KR102567451B1 - 안테나 모듈을 포함하는 전자장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자장치에 있어서, 제1방향으로 향하는 전면 플레이트, 상기 제1방향의 반대 방향인 제2방향으로 향하는 후면 플레이트, 및 상기 전면 플레이트와 상기 후면 플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재를 포함하는 하우징, 상기 전면 플레이트의 적어도 일부분을 통해 보여지는 디스플레이, 상기 하우징 내에 배치되는 배터리, 상기 공간 내에, 상기 배터리와 이격되어 위치하며, 라디오 주파수(RF) 회로를 포함하는 안테나 모듈, 상기 후면 플레이트 위에서 볼 때, 상기 안테나 모듈 및 상기 배터리 사이에, 상기 공간 내에 위치하는 제1전자부품, 상기 후면 플레이트 위에서 볼 때, 상기 배터리의 일부에서 상기 제1전자부품과 일부 중첩하면서, 상기 안테나 모듈 쪽으로 연장된 제1방열(heat dissipation)부재, 상기 후면 플레이트 위에서 볼 때, 상기 제1방열부재와 일부 중첩하며, 상기 제1전자부품의 적어도 일부를 둘러싸고, 상기 전자장치의 외관의 일부를 형성하는 구조체, 및 상기 구조체와 상기 제1방열부재 사이 배치된 단열(heat insulation)부재를 포함하는 전자장치가 소개된다. 이 밖에 다양한 실시예가 가능하다.

Description

안테나 모듈을 포함하는 전자장치 {ELECTRONIC DEVICE INCLUDING THE ANTENNA MODULE}
본 발명의 다양한 실시예는 안테나 모듈을 포함하는 전자장치에 관한 것이다.
다양한 전자장치들은 무선 통신 시스템을 이용하여 다양한 데이터를 송/수신할 수 있다. 현재 무선 통신 시스템은 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키거나, 높은 데이터 전송률을 달성하기 위한 다양한 목적을 위해서, 초고주파 대역에서의 구현이 연구되고 있으며, 이와 함께 초고주파 대역에서 구현되는 무선 통신 시스템의 원활한 동작을 위해 안테나 모듈의 효과적인 방열을 위한 연구가 진행되고 있다.
저주파 대역폭의 파장을 사용하는 무선 통신 시스템은 전자장치 내부 또는 외부의 금속 소재의 방사체를 활용할 수 있었으나, 초고주파 대역에서 구현되는 무선 통신 시스템은 다이폴 안테나(dipole antenna)와 패치 안테나(patch antenna)를 포함하는 안테나 방사 모듈을 전자장치 내부에 실장할 수 있다. 안테나 모듈은 많은 열을 발산시킬 수 있고, 방사모듈이 함께 실장되는 초고주파 대역 무선 통신 시스템의 특성상 방열을 위한 금속 소재 등을 근접하여 배치하기 어려울 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에서는 초고주파 대역에서 구현되는 무선 통신 시스템의 안테나 모듈의 방열을 위한 구조 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치는 제1방향으로 향하는 전면 플레이트, 상기 제1방향의 반대 방향인 제2방향으로 향하는 후면 플레이트, 및 상기 전면 플레이트와 상기 후면 플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재를 포함하는 하우징, 상기 전면 플레이트의 적어도 일부분을 통해 보여지는 디스플레이, 상기 하우징 내에 배치되는 배터리; 상기 공간 내에, 상기 배터리와 이격되어 위치하며, 라디오 주파수(RF) 회로를 포함하는 안테나 모듈, 상기 후면 플레이트 위에서 볼 때, 상기 안테나 모듈 및 상기 배터리 사이에, 상기 공간 내에 위치하는 제1전자부품, 상기 후면 플레이트 위에서 볼 때, 상기 배터리의 일부에서 상기 제1전자부품과 일부 중첩하면서, 상기 안테나 모듈 쪽으로 연장된 제1방열(heat dissipation)부재, 상기 후면 플레이트 위에서 볼 때, 상기 제1방열부재와 일부 중첩하며, 상기 제1전자부품의 적어도 일부를 둘러싸고, 상기 전자장치의 외관의 일부를 형성하는 구조체 및 상기 구조체와 상기 제1방열부재 사이 배치된 단열(heat insulation)부재를 포함할 수 있다.
전자장치의 외면으로 노출되는 부품의 적어도 일부를 둘러싸고, 전자장치 외면의 일부를 형성하는 구조체, 상기 전자장치의 배터리와 열적으로 연결된 주 방열시트, 상기 구조체와 적어도 일부 영역이 중첩되고, 상기 전자장치의 안테나 모듈 측으로 연장되며, 상기 주 방열시트와 열적으로 연결된 제1방열부재, 및 상기 구조체와 상기 제1방열부재 사이에 배치되는 단열 부재를 포함할 수 있다.
전자장치의 외면으로 노출되는 부품의 적어도 일부를 둘러싸고, 전자장치 외면의 일부를 형성하는 구조체, 상기 구조체와 적어도 일부 영역이 중첩되고, 일측이 상기 전자장치의 안테나 모듈 측으로 연장된 제1방열부재, 상기 안테나 모듈과 상기 제1방열부재를 열적으로 연결하는 제2방열부재, 및 상기 구조체와 상기 제1방열부재 사이에 배치되는 단열 부재를 포함할 수 있다.
전자 장치의 안테나 모듈을 위한 별도의 방열 구조를 구비하지 않고, 전자장치에 배치된 방열시트를 활용하여 안테나 모듈의 방열을 수행할 수 있다.
도 1은, 일 실시예에 따른 모바일 전자장치의 전면의 사시도이다.
도 2는, 일 실시예에 따른 도 1의 전자장치의 후면의 사시도이다.
도 3은, 일 실시예에 따른 도 1의 전자장치의 전개 사시도이다.
도 4a 내지 도 4d는 일 실시예에 따른 제3 안테나 모듈의 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 분해 사시도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈의 사시도이다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 구조체의 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방열 구조체의 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 구조체를 포함하는 전자장치 도면이다.
도 10a 내지 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 구조체를 포함하는 전자장치 중에서 안테나 모듈부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자장치(100)는, 제 1 면(또는 전면)(110A), 제 2 면(또는 후면)(110B), 및 제 1 면(110A) 및 제 2 면(110B) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(110C)을 포함하는 하우징(110)을 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 하우징은, 도 1의 제 1 면(110A), 제 2 면(110B) 및 측면(110C)들 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 면(110A)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(102)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 제 2 면(110B)은 실질적으로 불투명한 후면 플레이트(111)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 후면 플레이트(111)는, 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 상기 측면(110C)은, 전면 플레이트(102) 및 후면 플레이트(111)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조 (또는 "측면 부재")(118)에 의하여 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 후면 플레이트(111) 및 측면 베젤 구조(118)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다.
도시된 실시예에서는, 상기 전면 플레이트(102)는, 상기 제 1 면(110A)으로부터 상기 후면 플레이트(111) 쪽으로 휘어져 심리스하게(seamless) 연장된 2개의 제 1 영역(110D)들을, 상기 전면 플레이트(102)의 긴 엣지(long edge) 양단에 포함할 수 있다. 도시된 실시예(도 2 참조)에서, 상기 후면 플레이트(111)는, 상기 제 2 면(110B)으로부터 상기 전면 플레이트(102) 쪽으로 휘어져 심리스하게 연장된 2개의 제 2 영역(110E)들을 긴 엣지 양단에 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 전면 플레이트(102)(또는 상기 후면 플레이트(111))가 상기 제 1 영역(110D)들(또는 상기 제 2 영역(110E)들) 중 하나 만을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 상기 제 1 영역(110D)들 또는 제 2 영역(110E)들 중 일부가 포함되지 않을 수 있다. 상기 실시예들에서, 상기 전자장치(100)의 측면에서 볼 때, 측면 베젤 구조(118)는, 상기와 같은 제 1 영역(110D)들 또는 제 2 영역(110E)들이 포함되지 않는 측면 쪽에서는 제 1 두께(또는 폭)을 가지고, 상기 제 1 영역(110D)들 또는 제 2 영역(110E)들을 포함한 측면 쪽에서는 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자장치(100)는, 디스플레이(101), 오디오 모듈(103, 107, 114), 센서 모듈(104, 116, 119), 카메라 모듈(105, 112, 113), 키 입력 장치(117), 발광 소자(106), 및 커넥터 홀(108, 109) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자장치(100)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치(117), 또는 발광 소자(106))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다.
디스플레이(101)는, 예를 들어, 전면 플레이트(102)의 상당 부분을 통하여 노출될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 제 1 면(110A), 및 상기 측면(110C)의 제 1 영역(110D)들을 형성하는 전면 플레이트(102)를 통하여 상기 디스플레이(101)의 적어도 일부가 노출될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 디스플레이(101)의 모서리를 상기 전면 플레이트(102)의 인접한 외곽 형상과 대체로 동일하게 형성할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(101)가 노출되는 면적을 확장하기 위하여, 디스플레이(101)의 외곽과 전면 플레이트(102)의 외곽간의 간격이 대체로 동일하게 형성될 수 있다.
다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(101)의 화면 표시 영역의 일부에 리세스 또는 개구부(opening)을 형성하고, 상기 리세스 또는 상기 개구부(opening)와 정렬되는 오디오 모듈(114), 센서 모듈(104), 카메라 모듈(105), 및 발광 소자(106) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(101)의 화면 표시 영역의 배면에, 오디오 모듈(114), 센서 모듈(104), 카메라 모듈(105), 지문 센서(116), 및 발광 소자(106) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(101)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 자기장 방식의 스타일러스 펜을 검출하는 디지타이저와 결합되거나 인접하여 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 센서 모듈(104, 119)의 적어도 일부, 및/또는 키 입력 장치(117)의 적어도 일부가, 상기 제 1 영역(110D)들, 및/또는 상기 제 2 영역(110E)들에 배치될 수 있다.
오디오 모듈(103, 107, 114)은, 마이크 홀(103) 및 스피커 홀(107, 114)을 포함할 수 있다. 마이크 홀(103)은 외부의 소리를 획득하기 위한 마이크가 내부에 배치될 수 있고, 어떤 실시예에서는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 복수개의 마이크가 배치될 수 있다. 스피커 홀(107, 114)은, 외부 스피커 홀(107) 및 통화용 리시버 홀(114)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는 스피커 홀(107, 114)과 마이크 홀(103)이 하나의 홀로 구현 되거나, 스피커 홀(107, 114) 없이 스피커가 포함될 수 있다(예: 피에조 스피커).
센서 모듈(104, 116, 119)은, 전자장치(100)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(104, 116, 119)은, 예를 들어, 하우징(110)의 제 1 면(110A)에 배치된 제 1 센서 모듈(104)(예: 근접 센서) 및/또는 제 2 센서 모듈(미도시)(예: 지문 센서), 및/또는 상기 하우징(110)의 제 2 면(110B)에 배치된 제 3 센서 모듈(119)(예: HRM 센서) 및/또는 제 4 센서 모듈(116) (예: 지문 센서)을 포함할 수 있다. 상기 지문 센서는 하우징(110)의 제 1면(110A)(예: 디스플레이(101) 뿐만 아니라 제 2면(110B)에 배치될 수 있다. 전자장치(100)는, 도시되지 않은 센서 모듈, 예를 들어, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서(104) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
카메라 모듈(105, 112, 113)은, 전자장치(100)의 제 1 면(110A)에 배치된 제 1 카메라 장치(105), 및 제 2 면(110B)에 배치된 제 2 카메라 장치(112), 및/또는 플래시(113)를 포함할 수 있다. 상기 카메라 장치들(105, 112)은, 하나 또는 복수의 렌즈들, 이미지 센서, 및/또는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 플래시(113)는, 예를 들어, 발광 다이오드 또는 제논 램프(xenon lamp)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 2개 이상의 렌즈들(적외선 카메라, 광각 및 망원 렌즈) 및 이미지 센서들이 전자장치(100)의 한 면에 배치될 수 있다.
키 입력 장치(117)는, 하우징(110)의 측면(110C)에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서는, 전자장치(100)는 상기 언급된 키 입력 장치(117) 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고 포함되지 않은 키 입력 장치(117)는 디스플레이(101) 상에 소프트 키 등 다른 형태로 구현될 수 있다. 어떤 실시예에서, 키 입력 장치는 하우징(110)의 제 2면(110B)에 배치된 센서 모듈(116)을 포함할 수 있다.
발광 소자(106)는, 예를 들어, 하우징(110)의 제 1 면(110A)에 배치될 수 있다. 발광 소자(106)는, 예를 들어, 전자장치(100)의 상태 정보를 광 형태로 제공할 수 있다. 다른 실시예에서는, 발광 소자(106)는, 예를 들어, 카메라 모듈(105)의 동작과 연동되는 광원을 제공할 수 있다. 발광 소자(106)는, 예를 들어, LED, IR LED 및 제논 램프를 포함할 수 있다.
커넥터 홀(108, 109)은, 외부 전자장치와 전력 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 커넥터(예를 들어, USB 커넥터)를 수용할 수 있는 제 1 커넥터 홀(108), 및/또는 외부 전자장치와 오디오 신호를 송수신하기 위한 커넥터를 수용할 수 있는 제 2 커넥터 홀(예를 들어, 이어폰 잭)(109)을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 전자장치(300)는, 측면 베젤 구조(310), 제 1 지지부재(311)(예 : 브라켓), 전면 플레이트(320), 디스플레이(330), 인쇄 회로 기판(340), 배터리(350), 제 2 지지부재(360)(예 : 리어 케이스), 안테나(370), 및 후면 플레이트(380)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자장치(300)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 제 1 지지부재(311), 또는 제 2 지지부재(360))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 전자장치(300)의 구성요소들 중 적어도 하나는, 도 1, 또는 도 2의 전자장치(100)의 구성요소들 중 적어도 하나와 동일, 또는 유사할 수 있으며, 중복되는 설명은 이하 생략한다.
제 1 지지부재(311)는, 전자장치(300) 내부에 배치되어 측면 베젤 구조(310)와 연결될 수 있거나, 측면 베젤 구조(310)와 일체로 형성될 수 있다. 제 1 지지부재(311)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 제 1 지지부재(311)는, 일면에 디스플레이(330)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(340)이 결합될 수 있다. 인쇄 회로 기판(340)에는, 프로세서, 메모리, 및/또는 인터페이스가 장착될 수 있다. 프로세서는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
메모리는, 예를 들어, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
인터페이스는, 예를 들어, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, 전자장치(300)를 외부 전자장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다.
배터리(350)는 전자장치(300)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(350)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(340)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(350)는 전자장치(300) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자장치(300)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
안테나(370)는, 후면 플레이트(380)와 배터리(350) 사이에 배치될 수 있다. 안테나(370)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 안테나(370)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다. 다른 실시예에서는, 측면 베젤 구조(310) 및/또는 상기 제 1 지지부재(311)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.
도 4a는 일 실시예에 따른 제3 안테나 모듈(446)의 전면의 사시도이고, 도 4b는 도 4a의 안테나 모듈의 후면의 사시도이며, 도 4c는 도 4a의 A-A선을 따라 절개한 단면도이고, 도 4d는 도 4a의 B-B선을 따라 절개한 단면도이다.
도 4의 (d)는, 도 4의 (a) 의 제3 안테나 모듈(446)의 라인 B-B'에 대한 단면을 도시한다. 도시된 실시예의 인쇄회로기판(410)은 안테나 레이어(411)와 네트워크 레이어(413)를 포함할 수 있다.
상기 안테나 레이어(411)는, 적어도 하나의 유전층(437-1), 및 상기 유전층의 외부 표면 상에 또는 내부에 형성된 안테나 엘리먼트(436) 및/또는 급전부(425)를 포함할 수 있다. 상기 급전부(425)는 급전점(427) 및/또는 급전선(429)을 포함할 수 있다.
상기 네트워크 레이어(413)는, 적어도 하나의 유전층(437-2), 및 상기 유전층의 외부 표면 상에 또는 내부에 형성된 적어도 하나의 그라운드 층(433), 적어도 하나의 도전성 비아(435), 전송 선로(423), 및/또는 신호 선로(429)를 포함할 수 있다.
아울러, 도시된 실시예에서, 도 4의 (c)의 제3 RFIC(426)는, 예를 들어 제 1 및 제 2 연결부들(solder bumps)(440-1, 440-2)을 통하여 상기 네트워크 레이어(413)에 전기적으로 연결될 수 있다. 다른 실시예들에서는, 연결부 대신 다양한 연결 구조 (예를 들어, 납땜 또는 BGA)가 사용될 수 있다. 상기 제3 RFIC(426)는, 제 1 연결부(440-1), 전송 선로(423), 및 급전부(425)를 통하여 상기 안테나 엘리먼트(436)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 RFIC(426)는 또한, 상기 제 2 연결부(440-2), 및 도전성 비아(435)를 통하여 상기 그라운드 층(433)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 제3 RFIC(426)는 또한 상기 신호 선로(429)를 통하여, 위에 언급된 모듈 인터페이스와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치의 분해 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치는 안테나 모듈(510), 방열 구조체(500), 방열시트(620) 및 제2방열부재(540)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방열 구조체(500)는 안테나 모듈(510)에서 발생하는 열을 방열시트(620)에 전달하는 역할을 할 수 있다. 전자장치가 점차 슬림화됨에 따라 전자장치 내부의 공간이 부족해져 의도하지 않은 부품간의 상호작용이 발생할 수 있으며, 의도하지 않은 부수적인 작용 및 효과가 발생할 수 있다. 예를 들어 후술할 방열 구조체(500)는 구조체(550, 도 7a 참조), 제1방열부재(520, 도 7a 참조) 및 단열 부재(530, 도 7a 참조)를 포함할 수 있는데, 제1방열부재(520)와 구조체(550)가 접촉됨에 따라 안테나 모듈(510)에서 발생한 열이 구조체(550)로 전달 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2방열부재(540)는 안테나 모듈(510)과 방열 구조체(500)를 열적으로 연결시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 구조체(500)는 단열 부재(530)를 통해 구조체(550)와 제1방열부재(520)를 열적으로 차단하여 열이 구조체(550)로 전달되는 것을 차단할 수 있다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈(510)의 사시도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈(510)은 회로기판(511)의 일면에 통신을 위한 다양한 부품(513)이 집적되어 있고, 이러한 다양한 통신 부품(513)이 전자장치와 신호를 교환할 수 있도록 커넥터를 연결하기 위한 커넥터 단자(517)가 배치될 수 있다. 안테나 모듈(510)의 타면에는 신호 방사를 위한 안테나 패턴(515) 등이 새겨질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈(510)은 전자장치 내에 복수개 배치될 수 있으며, 배치되는 위치에 대응하여 다양한 형태의 커넥터가 커넥터 단자(517)에 연결되어 전자장치와 신호를 교환할 수 있다. 예를 들어 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈(510)은 후술할 도 9c의 도시상태를 기준으로 전자장치의 상단부(510), 좌측단부(510'), 우측단부(510")에 배치될 수 있으며, 개수가 더 증가되거나 감소될 수 있다. 각각의 안테나 모듈(510)이 배치되는 위치에 대응하여 다양한 형태의 커넥터를 통해 전자장치와 연결될 수 있다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 구조체(500)의 도면이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 구조체(500)의 분해 사시도이고, 도 7b는 방열 구조체(500)가 조립된 전체 형상을 나타낸 도면일 수 있다. 도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 구조체(550)를 나타낸 도면일 수 있고, 도 7d는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1방열부재(520)를 나타낸 도면일 수 있으며, 도 7e는 본 발명의 일 실시예에 따른 단열 부재(530)를 나타낸 도면일 수 있다. 도 7f는 도 7b의 C-C선을 따라 절개한 단면을 개념적으로 도시한 도면일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방열 구조체(500)는 구조체(550), 제1방열부재(520) 및 단열 부재(530)를 포함할 수 있다.
도 7c를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 구조체(550)를 살펴보면, 구조체(550)는 전자장치의 외면으로 노출되어 전자장치 외관의 일부를 형성할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 구조체(550)는 예를 들어 캠 데코(Cam deco)일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 구조체(550)는 금속 물질을 포함하여 형성될 수 있다.
전자장치가 점차 슬림화됨에 따라 전자장치의 두께 방향으로 적층되는 부품 사이의 간격이 좁아지고, 경우에 따라서는 의도하지 않은 부품간의 상호작용이 발생할 수 있으며, 이에 따라 의도하지 않은 부수적인 작용이 발생할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따른 구조체(550)는 전자장치의 외면으로 노출되는 전자부품(예: 후면 카메라 모듈, 610, 도 9b 참조) 등의 위치를 특정함과 동시에 전자부품(610)을 보호하는 프레임이 될 수 있고, 금속성 물질로 구성될 수 있는데, 방열을 위한 열전달 매체(예: 제1방열부재(520))와 접촉되는 경우 열이 구조체(550)에 전달되는 부수적인 작용이 발생할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 구조체(500)는 이러한 부수적인 작용의 발생을 차단하거나 완화시킬 수 있다.
도 7d를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 제1방열부재(520)를 살펴보면, 제1방열부재(520)는 안테나 모듈(510, 도 9c 참조)에서 발생하는 열을 전달받아 다른 곳으로 이동시키는 역할을 할 수 있다. 제1방열부재(520)는 앞서 설명한 구조체(550)와 일부 영역(521)이 중첩되어 결합하고, 일측은 안테나 모듈(510) 방향으로 연장되도록 형성되며, 타측은 전자장치의 방열시트(620, 도 9c 참조)와 열적으로 연결될 수 있다. 제1방열부재(520)는 금속물질과 같이 열전달에 유리한 물질로 형성될 수 있으며, 금속물질이 아니더라도, 열전달에 효율적인 물질은 대체되어 적용될 수 있다. 예를 들어 구리, 알루미늄, 스테인리스 스틸 또는 그래핀(garaphite) 또는 플라스틱과 같은 물질로 형성될 수 있다.
도 7e 내지 도 7f를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단열 부재(530)를 살펴보면, 단열 부재(530)는 제1방열부재(520)와 구조체(550)가 중첩되는 부분의 형상에 맞추어 형성될 수 있고, 제1방열부재(520)와 구조체(550) 사이에 배치되어 제1방열부재(520)와 구조체(550)가 직접 접촉되는 것을 차단할 수 있다. 제1방열부재(520)는 안테나 모듈(510, 도 9c 참조)에서 발생하는 열을 방열시트(620, 도 9c 참조)로 전달하는 역할을 수행하는데, 도 7f와 같이 제1방열부재(520)와 구조체(550) 사이에 단열 부재(530)가 배치됨으로써 열이 구조체(550)로 전달되는 것을 차단할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방열 구조체(800)의 도면이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 방열 구조체(800)는 전자장치의 외면으로 노출되어 전자장치 외관의 일부를 형성할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 구조체(850)는 도 7a 내지 도 7의 실시예와 유사하나, 캠 데코가 아니라 전자장치의 외부로 노출되는 브랜드 레이블과 같은 조형물 및 조형물의 주변에 형성된 플렌지일 수 있다.
전자장치가 점차 슬림화됨에 따라 전자장치에 내장되는 부품간의 간격이 좁아질 수 있고, 이에 따라 의도하지 않은 열전달이 발생할 수 있으며, 이를 차단하거나 완화시킬 필요가 있을 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 구조체(850)는 브랜드 레이블의 노출시키는 것이 기본 역할이나, 방열을 위한 열전달 매체와 결합하여 복합적인 역할을 수행할 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 구조체를 포함하는 전자장치 도면이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치를 구성하는 리어 케이스(360)를 나타낼 수 있으며, 도 3에 도시된 제2지지부재(360)와 동일할 수 있다. 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치를 구성하는 인쇄 회로 기판(340) 및 배터리(350)를 나타낼 수 있다. 도 9c는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치를 구성하는 브라켓(311, 도 3 참조)에 인쇄 회로 기판(340), 안테나 모듈(510), 방열 구조체(500) 및 리어 케이스(360)가 장착된 상태를 나타낼 수 있다. 브라켓(311)은 도 3에 도시된 제1지지부재(311)와 동일할 수 있다.
도 9a 내지 도 9c를 참조하여 살펴보면, 전자장치 내에는 복수개의 안테나 모듈(510)이 배치될 수 있다. 전자장치 내의 측면부재의 근접 부분은 전파의 방사에 유리하기 때문에 안테나 모듈(510)이 배치될 수 있다 .
도 9b를 참조하여 살펴보면, 배터리(350)는 전자장치에 공급할 수 있는 전력량이 그 크기에 비례하는 측면이 있어 전자장치 내에서 상당한 공간을 차지할 수 있고, 전자장치의 부품의 구동을 위한 에너지원이므로 에너지 공급과정에서 열이 발생할 수 있다. 따라서 도 9c와 같이 방열시트(620)를 배치하여 제한된 전자장치 내의 공간에서 넓은 면적으로 확산시켜 방열을 유도할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방열시트(620)는 진공의 내부공간을 갖는 판상으로, 미량의 수분을 내부에 포함할 수 있다. 배터리(350)와 같은 열원에서 발생한 열을 전도를 통해서 확신시켜 열을 확산시키기도 할 뿐만 아니라, 내부의 수분이 진공의 내부공간에서 쉽게 증발하여 퍼짐으로써 빠르게 열을 확산시킬 수 있다.
도 9c를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 모듈(510)은 동작 과정에서 열이 발생하는바 방열이 필요하나 공간적인 제약과 안테나 모듈의 방사 성능관련 제약으로 별도의 방열구조를 배치하기 어려울 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예는 안테나 모듈(510)에서 발생하는 열을 방열 구조체(500, 도 7a 참조)를 통해 방열시트(620)에 전달하는 방식으로 안테나 모듈(510)에서 발생하는 열을 제거할 수 있다.
다만, 도 9c의 도시 상태를 기준으로 우측 상단부의 안테나 모듈(510)은 방열시트(620)에 사이에 후면 카메라 모듈(610)들이있어 인쇄 회로 기판 상(340, 도 9b 참조)에서 직접적인 연결이 어려울 수 있다.
따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 구조체(500, 도 7a 참조)는 우측 상단부의 안테나 모듈(510)을 제1방열부재(520)를 통해 방열시트(620)와 연결하는 과정에서 제1방열부재(520)와 구조체(550)가 간섭될 수 있으며 구조체(550)의 외곽의 일부와 제1방열부재(520)가 중첩될 수 있다. 아울러, 구조체(550) 및 제1방열부재(520)를 세트로 모듈화 할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 제1방열부재(520)와 구조체(550)가 직접 접촉하여 구조체(550)로 열이 전달되면 전자장치 외부로 노출된 구조체(550) 부분을 통해 사용자에게 열이 전달될 수 있으므로, 앞서 설명한 도 7d와 같은 단열 부재(530)를 제1방열부재(520)와 구조체(550) 사이에 배치하여 이를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 방열 구조체 및 이를 포함하는 전자장치를 설명함에 있어 전자장치의 상단부에 위치하는 안테나 모듈(510)과 방열시트(620)를 열적으로 연결하는 경우를 중심으로 설명하였으나 이에 국한되는 것은 아니며, 상단부가 아닌 다른 곳에 안테나 모듈(510)이 배치되더라도 안테나 모듈(510)과 전자장치의 방열시트(620) 사이에 간섭되는 전자장치의 부품이 존재하는 경우에 적용될 수 있다.
도 10a 내지 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열 구조체(500, 도 7a 참조)를 포함하는 전자장치 중에서 안테나 모듈(510)부분을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 10a는 전자장치 상단부의 안테나 모듈(510)과 방열 구조체(500)가 연결된 부분을 절개하여 도시한 단면도이고, 도 10b는 안테나 모듈(510)이 위치한 곳을 보다 확대하여 도시한 확대도이다.
도 10a 내지 도 10b를 참조하여 살펴보면, 제1방열부재(520)는 제2방열부재(540)에 의해 안테나 모듈(510)과 열적으로 연결될 수 있다. 제1방열부재(520)와 제2방열부재(540) 모두 열전달이 용이한 열전달물질(TIM : thermal interface material)로 구성될 수 있다. 제1방열부재(520)와 제2방열부재(540)가 열전달에 유리한 구리, 알루미늄, 스테인리스 스틸 또는 흑연과 같은 성분을 포함하되 물리적 성질은 다르게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1방열부재(520)는 강성을 높여 견고하게 형성시킬 수 있고, 제2방열부재(540)는 상대적으로 연성을 높여 유연하게 형성할 수도 있다. 특히 제2방열부재(540)는 테이프 타입으로 형성하여, 안테나 모듈(510)과 제1방열부재(520)를 열적으로 연결할 수 있다. 제2방열부재(540)가 연성이 높은 형태로 형성됨으로써, 제1방열부재(520), 리어 케이스(360, 도 9a 참조), 안테나 모듈(510) 등이 생산되는 과정에서 발생할 수 있는 공차 또는 조립과정에서 발생하는 유격 등 전자장치의 설계시 의도한 규격과 미세하게 달라질 수 있는 오차를 흡수할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전자장치는 제1방향으로 향하는 전면 플레이트, 상기 제1방향의 반대 방향인 제2방향으로 향하는 후면 플레이트, 및 상기 전면 플레이트와 상기 후면 플레이트 사이의 공간을 둘러싸는 측면 부재를 포함하는 하우징, 상기 전면 플레이트의 적어도 일부분을 통해 보여지는 디스플레이, 상기 하우징 내에 배치되는 배터리, 상기 공간 내에, 상기 배터리와 이격되어 위치하며, 라디오 주파수(RF) 회로를 포함하는 안테나 모듈(510), 상기 후면 플레이트 위에서 볼 때, 상기 안테나 모듈(510) 및 상기 배터리 사이에, 상기 공간 내에 위치하는 제1전자부품(610), 상기 후면 플레이트 위에서 볼 때, 상기 배터리의 일부에서 상기 제1전자부품(610)과 일부 중첩하면서, 상기 안테나 모듈(510) 쪽으로 연장된 제1방열(heat dissipation)부재(520), 상기 후면 플레이트 위에서 볼 때, 상기 제1방열부재(520)와 일부 중첩하며, 상기 제1전자부품(610)의 적어도 일부를 둘러싸고, 상기 전자장치의 외관의 일부를 형성하는 구조체(550), 및 상기 구조체(550)와 상기 제1방열부재(520) 사이 배치된 단열(heat insulation)부재(530)를 포함할 수 있다.
상기 후면 플레이트 위에서 볼 때, 상기 안테나 모듈(510)의 적어도 일부분에 중첩되어 부착되고 상기 제1전자부품(610) 쪽으로 연장되어 상기 제1방열부재(520)의 적어도 일부분과 접촉하는 제2방열부재(540)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1방열부재(520)는 구리, 알루미늄, 스테인레스(SUS), 또는 그래핀(graphite)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 구조체(550)는 금속 물질을 포함할 수 있다.
상기 단열 부재(530)는 폴리카보네이트, 폴리아미드 또는 폴리에틸렌 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전자장치의 외면으로 노출되는 부품의 적어도 일부를 둘러싸고, 전자장치 외면의 일부를 형성하는 구조체(550), 상기 전자장치의 배터리와 열적으로 연결된 방열시트(620), 상기 구조체(550)와 적어도 일부 영역이 중첩되고, 상기 전자장치의 안테나 모듈(510) 측으로 연장되며, 상기 방열시트(620)와 열적으로 연결된 제1방열부재(520) 및 상기 구조체(550)와 상기 제1방열부재(520) 사이에 배치되는 단열 부재(530)를 포함할 수 있다.
상기 구조체(550), 상기 제1방열부재(520) 및 상기 단열 부재(530)는 순차적으로 층을 이루며 결합된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 단열 부재(530)는 되고, 상기 구조체(550)와 상기 제1방열부재(520)가 중첩되는 영역의 형상에 대응되도록 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1방열부재(520)는 구리, 알루미늄, 스테인레스 스틸 또는 흑연 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1방열부재(520)에서 연장되고, 상기 안테나 모듈(510)과 적어도 일부분과 접촉되어 상기 제1방열부재(520)와 상기 안테나 모듈(510)을 열적으로 연결하는 제2방열부재(540)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 안테나 모듈(510)은 회로기판(511); 상기 회로기판(511)의 일면에 배치되는 통신 부품(513), 상기 회로기판(511)의 타면에 배치되는 안테나 패턴(515)을 포함하고, 상기 제2방열부재(540)는 상기 통신 부품(513)과 접촉된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2방열부재(540)는 구리, 알루미늄, 스테인레스 스틸 또는 흑연 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 안테나 모듈(510)은 전자장치의 상단부에 위치하고, 전자장치의 전면 카메라 모듈(630) 및 리시버(640)와 중첩되지 않도록 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 방열시트(620)는 판상으로 형성되되 진공의 내부 공간을 갖고, 상기 내부 공간에 수분을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 부품은 상기 전자장치의 후면으로 노출되는 후면 카메라 모듈이고, 상기 구조체(550)는 상기 후면 카메라 모듈의 적어도 일부를 둘러싸는 캠데코인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 부품은 상기 전자장치의 외면으로 노출되는 조형물이고, 상기 구조체(550)는 상기 조형물의 적어도 일부를 둘러싸는 플렌지인 것을 특징으로 할 수 있다.
전자장치의 외면으로 노출되는 부품의 적어도 일부를 둘러싸고, 전자장치 외면의 일부를 형성하는 구조체(550), 상기 구조체(550)와 적어도 일부 영역이 중첩되고, 일측이 상기 전자장치의 안테나 모듈(510) 측으로 연장된 제1방열부재(520), 상기 안테나 모듈(510)과 상기 제1방열부재(520)를 열적으로 연결하는 제2방열부재(540) 및 상기 구조체(550)와 상기 제1방열부재(520) 사이에 배치되는 단열 부재(530)를 포함할 수 있다.
상기 구조체(550), 상기 제1방열부재(520) 및 상기 단열 부재(530)는 순차적으로 층을 이루며 결합된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 단열 부재(530)는 되고, 상기 구조체(550)와 상기 제1방열부재(520)가 중첩되는 영역의 형상에 대응되도록 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제1방열부재(520)의 타측은 전자장치의 방열 시트와 열적으로 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
500 : 방열 구조체 510 : 안테나 모듈
511 : 회로기판 513 : 통신 부품
515 : 안테나 패턴 517 : 커넥터 단자
520 : 제1방열부재 530 : 단열 부재
540 : 제2방열부재 550 : 구조체
610 : 제1전자부품 620 : 방열시트
630 : 전면 카메라 모듈 640 : 리시버

Claims (20)

  1. 전자장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징의 적어도 일부분을 통해 보여지는 디스플레이;
    상기 하우징 내에 배치되는 배터리;
    상기 하우징 내에 배치되고, 상기 배터리와 열적으로 연결된 방열 시트;
    상기 방열 시트로부터 이격 배치된 안테나 모듈;
    상기 안테나 모듈과 상기 방열 시트 사이에 위치되고, 상기 전자 장치의 외면에 노출되도록 배치된 전자 부품;
    상기 전자 부품의 적어도 일부를 둘러싸고, 상기 전자 장치의 외관의 일부를 형성하는 프레임;
    상기 프레임과 부분적으로 중첩하고, 상기 안테나 모듈을 향하여 연장되도록 배치되고, 상기 방열 시트에 열적으로 연결된 제1방열(heat dissipation)부재; 및
    상기 프레임과 상기 제1방열부재 사이에 배치된 단열(heat insulation)부재를 포함하는 전자장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안테나 모듈의 적어도 일부분에 중첩되어 부착되고 상기 전자부품 쪽으로 연장되어 상기 제1방열부재의 적어도 일부분과 접촉하고, 상기 제1방열 부재 및 상기 안테나 모듈과 열적으로 연결되는 제2방열부재를 더 포함하는 전자장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1방열부재는 구리, 알루미늄, 스테인레스 스틸(SUS), 또는 그래핀(graphite)중 적어도 하나를 포함하는 전자장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은 금속 물질을 포함하는 전자장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단열 부재는 폴리카보네이트, 폴리아미드 또는 폴리에틸렌 중 적어도 하나를 포함하는 전자장치.
  6. 전자장치의 외면으로 노출되는 부품의 적어도 일부를 둘러싸고, 전자장치 외면의 일부를 형성하는 구조체;
    상기 전자장치의 배터리와 열적으로 연결된 방열시트;
    상기 구조체와 적어도 일부 영역이 중첩되고, 상기 전자장치의 안테나 모듈 측으로 연장되며, 상기 방열시트와 열적으로 연결된 제1방열부재; 및
    상기 구조체와 상기 제1방열부재 사이에 배치되는 단열 부재;를 포함하는 방열 구조체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 구조체, 상기 제1방열부재 및 상기 단열 부재는 순차적으로 층을 이루며 결합된 것을 특징으로 하는 방열 구조체.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 단열 부재는 상기 구조체와 상기 제1방열부재가 중첩되는 영역의 형상에 대응되도록 형성된 것을 특징으로 하는 방열 구조체.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1방열부재는 구리, 알루미늄, 스테인레스 스틸 또는 흑연 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 구조체.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제1방열부재에서 연장되고, 상기 안테나 모듈과 적어도 일부분과 접촉되어 상기 제1방열부재와 상기 안테나 모듈을 열적으로 연결하는 제2방열부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 구조체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 안테나 모듈은
    회로기판;
    상기 회로기판의 일면에 배치되는 통신 부품;
    상기 회로기판의 타면에 배치되는 안테나 패턴;을 포함하고,
    상기 제2방열부재는 상기 통신 부품과 접촉된 것을 특징으로 하는 방열 구조체.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제2방열부재는 구리, 알루미늄, 스테인레스 스틸 또는 흑연 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 구조체.
  13. 제6항에 있어서,
    상기 안테나 모듈은 전자장치의 상단부에 위치하고, 전자장치의 전면 카메라 모듈 및 리시버와 중첩되지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는 방열 구조체.
  14. 제6항에 있어서,
    상기 방열시트는
    판상으로 형성되되 진공의 내부 공간을 갖고, 상기 내부 공간에 수분을 포함하는 것을 특징으로 하는 방열 구조체.
  15. 제6항에 있어서,
    상기 부품은 상기 전자장치의 후면으로 노출되는 후면 카메라 모듈이고, 상기 구조체는 상기 후면 카메라 모듈의 적어도 일부를 둘러싸는 캠데코인 것을 특징으로 하는 방열 구조체.
  16. 제6항에 있어서,
    상기 부품은 상기 전자장치의 외면으로 노출되는 조형물이고, 상기 구조체는 상기 조형물의 적어도 일부를 둘러싸는 플렌지인 것을 특징으로 하는 방열 구조체.
  17. 전자장치의 외면으로 노출되는 부품의 적어도 일부를 둘러싸고, 전자장치 외면의 일부를 형성하는 구조체;
    상기 구조체와 적어도 일부 영역이 중첩되고, 일측이 상기 전자장치의 안테나 모듈 측으로 연장된 제1방열부재;
    상기 안테나 모듈과 상기 제1방열부재를 열적으로 연결하는 제2방열부재; 및
    상기 구조체와 상기 제1방열부재 사이에 배치되는 단열 부재;를 포함하는 방열 구조체.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 구조체, 상기 제1방열부재 및 상기 단열 부재는 순차적으로 층을 이루며 결합된 것을 특징으로 하는 방열 구조체.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 단열 부재는 되고, 상기 구조체와 상기 제1방열부재가 중첩되는 영역의 형상에 대응되도록 형성된 것을 특징으로 하는 방열 구조체.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제1방열부재의 타측은 전자장치의 방열 시트와 열적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 방열 구조체.
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