누워 있게 하는 것은 인서트 사출성형시에 커넥터 단자부(32) 특히 단자패턴(28)이 고온의 사출수지용융액에 닿지 않도록 하기 위함이다.
전기한 바와 같이 도 2의 (d)단계를 거치게 되면 열성형과 프레스 절곡으로 입체곡면 표면부를 갖는 인몰드용 인쇄회로필름(20)을 얻게 되며, 그 후에는 도 3의 (e)에서와 같이, 인서트 사출을 수행한다.
도 3을 참조하면, 열성형과 프레스 절곡으로 입체곡면 표면부를 갖는 인몰드용 인쇄회로필름(20)을 도 3의 (e)에서와 같이, 인서트 사출금형(40)에 투입하되 열성형 영역부(X)에 해당하는 인몰드용 인쇄회로필름(20)의 배면공간부에는 인서트 사출금형(40)의 캐비티(34)가 마련되고 프레스 가공영역부(Y)에 해당하는 인몰드회로필름(20)의 커넥터단자부(32)가 인서트 사출금형(40)의 상하금형(40a)(40b)의 밀착 구조와 인서트사출 보호필름(30)에 의해 보호되게 한 상태가 되게 한다.
이렇게 인몰드용 인쇄회로필름(20)을 인서트 사출금형(40)에 투입한 후 고온의 사출수지용융액을 금형주입구를 통해 인서트 사출금형(40)에 주입하여서 인서트 사출성형이 이루어져서 열성형 영역부(X)에 해당하는 인몰드회로필름(20)의 배면부에는 1~3mm두께의 인몰드 수지층(36)이 형성되게 하며, 이때 사출수지용용액은 인서트 사출금형(40)의 상하금형(40a)(40b)의 밀착 구조와 인서트사출 보호필름(30)의 보호에 의해서 인몰드용 인쇄회로필름(20)의 커넥터단자부(32) 및 단자패턴(28)에는 접근하지 못한다.
상기 사출수지용융액은 내열성 및 절연성 수지 재질로서 PC(PolyCarbonate)수지, ABS(acrylonitrile butadien styrene)수지, PMMA(Poly Methyl Methacrylate)수지가 양호하다.
인서트 사출성형시 인몰드용 인쇄회로필름(20)의 배면에 형성되는 인몰드 수지층(36)은 투광성 내지 투명성 수지재질로 형성되는 것이 바람직하며, 그 두께는 1~3mm이다.
인몰드 수지층(36)의 두께가 1mm 미만이면 금형캐비티 수지용융액의 흐르는 공간이 부족하여 인몰드 수지층(36) 형성에 있어 불량이 될 가능성이 있고, 만일 인몰드 수지층(36)의 두께가 3mm를 초과하면 인쇄회로층(28)에 주로 구비되는 정전용량형 터치센서부의 감지 작동에 불량이 생길 수 있다는데에, 그 범위의 임계적 의의가 있다.
도 3의 (e)와 함께 전술하였듯이 인몰드 수지층(36)이 형성되게 인서트 사출성형한 다음, 본 발명에서는 인서트 사출 성형물을 탈형 및 냉각함으로써 도 3의 (f)와 같이 커넥터단자부(32)가 옆으로 누워 있는 커넥터단자부 일체형 인몰드 전자회로 성형물(A)을 얻는다.
커넥터단자부 일체형 인몰드 전자회로 성형물(A)을 인서트 사출금형(40)에서 도 3의 (f)에서와 같이 탈형한 다음, 본 발명에서는 도 3의 (g)에서와 같이 커넥터단자부(32)를 직립되게 세우는 작업을 수행한다. 커넥터단자부(32)의 직립은 힘을 가해서 성취될 수 있으며 상대방 암 커넥터와의 연결성이 양호하게 된다.
또 그 후 본 발명에서는 도 3의 (g)에서와 같이, 직립으로 세워진 커넥터단자부(32)의 열가소성수지 투명필름(22)면에 보강 플레이트(38)를 부착 형성함으로써 커넥터단지부(32)가 인몰드 전자회로 성형물(A)의 측부에 견고히 직립 고정되도록 한다.
상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.
(2)-- 인쇄회로필름 (3)-- 제품성형물
(4)-- 터치센서부 (6)-- 인쇄회로패턴라인
(8)-- 플렉서블 인쇄회로 케이블 (10)-- 커넥터단자부
(20)-- 인몰드용 인쇄회로필름 (22)-- 열가소성수지 투명필름
(24)-- 그래픽인쇄층 (26)-- 인쇄회로층
(26a)-- 인쇄회로패턴 (28)-- 단자패턴
(30)-- 인서트사출 보호필름 (32)-- 커넥터단자부
(34)-- 캐비티 (36)-- 인몰드 수지층
(38)-- 보강플레이트 (40)-- 인서트 사출금형
(40a)-- 상형금형 (40b)-- 하형금형
(X)-- 열성형 영역부 (Y)-- 프레스 가공 영역부
(A)-- 커넥터단자부 일체형 인몰드 전자회로 성형물

Claims (2)

  1. 인쇄회로필름과 커넥터단자부가 제품성형물과 일체형으로 인서트 사출성형된 커넥터단자부 일체형 인몰드 전자회로 성형물의 제조방법에 있어서,
    투명성 및 내열성을 갖는 100~300㎛두께의 열가소성수지 투명필름(22)과 열가소성 투명필름(22) 배면상에 내표면 라벨링 부분인 5~15㎛두께의 그래픽인쇄층(24)과 도전성 잉크를 이용하여 5~35㎛두께의 인쇄회로층(26)을 차례로 형성하여 인몰드용 인쇄회로필름(20)을 마련하되 열성형 영역부(X)와 커넥터단자부 형성을 위한 프레스가공 영역부(Y)로 구분하며 프레스 가공영역부(Y)에는 열가소성수지 투명필름(22)상에 인쇄회로층(26)의 인쇄회로패턴(26a)이 형성되게 하는 제1 과정과,
    인몰드용 인쇄회로필름(20)의 프레스 가공영역부(Y)에 인쇄형성된 인쇄회로패턴(26a)에 연이어 카본페이스트를 이용하여 단자패턴(28)을 인쇄형성하여 커넥터 단자부(32)를 마련하는 제2 과정과,
    프레스 가공영역부(Y)의 인쇄회로패턴(26a)상에는 100~250㎛두께의 내열성수지재 인서트사출 보호필름(30)을 접착형성하는 제3 과정과,
    상기 제3과정을 거친 인몰드용 인쇄회로필름(20)을 인서트 사출금형(40)에 맞춤되고 입체 표면형성을 위해 열성형 영역부(X)를 부분 열성형하고 프레스 가공영역부(Y)에는 커넥터 단자부(32)가 인서트 사출금형(40)의 일측 계단부 상측에 위치하게 되도록 인몰드용 인쇄회로필름(20)을 프레스 절곡으로 계단형성하는 제4 과정과,
    열성형과 프레스 절곡으로 입체곡면 표면부를 갖는 인몰드용 인쇄회로필름(20)을 인서트 사출금형(40)에 투입하되 열성형 영역부(X)에 해당하는 인몰드용 인쇄회로필름(20)의 배면공간부에는 인서트 사출금형(40)의 캐비티(34)가 마련되고 프레스 가공영역부(Y)에 해당하는 인몰드회로필름(20)의 커넥터단자부(32)가 인서트 사출금형(40)의 상하금형(40a)(40b)의 밀착 구조와 인서트사출 보호필름(30)에 의해 보호되게 한 상태에서 사출수지용융액을 인서트 사출금형(40)에 주입하여 인서트 사출성형이 이루어져서 열성형 영역부(X)에 해당하는 인몰드회로필름(20)의 배면부에 1~3mm두께의 인몰드 수지층(36)이 형성되게 하는 제5 과정과,
    제5과정에서 성형된 커넥터단자부 일체형 인몰드 전자회로 성형물(A)을 인서트 사출금형(40)에서 탈형한 후 커넥터단자부(32)를 직립으로 세우는 제6 과정과,
    직립으로 세워진 커넥터단자부(32)의 열가소성수지 투명필름(22)면에 보강 플레이트(38)를 부착 형성하는 제7 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 커넥터단자부 일체형 인몰드 전자회로 성형물의 제조방법.
  2. 삭제
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