KR20190037831A - 모바일용 세라믹 백커버 제조방법 및 세라믹 백커버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 테이프 캐스팅(tape casting)에 의해 세라믹 분말을 세라믹 시트(sheet)로 성형하는 단계, 상기 세라믹 시트를 프레스 성형하는 단계 및 상기 세라믹 시트에 포함된 바인더(binder)를 번 아웃(burn out)하는 단계를 포함하며, 상기 번 아웃하는 단계 이후, 가소결과 본소결을 통해 가공성을 확보하는 것을 특징으로 하는 모바일용 세라믹 백커버 제조방법으로서, 본 발명에 의하면, 가공성을 용이하게 하여 대량 생산에 적합하고, 또한 내구성을 향상시킬 수가 있다.

Description

모바일용 세라믹 백커버 제조방법 및 세라믹 백커버{MANUFACTURING METHOD OF CERAMIC BACK COVER FOR MOBILE DEVICE AND CERAMIC BACK COVER}

본 발명은 모바일 디바이스용 백커버 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 세라믹을 소재로 한 백커버의 제조방법 및 그 커버에 관한 것이다.

모바일 디바이스는 각종 전자부품을 내장하고 전면에는 터치스크린 등의 액정이 장착된 바디로 구성되고, 바디의 후면에 배터리가 결합이 된다.

그리고, 바디의 후면 및 배터리를 보호하기 위한 백 커버(back cover)가 결합되어 외장을 형성한다.

종래 메탈 소재였던 모바일 디바이스의 백 커버는 최근 세라믹 소재가 주로 이용되고 있다.

세라믹 소재로 진화하게 된 이유는 내구성, 내부식성 및 내마모성이 우수하고, 열의 분산 및 방출 또한 우수하며, 메탈 소재에 대비하여 무선 충전 효율이 좋기 때문이다.

또한, 사용자에 주는 미적 이미지를 향상시키는 역할도 한다.

기존에 세라믹을 이용한 모바일 디바이스용 백 커버는 세라믹 분말(ceramic power)에 폴리머(polymer)를 혼합(blend)하는 믹싱(mixing) 작업 후, 분말 프레스 또는 CIM(Ceramic Injection Molding)에 의해 벌크 성형하고, 벌크 성형된 상태에서 바인더(binder)를 제거(burn out) 한 후 소결(sintering)하는 공정에 의한다.

그 후 CNC 가공 등에 의한 가공 후 광택 연마 작업을 통해서 최종적으로 백 커버를 제조하게 된다.

이러한 기존의 세라믹을 이용한 백 커버는 벌크 상태에서 가공하기 때문에 가공 시간이 오래 걸리는 한계가 있다.

또한, 소결 후 가공 공정에 의하므로 소량 생산에는 적합하지만 대량 생산에는 생산성에 한계가 있을 수밖에 없다.

그리고, 세라믹의 취성이 강하기 때문에 깨지기 쉬운 특성을 가진다.

이상의 배경기술에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 돕기 위한 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

한국공개특허공보 제10-2015-0065343호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명은 가공성을 용이하게 하여 대량 생산에 적합하고, 또한 내구성을 향상시킬 수 있는 모바일용 세라믹 백커버 제조방법 및 세라믹 백커버를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 관점에 의한 모바일용 세라믹 백커버 제조방법은, 테이프 캐스팅(tape casting)에 의해 세라믹 분말을 세라믹 시트(sheet)로 성형하는 단계, 상기 세라믹 시트를 프레스 성형하는 단계 및 상기 세라믹 시트에 포함된 바인더(binder)를 번 아웃(burn out)하는 단계를 포함하며, 상기 번 아웃하는 단계 이후, 가소결과 본소결을 통해 가공성을 확보하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 가소결과 본소결을 통해 가공성을 확보하는 것은, 상기 가소결과 상기 본소결 단계의 중간에 가공을 하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 가공은 모바일용 백커버 가공인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프레스 성형하는 단계는 SUS몰드에서 상기 세라믹 시트를 WIP(warm isostatic press)가공하는 것을 특징으로 한다.

이러한 상기 세라믹 백커버는 상기 세라믹 시트에 강화 부재가 이종 접합되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 강화 부재는 폴리머, 메탈, 상기 세라믹시트와 다른 이종 세라믹 물질 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이종접합을 위해 상기 세라믹 시트의 표면을 개질하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 이종접합을 위해 상기 프레스 성형하는 단계에서 상기 세라믹 시트 상에 홀(hole) 가공을 하는 것을 특징으로 한다.

이같은 상기 홀은 상협하광의 형상인 것을 특징으로 한다.

다음으로, 본 발명에 의한 모바일용 세라믹 백커버는 상기의 제조방법에 의해 제조될 수 있다.

본 발명의 모바일용 세라믹 백커버 제조방법에 의하면, 커버 형상을 미리 최대한 구현하기 때문에 형상 제어가 간편해지고, 가공양이 줄어들게 한다.

그리고, 가소결 후 본 소결에 앞서 가공을 함에 따라 가공성을 확보하여 대량 생산이 보다 유리해진다.

또한, 이종접합에 의해서 세라믹 취성의 한계를 극복함으로써 내구성을 보다 향상시킬 수가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 모바일용 세라믹 백커버 제조방법을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 세라믹 백커버의 세라믹 시트의 표면 개질의 전후를 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 세라믹 백커버의 강화 부재와의 결합 구조를 도시한 것이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지의 기술이나 반복적인 설명은 그 설명을 줄이거나 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 모바일용 세라믹 백커버 제조방법을 도시한 것이다. 이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 모바일용 세라믹 백커버 제조방법 및 그 세라믹 백커버를 설명하기로 한다.

본 발명에 의한 모바일용 세라믹 백커버 제조방법은 세라믹을 성형 및 가공하여 제조되고, 가공성을 보다 확보하기 위해 다음과 같응 공정을 거쳐 제조된다.

우선, 테이프 캐스팅(S10, tape casting)에 의해서 세라믹 시트(sheet)를 성형한다.

이는 세라믹스 미분말을 알콜이나 물과 같은 액상 용매(solvent)와 섞어서 슬러리(slurry)를 만들고, 이 슬러리를 테이프 캐스터(tape caster)를 통해 바탕 테이프(스테인레스 스틸 테이프, 기름 종이 테이프, MYLAR이나 ACLAR과 같은 고분자 테이프) 위에 얇게 펼친 다음 용매를 날려 버리고, 바탕 테이프에서 떼어냄으로써 세라믹 시트 성형체를 얻을 수 있다.

그리고, S10에 의해 성형한 세라믹 시트를 프레스에 의해 성형함으로써(S20), 둘레를 따라서 라운드진 백커버의 후면 형상으로 성형한다.

이러한 프레스 성형은 SUS몰드에서 세라믹 시트를 WIP(warm isostatic press) 가공함에 따라 고온 상태에서 프레스 압력에 의해 곡면을 성형하게 된다.

이후, 세라믹 시트에 포함된 바인더(binder)를 번 아웃(burn out)시켜 제거한다(S30).

본 발명의 모바일용 백커버 제조방법은 프레스 성형 후 완전 소결 후 가공하지 않고, 가소결과 본소결로 2단계로 소결을 실시하고, 그 중간 과정에서 가공을 수행한다.

즉, 가소결(S40)한 상태에서 세라믹 시트를 가공 처리하고(S50), 선가공 후 본소결(S60)이 이루어지게 하며, 본소결(S60) 후 필요한 광택 연마(S70) 공정을 거쳐 세라믹 백커버를 완성하게 된다.

가소결은 3차원으로 입체화된 세라믹 시트를 100%가 아닌 70~80% 수준으로 치밀화를 시켜 가공성을 확보하기 위한 것이다.

S50의 가공은 모바일용 백커버의 치수 정밀도를 높이기 위한 연마 공정과 표면에 광택을 내는 광택 공정을 포함한다.

이와 같이 가공 작업이 가능한 정도의 가소결 후 가공을 함으로써, 본 소결 이전에 백커버의 형상을 최대한 구현하게 되어, 형상 제어가 이전에 비해 보다 간편해지고, 추후 가공 양을 줄일 수가 있어 가공성 확보에 유리해진다.

그리고, 가공 후 본소결에 의해서 백커버가 가져야 하는 내구 등의 특성을 제어할 수 있다.

표면의 광택 및 연마 공정은 건식이나 습식 바렐 연마, 샌드 블래스트(sand blast), DMP, CMP 등에 의할 수 있다.

이상과 같은 본 발명의 제조방법에 의해 세라믹을 이용하여 백커버를 제조하면서도 가공성을 향상시킬 수 있지만, 세라믹 재질의 취성이 강한 특성상 충격에 의해 쉽게 깨질 수 있는 우려가 존재한다.

본 발명은 나아가, 이러한 세라믹 백커버의 내구성이 보다 개선될 수 있도록 세라믹 시트에 강화 부재를 이종 접합시켜 이를 해결한다.

이종 접합시키는 강화 부재는 폴리머(polymer)일 수 있고, 메탈(metal) 부재를 이종 접합시킬 수 있으며, 다른 이종의 세라믹 물질일 수 있다.

특히, 강화 부재로서 폴리머를 접합시키기 위해서는 접합력 향상을 위해 세라믹 시트의 표면을 개질하는 것이 보다 바람직하다.

세라믹 시트 표면의 개질은 에칭(etching)에 의하거나, 플라즈마 처리 또는 다공성 표면처리에 의할 수 있으며, 이종 재질의 내부에 세라믹 파이버(ceramic fiber)를 첨가시킬 수 있다.

도 2는 에칭 전후의 세라믹 시트 표면의 차이를 나타낸 것으로서, 도 2(a)가 에칭 전에 해당하고, 도 2(b)가 에칭 후에 해당한다.

표면적이 넓어져서 접합력이 향상될 수 있음을 확인할 수 있다.

도 3 및 도 4는 세라믹 시트 표면 처리에 의해 세라믹 시트(11, 12)에 강화 부재(21, 22)로서 폴리머(polymer)가 접합된 것을 도시한 것으로서, 표면에 형상을 부여하여 접합 강도를 높인 것이다.

먼저, 도 3과 같이 상부의 직경이 하부의 직경보다 큰 요철 형태 내지는 반대의 형상의 홀을 세라믹 시트(11)에 가공하고, 강화 부재(22)로서 폴리머를 접합시킬 수 있으며, 도 4와 같이 세라믹 시트(12)를 기준으로 역으로 테이퍼진 상협하광의 홀을 형성시켜 폴리머를 접합시킬 수 있다.

본 발명의 세라믹 백커버는 이와 같은 이종접합을 통해서 세라믹의 취성의 한계를 극복할 수 있도록 한다.

이상과 같은 본 발명은 예시된 도면을 참조하여 설명되었지만, 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형될 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이며, 본 발명의 권리범위는 첨부된 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

11, 12 : 세라믹 시트
21, 22 : 강화 부재

Claims (10)

1. 테이프 캐스팅(tape casting)에 의해 세라믹 분말을 세라믹 시트(sheet)로 성형하는 단계;
   상기 세라믹 시트를 프레스 성형하는 단계; 및
   상기 세라믹 시트에 포함된 바인더(binder)를 번 아웃(burn out)하는 단계를 포함하며,
   상기 번 아웃하는 단계 이후, 가소결과 본소결을 통해 가공성을 확보하는 것을 특징으로 하는 모바일용 세라믹 백커버 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가소결과 본소결을 통해 가공성을 확보하는 것은,
   상기 가소결과 상기 본소결 단계의 중간에 가공을 하는 것을 특징으로 하는 모바일용 세라믹 백커버 제조방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 가공은 모바일용 백커버 가공인 것을 특징으로 하는 모바일용 세라믹 백커버 제조방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 프레스 성형하는 단계는 SUS몰드에서 상기 세라믹 시트를 WIP(warm isostatic press)가공하는 것을 특징으로 하는 모바일용 세라믹 백커버 제조방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 세라믹 백커버는 상기 세라믹 시트에 강화 부재가 이종 접합되는 것을 특징으로 하는 모바일용 세라믹 백커버 제조방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 강화 부재는 폴리머, 메탈, 상기 세라믹시트와 다른 이종 세라믹 물질 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 모바일용 세라믹 백커버 제조방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 이종접합을 위해 상기 세라믹 시트의 표면을 개질하는 것을 특징으로 하는 모바일용 세라믹 백커버 제조방법.
8. 제6항에 있어서,
   상기 이종접합을 위해 상기 프레스 성형하는 단계에서 상기 세라믹 시트 상에 홀(hole) 가공을 하는 것을 특징으로 하는 모바일용 세라믹 백커버 제조방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 홀은 상협하광의 형상인 것을 특징으로 하는 모바일용 세라믹 백커버 제조방법.
10. 제11항의 모바일용 세라믹 백커버 제조방법에 의해 제조된 모바일용 세라믹 백커버.

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