KR102663437B1 - In-mold electrronics for improving reliability of pin header terminal connector - Google Patents
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Abstract
본 발명은 핀헤더의 단자연결부를 갖는 인몰드 전자장치에 있어서, 인몰드 전자회로 소자가 실장되며 전면 인쇄회로패턴이 형성된 내측 회로부품 실장부 필름과 단자용 핀헤더가 장착되며 인몰드 전자회로의 단자연결용 배면 인쇄회로패턴이 형성된 내측 단자연결부 필름을 별도로 구비하며, 내측 회로부품실장부 필름의 전면 인쇄회로패턴과 내측 단자연결부 필름의 배면 인쇄회로패턴을 중첩시킨 중첩부에서 전면 인쇄회로패턴과 단자연결용 배면 인쇄회로패턴이 상호 대면하고 전도성 접착제로 전기적 회로접속 및 접착되게 하여 단자연결부를 갖는 내측 합체필름을 구성하고, 배면상에 그래픽 및 터치센서 인쇄회로패턴이 인쇄형성된 표면측 외피필름과 단자연결부를 갖는 내측 합체필름 사이에 사출성형에 의해 사출수지층이 형성된 콘트롤판넬을 구성하되, 내측 합체필름중 외부로 노출된 내측 단자연결부 필름의 배면 인쇄회로패턴 및 장착 핀헤더를 보호를 위해 내측 단자연결부 필름의 배면 인쇄회로패턴의 외부노출 및 핀헤더 장착영역에 에폭시수지에 의해 포팅된 에폭시 포팅부가 형성되게 구성함으로써 핀헤더 단자연결부의 신뢰성 향상시킨다. The present invention relates to an in-mold electronic device having a terminal connection portion of a pin header, in which an in-mold electronic circuit element is mounted, an inner circuit component mounting film on which a front printed circuit pattern is formed, and a pin header for a terminal are mounted, and the in-mold electronic circuit element is mounted. An inner terminal connection film with a back printed circuit pattern for terminal connection is provided separately, and the front printed circuit pattern of the inner circuit component mounting film and the back printed circuit pattern of the inner terminal connection film are overlapped in the overlapping part. The back printed circuit patterns for terminal connection face each other and are electrically connected and bonded with a conductive adhesive to form an inner composite film with a terminal connection portion, and a surface outer shell film with graphic and touch sensor printed circuit patterns printed on the back side. It constitutes a control panel in which an injection resin layer is formed by injection molding between the inner composite film having terminal connection portions, and among the inner composite films, the inner terminal connection film is exposed to the outside to protect the printed circuit pattern on the back of the film and the mounting pin header. The reliability of the pin header terminal connection part is improved by forming an epoxy potting part potted with epoxy resin in the external exposure of the printed circuit pattern on the back of the connection film and the pin header mounting area.
Description
본 발명은 인몰드 전자장치에 관한 것으로, 특히 인몰드 전자장치에서 단자연결부의 강도강화 및 방수성 확보가 가능케 하는 핀헤더 단자연결부의 신뢰성 향상을 위한 인몰드 전자장치에 관한 것이다. The present invention relates to an in-mold electronic device, and particularly to an in-mold electronic device for improving the reliability of a pin header terminal connection part, which enables strengthening of the terminal connection part and ensuring waterproofness in the in-mold electronic device.
요즈음 인몰드 전자장치(In-mold Electronics)는 대규모로 도입되는 그 중심에 서 있다. 인몰드 전자장치는 인쇄된 장식에 전자회로를 열성형과 몰딩으로 통합한 장치로서, 전자회로가 내장된 입체모양의 물체로 구현된다. Nowadays, in-mold electronics are at the center of large-scale adoption. In-mold electronic devices are devices that integrate electronic circuits into printed decorations through thermoforming and molding, and are implemented as three-dimensional objects with built-in electronic circuits.
현재 인몰드 전자장치가 접근 가능한 최대 규모의 시장은 주로 자동차 인테리어와 가전제품용 터치패드 분야가 될 수 있으며, 인몰드 전자장치에 관련된 기술은 향후 수년 내지 십수년간 지속 성장할 것으로 예상된다.Currently, the largest markets accessible to in-mold electronics may be mainly automotive interiors and touchpads for home appliances, and technologies related to in-mold electronics are expected to continue to grow over the next few years to decades.
이러한 전자회로가 내장된 입체형상의 인몰드 전자장치를 구현함에 있어서는 회로소자를 실장한 필름(인쇄회로 필름이나 플렉시블 회로소자필름 등)과 전기접속을 위한 단자 간의 연결 구성이 반드시 필요하다. In implementing such a three-dimensional in-mold electronic device with a built-in electronic circuit, it is necessary to establish a connection between the film on which the circuit elements are mounted (printed circuit film, flexible circuit element film, etc.) and the terminal for electrical connection.
회로소자 실장 필름에 전기접속을 위한 단자를 연결하는 구성의 일 예로는 아래 선행기술문헌란에 언급된 미국등록특허 제9801286호가 있다(특허문헌 1). 특허문헌 1은 후면필름에 개구부를 만들어 가요성 인쇄회로케이블(FPC)를 접착하여서 회로를 연결하는 기술을 개시하고 있다. 하지만 특허문헌 1의 종래기술은 연결부의 강도가 저하되고 기밀성도 저하되는 단점이 있다. An example of a configuration for connecting a terminal for electrical connection to a circuit element mounting film is U.S. Patent No. 9801286, mentioned in the prior art literature section below (Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a technology for connecting circuits by creating an opening in the back film and attaching a flexible printed circuit cable (FPC) to it. However, the prior art of Patent Document 1 has the disadvantage that the strength of the connection part is reduced and the airtightness is also reduced.
또 회로소자 실장 필름에 전기접속을 위한 단자를 연결하는 구성의 다른 일예로는 아래 선행기술문헌란에 함께 언급된 미국공개특허 제2019/287892호가 있다(특허문헌 2). 특허문헌 2는 단자핀이 후면필름을 관통되게 만든 후 절곡 및 접착되게 하고, 또 회로 연결 또는 필름 말단부 측면으로 절곡되는 단자를 통하여 전후면 회로를 연결하는 기술을 개시하고 있다. 하지만 특허문헌 2의 종래기술 역시도 후면필름 관통부의 강도가 저하되는 단점이 있으며, 측면단자 연결부의 기밀성이 저하되는 단점이 있다. Another example of a configuration for connecting a terminal for electrical connection to a circuit element mounting film is U.S. Patent Publication No. 2019/287892, which is also mentioned in the prior art document section below (Patent Document 2). Patent Document 2 discloses a technology of making terminal pins penetrate the rear film and then bending and adhering them, and connecting the front and rear circuits through circuit connections or terminals that are bent to the side of the distal end of the film. However, the prior art of Patent Document 2 also has the disadvantage of lowering the strength of the rear film penetrating portion and lowering the airtightness of the side terminal connection portion.
따라서 본 발명의 목적은 인몰드 전자장치를 구성함에 있어 단자연결부의 강도강화 및 방수성 확보가 가능케 하는 핀헤더 단자연결부의 신뢰성 향상을 위한 인몰드 전자장치를 제공함에 있다. Therefore, the purpose of the present invention is to provide an in-mold electronic device for improving the reliability of the pin header terminal connection part, which makes it possible to strengthen the strength of the terminal connection part and secure waterproofness when constructing the in-mold electronic device.
본 발명의 다른 목적은 인몰드 전자장치를 위한 회로소자 실장필름과 단자를 연결함에 있어 공정이 단순하게 구현되는 인몰드 전자장치를 제공함에 있다. Another object of the present invention is to provide an in-mold electronic device in which a simple process is implemented for connecting a circuit element mounting film and a terminal for an in-mold electronic device.
상기한 목적에 따른 본 발명은, 핀헤더의 단자연결부를 갖는 인몰드 전자장치에 있어서, 인몰드 전자회로 소자가 실장되며 전면 인쇄회로패턴이 형성된 내측 회로부품 실장부 필름과 단자용 핀헤더가 장착되며 인몰드 전자회로의 단자연결용 배면 인쇄회로패턴이 형성된 내측 단자연결부 필름을 별도로 구비하며,The present invention according to the above object is an in-mold electronic device having a terminal connection portion of a pin header, in which an in-mold electronic circuit element is mounted, an inner circuit component mounting film on which a front printed circuit pattern is formed, and a terminal pin header are mounted. It is separately provided with an inner terminal connection film with a printed circuit pattern on the back for terminal connection of the in-mold electronic circuit.
내측 회로부품실장부 필름의 전면 인쇄회로패턴과 내측 단자연결부 필름의 배면 인쇄회로패턴을 중첩시킨 중첩부에서 전면 인쇄회로패턴과 단자연결용 배면 인쇄회로패턴이 상호 대면하고 전도성 접착제로 전기적 회로접속 및 접착되게 하여 단자연결부를 갖는 내측 합체필름을 구성하고, 배면상에 그래픽 및 터치센서 인쇄회로패턴이 인쇄형성된 표면측 외피필름과 단자연결부를 갖는 내측 합체필름 사이에 사출성형에 의해 사출수지층이 형성된 콘트롤판넬을 구성하되,In the overlapping area where the front printed circuit pattern of the inner circuit component mounting film and the back printed circuit pattern of the inner terminal connection film are overlapped, the front printed circuit pattern and the rear printed circuit pattern for terminal connection face each other and are connected to electrical circuits using conductive adhesive. A control in which an inner composite film is adhered and has a terminal connection portion, and an injection resin layer is formed by injection molding between the outer shell film on the surface with a graphic and touch sensor printed circuit pattern printed on the back and the inner composite film with a terminal connection portion. Construct a panel,
내측 합체필름중 외부로 노출된 내측 단자연결부 필름의 배면 인쇄회로패턴및 장착 핀헤더를 보호를 위해 내측 단자연결부 필름의 배면 인쇄회로패턴의 외부노출 및 핀헤더 장착영역에 에폭시수지에 의해 포팅된 에폭시 포팅부가 형성되게 구성함을 특징으로 한다. To protect the printed circuit pattern on the back of the inner terminal connection film and the mounting pin header exposed to the outside of the inner composite film, the printed circuit pattern on the back of the inner terminal connection film is exposed to the outside and the pin header mounting area is potted with epoxy resin. It is characterized in that the potting part is formed.
또한 본 발명에 있어, 에폭시 포팅부 영역의 단자연결부 필름에는 포팅 에폭시수지가 사출수지층과 접합되도록 하는 수지침투 관통홀이 형성되게 구성함을 특징으로 한다. In addition, in the present invention, the terminal connection film of the epoxy potting area is characterized in that a resin penetration through hole is formed to allow the potting epoxy resin to be bonded to the injection resin layer.
또 본 발명에 있어, 내측 회로부품실장부 필름의 두께는 핀헤더 주변 에폭시 포팅부의 두께 확보가 가능하도록 0.5~1.0mm로 형성되게 구성함을 특징으로 한다. In addition, in the present invention, the thickness of the film of the inner circuit component mounting portion is set to 0.5 to 1.0 mm to ensure the thickness of the epoxy potting portion around the pin header.
본 발명은 인몰드 전자장치에서 회로소자를 실장한 필름에 핀헤더와 같은 단자와 전기적으로 연결되도록 장착함에 있어 핀헤더 단자연결부의 강도강화와 방수성 확보가 가능하여 단자연결부의 신뢰성을 갖도록 하는 장점이 있고, 또 본 발명의 인몰드 전자장치를 위한 회로소자 실장필름과 단자를 장착함에 있어서도 회로 인쇄하고 접착하는 공정만 필요하므로 단자연결 공정이 단순한 이점도 있다. The present invention has the advantage of ensuring the reliability of the terminal connection by strengthening the strength of the pin header terminal connection and securing waterproofness in mounting the film on which the circuit element is mounted in an in-mold electronic device to be electrically connected to a terminal such as a pin header. In addition, there is also the advantage that the terminal connection process is simple because only circuit printing and bonding processes are required when mounting the circuit element mounting film and terminals for the in-mold electronic device of the present invention.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단자연결부를 갖는 인몰드 전자장치의 제조공정도,
도 8은 도 4에서 "A"가 가리키는 점선원 부분의 부분 확대도,
도 9는 도 6에서 "B1"가 가리키는 부분의 부분 확대도,
도 10은 도 7에서 "B2"가 가리키는 부분의 부분 확대도,
도 11은 도 6에서의 "B1"가 가리키는 부분의 평면 확대도,
도 12는 도 7에서의 "B2"가 가리키는 부분의 평면 확대도,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 인몰드 전자장치가 일 예로 적용된 콘트롤판넬 구성도,
도 14는 본 발명에 따라 내측 회로부품실장부 필름의 전면 인쇄회로패턴과 내측 단자연결부 필름의 배면 인쇄회로패턴이 전도성 접착제로 접착된 중첩부의 요부 단면 구성도. 1 to 7 are manufacturing process diagrams of an in-mold electronic device having a terminal connection portion according to an embodiment of the present invention;
Figure 8 is a partial enlarged view of the dotted circle indicated by "A" in Figure 4;
Figure 9 is a partial enlarged view of the part indicated by "B1" in Figure 6;
Figure 10 is a partial enlarged view of the part indicated by "B2" in Figure 7;
Figure 11 is an enlarged plan view of the portion indicated by "B1" in Figure 6;
Figure 12 is an enlarged plan view of the portion indicated by "B2" in Figure 7;
13 is a configuration diagram of a control panel to which an in-mold electronic device according to an embodiment of the present invention is applied as an example;
Figure 14 is a cross-sectional view of the main portion of the overlapping portion where the front printed circuit pattern of the inner circuit component mounting portion film and the rear printed circuit pattern of the inner terminal connection portion film are bonded with a conductive adhesive according to the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
본 발명에서는 단자연결부를 갖는 인몰드 전자장치를 구현함에 있어 단자연결부에 방수성 확보는 물론이고 단자연결부의 강도 강화가 가능하도록 하는 인몰드 전자장치를 구현함과 아울러 기존에서의 인몰드 전자장치를 위한 사출후 단자를 인출해내기 위한 별도 공정이나 기존에서의 회로 연결을 위해 필름과의 접촉부 단자를 절곡하는 별도 공정도 불필요하게 함으로써 인몰드 전자장치의 제조공정이 아주 단순하게 이루어질 수 있도록 구현한다. In the present invention, in implementing an in-mold electronic device having a terminal connection part, an in-mold electronic device is implemented that not only secures waterproofness in the terminal connection part but also strengthens the strength of the terminal connection part, and also implements an in-mold electronic device that enables the strength of the terminal connection part to be strengthened. The manufacturing process of in-mold electronic devices can be made very simple by eliminating the need for a separate process to pull out the terminal after injection or to bend the terminal in contact with the film to connect the existing circuit.
본 발명에서는 핀헤더의 단자연결부 필름을 별도로 마련하고 또 별도로 마련된 핀헤더의 단자연결부 필름이 회로부품실장부 필름에 접착되게 하여 일부 중첩으로 합체한 후에 사출성형을 통해 일체화된 콘트롤판넬을 구성하고, 더욱이 외부 노출되는 핀헤더의 단자연결부 필름의 배면 인쇄회로패턴 및 핀헤더 장착영역에 에폭시수지에 의해 포팅된 에폭시 포팅부를 형성시킴으로써 핀헤더의 단자연결부가 방수성이 확보됨과 동시에 강도 강화가 가능토록 해준다. In the present invention, the terminal connection film of the pin header is separately prepared, and the separately prepared terminal connection film of the pin header is adhered to the circuit component mounting film to partially overlap and combine to form an integrated control panel through injection molding, Furthermore, by forming an epoxy potting part potted with epoxy resin on the printed circuit pattern on the back of the externally exposed terminal connection film of the pin header and the pin header mounting area, the terminal connection section of the pin header is made waterproof and at the same time its strength is strengthened.
도 13은 본 발명의 실시예에 따라 핀헤더 단자연결부의 내구성 및 방수성이 보장된 인몰드 전자장치가 적용된 일예인 콘트롤판넬(30)의 구성도로서, 본 발명의 실시 예에 따른 도 1 내지 도 7에 도시된 인몰드 전자장치의 제조공정을 통해 완성된다. Figure 13 is a configuration diagram of a control panel 30, which is an example of an in-mold electronic device with guaranteed durability and waterproofness of the pin header terminal connection portion according to an embodiment of the present invention, and is similar to Figures 1 to 1 according to an embodiment of the present invention. It is completed through the in-mold electronic device manufacturing process shown in Figure 7.
본 발명의 실시예에 따른 핀헤더(6)의 단자연결부를 갖는 인몰드 전자장치는, 인몰드 전자회로 소자가 실장되며 인몰드 전자회로용 전면 인쇄회로패턴(10)이 인쇄형성된 내측 회로부품 실장부 필름(8)을 구비하고, 단자용 핀헤더(6)가 장착되며 인몰드 전자회로의 단자연결용 배면 인쇄회로패턴(4)이 인쇄형성된 내측 단자연결부 필름(2)을 내측 회로부품 실장부 필름(8)과는 별도로 구비하며,An in-mold electronic device having a terminal connection portion of a pin header 6 according to an embodiment of the present invention is equipped with an in-mold electronic circuit element and internal circuit components printed with a front printed circuit pattern 10 for the in-mold electronic circuit. The inner terminal connection film (2) is provided with a secondary film (8), a terminal pin header (6) is installed, and a rear printed circuit pattern (4) for terminal connection of an in-mold electronic circuit is printed on the inner circuit component mounting area. It is provided separately from the film (8),
내측 회로부품실장부 필름(8)의 전면 인쇄회로패턴(10)과 내측 단자연결부 필름(2)의 배면 인쇄회로패턴(4)을 일부 중첩시켜 중첩부(12)에서 전면 인쇄회로패턴(10)과 배면 인쇄회로패턴(4)이 전기적으로 접속되게 연결하되 인쇄회로패턴 중첩부(12)에는 전도성 접착제로 접착하고 중첩된 인쇄회로패턴을 제외한 중첩부에는 구조용 접착제로 접착하여서 핀헤더(6)의 단자연결부를 갖는 내측 합체필름(16)을 구성하고, The front printed circuit pattern (10) of the inner circuit component mounting film (8) and the back printed circuit pattern (4) of the inner terminal connection film (2) are partially overlapped to form the front printed circuit pattern (10) in the overlapping part (12). and the rear printed circuit pattern (4) are electrically connected, but the overlapping portion of the printed circuit pattern (12) is bonded with a conductive adhesive, and the overlapped portion excluding the overlapping printed circuit pattern is bonded with a structural adhesive to form the pin header (6). Constructing an inner composite film (16) having a terminal connection portion,
배면상에 그래픽 및 터치센서 인쇄회로패턴(22)이 인쇄형성된 표면측 외피필름(18)과 단자연결부를 갖는 내측 합체필름(16) 사이에 사출성형에 의해 사출수지층(20)을 구비함에 의해 콘트롤판넬(30)을 구성함과 동시에, 내측 합체필름(16)중 외부로 노출된 내측 단자연결부 필름(2)의 배면 인쇄회로패턴(4) 및 장착 핀헤더(6)를 보호 및 내측 단자연결부 필름(2)의 고정을 위해 내측 단자연결부 필름(2)의 배면 인쇄회로패턴(4)의 외부노출 및 핀헤더 장착영역(26)에 에폭시수지에 의해 포팅된 에폭시 포팅부(24)가 형성되게 구성한다. Control is provided by providing an injection resin layer 20 by injection molding between the outer shell film 18 on the front side, on which the graphic and touch sensor printed circuit pattern 22 is printed and formed on the back, and the inner composite film 16 having the terminal connection portion. At the same time as constructing the panel (30), the rear printed circuit pattern (4) and the mounting pin header (6) of the inner terminal connection film (2) exposed to the outside of the inner composite film (16) are protected and the inner terminal connection film is used. In order to fix (2), the printed circuit pattern (4) on the back of the inner terminal connection film (2) is exposed to the outside and an epoxy potting part (24) potted with epoxy resin is formed in the pin header mounting area (26). do.
도 1 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 핀헤더(6)의 단자연결부를 갖는 인몰드 전자장치의 제조공정도이다.1 to 7 are manufacturing process diagrams of an in-mold electronic device having a terminal connection portion of a pin header 6 according to an embodiment of the present invention.
먼저 본 발명에서는 단자용의 핀헤더(도 2의 6)를 장착할 수 있는 내측 단자연결부 필름(2)을 도 1에서와 같이 별도 마련한다. First, in the present invention, an inner terminal connection film 2 on which a terminal pin header (6 in FIG. 2) can be mounted is separately prepared as shown in FIG. 1.
핀헤더(6)의 단자연결부를 제공하기 위한 본 발명의 내측 단자연결부 필름(2)은 인서트 사출시의 고온에 충분히 견딜 수 있는 내열성 수지재로서 PC(PolyCarbonate) 수지를 사용하며, 내측 단자연결부 필름(2)의 두께는 0.25~0.38mm로 형성된다. 상기 내측 단자연결부 필름(2)의 배면상에는 핀헤더 장착부를 가짐과 동시에 인몰드 전자회로의 단자연결용인 배면 인쇄회로패턴(4)이 인쇄형성된다. The inner terminal connection film (2) of the present invention for providing the terminal connection part of the pin header (6) uses PC (PolyCarbonate) resin as a heat-resistant resin material that can sufficiently withstand the high temperature during insert injection. The thickness of (2) is 0.25 to 0.38 mm. On the back of the inner terminal connection film 2, a back printed circuit pattern 4, which has a pin header mounting portion and is used for terminal connection of the in-mold electronic circuit, is printed.
또한 본 발명에서는 내측 단자연결부 필름(2) 배면상 핀헤더(6)의 장착부 근처에는 합접용 수지침투 관통홀(5)이 한두개 형성된다. 수지침투 관통홀(6)은 본 발명에 따라 내측 단자연결부 필름(2)의 외부 노출되는 배면 인쇄회로패턴(4)의 보호(방수성 확보 등) 및 강도강화를 위해 에폭시 포팅부(도 10의 24)가 마련되어지는데 에폭시 포팅부(24)의 포팅 에폭시수지가 기성형된 사출수지층(20)과 합접되어 내측 합체필름(16)이 잘 고정되도록 하는 수단이 된다. In addition, in the present invention, one or two resin penetration holes (5) for joint welding are formed near the mounting portion of the pin header (6) on the back of the inner terminal connection film (2). According to the present invention, the resin penetration hole (6) is an epoxy potting part (24 in FIG. 10) to protect (secure waterproofness, etc.) and strengthen the strength of the rear printed circuit pattern (4) exposed to the outside of the inner terminal connection film (2). ) is provided, and the potting epoxy resin of the epoxy potting part 24 is bonded to the already molded injection resin layer 20 to serve as a means to secure the inner combined film 16 well.
별도로 마련된 내측 단자연결부 필름(2)은, 도 2의 (a) 및 도 2의 (b)에서와 같이, 인몰드 전자회로의 단자연결용 배면 인쇄회로패턴(4)의 핀헤더장착부에 단자용 핀헤더(6)를 부착한다. The separately prepared inner terminal connection film (2) is used for terminals on the pin header mounting portion of the rear printed circuit pattern (4) for terminal connection of the in-mold electronic circuit, as shown in Figures 2 (a) and 2 (b). Attach the pin header (6).
본 발명에서 단자용 핀헤더(6)를 부착시, 회로간 연결 영역에 전도성 접착제를 사용한다. 내측 단자연결부 필름(2)의 배면 인쇄회로패턴(4)과 접촉되는 단자용 핀헤더 장착부의 바닥영역에 사용되는 전도성 접착제는 이방성 전도필름이 바람직하게 이용된다. In the present invention, when attaching the terminal pin header (6), a conductive adhesive is used in the connection area between circuits. An anisotropic conductive film is preferably used as the conductive adhesive used in the bottom area of the terminal pin header mounting portion that is in contact with the printed circuit pattern (4) on the back of the inner terminal connection film (2).
전기한 바와 같이, 본 발명에서는 먼저 배면상에 인몰드 전자회로의 단자연결용 배면 인쇄회로패턴(4)이 인쇄형성되고 단자형 핀헤더(6)가 탑재된 내측 단자연결부 필름(2)을 별도로 마련한다. As described above, in the present invention, the rear printed circuit pattern (4) for terminal connection of the in-mold electronic circuit is first printed on the back side, and the inner terminal connection film (2) on which the terminal-type pin header (6) is mounted is separately formed. Prepare.
또 본 발명에서는 도 3에서와 같이 내측 회로부품 실장부 필름(8) 역시도 별도로 마련한다. In addition, in the present invention, as shown in FIG. 3, the inner circuit component mounting film 8 is also separately prepared.
도 3에 도시된 내측 회로부품실장부 필름(8)은 내측 단자연결부 필름(2)이 배면 상에 배면 인쇄회로패턴(4)을 인쇄형성하는 것과는 반대로 전면 상에 인몰드 전자회로용 전면 인쇄회로패턴(10)을 인쇄형성하고 인몰드 전자회로 소자를 실장시킨다. The inner circuit component mounting film 8 shown in FIG. 3 is a front printed circuit for an in-mold electronic circuit on the front, contrary to the inner terminal connection film 2 that prints the back printed circuit pattern 4 on the back. The pattern 10 is printed and the in-mold electronic circuit element is mounted.
내측 회로부품실장부 필름(8)의 소재 역시도 내측 단자연결부 필름(2)과 마찬가지로 인서트 사출시의 고온에 충분히 견딜 수 있는 내열성 수지재로서 PC(PolyCarbonate) 수지를 사용하며, 내측 회로부품실장부 필름(8)의 두께는 내측 단자연결부 필름의 두께(0.25~0.38mm)보다 상대적으로 두꺼움과 동시에 0.5~1.0mm를 갖도록 형성한다. 내측 회로부품실장부 필름(8)의 두께가 0.5~1.0mm로 형성되는 것은 에폭시 포팅부 형성시 점액상 에폭시수지의 둑 역할을 담당하여 핀헤더(6) 주변의 에폭시 포팅부(도 10의 24)의 두께 확보에 유리하도록 하기 위함이다.The material of the inner circuit component mounting film (8), like the inner terminal connection film (2), is made of PC (PolyCarbonate) resin as a heat-resistant resin material that can sufficiently withstand the high temperature during insert injection. The thickness of (8) is relatively thicker than the thickness of the inner terminal connection film (0.25 to 0.38 mm) and is formed to be 0.5 to 1.0 mm. The thickness of the inner circuit component mounting film (8) is 0.5 to 1.0 mm, which serves as a dam for the viscous epoxy resin when forming the epoxy potting part and forms the epoxy potting part (24 in FIG. 10) around the pin header (6). This is to make it advantageous to secure the thickness of ).
그 후 본 발명에서는 도 4에서와 같이, 각기 별도로 마련된 내측 회로부품실장부 필름(8)과 내측 단자연결부 필름(2)을 함께 이용하되 일부 중첩시킴으로써 내측 합체필름(16)을 구성한다. Then, in the present invention, as shown in FIG. 4, the inner circuit component mounting film 8 and the inner terminal connection film 2, which are separately prepared, are used together and partially overlapped to form the inner composite film 16.
즉 본 발명에서는 도 4의 (a)에서와 같이 별도로 마련된 내측 회로부품실장부 필름(8)과 또 별도로 마련된 내측 단자연결부 필름(2)을 도 4의 (b)에서와 같이 일부 중첩시켜서 중첩부(12)에서 인몰드 전자회로용 인쇄회로패턴(10)과 단자연결용 인쇄회로패턴(4)이 전기적으로 접속되게 연결한다. That is, in the present invention, the separately prepared inner circuit component mounting film 8 as shown in Figure 4 (a) and the separately prepared inner terminal connection film 2 are partially overlapped as shown in Figure 4 (b) to form an overlapped portion. In (12), the printed circuit pattern 10 for the in-mold electronic circuit and the printed circuit pattern 4 for terminal connection are connected so that they are electrically connected.
이 경우 도 4의 (b)에서와 같이 인쇄회로패턴 중첩부(12)에는 전도성 접착제(도 14의 32)로 접착하고 중첩된 인쇄회로패턴(10)(4)을 제외한 중첩부(12)에는 구조용 접착제로 접착함으로써, 도 4에서와 같은 핀헤더(6)의 단자연결부를 갖는 내측 합체필름(16)을 마련한다. In this case, as shown in (b) of FIG. 4, the printed circuit pattern overlapping portion 12 is glued with a conductive adhesive (32 in FIG. 14), and the overlapping portion 12 excluding the overlapping printed circuit patterns 10 and 4 is glued with a conductive adhesive (32 in FIG. 14). By bonding with a structural adhesive, an inner composite film 16 having a terminal connection portion of the pin header 6 as shown in FIG. 4 is prepared.
도 8은 도 4의 내측 합체필름(16)에서 "A"가 가리키는 점선원 부분의 부분 확대도로서, 내측 단자연결부 필름(2)과 내측 회로부품실장부 필름(8)의 중첩 부(12)의 구성을 보다 상세히 볼 수 있다. Figure 8 is a partial enlarged view of the dotted line circle indicated by "A" in the inner composite film 16 of Figure 4, showing the overlapping portion 12 of the inner terminal connection film 2 and the inner circuit component mounting film 8. You can see the configuration in more detail.
그리고 도 14에서는 도 8의 중첩부(12)가 전도성접착제(32)의 일예인 이방성 전도필름으로 열가압 접합되어서 전면 및 배면 인쇄회로패턴(10)(4)을 전기적으로 연결하는 단면 구성을 보여주고 있다. 이방성 전도필름으로 된 전도성 접착제(32)는 두께방향으로 대면한 인쇄회로패턴(10)(4)만이 도전된다. And FIG. 14 shows a cross-sectional configuration in which the overlapping portion 12 of FIG. 8 is heat-pressed and bonded with an anisotropic conductive film, which is an example of the conductive adhesive 32, to electrically connect the front and back printed circuit patterns 10 and 4. is giving The conductive adhesive 32 made of an anisotropic conductive film conducts only the printed circuit patterns 10 and 4 facing in the thickness direction.
보다 구체적으로 설명하면, 도 14에 도시된 바와 같이 본 발명의 전도성접착제(32)로 사용된 이방성 전도필름(Anisotropic Conductive Film; ACF)은 도전볼(전도성입자)을 고분자 수지의 복합화합물에 분산시킨 필름 형태의 접착제로서 면방향으로는 절연성을 지니며 길이방향이 아닌 전면 및 배면 인쇄회로패턴(10)(4)이 대면한 두께방향으로만 전도성을 나타내는 성능의 이방 전도성을 보유한 접착제이다. More specifically, as shown in FIG. 14, the anisotropic conductive film (ACF) used as the conductive adhesive 32 of the present invention is made by dispersing conductive balls (conductive particles) in a composite compound of polymer resin. It is a film-type adhesive that has insulating properties in the surface direction and is an anisotropic conductive adhesive that is conductive only in the thickness direction where the front and back printed circuit patterns (10) (4) face each other, not in the longitudinal direction.
도 4와 함께 전술했던 바와 같이 중첩부(12)가 전기적 연결된 내측 합체필름(16)을 마련한 다음, 본 발명에서는 도 5에서와 같이, 표면측 외피필름(18)을 마련하되 표면측 외피필름(18)의 배면상에 그래픽 및 터치센서 인쇄회로패턴(도 10의 22)을 인쇄형성한다. As described above with reference to FIG. 4, the inner composite film 16 to which the overlapping portion 12 is electrically connected is prepared, and then, in the present invention, as shown in FIG. 5, the surface side envelope film 18 is prepared, but the surface side envelope film ( 18) A graphic and touch sensor printed circuit pattern (22 in FIG. 10) is printed on the back.
표면측 외피필름(18)을 마련한 후에는 도 6에서와 같이, 표면측 외피필름(18)과 단자연결부를 갖는 내측 합체필름(16)을 금형내에 삽입후 사출성형하여 표면측 외피필름(18)의 후면과 내측 합체필름(16)의 전면 사이에 사출수지층(20)을 형성함에 의해 도 13과 같은 인몰드 전자부를 갖는 콘트롤판넬(30)을 제조한다. After preparing the surface-side shell film 18, as shown in FIG. 6, the surface-side shell film 18 and the inner composite film 16 having a terminal connection portion are inserted into the mold and then injection molded to form the surface-side shell film 18. A control panel 30 having an in-mold electronic portion as shown in FIG. 13 is manufactured by forming an injection resin layer 20 between the rear surface of the and the front surface of the inner composite film 16.
도 13에서는 본 발명에 따라 핀헤더(6)의 단자연결부를 갖는 인몰드장치의 예시로 제조된 콘트롤판넬(30)을 보여주고 있다. 도 13의 (a)는 콘트롤판넬(30)의 전면부이고 (b)는 콘트롤판넬(30)의 후면부이다. Figure 13 shows a control panel 30 manufactured as an example of an in-mold device having a terminal connection portion of a pin header 6 according to the present invention. Figure 13 (a) is the front part of the control panel 30 and (b) is the rear part of the control panel 30.
도 5는 표면측 외피필름(18)과 사출수지층(20) 및 핀헤더(6)의 단자연결부를 갖는 내측 합체필름(16)의 분리 구성도이다. Figure 5 is a separate configuration diagram of the outer shell film 18 on the surface side and the inner composite film 16 having the terminal connection portion of the injection resin layer 20 and the pin header 6.
본 발명에 따라 사출성형되는 사출수지층(30)은 3~6mm 두께를 가지며, PC재질의 투명수지를 사용하는 것이 바람직하다. The injection resin layer 30, which is injection molded according to the present invention, has a thickness of 3 to 6 mm, and it is preferable to use a transparent resin made of PC material.
도 9는 도 6에 도시된 콘트롤판넬(30)의 단면도에서 "B1"가 가리키는 부분의 단면 부분 확대도로서, 표면측 외피필름(18)과 사출수지층(20) 및 핀헤더(6)의 단자연결부를 갖는 내측 합체필름(16)의 단면을 볼 수 있다. 그리고 도 11은 도 6의 "B1"가 가리키는 부분중 내측 단자연결부 필름(2)의 배면 인쇄회로패턴(4)의 외부노출 및 핀헤더 장착 영역(26)을 보여주는 확대 평면도이다. FIG. 9 is an enlarged view of a portion of the cross-section indicated by “B1” in the cross-sectional view of the control panel 30 shown in FIG. 6, showing the terminals of the surface-side shell film 18, the injection resin layer 20, and the pin header 6. A cross section of the inner composite film 16 with the connection portion can be seen. And FIG. 11 is an enlarged plan view showing the external exposure of the printed circuit pattern 4 on the back of the inner terminal connection film 2 and the pin header mounting area 26 in the portion indicated by "B1" in FIG. 6.
도 9 및 도 11에서와 같이, 본 발명의 내측 합체필름(16)에서는 내측 회로부품 실장부 필름(8)의 전면 인쇄회로패턴(10)은 사출수지층(도 9의 20)에 의해서 전면 인쇄회로패턴(10)이 기밀성 유지 및 내구성을 유지할 수 있는 것과는 달리, 내측 단자연결부 필름(2)의 배면 인쇄회로패턴(4)은 외부로 노출되어 있음을 알 수 있고 그에 따라 방수성 및 내구성이 취약하다. 9 and 11, in the inner composite film 16 of the present invention, the front printed circuit pattern 10 of the inner circuit component mounting film 8 is a front printed circuit by an injection resin layer (20 in FIG. 9). Unlike the pattern 10 that can maintain airtightness and durability, the printed circuit pattern 4 on the back of the inner terminal connection film 2 is exposed to the outside, and thus its waterproofness and durability are weak.
그러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 내측 합체필름(16)중 외부로 노출된 내측 단자연결부 필름(2)의 배면 인쇄회로패턴(4) 및 장착 핀헤더(6)를 보호를 위해 도 10 및 도 12에서와 같이, 내측 단자연결부 필름(2)의 배면 인쇄회로패턴(4)의 외부노출 및 핀헤더 장착 영역(26)에 점액상 에폭시수지에 의해 포팅(potting)된 에폭시 포팅부(24)가 형성되게 구성한다. 에폭시 포팅부(24)는 점액상 에폭시수지에 의해 포팅된 후 경화를 통해서 형성된다. In order to solve such a problem, in the present invention, in order to protect the rear printed circuit pattern (4) and the mounting pin header (6) of the inner terminal connection film (2) exposed to the outside among the inner composite film (16), FIGS. 10 and 10 As shown in FIG. 12, the epoxy potting portion 24 is potted with a viscous epoxy resin on the external exposure of the printed circuit pattern 4 on the back of the inner terminal connection film 2 and the pin header mounting area 26. It is configured to form. The epoxy potting portion 24 is formed by potting with a viscous epoxy resin and then curing it.
에폭시 포팅부(24)는 외부의 충격 및 진동에 대한 내성기능(강도 강화)을 가짐과 아울러 습기 및 부식방지 기능(방수성 확보)까지도 갖게 해준다. 또 에폭시 포팅부(24) 형성시에 에폭시수지가 핀헤더(6)의 단자연결부 필름(4)의 수지침투 관통홀(5)에 침투되고 경화되면서 수지침투 관통홀(5) 바닥의 사출수지층(10)과도 합접되므로 단자연결부 필름(4)의 위치 고정이 견고하게 이루어진다. The epoxy potting part 24 has a function of resisting external shock and vibration (enhancing strength), and also has a function of preventing moisture and corrosion (securing waterproofness). In addition, when forming the epoxy potting part 24, the epoxy resin penetrates into the resin penetration hole 5 of the terminal connection film 4 of the pin header 6 and hardens, forming an injection resin layer at the bottom of the resin penetration hole 5 ( Since it is also joined to 10), the position of the terminal connection film (4) is firmly fixed.
도 10에서는 도 7의 도시된 콘트롤판넬(30)의 후면도에서 "B2"가 가리키는 부분의 부분 단면 확대도를 보여주고 있고, 도 12에서는 "B2"가 가리키는 부분중 내측 단자연결부 필름(2)의 배면 인쇄회로패턴(4)의 외부노출 및 핀헤더 장착영역(26)에 에폭시 포팅부(24)가 형성된 구성을 보여주고 있다. FIG. 10 shows an enlarged partial cross-section of the portion indicated by “B2” in the rear view of the control panel 30 shown in FIG. 7, and in FIG. 12, the inner terminal connection film (2) of the portion indicated by “B2”. It shows the external exposure of the rear printed circuit pattern 4 and the epoxy potting part 24 formed in the pin header mounting area 26.
전술한 바와 같이 본 발명에서는 단자연결부 필름(2)을 별도로 마련하고 또 별도로 마련된 단자연결부 필름(2)이 회로부품실장부 필름(8)에 접착되게 하되 전기적 연결이 가능케 하는 일부 중첩을 통한 합체를 행한 후에 인서트 사출성형을 통해 일체화된 콘트롤판넬(30)을 구성하고, 또 외부 노출되는 핀헤더(6)의 단자연결부 필름(2)의 배면 인쇄회로패턴(4) 및 핀헤더 장착영역에 에폭시수지에 의해 포팅된 에폭시 포팅부(24)를 형성시킴으로써 핀헤더(6)의 단자연결부에 대한 강도 강화를 시켜줄 뿐만 아니라 방수성 확보도 가능하다.As described above, in the present invention, the terminal connection film (2) is separately prepared, and the separately prepared terminal connection film (2) is adhered to the circuit component mounting film (8), but is combined through partial overlap to enable electrical connection. After this, an integrated control panel (30) is formed through insert injection molding, and an epoxy resin is applied to the rear printed circuit pattern (4) of the terminal connection film (2) of the externally exposed pin header (6) and the pin header mounting area. By forming the epoxy potting portion 24, not only the strength of the terminal connection portion of the pin header 6 is strengthened, but also waterproofing can be secured.
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 청구범위 및 그 청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다. In the above description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be determined by the described embodiments, but by the claims and equivalents to the claims.
(2)-- 내측 단자연결부 필름 (4)-- 배면 인쇄회로패턴
(5)-- 수지침투 관통홀 (6)-- 핀헤더
(8)-- 내측 회로부품실장부 필름 (10)-- 전면 인쇄회로패턴
(12)-- 중첩부 (16)-- 내측 합체필름
(18)-- 표면측 외피필름 (20)-- 사출수지층
(22)-- 그래픽 및 터치센서 인쇄회로패턴 (24)-- 에폭시 포팅부
(26)-- 배면 인쇄회로패턴의 외부노출 및 핀헤더 장착영역
(30)-- 콘트롤판넬 (32)-- 전도성접착제(2)-- Inner terminal connection film (4)-- Back printed circuit pattern
(5)-- Resin penetration hole (6)-- Pin header
(8)-- Inner circuit component mounting film (10)-- Front printed circuit pattern
(12)-- Overlapping portion (16)-- Inner composite film
(18)-- Surface side shell film (20)-- Injection resin layer
(22)-- Graphic and touch sensor printed circuit pattern (24)-- Epoxy potting part
(26)-- External exposure of the rear printed circuit pattern and pin header installation area
(30)-- Control panel (32)-- Conductive adhesive
Claims (3)
단자용 핀헤더가 장착되며 인몰드 전자회로의 단자연결용 배면 인쇄회로패턴이 형성된 0.25~0.38mm 두께의 내측 단자연결부 필름과 인몰드 전자회로 소자가 실장되며 전면 인쇄회로패턴이 형성되고 에폭시 수지 포팅시 점액상 에폭시 수지의 둑역할을 담당하도록 상기 내측 단자연결부 필름의 두께보다 상대적으로 두꺼우며 0.5~1.0mm 두께를 갖는 내측 회로부품 실장부 필름을 별도로 구비하며,
내측 회로부품실장부 필름의 전면 인쇄회로패턴과 내측 단자연결부 필름의 배면 인쇄회로패턴을 중첩시킨 중첩부에서 전면 인쇄회로패턴과 단자연결용 배면 인쇄회로패턴이 상호 대면하고 전도성 접착제로 전기적 회로접속 및 접착되게 하여 단자연결부를 갖는 내측 합체필름을 구성하고,
배면상에 그래픽 및 터치센서 인쇄회로패턴이 인쇄형성된 표면측 외피필름과 단자연결부를 갖는 내측 합체필름 사이에 사출성형에 의해 사출수지층이 형성된 콘트롤판넬을 구성하되,
내측 합체필름중 중첩부를 벗어나 외부로 노출된 내측 단자연결부 필름의 배면 인쇄회로패턴 및 장착 핀헤더에 대한 보호를 위해 내측 단자연결부 필름의 배면 인쇄회로패턴의 외부노출 및 핀헤더 장착영역에 에폭시수지에 의해 포팅 후 경화된 에폭시 포팅부가 형성되어서 핀헤더의 단자연결부가 강도강화 및 방수성을 갖게 구성하고, 핀헤더 주변 에폭시 포팅부의 영역내 단자연결부 필름에 헝성된 수지침투 관통홀이 포팅부 에폭시수지와 콘트롤판넬의 사출수지층이 합접되도록 구성함을 특징으로 하는 핀헤더 단자연결부의 신뢰성 향상을 위한 인몰드 전자장치.In the in-mold electronic device having a terminal connection portion of a pin header,
A pin header for the terminal is installed, a 0.25 to 0.38 mm thick inner terminal connection film with a rear printed circuit pattern for terminal connection of the in-mold electronic circuit, and an in-mold electronic circuit element are mounted, a front printed circuit pattern is formed, and epoxy resin potting is performed. An inner circuit component mounting film having a thickness of 0.5 to 1.0 mm and relatively thicker than the thickness of the inner terminal connection film is separately provided to serve as a dam for the viscous epoxy resin,
In the overlapping area where the front printed circuit pattern of the inner circuit component mounting film and the back printed circuit pattern of the inner terminal connection film are overlapped, the front printed circuit pattern and the rear printed circuit pattern for terminal connection face each other and are connected to electrical circuits using conductive adhesive. It is glued to form an inner composite film having a terminal connection portion,
A control panel is constructed in which an injection resin layer is formed by injection molding between a surface-side outer shell film on which a graphic and touch sensor printed circuit pattern is printed on the back and an inner composite film having a terminal connection portion,
In order to protect the printed circuit pattern on the back of the inner terminal connection film and the mounting pin header, which is exposed to the outside beyond the overlapping part of the inner composite film, the printed circuit pattern on the back of the inner terminal connection film is exposed to the outside and the pin header mounting area is covered with epoxy resin. The hardened epoxy potting part is formed after potting, so that the terminal connection part of the pin header has strengthened strength and waterproofness, and the resin penetration through hole formed in the terminal connection film in the area of the epoxy potting part around the pin header is used to control the epoxy resin of the potting part. An in-mold electronic device for improving the reliability of the pin header terminal connection, characterized in that the injection resin layer of the panel is joined.
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2022
- 2022-06-27 KR KR1020220078205A patent/KR102663437B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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Also Published As
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