KR102243025B1

KR102243025B1 - 노광 및 전주도금을 이용한 폴더블폰용 메탈 힌지 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102243025B1
Application number: KR1020210014683A
Authority: KR
Inventors: 김흥환; 임근택; 임수현
Original assignee: ㈜ 엘에이티
Priority date: 2021-02-02
Filing date: 2021-02-02
Publication date: 2021-04-21

Abstract

본 발명은 메탈 힌지의 접힘부를 쉽고 다양한 패턴으로 제작할 수 있고, 메탈 힌지의 제조 원가를 절약할 수 있는 노광 및 전주도금을 이용한 폴더블폰용 메탈 힌지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 노광 및 전주도금을 이용한 폴더블폰용 메탈 힌지 제조방법은, 워크스테이지 위에 소정 크기의 기재를 안착하는 준비 단계; 상기 기재의 상면에 소정 두께로 포토레지스트를 코팅하는 포토레지스트 코팅 단계; 폴더블폰의 접힘부에 대응되는 위치에 소정 크기의 패턴이 형성된 포토마스크를 상기 포토레지스트 위에 적층하는 포토마스크 설치 단계; 상기 포토마스크 위쪽에서 빛을 조사하는 노광 처리 단계; 상기 노광 처리 단계를 통해 노광 처리된 상기 포토레지스트 위의 상기 포토마스크를 제거하는 포토마스크 제거 단계; 노광 처리된 상기 포토레지스트 위에 현상액을 도포하여 노광 처리된 부분에 패턴홀이 형성되도록 하거나 또는 노광 처리된 부분이 잔존하여 패턴돌기가 형성되도록 하는 패턴몰드 제조 단계; 및 상기 패턴몰드 제조 단계를 통해 패턴이 형성된 상기 포토레지스트에 전주도금 처리하여 메탈 힌지를 제조하는 메탈 힌지 형성 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

노광 및 전주도금을 이용한 폴더블폰용 메탈 힌지 및 그 제조방법{Metal Hinge for Foldable Phone using Exposure and Electroplating and Its Manufacturing Method}

본 발명은 노광 및 전주도금을 이용한 폴더블폰용 메탈 힌지 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴더블폰의 플렉서블 디스플레이의 후면을 지지 및 보강하는 메탈 힌지와 그 제조방법에 관한 것이다.

최근에는 플렉서블 디스플레이를 이용하여 접고 펼 수 있는 스마트폰(이하 '폴더블폰'이라 한다)이 개발되고 있는데, 이러한 폴더블폰에는 일반적으로 플렉서블 디스플레이의 후면을 지지하면서 접고 펼 수 있도록 하는 힌지구조물이 설치되게 된다.

그러나 종래의 힌지구조물은 2개의 판을 힌지핀을 통해 연결한 구조로 이루어져 복잡하면서도 소형 제작이 어렵고, 이어 더해 스마트폰의 중량과 부피가 증가되는 문제가 있다.

따라서 종래의 힌지구조물을 개선한 메탈 힌지가 개발되고 있는데, 이러한 메탈 힌지의 예로는 공개특허공보 제2020-0107556호의 폴더블 폰용 메탈 힌지 및 그의 제조방법(이하 '특허문헌'이라 한다)이 개시되어 있다.

상기 특허문헌에 개시된 메탈 힌지는 전면에 설치된 플렉서블 디스플레이의 좌측부 및 우측부를 각각 지지하는 제1본체 및 제2본체를 연결하면서 적어도 일부는 접힘 및 펼침 동작이 가능하도록 1㎜ 두께 이하의 접힘부를 구비한 몸체로 이루어지며, 비정질 합금 소재로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 특허문헌에 개시된 메탈 힌지는 1차 용융물 제조단계, 2차 용융물 제조단계, 3차 용융물 제조단계, 잉곳 성형단계, 액상합금 형성단계 및 사출성형단계를 통해 비정질 합금이 사출 성형되어 제조된 다음, 사출 성형된 몸체의 접힘부에 프레스 가공 또는 에칭에 의해 버퍼링 미세공을 형성하는 표면 가공 단계가 진행되는 것으로, 이러한 종래의 메탈 힌지는 버퍼링 미세공을 형성하는 가공 작업이 어려운 문제가 있고, 이 때문에 제조 원가가 상승되는 단점이 있으며, 또는 미세공을 다양한 패턴으로 만들기가 구조적으로 어려운 문제가 있다.

따라서 폴더블폰용 메탈 힌지에 있어서 접힘부가 쉽고 다양한 패턴으로 제작될 수 있고, 공정이 간단하여 제조 원가가 절약되도록 개선된 메탈 힌지 제조 방법 및 이를 통해 제조되는 메탈 힌지의 개발이 요구된다.

KR 10-2020-0107556 A (2020. 09. 16.) KR 10-2020-0141820 A (2020. 12. 21) KR 10-2020-0018176 A (2020. 02. 19.) KR 10-2019-0084836 A (2019. 07. 17.) KR 10-2016-0080034 A (2016. 07. 07.)

본 발명은 상기와 같은 종래의 폴더블폰용 메탈 힌지 및 그 제조방법이 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 메탈 힌지의 접힘부를 쉽고 다양한 패턴으로 제작할 수 있고, 메탈 힌지의 제조 원가를 절약할 수 있는 노광 및 전주도금을 이용한 폴더블폰용 메탈 힌지 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 노광 및 전주도금을 이용한 폴더블폰용 메탈 힌지 제조방법은, 워크스테이지 위에 소정 크기의 기재를 안착하는 준비 단계; 상기 기재의 상면에 소정 두께로 포토레지스트를 코팅하는 포토레지스트 코팅 단계; 폴더블폰의 접힘부에 대응되는 위치에 소정 크기의 패턴이 형성된 포토마스크를 상기 포토레지스트 위에 적층하는 포토마스크 설치 단계; 상기 포토마스크 위쪽에서 빛을 조사하는 노광 처리 단계; 상기 노광 처리 단계를 통해 노광 처리된 상기 포토레지스트 위의 상기 포토마스크를 제거하는 포토마스크 제거 단계; 노광 처리된 상기 포토레지스트 위에 현상액을 도포하여 노광 처리된 부분에 패턴홀이 형성되도록 하거나 또는 노광 처리된 부분이 잔존하여 패턴돌기가 형성되도록 하는 패턴몰드 제조 단계; 및 상기 패턴몰드 제조 단계를 통해 패턴이 형성된 상기 포토레지스트에 전주도금 처리하여 메탈 힌지를 제조하는 메탈 힌지 형성 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 상기 포토마스크의 상기 패턴이 원형, 사각 및 다각형 모양 중에서 선택된 어느 하나의 모양으로 형성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 메탈 힌지 형성 단계에서 20~100㎛의 두께로 전주도금 처리하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 노광 및 전주도금을 이용한 폴더블폰용 메탈 힌지는, 소정 폭과 길이를 가지는 한 쌍의 보강부; 상기 한 쌍의 보강부 사이를 연결하는 소정 폭의 접힘부를 포함하고, 상기 접힘부는, 노광 기술 및 전주도금 처리를 통해 상기 한 쌍의 보강부와 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명은 상기 접힘부가 원형, 사각 및 다각형 모양 중에서 선택된 어느 하나의 모양을 가지는 관통홀이 소정 간격을 두고 반복 형성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 폴더블폰의 플렉서블 디스플레이를 지지 보강하는 메탈 힌지가 노광기술과 전주도금법을 통해 제조되므로 소재의 종류와 두께 및 패턴의 형상과 패턴 크기 등을 자유롭게 만들 수 있고, 또한 제조 공정이 간단하여 종래의 미세공 가공 방법에 비해 상대적으로 제조원가가 절감되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 노광 및 전주도금을 이용한 폴더블폰용 메탈 힌지 제조방법의 예를 보인 공정 순서도.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 노광 및 전주도금을 이용한 폴더블폰용 메탈 힌지 제조방법의 예를 보인 도면.
도 4는 본 발명에 따른 노광 및 전주도금을 이용한 폴더블폰용 메탈 힌지의 예를 보인 도면.
도 5(a, b, c)는 본 발명에 따른 접힘부의 패턴홀을 보인 도면.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.

본 발명은 메탈 힌지의 접힘부를 쉽고 다양한 패턴으로 제작할 수 있고, 메탈 힌지의 제조 원가를 절약할 수 있는 노광 및 전주도금을 이용한 폴더블폰용 메탈 힌지 및 그 제조방법을 제공하고자 하는 것으로, 이러한 본 발명에 따른 제조방법은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 준비 단계(S10), 포토레지스트 코팅 단계(S20), 포토마스크 설치 단계(S30), 노광 처리 단계(S40), 포토마스크 제거 단계(S50), 패턴몰드 제조 단계(S60) 및 메탈 힌지 형성 단계(S70)를 포함하여 이루어진다.

(1) 준비 단계(S10)

이 단계는 소정 크기를 가지는 워크스테이지(도시하지 않음) 위에 폴더블폰의 종류에 따라 소정 크기를 가지는 기재(10)를 준비하고, 이를 워크스테이지에 안착하여 위치 고정시키는 것이다.

(2) 포토레지스트 코팅 단계(S20)

이 단계는 워크스테이지 위에 안착된 기재(10)의 상면에 소정 두께로 포토레지스트(20)를 코팅하는 것으로, 이때 포토레지스트(20)의 코팅 두께는 목표로 하는 메탈 힌지(1)의 두께와 동일한 20~100㎛의 두께로 코팅되게 된다.

한편, 위에서는 포토레지스트(20)가 기재(10)의 상면에 코팅되는 것으로만 설명되었으나, 이와 달리 소정 크기로 제작된 포토레지스트 필름이 기재(10)의 상면에 부착되어 고정되는 것으로 변경될 수 있다.

(3) 포토마스크 설치 단계(S30)

이 단계는 포토레지스트 코팅 단계(S20)를 통해 기재(10)의 상면에 소정 두께로 포토레지스트(20)가 코팅되고 나면, 폴더블폰의 접힘부에 대응되는 위치에 맞추어 소정 크기의 패턴홀이 형성된 포토마스크(30)를 적층시키는 것으로, 이때 포토마스크(30)는 소정 크기를 가지는 원형, 사각 및 다각형 모양 중에서 선택된 어느 하나의 모양으로 패턴이 형성된 것으로 이루어진다.

이때 포토마스크(30)의 패턴홀은 필요에 따라 빛이 투과되는 부분이 잔존되도록 형성되거나 또는 빛이 투과되지 않는 부분이 잔존되도록 형성될 수 있다.

(4) 노광 처리 단계(S40)

이 단계는 포토마스크 설치 단계(S30)를 통해 포토레지스트(20) 위에 포토마스크(30)가 적층되어 고정되고 나면, 노광기(도시하지 않음)를 사용하여 포토마스크(30) 위쪽에서 포토마스크(30)를 향하여 빛을 조사하는 것이다.

이때 필요에 따라 노광기를 통해 조사되는 빛의 조사 각도를 조절하여 포토마스크(30)를 통과한 빛이 포토레지스트(20)에 소정 각도로 경사지게 조사되도록 구성될 수 있고, 이에 의해 포토마스크(30)를 투과하여 포토레지스트(20)에 조사되는 빛이 소정 각도로 경사지게 조사되게 되면서 포토레지스트(20)의 패턴홀 하부 지름이 상대적으로 상부 지름에 비해 크게 형성되도록 구성될 수 있다.

이를 위해 노광기는 기재(10)를 중심으로 소정 간격을 두고 방사상으로 복수 개 설치되거나 또는 노광기가 기재(10)를 중심으로 회전 이동되도록 구성될 수 있다.

상기와 같은 구성을 통해 후술되는 메탈 힌지(1)의 접어지는 안쪽 방향으로 패턴홀의 지름이 큰 쪽이 위치되도록 함으로써 메탈 힌지(1)가 지름이 큰 한쪽 방향으로 상대적으로 쉽게 접고 펴질 수 있게 되고, 이에 의해 접힘부에 전체적으로 패턴홀을 작고 조밀하게 형성하지 않고도 상대적으로 힌지 기능이 쉽게 발현될 수 있으며, 그 결과 접힘부의 패턴홀을 더욱 쉽게 형성할 수 있으면서도 메탈 힌지(1)의 기능을 담보할 수 있게 된다.

(5) 포토마스크 제거 단계(S50)

이 단계는 노광 처리 단계(S40)를 통해 노광 처리된 포토마스크(30)를 제거하는 것이다.

(6) 패턴몰드 제조 단계(S60)

이 단계는 노광 처리된 포토레지스트(20) 위에 현상액을 도포하여 노광 처리된 부분에 패턴홀이 형성되도록 하거나 또는 노광 처리된 부분이 잔존되어 패턴돌기가 형성되도록 하는 것이다.

(7) 메탈 힌지 형성 단계(S70)

이 단계는 패턴몰드 제조 단계(S60)를 통해 일정 패턴이 형성된 포토레지스트(20) 위에 전주도금 처리하여 20~100㎛의 두께를 가지는 메탈 힌지(1)를 형성하는 것이다.

이에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 그 결과 소정 폭과 길이를 가지는 한 쌍의 보강부(1A, 1B)와, 상기 한 쌍의 보강부(1A, 1B) 사이를 연결하는 소정 폭의 접힘부(1C)를 포함하고, 상기 한 쌍의 보강부(1A, 1B)와 상기 접힘부(1C)가 서로 일체로 형성된 메탈 힌지(1)가 제조되며, 이러한 메탈 힌지(1)는 이후 별도의 절단 공정 등의 추가 공정이 요구되지 않아 공정이 간소화될 수 있으면서도 소재의 사용 효율이 향상되게 된다.

이렇게 메탈 힌지 형성 단계(S70)를 통해 메탈 힌지(1)가 형성되고 나면, 메탈 힌지(1)와 포토레지스트(20)를 서로 분리하여 메탈 힌지(1)의 제조가 완료되게 된다.

한편, 메탈 힌지(1)의 패턴홀은 도 5(a, b, c)에 도시된 바와 같이 원형, 사각 및 다각형 모양 중에서 선택된 어느 하나의 모양으로 형성될 수 있고, 또한 메탈 힌지(1)의 두께와 탄성 복원력 등을 고려하여 노광 기술과 전주도금 처리를 통해 패턴홀 간의 간격과 패턴홀의 지름을 다양하게 형성할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 폴더블폰의 플렉서블 디스플레이를 지지 보강하는 메탈 힌지가 노광기술과 전주도금법을 통해 제조되므로 소재의 종류와 두께 및 패턴의 형상과 패턴 크기 등을 자유롭게 만들 수 있게 되고, 또한 제조 공정이 간단하여 종래의 미세공 가공 방법에 비해 상대적으로 제조원가가 절감되게 된다.

위에서는 설명의 편의를 위해 바람직한 실시예를 도시한 도면과 도면에 나타난 구성에 도면부호와 명칭을 부여하여 설명하였으나, 이는 본 발명에 따른 하나의 실시예로서 도면상에 나타난 형상과 부여된 명칭에 국한되어 그 권리범위가 해석되어서는 안 될 것이며, 발명의 설명으로부터 예측 가능한 다양한 형상으로의 변경과 동일한 작용을 하는 구성으로의 단순 치환은 통상의 기술자가 용이하게 실시하기 위해 변경 가능한 범위 내에 있음은 지극히 자명하다고 볼 것이다.

1: 메탈 힌지 1A, 1B: 보강부
1C: 접힘부 10: 기재
20: 포토레지스트 30: 포토마스크

Claims

폴더블폰용 메탈 힌지(1) 제조 방법에 있어서,
워크스테이지 위에 소정 크기의 기재(10)를 안착하는 준비 단계(S10);
상기 기재(10)의 상면에 소정 두께로 포토레지스트(20)를 코팅하는 포토레지스트 코팅 단계(S20);
폴더블폰의 접힘부에 대응되는 위치에 소정 크기의 패턴이 형성된 포토마스크(30)를 상기 포토레지스트(20) 위에 적층하는 포토마스크 설치 단계(S30);
상기 포토마스크(30) 위쪽에서 빛을 조사하는 노광 처리 단계(S40);
상기 노광 처리 단계(S40)를 통해 노광 처리된 상기 포토레지스트(20) 위의 상기 포토마스크(30)를 제거하는 포토마스크 제거 단계(S50);
노광 처리된 상기 포토레지스트(20) 위에 현상액을 도포하여 노광 처리된 부분에 패턴홀이 형성되도록 하거나 또는 노광 처리된 부분이 잔존하여 패턴돌기가 형성되도록 하는 패턴몰드 제조 단계(S60); 및
상기 패턴몰드 제조 단계(S60)를 통해 패턴이 형성된 상기 포토레지스트(20) 위에 전주도금 처리하여 메탈 힌지(1)를 제조하는 메탈 힌지 형성 단계(S70);
를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 및 전주도금을 이용한 폴더블폰용 메탈 힌지의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 포토마스크(30)의 상기 패턴은,
원형, 사각 및 다각형 모양 중에서 선택된 어느 하나의 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 노광 및 전주도금을 이용한 폴더블폰용 메탈 힌지의 제조방법.
청구항 1에 있어서,
상기 메탈 힌지 형성 단계(S70)에서는,
20~100㎛의 두께로 전주도금 처리하는 것을 특징으로 하는 노광 및 전주도금을 이용한 폴더블폰용 메탈 힌지의 제조방법.
청구항 1에 따른 제조방법을 통해 제조되는 메탈 힌지(1)에 있어서,
소정 폭과 길이를 가지는 한 쌍의 보강부(1A, 1B);
상기 한 쌍의 보강부(1A, 1B) 사이를 연결하는 소정 폭의 접힘부(1C);
를 포함하고,
상기 접힘부(1C)는,
노광 기술 및 전주도금 처리를 통해 상기 한 쌍의 보강부(1A, 1B)와 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 노광 및 전주도금을 이용한 폴더블폰용 메탈 힌지.
청구항 4에 있어서,
상기 접힘부(1C)는,
원형, 사각 및 다각형 모양 중에서 선택된 어느 하나의 모양을 가지는 관통홀이 소정 간격을 두고 반복 형성되는 것을 특징으로 하는 노광 및 전주도금을 이용한 폴더블폰용 메탈 힌지.