KR20230027378A - three dimensional forming type touchpad and method of making the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 터치패드와 그 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표면실장소자(SMD:surface mounted device)를 가지고 입체적으로 가공되어 형성되는 터치패드와 그 형성방법에 관한 것이다.The present invention relates to a touchpad and a method of forming the same, and more particularly, to a touchpad formed by three-dimensional processing using a surface mounted device (SMD) and a method of forming the same.
최근 차량 품질에서 전장 부분이 매우 중요하게 생각되고 전장 관련 장치, 부품의 중요성은 계속 증가하고 있다. 화석 연료를 사용하는 차량 대신 전기 관련 에너지를 이용한 차량에서도 에너지 효율 측면 등에서 이런 경향은 증가하게 된다. In recent vehicle quality, the electric field is considered very important, and the importance of electric field-related devices and parts continues to increase. Even in vehicles using electricity-related energy instead of vehicles using fossil fuels, this trend increases in terms of energy efficiency.
한편 대시보드는 차량 인테리어에서 매우 중요한 부분을 차지하며 대시보드에서 많은 비중을 차지하는 계기판 등을 구성하는 터치패드형 디스플레이 장치의 터치패드는 자체가 전장의 일부를 이루면서 차량 전장 관련 많은 요소를 전체적 종합적으로 나타내는 디스플에이에서 운전자가 조작할 사항을 바로 콘트롤 할 수 있도록 진화하고 있다. On the other hand, the dashboard occupies a very important part in the vehicle interior, and the touchpad of the touchpad display device, which constitutes a large portion of the dashboard, constitutes a part of the battlefield, and displays many elements related to the vehicle battlefield as a whole. It is evolving so that the driver can directly control the items to be operated on the display.
이런 차량 대시보드용 디스플레이 장치에 대한 여러 요구에 맞추기 위해 디스플레이 장치는 매우 커지고 대시보드의 더 많은 부분을 차지하면서 외관상으로도 미려하게 대면적 일체형으로 이루어지는 경향이 있다. In order to meet the various demands for such a display device for a vehicle dashboard, the display device tends to be very large and take up a larger portion of the dashboard, while also being beautifully integrated in a large area.
그런데, 차량 디스플레이 장치가 대면적화 될수록 그 형성 공정은 점차 어려워진다. 가령, 대시보드는 원래 전체적으로 볼 때 곡면으로 형성되고 있으며, 대시보드의 일부인 디스플레이도 대시보드에 더 다양하고 효과적으로 사용하기 위해 이를 곡면형으로 제작하는 것이 요청되고, 전체 대시보드가 이루는 곡면에 맞는 곡면을 구현할 수 있도록 요구되고 있다. However, as the size of the vehicle display device increases, the forming process becomes increasingly difficult. For example, the dashboard is originally formed as a curved surface when viewed as a whole, and it is requested that the display, which is a part of the dashboard, be produced in a curved shape in order to be used more diversely and effectively on the dashboard, and a curved surface that fits the curved surface of the entire dashboard is required to implement.
반면 디스플레이 기판 및 터치패드는 대개 평면으로 이루어지는 것이며, 이를 큰 비용 증가 없이 곡면으로 구현하는 것은 여러 난점을 가지게 된다. 예를 들면, 최근의 차량 디스플레이에는 시인성을 높이기 위해 기능 버튼 등을 터치패드 방식으로 구현하면서 야간에 잘 볼 수 있도록 LED 모듈 등을 장착하는 등 표시장치 자체에 전장용 부품을 실장하여 사용하는 경우가 많은데, 터치패드를 곡면으로 만들기 위해 곡면 성형을 하면 기존에 장착된 이런 부품은 기판에서 탈락되거나 전기적 접속이 불안해지기 쉽다는 문제가 있다. On the other hand, display substrates and touch pads are usually made of flat surfaces, and implementing them as curved surfaces without a significant cost increase has several difficulties. For example, in recent vehicle displays, there are cases in which electric components are mounted on the display device itself, such as implementing a function button in a touch pad method to increase visibility, and mounting an LED module so that it can be seen at night. There are many, but there is a problem that when curved surface molding is performed to make a touchpad into a curved surface, these previously mounted parts are easily detached from the board or the electrical connection becomes unstable.
이런 사항을 좀 더 설명하면, 곡면형으로 대시보드의 터치패드를 제작하는 것은 디스플레이 및 터치패드 제작시의 공정 일반 특성을 고려할 때 대규모로 적용하기는 어렵다. 이들 모두는 평판 상태로 가공되는 것이 공정 장비의 일반 특성을 고려할 때 일반적이고 효과적이기 때문이다. To explain these points in more detail, manufacturing a touchpad for a dashboard in a curved shape is difficult to apply on a large scale considering general characteristics of a display and touchpad manufacturing process. All of these are because flat processing is common and effective considering the general characteristics of processing equipment.
곡면에 대한 요구가 단순하고 크지 않은 경우, 기존에는 구부림이 용이하고 구부림에 의해 변형될 때에도 복원력을 가지는 기재 필름에 ITO와 같은 투명전도층으로 터치 패턴을 형성하고 연결 도선(연결 패턴)은 금속 페이스트나 금속박으로 인쇄를 이용하여 형성한 부분을 가지는 FPCB를 이용하여 터치패드를 형성한다. If the demand for a curved surface is simple and not great, conventionally, a touch pattern is formed with a transparent conductive layer such as ITO on a base film that is easy to bend and has restoring force even when deformed by bending, and the connection wire (connection pattern) is a metal paste. A touchpad is formed using FPCB having a part formed by printing with metal foil.
일반적으로, 인쇄방법으로는 스크린 인쇄, 로터리 스크린 인쇄, 그라비어 인쇄, 플렉소 인쇄, 젯 인쇄, 탐포 인쇄 등을 사용하고, 기타 패턴 형성 방법으로서 막도포나 증착과 에칭, 트랜스터 라미네이팅 등이 사용되었고, 기재 재질로는 PET, PI(Polyimide), PEN(Polyethylene Naphthalate) 등이 사용되고, 도전 패턴을 위한 재질로는 은, 구리, 주석-비스무트, 인듐, 비스무트, 백금 등이 사용된다. In general, screen printing, rotary screen printing, gravure printing, flexo printing, jet printing, tampon printing, etc. are used as printing methods, and film coating, deposition, etching, and transfer laminating are used as other pattern formation methods. , PET, PI (Polyimide), PEN (Polyethylene Naphthalate), etc. are used as substrate materials, and silver, copper, tin-bismuth, indium, bismuth, platinum, etc. are used as conductive pattern materials.
그리고, 이렇게 형성된 터치패드 기판을 대시보드에 상황에 맞게 이를 적응시켜 간단히 구부리거나 휜 상태로 설치하고 주변의 부분은 별도 합성수지 몰딩으로 형성하는 경우가 있다.In addition, there are cases in which the touchpad substrate formed in this way is simply installed in a bent or bent state by adapting it to the dashboard according to circumstances, and the surrounding portion is formed by separate synthetic resin molding.
그러나, 차량 전장 증가 추세에 따라 터치패드가 나타내는 계기 및 각종 기능 버튼이 많아지고 이들을 구동회로와 연결하는 도전 패턴이 많아지고 복잡해지면서 기존의 단순 인쇄 방식으로는 도선이 집중되는 연결부 연결 패턴을 문제없이 형성하는 것이 점점 어려워지고 있으며, 이렇게 터치패드를 대시보드 전반에 상응하는 곡면으로 형성하는 것은 여전히 디자인 상의 한계와 제작 공정상의 불편을 함께 가질 수 있다.However, as the number of instruments and various function buttons indicated by the touchpad increases as the vehicle electric field increases, and the number of conductive patterns connecting them to the driving circuit increases and becomes more complex, the existing simple printing method can print the connection pattern of the connection part where the wires are concentrated without any problems. It is becoming increasingly difficult to form, and forming the touchpad into a curved surface corresponding to the entire dashboard may still have limitations in design and inconvenience in the manufacturing process.
한편, 이러한 디자인 상의 제약이나 어려움을 해결하기 위해 터치패드를 포함한 많은 부분을 곡면을 적용하려면 일단 평면적으로 제작하고 후공정을 통해 평면을 입체적으로 성형하는 방식을 고려할 수 있다.On the other hand, in order to apply curved surfaces to many parts, including the touchpad, in order to solve these design limitations or difficulties, a method of first producing a flat surface and three-dimensionally shaping the flat surface through a post-process may be considered.
그런데, 이러한 터치패드에는 LED 등의 소자를 함께 설치하는 경우가 많은데, 이들 소자는 평판 형태에서 FPCB의 노출된 단자 부분에 땜납 등 재질로 형성된 솔더를 이용하여 표면실장방법(SMT)로 터치패드에 결합되는 경우가 많다. 이런 솔더를 이용하기 위해서는 표면실장가공시 온도가 어느 정도 이상이 되어야 한다. 이런 온도에서 FPCB를 이루는 폴리이미드는 내열성이 커서 비교적 잘 견디지만 폴리이미드는 가열, 가압을 통한 입체 성형 방식에는 적합하지 않다는 문제가 있다.By the way, in many cases, elements such as LEDs are installed together in these touch pads, and these elements are in the form of a flat plate. Using solder formed of a material such as solder on the exposed terminal part of the FPCB, the surface mounting method (SMT) is applied to the touch pad. are often combined. In order to use such a solder, the temperature must be higher than a certain level during surface mounting processing. At this temperature, polyimide constituting FPCB has high heat resistance and endures relatively well, but there is a problem that polyimide is not suitable for three-dimensional molding through heating and pressurization.
또한, 통상의 FPCB를 이루는 기존의 폴리이미드 기판 등은 가열, 가압 방식의 입체 성형이 잘 이루어지지 않는다는 문제가 있으므로 처리 온도나 압력에 다소 무리를 가해 다수 패턴이 형성된 상태에서 3차원 입체 성형을 억지로 하려고 시도하는 경우, 절곡되거나 굽어진 부분의 도전 패턴에는 성형 과정에서 마모, 균열이 발생하기 쉽다. 이런 마모 및 균열은 도전 패턴을 통한 도전 기능을 저하시켜 불량 발생이 늘어나고, 결국, 안전하고 안정적 기능을 발휘할 수 있는 터치패드를 생산하고 사용하기 어렵게 한다는 문제가 있다. In addition, since the conventional polyimide substrate constituting a typical FPCB has a problem that three-dimensional molding by heating and pressing is not well performed, three-dimensional three-dimensional molding is forced by applying a little excessive force to the processing temperature or pressure to form a plurality of patterns. If you try to do this, wear and cracks are likely to occur in the forming process in the conductive pattern of the bent or bent part. Such abrasion and cracking deteriorates the conductive function through the conductive pattern, which increases the occurrence of defects, and eventually makes it difficult to produce and use a touchpad that can safely and stably function.
도1은 종래의 합성수지 기판에 도전 패턴을 적용하고 3차원 입체 성형을 하여 만들어진 물품의 도전 패턴 부분 일부를 나타내는 사진이다. 여기서 도시된 바와 같이 기판이 구부러진 곳에서 도전 패턴이 균열된 형태를 보이는 것을 알 수 있다. 1 is a photograph showing a portion of a conductive pattern portion of an article made by applying a conductive pattern to a conventional synthetic resin substrate and performing three-dimensional molding. As shown here, it can be seen that the conductive pattern shows a cracked shape where the substrate is bent.
또한, 이러한 가열 가압에 의한 입체 성형 과정에서 SMD 부품자체나 솔더 접합부에서 인장력에 의한 균열(crack)도 발생해 소자 기능이 제대로 발현되지 못하는 등의 문제도 발생할 수 있었다.In addition, in the process of three-dimensional molding by heating and pressing, cracks due to tensile force also occur in SMD components themselves or solder joints, so that device functions cannot be properly expressed.
또한, 기존에는 대시보드에 있는 터치패드의 도전 패턴이 형성된 기판(substrate: 기재) 부분을 구동 회로에 연결하기 위해 매개수단으로 별도의 FPCB, PCB, 리벳 등을 형성하여 연결의 물리적 전기적 안정성을 도모하고 있으나 이는 비용면에서도 바람직하지 않고 특히 단단한 재질로 처리된 것들은 그런 특징으로 인하여 공정상 여러 불편한 점이 있었고, 매개수단이 더 들어가면서 전기적 연결에서 오류가 발생할 가능성도 더 늘어날 수 있다는 문제가 있다. In addition, a separate FPCB, PCB, rivet, etc. is formed as a medium to connect the substrate (substrate) where the conductive pattern of the touchpad on the dashboard is formed to the driving circuit to promote physical and electrical stability of the connection. However, this is not desirable in terms of cost, and in particular, those processed with hard materials had several inconveniences in the process due to such characteristics, and there is a problem that the possibility of errors in electrical connection may increase as more intermediate means are entered.
터치패드가 대시보드의 많은 부분을 차지하면서 대면적화 일체화 되는 경향을 생각할 때 이런 불편함을 없애는 방법의 하나로 터치패드 기판을 이루는 기재를 좀 더 연장하여 별도의 복잡한 연결도선을 쓰지 않으면서 전기적 연결의 안정성도 높일 수 있도록 하면서, 연장된 기재 부분에 형성된 패턴을 구동회로와의 직접 접속에 적절하면서 연장으로 인한 문제도 없도록 잘 형성할 필요가 있다. Considering that the touchpad occupies a large part of the dashboard and tends to be integrated into a large area, one of the ways to get rid of this inconvenience is to extend the base material that makes up the touchpad substrate so that it can be electrically connected without using a separate complicated connection wire. It is necessary to form the pattern formed on the extended substrate portion well so as to be suitable for direct connection with the driving circuit and not to cause problems due to the extension while also increasing the stability.
결국, 이러한 종래의 예에서의 문제점을 살펴볼 때 일단 평면상으로 형성한 터치패드에 가열, 가압 방식 입체 성형과 같은 3차원 가공을 적용하려면 도전 패턴의 균열을 줄이고 안정적 기능을 갖출 수 있는 수단, 조건을 찾아 맞추는 것이 중요하며, 구동회로와 직접 연결을 위해 기재 자체를 연장하여 일체로 형성할 때에도 연장된 부분이 구동회로와 연결을 위해 주변 상황에 따라 구부러지고 변형되면서 다소의 외력을 받아 문제를 일으키지 않게 이 부분에 집중 형성되는 미세하고 복합한 패턴을 정확하게 제조하는 것이 필요하게 된다. After all, when looking at the problems in these conventional examples, in order to apply 3D processing such as heating and pressing three-dimensional molding to a touchpad once formed in a flat shape, means and conditions that can reduce cracks in the conductive pattern and have stable functions It is important to find and match, and even when the base material itself is extended and integrally formed for direct connection with the driving circuit, the extended part is bent and deformed depending on the surrounding situation for connection with the driving circuit, receiving some external force to avoid causing problems. It is necessary to accurately manufacture a fine and complex pattern concentratedly formed in this part.
본 발명은 가열 가압 방식의 입체 성형으로 이루어지는 터치패드에서 굽어진 부분에서 성형 과정 중 도전 패턴이 균열되거나 잘 닳는 현상을 해결할 수 있는 입체 가공형 터치패드 및 그 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a three-dimensional processing type touch pad and a method of forming the same, which can solve the phenomenon of cracking or wear of a conductive pattern during the molding process at a bent portion of a touch pad formed by three-dimensional molding using a heating and pressing method.
본 발명은 가열 가압 방식의 입체 성형으로 이루어지는 터치패드에서 기판에 필요한 소자의 표면 실장 방식을 유지하면서 소자 결합의 안정성을 유지시켜 소자 기능 이상의 문제가 없는 입체 가공형 터치패드 및 그 형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention provides a three-dimensional processing type touch pad without problems with device function abnormality by maintaining the surface mounting method of elements required for a substrate in a touch pad made of three-dimensional molding by heating and pressing, and maintaining the stability of element coupling, and a method of forming the same aims to
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 터치패드의 형성방법은The method of forming a touch pad of the present invention for achieving the above object is
평판형 기판을 준비하는 단계,Preparing a planar substrate;
기판에 터치패드 기능을 위한 도전패턴을 형성하는 단계,Forming a conductive pattern for a touch pad function on a substrate;
도전패턴이 형성된 기판에서 적어도 단자 부분이 노출된 상태에서 도전 매개층 혹은 도전 접착층 패턴을 형성하고 SMD를 결합시키는 단계,Forming a conductive media layer or conductive adhesive layer pattern in a state in which at least a terminal portion is exposed on the substrate on which the conductive pattern is formed and bonding the SMD;
SMD가 설치된 기판의 단자 부분 위로 보강재 패턴을 설치하는 단계,Installing a reinforcing material pattern over the terminal portion of the board on which the SMD is installed;
도전패턴 및 SMD가 설치된 기판을 입체 성형기로 성형하여 입체형 기판을 형성하는 단계를 구비하여 이루어지며(이때 타발이 함께 이루어질 수 있다),It is made by providing a step of forming a three-dimensional substrate by molding the substrate on which the conductive pattern and SMD are installed with a three-dimensional molding machine (at this time, punching may be performed together),
이렇게 입체성형된 추가적으로 기판을 몰드에 넣어 인서트 사출 성형으로 주변 합성수지 부분을 결합시키고 디스플레이를 결합시킴으로써 전체적 터치패널을 형성시키고 대시보드의 일부를 이루게 할 수 있다. The three-dimensionally molded additional board is put into a mold, and the surrounding synthetic resin parts are bonded by insert injection molding, and the display is bonded to form an overall touch panel and form a part of the dashboard.
본 발명에서 평판형 기판을 준비하는 단계에서 기판은 입체적 성형에 적합하지 않은 폴리이미드 대신에 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET:Polyethylene terephthalate), 폴리카보네이트(Polycarbonate: PC), 탄소나노튜브(CNT: carbon nanotube), 탄소나노버드(CNB: Carbon NanoBud) 재질의 기판을 사용할 수 있고, 도전 패턴으로는 종래 구리 패턴 대신 PEDOT, 은 페이스트를 적어도 하나 사용하여 만들어질 수 있다.In the step of preparing a flat substrate in the present invention, the substrate is polyethylene terephthalate (PET: Polyethylene terephthalate), polycarbonate (PC), carbon nanotube (CNT: carbon nanotube) instead of polyimide, which is not suitable for three-dimensional molding , A substrate made of carbon nanobud (CNB) may be used, and as a conductive pattern, at least one of PEDOT and silver paste may be used instead of a conventional copper pattern.
이때, SMD 설치를 위한 도전 매개층 혹은 도전 접착층으로는 납을 이용하는솔더 대신 은본드가 사용될 수 있고, 은본드는 잉크제트 분사 인쇄방식 대신 스크린인쇄와 같은 전체를 한번에 인쇄하는 방식으로 이루어지는 것이 바람직하다.At this time, silver bond can be used instead of solder using lead as the conductive medium layer or conductive adhesive layer for SMD installation, and the silver bond is preferably made by printing the whole at once, such as screen printing, instead of inkjet jet printing. .
본 발명에서 도전 패턴은 간격을 넓게 하여 0.5mm 이상으로 하고, 도전라인도 간격보다 넓게 폭이 0.5mm 이상으로 설치하는 것이 바람직하다. In the present invention, it is preferable that the conductive patterns are spaced wider than 0.5 mm, and the conductive lines are also installed with a width greater than 0.5 mm.
본 발명에서 도전 패턴을 형성한 뒤 SMD를 설치할 단자 부분을 노출시키는 절연보호층 혹은 광학점착층(OC층)을 설치하고 이 노출된 부분에 부재 설치를 위한 도전 매개층을 설치하는 경우, SMD의 두 단자 사이에서 도전 매개층이 단락되는 것을 방지하기 위해 두 단자를 중심으로 절연보호층이 패턴이 없도록 하되 두 단자 사이에는 절연보호층이 격벽의 역할을 하도록 절연보호층 패턴을 형성하는 단계가 이루어질 수 있다.In the present invention, after forming the conductive pattern, installing an insulating protection layer or an optical adhesive layer (OC layer) exposing the terminal portion where the SMD is to be installed, and installing a conductive medium layer for installing members on the exposed portion, the SMD In order to prevent the conductive medium layer from shorting between the two terminals, the insulating protection layer is patternless around the two terminals, but the insulation protection layer pattern is formed between the two terminals so that the insulation protection layer serves as a partition wall. can
이때, 격벽 역할을 하는 절연보호층 패턴은 다른 위치에 비해 두 단자 사이가 두껍게 형성되도록 한 것일 수 있다.At this time, the insulating protection layer pattern serving as a partition wall may be formed thicker between two terminals compared to other positions.
본 발명에서 도전접착층으로서 은본드 패턴을 도전패턴의 노출된 단자 부분에 인쇄로 형성할 때 하나의 소자의 두 전극단자가 접속될 두 단자 부분의 서로 마주보는 쪽에 있는 변 양단의 모서리는 모따기와 같이 은본드의 양이 적어지는 패턴으로 이루어져 두 단자 부분 사이에 은본드 패턴이 번짐이나 퍼짐으로 인하여 단락이 되는 것을 억제할 수 있다.In the present invention, when a silver bond pattern as a conductive adhesive layer is formed by printing on the exposed terminal portion of the conductive pattern, the edges of both ends of the sides facing each other of the two terminal portions to which the two electrode terminals of one device are to be connected are chamfered. It is composed of a pattern in which the amount of silver bond is reduced, so that a short circuit due to smearing or spreading of the silver bond pattern between the two terminal parts can be suppressed.
본 발명의 터치패드의 형성에 있어서, 터치패드에는 별도의 매개수단 없이 구동회로와의 연결을 위해 접속단자를 이루는 다수의 미세 패턴이 집중되는 접속부 및 이 접속부와 계기판 및 기능 버튼 표시부와 같은 터치패턴의 연결을 위해 표시부에서 일체로 연장되는 연장부의 연결패턴이 도전 패턴으로서 구비되고, 적어도 연결패턴을 포함하는 도전 패턴은 개별 패턴 구분을 위해 레이저조사를 이용하여 형성할 수 있다.In the formation of the touchpad of the present invention, the touchpad has a connection portion in which a plurality of fine patterns constituting a connection terminal are concentrated for connection to a driving circuit without a separate intermediary means, and touch patterns such as the connection portion, instrument panel, and function button display portion. For the connection, a connection pattern of an extension integrally extending from the display unit is provided as a conductive pattern, and a conductive pattern including at least the connection pattern can be formed using laser irradiation to distinguish individual patterns.
상기 보강재는 열경화성 에폭시 수지로 이루어지며, 150도씨 이하 온도, 30분 이상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 입체가공형 터치패드는, PET 기판, 상기 PET 기판에 형성되며 은페이스트나 PEDOT 가운데 적어도 하나를 포함하여 이루어진 도전 패턴, 상기 도전 패턴의 단자 부분에 은본드 재질의 도전접착층을 사이에 두고 전극 단자가 접속되는 표면 실장 소자(SMD), 상기 단자 부분과 상기 표면 실장 소자의 전극 단자가 접속된 부분을 위에서 덮도록 형성되는 절연성 보강재를 구비하며, 상기 기판은 상기 절연성 보강재 설치 후의 가열 가압 성형을 통해 입체구조를 가지는 것일 수 있다. The reinforcing material is made of a thermosetting epoxy resin, and the three-dimensional processing type touchpad of the present invention for achieving the above object at a temperature of 150 ° C or less for more than 30 minutes is formed on a PET substrate and the PET substrate, and at least one of silver paste or PEDOT A conductive pattern including a surface mount device (SMD) in which an electrode terminal is connected to a terminal portion of the conductive pattern with a conductive adhesive layer of a silver bond material interposed therebetween, and the terminal portion and the electrode terminal of the surface mount device are connected. An insulating reinforcing material formed to cover the portion from above may be provided, and the substrate may have a three-dimensional structure through heating and pressing molding after the insulating reinforcing material is installed.
본 발명에서 상기 은본드는 150도 이하의 온도에서 큐어링이 이루어져 열처리 단계에서 상기 단자 부분과 상기 전극 단자 사이의 전기적 결합 및 물리적 결합을 이루어는 것일 수 있다. In the present invention, the silver bond may be cured at a temperature of 150 degrees or less to achieve electrical and physical bonding between the terminal portion and the electrode terminal in a heat treatment step.
본 발명에서하 시간동안 큐어링이 되어 이루어진 것일 수 있다.In the present invention, it may be made by curing for a period of time.
본 발명에서 상기 도전 패턴 위로 상기 단자 부분을 노출시키는 보호막(OC층)이 설치되고, 상기 소자의 두 전극 단자가 접속되는 상기 도전 패턴의 두 단자 부분 사이에는 상기 두 단자 부분을 이격시키는 상기 보호막 재질의 격벽이 형성될 수 있다. In the present invention, a protective film (OC layer) exposing the terminal portion is installed on the conductive pattern, and the protective film material separates the two terminal portions between the two terminal portions of the conductive pattern to which the two electrode terminals of the device are connected. A barrier rib may be formed.
본 발명에서 상기 도전접착층으로 형성되는 은본드 패턴은 직사각형의 모서리의 적어도 일부에 모따기가 형성된 형태를 가지는 것일 수 있다.In the present invention, the silver bond pattern formed of the conductive adhesive layer may have a shape in which chamfers are formed on at least a portion of a corner of a rectangle.
본 발명의 입체가공형 터치패드에 있어서, 터치패드에는 별도의 매개수단 없이 구동회로와의 연결을 위해 접속단자를 이루는 다수의 미세 패턴이 집중되는 접속부 및 이 접속부와 계기판 및 기능 버튼 표시부와 같은 터치패턴을 가진 표시부, 접속부와 표시부의 연결을 위해 표시부에서 일체로 연장되는 연결부에서 터치패턴과 접속단자를 이루는 미세패턴의 연결을 담당하는 연결패턴(라인패턴)이 도전 패턴으로서 구비되고, 적어도 연결패턴을 포함하는 도전 패턴은 개별 패턴 구분을 위해 레이저조사를 이용하여 형성된 것일 수 있다.In the three-dimensionally processed touchpad of the present invention, the touchpad has a connection portion in which a plurality of fine patterns constituting a connection terminal are concentrated for connection to a driving circuit without a separate intermediary means, and touches such as the connection portion, instrument panel, and function button display unit A connection pattern (line pattern) responsible for connecting a touch pattern and a fine pattern constituting a connection terminal is provided as a conductive pattern in a display unit having a pattern and a connection unit integrally extending from the display unit to connect the connection unit and the display unit, and at least the connection pattern The conductive pattern including may be formed using laser irradiation to distinguish individual patterns.
본 발명에 따르면 가열 가압 방식의 3차원 입체 성형으로 터치패드를 형성할 때 굽어진 부분에 도전 패턴이 균열되거나 잘 닳는 현상을 방지하여 전기적 신호 전달의 이상, 기능 이상 문제를 줄일 수 있다. According to the present invention, when a touchpad is formed by three-dimensional molding using a heating and pressing method, it is possible to prevent cracking or fraying of the conductive pattern at the bent portion, thereby reducing problems in electrical signal transmission and malfunction.
본 발명에 따르면 가열 가압 방식의 입체 성형으로 터치패드를 형성할 때 기판에 표면 실장 방식으로 결합된 소자의 물리적 결합 및 전기적 접속의 안정성을 유지시켜 균열 등으로 인한 소자 기능 이상의 문제가 없도록 예방할 수 있다.According to the present invention, when a touchpad is formed by three-dimensional molding using a heating and pressing method, stability of physical bonding and electrical connection of devices bonded to a board by surface mounting method is maintained, thereby preventing malfunction of the device due to cracks or the like. .
본 발명의 일 측면에 따르면 터치패드를 형성함에 있어서 복잡한 도전 패턴이 형성되는 곳에서 레이저 조사를 이용함으로써 개개의 도전 패턴의 구분이 명확하고, 패턴 구분이 명확하게 이루어짐으로써 패턴을 충분한 폭 및 두께로 형성하여 외력에 의한 압박, 변형이 있는 경우에도 패턴 뭉개짐에 의한 단락과 균열에 의한 단선이나 접속 불량 등의 문제 가능성을 동시에 줄이는 것이 가능하게 된다.According to one aspect of the present invention, in forming a touch pad, by using laser irradiation where a complex conductive pattern is formed, individual conductive patterns are clearly distinguished, and patterns are clearly distinguished, so that the pattern is formed with a sufficient width and thickness. Even when there is pressure or deformation due to external force, it is possible to simultaneously reduce the possibility of problems such as short circuit due to pattern crushing, disconnection due to crack, or poor connection.
도1은 종래의 폴리이미드 기판에 도전 패턴을 형성한 뒤 가열, 가압에 의한 3차원 입체 성형 가공시 도전 패턴에 균열과 부분적 박리가 발생한 상태를 나타내는 사진,
도2는 본 발명의 방법을 이루는 주요 단계를 나타내는 흐름도,
도3은 터치패드의 기판 상에 도전 패턴이 형성된 적층 구조를 나타내는 단면도,
도4a는 본원 발명의 터치패드 기판에서 LED소자가 납 솔더를 이용하여 결합된 상태를 나타내는 측단면도,
도4b는 본원 발명의 터치패드 기판에서 LED소자가 보강재를 이용하여 결합된 상태를 나타내는 측단면도,
도5는 본 발명의 일 실시예에서 은본드가 도포되는 단자와 단자 사이에 OC층 격벽이 넓게 혹은 좁게 형성된 상태 및 격벽이 형성되지 않은 상태를 비교하여 나타내는 평면도,
도6은 격벽 존재 및 광협 여부에 따라 은본드가 두 단자 부분 사이에서 단락을 일으키는 지 여부를 비교하여 나타내는 사진,
도7은 은본드가 도포되기 위한 인쇄 마스크 개구부 영역을 형성할 때 두 인접하는 개구부의 서로 마주보는 측 변 양단의 모서리를 모따기 형성한 상태를 나타내는 평면도,
도8은 기판에 설치된 소자 위로 보강재를 도포하여 돔과 같은 형상을 이룬 상태를 나타내는 단면도,
도9는 본 발명의 일 실시예에 따른 입체 가공형 터치패드에서 터치패턴과 단자부를 연결하는 연결선 복수개가 나란히 형성된 상태를 종래의 연결선과 비교하여 나타내는 사진,
도10은 본 발명의 일 실시예에서 입체 성형시의 연결선 패턴에서의 저항 증가를 종래의 연결선 패턴에서의 저항 증가와 비교하기 위해 터치 패드의 연결선 부위를 절곡한 상태를 나타내는 사진,
도11은 본 발명의 일 실시예의 다른 단계에서 터치패드 내 도전 패턴을 나타내는 평면도,
도12는 도11과 같은 상태에서 접속부의 개별 패턴 상태인 단자 패턴 위로 탄소포함 재질로 된 보강층을 인쇄 방식으로 통 패턴 형태로 설치한 상태를 나타내는 부분적 평면도,
도13은 도12와 같은 상태에서 통 패턴 형태의 보호층을 레이저로 가공하여 단자 패턴 사이의 부분에서 보호층을 제거하여 개별 단자 패턴으로 구분되도록 한 상태를 나타내는 부분적 평면도,
도14는 본 발명의 실시예에 따른 터치패드를 이루는 하나의 기판 층 구성을 간략화하여 나타내는 단면도이다.1 is a photograph showing a state in which cracks and partial peeling occur in a conductive pattern during three-dimensional three-dimensional molding processing by heating and pressing after forming a conductive pattern on a conventional polyimide substrate;
Figure 2 is a flow chart showing the main steps comprising the method of the present invention;
3 is a cross-sectional view showing a laminated structure in which a conductive pattern is formed on a substrate of a touch pad;
Figure 4a is a side cross-sectional view showing a state in which LED elements are coupled using lead solder in the touch pad substrate of the present invention;
Figure 4b is a side cross-sectional view showing a state in which the LED element is coupled using a reinforcing material in the touch pad substrate of the present invention;
5 is a plan view showing a comparison between a state in which an OC layer barrier rib is formed widely or narrowly between a terminal to which a silver bond is applied and a state where the barrier rib is not formed in one embodiment of the present invention;
6 is a photograph showing whether a silver bond causes a short circuit between two terminal parts according to the presence of a barrier rib and optical narrowing;
7 is a plan view showing a state in which corners of both ends of two adjacent openings facing each other are chamfered when forming a printing mask opening area for applying silver bond;
8 is a cross-sectional view showing a state in which a dome-like shape is formed by applying a reinforcing material on a device installed on a substrate;
9 is a photograph showing a state in which a plurality of connection lines connecting a touch pattern and a terminal part are formed side by side in a three-dimensional processing type touch pad according to an embodiment of the present invention, compared with a conventional connection line;
10 is a photograph showing a state in which a portion of a connection line of a touch pad is bent in order to compare an increase in resistance in a connection line pattern during three-dimensional molding with an increase in resistance in a conventional connection line pattern in an embodiment of the present invention;
11 is a plan view showing a conductive pattern in a touch pad at another stage of an embodiment of the present invention;
12 is a partial plan view showing a state in which a reinforcing layer made of a carbon-containing material is installed in the form of a cylinder pattern by a printing method on the terminal pattern, which is an individual pattern state of the connection part, in the same state as in FIG. 11;
Fig. 13 is a partial plan view showing a state in which the protective layer in the form of a cylinder pattern is processed with a laser in the same state as in Fig. 12 to remove the protective layer from the portion between the terminal patterns so as to be divided into individual terminal patterns;
14 is a simplified cross-sectional view of a configuration of one substrate layer constituting a touch pad according to an embodiment of the present invention.
이하 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through embodiments of the present invention with reference to the drawings.
도2는 본 발명 방법의 일 실시예에 따른 공정 단계들을 포함하는 흐름도 이다.Figure 2 is a flow chart comprising process steps according to one embodiment of the method of the present invention.
본 실시예의 방법은 대략 터치패드용 기판을 준비하는 단계(S10), 기판에 도전 패턴을 형성하는 단계(S20), 도전 패턴이 형성된 기판에 LED 칩과 같은 소자 혹은 부품을 표면실장기술(SMT:surface mount technology)을 이용하여 설치하고 보강재로 보강하는 단계(S30), 소자 혹은 부품이 실장된 기판을 가열하여 입체 성형하는 단계(S40)를 구비하여 이루어진다.The method of this embodiment includes preparing a substrate for a touch pad (S10), forming a conductive pattern on the substrate (S20), and surface mounting an element or component such as an LED chip on the substrate on which the conductive pattern is formed (SMT: surface mount technology), installing and reinforcing with a reinforcing material (S30), and heating and three-dimensionally shaping the substrate on which the element or component is mounted (S40).
본 실시예에서는 이들 대략적 단계를 보다 구체화하여 기판을 준비하는 단계(S10)에서는 기판으로 PET 필름을 준비하는 단계가 이루어지고, 도전 패턴을 형성하는 단계(S20)에서는 기판 위에 PEDOT 인쇄 및 건조를 통해 PEDOT층 도전패턴을 형성하는 단계(S21), 기판 위에 은페이스트로 인쇄 및 건조를 통해 은페이스트 도전패턴을 형성하는 단계(S23), 기판 위에 카본 인쇄 및 건조를 통해 카본층 도전패턴을 형성하는 단계(S25), 도전패턴들 위로 기판에 광학적투명점착층(OCA) 부착 혹은 보호층(OC:overcoat) 인쇄 건조를 통해 대부분의 도전 패턴을 덮으면서 단자 부분에서 그 도전 패턴의 일부가 노출되도록 하는 보호층을 형성하는 단계(S27)가 이루어진다.In the present embodiment, these approximate steps are more specific, and in the step of preparing a substrate (S10), a step of preparing a PET film as a substrate is performed, and in the step of forming a conductive pattern (S20), PEDOT is printed on the substrate and dried. Forming a PEDOT layer conductive pattern (S21), forming a silver paste conductive pattern on a substrate through printing and drying with silver paste (S23), forming a carbon layer conductive pattern on a substrate through carbon printing and drying (S25), protection that covers most of the conductive patterns by attaching an optically transparent adhesive layer (OCA) to the board over the conductive patterns or printing and drying a protective layer (OC: overcoat) so that a part of the conductive pattern is exposed in the terminal portion. A step of forming a layer (S27) is performed.
또한, 소자 혹은 부품을 설치하고 보강재로 보강하는 단계(S30)에서는 먼저 보호층이 형성된 기판의 일부 도전 패턴이 노출된 단자 부분에 도전매개층으로서 은본드 패턴을 인쇄를 통해 형성하는 도전접착제 패턴 인쇄 단계(S31), 기판에 부가되는 LED 등의 소자들을 그 단자가 도전 패턴의 단자 부분에 놓이도록 하고, 주변 가열을 통해 은본드의 용매를 제거하고 은본드를 매개로 도전패턴의 단자 부분과 소자의 단자가 전기적으로 접속되고 물리적으로 결합되는 칩마운트 및 건조 단계 혹은 소자 설치단계(S33), 도전 패턴의 단자 부분에 보강재를 도포 및 건조하여 단자 부분과 소자의 단자가 물리적으로 더 견고하게 결합되도록 하는 보강재 도포 및 건조 단계(S35)가 차례로 진행된다.In addition, in the step of installing elements or components and reinforcing them with a reinforcing material (S30), a conductive adhesive pattern is formed by printing a silver bond pattern as a conductive mediating layer on the terminal portion where some conductive patterns are exposed on the substrate on which the protective layer is formed. Printing Step (S31), elements such as LEDs added to the substrate are placed on the terminal portion of the conductive pattern, the solvent of the silver bond is removed through ambient heating, and the terminal portion of the conductive pattern and the element through the silver bond Chip mounting and drying step or element installation step (S33) in which the terminals of the terminal are electrically connected and physically coupled, and a reinforcing material is applied and dried to the terminal part of the conductive pattern so that the terminal part and the terminal of the element are physically more firmly coupled. A reinforcing material application and drying step (S35) proceeds in sequence.
이후의 입체 성형 단계(S40)에서는 이렇게 보강재가 설치된 기판을 곡면 부분을 가지는 몰드에 넣고 가압 가열하여 입체적인 형태를 가지도록 성형하는 과정이 진행된다.In the subsequent three-dimensional forming step (S40), the substrate on which the reinforcing member is installed is placed in a mold having a curved surface portion and pressurized and heated to form a three-dimensional shape.
이렇게 입체 성형된 기판은 자체로 사용될 수도 있지만 대개는 이 성형된 기판을 사출 몰드에 넣고 인서트 사출을 통해 주변부에 합성수지 몰드 부분을 더 결합시켜 하나의 입체 성형된 터치패드를 이룰 수 있다. The three-dimensionally molded substrate may be used by itself, but in general, a three-dimensionally molded touchpad may be formed by inserting the molded substrate into an injection mold and further combining a synthetic resin mold part with a peripheral portion through insert injection.
도3은 이러한 도2의 단계들 가운데 소자 부품 실장 및 입체 성형 전까지의 단계를 통해 평탄한 기판(10)에 도전 패턴(20, 30, 40) 및 보호막 혹은 보호층(50)이 형성된 상태를 나타내며, 구조만으로 볼 때에는 기존의 형태와 공통적인 것이라고 볼 수 있다. FIG. 3 shows a state in which the
단, 여기서 기판(10)은 FPCB에 많이 사용되는 폴리이미드 필름이 아니고 열경화성 PET 필름을 사용한다. PET필름은 물론 어느 정도의 내열성을 가지지만 가열 가압 성형에 있어서 폴리이미드 필름에 비해 우수하여 입체 성형에 유리하다. 기판은 도전 패턴을 대규모로 형성하기 위해 대면적 평판이나 원단 롤을 풀면서 평탄한 상태로 공정을 진행할 수 있으며, 가령 차량 대시보드 디스플레이용 터치패드 구성을 위해 터치 영역에 대해서는 투명 도전체의 일종인 PEDOT(20) 인쇄층을 형성하고, 이 인쇄층이 있는 영역과 전기 단자, 콘트롤 보드와의 전기적 연결을 위한 터치 패드 내의 전기 단자를 연결하는 도선 패턴으로는 은 페이스트(30) 인쇄층을 사용한다.However, here, the
터치패드 외부 콘트롤 보드와의 전기적으로 연결되는 전기 단자가 몰려있는 기판의 일 측단에는 외부와의 전기 접속을 위해 은 페이스트(30) 인쇄층 위로 겹치게 카본(40) 인쇄층을 더 형성한다. A printed layer of
PEDOT(20) 인쇄층은 투명 도전체이므로 터치패드로 사용할 때 하부의 디스플레이나 조명을 이용하기에 바람직하며 은 페이스트(30)는 투명 도전체로 터치 패턴 혹은 설치 소자와 외부 콘트롤 보드까지의 긴 도전선을 형성할 때의 저항 증가 문제 등을 해결하기 위한 수단이 될 수 있다. Since the printed layer of PEDOT (20) is a transparent conductor, it is desirable to use the lower display or lighting when used as a touch pad. It can be a means for solving the problem of resistance increase when forming.
전체적으로 도전 패턴이 형성된 상태에서 기판(10)에는 OC(overcoat layer)가 일종의 보호막으로 다시 인쇄를 통해 형성될 수 있다. 단, 기판 표면 일부에는 LED 등과 같은 소자가 부착될 수 있고, 이런 소자 부착을 위해 보호막(50) 형성시 LED의 전기 단자와 접속되는 전기 단자부(칩 실장부)가 노출되어 창(55)을 이루도록 보호막(50)을 형성한다.In a state in which the conductive pattern is formed as a whole, an overcoat layer (OC) may be formed again through printing as a kind of protective film on the
다음으로는 도4a, 도4b에서 보이듯이 도전 패턴 일부가 노출되는 전기 단자부에는 소자가 설치된다.Next, as shown in FIGS. 4A and 4B , an element is installed in an electrical terminal part where a part of the conductive pattern is exposed.
도4a는 기존에 많이 사용되는 납 솔더(60')를 이용한 SMD 소자(70) 실장에 의해 이루어지는 구조를 보이고 있으며 도4b는 본 발명에서 보다 선호되는 보강재(80)를 이용한 소자(70) 실장에 의해 이루어지는 구조를 나타낸다.Figure 4a shows a structure made by mounting the
도4a의 형태만 볼 때에는 기존의 구조와 실질적으로 동일한 것이므로 설명을 생략하고, 도4b를 위주로 설명하면, 전기 단자 부분을 이루는 은페이스트(30)가 노출된 상태의 기판(10)에 소자(70) 부착을 위해 도전 접착층(60) 혹은 도전 매개층으로서 은본드가 적층된다. 은본드는 여기서는 기존의 듀폰사의 SMD 부착용 은본드를 사용할 수 있다. 은본드는 도전성 접착제의 하나이며, 용매와 함게 섞인 상태로 인쇄를 통해 전기 단자 부분에 도포될 수 있다. 은본드는 은을 포함하는 도전성 합성수지인 은 폴리머의 일종으로 용매에 의해 농도가 조절되어 알맞는 점도를 형성하여 인쇄 작업에 쉽게 이용될 수 있고, 이러한 은본드로는 열을 가하면 건조나 경화 등 작용이 일어나 소자(70)의 전극 단자(71)와 도전 패턴(은 페이스트:30) 사이의 물리적 전기적 접속을 확보할 수 있는 것을 사용한다. 여기서는 은본드 형성 후에는 소자 칩을 기판에 설치한 뒤 박스 오븐에서 130도씨 정도의 온도로 40분간 베이크를 실시한다. In view of only the shape of FIG. 4A, since the structure is substantially the same as the existing structure, description thereof will be omitted, and the description will focus on FIG. 4B. ) For attachment, a silver bond is laminated as a conductive
이러한 은본드는 표면실장시 납 솔더가 통상 270도씨 정도의 높은 용융점이 필요한 것에 비해 130 내지 140도씨 정도의 낮은 온도에서 결과적으로 표면 실장 작업이 이루어질 수 있도록 하므로 폴리이미드에 비해 낮은 내열 온도를 가지며 다른 유리한 물질 특성을 가진 기판을 사용하는 것이 가능하게 되며, 설치되는 칩에 대해서도 가해지는 열 스트레스가 낮아 유리하다. This silver bond allows the surface mounting operation to be performed at a lower temperature of about 130 to 140 degrees Celsius compared to the high melting point of lead solder, which is usually about 270 degrees Celsius, so that it has a lower heat resistance temperature than polyimide. It is possible to use a substrate having other advantageous material properties, and the thermal stress applied to the installed chip is low, which is advantageous.
한편, 인쇄 방법으로 잉크젯 인쇄를 사용하면 해당 전기 단자부 위치에 프린터 헤드 혹은 디스펜서를 이용해 은본드를 액상으로 분사하고 건조하여 도전매개층 패턴이 형성될 수 있지만, 기판의 면적이 넓거나 다수 터치패드 패턴을 함께 형성하는 경우, 기판(10)에 부착되는 소자(70)의 갯수가 많아지고, 소자의 전극 단자(71)들과 전기 접속될 도전 패턴의 전기 단자 부분의 갯수도 많아지고, 디스펜서가 기판 위의 다수 개소를 이동하면서 잉크 분사를 해야하므로 시간이 많이 소모되고 작업 능률이 떨어질 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 스크린 인쇄나 옵셋 인쇄와 같이 기판 전체를 인쇄판이나 인쇄 롤러가 지나가면서 한꺼번에 은본드 패턴을 인쇄하는 방법을 사용하는 것으로 한다.On the other hand, if inkjet printing is used as a printing method, a conductive intermediate layer pattern can be formed by spraying silver bond in liquid form using a printer head or dispenser at the corresponding electrical terminal location and drying it, but the area of the substrate is wide or multiple touch pad patterns In the case of forming together, the number of
한편, 이렇게 형성된 은본드 패턴은 정확히 기판의 도전 패턴의 전기 단자 부분에만 형성되는 것이 아니고, 그 주변으로 번지거나 퍼져서 심한 경우 소자의 두 전기 단자가 각각 접속될 인접한 두 전기 단자 부분이 은본드 패턴에 의해 연결되어 단락을 발생시킬 수도 있다는 문제가 있다. On the other hand, the silver bond pattern formed in this way is not precisely formed only on the electrical terminal portion of the conductive pattern of the board, but spreads or spreads around it, and in severe cases, two adjacent electrical terminal portions to which two electrical terminals of the device are respectively connected are connected to the silver bond pattern. There is a problem that it may be connected by a short circuit.
특히, 하나의 소자의 두 전극 단자가 각각 결합되는 기판의 노출된 전기 단자는 대개 소자의 길이 혹은 크기만큼 이격되는데, 소자의 두 전극 사이의 길이가 충분히 길지 않은 작은 소자라면 이런 형상이 발생하기 쉽고, 은본드가 건조되지 않아 묽은 상태에서 많은 양이 도포된 상태에서 그 위로 소자가 얹히면 소자가 두 전기 단자 사이의 은본드를 연결시키는 것을 촉진할 수 있다.In particular, the exposed electrical terminals of the substrate to which the two electrode terminals of one device are respectively coupled are usually spaced apart by the length or size of the device. In small devices where the length between the two electrodes of the device is not long enough, this shape is easy to occur. However, if the silver bond is not dried and the element is placed on top of it in a state where a large amount is applied in a thin state, the element can promote the connection of the silver bond between the two electrical terminals.
그러므로 여기서는 이런 번짐이나 단락의 문제를 해소하기 위해 기판에 도전 패턴을 형성한 뒤 통상 이루어지는 절연성의 OC층을 형성할 때 노출되는 두 단자 부분 사이에 격벽을 형성하는 방법을 사용하고 있다. 이 격벽은 두 전기 단자 부분 각각에 은본드 패턴이 적층될 때 번짐이나 위치 결함으로 인하여 단락이 생기는 것을 물리적으로 방지하는 역할을 하게된다.Therefore, here, in order to solve the problem of spreading or short circuit, a method of forming a barrier rib between two exposed terminal portions when forming an insulating OC layer, which is usually performed after forming a conductive pattern on a substrate, is used. The barrier rib serves to physically prevent a short circuit from occurring due to smearing or positional defects when the silver bond pattern is stacked on each of the two electrical terminal portions.
도5는 기판 도전 패턴의 두 단자 부분(31)을 노출시키는 창(55) 사이의 격벽이 없는 경우(a), 격벽(57)이 얇은 폭으로 형성된 경우(b), 격벽(57)이 충분한 폭으로 형성된 경우(c)를 함께 나타내고 있다.5 shows a case where there is no barrier rib between the
도6은 도전 접착층(60)으로 은본드가 인쇄된 상태에서 인쇄되는 은본드 패턴의 번짐 현상으로 인해 이런 두 단자 부분(31) 사이의 보호층 격벽(57)에 의해 두 단자 부분 사이의 단락이 발생한 형태, 단락은 발생하지 않지만 위험성이 높은 상태, 단락이 안정적으로 방지된 형태를 각각 나타내는 사진이다.6 shows that a short circuit between the two terminal parts is caused by the
이상에서 보듯이 OC(보호막:50)을 형성할 때 소자의 두 전극 단자와 전기적으로 접속되는 두 전기 단자 부분(31) 사이에 적절한 두께의 물리적 격벽(57)을 설치하는 것에 의해 다음 단계에서 은 본드를 형성할 때 묽은 상태의 은 본드가 번짐, 퍼짐 등의 현상을 통해 두 전기 단자를 연결하는 단락 현상을 발생시키는 것을 효과적으로 방지함을 알 수 있다. 이때, 물리적 격벽의 역할을 잘 하도록 하기 위해 격벽 역할을 하는 절연보호층 패턴은 다른 위치에 비해 두 단자 사이가 두껍게 형성되도록 할 수 있다.As seen above, when forming the OC (protective film: 50), a
은본드 인쇄시의 노출된 두 전기 단자 부분(31) 사이의 단락을 방지하기 위한 다른 방법으로서, 도전 접착층(60)으로서 은본드 패턴을 도전패턴의 노출된 단자 부분에 인쇄로 형성할 때 하나의 소자의 두 전극단자가 접속될 두 단자 부분 혹은 가장 인접된 두 노출 단자 부분의 서로 마주보는 쪽의 모서리(서로 인접한 변의 양단에 있는 모서리)는 모따기가 되어 두 단자 부분 사이에 은본드 패턴이 번짐이나 퍼짐으로 인하여 단락이 되는 것을 억제할 수 있다.As another method for preventing a short circuit between two exposed electrical
즉, SMD 설치를 위한 도전 접착층으로 은본드를 인쇄 방식으로 형성할 때 인쇄 마스크로 단자 부분(31)을 노출시키는 창을 형성할 때 창을 이루는 인접한 직사각형의 서로 인접한 변의 양단 모서리의 일부에 모따기를 형성하여 단락을 억제할 수 있다. That is, when forming a window exposing the
도7에는 은본드가 도포되기 위한 인쇄 마스크 개구부 영역을 형성할 때 두 인접하는 개구부의 서로 마주보는 측 변 양단의 모서리를 모따기 형성한 상태가 나타나 있다. FIG. 7 shows a state in which the corners of both ends of two adjacent openings facing each other are chamfered when forming a printing mask opening area for applying silver bond.
이런 모따기 형태는 서로 마주보는 두 단자에 도포되는 은본드의 서로 가까운 위치에서의 은본드 양을 줄이는 효과를 가져 혹시라도 번짐이나 퍼짐이 발생할 때에도 심한 번짐이나 퍼짐을 막아 단락에 이르게 되는 것을 막는 역할을 할 수 있다. 따라서 서로 마주보는 변에서 모따기가 아니라도 은본드의 양을 줄일 수 있는 형태를 형성하는 것도 마찬가지의 효과를 누릴 수 있을 것이다. This chamfering shape has the effect of reducing the amount of silver bond applied to the two terminals facing each other at a position close to each other, and even when spreading or spreading occurs, it prevents severe spreading or spreading to prevent short circuits. can do. Therefore, forming a shape that can reduce the amount of silver bond without chamfering on the sides facing each other will be able to enjoy the same effect.
이런 모따기 형태는 OC 층(보호막: 50)으로 이루어진 두 단자 부분 사이의 격벽과 함께 이루어질 수도 있으며, 격벽(57)이 설계상 충분한 폭으로 형성하기 어려운 경우에도 격벽과 함께 적절히 사용될 수 있다.Such a chamfer shape may be formed with a barrier rib between two terminal portions made of an OC layer (protective film 50), and may be appropriately used with a barrier rib even when it is difficult to form a
도전 접착층(60) 패턴이 형성되고 이어서 소자(70)가 SMT 방식으로 설치된 후에는 SMD가 설치된 기판의 단자 부분(31) 위로 보강재(80) 패턴을 설치하는 과정이 이루어진다. 이러한 보강재 패턴은 소자(70)의 전극 단자(71) 부분을 앞서의 도4b에 나타나듯이 위쪽 및 측면 상당부분 덮도록 이루어질 수 있다. After the conductive
보강재(80)는 절연성이며 열경화성 합성수지 등으로 이루어질 수 있고, 굳어진 후에 충분한 기계적 강도를 가지는 재질을 채택하여 사용할 수 있다. 보강재 패턴은 절연층이므로 소자의 양쪽 단자 부분에만 보강재를 도포하거나, 소자 전체를 덮도록 형성하는 것도 가능하며, 주변을 둘러싸도록 테두리에만 형성하는 것도 가능하다. The reinforcing
보강재를 선정하기 위해 Loctite의 젤타입 순간접착제 플렉스젤, Permatex RTV의 실리콘 재질의 실리콘 본드, Loctite의 자외선(UV) 경화성 수지 재질의 DSP190024, 알파어셈블리 솔류션즈의 열경화성 에폭시 재질의 하이폭시 4210F(이하 하이폭시로 칭하기로 한다)를 보강재로 실험을 하고 결과를 도출하였다.To select the reinforcing material, Loctite's gel-type instant adhesive Flexgel, Permatex RTV's silicon-based silicone bond, Loctite's ultraviolet (UV) curable resin material DSP190024, Alpha Assembly Solutions' thermosetting epoxy material Hi-Poxy 4210F (hereinafter referred to as high It will be referred to as foxy) was experimented with as a reinforcing material and the results were derived.
플렉스젤은 큐어링(curing)시간이 짧은 장점이 있지만 은본드 패턴과 화학반응을 하여 회로 단선 불량이 발생할 수 있고, 보강재의 모양 형성이 고르지 않고, 내부 기포가 쉽게 발생하며, 백화현상으로 표면에 하얀 가루형태의 물질이 발생되는 문제가 있어서 부적합하였다.Flexgel has the advantage of a short curing time, but it can cause circuit breakage due to a chemical reaction with the silver bond pattern, the shape of the reinforcing material is uneven, internal bubbles are easily generated, and whitening occurs on the surface. It was unsuitable because of the problem of generating a white powdery substance.
실리콘 본드는 큐어링 후에 어느 정도의 탄성 혹은 신축성을 가져 균열에 강하고 회로 단선의 문제가 없지만 도포 이후 끈적거림으로 버(burr)가 발생하기 쉽고, 도포 형상을 정확히 조절하기 어렵고, 큐어링에 1시간 이상의 많은 시간이 들어 공정상 적합하지 않았다.Silicone bond has some degree of elasticity or elasticity after curing, so it is resistant to cracking and has no problem of circuit disconnection, but it is easy to generate burrs due to stickiness after application, it is difficult to accurately adjust the application shape, and it takes 1 hour for curing It took a lot of time and was not suitable for the process.
Loctite의 자외선 경화성 수지의 경우, 큐어링 시간이 짧고 작업이 간단하며 회로 단선의 염려가 적은 장점이 있지만 형상 조절을 위해 별도의 도포 장비가 필요하고 기포 발생이 많고 퍼짐성이 높아 공정에 부적합한 면이 있었다.In the case of Loctite's UV-curable resin, it has the advantages of short curing time, simple operation, and low risk of circuit disconnection, but it requires separate application equipment for shape control, generates a lot of bubbles, and has high spreadability, which is unsuitable for the process. .
이에 비해 열경화성 에폭시수지인 하이폭시의 경우 큐어링을 위해 별도의 열공정이 포함되어야 하는 점은 불리하지만 회로 단선의 문제가 없고, 큐어링 시간이 30분 정도 이하로 공정 부담이 없으며, 기포발생이나 퍼짐성이 없고 도포시 외관을 양호하게 관리하기 쉬워 공정에 가장 적합한 것으로 판명되었다. On the other hand, in the case of hypoxy, which is a thermosetting epoxy resin, it is disadvantageous that a separate heat process must be included for curing, but there is no problem of circuit disconnection, the curing time is less than 30 minutes, so there is no process burden, and there is no bubble generation or spreadability. It turned out to be the most suitable for the process because there is no surface and it is easy to manage the appearance well during application.
이 하이폭시는 접착력이 강하고 위에서 보듯이 도포 작업성 양호하여, 큐어링을 위한 베이크 작업은 150도씨 이하 온도, 30분 이하 시간 동안 큐어링이 될 수 있는 것으로 할 수 있다. 가령, 베이크 작업은 130도씨에서 20분 이상, 혹은 150도씨에서 10분 이상의 시간으로 할 수 있다. This high-poxy has strong adhesion and good coating workability as seen above, so that the baking work for curing can be cured at a temperature of 150 ° C or less for a time of 30 minutes or less. For example, the baking operation may be performed at 130°C for 20 minutes or longer, or at 150°C for 10 minutes or longer.
이런 보강재(80)는 주사기 형태의 실린지에 수용되어 자동 디스펜서에 장착된 상태에서 미세한 노즐을 통해 보강 대상물에 제공될 수 있으며, 도포 스폿(SPOT)을 정하고 옮겨가면서 도포 스폿의 횟수와 이동경로 조정을 통해 원하는 도포 형상을 구현할 수 있다. 따라서 보강재의 도포는 은본드 패턴의 도포와 같은 일괄 인쇄가 아니고 디스펜서가 이동하면서 해당 부위를 도포하는 방식이 사용되는 것이 일반적이 된다. This reinforcing
기존에 솔더(60')로 소자를 기판에 설치할 때에는 솔더가 용해되면서 소자의 전극단자와 기판의 노출된 단자 부분 사이의 표면에만 접착이 이루어지는 것이 아니고 소자의 단자 주변부가 녹은 솔더에 도4b와 같이 매몰되듯이 접착되는데 비해 본 발명에서는 은본드 도포에 의한 접착은 단자 부분에 한정된 표면에서 이루어져 이후 소자가 설치된 기판을 입체 성형하기 위한 가압 과정에서 이 접속 부분에 인장력 등으로 인한 균열이 발생하기 쉬운데 이러한 보강재는 설치의 기계적 강성을 보완하여 입체적 성형과정에서의 접속부 균열로 인한 불량이 발생을 방지하게 된다.In the past, when a device is installed on a board with solder 60', as the solder melts, adhesion is not made only to the surface between the electrode terminal of the device and the exposed terminal part of the board, but to the melted solder around the terminal of the device as shown in FIG. 4b. In contrast to the adhesion as if buried, in the present invention, the adhesion by silver bond application is made on the surface limited to the terminal portion, and then cracks due to tensile force or the like are likely to occur in the connection portion during the pressurization process for three-dimensional molding of the substrate on which the device is installed. The reinforcing material supplements the mechanical rigidity of the installation to prevent defects due to cracks in the connection part during the three-dimensional molding process.
보강재(80)가 소자 전체를 덮도록 도포하는 것은 가령 소자가 LED인 경우 발광 효율에 영향을 줄 수 있고, 다른 타입에 비해 기포, 보이드의 문제가 많으며, 보강제를 도포하는 면적이 넓어지면서 디스펜서로 도포하는 데 필요한 공정 시간이 늘어나는 문제가 있지만, 소자가 기판에 결합되는 강도를 크게 할 수 있으며, 소자 칩을 전체적으로 보호하고 이후 공정에서 입체 성형된 기판을 인서트 사출에 이용할 때 사출용융액의 고온 고압에 잘 견디도록 한다.Applying the reinforcing
소자 양쪽 단자 부분만 덮도록 하는 것은 소자 전체를 덮는 경우와 장단점이 반대로 되지만 이때에도 소자가 기판에 결헙되는 강도는 충분히 확보할 수 있다.Covering only the terminals on both sides of the device has advantages and disadvantages opposite to the case of covering the entire device, but even in this case, the strength of the device being bonded to the board can be sufficiently secured.
테두리를 따라 도포하는 것은 LED발광에 영향이 없고, 어느 정도 기포 발생의 위험이 있으며, 공정 시간은 중간이고 인서트 사출시 사출용융액이 칩에 영향을 주게 한다. 이때에도 기판에 소가가 결합되는 강도는 충분히 확보할 수 있다.Applying along the edge does not affect LED light emission, there is a certain risk of bubble generation, the process time is medium, and the injection melt affects the chip during insert injection. Even at this time, it is possible to sufficiently secure the strength of bonding of the element to the substrate.
기포가 발생하는 경우에서, 보이드 혹은 기포 문제를 더욱 적극적으로 해결하기 위해 보강재 도포작업 후에는 오토크레이브(autoclave)에서 열과 압력을 이용한 탈포 작업이 이루어질 수도 있다.In the case where bubbles are generated, a defoaming operation using heat and pressure in an autoclave may be performed after the application of the reinforcing material to more actively solve the problem of voids or bubbles.
아래의 표1은 종래의 솔더 볼로 표면실장을 한 경우의 소자 칩의 인장 내구성과 솔더 대신 은본드를 도전접착재로 이용하면서 이러한 보강재 작업을 한 경우와 하지 않은 경우를 서로 비교하여 나타낸다. 보강재 작업을 한 경우는 하이폭시로 소자 전체를 덮는 경우(타입1), 소자 양단의 단자 부분만 덮는 경우(타입2), 테두리를 따라 도포하는 경우(타입3)로 구분하여 시험하였다.Table 1 below compares the tensile durability of device chips in the case of surface mounting with conventional solder balls and the case of using such a reinforcing material and the case of not using silver bond instead of solder as a conductive adhesive. In the case of the reinforcing material, the entire device was covered with hypoxy (type 1), the case where only the terminal part at both ends of the device was covered (type 2), and the case of application along the edge (type 3) were tested.
여기서 소자는 대략 직육면체 박스형으로 생각하고, 소자 종류별로 길이, 너비, 두께를 달리하여 실험하였고, 보강제는 도8에서 보이듯이 단자 부분에서 소자(70) 상면과 측면을 돔형으로 모두 감싸 보강재(80)가 소자 위로 덮이는 가장 두꺼운 곳에서의 높이는 0.5t(mm) 이상, 바람직하게는 0.6t로 덮이도록 하고 실험을 하였다.Here, the element is considered to be roughly rectangular box shape, and the experiment was conducted by varying the length, width, and thickness for each element type, and the reinforcing
이러한 결과를 보면 보강재가 없는 은본드를 이용한 SMD 설치는 인장력에 견디는 힘이 솔더에 비해 더 낮아 입체 성형이 균열의 문제가 많지만 보강재를 이용하여 보강한 경우, 기존의 솔더에 비해서도 몇 배 정도 인장력에 견디게 되고, 따라서 터치패드 기판 입체 성형시 소자와 기판 사이의 접속부가 인장력에 의해 균열이 되어 소자 기능을 제대로 발휘하지 못하는 문제가 예방될 수 있음을 알 수 있다.보강재 패턴으로 보강된 소자 설치가 이루어진 후 평판형 기판을 입체 성형 몰드에 넣고 가열 가압을 통해 입체 성형을 실시할 수 있다.Looking at these results, SMD installation using silver bond without reinforcing material has a lower tensile strength than solder, so three-dimensional molding has problems with cracks, but when using reinforcing material, it is several times more resistant to tensile force than conventional solder. Therefore, it can be seen that during the three-dimensional molding of the touchpad substrate, the problem that the connection between the device and the substrate is cracked by the tensile force and does not properly perform the device function can be prevented. After that, the flat substrate may be put into a three-dimensional molding mold and three-dimensional molding may be performed through heating and pressing.
이때 소자는 기판 위로 돌출된 상태이므로 몰드에는 소자가 훼손되지 않도록 보호용 공간을 설치한다. 이로써 기판은 입체적 형태를 가진 터치 패드로 이루어질 수 있게 된다.At this time, since the element protrudes from the substrate, a space for protection is installed in the mold so that the element is not damaged. As a result, the substrate can be made of a touch pad having a three-dimensional shape.
이러한 입체 성형 상태의 터치 패드는 자체로서 하나의 예시로서 가령 자동차 대시보드에 설치될 수도 있지만 대시보드를 이루는 더 큰 부분을 이루도록 입체 성형된 터치 패드를 먼저 몰드 내에 넣고, 몰드 내에 다른 부분을 이룰 합성수지를 주입하는 인서트 몰딩 작업이 이루어질 수 있다. 물론 이렇게 형성되는 부품은 몰드에 따라 전체적으로 더 복잡한 입체적 형태를 가질 수 있다. The touchpad in this three-dimensional molded state may be installed on, for example, a car dashboard as an example, but the three-dimensionally molded touchpad is first put into a mold to form a larger part constituting the dashboard, and then synthetic resin is used to form another part in the mold. An insert molding operation for injecting may be performed. Of course, the part formed in this way may have an overall more complex three-dimensional shape depending on the mold.
이러한 성형은 사출로 형성될 부분을 이루는 재질과 속성에 의해 다양하게 조절될 수 있으며, 그에 따라 온도, 압력, 시간이 조절될 수 있으나, 기존에 입체 성형을 통해 만들어진 터치패드의 기판이나 소자의 내열성, 보강재로 소자 전체가 커버될 수 있는 지 등의 요인을 고려하여 문제가 없도록 하면 된다. Such molding can be variously controlled by the material and properties of the part to be formed by injection, and temperature, pressure, and time can be adjusted accordingly. , factors such as whether the entire element can be covered with a reinforcing material, etc.
도9는 종래와 본 발명의 한 실시예에 따른 도전 패턴 형성 형태를 나타내는 비교 사진이다. 여기서는 PEDOT로 만들어진 터치 패턴 형태보다는 터치 패턴과 외부와의 접속 단자를 있는 연결부 연결패턴 혹은 라인 패턴으로서 복수의 라인 패턴이 서로 평행하게 정렬된 상태를 이루면서 진행하는 것이 보여진다. 9 is a comparison photograph showing the formation of a conductive pattern according to the prior art and an embodiment of the present invention. Here, rather than a touch pattern made of PEDOT, it is shown that a plurality of line patterns are aligned in parallel with each other as a connection pattern or line pattern of a connection part having a connection terminal between the touch pattern and the outside.
이러한 실시예에 따르면, 종래의 연결부 라인 패턴은 비교적 좁은 0.1mm 폭으로 형성되어 있지만 여기서는 개별 라인 패턴의 폭이 종래에 비해 넓어진 0.5mm 정도로 형성한 것이 나타나 있으며, 이는 개별 라인 패턴 사이의 간격과 비슷한 정도로 넓어진 것이라 볼 수 있다. According to this embodiment, the conventional connection line pattern is formed with a relatively narrow width of 0.1 mm, but here it is shown that the width of the individual line patterns is formed to about 0.5 mm, which is wider than the conventional one, which is similar to the spacing between individual line patterns. It can be seen that it is quite wide.
이런 넓어진 폭은 입체 성형 단계에서 이들 라인 패턴이 절곡부를 지날 때 라인 패턴 내의 균열 현상으로 통전의 불확실성을 보완하여 신호 전달이 안정적으로 이루어질 확률을 높이는 역할을 할 수 있다. This widened width can serve to increase the probability of stable signal transmission by compensating for the uncertainty of conduction by cracking in the line patterns when the line patterns pass through the bent portion in the three-dimensional molding step.
아래의 표2는 이러한 폭이 라인 간격 이상으로 넓어진 라인 패턴과 종래의 폭이 좁은 라인 패턴의 중간에 입체 성형으로 도10과 같이 90도 절곡부를 복수 개소, 여기서는 4개소에 형성하고 절곡부 전후 위치에서 측정한 저항값을 나타낸다. Table 2 below shows that 90-degree bends are formed in a plurality of places, in this case four places, as shown in FIG. Indicates the resistance value measured in
이에 따르면 종래의 0.1mm 라인 패턴을 입체 성형 전에 저항값 측정 시험하면 4회의 실행 결과 매우 중대한 저항값 증가 혹은 통전 불가 수치가 나오지만 본 실시예의 0.5mm 간격과 그 이상의 너비를 가진 라인 패턴을 4개소에서 절곡한 경우의 저항값 측정 시험에서는 약간의 변화가 있지만 기능에 심각한 영향을 주는 변화는 없는 것을 확인할 수 있다.According to this, if the conventional 0.1mm line pattern is tested for measuring the resistance value before three-dimensional molding, a very significant increase in resistance value or a non-conductive value is obtained as a result of 4 runs, but the line pattern with a 0.5mm interval and a width of more than 0.5mm in this embodiment is tested in 4 places. In the resistance value measurement test in the case of bending, there is a slight change, but it can be confirmed that there is no change that seriously affects the function.
0.1mmpattern width
0.1 mm
0.5mmpattern width
0.5mm
이상과 같은 연결 패턴을 포함하여 상당 부분의 도전 패턴은 레이저 조사를 이용하여 형성할 수 있다.도11을 참조하면, 여기서 터치패드는 디스플레이 화면을 커버하는 부분인 표시부로부터 길게 뻗는 연장부(210)를 가지도록 형성되고 또한 부분적으로 도10에서 보듯이 구부러진 상태를 이루어, 터치패드를 이격된 다른 공간에 내장된 컨트롤 보드에 쉽게 직접 연결될 수 있도록 한다는 것을 전제로 터치패드를 이루는 기판(111)의 표면에는 도전패턴, 즉, 터치 패턴(113a) 기판 본체 영역의 연결 패턴(113b) 기판 연장부 영역 연결 패턴과 접속부 영역 접속 단자 패턴이 융합된 개별 패턴(113b")이 인쇄 방식으로 설치된다. 여기서 도전패턴은 PEDOT층으로 이루어지는 것으로 한다. A significant portion of the conductive pattern, including the connection pattern as described above, can be formed using laser irradiation. Referring to FIG. The surface of the
터치영역(터치패턴)이 있는 기판(111)의 본체부에서 길게 돌출된 연장부(210)의 끝단에는 컨트롤 보드와 접속되기 위해 개별 단자가 다수개 형성된 접속부(211)가 설치되어 있다. 이 연장부(210)에서는 터치패널 전반에 걸쳐 분산 형성된 개별 터치영역과 해당 접속부(211) 단자를 연결하는 개별 연결도선 혹은 개별 패턴(113b")이 모두 모여 좁은 간격을 가지고 서로 평행하게 진행하는 형태를 보이고 있다.A
이런 상태에서 위의 도9의 비교 도면을 통해 보인 것과 같은 아이디어를 확장하면, 연결부 구부림 등 변형 부위에서의 압박에 의한 균열 방지를 위해 선폭을 넓게 하는 것을 더욱 확장하여 개별 패턴 사이의 간격은 더욱 줄이고, 그만큼 선폭은 더욱 늘리는 것이 바람직한데, 이때 문제가 되는 개별 패턴 사이의 단락 등을 안정적으로 예방하기 위해 일반 인쇄기법으로 형성하는 도전 패턴(연결패턴) 사이의 간격을 일반 인쇄에 비해 더욱 안정적으로 확보하여 단락을 방지하기 위한 기법으로 레이저 조사를 사용할 수 있다는 것이다. In this state, if the same idea as shown in the comparative drawing of FIG. 9 is expanded, the line width is further expanded to prevent cracks caused by pressure at deformed parts such as bending of the connection part, and the gap between individual patterns is further reduced. , It is desirable to further increase the line width by that amount. At this time, in order to stably prevent short circuits between individual patterns, which is a problem, the spacing between conductive patterns (connection patterns) formed by general printing techniques is secured more stably than normal printing. Therefore, laser irradiation can be used as a technique to prevent short circuits.
도전 패턴을 형성할 때 레이저 조사를 이용한다는 것은 먼저 도전 패턴 영역에 전체를 도전막, 가령 PEDOT나 은 페이스트 도전막으로 인쇄 등을 통해 형성하고 레이저 조사를 통해 복수 개별 패턴 사이의 이격 공간을 채우고 있는 도전막을 제거함으로써 도11에서 보이는 것과 같이 서로 구분된 복수 개별 패턴(113b")을 형성하는 과정을 거친다는 것이다.The use of laser irradiation when forming a conductive pattern means that the entire conductive film, for example, PEDOT or silver paste conductive film, is first formed in the conductive pattern area through printing, and the space between the plurality of individual patterns is filled through laser irradiation. By removing the conductive film, as shown in FIG. 11, a plurality of discrete
레이저 조사는 설비나 공정에 많은 비용이 발생할 수 있으므로 터치패드 기판의 모든 도전 패턴을 레이저 조사로 형성하는 것은 생각하기 어렵고, 연결패턴, 접속 단자 패턴과 같이 도전 패턴이 집중되면서 직선 형태를 이루는 곳과 같이 레이저 조사를 사용하기 적합한 곳에 집중 실시하는 것이 바람직하다. Since laser irradiation can cause a lot of cost in equipment or processes, it is difficult to think of forming all the conductive patterns of the touchpad board with laser irradiation, and it is difficult to think of areas where conductive patterns are concentrated and form a straight line, such as connection patterns and connection terminal patterns. It is desirable to focus on a suitable place to use laser irradiation.
이때 도전 패턴의 인쇄 도포 등은 터치패드의 다른 도전 패턴을 형성할 때 같이 형성되는 경우가 많을 것이며, 연결부의 연결패턴은 개별 패턴 구분없이 도전막을 형성한 후 레이저 조사를 통해 비로소 개별 패턴을 구분하는 방식 외에도, 개별 패턴을 형성한 상태에서 개별 패턴 사이의 이격 공간에 공정상의 문제로 생길 수 있는 선폭 이상, 미세 연결선을 레이저 조사 과정을 추가함으로써 정상적으로 치유하고 이격을 확인하는 방식, 서로 이격되지만 이격이 확실하지 않은 연결패턴의 일부 선폭을 제거하여 이격 공간을 늘리는 방식으로도 이루어질 수 있다. At this time, the printing and application of the conductive pattern will often be formed at the same time as forming other conductive patterns of the touchpad, and the connection pattern of the connection part will be separated by laser irradiation after forming a conductive film without distinguishing individual patterns. In addition to the method, in the state where individual patterns are formed, line width abnormalities that may occur due to process problems in the separation space between individual patterns, a method in which fine connection lines are normally healed by adding a laser irradiation process and separation is confirmed, It can also be done in a way to increase the separation space by removing some line widths of the unclear connection pattern.
그리고, 여기서는 접속부가 별도의 매개수단 없이 직접 구동회로 모듈 혹은 콘트롤 보드와 연결되며, 이를 위해 접속부의 접속을 안정화 강화하기 위한 방법이 사용될 수 있다. And, here, the connecting part is directly connected to the driving circuit module or the control board without a separate intermediary means, and for this purpose, a method for stabilizing and strengthening the connection of the connecting part may be used.
가령, 터치패드에서 이러한 레이저 조사를 이용하여 도전 패턴을 형성을 위한 이후 단계에서 도12와 같이 탄소 페이스트로 이루어진 보호층 통 패턴을 개별 접속 단자 패턴이 이미 형성되어 있는 접속부에 형성한다. 이런 보호층 통 패턴은 다양한 인쇄 방식으로 형성할 수 있다.For example, in a subsequent step for forming a conductive pattern using laser irradiation in a touch pad, as shown in FIG. 12, a protective layer cylinder pattern made of carbon paste is formed in a connection portion where individual connection terminal patterns are already formed. Such a protective layer through pattern can be formed by various printing methods.
그리고, 잉크 혹은 페이스트 상태의 보호층 통 패턴(115)이 건조된 후, 레이저 조사를 통해 복수 개별 패턴 사이의 이격 공간을 채우고 있는 탄소 페이스트 보강층을 제거함으로써 도13에서 보이는 것과 같이 서로 구분된 복수의 보호층 개별 패턴(115')을 형성하는 과정을 거친다.In addition, after the ink or paste protective
접속부의 PEDOT층 단자 패턴 위에 탄소 페이스트와 같은 탄소함유 소재층을 형성하여 보호, 보강하는 이유를 살펴보면, 터치 패드를 콘트롤 보드와 전기적으로 연결시키기 위해 접속부에서는 도전 패턴이 노출되어야 한다는 자체 특성상 그 위의 부도체가 제거된 상태가 되는데, PEDOT층은 공기 중에 노출되면 표면 산화가 이루어져 콘트롤 보드와의 전기 접속에서 저항이 커지게 된다.Looking at the reason for protecting and reinforcing a carbon-containing material layer such as carbon paste on the terminal pattern of the PEDOT layer of the connection part, the conductive pattern must be exposed at the connection part to electrically connect the touch pad to the control board. The insulator is removed, and when the PEDOT layer is exposed to air, surface oxidation occurs, resulting in increased resistance in electrical connection with the control board.
따라서, PEDOT층 도전 패턴의 표면이 공기와 직접 닿는 것을 방지하는 도전성 보호층을 PEDOT층 도전 패턴 표면에 형성하게 된다. 탄소 페이스트층은 PEDOT층과 높은 밀착성을 가져서, 한편으로 다른 보호물질에 비해 전기 저항 증가를 억제할 수 있고, 한편으로 물리적 보강을 통해 산화뿐 아니라 외부 물체, 가령 접속 상대방의 커넥터의 체결부의 핀과 같은 물체와 닿아 PEDOT층 도전 패턴이 훼손되어 전기 접속 저항이 커지는 것도 방지할 수 있다.Accordingly, a conductive protective layer that prevents the surface of the conductive pattern of the PEDOT layer from directly contacting air is formed on the surface of the conductive pattern of the PEDOT layer. The carbon paste layer has high adhesion with the PEDOT layer, on the one hand, it can suppress the increase in electrical resistance compared to other protective materials, on the other hand, it is resistant to oxidation as well as external objects, such as pins and It is also possible to prevent an increase in electrical connection resistance due to damage to the PEDOT layer conductive pattern due to contact with the same object.
이후의 고정은 기존의 터치패드 형성 방법과 비슷한 과정을 거쳐 이루어질 수 있다. 즉, 개별 패턴이 구분된 상태의 PEDOT층 도전 패턴(113a, 113b, 113b") 및 보호층 개별 패턴(115') 위로 기판에 오버코트막(117)을 전반적으로 적층하고, 그 위로 다시 OCA층(119)을 형성한다.Subsequent fixation may be performed through a process similar to a conventional touch pad forming method. That is, the
단, 도14의 단면도에 도시된 것과 같이 이때 접속부의 도전 패턴(113b") 및 보호 패턴(115')은 외부로 드러나도록 한다. 이를 위해 도전 패턴 위로 막을 형성할 때 접속부를 제외한 영역에만 인쇄 방식으로 오버코트막(117)이나 OCA층(119)을 형성하거나, 전면적으로 오버코트막이나 OCA층을 형성한 뒤 포토리소그래피를 통해 접속부 부분의 이들 막을 제거하는 방법을 사용할 수 있다.However, as shown in the cross-sectional view of FIG. 14, at this time, the
이런 과정을 포함하는 일련의 과정을 통해 터치패드가 형성되면, 터치패드와 디스플레이 패널을 정렬하여 결합시키고, 한편으로 터치패드 접속부 단자들과 콘트롤 보드의 커넥터부 단자들이 정확히 대응되도록 전기접속을 실시한다. 대개 이 콘트롤 보드는 프로세싱 유닛 혹은 컴퓨터와 접속되며, 이 프로세싱 유닛은 터치패드 화면을 구성하고 터치패드 신호를 받아 동작하여 터치패널이 종합적으로 구동되도록 한다.When the touchpad is formed through a series of processes including these processes, the touchpad and the display panel are aligned and combined, and on the other hand, electrical connections are made so that the touchpad connection terminals and the connector terminals of the control board correspond exactly. . Usually, this control board is connected to a processing unit or computer, and this processing unit composes a touchpad screen and operates by receiving a touchpad signal to drive the touchpanel comprehensively.
그리고, 여기서는 PEDOT층 도전 패턴이 형성될 때 연장부 및 접속부의 도전 패턴(113b')은 최초 통 패턴으로 형성되고, 레이저 조사에 의해 개별 패턴(113b")으로 구분된 뒤에 접속부에 대한 탄소 페이스트 보호층 통 패턴(115) 형성 및 레이저 가공에 의한 탄소 페이스트 보호층 개별 패턴(115') 형성이 이루어지는 것으로 설명하나, PEDOT층 일부 영역의 통 패턴을 개별 패턴으로 구분하지 않은 상태로 탄소 페이스트 통 패턴을 형성하고, 레이저 가공 단계를 통합하여 먼저 탄소 페이스트 통 패턴에 대한 1차 레이저 조사를 통해 탄소 페이스트 개별 패턴을 형성하고, 그 밑에 드러난 PEDOT층 통 패턴에 대한 2차 레이저 조사를 통해 PEDOT 통 패턴을 개별 패턴으로 구분 형성하는 과정이 차례로 함께 진행될 수 있으며, 경우에 따라서는 접속부에서 탄소 페이스트 통 패턴과 PEDOT층 통 패턴에 대해 한 번이 강한 레이저 조사를 통해 한꺼번에 이들 층을 개별 단자 패턴으로 형성하는 것도 가능하다.And, here, when the PEDOT layer conductive pattern is formed, the
이상에서는 한정된 실시예를 통해 본 발명을 설명하고 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 설명된 것일 뿐 본원 발명은 이들 특정의 실시예에 한정되지 아니한다. 따라서, 당해 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명을 토대로 다양한 변경이나 응용예를 실시할 수 있을 것이며 이러한 변형례나 응용예는 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.In the above, the present invention has been described through limited examples, but this is only illustratively described to help understanding of the present invention, and the present invention is not limited to these specific examples. Therefore, those skilled in the art to which the present invention pertains will be able to make various changes or applications based on the present invention, and it is natural that such modifications or applications fall within the scope of the appended claims.
10, 111: 기판 20: PEDOT
30: 은 페이스트 40: 카본
50: 보호막 55: 창
57: 격벽(벽체) 60: 도전접착층(도전접착제)
60': 솔더 70: 소자(SMD)
71: 전극 단자 80: 보강재
113: 도전 패턴 113a: 터치 패턴
113b: 연결 패턴(기판 본체부 연결 패턴)
113b': 통 패턴(기판 연장부 연결 패턴 및 접속부 단자의 통짜 도전 패턴)
113b": 개별 패턴(기판 연장부 연결 패턴 및 접속부 단자의 개별 패턴)
115: 보호층 통 패턴 115': 보호층 개별 패턴
210: 연장부 211: 접속부10, 111: substrate 20: PEDOT
30: silver paste 40: carbon
50: shield 55: spear
57: bulkhead (wall) 60: conductive adhesive layer (conductive adhesive)
60': solder 70: element (SMD)
71: electrode terminal 80: reinforcing material
113:
113b: connection pattern (substrate main body connection pattern)
113b': Cylinder pattern (circular conductive pattern of the connection pattern of the board extension part and the terminal of the connecting part)
113b": individual pattern (substrate extension connection pattern and individual pattern of connection terminal)
115: protective layer whole pattern 115': protective layer individual pattern
210: extension part 211: connection part
Claims (13)
상기 도전 패턴이 형성된 기판의 노출된 전기 단자 부분에 도전접착층 패턴을 형성하는 단계,
상기 도전접착층 패턴이 형성된 기판에 가열과정을 통해 소자(SMD)를 결합시키는 단계,
상기 소자(SMD)가 설치된 기판의 상기 전기 단자 부분에 보강재 패턴을 설치하는 단계,
상기 보강재 패턴이 설치된 기판을 입체 성형기로 가열, 가압 성형하여 입체성형 기판을 형성하는 단계를 구비하여 이루어지는 입체가공형 터치패드 형성방법.Forming a conductive pattern on a flat substrate;
Forming a conductive adhesive layer pattern on the exposed electrical terminal portion of the substrate on which the conductive pattern is formed;
bonding an element (SMD) to the substrate on which the conductive adhesive layer pattern is formed through a heating process;
Installing a reinforcing material pattern on the electrical terminal portion of the board on which the element (SMD) is installed;
A three-dimensional processing type touchpad forming method comprising the step of forming a three-dimensional molded substrate by heating and pressing the substrate on which the reinforcing material pattern is installed with a three-dimensional molding machine.
상기 평판형 기판은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 카본나노튜브(CNT), 카본나노버드(CNB) 재질 가운데 하나에서 선택된 기판이고, 상기 도전 패턴은 PEDOT, 은 페이스트 가운데 적어도 하나로 형성하는 것을 특징으로 하는 입체가공형 터치패드 형성방법. According to claim 1,
The flat substrate is a substrate selected from among polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), carbon nanotube (CNT), and carbon nano bird (CNB) materials, and the conductive pattern is at least one of PEDOT and silver paste. A method of forming a three-dimensional processing type touch pad, characterized in that for forming.
상기 소자(SMD) 설치를 위한 상기 도전접착층은 은본드를 인쇄 방식으로 형성하고,
상기 소자(SMD)를 결합시키기 위한 열처리 단계는 150도씨 이하 온도에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체가공형 터치패드 형성방법.According to claim 1,
The conductive adhesive layer for installing the element SMD is formed by a silver bond printing method,
The three-dimensional processing type touch pad forming method, characterized in that the heat treatment step for bonding the element (SMD) is made at a temperature of 150 degrees Celsius or less.
상기 평판형 기판에 상기 도전 패턴을 형성하는 단계에서 일부 도전 패턴의 이격을 확보하기 이해 개별 패턴 사이에 레이저 조사를 실시하는 단계를 가지는 것을 특징으로 하는 입체가공형 터치패드 형성방법.According to claim 1,
In the step of forming the conductive pattern on the flat substrate, the three-dimensional processing type touch pad forming method characterized in that it has a step of conducting laser irradiation between individual patterns to ensure the separation of some conductive patterns.
상기 도전 패턴을 형성한 뒤 상기 소자(SMD)를 설치하도록 상기 단자 부분을 노출시키는 상태로 보호막(OC층)을 설치하되,
상기 소자의 두 단자가 접속되는 상기 도전 패턴의 두 단자 부분 사이에는 상기 두 단자 부분을 노출시키는 창을 서로 이격시키는 격벽이 상기 보호막에 의해 형성되도록 하는 것을 특징으로 하는 입체가공형 터치패드 형성방법.According to claim 1,
After forming the conductive pattern, a protective film (OC layer) is installed in a state in which the terminal portion is exposed to install the element (SMD),
A method of forming a three-dimensional touch pad, characterized in that a barrier rib is formed by the protective film between the two terminal portions of the conductive pattern to which the two terminals of the element are connected to separate windows exposing the two terminal portions from each other.
상기 소자 설치를 위한 상기 도전접착층으로서 은본드를 인쇄 방식으로 형성하면서 인쇄 마스크로 상기 단자 부분을 노출시키는 창을 형성할 때 상기 창을 이루는 직사각형의 서로 대향하는 변의 양단 모서리의 적어도 일부에 모따기를 형성하는 것을 특징으로 하는 입체가공형 터치패드 형성방법.According to claim 3,
When forming a window exposing the terminal portion with a printing mask while forming a silver bond as the conductive adhesive layer for installing the device by a printing method, chamfers are formed on at least some of the corners of both ends of opposite sides of the rectangle constituting the window A method of forming a three-dimensional processing type touch pad, characterized in that.
상기 기판에 형성되며 은페이스트나 PEDOT 가운데 적어도 하나를 포함하여 이루어진 도전 패턴,
상기 도전 패턴의 단자 부분에 은본드 재질의 도전접착층을 사이에 두고 전극 단자가 접속되는 표면 실장 소자(SMD),
상기 단자 부분과 상기 표면 실장 소자의 전극 단자가 접속된 부분을 위에서 덮도록 형성되는 절연성 보강재를 구비하며
상기 기판은 상기 절연성 보강재 설치 후의 가열 가압 성형을 통해 입체구조를 가지는 것을 특징으로 하는 입체가공형 터치패드.A substrate made of a material selected from among polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), carbon nanotube (CNT), and carbon nanobud (CNB);
a conductive pattern formed on the substrate and including at least one of silver paste and PEDOT;
A surface-mounted device (SMD) in which an electrode terminal is connected to the terminal portion of the conductive pattern with a conductive adhesive layer of a silver bond material interposed therebetween;
An insulating reinforcing material formed to cover from above a portion where the terminal portion and the electrode terminal of the surface mount device are connected is provided.
The three-dimensional processing type touchpad, characterized in that the substrate has a three-dimensional structure through heating and pressing molding after the insulating reinforcing member is installed.
상기 은본드는 150도 이하의 온도에서 큐어링이 이루어져 열처리 단계에서 상기 단자 부분과 상기 전극 단자 사이의 전기적 결합 및 물리적 결합을 이루어진 것임을 특징으로 하는 입체가공형 터치패드.According to claim 7
The three-dimensional processing type touchpad, characterized in that the silver bond is cured at a temperature of 150 degrees or less to electrically and physically bond between the terminal part and the electrode terminal in the heat treatment step.
상기 보강재는 열경화성 에폭시 수지로 이루어지며, 150도씨 이하 온도, 30분 이하 시간동안 큐어링이 될 수 있는 것임을 특징으로 하는 입체가공형 터치패드.According to claim 7,
The reinforcing material is made of a thermosetting epoxy resin and can be cured at a temperature of 150 degrees Celsius or less for a time of 30 minutes or less.
상기 도전 패턴 위로 상기 단자 부분을 노출시키는 보호막(OC층)이 설치되고,
상기 소자의 두 전극 단자가 접속되는 상기 도전 패턴의 두 단자 부분 사이에는 상기 두 단자 부분을 이격시키는 상기 보호막 재질의 격벽이 형성된 것을 특징으로 하는 입체 가공형 터치패드.According to claim 7,
A protective film (OC layer) exposing the terminal portion is installed over the conductive pattern,
The three-dimensional processing type touch pad, characterized in that the barrier rib made of the protective film material to space the two terminal portions apart is formed between the two terminal portions of the conductive pattern to which the two electrode terminals of the element are connected.
상기 도전접착층으로 형성되는 은본드 패턴 가운데 하나의 전기부품의 두 단자가 결합되기 위해 서로 인접한 두 은본드 패턴의 서로 마주보는 두 변의 양단 모서리들에는 모따기가 형성된 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 입체가공형 터치패드.According to claim 8,
In order to couple the two terminals of one electrical component among the silver bond patterns formed of the conductive adhesive layer, chamfers are formed at both ends of the two sides of the two adjacent silver bond patterns facing each other. Three-dimensional processing type, characterized in that touchpad.
상기 도전 패턴의 적어도 일부는 레이저 조사를 통해 개별 도전 패턴의 이격이 확보된 것임을 특징으로 하는 입체가공형 터치패드According to claim 7,
At least a part of the conductive pattern is a three-dimensional processing type touch pad, characterized in that the separation of the individual conductive patterns is secured through laser irradiation
상기 터치패드는 차량 대시보드용 터치패드로서, 직접 구동회로와 연결을 위해 접속 단자를 이루는 복수의 패턴이 형성된 접속부, 계기판 및 기능 버튼을 표시하는 터치패턴을 적어도 하나 가진 표시부, 상기 접속부와 상기 표시부의 연결을 위해 상기 표시부 및 상기 접속부와 일체를 이루도록 연장되는 연결부를 구비하고, 상기 터치패턴과 상기 접속 단자를 이루는 복수의 패턴의 연결을 담당하는 연결패턴은 개별 패턴 구분을 위해 레이저 조사를 이용하여 형성된 것임을 특징으로 하는 입체가공형 터치패드.According to claim 12,
The touch pad is a touch pad for a vehicle dashboard, a connection part having a plurality of patterns constituting a connection terminal for direct connection to a driving circuit, a display part having at least one touch pattern for displaying an instrument panel and function buttons, the connection part and the display part. For connection, a connection part having a connection part extending integrally with the display part and the connection part, and a connection pattern responsible for connecting a plurality of patterns constituting the touch pattern and the connection terminal uses laser irradiation to distinguish individual patterns. A three-dimensional processing type touchpad, characterized in that formed.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal |