KR20130071139A - 보조 기억 장치 및 이를 포함하는 시스템 - Google Patents

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KR20130071139A
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Abstract

본 발명 개념은 보조 기억 장치 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 외부로부터 전원을 공급받을 수 있도록 구성된 하나 이상의 비휘발성 메모리 장치가 실장된 제 1 기판; 하나 이상의 에너지 저장 및 공급 매체가 실장된 제 2 기판; 및 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 전기적으로 연결하는 에너지 전달 매체를 포함하고, 상기 비휘발성 메모리 장치에 대한 외부로부터의 전원이 차단되었을 때 상기 에너지 저장 및 공급 매체가 상기 비휘발성 메모리 장치에 전원을 공급할 수 있도록 구성된 보조 기억 장치 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것이다. 본 발명 개념에 따른 보조 기억 장치 및 이를 포함하는 시스템은 신뢰도가 우수하고 안정성이 향상되며 제품 개발 및 유지 보수가 편리한 효과가 있다.

Description

보조 기억 장치 및 이를 포함하는 시스템{Secondary memory unit and a system comprising the same}
본 발명 개념은 보조 기억 장치 및 이를 포함하는 시스템으로서, 더욱 구체적으로는 개발이 편리하고 열적으로도 우수한 특성을 보이는 보조 기억 장치 및 이를 포함하는 시스템에 관한 것이다.
각종 시스템의 성능 향상 및 신뢰성 개선에 대한 요구는 계속되고 있고 이에 따라 서버 시스템 및 개인용 컴퓨터 시스템의 성능 향상과 신뢰성 개선도 계속되고 있다. 이를 위한 노력은 보조 기억 장치 분야에서도 이루어지고 있는데, 시스템에 공급되는 주 전원이 불시에 차단되는 경우 작업 중에 있던 정보를 보조 기억 장치에 기록하는 동안 전원을 공급하기 위한 수단으로서 슈퍼 커패시터가 응용되고 있었다.
본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는 신뢰도가 우수하고 안정성이 향상되며 제품 개발 및 유지 보수가 편리한 보조 기억 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는 신뢰도가 우수하고 안정성이 향상되며 제품 개발 및 유지 보수가 편리한 보조 기억 장치를 포함하는 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 외부로부터 전원을 공급받을 수 있도록 구성된 하나 이상의 비휘발성 메모리 장치가 실장된 제 1 기판; 하나 이상의 에너지 저장 및 공급 매체가 실장된 제 2 기판; 및 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 전기적으로 연결하는 에너지 전달 매체를 포함하고, 상기 비휘발성 메모리 장치에 대한 외부로부터의 전원이 차단되었을 때 상기 에너지 저장 및 공급 매체가 상기 비휘발성 메모리 장치에 전원을 공급할 수 있도록 구성된 보조 기억 장치를 제공한다.
이 때, 상기 제 2 기판은 상기 제 1 기판과 별개로 분리된 것일 수 있다. 또한, 상기 보조 기억 장치는 상기 제 1 기판을 수용하는 제 1 케이스 및 상기 제 2 기판을 수용하는 제 2 케이스를 더 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제 1 케이스가 상기 제 1 기판의 상부면과 하부면을 모두 덮고 상기 제 2 케이스가 상기 제 2 기판의 상부면과 하부면을 모두 덮을 수 있다. 상기 상기 제 1 케이스와 상기 제 2 케이스 사이에 단열 물질이 더 배치될 수 있다. 선택적으로, 상기 제 1 케이스와 상기 제 2 케이스 사이에 스페이서가 더 구비될 수 있다. 이 때, 상기 에너지 전달 매체가 상기 스페이서를 통하여 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 전기적으로 연결할 수 있다.
또, 상기 제 1 케이스와 상기 제 2 케이스는 상기 제 1 기판에 수직인 방향 또는 상기 제 1 기판에 평행한 방향으로 배열될 수 있다. 또한, 상기 제 1 케이스가 금속 소재 또는 탄소계 소재로 구성되고, 상기 제 2 케이스가 폴리머 소재로 구성될 수 있다. 또한, 상기 제 2 케이스가 리세스부를 포함하도록 형성되고, 상기 제 1 케이스가 상기 리세스부에 삽입되어 상기 제 2 케이스와 결합되도록 구성될 수 있다.
선택적으로, 상기 제 1 케이스가 상기 제 1 기판의 하부면을 노출하고, 상기 제 2 케이스가 상기 제 2 기판의 상부면을 노출하고, 상기 제 2 기판은 상기 제 1 기판의 하부에 배치되고, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판은 단열판에 의하여 열적으로 절연될 수 있다. 이 때, 상기 제 1 케이스가 가이드부를 더 포함하고, 상기 제 2 케이스가 상기 가이드부에 의하여 가이드되어 움직일 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 보조 기억 장치는 상기 에너지 저장 및 공급 매체의 충전량을 나타낼 수 있는 표시 장치를 더 구비할 수 있다.
본 발명 개념은 상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 중앙 처리 장치; 상기 중앙 처리 장치에 정보를 입력할 수 있는 입력 장치; 상기 중앙 처리 장치로부터 정보를 출력할 수 있는 출력 장치; 및 저장된 정보를 상기 중앙 처리 장치로 전달하거나 상기 중앙 처리 장치에서 출력된 정보를 저장할 수 있는 제 1 항의 보조 기억 장치를 포함하는 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명 개념은 상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 하나 이상의 비휘발성 메모리 장치가 실장된 제 1 기판; 및 상기 제 1 기판을 수용하는 제 1 케이스를 포함하고, 상기 제 1 케이스가 상기 제 1 기판에 정규 전원을 공급할 수 있도록 구성된 제 1 단자 및 상기 정규 전원이 중단되었을 때 상기 제 1 기판에 백업 전원을 공급할 수 있도록 구성된 제 2 단자를 포함하는 보조 기억 장치를 제공한다.
본 발명 개념에 따른 보조 기억 장치 및 이를 포함하는 시스템은 신뢰도가 우수하고 안정성이 향상되며 제품 개발 및 유지 보수가 편리한 효과가 있다. 보다 구체적으로, 본 발명 개념의 기술적 사상을 이용하여 제조된 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive, SSD)와 같은 제품은 노트북용과 서버(server)용으로 사용될 때 보조 기억 장치의 제 1 기판과 제 2 기판; 또는 제 1 케이스와 제 2 케이스를 서로 분리하거나 탈부착 가능하도록 구성될 수 있으므로 제품의 동작 온도 특성 기준을 만족시킬 수 있어, 제품의 수명(lifetime)과 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다. 예를 들면, 슈퍼 커패시터와 같은 에너지 저장 및 공급 매체의 과충전(overcharge)으로 인한 누설 전류 문제가 발생해도 다른 부분의 회로에 영향을 주지 않게 되어 제품의 안정성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있고, 나아가 유지 및 보수비용의 절감도 도모할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명 개념의 일 실시예에 따른 보조 기억 장치의 회로 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명 개념의 일 실시예에 따른 보조 기억 장치(100)를 개념적으로 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명 개념의 일 실시예에 따른 보조 기억 장치(100A)의 측단면도로서, 특히 도 2의 A-A'를 따라 절개한 단면을 나타낸다.
도 4 내지 도 6은 본 발명 개념의 다른 실시예에 따른 보조 기억 장치(100B, 100C, 100D)의 측단면도를 나타낸다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명 개념의 다른 실시예에 따른 보조 기억 장치(100E, 100F)의 투시 사시도를 나타낸다.
도 8은 본 발명 개념의 다른 실시예에 따른 보조 기억 장치(100G)의 투시 사시도를 나타낸다.
도 9는 본 발명 개념의 다른 실시예에 따른 보조 기억 장치(100H)의 분해 사시도를 나타낸다.
도 10은 도 9의 실시예에 따른 보조 기억 장치(100H)의 예시적인 활용 상태를 나타낸 사시도이다.
도 11은 도 10의 XI 부분의 단면을 나타낸 부분 단면도이다.
도 12는 본 발명 개념의 일 실시예에 따른 보조 기억 장치(100I)의 정면을 나타낸 사시도이다.
도 13은 본 발명 개념의 일 실시예에 따른 시스템(200)의 개념도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명 개념의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명 개념의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명 개념의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 발명 개념의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명 개념을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로 해석되는 것이 바람직하다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명 개념은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되어지지 않는다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명 개념의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 반대로 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명 개념을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "갖는다" 등의 표현은 명세서에 기재된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.
도 1은 본 발명 개념의 일 실시예에 따른 보조 기억 장치의 회로 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명 개념의 일 실시예에 따른 보조 기억 장치(100)를 개념적으로 나타낸 개략도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 상기 보조 기억 장치(100)는 제 1 기판(113)과 제 2 기판(123)을 포함한다. 상기 제 1 기판(113)과 상기 제 2 기판(123)은 서로 분리된 별개의 기판일 수 있으며, 이들은 각각 독립적으로, 예를 들면, 인쇄회로 기판(printed circuit board, PCB) 또는 연성 인쇄회로 기판(flexible printed circuit board, FPCB)일 수 있다. 상기 제 1 기판(113)과 상기 제 2 기판(123)을 서로 분리되는 별도의 기판으로 구성하기 때문에 이들이 서로 열적으로 분리될 수 있도록 하는 것이 가능하다.
상기 제 1 기판(113)에는 하나 이상의 비휘발성 메모리 장치(111)가 실장되어 있을 수 있다. 상기 비휘발성 메모리 장치(111)는, 예를 들면, 플래시 메모리, 상변화 메모리(phase-change RAM, PRAM), 저항 메모리(resistive RAM, RRAM), 강유전체 메모리(ferroelectric RAM, FeRAM), 고체자기 메모리(magnetic RAM, MRAM) 등일 수 있지만 여기에 한정되지 않는다. 상기 플래시 메모리는, 예를 들면 낸드(NAND) 플래시 메모리일 수 있다. 상기 각 비휘발성 메모리 장치(111)는 하나의 반도체 다이로 이루어질 수도 있고, 여러 개의 반도체 다이들이 적층된 것일 수도 있다.
상기 제 2 기판(123)에는 하나 이상의 에너지 저장 및 공급 매체(121)가 실장되어 있을 수 있다. 상기 에너지 저장 및 공급 매체(121)는 에너지를 저장하였다가 필요한 시기에 적절히 공급할 수 있는 장치이면 무엇이든 가능하고, 예를 들면, 슈퍼 커패시터, 리튬이온 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 니켈 금속 수소화물(nickel metal hydride) 배터리 등일 수 있다. 특히, 상기 슈퍼 커패티서는, 예를 들면, 전기 이중층 커패시터(electric double layer capacitor, EDLC), 또는 적층 세라막 커패시터(multi-layer ceramic capacitor, MLCC) 등일 수 있지만 여기에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 슈퍼 커패시터(121)는, 예를 들면, 격리막을 중심으로 전해질, 집전체, 전극이 대칭적으로 배열되어 접합되어 봉지됨으로써 구성될 수 있다.
앞서 언급한 바와 같이 상기 제 1 기판(113)과 상기 제 2 기판(115)이 열적으로 분리되도록 하기 위하여 이들을 각각 별도의 케이스 내에 수납할 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 기판(113)은 제 1 케이스(115) 내에 수납될 수 있다. 또, 상기 제 2 기판(123)은 제 2 케이스(125) 내에 수납될 수 있다.
상기 제 1 케이스(115)에는 외부로부터의 전원의 공급과 데이터의 입출력을 위한 단자들(117)이 구비되어 있을 수 있다. 또한, 상기 제 1 기판(113)에는 비휘발성 메모리 장치(111) 외에도 휘발성 메모리 장치(118) 및 콘트롤러(119)가 더 실장되어 있을 수 있다. 상기 단자들(117)은 SATA (serial advanced technology attachment) 표준, PATA (parallel advanced technology attachment) 표준, 또는 SCSI (small computer system interface) 표준에 따른 인터페이스로 구성될 수 있다.
상기 컨트롤러(119)는 웨어 레벨링(wear levelling), 오류 정정(error correction), 및/또는 불량 블록 제어(fail block control)의 기능들을 담당할 수 있다. 또한, 상기 컨트롤러(119)는 상기 SATA 표준, PATA 표준, 또는 SCSI 표준에 따른 방식으로 외부 장치와 신호를 주고받을 수 있는 프로그램을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 SATA 표준은 소위 SATA-1 뿐만 아니라 SATA-2, SATA-3, e-SATA (external SATA) 등의 모든 SATA 계열 표준을 포괄한다. 상기 PATA 표준은 IDE (integrated drive electronics), E-IDE (enhanced-IDE) 등의 모든 IDE 계열 표준을 포괄한다. 본 출원은 국제 SATA 기구(Serial ATA International Organization)에서 2007년 2월 15일자로 발간한 시리얼 ATA 개정 2.6판(serial ATA revision 2.6)의 전체를 여기에 인용하여 포함한다.
상기 휘발성 메모리 장치(118)는 예를 들면, DRAM (dynamic random access memory) 장치일 수 있다. 상기 휘발성 메모리 장치(118)는 상기 비휘발성 메모리 장치(111)와 컨트롤러(119) 사이의 데이터 교환에 있어서 버퍼 역할을 수행할 수 있다.
상기 제 1 기판(113)과 상기 제 2 기판(123)은 에너지 전달 매체(131)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. 도 1에서 보는 바와 같이, 일반적으로 상기 제 1 기판(113)은 상기 제 2 기판(123)이 아닌 외부 전원(103)으로부터 전원을 공급받는다. 그러다가, 어떤 이유에 의하여 외부 전원(103)으로부터의 전원 공급이 차단되는 경우 상기 에너지 저장 및 공급 매체(121)로부터 상기 제 2 기판(123) 및 상기 에너지 전달 매체(131)를 통하여 상기 비휘발성 메모리 장치(111)에 전원이 공급될 수 있다. 외부 전원(103)으로부터 전원 공급이 차단되는 경우 전원의 공급원을 전환할 수 있도록 하기 위한 스위치부(107)가 더 구비될 수 있다. 상기 스위치부(107)는, 예를 들면, 다이오드 장치일 수 있지만 여기에 한정되는 것은 아니다. 상기 제 1 기판(113)과 상기 제 2 기판(123)은 서로 분리된 별개의 기판으로 형성될 때, 상기 스위치부(107)는 도 2에서 제 1 기판(113)이나 제 1 케이스(115)에 구비될 수도 있고, 및/또는 제 2 기판(123)이나 제 2 케이스(125)에 구비될 수도 있다.
이 과정에서 상기 에너지 저장 및 공급 매체(121)로부터 공급되는 전원의 전압을 승압시키기 위하여 에너지 저장 및 공급 매체 부스터(105)를 더 구비할 수 있다. 상기 에너지 저장 및 공급 매체 부스터(105)는 상기 제 1 기판(113) 상에 구비될 수도 있고 상기 제 2 기판(123) 상에 구비될 수도 있다. 또한, 상기 비휘발성 메모리 장치(111)에 공급되는 전압을 보다 균일하게 조절할 수 있는 전압 레귤레이터(109)를 더 구비할 수 있다.
상기 에너지 전달 매체(131)는 도 2에 도시된 바와 같은 케이블의 형태를 가질 수도 있지만 전기적인 연결 수단이면 되고, 여기에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 에너지 전달 매체(131)는 케이블, 소켓/플러그, 핀, 커넥터 등일 수 있지만 여기에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 에너지 전달 매체(131)는 전기에너지의 전달이 가능하면 트랜스포머(transformer)나 인덕터(inductor) 등과 같이 무선인 것도 포함될 수 있다. 또한, 상기 에너지 전달 매체(131)는 접지 라인, 전원 라인, 신호 라인 등을 포함할 수 있다. 상기 전원 라인은 1.5V, 3.3V, 5V, 12V 등일 수 있지만 여기에 한정되는 것은 아니다.
도 1에서 보는 바와 같이, 비록 에너지 저장 및 공급 매체(121)가 충전이 되어 있지 않더라도 상기 비휘발성 메모리 장치(111)에 외부 전원(103)이 공급되면 에너지 저장 및 공급 매체(121)에도 전원이 공급되어 충전된다. 이 때, 에너지 저장 및 공급 매체(121)의 충전에 걸리는 시간은 수초 내지 수십초 정도일 수 있다. 그러나, 여기에 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 에너지 저장 및 공급 매체(121)에 대한 충전을 제어하기 위한 별도의 구성으로서 에너지 저장 및 공급 매체 차저(108)가 더 구비될 수 있다.
또한, 도 1과 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 제 1 기판(113) 및 제 2 기판(123)은 각각 상기 제 1 케이스(115) 및 제 2 케이스(125)와 별도의 부재로서 상기 보조 기억 장치(100)의 일부를 이룰 수 있다. 나아가 상기 에너지 저장 및 공급 매체(121)도 상기 제 2 기판(123)과는 구별되는 부재로서 상기 제 2 기판(123)에 실장되어 상기 보조 기억 장치(100)의 일부를 이룰 수 있다.
도 3은 본 발명 개념의 일 실시예에 따른 보조 기억 장치(100A)의 측단면도로서, 특히 도 2의 A-A'를 따라 절개한 단면을 나타낸다.
도 3을 참조하면, 상기 제 1 기판(113)을 수용하는 제 1 케이스(115)와 제 2 기판(123)을 수용하는 제 2 케이스(125)가 서로 수직 방향으로 적층되어 배치될 수 있다. 특히, 상기 제 1 케이스(115)는 상기 제 1 기판(113)의 상부면과 하부면을 모두 덮도록 구성될 수 있다. 또, 상기 제 2 케이스(125)는 상기 제 2 기판(123)의 상부면과 하부면을 모두 덮도록 구성될 수 있다.
이와 같이 구성함으로써 상기 제 1 기판(113)에서 발생하는 열이 상기 에너지 저장 및 공급 매체(121) 쪽으로 전달되는 것을 감소시킬 수 있다.
또, 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 에너지 저장 및 공급 매체(121)의 상부 표면과 상기 제 2 케이스(125) 사이에 단열성을 갖는 소재의 단열판(128)을 더 구비할 수 있다. 상기 단열판(128)은 상기 제 1 케이스(115) 및/또는 상기 제 2 케이스(125)보다 낮은 열 전도도를 갖는 물질로서, 예를 들면, 에폭시 계열의 폴리우레탄, 에어로겔 물질, 테프론, 마이카 등의 물질일 수 있다. 상기 단열판(128)을 더 구비함으로써 상기 에너지 저장 및 공급 매체(121)가 외부로부터 전도(conduction)를 통해 열을 받아 상기 에너지 저장 및 공급 매체(121)의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 컨트롤러(119)의 상부 표면 및/또는 상기 비휘발성 반도체 장치(111)의 상부 표면과 상기 제 1 케이스(115) 사이에 열전달을 촉진하는 방열판(138)을 더 구비할 수 있다. 상기 방열판(138)은 상기 제 1 케이스(115)보다 더 높은 열전도도를 갖는 물질일 수 있다. 상기 방열판(138)은, 예를 들면, 구리, 알루미늄, 스테인레스 스틸 등과 같은 금속 물질로 될 수 있지만 여기에 한정되는 것은 아니다. 상기 방열판(138)을 더 구비함으로써 상기 제 1 케이스(115) 내에 위치하는 각종 반도체 장치에서 발생하는 열이 상부 방향으로 잘 배출되도록 할 수 있고, 그에 의하여 에너지 저장 및 공급 매체(121) 쪽으로 전달되는 열의 양을 감소시킬 수 있다.
상기 제 1 기판(113) 상기 제 2 기판(123)은 에너지 전달 매체(131)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다. 도 3에서는 상기 에너지 전달 매체(131)가 상기 제 1 케이스(115) 및 상기 제 2 케이스(125)를 관통하여 연결되는 것으로 도시되었지만, 상기 에너지 전달 매체(131)는 둘 이상의 부품으로 구성될 수 있으며 다음의 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명 개념의 다른 실시예에 따른 보조 기억 장치(100B)의 측단면도를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 상기 에너지 전달 매체(131)가 착탈식으로 구성될 수 있다. 즉, 도 4에서 보는 바와 같이 제 1 케이스(115) 쪽에 소켓부(131a)를 구비하고 제 2 케이스(125) 쪽에 플러그부(131b)를 구비하여, 상기 소켓부(131a)와 상기 플러그부(131b)가 서로 결합될 수 있도록 하는 에너지 전달 매체(131)가 구성될 수 있다. 선택적으로, 도 4에서와는 반대로 제 1 케이스(115) 쪽에 플러그부가 구비되고 제 2 케이스(125) 쪽에 소켓부가 구비될 수도 있다.
이와 같이 구성하는 경우, 에너지 저장 및 공급 매체(121)에 치유가 불가능한 하자가 발생하였을 때 에너지 저장 및 공급 매체(121)가 내장된 제 2 케이스(125) 부분만을 교체함으로써 문제를 해결하는 것이 가능하다. 종래에는 에너지 저장 및 공급 매체가 비휘발성 메모리 장치와 동일한 기판 상에 실장되었기 때문에 에너지 저장 및 공급 매체에 치유가 불가능한 하자가 발생하였을 때 정보가 기록된 비휘발성 메모리 장치까지도 교체해야 하는 문제점이 있었다.
도 5는 본 발명 개념의 다른 실시예에 따른 보조 기억 장치(100C)의 측단면도를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 상기 제 1 케이스(115)와 상기 제 2 케이스(125) 사이에 단열 물질(148)이 더 구비될 수 있다. 상기 단열 물질(148)은 앞서 설명한 단열판(128)과 같이 상기 제 1 케이스(115) 및/또는 상기 제 2 케이스(125)보다 낮은 열 전도도를 갖는 물질로서, 예를 들면, 에폭시 계열의 폴리우레탄, 에어로겔 물질, 테프론, 마이카 등의 물질일 수 있다. 상기 단열 물질(148)을 더 구비함으로써 상기 에너지 저장 및 공급 매체(121)가 외부로부터 전도를 통해 열을 받아 상기 에너지 저장 및 공급 매체(121)의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명 개념의 다른 실시예에 따른 보조 기억 장치(100D)의 측단면도를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 상기 제 1 케이스(115)와 상기 제 2 케이스(125) 사이에 스페이서(158)가 더 구비될 수 있다. 상기 스페이서(158)는 상기 제 1 케이스(115)와 상기 제 2 케이스(125) 사이의 공간을 확보 및 유지하는 역할을 한다. 따라서, 상기 스페이서(158)는 상기 제 1 케이스(115)와 상기 제 2 케이스(125) 사이의 공간을 확보 및 유지할 수 있는 물질로 이루어지면 되고 특별히 한정되지 않는다. 나아가, 상기 스페이서(158)는 상기 제 1 케이스(115)와 상기 제 2 케이스(125) 사이의 열전달들 억제하는 물질로 이루어질 수도 있다. 예를 들면, 상기 스페이서(158)는 에폭시 계열의 폴리우레탄, 에어로겔 물질, 테프론, 마이카 등의 물질일 수 있다. 이와 같이 구성함으로써 상기 제 1 케이스(115) 내에 위치하는 각종 반도체 장치에서 발생하는 열이 에너지 저장 및 공급 매체(121) 쪽으로 전달되는 것을 감소시킬 수 있다.
나아가, 도 6에서 보는 바와 같이 상기 에너지 전달 매체(131)는 상기 스페이서(158)를 관통하여 상기 제 1 기판(113)과 상기 제 2 기판(123)을 전기적으로 연결할 수 있다. 이 경우에도, 당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 에너지 전달 매체(131)가 상기 스페이서(158)를 관통하여 착탈식으로 구성되도록 할 수 있음을 이해할 것이다.
도 3 내지 도 6의 실시예들에 있어서 제 1 케이스(115)를 이루는 물질은 제 2 케이스(125)를 이루는 물질보다 열을 더 잘 전달하도록 선택될 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 케이스(115)는 구리, 알루미늄, 스테인레스 스틸과 같은 금속 소재 또는 탄소계 소재를 이용하고, 상기 제 2 케이스(125)는 에폭시 수지, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 폴리머 소재를 이용할 수 있다. 이와 같이 구성하는 경우 제 1 기판(113)에 실장된 각종 반도체 장치에서 발생하는 열이 자신의 하부에 위치하는 에너지 저장 및 공급 매체(121) 쪽으로 전달되기보다는 다른 외부로 전달되는 경향이 강화될 수 있다.
선택적으로, 상기 제 1 케이스(115)의 전체를 금속 소재로 하는 것이 아니라, 일부만을 금속 소재 또는 탄소계 소재로 하고, 나머지 부분은 폴리머 소재로 구성할 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 케이스(115)가 상기 에너지 저장 및 공급 매체(121)보다 상부에 위치하는 경우 상부로의 열전달이 하부로의 열전달보다 활성화되어야 하므로 상기 제 1 케이스(115)의 상부의 적어도 일부분을 금속 소재 또는 탄소계 소재로 할 수 있다. 반대로, 상기 제 1 케이스(115)가 상기 에너지 저장 및 공급 매체(121)보다 하부에 위치하는 경우 하부로의 열전달이 상부로의 열전달보다 활성화되어야 하므로 상기 제 1 케이스(115)의 하부의 적어도 일부분을 금속 소재 또는 탄소계 소재로 할 수 있다. 상기 제 1 케이스(115)의 일부를 금속 소재 또는 탄소계 소재로 하는 경우, 예를 들면, 상기 제 2 케이스(125)와 접하지 않는 반대쪽 표면을 금속 소재 또는 탄소계 소재로 할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명 개념의 다른 실시예에 따른 보조 기억 장치(100E, 100F)의 투시 사시도를 나타낸다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 제 1 케이스(115)와 제 2 케이스(125)의 상대적인 위치를 다양하게 변경하는 것이 가능하다. 도 7a에서는 제 1 케이스(115)와 제 2 케이스(125)가 옆 방향으로 나란히 배치되어 있다. 도 7b에서는 제 1 케이스(115)와 제 2 케이스(125)가 앞뒤로 나란히 배치되어 있다. 두 경우 공히 제 1 기판(113)과 제 2 기판(123)이, 케이블인 에너지 전달 매체(131)로 연결되어 있는 것을 도시하였으나, 위에서 언급된 다른 방식의 에너지 전달 매체(131)가 사용될 수 있음을 통상의 기술자가 이해할 것이다.
이와 같이 제 1 케이스(115)와 제 2 케이스(125)를 횡방향으로 배치함으로써 제 1 케이스(115)에서 발생한 열이 대류에 의하여 제 2 케이스(125)로 전달되는 것을 극소화할 수 있고, 또한 접촉 면적을 감소시켜 전도에 의한 열전달도 최소화 할 수 있다.
도 8은 본 발명 개념의 다른 실시예에 따른 보조 기억 장치(100G)의 투시 사시도를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 제 2 케이스(125)에 리세스부(R)가 형성되고, 상기 제 2 케이스(125)의 형상에 따라 제 2 기판(123)이 구비될 수 있다. 상기 제 1 케이스(115)는 상기 리세스부(R) 내에 삽입되어 상기 제 2 케이스(125)와 결합되도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 리세스부(R)는 상기 제 1 케이스(115)가 삽입되었을 때 리세스부의 내부 표면이 제 1 케이스(115)의 대응되는 외부 표면과 접촉할 수 있도록 설계될 수 있다.
이 때, 에너지 전달 매체(131)는 소켓부(131a)와 플러그부(131b)를 포함하도록 구성될 수 있다. 도 8은 제 1 케이스(115) 쪽에 플러그부(131b)가 구비되고 제 2 케이스(125) 쪽에 소켓부(131a)가 구비되는 경우를 나타내었다. 그러나, 통상의 기술자는 제 1 케이스(115) 쪽에 소켓부를 구비하고 제 2 케이스(125) 쪽에 플러그부를 구비할 수도 있음을 이해할 것이다.
이상의 실시예들에 있어서, 제 1 케이스(115)와 제 2 케이스(125)가 착탈 가능하도록 구성함으로써, 이들을 열적으로 분리하여 에너지 저장 및 공급 매체(121)의 과열을 방지할 수도 있지만, 비휘발성 메모리 장치들이 실장되는 제 1 기판(113)과 에너지 저장 및 공급 매체가 실장되는 제 2 기판(115)의 개발을 평행하게 별도로 진행할 수도 있다.
상기 보조 기억 장치(100)의 한 예인 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive, SSD)에 있어서 노트북 컴퓨터 또는 개인용 컴퓨터에 사용되는 경우에는 에너지 저장 및 공급 매체에 대한 요구가 그리 높지 않아 에너지 저장 및 공급 매체를 포함하지 않는 SSD가 사용되는 경우가 있다. 한편, 서버 컴퓨터의 경우에는 정보 기록의 안정성이 크게 중요시되기 때문에 에너지 저장 및 공급 매체에 대한 요구가 매우 높다.
따라서, 제 1 케이스(115)와 제 2 케이스(125)를 분리하지 않고 일체로 개발하는 경우 노트북 컴퓨터 또는 개인용 컴퓨터에 사용하기 위한 모델과 서버 컴퓨터에 사용하기 위한 모델을 별도로 개발해야 한다. 그러나, 본 발명 개념에서와 같이 제 1 케이스(115)와 제 2 케이스(125)를 분리하여 별도로 개발할 수 있게 구성하는 경우, 에너지 저장 및 공급 매체의 장착 여부와는 무관하게 비휘발성 메모리 장치를 포함하는 제 1 기판(113) 및 제 1 케이스(115)를 개발할 수 있기 때문에 매우 효율적인 기술 개발이 가능하다.
도 9는 본 발명 개념의 다른 실시예에 따른 보조 기억 장치(100H)의 분해 사시도를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 제 1 케이스(115a)가 제 1 기판(113)의 상부면만을 덮도록 구성되고, 제 2 케이스(125a)가 제 2 기판(123)의 하부면만을 덮도록 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 제 1 기판(113)과 상기 제 2 기판(123)은 단열판(168)에 의하여 열적으로 분리될 수 있다.
상기 단열판(168)은 상기 제 1 케이스(115a) 및/또는 상기 제 2 케이스(125a)보다 낮은 열 전도도를 갖는 물질로서, 예를 들면, 에폭시 계열의 폴리우레탄, 에어로겔 물질, 테프론, 마이카 등의 물질로 이루어질 수 있다. 상기 단열판(168)에 의하여 제 1 기판(113)에서 발생한 열이 에너지 저장 및 공급 매체(121) 쪽으로 전달되어 에너지 저장 및 공급 매체(121)의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제 1 케이스(115a)를 이루는 물질은 제 2 케이스(125a)를 이루는 물질보다 열을 더 잘 전달하도록 선택될 수 있다. 예를 들면, 상기 제 1 케이스(115a)는 구리, 알루미늄, 스테인레스 스틸과 같은 금속 소재 또는 탄소계 소재를 이용하고, 상기 제 2 케이스(125a)는 에폭시 수지, 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 등과 같은 폴리머 소재를 이용할 수 있다. 이와 같이 구성하는 경우 제 1 기판(113)에 실장된 각종 반도체 장치에서 발생하는 열이 자신의 하부에 위치하는 에너지 저장 및 공급 매체(121) 쪽으로 전달되기보다는 다른 외부로 전달되는 경향이 강화될 수 있다.
도 10은 도 9의 실시예에 따른 보조 기억 장치(100H)의 예시적인 활용 상태를 나타낸 사시도이다. 또한, 도 11은 도 10의 XI 부분의 단면을 나타낸 부분 단면도이다.
도 10과 도 11을 참조하면, 상기 제 2 케이스(125a)가 상기 제 1 케이스(115a)와 상대적인 움직임을 통해 전방으로 돌출한 것을 볼 수 있다. 이러한 움직임은 제 1 케이스(115a)에 가이드부(G)가 구비됨으로써 이루어질 수 있다. 다시 말해, 상기 제 1 케이스(115a)에 가이드부(G)를 형성하고, 제 2 케이스(125a)가 상기 가이드부(G)를 따라 움직일 수 있도록 구성함으로써 이루어질 수 있다. 도 11에서는 상기 가이드부(G)가 레일 방식으로 형성되는 것을 나타내었지만, 본 발명 개념은 여기에 한정되지 않으며, 당 기술 분야에 알려진 임의의 가이드 방식을 포함할 수 있다.
도 10에 나타낸 바와 같이 제 2 케이스(125a)를 전방으로 돌출시키더라도 도 9에 나타낸 바와 같이 에너지 전달 매체(131)는 제 1 기판(113)과 제 2 기판(123) 사이의 연결을 유지할 수 있도록 구성될 수 있다. 이와 같이 구성함으로써 에너지 저장 및 공급 매체(121)에 결함이 발생하였을 때 제 2 기판(123)을 제 2 케이스(125a)부터 용이하게 분리 가능하도록 설계될 수 있다. 또한, 상기 에너지 전달 매체(131)는 제 2 기판(123)과 용이하게 분리 가능하도록 구성될 수 있다.
이상의 실시예들에 있어서, 제 1 기판(113)과 제 2 기판(123)이 착탈 가능하도록 구성함으로써, 이들을 열적으로 분리하여 에너지 저장 및 공급 매체(121)의 과열을 방지할 수도 있다. 또한, 비휘발성 메모리 장치들이 실장되는 제 1 기판(113)과 에너지 저장 및 공급 매체가 실장되는 제 2 기판(115)의 개발을 평행하게 별도로 진행할 수도 있다.
이는 앞서 제 1 케이스(115)와 제 2 케이스(125)를 분리하는 경우와 마찬가지로, 에너지 저장 및 공급 매체의 장착 여부와는 무관하게 비휘발성 메모리 장치를 포함하는 제 1 기판(113) 및 제 1 케이스(115)의 개발을 진행할 수 있기 때문에 매우 효율적인 기술 개발이 가능하다. 다시 말해, 제 1 기판(113)과 제 2 기판(123)의 분리가 불가능한 경우에는 에너지 저장 및 공급 매체가 요구되는 경우와 에너지 저장 및 공급 매체가 요구되지 않는 경우에 대하여 각각 개발이 진행되어야 한다. 반면, 본 발명 개념에서와 같이 제 1 기판(113)과 제 2 기판(123)의 분리가 가능한 경우에는 비휘발성 메모리 장치를 포함하는 제 1 기판(113) 및 제 1 케이스(115)의 개발과 에너지 저장 및 공급 매체에 관계되는 제 2 케이스(125)의 개발을 별도로 진행한 다음, 에너지 저장 및 공급 매체가 요구되지 않는 경우에는 제 1 케이스(115)만을 이용하고 에너지 저장 및 공급 매체가 요구되는 경우에는 제 1 케이스(115)와 제 2 케이스(125)를 결합하여 이용할 수 있다.
도 12는 본 발명 개념의 일 실시예에 따른 보조 기억 장치(100I)의 정면을 나타낸 사시도이다.
도 12를 참조하면, 에너지 저장 및 공급 매체(121)가 포함되는 제 2 케이스(125a)의 부분에 에너지 저장 및 공급 매체(121)의 정상 여부 및/또는 잔여 용량을 나타내는 표시 장치(129)가 구비되어 있다. 상기 표시 장치(129)는, LED, LCD 등의 일반적인 표시 장치를 사용할 수 있다. 또한, 상기 표시 장치(129)는 온/오프 버튼(127)을 눌렀을 때만 소정 시간 동안 작동하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성은 통상의 기술자에 의하여 구현될 수 있으므로 여기서는 상세한 설명을 생략한다.
도 13은 본 발명 개념의 일 실시예에 따른 시스템(200)의 개념도이다.
도 13을 참조하면, 상기 시스템(200)은 메인보드(210), 상기 메인보드 위에 실장된 중앙 처리 장치(220), 보조 기억 장치(230), 입력 장치(240a, 240b) 및 출력 장치(250)를 포함할 수 있다. 상기 보조 기억 장치(230)는 앞서 설명한 보조 기억 장치들 중의 어느 하나일 수 있다.
상기 입력 장치(240a, 240b)는 키보드, 마우스, 터치스크린 등일 수 있으나, 여기에 한정되지 않는다. 상기 입력 장치(240a, 240b)는 상기 중앙 처리 장치(220)에 데이터를 입력할 수 있는 장치일 수 있다. 상기 출력 장치(250)는 모니터, 프린터 등일 수 있으나, 여기에 한정되지 않는다. 상기 출력 장치(250)는 상기 중앙 처리 장치(220)로부터 데이터를 출력할 수 있는 장치일 수 있다. 상기 입력 장치 및 상기 출력 장치는 하나의 장치에 통합될 수도 있다.
상기 메인보드(210)에는 중앙 처리 장치(220), 주기억 장치(222) 등이 실장될 수 있다. 상기 주기억 장치(222)는 예를 들면, DRAM과 같은 RAM 모듈일 수 있다. 또한, 상기 메인보드(210)는 비디오 카드, 통신 카드 등이 더 실장될 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 메인보드(210)는 SATA 또는 SATA-II와 같은 통신 표준을 이용하여 상기 보조 기억 장치(230)와 정보를 교환할 수 있도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 시스템(200)에는 전원 공급 장치(260)가 구비되어 상기 메인보드(210) 등에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
상기 시스템(200)은 데스크탑 개인용 컴퓨터, 랩탑 개인용 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 PC, 포터블 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player, PMP), 길찾기 시스템(navigation system), 평면 디스플레이 텔레비전과 같은 평면 표시 장치 등일 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
본 발명 개념은 반도체 산업에 유용하게 응용될 수 있다.
100, 100A, 100B, 100C, 100D, 100E, 100F, 100G, 100H, 100I: 보조 기억 장치
103: 외부 전원 105: 에너지 저장 및 공급 매체 부스터
107: 스위치부 108: 에너지 저장 및 공급 매체 차저
109: 전압 레귤레이터 111: 비휘발성 메모리 장치
113: 제 1 기판 115, 115a: 제 1 케이스
117: 단자 118: 휘발성 메모리 장치
119: 컨트롤러 121: 에너지 저장 및 공급 매체
123: 제 2 기판 125, 125a: 제 2 케이스
127: 온/오프 버튼 128, 168: 단열판
129: 표시 장치 131: 에너지 전달 매체
138: 방열판 148: 단열 물질
158: 스페이서

Claims (11)

  1. 외부로부터 전원을 공급받을 수 있도록 구성된 하나 이상의 비휘발성 메모리 장치가 실장된 제 1 기판;
    하나 이상의 에너지 저장 및 공급 매체가 실장된 제 2 기판; 및
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 전기적으로 연결하는 에너지 전달 매체;
    를 포함하고,
    상기 비휘발성 메모리 장치에 대한 외부로부터의 전원이 차단되었을 때 상기 에너지 저장 및 공급 매체가 상기 비휘발성 메모리 장치에 전원을 공급할 수 있도록 구성된 보조 기억 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 기판은 상기 제 1 기판과 별개로 분리된 것을 특징으로 하는 보조 기억 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기판을 수용하는 제 1 케이스 및 상기 제 2 기판을 수용하는 제 2 케이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 기억 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 케이스가 상기 제 1 기판의 상부면과 하부면을 모두 덮고 상기 제 2 케이스가 상기 제 2 기판의 상부면과 하부면을 모두 덮는 것을 특징으로 하는 보조 기억 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 케이스와 상기 제 2 케이스 사이에 단열 물질이 배치된 것을 특징으로 하는 보조 기억 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 케이스와 상기 제 2 케이스 사이에 스페이서가 구비된 것을 특징으로 하는 보조 기억 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 에너지 전달 매체가 상기 스페이서를 통하여 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판을 전기적으로 연결하는 것을 특징으로 하는 보조 기억 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 케이스가 리세스부를 포함하도록 형성되고, 상기 제 1 케이스가 상기 리세스부에 삽입되어 상기 제 2 케이스와 결합되도록 구성된 것을 특징으로 하는 보조 기억 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 케이스가 상기 제 1 기판의 하부면을 노출하고, 상기 제 2 케이스가 상기 제 2 기판의 상부면을 노출하고, 상기 제 2 기판은 상기 제 1 기판의 하부에 배치되고,
    상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판은 단열판에 의하여 열적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 보조 기억 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 에너지 저장 및 공급 매체가 슈퍼 커패시터, 리튬이온 배터리, 니켈 카드뮴 배터리, 또는 니켈 금속 수소화물(nickel metal hydride) 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조 기억 장치.
  11. 중앙 처리 장치;
    상기 중앙 처리 장치에 정보를 입력할 수 있는 입력 장치;
    상기 중앙 처리 장치로부터 정보를 출력할 수 있는 출력 장치; 및
    저장된 정보를 상기 중앙 처리 장치로 전달하거나 상기 중앙 처리 장치에서 출력된 정보를 저장할 수 있는 제 1 항의 보조 기억 장치;
    를 포함하는 시스템.
KR1020110138489A 2011-12-20 2011-12-20 보조 기억 장치 및 이를 포함하는 시스템 KR20130071139A (ko)

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