KR101502241B1 - 휴대용 전자 디바이스 및 그 제조 방법 - Google Patents

휴대용 전자 디바이스 및 그 제조 방법 Download PDF

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더 스와치 그룹 리서치 앤 디벨롭먼트 엘티디
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Abstract

정보를 프로세싱할 수 있는 휴대용 전자 디바이스에 관한 것으로, 상기 휴대용 전자 디바이스 (1) 는 사용자에게 고정될 수 있도록 구성된 바디 (2), 및 정보를 프로세싱하는 적어도 하나의 전자 어셈블리 (16) 를 포함하며, 휴대용 전자 디바이스 (1) 의 바디 (2) 는 휴대용 전자 디바이스에 형상 및 두께를 제공하는 플라스틱 재료의 층으로 형성되며, 휴대용 전자 디바이스 (1) 는 플라스틱 재료의 층에 대한 코팅의 역할을 하는 제 1 불투과성 플라스틱 막 (4), 및 제 1 불투과성 플라스틱 막 (4) 의 주변부 (38) 에 고정된 제 2 불투과성 플라스틱 막 (36) 을 포함하고, 정보를 프로세싱하는 전자 어셈블리 (16) 는 제 1 불투과성 플라스틱 막과 제 2 불투과성 플라스틱 막 (4, 36) 사이에 배열되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 또한 휴대용 전자 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

휴대용 전자 디바이스 및 그 제조 방법{PORTABLE ELECTRONIC DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 가요성 휴대용 전자 디바이스 및 이러한 유형의 디바이스 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 특히, 손목시계 유형의 가요성 휴대용 전자 디바이스 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
본 출원인의 이름으로 EP 특허 출원 제 1158375A1 호에 개시된 바와 같은 가요성 휴대용 전자 디바이스는 손목과 같은 사용자의 신체의 일부에 고정될 수 있도록 배열된 가요성 바디를 기본적으로 포함한다. 가요성 바디의 길이 상의 일 위치에, 정보를 정교화하는 전자 어셈블리, 전자 어셈블리에 의해 정교화된 정보를 디스플레이하는 디지털 정보 디스플레이 디바이스, 및 전자 어셈블리에 전력을 공급하는 전원을 하우징하는 공동이 배열된다.
이러한 유형의 휴대용 전자 디바이스의 제조는 높은 수준의 유연성 및 탄성으로 특징지어지는 중합체를 이용하여 공동을 오버몰딩할 것을 요구한다. 이러한 유형의 애플리케이션에 적합한 중합체들 중에서, 천연 고무, 스티렌-부타디엔 공중합체 (styrene-butadiene copolymer), 또는 열가소성 폴리우레탄 (thermoplastic polyurethane) 과 같은 소정의 엘라스토머들을 예로 들 수도 있다. 폴리아미드 또는 실리콘 (silicone) 과 같은 다른 가요성 열가소성 중합체 유형 재료들이 또한 고려될 수도 있다. 그러나, 휴대용 전자 디바이스에 최종 형상 및 두께를 제공하는 것이 목적인 이러한 오버몰딩 동작은 2 가지의 눈에 띄는 결점들을 갖는다. 우선, 엘라스토머들과 같은 소정의 재료들은 습기에 대항하여 또는 소정의 기체들에 대항하여 휴대용 전자 디바이스의 전자 컴포넌트들을 보호하기에 충분히 불투과성이지 않다. 사실, 휴대용 전자 디바이스의 수명주기 중에, 수증기 및 기체들이 엘라스토머를 통해 서서히 확산되어 전자 컴포넌트들에 이를 수 있는데, 이는 상기 전자 컴포넌트들의 동작에 해롭고 심지어는 결국에 전자 컴포넌트들을 훼손할 수도 있다. 오버몰딩 동작의 두 번째 결점은 소정의 엘라스토머들 또는 플라스틱 재료들을 오버몰딩할 시에 수반되는 고온들에 있다. 이러한 고온들은 전자 컴포넌트들과 양립할 수 없고, 상기 전자 컴포넌트들에 되돌릴 수 없게 손상을 줄 것이다. 가요성 휴대용 전자 디바이스를 오버몰딩하는데 이용될 수 있는 재료들의 선택은 따라서 이러한 재료들의 구현 온도들에 의해 제한된다.
불투과성이고, 필요한 경우, 고온 오버몰딩 기법들의 이용을 허용하는 가요성 (flexible) 휴대용 전자 디바이스를 제공함으로써 이러한 결점들을 극복하는 것이 본 발명의 목적이다.
본 발명은 따라서 정보를 프로세싱할 수 있는 휴대용 전자 디바이스에 관한 것으로, 상기 휴대용 전자 디바이스는 사용자에게 고정될 수 있도록 구성된 바디, 및 정보를 프로세싱하는 적어도 하나의 전자 어셈블리를 포함하며, 휴대용 전자 디바이스의 바디는 휴대용 전자 디바이스에 형상 및 두께를 제공하는 플라스틱 (plastic) 재료의 층으로 형성되며, 휴대용 전자 디바이스는 플라스틱 재료의 층에 대한 코팅의 역할을 하는 제 1 불투과성 플라스틱 막, 및 제 1 불투과성 플라스틱 막에 고정된 제 2 불투과성 플라스틱 막을 포함하고, 정보를 프로세싱하는 전자 어셈블리는 제 1 불투과성 플라스틱 막 및 제 2 불투과성 플라스틱 막 사이에 배열되는 것을 특징으로 한다.
이러한 특징들의 결과로서, 본 발명은 플라스틱 재료의 층으로 형성된 바디가 제 1 불투과성 플라스틱 막으로 코팅되는 휴대용 전자 디바이스를 제공한다. 따라서, 휴대용 전자 디바이스의 바디를 형성하는데 이용되는 재료의 선택이 더 이상한 제한되지 않는다. 사실, 휴대용 전자 디바이스의 바디를 코팅하는 제 1 플라스틱 막은 습기에 완전히 불투과성인 배리어를 형성한다. 결과적으로, 휴대용 전자 디바이스의 바디가 습기 및 기체들이 확산될 수 있는 재료로 제조될지라도, 제 1 불투과성 플라스틱 막에 고정되는 제 2 불투과성 플라스틱 막에 의해 한정되는 파우치 내에 배열된, 정보를 프로세싱하는 전자 어셈블리의 컴포넌트들은 습기로부터 완벽하게 보호된다.
본 발명의 상호보완적인 특징에 따르면, 휴대용 전자 디바이스의 바디는 가요성 플라스틱 재료의 층으로 형성된다. 유리하게는, 휴대용 전자 디바이스의 바디는 엘라스토머 (elastomer) 로 제조된다.
발명의 또 다른 특징에 따르면, 휴대용 전자 디바이스는 정보를 디스플레이하는 적어도 하나의 디지털 정보 디스플레이 디바이스, 및 정보를 프로세싱하는 전자 어셈블리에 전력을 공급하는 전원을 더 포함한다.
본 발명은 또한 정보를 프로세싱할 수 있는 휴대용 전자 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 휴대용 전자 디바이스는 사용자에게 고정될 수 있도록 구성된 바디 및 정보를 프로세싱하는 적어도 하나의 전자 어셈블리를 포함하며, 휴대용 전자 디바이스의 바디는 휴대용 전자 디바이스에 형상 및 두께를 제공하는 플라스틱 재료의 층으로 형성되며, 상기 방법은 다음의 단계들을 포함하는 것을 특징으로 한다:
- 제 1 불투과성 플라스틱 막의 외부 면 상에, 휴대용 전자 디바이스의 바디를 형성하는 플라스틱 재료의 층을 오버몰딩하는 단계;
- 제 1 불투과성 플라스틱 막의 내부 면 측에 정보를 프로세싱하는 전자 어셈블리를 실장하는 단계, 및
- 제 1 불투과성 플라스틱 막과 제 2 불투과성 플라스틱 막 사이에, 정보를 프로세싱하는 전자 어셈블리를 하우징하는 불투과성 파우치를 한정하도록, 제 1 불투과성 플라스틱 막에 제 2 불투과성 플라스틱 막을 고정시키는 단계.
이러한 특징들의 결과로서, 본 발명은 휴대용 전자 디바이스의 바디를 형성하는 플라스틱 재료로 불투과성 플라스틱 막이 오버몰딩되는 휴대용 전자 디바이스를 제조하는 방법을 제공한다. 오직 본 발명의 제조 방법의 이러한 단계가 완료되어야만, 정보를 프로세싱하는 전자 어셈블리가 불투과성 플라스틱 막 상에 실장될 수 있다. 다시 말해, 정보를 프로세싱하는 전자 어셈블리를 실장하는 단계는 오직 휴대용 전자 디바이스의 바디가 제조된 후에만 일어난다. 따라서, 정보를 프로세싱하는 전자 어셈블리가 상기 어셈블리를 손상 또는 훼손시키기 쉬운 제조 환경들에 노출될 위험이 없다. 또한, 본 발명의 제조 방법은 휴대용 전자 디바이스의 바디를 제조하는데 이용되는 플라스틱 재료의 선택에 완전한 자유를 제공한다. 특히, 오버몰딩 동작이 수행되는 온도에 대해 제한이 없다.
본 발명의 방법의 상호보완적인 특징에 따르면, 휴대용 전자 디바이스의 바디를 형성하는 플라스틱 재료를 몰딩하는 단계에 앞서, 제 1 불투과성 플라스틱 막에 원하는 윤곽을 제공하도록 제 1 불투과성 플라스틱 막이 열성형된다.
본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 본 발명에 따른 가요성 휴대용 전자 디바이스의 일 실시예에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 보다 명확히 보일 것이며, 이러한 예는 첨부된 도면을 참조하여 오로지 비제한적인 예시로 제공된다:
- 도 1 은 본 발명에 따른 휴대용 전자 디바이스의 상면도이다.
- 도 2 는 본 발명에 따른 휴대용 전자 디바이스의 길이방향 단면도이다.
- 도 3a 및 도 3b 는 제 1 불투과성 플라스틱 막을 열성형하는 방법을 도시하는 다이어그램들이다.
- 도 4 는 도 3a 및 도 3b 의 제 1 불투과성 플라스틱 막을 오버몰딩하는 단계를 도시하는 다이어그램이다.
본 발명은 휴대용 전자 디바이스의 바디를 형성하기 위해 플라스틱 재료로 불투과성 플라스틱 막을 오버몰딩하는 것으로 구성되는 일반적인 창의적 아이디어로부터 계속 나아간다. 오직 오버몰딩 동작이 적절히 수행되어야만, 휴대용 전자 디바이스의 동작에 필요한 전자 컴포넌트들이 불투과성 플라스틱 막 상에 실장된다. 다음으로, 제 2 불투과성 플라스틱 막이 제 1 불투과성 플라스틱 막에 고정되어 완벽하게 불투과성인 밀봉된 캡슐을 한정하며 그 안에서 전자 컴포넌트들이 습기로부터 보호된다. 이러한 특징들의 결과로서, 휴대용 전자 디바이스의 바디를 제조하는데 이용되는 플라스틱 재료에 대한 완전한 선택의 자유가 있다. 재료는, 예를 들어, 엘라스토머 재료일 수도 있으나, 이는 습기 및 기체들이 이를 통해 확산될 수 있다고 알려져 있다. 그러나, 전자 컴포넌트들을 운반하는 표면 상의 불투과성 플라스틱 막으로 엘라스토머 바디가 코팅된다는 것을 고려하면, 불투과성 플라스틱 막이 습기 및 기체들의 진행을 저지하기 때문에, 전자 컴포넌트들이 완벽하게 보호된다. 휴대용 전자 디바이스의 바디를 제조하는데 이용되는 재료의 구현 온도는 더 이상 우려의 이유가 아니다. 사실, 바디를 오버몰딩하는 단계는 컴포넌트들을 어셈블링하는 단계에 앞서 일어난다. 결과적으로, 필요한 경우, 고온들을 수반하는 제조 단계들은 전자 컴포넌트들이 실장되는 경우에 완료되어, 컴포넌트들이 열에 의해 손상되거나 훼손되는 위험이 없다.
도 1 은 본 발명에 따른 휴대용 전자 디바이스의 상면도이고, 도 2 는 도 1 의 휴대용 전자 디바이스의 종방향 단면도이다. 전체적으로 종합적인 참조 번호 1 로 지정된, 본 발명에 따른 휴대용 전자 디바이스는 휴대용 전자 디바이스 (1) 에 형상과 두께를 제공하는 플라스틱 재료의 층으로 형성된 바디 (2) 를 포함한다. 바디 (2) 는 엘라스토머와 같은 임의의 플라스틱 재료로 제조될 수도 있으나, 이로 국한되지는 않는다.
본 발명에 따르면, 제 1 불투과성 플라스틱 막 (4) 은 휴대용 전자 디바이스 (1) 의 바디 (2) 를 형성하는 플라스틱 재료의 층에 대한 코팅의 역할을 한다. 이러한 결과를 달성하기 위해, 우선 (도 3a 및 도 3b 참조), 제 1 불투과성 플라스틱 막 (4) 은 원하는 형상을 제공하도록 열성형된다. 이러한 기법은 불투과성 플라스틱 막 (4) 에 제공되도록 요구되는 윤곽에 매칭하는 상호보완적인 형상들을 갖는 2 개의 패턴 공동들 (8a 및 8b) 을 포함하는 제 1 몰드 (6) 에서 제 1 불투과성 플라스틱 막 (4) 을 열간 프레싱 (hot pressing) 하는 것으로 구성된다. 이러한 동작은 선택적이고 오직 복제될 형상의 첨예도 (sharpness) 에만 의존함에 유의해야할 것이다. 필요한 경우, 이러한 동작은 위에서 설명된 몰딩 동작과 동시에 수행될 수도 있다.
열성형 및 연이은 냉각 후에, 제 1 불투과성 플라스틱 막 (4) 은 가요성 플라스틱 재료, 예를 들어, 휴대용 전자 디바이스 (1) 의 바디 (2) 를 제조하는데 이용될 엘라스토머로 오버몰드된다. 이러한 기법은 막 삽입 몰딩으로 흔히 알려져 있다. 그 목적을 달성하기 위해서 (도 4 참조), 제 1 불투과성 플라스틱 막 (4) 이 제 2 몰드 (10) 에 배치되는데, 여기서 그에 대항하여 제 1 불투과성 플라스틱 막 (4) 이 프레싱되는 상부 (12) 는 제 1 불투과성 플라스틱 막 (4) 의 윤곽에 매칭하는 윤곽을 가지고, 하부 (14) 는 휴대용 전자 디바이스 (1) 의 바디 (2) 를 제조하는데 이용되는 플라스틱 재료가 주입될 장소들에서 제거 (exclusion) 영역들 (15) 을 갖는다.
위에서 설명된 제조 단계들의 마지막에서, 실질적으로 밴드 또는 팔찌 형상을 갖는 플라스틱 재료로 제조된 바디 (2) 가 획득된다. 이러한 플라스틱 바디 (2) 는 정보를 프로세싱하는 전자 어셈블리 (16) 가 실장되어야 하는 측 상의 불투과성 플라스틱 막 (4) 으로 코팅된다. 이러한 목적으로, 바디의 길이 상의 일 장소에서, 휴대용 전자 디바이스 (1) 의 바디 (2) 는 정보를 프로세싱하는 전자 어셈블리 (16) 를 하우징하는 공동 (18) 을 갖는다. 도면에서 도시된 예에서, 휴대용 전자 디바이스 (1) 는 특히 시간 관련 정보를 프로세싱하도록 배열된다. 그 목적을 달성하기 위해, 전자 어셈블리 (16) 는 액정 셀과 같은 디스플레이 디바이스 (20) 를 포함하며, 디스플레이 디바이스 아래에는 디스플레이 디바이스 (20) 를 백라이팅하는 도광부 (22) 가 배열된다. 어셈블리는 인쇄 회로 기판 (24) 에 의해 보강되며, 특히 시간 기반으로 하는 것과 같은 휴대용 전자 디바이스 (1) 의 적정한 동작을 위해 요구되는 다양한 통합 및 이산 전자 컴포넌트들 (26) 이 인쇄 회로 기판 상에 실장된다. 인쇄 회로 기판 (24) 은 복수의 커넥터들 (30) 에 의해 디스플레이 디바이스 (20), 도광부 (22), 및 재충전가능한 축전지 (accumulator) (28) 에 접속된다. 재충전가능한 축전지 (28) 는 이롭게는 손목 줄 (bracelet strand) (34) 에 하우징되는 적어도 하나의 그리고 바람직하게는 2 개의 태양 전지들 (32) 의해 전력이 공급된다.
제 2 불투과성 플라스틱 막 (36) 이 제 1 불투과성 플라스틱 막 (4) 의 주변부 (38) 에 고정되면 본 발명에 따른 휴대용 전자 디바이스 (1) 의 제조가 완료된다. 막들은 본딩 또는 열용접에 의해 서로 고정될 수도 있다. 2 개의 제 1 불투과성 플라스틱 막 및 제 2 불투과성 플라스틱 막 (4 및 36) 은 따라서 그것들 사이에 완벽하게 불투과성인 공동 (40) 을 한정하며, 공동 (40) 은 정보를 프로세싱하는 전자 어셈블리 (16) 를 하우징한다. 변형으로서, 제 1 불투과성 플라스틱 막 (4) 의 전체 표면에 제 2 불투과성 플라스틱 막 (36) 을 고정시키는 것이 또한 가능하다.
본 발명이 방금 설명된 실시예로 제한되지 않고, 이 특허 출원서에 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 당업자들에 의해 다양한 간단한 변경예들 및 변형예들이 고려될 수 있음은 말할 필요도 없다. 특히, 본 발명의 특징들의 결과로서, 휴대용 전자 디바이스 (1) 가 획득되는데, 여기서 정보를 프로세싱하는 전자 어셈블리 (16) 를 형성하는 전자 컴포넌트들이 전자 컴포넌트들과 바디 (2) 사이에 삽입된 제 1 불투과성 플라스틱 막 (4) 을 갖는 휴대용 전자 디바이스 (1) 의 바디 (2) 상에 실장된다. 결과적으로, 휴대용 전자 디바이스 (1) 의 바디 (2) 를 제조하기 위해 선택된 재료, 예를 들어, 엘라스토머가 습기의 확산을 허용할지라도, 습기에 대항하여 배리어의 역할을 하는 제 1 불투과성 플라스틱 막 (4) 의 존재로 인해 전자 컴포넌트들이 완전히 보호된다. 또한, 휴대용 전자 디바이스 (1) 의 바디 (2) 를 제조하는 단계가 전자 컴포넌트들이 어셈블링되기 전에 일어나기 때문에, 바디 (2) 를 제조하기 위해 플라스틱 재료들이 야기할 온도들이 전혀 제한되지 않는다. 이러한 경우에서는, 또한, 이용되는 플라스틱 재료들의 선택에 대한 완전한 자유가 있다.

Claims (7)

  1. 정보를 프로세싱할 수 있는 휴대용 전자 디바이스로서,
    상기 휴대용 전자 디바이스 (1) 는 사용자에게 고정될 수 있도록 구성된 바디 (2), 및 정보를 프로세싱하는 적어도 하나의 전자 어셈블리 (16) 를 포함하고, 상기 휴대용 전자 디바이스 (1) 의 상기 바디 (2) 는 상기 휴대용 전자 디바이스에 형상 및 두께를 제공하는 플라스틱 재료의 층에 의해 형성되며, 상기 휴대용 전자 디바이스 (1) 는 정보를 프로세싱하는 상기 전자 어셈블리 (16) 가 실장되도록 요구되는 측에 상기 바디 (2) 를 코팅하는 제 1 불투과성 플라스틱 막 (4), 및 상기 제 1 불투과성 플라스틱 막 (4) 에 고정된 제 2 불투과성 플라스틱 막 (36) 을 포함하고, 상기 정보를 프로세싱하는 전자 어셈블리 (16) 는 상기 제 1 및 제 2 불투과성 플라스틱 막들 (4, 36) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 휴대용 전자 디바이스 (1) 의 상기 바디 (2) 는 가요성 플라스틱 재료의 층으로 형성되는, 휴대용 전자 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 휴대용 전자 디바이스 (1) 의 상기 바디 (2) 는 가요성 탄성 중합체로 제조되는, 휴대용 전자 디바이스.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 휴대용 전자 디바이스 (1) 는 정보를 디스플레이하는 적어도 하나의 디지털 정보 디스플레이 디바이스 (20), 및 상기 정보를 프로세싱하는 전자 어셈블리에 전력을 공급하는 전원을 더 포함하는, 휴대용 전자 디바이스.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 전원은 적어도 하나의 태양 전지 (32) 에 의해 전력이 공급되는 재충전가능한 축전지 (28) 를 포함하는, 휴대용 전자 디바이스.
  6. 정보를 프로세싱할 수 있는 휴대용 전자 디바이스 (1) 를 제조하는 방법으로서, 상기 휴대용 전자 디바이스 (1) 는 사용자에게 고정될 수 있도록 구성된 바디 (2) 및 정보를 프로세싱하는 적어도 하나의 전자 어셈블리 (16) 를 포함하고, 상기 휴대용 전자 어셈블리 (1) 의 상기 바디 (2) 는 상기 휴대용 전자 디바이스 (1) 에 형상 및 두께를 제공하는 플라스틱 재료의 층으로 형성되며,
    상기 방법은,
    - 제 1 불투과성 플라스틱 막 (4) 의 외부 면 상에, 상기 휴대용 전자 디바이스 (1) 의 상기 바디 (2) 를 형성하는 상기 플라스틱 재료의 층을 오버몰딩하는 단계;
    - 상기 제 1 불투과성 플라스틱 막 (4) 의 내부 면 측에 정보를 프로세싱하는 상기 전자 어셈블리 (16) 를 실장하는 단계; 및
    - 상기 제 1 불투과성 플라스틱 막 (4) 과 제 2 불투과성 플라스틱 막 (36) 사이에, 상기 정보를 프로세싱하는 전자 어셈블리 (16) 를 하우징하는 불투과성 캐비티 (40) 를 한정하도록, 상기 제 1 불투과성 플라스틱 막 (4) 에 상기 제 2 불투과성 플라스틱 막 (36) 을 고정시는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자 디바이스 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 휴대용 전자 디바이스의 상기 바디를 형성하는 상기 플라스틱 재료를 몰딩하는 단계에 앞서, 상기 제 1 불투과성 플라스틱 막 (4) 에 원하는 윤곽을 제공하도록 상기 제 1 불투과성 플라스틱 막 (4) 을 열성형하는 것으로 이루어지는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대용 전자 디바이스 제조 방법.
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