KR102092637B1 - Manufacturing Method Of 3D Shape Force Touch - Google Patents
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Abstract
본 발명은 압력터치센서(Force Touch, FT) 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평면이 아닌 굴곡부를 포함한 3차원 형상을 가진 베이스 기판 상에 직접 전극을 형성함으로써 원가 절감은 물론 두께를 슬림화할 수 있는 3차원 형상 압력터치센서 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a pressure touch sensor (Force Touch, FT), and more specifically, by forming an electrode directly on a base substrate having a three-dimensional shape including a curved portion rather than a flat surface, cost reduction and thickness reduction can be achieved. It relates to a three-dimensional shape pressure touch sensor manufacturing method.
Description
*본 발명은 압력터치센서(Force Touch, FT) 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 평면이 아닌 굴곡부를 포함한 3차원 형상을 가진 베이스 기판 상에 직접 전극을 형성함으로써 원가 절감은 물론 두께를 슬림화할 수 있는 3차원 형상 압력터치센서 제조 방법에 관한 것이다. * The present invention relates to a method for manufacturing a pressure touch sensor (Force Touch, FT), more specifically, by forming an electrode directly on a base substrate having a three-dimensional shape, not a flat surface, but a curved portion, as well as cost reduction and thickness reduction. It relates to a three-dimensional shape pressure touch sensor manufacturing method that can be.
터치 스크린 기술의 발달에 따라 입력수단이 키패드가 터치패널로 대체되고 있으며 패널상에 일체로 결합된 디스플레이 장치가 스마트 기기에 널리 사용되고 있다.With the development of touch screen technology, a keypad having an input means is replaced with a touch panel, and a display device integrally coupled to the panel is widely used in smart devices.
이에 따라 다양한 터치 인터페이스 기술이 등장하고 있으며, 터치 뿐만 아니라 터치 위치의 압력을 감지하는 압력센서인 압력터치센서(Force Touch)가 결합된 디스플레이 장치가 개발되고 있다.Accordingly, various touch interface technologies have emerged, and a display device in which a pressure touch sensor (Force Touch), which is a pressure sensor that senses a pressure at a touch position as well as a touch, has been developed.
상기 압력터치센서는 터치하는 디스플레이의 화면의 위치나 힘의 정도에 따라 각기 다른 피드백을 제공해 여러가지 기능을 구현하는 3차원(3D) 터치 기술을 의미한다.The pressure touch sensor refers to a three-dimensional (3D) touch technology that implements various functions by providing different feedback according to the position or strength of the screen of the display to be touched.
종래의 압력터치센서는 플라스틱 재질로 형성된 베이스 기판 상의 2개의 전극 사이에 탄성체가 결합된 센서 전극체가 결합되어 제조된다.The conventional pressure touch sensor is manufactured by combining a sensor electrode body having an elastic body coupled between two electrodes on a base substrate formed of a plastic material.
그러나, 상기와 같이 압력터치센서의 제조 방법은 베이스 기판과 센서 전극체가 합지되는 형태이므로 두께가 두꺼워지는 문제가 있으며, 플랫한 표면이 아닌 굴곡진 표면을 가진 형태에 적용하기 어려우며 제조 단가가 상승하는 문제가 있었다.However, as described above, the manufacturing method of the pressure touch sensor has a problem in that the thickness is thick because the base substrate and the sensor electrode body are laminated, it is difficult to apply to a shape having a curved surface rather than a flat surface, and the manufacturing cost increases. There was a problem.
즉, 종래 방법으로 곡면 압력터치센서를 제조하기 위해서는 패턴을 구비한 별도의 센서 전극체를 제조하고 양면테이프와 같은 접착제를 통해 글라스나 플라스틱 재질의 베이스 기판 상에 상기 센서 전극체를 부착하여 제조하여야 하므로 평면이 아닌 곡면인 표면에 센서 전극체를 결합하여 제조하기 어려운 문제가 있으며, 이로 인해 생산성과 수율이 떨어지는 문제가 있었다.That is, in order to manufacture the curved pressure touch sensor in the conventional method, a separate sensor electrode body having a pattern is manufactured, and the sensor electrode body must be attached to a base substrate made of glass or plastic through an adhesive such as a double-sided tape. Therefore, there is a problem in that it is difficult to manufacture the sensor electrode body by combining it with a curved surface rather than a flat surface, and thus there is a problem of reduced productivity and yield.
또한, 센서 전극체가 굴곡진 베이스 기판과 합지됨으로써 플랫한 형태로 제조된 센서 전극체가 굴곡진 형태로 변형됨으로써 신뢰성 및 내구성이 약해지는 문제가 있었다. In addition, since the sensor electrode body is deformed into a curved shape, the reliability and durability of the sensor electrode body are deteriorated due to the bonding of the sensor electrode body with the curved base substrate.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서 본 발명의 목적은 평면이 아닌 굴곡부를 포함한 3차원 형상을 가진 베이스 기판 상에 직접 전극을 형성함으로써 원가 절감은 물론 두께를 슬림화할 수 있는 3차원 형상 압력터치센서 제조 방법을 제공하는 데 있다.The object of the present invention as derived to solve the above problems is to form an electrode directly on a base substrate having a three-dimensional shape including a curved portion, rather than a plane, to reduce the cost and to reduce the thickness of the three-dimensional shape pressure. It is to provide a method for manufacturing a touch sensor.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 3차원 형상 압력터치센서 제조 방법은 베이스 기판에 레이저와 도금을 이용하여 제 1 전극을 직접 형성하여 베이스 전극 기판을 제조하는 단계와; 상기 베이스 전극 기판과 탄성체가 형성된 제 2 전극 기판을 합지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. To achieve the above object, a method of manufacturing a three-dimensional shape pressure touch sensor according to the present invention comprises the steps of manufacturing a base electrode substrate by directly forming a first electrode using laser and plating on the base substrate; And laminating the base electrode substrate and the second electrode substrate on which the elastic body is formed.
상기 베이스 전극 기판을 제조하는 단계는 3차원 형상을 가진 베이스 기판 상에 레이저 안료를 도포하여 레이저 안료층을 형성하는 단계와, 상기 레이저 안료층이 형성된 베이스 기판 상에 설계된 패턴 경로 프로그램에 따라 1 전극 패턴에 대응하여 레이저를 조사하여 제 1 전극 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제 1 전극 패턴에 전기 도금을 통해 전도성 물질이 고착되어 제 1 전극을 형성하여 베이스 전극 기판을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. The manufacturing of the base electrode substrate includes applying a laser pigment on a base substrate having a three-dimensional shape to form a laser pigment layer, and one electrode according to a pattern path program designed on the base substrate on which the laser pigment layer is formed. And forming a first electrode pattern by irradiating a laser in response to the pattern, and forming a base electrode substrate by forming a first electrode by adhering a conductive material to the first electrode pattern through electroplating. It is characterized by.
상기 3차원 형상은 입면 기준으로 반구형, 타원형과 같은 규칙적 3차원 형상 뿐만 아니라 입면이 자유 곡선 또는 곡선과 직선이 혼합한 형태 등 불규칙적 3차원 형상을 포함하고; 상기 3차원 형상을 가진 베이스 기판은 합성수지 재질로 사출에 의해 설계 목적에 맞는 3차원 형상으로 제조되는 것을 특징으로 한다. The three-dimensional shape includes an irregular three-dimensional shape, such as a free-form curve or a mixture of a curved line and a straight line, as well as a regular three-dimensional shape such as a hemispherical shape and an ellipse based on the elevation; The base substrate having the three-dimensional shape is characterized by being manufactured in a three-dimensional shape suitable for design purposes by injection of synthetic resin material.
상기 패턴 경로 프로그램은 평면 형태로 설계된 제 1 전극 패턴을 3차원 형상의 곡면에 맞도록 수정하는 보정 제 1 전극 패턴으로 변환하되, 상기 보정 제 1 전극 패턴은 곡면 상에서 일정한 간격으로 형성된 곡면 전극 패턴을 평면으로 투영하여 3차원 형상 특성에 순응하도록 변환된 것을 특징으로 한다. The pattern path program converts a first electrode pattern designed in a planar form into a corrected first electrode pattern that is modified to fit a curved surface of a three-dimensional shape, wherein the corrected first electrode pattern is a curved electrode pattern formed at regular intervals on the curved surface. It is characterized by being converted to conform to 3D shape characteristics by projecting in a plane.
또한, 상기 패턴 경로 프로그램은 제 1 전극 패턴을 3D 곡면 전극 패턴으로 설계하고, 상기 설계된 3D 곡면 전극 패턴에서 패터닝되어야 할 특정 영역의 위치를 특정하고, 상기 특정 영역 좌표와 레이저 장치의 조사 방향을 고려한 레이저 좌표와 동기화시켜 상기 특정 영역에만 레이저가 조사되도록 레이저 장치를 제어하여 3D 곡면에 대한 정확한 전극 패턴 형성이 가능한 것을 특징으로 한다. In addition, the pattern path program designs a first electrode pattern as a 3D curved electrode pattern, specifies a location of a specific area to be patterned in the designed 3D curved electrode pattern, and considers the specific area coordinates and the irradiation direction of the laser device. It is characterized in that it is possible to form an accurate electrode pattern for a 3D curved surface by controlling the laser device so that the laser is irradiated only in the specific area in synchronization with laser coordinates.
상기 레이저를 조사하여 제 1 전극 패턴을 형성하는 단계는 상기 레이저를 조사하여 제 1 전극 패턴 영역을 표면 개질하면서 제 2 전극 기판과 합지시 정확하게 정렬할 수 있도록 얼라인 마크 영역의 표면 개질을 동시에 수행하고, 상기 베이스 전극 기판을 형성하는 단계는 상기 제 1 전극 패턴에 전기 도금을 통해 전도성 물질이 고착되어 제 1 전극상기 얼라인 마크를 동시에 형성하는 것을 특징으로 한다. In the step of irradiating the laser to form a first electrode pattern, surface modification of the alignment mark region is performed simultaneously so that the laser is irradiated with the laser to accurately align the first electrode pattern region while laminating with the second electrode substrate. And, the step of forming the base electrode substrate is characterized in that a conductive material is fixed to the first electrode pattern through electroplating to simultaneously form the first electrode and the alignment mark.
본 발명에 따른 3차원 형상 압력터치센서 제조 방법은 평면이 아닌 굴곡부를 포함한 3차원 형상을 가진 베이스 기판 상에 직접 전극을 형성함으로써 종래의 합지 과정에서의 불량을 최소화할 수 있으며 제조 공정이 간단하여 원가 절감이 가능한 탁월한 효과가 발생한다.The method of manufacturing a 3D shape pressure touch sensor according to the present invention can minimize defects in a conventional laminating process by forming electrodes directly on a base substrate having a 3D shape including a curved portion rather than a flat surface, and the manufacturing process is simple. It has an excellent effect that can reduce costs.
또한, 제 1 전극 기판의 두께만큼 두께가 얇아지므로 장치의 두께를 슬림화할 수 있는 탁월한 효과가 발생한다.In addition, since the thickness is as thin as the thickness of the first electrode substrate, an excellent effect that can reduce the thickness of the device occurs.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3차원 형상 압력터치센서를 개략적으로 도시한 것이고,
도 2 및 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3차원 형상 압력터치센서 제조 방법을 개략적으로 도시한 공정도이고,
도 4는 도 2 및 3의 공정도에 따른 제조방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따른 패턴 경로 프로그램 보정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 얼라인 마크를 생성하는 과정을 개략적으로 도시한 것이다.1 schematically shows a three-dimensional shape pressure touch sensor according to a preferred embodiment of the present invention,
2 and 3 is a process diagram schematically showing a three-dimensional shape pressure touch sensor manufacturing method according to an embodiment of the present invention,
4 is a flowchart schematically showing a manufacturing method according to the process diagrams of FIGS. 2 and 3.
5 schematically shows a pattern path program correction according to the present invention.
6 schematically shows a process of generating an alignment mark according to the present invention.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
기본적으로 압력터치센서는 터치만을 감지하는 것이 아니라 얼마나 세게 눌렀는지의 압력 정보를 감지하는 장치로서, 스프링 역할을 겸하는 탄성체를 배치하는 구조를 통해 트랙 패드의 모든 부분을 누를 수 있으며, 트랙패드의 어디를 누르더라도 탄성체가 모두 눌리게 되며 위치에 따라서 눌리는 양이 달라지게 되는데, 힘센서 역할을 담당하는 탄성체 내의 변화된 캐패시티를 각각의 전극 센서가 인지하여 신호를 종합적으로 감지하여 어느 위치가 눌렸는지 판별할 수 있으며, 누르는 힘까지도 감지할 수 있는 원리로 동작한다.Basically, the pressure touch sensor is a device that senses pressure information of how hard it is pressed, not just the touch. It can press any part of the track pad through a structure that arranges an elastic body that acts as a spring. Even if is pressed, all of the elastic bodies are pressed and the amount of pressing varies depending on the position. Each electrode sensor recognizes the changed capacity in the elastic body, which acts as a force sensor, and comprehensively senses the signal to determine which position is pressed. It works, and it works on the principle that it can sense even the pressing force.
압력터치센서 기본적으로 2개의 전극층을 구성하고 형성된 전극간의 커패시턴스 값의 변화를 측정하고, 두개의 전극에 힘이 가해져 거리변화가 발생하면 커패시턴스 값이 증가하게 되는 원리를 이용하여 가해지는 힘을 측정하게 된다.The pressure touch sensor basically consists of two electrode layers, measures the change in the capacitance value between the formed electrodes, and measures the applied force using the principle that the capacitance value increases when a force is applied to the two electrodes to cause a distance change. do.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3차원 형상 압력터치센서를 개략적으로 도시한 것이고, 도 2 및 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3차원 형상 압력터치센서 제조 방법을 개략적으로 도시한 공정도이고, 도 4는 도 2 및 3의 공정도에 따른 제조방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.1 schematically shows a 3D shape pressure touch sensor according to a preferred embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 schematically show a method of manufacturing a 3D shape pressure touch sensor according to a preferred embodiment of the present invention 4 is a flowchart schematically showing a manufacturing method according to the process diagrams of FIGS. 2 and 3.
도 1 내지 4을 참조하면, 본 발명에 따른 압력터치센서는 베이스 기판과 2개의 전극 기판사이에 탄성체가 결합된 센서 전극체가 결합되는 구조가 아니라, 베이스 기판 상에 직접 제 1 전극이 형성된 후 탄성체가 형성된 제 2 전극 기판이 결합되는 구조로 형성된다.1 to 4, the pressure touch sensor according to the present invention is not a structure in which a sensor electrode body in which an elastic body is coupled between a base substrate and two electrode substrates is coupled, but an elastic body after the first electrode is directly formed on the base substrate. It is formed in a structure in which the second electrode substrate is formed.
즉, 본 발명에 따른 압력터치센서 제조 방법은 베이스 기판(110) 상에 제 1 전극(130)이 형성된 베이스 전극 기판(10)을 제조하는 단계와 탄성체(210)가 형성된 제 2 전극 기판(20)을 결합하는 단계를 포함하여 제조된다.That is, the method for manufacturing a pressure touch sensor according to the present invention comprises the steps of manufacturing the
여기서, 상기 제 1 전극과 제 2 전극은 2개의 전극을 상대적으로 구분하기 위해 사용된 용어로써 상부, 하부와 같이 전극의 절대적인 위치를 의미하지 않음은 자명한 것이다. Here, the first electrode and the second electrode are terms used to relatively distinguish the two electrodes, and it is obvious that they do not mean absolute positions of the electrodes, such as upper and lower.
먼저, 상기 베이스 전극 기판(10)을 제조하기 위해 3차원 형상을 가지는 베이스 기판(110)을 준비한다.First, to prepare the
상기 베이스 기판(110)은 PC, PET, PMMA 등과 같은 합성수지 재질로 형성될 수 있으며, 3차원 형상을 가지도록 자유로운 굴곡을 가진 기하 형상으로 제조된다.The
여기서, 상기 3차원 형상은 입면 기준으로 반구형, 타원형과 같은 규칙적 3차원 형상 뿐만 아니라 입면이 자유 곡선 또는 곡선과 직선이 혼합한 형태 등 불규칙적 3차원 형상을 포함하는 모든 형상을 포함하는 개념으로 정의된다.Here, the three-dimensional shape is defined as a concept including all shapes including irregular three-dimensional shapes, such as a free-form curve or a mixture of a curved line and a straight line, as well as a regular three-dimensional shape such as a hemispherical shape and an ellipse based on the elevation. .
상기 베이스 기판(110)은 사출 형태로 제조되므로 설계 목적에 따라 다양한 3차원 형상으로 제조가 가능하다. Since the
베이스 기판 상에 제 1 전극을 직접 형성하는 방법은 열가소성 수지로 사출 제조된 베이스 기판 표면에 레이저를 조사하여 표면을 개질한 후 도금하여 형성하는 제 1 방법과 사출 제조된 베이스 기판 상에 레이저 안료를 코팅한 후 레이저 안료에 레이저 조사하여 표면을 개질한 후 도금하여 형성하는 제 2 방법과 사출 제조된 베이스 기판 상에 전도성 물질을 증착 또는 고금하여 전극 형성 이외의 부분을 건식 에칭하여 형성하는 제 3 방법으로 구분될 수 있다.The method of directly forming the first electrode on the base substrate is a first method of forming a surface by reforming the surface by irradiating a laser to the surface of the base substrate injection-molded with a thermoplastic resin and a laser pigment on the base substrate of injection molding. A second method of forming a surface by coating a laser pigment on a laser pigment after coating, and then forming it, and a third method of forming a part other than electrode formation by dry etching by depositing or depositing a conductive material on the injection-produced base substrate. It can be divided into.
이하, 제 1 방법 부터 차례대로 살펴보기로 한다.Hereinafter, the first method will be described in order.
먼저, 제 1 방법은 열가소성 수지로 형성된 3차원 형상의 베이스 기판(110)을 사출로 제조하여 준비하는 단계(도 2의 a)와, 상기 베이스 기판 상에 설계된 1 전극 패턴에 대응하여 레이저를 조사하여 제 1 전극 패턴을 형성하는 단계(도 2의 b)와, 상기 제 1 전극 패턴 상에 전기 도금을 통해 전도성 전극 패턴을 형성하는 단계(도 2의 c)를 포함하여 제 1 전극이 형성된 베이스 전극 기판이 완성된다.First, the first method is to prepare and prepare a three-dimensionally
보다 구체적으로, 상기 베이스 기판은 열가소성 수지로 형성되고, 상기 열가소성 수지는 레이저에 반응하여 활성화되기 때문에 레이저 조사를 통한 표면 개질이 가능하다.More specifically, since the base substrate is formed of a thermoplastic resin and the thermoplastic resin is activated in response to a laser, surface modification through laser irradiation is possible.
상기 열가소성 수지로 형성된 베이스 기판(110) 표면의 전극 패턴 영역(111)에만 레이저를 조사하여 그 표면에 일정한 밀도로 다량의 미세 기공을 형성하여 표면을 개질한다.The laser is irradiated only on the
상기 제 1 전극 패턴을 형성하는 단계는 베이스 기판(110) 상에 기 설계된 패턴 경로 프로그램에 따라 제 1 전극 패턴에 대응되는 영역에 레이저를 조사하고 제 1 전극 패턴에 대응되는 영역만을 표면 개질을 수행한다.The step of forming the first electrode pattern irradiates a laser to an area corresponding to the first electrode pattern according to a pre-designed pattern path program on the
상기 레이저는 패턴 경로를 따라 움직이며, 패턴의 형상 및 굵기에 따라 일정 구간을 반복하여 이동하거나 일정 경로를 따라 조사될 수 있다The laser moves along a pattern path, and repeatedly moves a certain section depending on the shape and thickness of the pattern, or may be irradiated along a certain path.
여기서, 본 발명에 따른 베이스 기판은 플랫한 형태가 아닌 기하학적 형상의 곡면 형태로 평면를 가지고, 곡면 상에 전극이 형성되는 데 레이저는 직선 형태로 이동하므로 평면 형태로 설계된 제 1 전극 패턴에 따라 레이저를 조사할 경우 제 1 전극 패턴을 형성하는 과정에서 오차가 발생할 수 있다.Here, the base substrate according to the present invention has a flat surface in a curved shape of a geometric shape rather than a flat shape, and an electrode is formed on the curved surface, and since the laser moves in a straight shape, the laser according to the first electrode pattern designed in a flat shape If irradiated, an error may occur in the process of forming the first electrode pattern.
예를 들어, 반 구 형상의 베이스 기판인 경우 전극 패턴이 평면 형태로 설계되면 평면 상의 간격이 일정하게 설계되지만 곡면의 경우 평면상의 간격이 아닌 곡면의 중심에서 각도에 따른 호의 간격이 일정해야 하는 차이로 인해 레이저가 직선 방향으로만 이동하면서 레이저를 조사하게 되면 중앙부에서 단부로 갈수록 전극 패턴의 면적이 넓어지게 된다. For example, in the case of a base plate having a hemispherical shape, if the electrode pattern is designed in a flat shape, the spacing on the plane is designed to be constant, but in the case of a curved surface, the gap between arcs must be constant depending on the angle from the center of the curved surface rather than on the plane. Due to this, when the laser is irradiated while moving only in the linear direction, the area of the electrode pattern is widened from the center to the end.
따라서, 상기 패턴 경로 프로그램은 도 5와 같이 평면 형태로 설계된 제 1 전극 패턴을 곡면에 맞도록 수정하는 보정 제 1 전극 패턴으로 변환하는 단계가 필요하고, 상기 변환된 보정 제 1 전극 패턴에 따라 레이저를 조사시켜 설계와 완벽하게 일치하는 제 1 전극 패턴을 형성할 수 있다.Therefore, the pattern path program requires a step of converting the first electrode pattern designed in a planar form as shown in FIG. 5 into a corrected first electrode pattern that is corrected to fit the curved surface, and a laser according to the converted first electrode pattern. By irradiating, a first electrode pattern that perfectly matches the design can be formed.
여기서, 상기 보정 제 1 전극 패턴은 곡면 상에서 일정한 간격으로 형성된 곡면 전극 패턴을 평면으로 투영하여 형성될 수 있으며, 이를 통해 평면상에서는 간격이 동일하지는 않지만 곡면상에서는 동일한 간격의 전극 패턴을 형성할 수 있다. Here, the corrected first electrode pattern may be formed by projecting a curved electrode pattern formed at regular intervals on a curved surface into a flat surface, thereby forming an electrode pattern having the same spacing on a curved surface, although the spacing is not the same.
상기 레이저를 조사하여 제 1 전극 패턴 영역을 표면 개질하면서 도 6과 같이 제 2 전극 기판과 합지시 정확하게 정렬할 수 있도록 얼라인 마크 영역의 표면 개질을 동시에 수행할 수 있다. While the surface of the first electrode pattern region is irradiated by irradiating the laser, surface alignment of the alignment mark region may be simultaneously performed so as to be accurately aligned with the second electrode substrate as shown in FIG. 6.
보다 구체적으로, 베이스 전극 기판과 제 2 전극 기판을 합지하는 경우 3차원 형상이기 때문에 정확한 위치에 합지되지 않을 경우 제품에 불량이 발생할 수 있으므로 정확한 위치에 정렬되어 합지될 필요가 있다.More specifically, when the base electrode substrate and the second electrode substrate are laminated, it is a three-dimensional shape, and if not, the product may have defects, so it needs to be aligned and laminated at the correct location.
이를 위해, 상기 레이저를 통해 제 1 전극 패턴 영역에 대한 표면 개질시 제 2 전극 기판과 합지될 위치를 특정하는 얼라인 마크 영역에 대해 표면 개질을 동시에 수행하고 도금하게 되면 제 1 전극과 함께 얼라인 마크가 동시에 패터닝된다.To this end, when the surface of the first electrode pattern region is modified through the laser, surface modification is performed on the alignment mark region specifying the location to be joined with the second electrode substrate and plating is performed, and alignment with the first electrode is performed. Marks are patterned simultaneously.
따라서, 상기 얼라인 마크와 제 2 전극 기판을 정렬하여 정확한 위치에 합지할 수 있다. 상기 얼라인 마크는 제 2 전극 기판과 결합되는 경계를 표시하는 마크 또는 탄성체가 결합되는 위치를 표시하는 마크 등으로 구성될 수 있다. Therefore, the alignment mark and the second electrode substrate can be aligned and placed at the correct position. The alignment mark may be formed of a mark indicating a boundary to be coupled with the second electrode substrate or a mark indicating a position where an elastic body is coupled.
또는, 제 1 전극 패턴을 3D 곡면 전극 패턴으로 설계하고, 상기 설계된 3D 곡면 전극 패턴에서 패터닝되어야 할 특정 영역의 위치를 좌표로 특정하고, 상기 특정 영역 좌표와 레이저 장치의 조사 방향을 고려한 레이저 좌표와 동기화시켜 상기 특정 영역에만 레이저가 조사되도록 레이저 장치를 제어하여 3D 곡면에 대한 정확한 전극 패턴 형성이 가능하다.Alternatively, the first electrode pattern is designed as a 3D curved electrode pattern, and the position of a specific region to be patterned in the designed 3D curved electrode pattern is specified as coordinates, and the laser coordinates considering the specific region coordinates and the irradiation direction of the laser device and It is possible to form an accurate electrode pattern for a 3D curved surface by controlling the laser device so that the laser is irradiated only in the specific area by synchronization.
상기와 같이 3차원 형상의 베이스 기판(110) 상에 제 1 전극 패턴 영역이 표면 개질되면, 도금을 통해 제 1 전극 패턴이 형성된 영역에만 전극을 형성하여 제 1 전극(130)이 형성된다.When the first electrode pattern region is surface-modified on the
보다 구체적으로, 상기 레이저로 가공된 제 1 전극 패턴 영역은 표면이 개질되어 니켈과 구리를 이용한 무전해 도금을 통한 전기 도금을 수행하면 상기 베이스 기판의 레이저 조사에 의해 표면이 개질된 제 1 전극 패턴 영역에만 전도성 물질이 고착되어 제 1 전극(130)이 형성된다.More specifically, when the first electrode pattern region processed by the laser is surface-modified and electroplating is performed through electroless plating using nickel and copper, the first electrode pattern whose surface is modified by laser irradiation of the base substrate. The
상기 레이저 조사를 통해 형성된 제 1 전극 패턴 표면은 표면 개질에 의해 조도(표면 거칠기)가 높아서 도금시 전도성 물질과의 결합력을 높일 수 있다. The surface of the first electrode pattern formed through the laser irradiation has a high roughness (surface roughness) due to surface modification, thereby increasing the bonding strength with a conductive material during plating.
다음으로, 제 2 방법에 대해 살펴보면, 상기 3차원 형상의 베이스 기판 상에 레이저 안료를 도포하여 레이저 안료층(120)을 형성하는 단계(도 3의 a)와, 상기 레이저 안료층이 형성된 베이스 기판 상에 설계된 1 전극 패턴에 대응하여 레이저를 조사하여 제 1 전극 패턴을 형성하는 단계(도 3의 b)와, 상기 제 1 전극 패턴 상에 전기 도금을 통해 전도성 전극 패턴을 형성하는 단계(도 3의 c)를 포함하여 제 1 전극이 형성된 베이스 전극 기판이 완성된다.Next, looking at the second method, the step of forming a
상기 레이저 안료는 절연체이면서 수지 성형체로 구성될 수 있으며, 레이저에 의해 활성화되고 스프레이 분사 또는 코팅 등을 통해 기하 형상의 베이스 기판 상에 레이저 안료층이 도포되어 형성될 수 있다. The laser pigment may be composed of an insulator and a resin molded body, and may be formed by applying a laser pigment layer on a base substrate having a geometric shape, activated by a laser, or spray spraying or coating.
상기 레이저 안료는 표면의 도금 대상 영역에 레이저를 조사함으로써, 레이저 안료층 표면의 도금 대상 영역을 개질하여 도금에 적합한 성질을 갖도록 해주는 역할을 담당한다. 즉, 상기 레이저 안료의 소정 영역에 레이저를 직접 조사하여 비도전성 금속 화합물 중의 금속 성분을 선택적으로 노출시키고， 해당 영역에 무전해 도금 등을 진행하여 도전성 패턴을 형성하는 것이다.The laser pigment serves to modify the area to be plated on the surface of the laser pigment layer to have properties suitable for plating by irradiating a laser to the area to be plated on the surface. That is, a laser is directly irradiated to a predetermined area of the laser pigment to selectively expose a metal component in the non-conductive metal compound, and electroless plating is performed on the area to form a conductive pattern.
보다 구체적으로, 상기 레이저 안료는 폴리머 레진 내에 금속유기화합물을 첨가하여 도금 시드로 형성하고, 레이저가 금속유기화합물을 광화학적 반응에 의해 화학 결합을 분해시킨다. 이 중 금속 원소는 레이저 패터닝된 부분에만 형성되어 무전해 도금시 도금 시드 역할을 하게 된다. More specifically, the laser pigment is formed of a plating seed by adding a metal organic compound in a polymer resin, and the laser decomposes the metal organic compound by a chemical reaction by photochemical reaction. Among them, the metal element is formed only on the laser patterned portion, and serves as a plating seed during electroless plating.
상기 레이저 안료층(120)은 레이저에 의해 활성화되는 특성을 통해 전극 패턴에 대응되는 부분의 표면이 개질되어 도금 영역이 특정되므로 선택적 패터닝을 위한 포토레지스트(PR)와 유사한 역할을 담당한다.The
상기와 같이 레이저 안료층(120)이 형성된 기하 형상의 베이스 기판(110) 상에 제 1 전극 패턴이 형성되면, 니켈과 구리를 이용한 무전해 도금을 통해 제 1 전극 패턴이 형성된 영역에만 전극을 형성하여 제 1 전극(130)이 형성된다.When the first electrode pattern is formed on the
보다 구체적으로, 레이저 안료층(120)은 절연체로 구성되기 때문에 무전해 도금을 통한 전기 도금을 수행하면 상기 레이저 안료층의 레이저 조사에 의해 표면이 개질된 제 1 전극 패턴 영역에만 전도성 물질이 고착되어 제 1 전극(130)이 형성된다.More specifically, since the
*상기 레이저 조사를 통해 형성된 제 1 전극 패턴 표면은 표면 개질에 의해 조도(표면 거칠기)가 높아서 도금시 전도성 물질과의 결합력을 높일 수 있다. * The surface of the first electrode pattern formed through the laser irradiation has a high roughness (surface roughness) due to surface modification, so that a bonding strength with a conductive material can be enhanced when plating.
여기서, 상기 전도성 물질은 전도성을 가진 물질이면 무엇이나 가능하고, Cr, Ni, Al, Ti, Ag, Au 중 선택된 어느 하나 또는 이들의 합금으로 구성될 수 있다.Here, the conductive material may be any material having conductivity, and may be formed of any one selected from Cr, Ni, Al, Ti, Ag, and Au, or alloys thereof.
마지막으로 제 3 방법에 대해 살펴보면, 3차원 형상의 베이스 기판 상에 전도성 물질을 증착 또는 도금한 후 제 1 전극 이외의 영역을 레이저 마킹하여 베이스 전극 기판을 형성할 수 있다.Lastly, with reference to the third method, after depositing or plating a conductive material on a three-dimensionally shaped base substrate, laser marking other than the first electrode may form a base electrode substrate.
보다 구체적으로, 기하 형상의 베이스 기판 표면 상에 전도성 물질을 증착 또는 도금하여 전도성 물질층을 형성한 뒤, 제 1 전극 이외의 영역을 레이저로 조사하여 제 1 전극을 제외한 나머지 영역을 모두 제거하여 베이스 기판 상에 제 1 전극을 직접 형성할 수 있다.More specifically, after forming a conductive material layer by depositing or plating a conductive material on the surface of the base substrate, the area other than the first electrode is irradiated with a laser to remove all areas except the first electrode to remove the base. The first electrode can be directly formed on the substrate.
상기 도 5 및 6의 실시예는 제 2 및 3 방법에도 동일하게 적용될 수 있음은 자명한 것이다.It is apparent that the embodiments of FIGS. 5 and 6 can be applied to the second and third methods.
상기와 같이 베이스 전극 기판이 형성되면, 제 2 전극 기판과 합지하여 터치압력센서를 제조한다.(도 2, 도 3의 d)When the base electrode substrate is formed as described above, a touch pressure sensor is manufactured by laminating with the second electrode substrate. (D in FIGS. 2 and 3)
보다 구체적으로, 기판 모재 상에 제2 전극을 형성한 후 상기 제 2 전극이 형성된 기판 모재 상에 탄성체를 형성하여 제 2 전극 기판을 제조하고 상기 제조된 베이스 전극 기판과 합지한다.More specifically, after forming the second electrode on the substrate base material, an elastic body is formed on the substrate base material on which the second electrode is formed to manufacture a second electrode substrate and to be laminated with the prepared base electrode substrate.
상기 탄성체는 복수 개의 기둥형태로 일정 간격마다 배치되어 구성될 수 있으며, 하부 전극층 상부 전체를 덮는 탄성층으로 구성될 수 있다.The elastic body may be arranged to be arranged at regular intervals in a plurality of columnar shapes, and may be composed of an elastic layer covering the entire upper portion of the lower electrode layer.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 보호범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 사상 및 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. In the detailed description of the present invention described above, the preferred embodiments of the present invention have been described, but the protection scope of the present invention is not limited to the above embodiments, and those of ordinary skill in the art will appreciate the present invention. It will be understood that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the technology.
10 : 베이스 전극 기판 20 : 제 2 전극 기판10: base electrode substrate 20: second electrode substrate
Claims (7)
별도의 제 1 기판없이 사출물인 베이스 기판에 직접 레이저와 도금을 이용하여 제 1 전극을 직접 형성하여 베이스 전극 기판을 제조하는 단계와;
상기 베이스 전극 기판과 탄성체가 형성된 제 2 전극 기판을 합지하는 단계를 포함하되;
상기 베이스 전극 기판을 제조하는 단계는 열가소성 수지로 형성된 3차원 형상을 가진 베이스 기판을 사출 제조하여 준비하는 단계와;
상기 베이스 기판 상에 설계된 패턴 경로 프로그램에 따라 1 전극 패턴에 대응하여 레이저를 조사하여 제 1 전극 패턴을 형성하는 단계를 포함하고;
상기 베이스 전극 기판을 제조하는 단계는
3차원 형상을 가진 베이스 기판 상에 레이저 안료를 도포하여 레이저 안료층을 형성하는 단계와, 상기 레이저 안료층이 형성된 베이스 기판 상에 설계된 패턴 경로 프로그램에 따라 1 전극 패턴에 대응하여 레이저를 조사하여 제 1 전극 패턴을 형성하고, 상기 패턴 경로 프로그램은 평면 형태로 설계된 제 1 전극 패턴을 3차원 형상의 곡면에 맞도록 수정하는 보정 제 1 전극 패턴으로 변환하되, 상기 보정 제 1 전극 패턴은 곡면 상에서 일정한 간격으로 형성된 곡면 전극 패턴을 평면으로 투영하여 3차원 형상 특성에 순응하도록 변환하여 제 1 전극 패턴을 형성하는 단계와, 상기 제 1 전극 패턴에 전기 도금을 통해 전도성 물질이 고착되어 제 1 전극을 형성하여 베이스 전극 기판을 형성하는 단계를 포함하여 사출물 상에 직접 제 1 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 압력터치센서 제조방법.
A method of manufacturing a touch pressure sensor that senses a magnitude of pressure by recognizing a changed capacity in an elastic body between two electrodes when pressed,
Manufacturing a base electrode substrate by directly forming a first electrode using a laser and plating directly on a base substrate as an injection material without a separate first substrate;
And laminating the base electrode substrate and the second electrode substrate on which the elastic body is formed;
The manufacturing of the base electrode substrate may include preparing and preparing a base substrate having a three-dimensional shape formed of a thermoplastic resin by injection molding;
And forming a first electrode pattern by irradiating a laser corresponding to the one electrode pattern according to a pattern path program designed on the base substrate;
The manufacturing of the base electrode substrate is
Forming a laser pigment layer by applying a laser pigment on a base substrate having a three-dimensional shape, and irradiating a laser in response to a 1-electrode pattern according to a pattern path program designed on the base substrate on which the laser pigment layer is formed One electrode pattern is formed, and the pattern path program converts the first electrode pattern designed in a flat form into a corrected first electrode pattern that corrects to fit a curved surface of a three-dimensional shape, wherein the corrected first electrode pattern is constant on the curved surface. Forming a first electrode pattern by projecting a curved electrode pattern formed at intervals into a plane to conform to three-dimensional shape characteristics, and forming a first electrode by electroconductive bonding to the first electrode pattern through electroplating Forming a first electrode directly on the injection material, including the step of forming a base electrode substrate by Manufacturing method of 3D shape pressure touch sensor as a gong.
상기 베이스 전극 기판을 제조하는 단계는
3차원 형상의 베이스 기판 표면 상에 전도성 물질을 증착 또는 도금하여 전도성 물질층을 형성한 뒤, 제 1 전극 이외의 영역을 레이저로 조사하여 제 1 전극을 제외한 나머지 영역을 모두 제거하여 베이스 기판 상에 제 1 전극을 직접 형성하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 압력터치센서 제조방법.
According to claim 1,
The manufacturing of the base electrode substrate is
After forming a conductive material layer by depositing or plating a conductive material on the surface of the three-dimensional shape of the base substrate, a region other than the first electrode is irradiated with a laser to remove all of the regions except the first electrode on the base substrate. Method of manufacturing a three-dimensional shape pressure touch sensor, characterized in that the first electrode is formed directly.
상기 3차원 형상은
입면 기준으로 반구형, 타원형과 같은 규칙적 3차원 형상 뿐만 아니라 입면이 자유 곡선 또는 곡선과 직선이 혼합한 형태 등 불규칙적 3차원 형상을 포함하고;
상기 3차원 형상을 가진 베이스 기판은
합성수지 재질로 사출에 의해 설계 목적에 맞는 3차원 형상으로 제조되는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 압력터치센서 제조방법.
The method of claim 1 or 3,
The three-dimensional shape
As a basis for elevation, as well as regular three-dimensional shapes such as hemispherical and elliptical, the elevation includes irregular three-dimensional shapes such as a free curve or a mixture of curves and straight lines;
The base substrate having the three-dimensional shape
Method for manufacturing a three-dimensional pressure touch sensor, characterized in that it is manufactured in a three-dimensional shape suitable for a design purpose by injection of synthetic resin material.
상기 패턴 경로 프로그램은
제 1 전극 패턴을 3D 곡면 전극 패턴으로 설계하고, 상기 설계된 3D 곡면 전극 패턴에서 패터닝되어야 할 특정 영역의 위치를 특정하고, 상기 특정 영역 좌표와 레이저 장치의 조사 방향을 고려한 레이저 좌표와 동기화시켜 상기 특정 영역에만 레이저가 조사되도록 레이저 장치를 제어하여 3D 곡면에 대한 정확한 전극 패턴 형성이 가능한 것을 특징으로 하는 3차원 형상 압력터치센서 제조방법.
According to claim 1,
The pattern path program
Designing a first electrode pattern as a 3D curved electrode pattern, specifying a location of a specific area to be patterned in the designed 3D curved electrode pattern, and synchronizing the specific area coordinates with laser coordinates considering laser irradiation directions of the laser device Method for manufacturing a 3D shape pressure touch sensor, characterized in that it is possible to form an accurate electrode pattern for a 3D curved surface by controlling the laser device so that the laser is irradiated only in the area.
상기 레이저를 조사하여 제 1 전극 패턴을 형성하는 단계는
상기 레이저를 조사하여 제 1 전극 패턴 영역을 표면 개질하면서 제 2 전극 기판과 합지시 정확하게 정렬할 수 있도록 얼라인 마크 영역의 표면 개질을 동시에 수행하고,
상기 베이스 전극 기판을 형성하는 단계는
상기 제 1 전극 패턴에 전기 도금을 통해 전도성 물질이 고착되어 제 1 전극상기 얼라인 마크를 동시에 형성하는 것을 특징으로 하는 3차원 형상 압력터치센서 제조방법.According to claim 1,
Forming a first electrode pattern by irradiating the laser is
Simultaneously performing surface modification of the alignment mark region so as to accurately align when laminating with the second electrode substrate while surface-modifying the first electrode pattern region by irradiating the laser,
The step of forming the base electrode substrate is
A method of manufacturing a three-dimensional shape pressure touch sensor, characterized in that a conductive material is fixed to the first electrode pattern through electroplating to simultaneously form the first electrode and the alignment mark.
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