KR100702886B1

KR100702886B1 - 키유닛, 키탑의 마킹 방법, 및 그 마킹 방법을 이용한키유닛의 제조 방법

Info

Publication number: KR100702886B1
Application number: KR1020057001532A
Authority: KR
Inventors: 다케히로 가네코
Original assignee: 선아로 가부시키가이샤
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2003-10-21
Publication date: 2007-04-04
Also published as: BR0312639A; MXPA05000714A; JPWO2004038746A1; US20080013713A1; US7512229B2; WO2004038746A1; KR20050050638A; EP1555682A1; EP1555682A4; AU2003301628A1

Abstract

마킹 레이저빔으로서, Nd:YAG 레이저의 제 2 고조파를 추출함으로써 획득되는 532 nm 파장의 레이저빔 또는 Nd:YAG 레이저의 제 3 고조파를 추출함으로써 획득되는 355 nm 파장의 레이저빔을, 모바일 전화 등의 플라스틱 키탑상에 형성된 금속막에 이용하여, 빔이 조사되는 금속막 부분을 완전히 제거하거나 또는 빔이 조사되는 금속막의 표면 부분만을 제거함으로써, 매우 작은 오목한 점들의 평면 세트를 형성한다. 따라서, 문자 또는 심볼이 직접 마킹된 금속막을 갖는 키유닛을 획득할 수 있다.

키유닛, 마킹 방법, 레이저

Description

키유닛, 키탑의 마킹 방법, 및 그 마킹 방법을 이용한 키유닛의 제조 방법{KEY UNIT, METHOD FOR MARKING KEY TOP, AND METHOD FOR MANUFACTURING KEY UNIT USING THE SAME}

기술분야

본 발명은 휴대용 전화 또는 휴대용 디지털 보조기 (PDA) 등의 모바일 장치에 대한 키유닛의 표면상에 금속막을 갖는 키탑이 제공되는 키유닛, 금속막을 갖는 키탑상에 문자 또는 심볼 등의 소정의 패턴을 형성하기 위한 키탑에의 마킹방법, 및 그 마킹방법을 이용한 키유닛의 제조방법에 관한 것이다.

배경기술

키유닛은 다수의 스위치 동작 키 (푸시 버튼) 들이 하나의 시트면에 밀집되어 배열된 휴대용 전화와 같은 모바일 장치를 구성하는 부분의 일종이다. 하나의 키는 실리콘 고무 또는 열가소성 탄성체와 같은 연질의 재료로 이루어진 키패드의 표면에 부착되는 경화성 수지 등으로 이루어진 키탑으로 구성되며; 키패드는 그 후면에 스위치 가압 돌출부 (소위 "가압 부재") 를 가진다. 키들은 키패드에 의해 상호접속된다. 전술한 바와 같이 구성된 키유닛의 저면에 스위치 구성요소가 제공된 회로보드를 배치함으로써, 키스위치는 각각의 키에 대응하는 위치에 형성된다. 전술한 바와 같은 키유닛의 일종으로서 조명형의 키유닛은 각각의 키의 문자, 심볼 등이 광원으로부터의 광에 의해 조사되는 구조를 가진다.

목표 모바일 장치에서 키탑은 가장 눈에 잘 띄는 위치에 배치되므로, 그 디자인 및 장식에 특별한 주의가 요청된다. 금속막이, 키패드를 마주보는 면인,키탑의 전체표면 또는 저면, 및 상면에 도금 등에 의해 형성되는 키탑 (이하 "금속키" 라 함) 은, 내구성 및 고도의 감촉 모두를 가지므로 인기가 있다.

통상적으로, 금속키의 표면상에, 그 키의 기능을 표시하는 문자, 심볼 등이 형성된다. 금속키상에 문자, 심볼 등을 형성하는 방법으로서, 레이저에 의한 마킹 프로세싱을 생각할 수 있다. 그러나, 0.1 내지 30 ㎛ 의 두께 및 높은 표면 반사율을 갖는 금속막이 플라스틱으로 이루어진 키탑상에 도금 등을 행하고, 조사된 부분에서, 금속막을 완전히 제거하는 레이저 마킹에 의해 형성된 금속키상에 직접, 문자, 심볼 등을 형성하는데 있어서, 단순한 마킹 또는 레이저에 의한 금속판 등의 커팅과 비교하여 어려운 점이 있다.

예를 들면, 널리 이용되는 고체 레이저인 Nd:YAG (네오디뮴 이온으로 도핑된 이트륨 알루미늄 가닛 결정) 의 기본파로서 1064 nm 파장의 근적외광을 이용하여, 크롬 등을 이용한 미러 도금을 플라스틱으로 이루어진 키의 표면에 적용한 키탑상에 문자, 심볼 등이 직접 형성되게 하면, 조사된 점 이외의 부분의 온도가 목표 문자 등이 형성되기 전에 상승하며, 하층 플라스틱이 용해 되므로 충분한 프로세싱이 수행될 수 없다는 문제가 있다. 이것은, 근적외광이 상대적으로 긴 파장을 가지므로 스폿 직경 (spot diameter) 이 렌즈 광학시스템에 의해 조절되기 어렵고, 조사된 점에서의 에너지 밀도가 불충분하게 되기 때문이라고 생각할 수 있다.

금속키에의 레이저 마킹의 이러한 어려움 때문에, 도금되지 않은 부분으로서 문자, 심볼 등이, 도금된 표면상에 혼합된, 부분적으로 도금된 키를 제조하기 위해, 지금까지 다음의 복잡한 프로세스가 수행되었다 (예를 들면, JP-A-2001-73154). 즉, JP-A-2001-73154 에 따르면, 프로세싱 절차는 "플라스틱 키탑 성형 →표면 거칠기/활성화 →구리를 이용한 무전해 도금 →구리위에 주석을 이용하여 무전해 도금 →주석 도금층에 레이저 마킹 프로세싱 (구리 도금층을 노출) →에칭에 의해 문자 부분에서 구리 도금층을 제거 →니켈을 이용한 무전해 도금 (문자 부분은 제외함) →니켈위에 금을 이용하여 전기 도금" 으로서 수행된다.

또한, "시보 (Shibo) 프로세스" 라고 부르는 마킹 방법이 있다. 이것은 매우 작은 오목한 점들의 다수의 평면 집합체 (plane aggregation) (그 직경 및 깊이가 10 내지 30 ㎛ 를 갖는 오목한 부분) 를 금속키 표면상의 금속막상에 형성하는 방법이다. 종래에는, 이 시보 프로세스에 의해 문자 등의 형상을 나타내기 위해, 일반적으로 전기주조된 몰드를 사용하였다. 전기주조된 몰드는 키탑성형을 위한 몰드에 포함되어 사용되며, 키탑 표면상에 문자 등을 형성하기 위해 매우 작은 오목한 점들의 평면 집합체가 역으로 전사된 (reversely transferred) 부분을 가진다.

전기주조된 몰드 제조 프로세스의 일 예는 다음과 같다. 먼저, 마킹되지 않은 표면을 갖는 키탑을 위한 매트릭스가 합성수지, 구리합금 등과 함께 준비되며, 문자 또는 심볼등과 같은 원하는 패턴이 적절한 표면 거칠기 수단에 의해 매트릭스상에 형성된다. 그리고, 몰드 릴리스 에이전트의 막이 매트릭스에 부착되며, 또한, 전자 전도도 (electro conductivity) 가, 합성수지의 매트릭스의 경우 은 미러 프로세싱을 적용함으로써 주어지며, 이후, 두께가 수 밀리미터에 도달할 때까지 금속도금이 적용된다. 이러한 도금 프로세스는 수십일이 요구되며, 이러한 프로세스를 "전기주조" 라 부른다. 전기주조를 완성한 후에, 도금에 의해 형성된 부분을 매트릭스에서 벗겨냄으로써, 전기주조된 몰드가 획득될 수 있다. 그리고, ABS (Acrylonitrile-butadiene-styrene 공중합체) 와 같은, 도금을 할 수 있는 수지는, 키탑을 형성하기 위해, 전기주조된 몰드가 탑재된 키탑을 성형하기 위해 몰드로 주입된다. 다음으로, 도금에 의해 키탑의 표면상에 금속필름을 형성함으로써, 문자 또는 심볼과 같은 패턴이 시보 프로세스에 의해 형성된 금속키를 획득할 수 있다. 그러나, 전기주조된 몰드는 문자 또는 심볼과 같은 패턴의 변화를 빠르게 따라갈 수 없다는 결함이 있다.

따라서, 조사된 부분에서 금속막을 완전히 제거하는 레이저 마킹에 의해 문자, 심볼 등이 직접 형성되는 경우에서와 같이, 금속막의 부분, 즉, 금속막의 표면층 부분만이 레이저 마킹에 의해 제거되고 다수의 매우 작은 오목한 점들의 평면 집합체가 형성되어 시보 프로세스를 수행하는 것을 생각할 수 있다. 실질적으로, 철판 또는 알루미늄판에 레이저에 의한 시보 프로세스에 의해 문자 등을 마킹하는 것이다. 그러나, 금속의 막두께가 너무 얇으면, 시보 프로세스를 적용하는 것이 불가능하다. 또한, 막두께가 상대적으로 두꺼운 경우에도, 단순한 금속판에 수행하는 경우와 비교할 때 많은 어려운 문제점들이 있다.

본 발명의 개시

본 발명이 해결할 문제

본 발명이 해결하려는 문제는, 휴대용 전화와 같은 모바일 장치에 사용되는 합성수지로 이루어진 키탑의 표면에 적용되는 금속막에 레이저를 조사함으로써 금속막상에서 단순한 프로세스로 문자 또는 심볼과 같은 소정의 패턴을 직접 마킹하며, 매우 작은 오목한 점들의 평면 집합체를 형성하기 위해 조사된 부분에서의 금속막 또는 조사된 부분에서의 금속막의 표면층 부분만을 완전히 제거하는 방법을 제공한다.

문제를 해결하기 위한 수단

상기 문제점은, 레이저 광으로서, 1064 nm 의 파장 및 조사되는 부분에 대해 30 ㎛ 이하의 수렴 직경을 갖는 YAG 레이저, 제 2 고조파를 추출함으로써 획득되는 532 nm 의 파장을 갖는 YAG 레이저, 또는 180 nm 의 파장 및 조사된 부분에 대해 분자 수준의 수렴 직경을 갖는 엑시머 레이저를 사용함으로써 해결된다.

상기 수단에서, 상기 레이저 광을 채택하는 주요한 이유는 다음과 같다. 첫째, 동일한 진폭의 경우, 파장이 짧아짐에 따라 레이저 광의 에너지가 상대적으로 증가하기 때문이다. 둘째, (1995년 5 월/일간 공업 신문사, 유 카나오카 (Yu Kanaoka) 의 "레이저 프로세싱" 으로부터 인용된) 도 8 의 그래프에 도시된 바와 같이, 도금된 표면상의 반사율이 장파장측 상에서 1 에 가깝더라도, 500 nm 에 근접한 경계에 관해 단파측 상에서 감소되기 때문이다 (흡수율은 증가한다). 셋째, 적외선으로부터 근적외선까지와는 달리, 가시광으로부터 근자외광까지의 경우에는, 10 내지 30 ㎛ 의 스폿 직경은 렌즈 압축에 의해 쉽게 획득될 수 있다. 넷째, 엑시머 레이저의 경우, 분자 수준의 스폿 직경을 획득할 수 있다.

레이저 마킹시에, 빔 스폿 (초점) 은 도시되는 문자, 심볼 등을 스캔하기 위해 평면상에서 이동된다. 한편, 금속막이 완전히 제거되면, 금속막의 깊이 방향으로 또한 이동된다. 그 동안에, 스폿 직경은 최고 약 30 ㎛ 로 제어된다. 또한, 깊이 방향으로 빔 스폿의 이동에 대해, 이 이동은, 레이저광이 하층 플라스틱층을 직접 공략하도록 금속막의 두께의 범위내에서 제어되어야 한다. 이러한 제어는 빔 스폿을 형성하기 위한 광학 시스템이 컴퓨터에 의해 정확하게 제어되는 레이저 조사 장치를 사용하여 정확하게 수행될 수 있다.

상기 레이저 조사 장치에서 사용되는 레이저광의 파장은, 파장이 짧아짐에 따라 레이저광의 에너지가 증가하는 관점에서, 바람직하게는 더 짧다. 그러나, 에너지 밀도는 스폿 직경을 축소함으로써 또한 향상될 수 있다.

한편, 금속 도금된 표면상에서의 광흡수율은, 약 500 nm 에 근접한 경계에 대해 단파장측에서 증가한다는 사실을 이용하는 관점으로부터, 550 nm 이하의 가시광 또는 근자외선광이 충분하다.

상기 조건을 만족시키는 파장의 레이저광을 이용함으로써, 조사된 점 이외의 부분의 온도가 허용가능한 온도 이하에서 유지되는 동안, 금속막은 신속하게 제거되거나 또는 조사된 부분의 금속막 표면 부분만이 매우 작은 오목한 점들의 평면 집합체를 형성하고 문자 또는 심볼과 같은 소정의 패턴을 마킹하기 위해 신속하게 제거될 수 있다. 이 경우에, 레이저 조사 유형은 필요한 광학 전력이 공급되는 한, 임의의 연속적 유형 및 펄스 유형일 수도 있다.

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명에서 사용되는 레이저 조사 장치의 구성을 일반적으로 도시하는 도면이다.

도 2 는 제 2 고조파 YAG 레이저의 구조를 설명하는 개념도이다.

도 3 은 본 발명에서 (문자, 심볼 등을 마킹하기 전의) 키유닛을 도시하는 평면도.

도 4 는 본 발명에서 (문자, 심볼 등을 마킹한 후의) 키유닛을 도시하는 평면도.

도 5 는 키유닛의 제 1 실시예의 구조를 확대하여 도시하는 수직 단면도이다.

도 6 은 키유닛의 제 2 실시예의 구조를 확대하여 도시하는 수직 단면도이다.

도 7 은 본 발명의 키유닛의 제조 방법에서 제조 프로세스의 흐름을 도시하는 블록도이다.

도 8 은 레이저광의 파장 (가로축) 에 대한 도금된 표면의 여러 유형의 반사율에서의 변화 (세로축) 를 도시하는 그래프이다.

도면부호의 설명

1 : 레이저 발진수단 2 : 데이터 입력수단

3 : 제어수단 4 : 레이저 발진수단

5 : 광학 시스템 5a, 5b : 미러

5c : 렌즈 10 : 키유닛

10A : 키유닛 11 : 키패드

11a : 가압 돌출부 12 : 키탑

12a : 상면 12b : 측면

12c : 저면 13 : 문자 또는 심볼 등의 패턴

14 : 본체 15 : 금속막

16 : 레이저광 17 : 유색층 (colored layer)

18 : 투명 접착제 19 : 돔 (dome) 스위치

20 : 기판 21 : 문자 또는 심볼 등의 패턴

본 발명의 효과

삭제

본 발명의 청구항 제 1 항에 따르면, 문자, 심볼 등이 도금에 의해 형성된 키탑 표면상의 금속막 상에서 레이저광에 의한 시보 프로세스에 의해 마킹되므로, 장식이 풍부하고 패턴이 벗겨지지 않고 마모 등으로 없어지지 않는 우수한 내마모성을 갖는 키유닛을 획득할 수 있다.

본 발명의 청구항 제 2 항에 따르면, 조사된 점에서 광학 에너지의 흡수율이 증가될 수 있고 빔 스폿 직경은 마킹이 키탑상에서 수행될 때 조절되므로, 조사된 점에서의 에너지 흡수 밀도는 개선되고 조사된 점 이외의 부분의 온도가 허용가능한 온도 이하에서 유지되는 동안에 마킹이 신속하게 수행될 수 있으므로, 열 변형 (thermal deformation) 이 없고 장식이 풍부한 키유닛을 획득할 수 있다.

삭제

본 발명의 청구항 제 3 항에 따르면, 조사된 점에서의 광학 에너지의 흡수율이 증가될 수 있고 문자, 심볼 등의 레이저 마킹이 휴대용 전화와 같은 모바일 장치에서 사용되는 플라스틱으로 이루어지는 키탑의 표면상에 도금에 의해 금속막이 형성되는 키탑상에서 수행되면 빔 스폿 직경이 조절될 수 있으므로, 조사된 점에서의 에너지 흡수율 밀도는 개선되고 조사된 부분에서의 금속막의 표면 부분만을, 조사된 점 이외의 부분의 온도가 허용가능한 온도 이하로 유지되는 동안에, 매우 작은 오목한 점들의 평면 집합체에서 마킹을 수행하기 위해, 신속하게 제거할 수 있다.

본 발명의 청구항 제 4 항에 따르면, 조사된 점에서의 광학 에너지의 흡수율이 증가될 수 있고, 빔 스폿 직경이, 마킹이 키탑상에서 수행될 때 조절될 수 있으므로, 조사된 점에서의 에너지 흡수밀도는 개선되고 조사된 점 이외의 부분의 온도가 허용가능한 온도 이하로 유지되는 동안에 금속 도금층상에서 마킹이 신속하게 수행된다.

본 발명의 청구항 제 5 항에 따르면, 용도가 정해지지 않은 상태에서 수행될 수 있는 모든 단계들이 완료되고 용도와 관련된 문자/심볼의 부분이 결정되자마자 키탑면으로의 레이저 광에 의한 마킹이 모든 단계를 완료하기 위해 수행되므로, 키유닛은 용도가 정해진 후에 가장 짧은 시간내에 완료될 수 있으며 시장 제조에 의해 야기되는 낭비적인 재고품을 제거할 수 있다.

본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 실시형태를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

먼저, 레이저 조사 장치를 설명한다. 도 1 및 도 2 는 본 발명에서 사용되는 레이저 조사 장치 (1) 의 구성을 설명하는 개념도이다. 레이저 조사 장치 (1) 는 데이터 입력수단 (2), 제어수단 (3), 레이저 발진수단 (4), 복수개의 미러 및 렌즈를 포함하는 광학 시스템 (5) 등으로 구성되어 있다.

데이터 입력수단 (2) 은 문자 또는 심볼 (고체 데이터) 과 같은 패턴에 관한 데이터의 입력, 및 입력 데이터의 저장을 수행한다. 입력 데이터는, 예를 들면, 컴퓨터에 의해 준비된 CAD 데이터의 형태로 입력된다. 제어수단 (3) 은, 실제의 프로세스에서의 사용을 위한 프로세싱 데이터를 생성하기 위해 상기 데이터 입력수단 (2) 을 통해 입력된 데이터에 의해, 레이저 발진수단 (4) 및 광학 시스템 (5) 의 동작을 제어한다.

레이저 발진수단 (4) 은, Nd:YAG 레이저의 1064 nm 파장의 기본 파장의 반파장 변환으로 획득되는, 532 nm 파장의 광을 레이저광으로 발진한다. 이 반파장 변환은 Nd:YAG 레이저의 제 2 고조파를 추출함으로써 구현된다. 이렇게 구성된 레이저를 "제 2 고조파 YAG 레이저" 라 한다. 또한, 녹색을 나타내므로, 532 nm 파장의 레이저 광을 "녹색 레이저" 라 한다. 도 2 는 (1992 년 1 월/일간 공업 신문사, 하루히로 고바야시 (Haruhiro Kobayashi) 의 "레이저 강의 (Lecture of Laser)" 로부터 인용된) 제 2 고조파 YAG 레이저에서의 레이저 발진 수단 (4) 구성의 예를 도시하는 개념도이다.

한편, 상기 레이저광으로서, Nd:YAG 레이저의 제 3 고조파를 추출함으로써 획득되는 355 nm 파장의 근자외광을 또한 사용할 수 있다. 제 3 고조파에서 취한 Nd:YAG 레이저를 "제 3 고조파 YAG 레이저" 라 한다. 또한, 이 경우의 레이저 발진수단 (4) 의 구성은 도 2 에 도시된 것과 기본적으로는 실질적으로 동일하다.

또한, 상기 레이저광으로서, Nd (neodymium) 이온으로 도핑된 유리 레이저 또는 YVO₄ 레이저와 같은 고체 레이저의 제 2 고조파 내지 제 4 고조파 중의 하나를 또한 사용할 수 있다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 광학 시스템 (5) 은 레이저광의 조사방향을 제어하기 위해 서로 다른 방향으로 회전하는 2 개의 미러 (갈바노 스캐너; 5a, 5b); 레이저광을 집광하기 위한 렌즈 (F0 렌즈; 5c) 등으로 구성되어 있다.

전술한 구성을 갖는 레이저 조사장치 (1) 는, 입력 데이터에 기초하여 생성된 데이터를 프로세싱함으로써 광학 시스템 등의 동작을 제어하고, 레이저광의 빔 스폿의 3 차원 위치 (XYZ 축의 각각의 위치) 및 서로에 대한 관계를 설정하여 레이저광 조사의 ON/OFF 타이밍을 제어하며, 키탑 (12) 의 상면 (12a) 상의 금속막 (15) 상에 문자, 심볼 등의 마킹을 완전히 자동으로 수행한다.

따라서, 이 레이저 조사장치 (1) 에 의해, 후술하는 키유닛의 각각의 키탑의 상면은 레이저 광으로 조사된다. 빔 스폿 (초점) 이, 도시되는 문자, 심볼 등을 스캔하기 위해 평면에서 이동된다. 금속막이 완전히 제거되는 경우, 빔 스폿은 금속막의 깊이 방향으로 또한 이동된다. 그로 인해, 조사된 부분에서 금속막이 완전히 제거되거나 조사된 부분에서 금속막의 표면 층부분만이 제거되며, 매우 작은 오목한 점들의 평면 집합체를 형성하기 위한 프로세싱 (이하, 간략히 "시보 프로세스" 라고 함) 이 문자 또는 심볼과 같은 패턴을 마킹하기 위해 수행된다.

다음으로, 상기 레이저 조사장치 (1) 를 이용하여 문자 또는 심볼과 같은 패 턴이 마킹된 키유닛의 제 1 실시예 (10) 의 구조를 설명한다.

임의의 키탑이 금속막을 가지며 레이저광에 의한 마킹이 키유닛의 제 1 실시예 (10) 및 후술되는 키유닛의 제 2 실시예 (10A) 에서 금속막에 수행되는 예가 도시되더라도, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 적어도 하나 이상의 금속막을 가지며 레이저광에 의한 마킹이 수행되는 키탑이 사용될 수 있다. 또한, 금속막이 없는 키탑으로서, 키유닛에서 문자 심볼 등을 위한 마킹 방법을 일체화하기 위해, 프린팅 또는 페인팅에 의해 표면에 적층된 층을 가지며, 문자, 심볼 등의 마킹이 레이저광을 사용하여 프린팅 또는 페인팅에 의해 그 층에 수행되는 키탑이 바람직하게 사용된다.

도 3 및 도 4 에 일반적으로 도시된 바와 같이, 키유닛 (10) 은 실리콘 고무 또는 열가소성 탄성체과 같은 연질의 탄성체로 이루어진 투명도를 갖는 키패드 (11); 및 키패드 (11) 에 배치되는 다수의 키탑 (12) 들로 구성되어 있다. 도 3 은 문자 및 심볼과 같은 패턴을 마킹하기 전의 키유닛 (10) 을 도시한다. 도 4 는 문자 및 심볼과 같은 패턴 (일 예로서, 아라비아 문자들이 도시됨) (13) 이 마킹된 후의 키유닛 (10) 을 도시한다. 키탑 (12) 들 중에, 상부 중앙에 배치되고 가장 넓은 윤곽을 갖는 키탑 (12A) 이 소위 다중방향 (multidirection) 키로서 사용된다.

도 6 은 레이저 조사장치 (1) 에 의해 문자 및 심볼과 같은 패턴 (13) 들을 마킹한 후의 키유닛 (10) 의 부분을 수직 단면도로 도시한다.

즉, 키탑 (12) 에서, 0.1 내지 30 ㎛ 두께의 금속막 (15) 은, 적절한 투명 합성수지로 이루어진 본체 (14) 의 상면 (12a) 및 측면 (12b) 상에, 도금, 기상 증착, 스퍼터링 및 CVD (화학적 기상 증착법; chemical vapor deposition method) 와 같은 여러 금속막 형성 수단에 의해, 형성되어 있다.

도금을 제외한, 스퍼터링과 같은 여러 금속막 형성 수단의 경우에, 금속막 (15) 을 형성하기 위한 금속은, 만약 금속막 형성 수단이 금속을 대처할 수 있으면, 특별히 제한되지 않는다. 즉, 휴대용 전화와 같은 모바일 장치를 위한 키탑에 대해 요구되는 내마모성, 내부식성, 및 내화학성과 같은 여러 조건이 만족되면, 그후 색조 및 텍스쳐와 같은 디자인에 대한 요구와의 균형이 이루어진다.

또한, 키탑 (12) 의 본체 (14) 의 재료는, 금속막 (15) 이 도금에 의해 형성되는 경우에, ABS 수지와 같은 도금 할 수 있는 수지 (도금급 (plating grade) 수지) 에 제한된다. 그러나, 금속막 (15) 이 도금을 제외한, 기상 증착, 스퍼터링, 및 CVD 와 같은 여러 금속막 형성 수단에 의해 형성되는 경우에는, PC (polycarbonate) 수지 및 PET (polyethylene terephthalate) 수지와 같은 여러 투명 수지들을 널리 이용할 수 있다.

통상적으로, 금속막 (15) 의 두께가 기상 증착, 스퍼터링, 또는 CVD 에 의해 상대적으로 얇은 경우에는, 내마모성, 내부식성 등을 증대하기 위해, UV (자외선) 세팅 수지 페인트 등에 의한 보이지 않는 오버코팅 (overcoat) 이 금속막 (15) 에 적용된다. 이 오버코팅은, 레이저광 (16) 의 조사에 의한 조사된 부분에서 금속막 (15) 과 함께 제거되므로, 레이저광 (16) 에 의한 프로세싱 이후에 키탑 (12) 의 표면상에 적용되는 것이 바람직하다.

키탑 (12) 의 상면 (12a) 상의 금속막 (15) 상에서, 문자 또는 심볼과 같은 패턴 (13) 이, 상기 레이저 조사장치 (1) 에 의한 레이저광 (16) 의 조사에 의한 조사된 부분에서 금속막 (15) 을 완전히 제거함으로써 형성되어, 금속막 (15) 아래에 합성수지로 이루어진 본체 (14) 의 표면이 키탑을 위에서 봤을 때 노출되고 보일 수 있도록 할 수 있다. 또한, 금속막 (15) 이 존재하지 않는 키탑 (12) 의 저면상에는, 적절한 색의 유색층 (17) 이, 스크린 프린팅, 패드 프린팅 (패딩), 주입 (impregnation) 프린팅, 또는 스프레이 페인팅과 같은, 프린팅 방법 또는 페인팅 방법에 의해 형성되었다.

상기 유색층 (17) 은, 키탑 (12) 의 저면 (12c) 상에서의 형성 이외에, 금속막 (15) 의 형성 이전에 금속막 (15) (본체 (14) 의 표면) 바로 아래 키탑 (12) 의 상면에 형성될 수도 있다. 상기 유색층 (17) 은, 조명된 문자가 유색이 아닐 경우에, 불필요하다. 금속막 (15) 은, 두께가 형성 방법에 따라 변경되더라도, 약 1 내지 30 ㎛ 의 범위내에서 두께를 가진다. 즉, 기상 증착, 스퍼터링, CVD 등에 의한 형성의 경우에는, 금속막 (15) 의 두께는 상대적으로 얇고 1 ㎛ 이하의 한 종류의 금속으로 이루어진 층이다. 그러나, 도금에 의한 형성의 경우에는, 금속막 (15) 은, 예를 들면, 최하위층에서 0.2 내지 1 ㎛ 두께의 무전해 니켈 도금층, 하위층에서 7 내지 15 ㎛ 두께의 전기 구리 도금층, 상위층에서 4 내지 8 ㎛ 두께의 니켈 전기 도금층, 및 최상위층에서 0.1 내지 2 ㎛ 두께의 크롬, 금 등의 도금층의 도금층들인 다층 (multilayer) 구조를 가진다. 무전해 도금의 상기 하위 층은 누광을 방지하기 위한 무공 (pinholeless) 구조를 가진다. 물론, 많 은 종류의 도금층 구조가 있으며 본 발명은 상기 구조에 한정되지 않는다.

또한, 금속막 (15) 이 기상 증착 (진공 증착 등) 에 의해 형성되면, 적절한 합성수지로 이루어진 키탑 (12) 의 본체 (14) 상에 형성된 층은 다음과 같이 다층 구조를 가진다. 즉, 상기 다층 구조는, 예를 들면, 본체 (14) 상에 적용되는 최하층으로서 10 내지 20 ㎛ 두께의 베이스 (하위) 코팅층, 베이스 코팅층상에 기상 증착에 의해 형성된 1 ㎛ 이하의 금속막 (15), 및 금속막 (15) 상에 적용된 10 내지 20 ㎛ 두께의 투명 오버코팅층으로 이루어져 있다.

전술한 바와 같이, 금속막 (15) 이 스퍼터링 또는 CVD 에 의해 형성되는 경우, 적절한 합성수지로 이루어진 키탑 (12) 의 본체 (14) 상에 형성된 층은 다음과 같이 다층 구조를 가진다. 즉, 상기 다층 구조는, 예를 들면, 본체 (14) 를 구성하는 수지상에 직접적으로 스터퍼링 또는 CVD 에 의해 형성된 1 ㎛ 이하의 금속막 (15), 및 금속막 (15) 에 적용되는 10 내지 20 ㎛ 두께의 투명 오버코팅층으로 이루어져 있다.

전술한 바와 같이, 막두께가 상대적으로 얇은 금속막 (15) 이 얇은, 기상 증착, 스퍼터링, CVD 등과 같은, 금속막 형성수단에 의해 형성되는 경우, 금속막 (15) 상에 UV 세팅 수지 페인트 등에 의한 오버코팅을 적용함으로써, 금속막 (15) 의 내마모성, 내부식성 등을 개선할 수 있다. 또한, 오버코팅을 위해 유색 투명한 페인트를 이용함으로써, 금속막 (15) 은 임의의 색으로 또한 유색화될 수 있다.

전술한 구조를 각각 갖는 키탑 (12) 은 투명 접착제 (18) 로 키패드 (11) 의 상면에 고정된다. 키패드 (11) 의 일면에, 각각의 키탑 (12) 에 대응하도록 제공된 돔 스위치들 (19; 하나만 도시됨) 을 가압하기 위한 가압 돌출부 (가압 부재; 11a; 하나만 도시됨) 가 통합적으로 형성된다. 상기 돔 스위치들 (19) 은 미도시된 고정 컨택트들을 포함하는 적절한 회로 패턴을 갖는 기판 (20) 상에 배치된다.

도 6 에 도시된 키유닛 (10) 의 경우에 문자 또는 심볼과 같은 패턴 (13) 의 형성 프로세스를 다음과 같이 설명한다. 즉, 도 1 에 도시된 바와 같이, 키유닛 (10) 각각의 키탑 (12) 의 상면 (12a) 은 레이저 조사장치 (1) 로부터 인가되는 레이저광 (16) 으로서 상기 녹색 레이저를 이용하여 조사된다. 그리고, 도 5 에 도시된 바와 같이, 빔 스폿 직경은 금속막 (15) 의 표면상에 10 내지 30 ㎛ 로 조절되고, 금속막 (15) 은 형성되는 문자 또는 심볼과 같은 패턴 (13) 의 평면 형상을 따라 스캔된다. 이때, 빔 스폿의 깊이 방향으로 위치를 변경하여 조사를 수회 반복함으로써, 조사된 부분에서의 금속막 (15) 은 문자 또는 심볼과 같은 패턴 (13) 의 형상으로 완전히 제거되어 본체 (14) 를 노출시킨다.

또한, 전술한 레이저 이외의 레이저로서, 1064 nm 의 파장 및 조사된 부분에 대해 30 ㎛ 이하의 수렴 직경을 갖는 YAG 레이저, 제 3 고조파를 추출함으로써 획득되는 355 nm 파장을 갖는 YAG 레이저, 또는 180 nm 의 파장 및 조사된 부분에 대해 분자 수준의 수렴 직경을 갖는 엑시머 레이저를 사용할 수 있다.

따라서, 상기 키유닛 (10) 이 휴대용 전화에 탑재되는 경우, 사용시에, 미도시된 광원으로부터의 광은 투명도를 갖는 키패드 (11) 를 투과하여, 유색층 (17) 을 통해 키탑 (12) 의 저면으로 진입하고, 문자 또는 심볼과 같은 패턴으로부터 외부로 출사하게 된다. 따라서, 휴대용 전화기의 사용자는 키탑 (12) 상에서 문자, 심볼 등을 쉽게 인식할 수 있다. 키탑 (12) 이 하향으로 가압되면, 키패드 (11) 는 키탑 (12) 의 하향 움직임에 따라 변형되고, 돔 스위치 (19) 는 가압 돌출부 (11a) 에 의해 가압되어 변형됨으로써, 기판 (20) 상에서 미도시된 고정된 컨택트들 사이에서 전도가 수행된다.

한편, 레이저광 (16) 으로 키탑 (12) 의 조사된 부분에서, 금속막은 완전히 제거되지 않고 조사된 부분에서 금속막의 표면층 부분만이 제거될 수 있어 매우 작은 오목한 점들의 평면 집합체를 형성하여, 즉, 소위 시보 프로세스가 수행될 수도 있다. 상기 시보 프로세스가 금속막 (15) 의 표면층 부분만을 제거하는 프로세스이므로, 금속막 (15) 이, 기상 증착, 스퍼터링, 또는 CVD 와 같은, 막 두께가 상대적으로 얇은 (두께가 대략 1㎛ 이하) 금속막 형성수단에 의해 형성되는 경우, 시보 프로세스는 그 두께가 너무 얇기 때문에 그것에 대처할 수 없다. 따라서, 이 경우에 금속막 (15) 으로서, 도금 등에 의한, 그 두께가 상대적으로 두꺼운 (두께가 3 내지 30 ㎛) 금속층을 대상으로 한다.

도 6 은, 레이저광으로 시보 프로세스에 의해 마킹이 적용된 키유닛의 제 2 실시예 (10A) 의 부분을, 수직 단면도로 도시한다. 제 2 실시예에서, 각 부분은 상기 제 1 실시예에서의 키유닛 (10) 과 구조적으로 동일한 각 부분은 제 1 실시예에서 사용된 것과 동일한 부호로서 표시하므로, 상세한 설명은 생략한다.

도 6 에 도시된 바와 같이, 키유닛 (10A) 의 경우 문자 또는 심볼과 같은 패 턴 (21) 의 형성 프로세스를 일반적으로 다음과 같이 설명한다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 키유닛 (10A) 의 키탑 (12) 의 상면 (12a) 은 레이저 조사장치 (1) 로부터 인가된 레이저광 (16) 으로서 상기 녹색 레이저를 이용하여 조사된다. 그리고, 도 6 에 도시된 바와 같이, 빔 스폿 직경은 금속막 (15) 의 표면상에서 10 내지 30 ㎛ 로 조절되며, 금속막 (15) 은 형성되는 문자 또는 심볼과 같은 패턴 (13) 의 평면 형상을 따라 스캔된다. 이때, 빔 스폿의 깊이 방향으로 위치를 고정하여 조사함으로써, 금속막 (15) 의 표면층 부분만이 제거되어 오목한 부분을 형성하고, 저면상에 다수의 매우 작은 오목한 점들의 평면 집합체를 형성함으로써, 문자 또는 심볼과 같은 패턴 (21) 을 형성한다. 이 경우에, 금속막 (15) 이 도금 등에 의해 형성된 경우, 금속막 (15) 의 두께가 10 내지 30 ㎛ 이므로, 문자 또는 심볼과 같은 패턴 (21) 을 구성하는 각각의 매우 작은 오목한 점은 바람직하게는 최고 20 ㎛ 이하이다.

문자 또는 심볼과 같은 상기 패턴 (20) 에 대해, 문자, 심볼 등의 외곽선이 어떤 변경 없이 시보 프로세스로 프로세싱되는 방법이 있으며, 문자, 심볼 등의 외곽선을 둘러싸는, 문자, 심볼 등의 외곽선의 외부에서 시보 프로세스에 의해 오목한 부분을 형성하는 방법이 있다. 또한, 문자 또는 심볼과 같은 패턴 (21) 의 저면상에 금속막 (15) 의 두께가 투명도를 잃지 않고 금속감을 갖는 정도로 얇게 프로세싱되면, 키탑 (12) 의 저면 (12c) 으로부터 진입된 광원으로부터의 광은 문자 또는 심볼과 같은 패턴 (21) 으로부터 나갈 수 있고, 문자, 심볼 등은 조명형일 수 있다. 이 경우에, 전술한 키유닛 (10) 과 같이, 유색층 (17) 이 키탑 (12) 등의 저면 (12c) 에 제공되면, 문자, 심볼 등은 임의의 색으로 또한 조명될 수 있다.

다음으로, 본 발명의 키유닛 (10 또는 10A) 의 제조방법을 설명한다.

즉, 도 7 에 도시된 바와 같이, 키패드 (11) 및 키탑 (12) 은 주입 성형과 같은 적절한 성형 방법에 의해 분리되어 형성된다 (단계 S1 및 단계 S2); 또한, 금속막 (15) 은 도금, 기상 증착, 스퍼터링, 및 CVD 와 같은 여러 금속막 형성수단에 의해 키탑 (12) 의 상면 (12a) 및 측면 (12b) 상에 형성된다 (키유닛 (10A) 의 경우에는 오직 도금에 의한 형성) (단계 S3); 그리고, 또한, 필요하면 유색층 (17) 은 키탑 (12) 의 저면 (12c) 상에 형성된다 (단계 S4). 그리고, 최종적으로, 키탑 (12) 은 투명 접착제 (18) 등을 사용하여 접합된다 (단계 S5). 금속막 (15) 을 갖는 키탑 (12) 및, 문자 및 심볼과 같은 패턴이 프린팅 또는 페인팅에 의해 표면상의 층에 마킹되는 각각의 키탑이 키유닛 (10 또는 10A) 에서 혼합되는 경우, 금속막 (15) 을 갖지 않는 키탑들은 상기 단계 S3 을 통과하지 않고 표면상에 프린팅 또는 페인팅이 단계 S4 에서 수행된다.

키유닛 (10 또는 10A) 의 용도가 결정되고 사용 언어에 의존하는 문자, 심볼 등이 결정되면, 키유닛 (10 또는 10A) 의 각각의 키탑에 문자, 심볼 등을 마킹하는 것이 레이저 조사장치 (1) 를 이용하여 수행된다 (단계 S6). 키탑 (12) 에 대한 이러한 마킹 단계의 완료후에, 키유닛 (10 또는 10A) 은 단독으로 또는 소정의 모바일 장치에 탑재되고 있는 상태로 적재된다.

키유닛의 상기 제 1 실시예 (10) 및 제 2 실시예 (10A) 에서, 임의의 키탑 (12) 이 금속막 (15) 을 가지며, 이들 키탑 (12) 상에 모든 문자, 심볼 등이 레이저광으로 금속막 (15) 을 마킹함으로써 형성되는 것을 설명하였다. 그러나, 본 발명은 그것에 한정되지 않는다. 문자 또는 심볼과 같은 패턴 (13 또는 20) 은 상기 마킹 방법에 의해 적어도 하나의 키탑 (12) 상에 형성될 수도 있다.

또한, 문자 또는 심볼과 같은 상기 패턴 (13 또는 20) 은 레이저광으로 조사시에 키탑 (12) 상의 금속막 (15) 의 깊이 방향으로 빔 스폿의 위치의 제어방법이 상이하므로, 모두 적절하게 하나의 키유닛상에서 혼합될 수 있다. 또한, 모든 키탑 (12) 이 금속막 (15) 을 갖는 것이 아니며 금속막 (15) 을 갖는 키탑 (12) 및 금속막 (15) 을 갖지 않는 키탑이 혼합될 수도 있다. 구조에서 상이한 키탑들이 이렇게 혼합되는 경우에, 문자 및 심볼과 같은 모든 패턴들을 마킹하는 것이 레이저 조사장치 (1) 를 이용하는 레이저광에 의해 하나로 통합되는 것이 바람직하다.

Claims

다수의 키탑들이, 실리콘 고무 또는 연질의 열가소성 탄성체로 이루어진 실질적으로 시트 형상의 키패드상에 배치되는, 휴대용 전화와 같은 모바일 장치에서 사용되는 키유닛으로서,

키탑들 중 하나 이상은, 투명 경화성 수지로 이루어진 본체의 저면을 제외한 상면, 측면, 또는 상면 및 측면 모두가 도금에 의해 형성된 금속막으로 커버되는 구조를 가지며,

상기 키탑에 레이저광을 조사한후, 조사된 부분에서 금속막의 표면 부분만을 제거하여, 다수의 매우 작은 오목한 점들의 평면 집합체를 구성함으로써, 패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는, 키유닛.
제 1 항에 있어서,

레이저광으로서,

Nd:YAG 레이저의 제 2 고조파를 추출함으로써 획득되는 532 nm 의 파장을 갖는 레이저광,

상기 레이저의 제 3 고조파를 추출함으로써 획득되는 355 nm 의 파장을 갖는 레이저광,

조사된 부분에 대해 1064 nm 의 파장 및 30 ㎛ 이하의 수렴 직경을 갖는 YAG 레이저의 레이저광, 및

180 nm 의 파장 및 분자 수준의 수렴 직경을 갖는 엑시머 레이저광 중 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는, 키유닛.
조사된 부분에서 금속막의 표면 부분만을 제거하고 다수의 매우 작은 오목한 점들의 평면 집합체를 구성함으로써 패턴을 형성하도록, 다수의 키탑들이 실리콘 고무 또는 연질의 열가소성 탄성체로 이루어진 실질적으로 시트 형상의 키패드상에 배치되는 휴대용 전화와 같은 모바일 장치에 사용되는 키유닛의 키탑 표면상에 도금에 의해 형성되는 금속막에 레이저광을 조사하는 단계를 포함하며,

상기 레이저광은 1100 nm 이하의 파장을 가지는 것을 특징으로 하는, 키탑에의 마킹방법.
제 3 항에 있어서,

레이저광으로서,

Nd:YAG 레이저의 제 2 고조파를 추출함으로써 획득되는 532 nm 의 파장을 갖는 레이저광,

상기 레이저의 제 3 고조파를 추출함으로써 획득되는 355 nm 의 파장을 갖는 레이저광,

조사된 부분에 대해 1064 nm 의 파장 및 10 내지 30 ㎛ 의 수렴 직경을 갖는 YAG 레이저광, 및

180 nm 의 파장 및 분자 수준의 수렴 직경을 갖는 엑시머 레이저광 중 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는, 키탑에의 마킹 방법.
금속막을 갖는 키탑을 포함하는 마킹되지 않은 키탑들을 키유닛과 결합하고;

상기 키탑들에의 마킹을 제외한 모든 다른 단계들이 완료된 상태에서 제조를 일시적으로 중단하며;

제품을 위해 필요한 컨텐츠가 결정되기까지 중단을 지속하며;

제 3 항에 기재된 마킹 방법에 의해 상기 컨텐츠의 마킹을 수행하여 키유닛을 완성하는 것을 특징으로 하는, 키유닛의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 패턴은 문자 또는 심볼을 포함하는, 키유닛.
제 3 항에 있어서,

상기 패턴은 문자 또는 심볼을 포함하는, 키탑에의 마킹 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 컨텐츠는 문자 또는 심볼을 포함하는, 키유닛의 제조 방법.
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