KR102344609B1

KR102344609B1 - 스마트 링의 제조방법

Info

Publication number: KR102344609B1
Application number: KR1020210109175A
Authority: KR
Inventors: 이병환; 최창우; 박경연
Original assignee: 주식회사 스카이랩스
Priority date: 2021-08-19
Filing date: 2021-08-19
Publication date: 2021-12-30

Abstract

본 발명은 스마트 링의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부품 조립 과정에서 발생되는 부품의 형상 변형을 최소화하여 가공 비용 및 전체적인 제조 비용을 줄일 수 있도록 함과 동시에 다양한 소자가 탑재된 PCB 조립체를 전체적으로 몰드처리함으로써 PCB 조립체를 외력으로부터 견고히 보호할 수 있을 뿐만 아니라 외부의 습기 역시 PCB 조립체로 침투되는 것을 방지하여 사용자가 스마트링을 손가락에 착용한 상태로 습기가 높은 다양한 환경에서 자유롭게 활동하더라도 습기에 의한 오작동 또는 고장 없이 안정적으로 사용가능한 스마트 링의 제조방법을 제공한다.

Description

스마트 링의 제조방법 {Manufacturing method for smart ring}

본 발명은 스마트 링의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부품 조립 과정에서 발생되는 부품의 형상 변형을 최소화하면서도 견고하며 다양한 환경에서 안정적으로 사용할 수 있도록 방수기능을 갖는 스마트 링의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 웨어러블 디바이스(wearable device)는 옷, 시계 또는 안경처럼 자유롭게 몸에 착용하고 다닐 수 있는 장치를 뜻하는 것으로, 이러한 웨어러블 디바이스에는 스마트 글래스, 스마트 워치 및 반지형 웨어러블 디바이스 등이 출시되어 사용되고 있다.

최근에는 손목에 차는 스마트 워치 이후로 손가락에 끼는 반지 형태로 이루어진 스마트 링에 대한 개발이 활발히 이루어지고 있는데, 그 기능으로는 헬스 케어(health care), 핑거 트래킹(finger tracking), 골전도 핸즈프리, NFC 결제 등 사용 목적에 따라 다양한 기능을 갖도록 개발되고 있다.

일례로, 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0091346호에는 반지형 웨어러블 기기가 게재되어 있는데, 그 주요 기술적 구성은 외측 링 부재; 상기 외측 링 부재의 내측에 분리 가능하게 삽입되는 내측 링 부재; 상기 외측 링 부재에 배치된 센서부; 상기 외측 링 부재에 배치되어 상기 센서부와 전기적으로 연결된 제어부; 및 상기 외측 링 부재의 외측을 감싸는 커버 부재를 포함하며, 상기 센서부는 상기 내측 링 부재의 두께에 대응하여 일정한 센싱 감도를 유지할 수 있도록 구성된 것에 기술적 특징이 있으나, 전체적인 부품 수가 많아 부품 사이의 결합이 어렵고, 결합과정에서 발생되는 부품 형상의 변형 등으로 인해 불량 발생 확률이 높다는 단점이 있다.

즉, 상기 종래기술은 외측 링 부재의 내측에 내측 링 부재를 결합시킨 후, 그 외측에 다시 커버 부재를 결합시켜야 하므로 부품 사이의 결합 공정이 복잡할 뿐만 아니라, 외측 링 부재와 내측 링 부재는 단순 결합턱과 결합홈 구조 또는 접착제를 이용한 접착 등에 의해 분리 가능한 형태로 결합되므로, 내측 링 부재는 커팅부가 형성되거나 두 개의 피스로 분리되어야 하는 등 부품들의 결합을 위해 추가적인 변형 또는 가공과정이 필수적으로 수반되어야 하므로 전체적인 생산성이 저하될 수 있는 문제점도 있다.

아울러 상기 종래기술에 의하면 내측 및 외측 링 부재와 커버 부재는 모두 개별적으로 제작되고 조립됨에 따라 이들 부재간 결합부위의 방수가 완벽하지 않으면 내부에 위치하는 회로부로 습기가 침투하게 되어 회로부의 오작동 및 고장의 원인이 된다.

따라서, 이러한 구조는 별도로 방수처리를 완벽하게 하지 않는 이상 예를 들어 사용자가 세수를 하거나 수영을 하는 경우에는 스마트 링을 손가락에서 분리해 놓는 것이 좋지만 이와 같이 스마트 링을 분리해 놓으면 분실 위험 역시 높은 문제점도 있다.

1. 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0091436호(2017. 08. 09. 공개)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 부품 조립 과정에서 발생되는 부품의 형상 변형 또는 가공 작업을 최소화하여 가공 비용 및 전체적인 제조 비용을 줄일 수 있도록 함과 동시에 부품 및 조립시 소요되는 시간을 최소화하여 생산성을 대폭 향상시킬 수 있도록 하는 스마트 링의 제조방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 다양한 기능을 수행하기 위해 다양한 소자가 탑재된 PCB 조립체를 외력으로 부터 견고하게 보호할 수 있을 뿐만 아니라 PCB 조립체로 습기가 침투하는 것을 방지하도록 방수 기능을 구비하여 습기가 높은 다양한 환경에서도 안정적으로 사용할 수 있는 스마트 링의 제조방법을 제공함에 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은,
사용자가 손가락에 끼우는 방식에 착용할 수 있는 스마트 링의 제조방법에 있어서, 전원 및 신호 전송을 위한 패턴이 형성되는 PCB에 감시 정보를 감지하기 위한 센서부가 탑재된 PCB 조립체를 준비하는 제1 단계; 상기 PCB 조립체의 외측면을 감싸도록 EVA 수지와 접착수지가 혼합된 혼합수지에 칼라색소가 가미된 글루를 주입해 제1 몰드를 형성하는 제2 단계; 상기 PCB 조립체의 내측면을 감싸도록 EVA 수지와 접착수지가 혼합된 혼합수지에 칼라색소가 가미된 글루를 주입해 제2 몰드를 형성하는 제3 단계; 상기 PCB 조립체의 내측면에 위치하는 센서부를 감싸도록 EVA 수지와 접착수지가 혼합된 투명 혼합수지로 이루어지는 글루를 주입해 제3 몰드를 형성하는 제4 단계; 및 상기 제4 단계를 통해 PCB 조립체를 전체적으로 감싸는 몰드가 형성된 링 형상의 몰드 성형물에 금속 재질의 케이스를 장착하는 제5 단계;를 포함하되, 상기 제2 단계에서는, 1차 지그에 상기 PCB 조립체를 링 형태로 지지하고 성형홈을 갖는 한 쌍의 제1 성형 블럭을 PCB 조립체 방향으로 근접시켜 PCB 조립체의 외측면을 감싸는 제1 성형 공간을 확보하고, 상기 제1 성형 공간에 가열 용융된 글루를 주입하고 상기 제1 성형 블럭을 PCB 조립체 방향으로 압축한 상태에서 제1 압축커버를 하강시켜 상기 제1 성형 공간으로 가압한 상태로 제1 성형 공간의 글루를 경화하여 제1 몰드를 형성하고, 상기 제3 단계에서는, 상기 제2 단계를 통해 PCB 조립체의 외측면을 감싸도록 제1 몰드가 형성된 1차 성형물을 2차 지그에 지지하고 상기 PCB 조립체의 센서부에 마스킹 블록을 장착하고 제2 성형 블록을 끼워 제2 성형 공간을 확보하고, 상기 제2 성형 공간에 가열 용융된 글루를 주입하고 제2 압축커버를 하강시켜 상기 제2 성형 공간으로 가압한 상태로 제2 성형 공간의 글루를 경화하여 제2 몰드를 형성하며, 상기 제4 단계에서는, 상기 제3 단계를 통해 PCB 조립체의 내측면을 감싸도록 제2 몰드가 형성된 2차 성형물이 2차 지그에 지지된 상태에서 상기 PCB 조립체의 센서부에 장착된 마스킹 블록을 제거하고 제2 성형 블록을 다시 끼워 제3 성형 공간을 확보하고, 상기 제3 성형 공간에 가열 용융된 글루를 주입하고 제2 압축커버를 재 하강시켜 상기 제3 성형 공간으로 가압한 상태로 제3 성형 공간의 글루를 경화하여 제3 몰드를 형성하는 것을 특징으로 한다.

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이때, 상기 제5 단계에서는 상기 몰드 성형물의 외관을 형성하도록 외관 케이스를 장착하고, 상기 몰드 성형물의 상하 양단의 테두리를 감싸도록 탑 커버를 결합하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 부품 조립 과정에서 발생되는 부품의 형상 변형 또는 가공 작업을 최소화하여 가공 비용 및 전체적인 제조 비용을 줄일 수 있도록 함과 동시에 부품 및 조립시 소요되는 시간을 최소화하여 생산성 및 양산성을 대폭 향상시킬 수 있는 뛰어난 효과를 갖는다.

또한, 본 발명에 따르면 다양한 기능을 수행한 소자들이 탑재된 PCB 조립체를 전체적으로 몰드 처리함으로써 PCB 조립체를 외력으로부터 견고히 보호할 수 있을 뿐만 아니라 외부의 습기 역시 PCB 조립체로 침투하는 것을 방지하여 사용자가 스마트링을 손가락에 착용한 상태로 습기가 높은 다양한 환경에서 자유롭게 활동하더라도 습기에 의한 오작동 또는 고장 없이 안정적으로 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 스마트 링을 나타낸 사시도이다.
도 2는 발명에 따른 스마트 링의 제조 과정을 순차적으로 나타낸 주요 공정 흐름도이다.
도 3의 (a) 내지 (f)는 발명에 따른 스마트 링의 제1 몰드 형성 과정을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 4의 (a) 내지 (e)는 발명에 따른 스마트 링의 제2 몰드 형성 과정을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 5의 (a) 내지 (c)는 발명에 따른 스마트 링의 제3 몰드 형성 과정을 순차적으로 도시한 도면이다.
도 6의 (a) 내지 (b)는 발명에 따른 스마트 링의 케이스 장착 과정을 설명하기 위해 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 스마트 링의 제조방법을 첨부한 도면을 참고로 상세히 설명한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 스마트 링의 부품 조립 과정에서 발생되는 부품의 형상 변형을 최소화하여 가공 비용 및 전체적인 제조 비용을 줄일 수 있도록 함과 동시에 부품 및 조립시 소요되는 시간을 최소화하여 생산성을 대폭 향상시킬 수 있도록 하는 스마트 링의 제조방법에 관한 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 스마트 링(100)은 사용자가 손가락에 끼우는 방식에 착용할 수 있는 링 형상으로 이루어질 수 있다.

이러한 본 발명의 스마트 링(100)은 도 2 내지 도 6을 참고하면 다양한 기능을 수행하기 위해 다양한 소자가 탑재된 링 형태의 PCB 조립체(110)와, 상기 PCB 조립체(110)를 전체적으로 감싸는 몰드(120)와, 상기 몰드(120)의 외측을 감싸는 케이스(130)를 포함할 수 있다.

이하 본 발명에 따른 스마트 링의 각부 구성을 구체적으로 설명한다.

우선 상기 PCB 조립체(110)는 스마트 링(100)이 다양한 기능을 수행할 수 있도록 PCB(111)에 센서부(112)가 탑재되는 것으로, 상기 센서부(112)는 스마트 링(100)의 사용 목적에 따라 다양한 정보를 감지하기 위한 하나 이상의 센서들로 구성될 수 있다.

상기 PCB(111)는 전원 및 신호 전송을 위한 다양한 패턴이 형성되며, 감시 정보를 감지하기 위한 하나 이상의 센서로 이루어지는 센서부(112) 이외에도 구동전원을 공급하는 배터리(113)가 탑재될 수 있다.

이때, 상기 PCB(PRINTED CIRCUIT BOARD)(111)는 링(Ring) 형태로 구부러질 수 있도록 플렉시블(flexible)한 재질로 이루어지는 FPCB(FLEXIBLE PCB)로 구성함이 바람직하며, 배터리(113) 역시 플렉시블(flexible)한 구조인 것을 사용할 수 있다.

특히, 상기 PCB(111)는 사용자의 손가락이 관통할 수 있는 관통부가 형성되도록 링 형상으로 구부리거나 또는 성형한 경우 관통부 내측면에 감지정보 수집을 위한 센서부(112)가 위치하도록 한다.

이와 같은 PCB 조립체(110)는 사용자의 손가락에 착용할 수 있도록 링 형상으로 이루어지는 것으로 PCB 조립체(110)에 구비되는 센서부(112)의 감지 정보 또는 각종 상태 등의 표시 정보를 사용자가 육안으로 확인할 수 있는 LCD 등의 디스플레이부(미도시됨)가 PCB(111)의 외측면에 탑재될 수 있다.

한편, 상기 PCB 조립체(110)는 링 형상으로 이루어지지만 센서 등 각종 소자가 내측 및 외측으로 노출됨에 따라 외부의 물리적 충격(외력)에 취약할 뿐만 아니라 부상의 위험으로 사용자가 손가락에 그대로 착용할 수 없다.

이에 상기 PCB 조립체(110)를 전체적으로 감싸도록 몰드(120)가 형성되며, 이러한 몰드(120)는 후술하는 도 2 내지 도 6의 제조 과정에서와 같이 PCB 조립체(110)의 주요 외측면을 감싸는 제1 몰드(121)와, PCB 조립체(110)의 주요 내측면을 감싸는 제2 몰드(122)로 이루어진다.

물론, 상기 제2 몰드(122)는 PCB 조립체(110)의 센서부(112)를 제외한 부분만을 형성하고, 해당 센서부(112)에만 제3 몰드(123)를 추가적으로 형성할 수 있다.

아울러, 상기 제1 내지 제3 몰드(121,122,123)를 형성시에는 상기 PCB 조립체(110)의 상하 테두리에도 몰드(120)를 함께 형성함도 가능하다.

이와 같이 PCB 조립체(110)를 전체적으로 감싸도록 몰드(120)를 형성하면 외력에 의한 PCB 조립체(110)의 파손을 방지함은 물론 수분이 PCB 조립체(110)로 침투되는 것도 방지할 수 있으며 PCB 조립체(110)의 내측에 별도의 커버체를 장착하지 않아도 되므로 스마트 링(100)의 부속을 줄일 수 있다.

이러한 몰드(120)를 형성하기 위해서는 글루(GLUE)를 용용시켜 PCB 조립체(110)를 감싼 후 경화시켜 형성하며, 열가열성수지인 핫멜트(hot melt)를 사용할 수 있다.

상기 글루(GLUE)의 일 예로 EVA수지와 접착수지가 혼합된 혼합수지를 사용할 수 있으며, 이 경우 지그에 PCB 조립체(110)를 장착한 상태에서 상기 혼합수지를 설정온도인 130 ~ 180℃로 가열 및 용융시켜 PCB 조립체(110)를 감싸도록 주입하고 경화시킴으로서 몰드(120)를 완성한다.

물론, 상기 몰드(120)의 성형을 위해 사용하는 글루(GLUE)는 다양한 칼라 색소가 가미하여 PCB 조립체(110)의 내부 부속을 외부에서 확인할 수 없도록 할 수 있으며, 센서부(112)는 정보 감지의 오류를 방지하기 위해 칼라색소가 가미되지 않은 투명수지를 사용함이 바람직하다.

따라서, 상기 몰드(120)를 순차적으로 형성시 제1 및 제2 몰드(121,122)는 칼라수지로 형성하고, 제3 몰드(123)는 투명수지로 형성할 수 있다.

이 경우 PCB 조립체(110)의 PCB(111) 외측면에 사용자가 육안으로 표시정보를 확인할 수 있는 디스플레이부(미도시됨)가 탑재된 경우에는 표시정보를 확인가능하도록 반투명수지로 제1 몰드(121)를 형성함이 바람직하다.

한편, 상기 PCB 조립체(110)에 몰드(120)가 형성된 링 형상의 몰드 성형물(101)는 케이스(130)에 장착된다. 이러한 케이스(130)는 링 형상의 몰드 성형물(101)의 외측면을 감싸도록 원통 형상으로 이루어지는 외관 케이스(131)와, 상기 링 형상의 몰드성형물(101)의 테두리를 감싸는 탑 커버(132)로 이루어진다.

이러한 외관 케이스(131)와 탑 커버(132)는 내측면에 에폭시(epoxy)를 포함하는 접착제를 도포하여 몰드 성형물(101)과 결합할 수 있다.

물론, 상기 탑 커버(132)는 외관 케이스(131)에 나사 결합식으로 고정할 수도 있다.

이러한 외관 케이스(131)와 탑 커버(132)는 금속재로 이루어짐이 바람직하며, PCB 조립체(110)의 디스플레이부를 사용자가 확인 가능하도록 윈도우(window) 역할을 하는 표시창(미도시됨)을 더 형성함이 바람직하다. 이 경우 표시창은 디스플레이부의 형상 및 개수에 따라 다양하게 형성할 수 있다.

이하 도 2 내지 도 6을 참고로 발명에 따른 스마트 링의 제조 과정을 상세히 설명한다.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 스마트 링(100)을 제조하는 방법으로, 그 구성은 도 2에 나타낸 바와 같이, PCB 조립체 준비 단계(S10), 제1 몰드 형성 단계(S20), 제2 몰드 형성 단계(S30), 제3 몰드 형성 단계(S40) 및 케이스 장착단계(S50)를 포함할 수 있다.

먼저, 상기 PCB 조립체 준비단계(S10)는 전원 및 신호 전송을 위한 다양한 패턴이 형성되는 PCB(111)에 감시 정보를 감지하기 위한 하나 이상의 센서로 이루어지는 센서부(112)와 구동전원을 공급하는 배터리(113)가 탑재된 PCB 조립체(110)를 준비하는 단계로서, 링 형태로 구부러진 형태로 이루어진다.

물론, 상기 PCB 조립체(110)는 일자로 펴진 상태로 준비하여 후술하는 제1 몰드 형성 단계(S20)에서 1차 지그(10)에 링 형상으로 구부려 장착할 수도 있다.

이때, 상기 PCB 조립체(110)는 링 형상으로 이루어지는 경우 내측면에 센서부(112)가 위치하도록 한다.

다음으로 상기 제1 몰드 형성 단계(S20)는 PCB 조립체(110)의 주요 외측면을 감싸도록 제1 몰드(121)를 형성하는 단계로서 이하에서 도 3을 참고로 구체적으로 설명한다.

우선 도 3의 (a)에서와 같이 중앙에 지지돌부(11)가 형성되고 양측에 가이드(12)가 형성되는 1차 지그(10)에 상기 PCB 조립체(110)를 링 형태로 지지한다.

이때, 1차 지그(10)의 지지돌부(11)를 감싸는 형태로 PCB 조립체(110)를 링 형태로 지지한다.

그리고, 도 3의 (b)에서와 같이 성형홈(13a)을 갖는 한쌍의 제1 성형 블럭(13)을 가이드(12)를 따라 PCB 조립체(110) 방향으로 근접시켜 PCB 조립체(110)의 외측면을 감싸는 제1 몰드(121)를 형성하기 위한 제1 성형 공간(S1)을 확보하고, 도 3의 (c)에서와 같이 제1 성형 공간(S1)을 덮도록 상기 1차 지그(10)의 지지돌부(11)에 마감 커버(14)를 장착하고 상기 제1 성형 공간(S1)에 가열 용용된 글루를 주입한다.

이때, 글루는 투명수지도 가능하나 외부에서 PCB 조립체(110)의 구조를 육안으로 확인하기 어렵도록 칼라 색소가 가미된 칼라 수지를 사용함이 바람직하다.

다음으로 도 3의 (d)에서와 같이 한쌍의 제1 성형 블럭(13)을 PCB 조립체(110) 방향으로 밀어 압축한 상태에서 도 3의 (e)에서와 같이 상기 1차 지그(10)의 지지돌부(11)에 상하 방향으로 형성되는 가이드공(11a)으로 안내되는 가이드돌기(15a)가 하부에 형성되며 상기 제1 성형 공간(S1)으로 가압하는 제1 압축커버(15)를 하강시켜 가압한 상태로 경화한다.

이때, 상기 제1 압축커버(15)는 하단 가장자리가 상기 한쌍의 제1 성형 블럭(13)의 성형홈(13a) 상단 가장자리에 밀착되도록 가압하여 글루를 경화하며, 제1 압축커버(15)를 1차 지그(10) 방향으로 하강시키는 경우 헛도는 것을 방지하도록 상기 가이드공(11a)과 가이드돌기(15a)는 단면이 다각형(예를 들어 사각형)으로 이루어짐이 바람직하다.

이와 같이 한쌍의 제1 성형 블럭(13)을 PCB 조립체(110) 방향으로 밀어 압축하면서 제1 압축커버(15)를 하강시켜 가압하게 되면 PCB 조립체(110)의 PCB(111)와 소자들 사이의 틈새로도 글루가 유입되어 채워줌으로써 수분이 PCB(111)와 소자들 사이에 침투되는 것을 막을 수 있다.

그리고, 상기 도 3의 (a) 내지 (e)의 과정을 거치며 PCB 조립체(110)의 주요 외측면을 감싸도록 제1 몰드(121)를 형성한 후에는 제1 압축커버(15)와 제1 성형 블럭(13)를 분리하여 도 3의 (f)에서와 같이 1차 성형물(101a)을 얻게 된다.

그리고, 상기 제2 몰드 형성 단계(S30)는 1차 성형물(101a)을 이루는 PCB 조립체(110)의 주요 내측면을 감싸도록 제2 몰드(122)를 형성하는 단계로서, 이하에서 도 4를 참고로 구체적으로 설명한다.

우선 상기 제1 몰드 형성 단계(S20)를 통해 성형된 1차 성형물(101a)은 도 4의 (a)에서와 같이 중앙에 지지홈부(21)가 형성되는 2차 지그(20)에 지지한다.

그리고, 2차 지그(20)의 지지홈부(21)에 삽입되는 형태로 1차 성형물(101a)을 링 형태로 지지한다.

이때, 상기 PCB 조립체(110)의 주요 내측면이 노출된 구조로서 센서부(112) 역시 노출된 상태이다.

이후 도 4의 (b)에서와 같이 센서부(112)에 마스킹 블록(22)을 장착하여 글루의 유입을 차단하고, 도 4의 (c)에서와 같이 상기 지지홈부(21)에 제2 성형 블록(23)을 끼워 PCB 조립체(110)의 내측면을 감싸는 제2 몰드(122)를 형성하기 위한 제2 성형 공간(S2)을 확보하고, 상기 제2 성형 공간(S2)에 가열 용용된 글루를 주입한다.

이때, 글루는 외부에서 PCB 조립체(110)의 구조를 알 수 없도록 칼라색소가 가미된 수지를 사용함이 바람직하다.

다음으로 도 4의 (d)에서와 같이 상기 2차 지그(20)의 지지홈부(21)에 장착된 제2 성형 블록(23) 중앙에 상하 방향으로 형성되는 가이드공(23a)으로 안내되는 가이드돌기가 하부에 형성되며 상기 제2 성형 블록(23)을 가압하는 제2 압축커버(24)를 하강시켜 가압한 상태로 경화한다.

이때, 상기 제2 압축커버(24)는 제1 압축커버(15)와 동일한 형상으로 이루어진다.

상기 도 4의 (a) 내지 (d)의 과정을 거치며 1차 성형물(101a)의 내측면을 감싸도록 제2 몰드(122)를 형성하면 도 4의 (e)에서와 같은 2차 성형물(101b)이 완성된다.

이때, 상기 2차 성형물(101b)은 마스킹 블록(22)을 제거시 PCB 조립체(110)의 센서부(112)가 노출되는 제3 성형 공간(S3)이 형성된다.

한편, 상기 제3 몰드 형성 단계(S40)는 PCB 조립체(110)의 센서부(112)를 감싸도록 2차 성형물(101b)의 제3 성형 공간(S3)에 제3 몰드(123)를 형성하는 단계로서, 이하에서 도 5를 참고로 구체적으로 설명한다.

우선 도 5의 (a)에서와 같이 상기 제2 몰드 형성 단계(S30)를 통해 성형된 2차 성형물(101b)은 도 5의 (a)에서와 같이 중앙에 지지홈부(21)가 형성되는 2차 지그(20)에 지지된 상태를 그대로 유지하며 마스킹 블록(22)을 제거하여 센서부(112)를 노출시킨 상태에서 제2 성형 블록(23)을 재 장착하여 제3 성형 공간(S3)을 확보하며, 상기 제3 성형 공간(S3)에 가열 용용된 글루를 주입한다.

이때, 글루는 칼라색소가 가미되지 않은 투명수지를 사용함이 바람직하다. 이는 센서부(112)를 구성하는 센서들의 오작동을 방지하기 위함이다.

다음으로 도 5의 (b)에서와 같이 상기 2차 지그(20)의 지지홈부(21)에 장착된 제2 성형 블록(23) 중앙에 제2 압축커버(24)를 하강시켜 재 가압한 상태로 경화시켜 제3 몰드(123)를 형성하면 도 5의 (c)에서와 같은 3차 과정을 거침으로서 PCB 조립체(110)를 전체적으로 감싸는 몰드(120)가 형성된 링 형상의 몰드 성형물(101)이 완성된다.

그리고, 상기 케이스 장착 단계(S50)는 링 형상의 몰드 성형물(101)에 케이스(130)를 장착하는 단계로서, 이하에서 도 6을 참고로 구체적으로 설명한다.

우선 도 6의 (a)에서와 같이 외관 케이스(131)를 몰드 성형물(101)의 외관을 형성하도록 장착하고, 이후 도 6의 (b)에서와 같이 몰드 성형물(101)의 상하 양단의 테두리를 감싸도록 탑 커버(132)를 결합함으로써 완성할 수 있다.

이 경우 상기 외관 케이스(131)와 탑 커버(132) 내측면에 에폭시(epoxy)를 포함하는 접착제를 도포하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

이와 같은 케이스(130)는 PCB 조립체(110)를 전체적으로 감싸는 몰드(120)의 외측을 감싸 외부의 물리적 충격으로부터 PCB 조립체(110) 및 몰드(120)의 파손을 방지하고 몰드(120) 표면의 스크래치 발생을 억제한다.

위에서 설명한 스마트 링의 제조방법을 정리하면, 전원 및 신호 전송을 위한 패턴이 형성되는 PCB(111)에 감시 정보를 감지하기 위한 센서부(112)가 탑재된 PCB 조립체(110)를 준비하는 제1 단계와, 상기 PCB 조립체(110)의 외측면을 감싸도록 글루를 주입해 제1 몰드(121)를 형성하는 제2 단계와 상기 PCB 조립체(110)의 내측면을 감싸도록 글루를 주입해 제2 몰드(122)를 형성하는 제3 단계 및 상기 PCB 조립체(110)의 내측면에 위치하는 센서부(112)를 감싸도록 글루를 주입해 제3 몰드(123)를 형성하는 제4 단계로 이루어 질 수 있다.

여기서, 상기 제2 단계는, 1차 지그(10)에 상기 PCB 조립체(110)를 링 형태로 지지하고 성형홈(13a)을 갖는 한쌍의 제1 성형 블럭(13)을 PCB 조립체(110) 방향으로 근접시켜 PCB 조립체(110)의 외측면을 감싸는 제1 성형 공간(S1)을 확보하고, 상기 제1 성형 공간(S1)에 가열 용용된 글루를 주입하고 상기 제1 성형 블럭(13)을 PCB 조립체(110) 방향으로 압축한 상태에서 제1 압축커버(15)를 하강시켜 상기 제1 성형 공간(S1)으로 가압한 상태로 제1 성형 공간(S1)의 글루를 경화하여 제1 몰드(121)를 형성하는 단계로 이루어진다.

그리고, 상기 제3 단계는, 상기 제2 단계를 통해 PCB 조립체(110)의 외측면을 감싸도록 제1 몰드(121)가 형성된 1차 성형물(101a)을 2차 지그(20)에 지지하고 상기 PCB 조립체(110)의 센서부(112)에 마스킹 블록(22)을 장착하고 제2 성형 블록(23)을 끼워 제2 성형 공간(S2)을 확보하고, 상기 제2 성형 공간(S2)에 가열 용용된 글루를 주입하고 제2 압축커버(24)를 하강시켜 상기 제2 성형 공간(S2)으로 가압한 상태로 제2 성형 공간(S2)의 글루를 경화하여 제2 몰드(122)를 형성하는 단계로 이루어진다.

또한, 상기 제4 단계는, 상기 제3 단계를 통해 PCB 조립체(110)의 내측면을 감싸도록 제2 몰드(122)가 형성된 2차 성형물(101b)이 2차 지그(20)에 지지된 상태에서 상기 PCB 조립체(110)의 센서부(112)에 장착된 마스킹 블록(22)을 제거하고 제2 성형 블록(23)을 다시 끼워 제3 성형 공간(S3)을 확보하고, 상기 제3 성형 공간(S3)에 가열 용용된 글루를 주입하고 제2 압축커버(24)를 재 하강시켜 상기 제3 성형 공간(S3)으로 가압한 상태로 제3 성형 공간(S3)의 글루를 경화하여 제3 몰드(123)를 형성하는 단계로 이루어진다.

그리고, 상기 제4 단계를 통해 PCB 조립(110)체를 전체적으로 감싸는 몰드(120)가 형성된 링 형상의 몰드 성형물(101)에 케이스를 장착하는 제5 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제5 단계는 상기 몰드 성형물(101)의 외관을 형성하도록 외관 케이스(131)를 장착하고, 상기 몰드 성형물(101)의 상하 양단의 테두리를 감싸도록 탑 커버(132)를 결합하는 것으로 이루어진다.

따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 스마트 링의 제조방법에 의하면, 부품 조립 과정에서 발생되는 부품의 형상 변형 또는 가공 작업을 최소화하여 가공 비용 및 전체적인 제조 비용을 줄일 수 있도록 함과 동시에 PCB 조립체(110)를 전체적으로 감싸도록 몰드(120)를 형성함으로써 방수 기능을 대폭 향상시킬 수 있고 내구성도 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 제품 사용과정에서 기능성 및 신뢰성이 저하되는 것을 최소화할 수 있는 등의 다양한 장점을 갖는 것이다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형 가능한 것으로, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 1차 지그 20: 2차 지그
100 : 스마트 링 110: PCB 조립체
111: PCB 112: 센서부
113: 배터리 120: 몰드
121: 제1 몰드 122: 제2 몰드
123: 제3 몰드 130: 케이스
131: 외관 케이스 132: 탑 커버
S10: PCB 조립체 준비 단계 S20: 제1 몰드 형성 단계
S30: 제2 몰드 형성 단계 S40: 제3 몰드 형성 단계
S50: 케이스 장착단계

Claims

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사용자가 손가락에 끼우는 방식에 착용할 수 있는 스마트 링의 제조방법에 있어서,
전원 및 신호 전송을 위한 패턴이 형성되는 PCB에 감시 정보를 감지하기 위한 센서부가 탑재된 PCB 조립체를 준비하는 제1 단계;
상기 PCB 조립체의 외측면을 감싸도록 EVA 수지와 접착수지가 혼합된 혼합수지에 칼라색소가 가미된 글루를 주입해 제1 몰드를 형성하는 제2 단계;
상기 PCB 조립체의 내측면을 감싸도록 EVA 수지와 접착수지가 혼합된 혼합수지에 칼라색소가 가미된 글루를 주입해 제2 몰드를 형성하는 제3 단계;
상기 PCB 조립체의 내측면에 위치하는 센서부를 감싸도록 EVA 수지와 접착수지가 혼합된 투명 혼합수지로 이루어지는 글루를 주입해 제3 몰드를 형성하는 제4 단계; 및
상기 제4 단계를 통해 PCB 조립체를 전체적으로 감싸는 몰드가 형성된 링 형상의 몰드 성형물에 금속 재질의 케이스를 장착하는 제5 단계;를 포함하되,
상기 제2 단계에서는, 1차 지그에 상기 PCB 조립체를 링 형태로 지지하고 성형홈을 갖는 한 쌍의 제1 성형 블럭을 PCB 조립체 방향으로 근접시켜 PCB 조립체의 외측면을 감싸는 제1 성형 공간을 확보하고, 상기 제1 성형 공간에 가열 용융된 글루를 주입하고 상기 제1 성형 블럭을 PCB 조립체 방향으로 압축한 상태에서 제1 압축커버를 하강시켜 상기 제1 성형 공간으로 가압한 상태로 제1 성형 공간의 글루를 경화하여 제1 몰드를 형성하고,
상기 제3 단계에서는, 상기 제2 단계를 통해 PCB 조립체의 외측면을 감싸도록 제1 몰드가 형성된 1차 성형물을 2차 지그에 지지하고 상기 PCB 조립체의 센서부에 마스킹 블록을 장착하고 제2 성형 블록을 끼워 제2 성형 공간을 확보하고, 상기 제2 성형 공간에 가열 용융된 글루를 주입하고 제2 압축커버를 하강시켜 상기 제2 성형 공간으로 가압한 상태로 제2 성형 공간의 글루를 경화하여 제2 몰드를 형성하며,
상기 제4 단계에서는, 상기 제3 단계를 통해 PCB 조립체의 내측면을 감싸도록 제2 몰드가 형성된 2차 성형물이 2차 지그에 지지된 상태에서 상기 PCB 조립체의 센서부에 장착된 마스킹 블록을 제거하고 제2 성형 블록을 다시 끼워 제3 성형 공간을 확보하고, 상기 제3 성형 공간에 가열 용융된 글루를 주입하고 제2 압축커버를 재 하강시켜 상기 제3 성형 공간으로 가압한 상태로 제3 성형 공간의 글루를 경화하여 제3 몰드를 형성하는 것을 특징으로 하는 스마트 링의 제조방법.
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제 6항에 있어서,
상기 제5 단계에서는 상기 몰드 성형물의 외관을 형성하도록 외관 케이스를 장착하고, 상기 몰드 성형물의 상하 양단의 테두리를 감싸도록 탑 커버를 결합하는 것을 특징으로 하는 스마트 링의 제조방법.