KR20140132128A

KR20140132128A - 이동 단말기

Info

Publication number: KR20140132128A
Application number: KR1020130051246A
Authority: KR
Inventors: 이요셉; 안원기; 장동수; 이은지; 장용희; 박경의; 김용찬
Original assignee: 엘지전자 주식회사; 고려대학교 산학협력단
Priority date: 2013-05-07
Filing date: 2013-05-07
Publication date: 2014-11-17
Also published as: US20160037681A1; WO2014181929A1; CN105229929A

Abstract

내부에 전장부(電裝部)를 구비한 케이스; 상기 케이스에 결합된 디스플레이부; 상기 전장부의 일측에 실장된 메인기판; 일측은 상기 메인기판과 인접하게 배치되며 일측에서 타측 방향으로 연장된 복수 개의 미세유로를 포함하고, 상기 미세유로는 이웃하는 미세유로와 일측 또는 타측에서 연결되어 폐루프를 형성하는 열교환기; 및 일측에서 열을 흡수하여 기화하고 타측에서 열을 발산하여 액화하며, 상기 미세유로를 따라 진동하는 작동유체를 포함하며, 상기 작동유체는 액체상태와 기체상태가 불연속적으로 섞여 있는 이동 단말기는 기존의 전도방식의 방열구조 대비 대류방식을 이용하므로 방열효율을 높일 수 있다.

Description

이동 단말기{MOBILE TERMINAL}

본 발명은 이동 단말기에서 발생되는 열을 보다 효율적으로 방열시키는 열교환기를 구비한 이동 단말기에 관한 것이다.

단말기는 이동 가능 여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mount terminal)로 나뉠 수 있다.

이와 같은 단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.

상기 다양한 기능의 구현을 위해 다양한 부품이 실장되며, 상기 부품이 순차적으로 또는 동시에 구동되면 많은 양의 열이 발생한다. 또한 단순히 한 가지 기능에만 이동 단말기를 사용하는 것이 아니라 기능이 다양화되면서, 이동 단말기의 사용시간이 길어지기 때문에 온도가 계속 상승하게 되는 문제가 있다.

이동 단말기의 온도가 상승하면 사용자가 손으로 들고 사용이 어려우며, 전자부품의 기능에도 영향을 미치므로 이동 단말기에서 발생하는 열의 방출성능이 이동 단말기의 성능과 연관된다.

본 발명은 이동 단말기의 일측에서 발생되는 열을 흡수하여 타측으로 확산시키는 열교환기를 구비함으로써, 이동 단말기의 방열효율을 향상시킬 수 있는 열교환기를 구비한 이동 단말기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 내부에 전장부(電裝部)를 구비한 케이스; 상기 케이스에 결합된 디스플레이부; 상기 전장부의 일측에 실장된 메인기판; 일측은 상기 메인기판과 인접하게 배치되며 일측에서 타측 방향으로 연장된 복수 개의 미세유로를 포함하고, 상기 미세유로는 이웃하는 미세유로와 일측 또는 타측에서 연결되어 폐루프를 형성하는 열교환기; 및 일측에서 열을 흡수하여 기화하고 타측에서 열을 발산하여 액화하며, 상기 미세유로를 따라 진동하는 작동유체를 포함하며, 상기 작동유체는 액체상태와 기체상태가 불연속적으로 섞여 있는 이동 단말기를 제공한다.

상기 열교환기는 상기 디스플레이부의 배면을 지지하는 미들 프레임일 수 있다.

상기 열교환기는 상기 케이스의 배면에 탈착되는 후면커버일 수 있다.

상기 열교환기의 상기 미세유로가 형성된 열교환부와 상기 열교환부와 이줄사출방식으로 결합된 사출성형부를 더 포함할 수 있다.

상기 미세유로는 사행구조를 이루고, 상기 사행구조의 미세유로의 양 단부를 연결하는 연결유로를 더 포함할 수 있다.

상기 일측은 이동 단말기의 하부이고 타측은 이동 단말기의 상부이며, 상기 미세유로는 수직방향으로 형성될 수 있다.

상기 미세유로는 이동 단말기의 대각선 방향으로 비스듬하게 형성될 수 있다.

상기 미세유로의 단면은 직사각형으로 형성할 수 있다.

상기 미세유로의 수력직경은 500㎛ 이상 1000㎛ 이하로 형성할 수 있다.

상기 작동유체는 액체상태에서 상기 미세유로 용적의 30%이상 70% 이하의 용량을 주입할 수 있다.

상기 작동유체는 끓는 점이 40℃이상 70℃이하인 것을 이용할 수 있다.

상기 작동유체는 과불화탄소 화합물을 이용할 수 있다.

상기 열교환기에 진동을 가하는 진동자를 더 포함하고, 상기 진동자는 상기 이동 단말기의 온도가 상기 열교환기의 작동온도 이상일 때 구동할 수 있다.

상기 진동자는 소정 주기로 불연속적으로 구동할 수 있다.

본 발명의 적어도 일 실시예에 따른 열교환기를 구비한 이동 단말기는 기존의 전도방식의 방열구조 대비 대류방식을 이용하므로 방열효율을 높일 수 있다.

특히, 약 700㎛ 수력직경의 미세유로를 구비한 열교환기를 이용하여 FC-72 작동유체를 50% 주입하였을 때 그래파이트 시트에 비해 열저항을 약 50% 이하로 낮출 수 있어 약 150% 이상의 방열효율을 증가시킬 수 있다.

또한, 디스플레이부를 지지하는 미들 프레임의 역할을 동시에 수행할 수 있어, 미들 프레임 대신 본 발명의 열교환기를 이용하면 부재의 개수를 증가시키지 않고 방열효율을 높일 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 블록 구성도(block diagram)이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 관련된 이동 단말기의 전면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 관련된 이동 단말기의 분해 사시도이다.
도 4는 종래 이동 단말기의 온도 구배를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 측면에 따른 열교환기를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 관련된 열교환기의 수직단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 관련된 열교환기의 수평단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 관련된 열교환기에 작동유체가 채워져 이동하는 모습을 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 관련된 열교환기의 미세유로 사이즈, 작동유체의 종류 및 작동유체의 주입 정도에 따른 열저항을 도시한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 관련된 열교환기의 수직단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 이동 단말기의 진동자의 이용 여부에 따른 열저항을 도시한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

본 명세서에서 설명되는 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 피씨(Slate PC), Tablet PC, Ultra Book 등이 포함될 수 있다.

그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 이동 단말기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등과 같은 고정 단말기에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 블록 구성도(block diagram)이다. 상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 이동 단말기가 구현될 수도 있다.

이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.

무선 통신부(110)는 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이 또는 이동 단말기(100)와 이동 단말기(100)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(110)는 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114) 및 위치정보 모듈(115) 등을 포함할 수 있다.

방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다. 상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 적어도 두 개의 방송 채널들에 대한 동시 방송 수신 또는 방송 채널 스위칭을 위해 둘 이상의 상기 방송 수신 모듈이 상기 이동단말기(100)에 제공될 수 있다.

상기 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.

상기 방송 관련 정보는 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미한다. 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 상기 이동통신 모듈(112)에 의해 수신될 수 있다.

상기 방송 관련 정보는 다양한 형태로 존재할 수 있다. 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 형태로 존재할 수 있다.

상기 방송 수신 모듈(111)은, 예를 들어, DMB-T(Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial), DMB-S(Digital Multimedia Broadcasting-Satellite), MediaFLO(Media Forward Link Only), DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld), DVB-CBMS (Convergence of Broadcasting and Mobile Service), OMA-BCAST (Open Mobile Alliance-BroadCAST), CMMB (China Multimedia Mobile Broadcasting), MBBMS (Mobile Broadcasting Business Management System), ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcast-Terrestrial) 등의 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다. 물론, 상기 방송 수신 모듈(111)은, 상술한 디지털 방송 시스템뿐만 아니라 다른 방송 시스템에 적합하도록 구성될 수도 있다.

방송 수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(160)에 저장될 수 있다.

이동통신 모듈(112)은, GSM(Gobal System for Mobile communications), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband CDMA)(이에 한정되지 않음)와 같은 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 이동 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), GSM, CDMA, WCDMA, LTE(Long Term Evolution)(이에 한정되지 않음) 등이 이용될 수 있다.

Wibro, HSDPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE 등에 의한 무선인터넷 접속은 이동통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 상기 이동통신망을 통해 무선인터넷 접속을 수행하는 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기 이동통신 모듈(112)의 일종으로으로 이해될 수도 있다.

근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.

위치정보 모듈(115)은 이동 단말기의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈이 있다. 현재 기술에 의하면, 상기 GPS모듈(115)은 3개 이상의 위성으로부터 떨어진 거리 정보와 정확한 시간 정보를 산출한 다음 상기 산출된 정보에 삼각법을 적용함으로써, 위도, 경도, 및 고도에 따른 3차원의 현 위치 정보를 정확히 산출할 수 있다. 현재, 3개의 위성을 이용하여 위치 및 시간 정보를 산출하고, 또다른 1개의 위성을 이용하여 상기 산출된 위치 및 시간 정보의 오차를 수정하는 방법이 널리 사용되고 있다. 또한, GPS 모듈(115)은 현 위치를 실시간으로 계속 산출함으로써 속도 정보를 산출할 수 있다.

도 1을 참조하면, A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(121)와 마이크(122) 등이 포함될 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있다.

카메라(121)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(121)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.

마이크(122)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(112)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(122)에는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(130)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는, 이동단말기(100)의 전·후면 또는 측면에 위치하는 버튼(136), 터치 센서(정압/정전)(137)로 구성될 수 있고, 도시되지는 않았지만 키패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등을 더욱 포함하여 구성될 수 있다.

센싱부(140)는 이동 단말기(100)의 개폐 상태, 이동 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무, 이동 단말기의 방위, 이동 단말기의 가속/감속 등과 같이 이동 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. 예를 들어 이동 단말기(100)가 슬라이드 폰 형태인 경우 슬라이드 폰의 개폐 여부를 센싱할 수 있다. 또한, 전원 공급부(190)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(170)의 외부 기기 결합 여부 등을 센싱할 수도 있다. 한편, 상기 센싱부(140)는 근접 센서(141)를 포함할 수 있다. (근접 센서에 관해서는 후술하도록 한다).

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(151), 음향 출력 모듈(152), 알람부(153), 및 햅틱 모듈(154) 등이 포함될 수 있다.

디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 이동 단말기가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 이동 단말기(100)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우에는 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.

디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다. 디스플레이부(151)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 단말기 바디의 디스플레이부(151)가 차지하는 영역을 통해 단말기 바디의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.

이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(151)이 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.

디스플레이부(151)와 상기 터치센서(137)가 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성되는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 디스플레이부(151)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치센서(137)는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가지는 경우 디스플레이부(151)에 적층되어 레이어 구조를 형성할 수도 있고, 상기 디스플레이부(151)의 구성에 포함시켜 일체형으로 이루어질 수 있다.

터치센서(137)는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치센서(137)는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.

터치센서(137)에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기(미도시)로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.

상기 근접 센서(141)는 상기 터치스크린에 의해 감싸지는 이동 단말기의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 배치될 수 있다. 상기 근접 센서는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다.

상기 근접 센서의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 상기 터치스크린이 정전식인 경우에는 상기 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다. 이 경우 상기 터치 스크린(터치센서)은 근접 센서로 분류될 수도 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 터치스크린 상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 포인터가 상기 터치스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 호칭하고, 상기 터치스크린 상에 포인터가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 호칭할 수 있다. 상기 터치스크린 상에서 포인터로 근접 터치가 되는 위치라 함은, 상기 포인터가 근접 터치될 때 상기 포인터가 상기 터치스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미할 수 있다.

상기 근접센서는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다. 상기 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 터치 스크린상에 출력될 수 있다.

음향 출력 모듈(152)은 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(152)은 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력 모듈(152)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.

알람부(153)는 이동 단말기(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동 단말기에서 발생 되는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 터치 입력 등이 있다. 알람부(153)는 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다. 상기 비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이부(151)나 음성 출력 모듈(152)을 통해서도 출력될 수 있으므로, 이 경우 상기 디스플레이부(151) 및 음성출력모듈(152)은 알람부(153)의 일종으로 분류될 수도 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(154)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(154)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택 모듈(154)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어가능하다. 예를 들어, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.

햅틱 모듈(154)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(eletrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.

햅틱 모듈(154)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과의 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(154)은 이동 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

메모리부(160)는 제어부(180)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 전화번호부, 메시지, 오디오, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 상기 메모리부(160)에는 상기 데이터들 각각에 대한 사용 빈도(예를 들면, 각 전화번호, 각 메시지, 각 멀티미디어에 대한 사용빈도)가 저장될 수 있다.

또한, 상기 메모리부(160)에는 상기 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

메모리(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(160)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.

인터페이스부(170)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(170)에 포함될 수 있다.

식별 모듈은 이동 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(User Identify Module, UIM), 가입자 인증 모듈(Subscriber Identify Module, SIM), 범용 사용자 인증 모듈(Universal Subscriber Identity Module, USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 포트를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.

상기 인터페이스부는 이동단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 이동단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동단말기로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동단말기가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.

제어부(controller)(180)는 통상적으로 이동 단말기의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 제어부(180)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(181)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 모듈(181)은 제어부(180) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(180)와 별도로 구현될 수도 있다.

상기 제어부(180)는 상기 터치스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원공급부(190)는 예를 들어 배터리, 연결포트, 전원공급제어부 및 충전모니터링부를 포함할 수 있다.

배터리는 충전 가능하도록 이루어지는 내장형 배터리가 될 수 있으며, 충전 등을 위하여 단말기 바디에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 연결포트는 배터리의 충전을 위하여 전원을 공급하는 외부 충전기가 전기적으로 연결되는 인터페이스(170)의 일 예로서 구성될 수 있다.

여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 제어부(180) 자체로 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리(160)에 저장되고, 제어부(180)에 의해 실행될 수 있다.

도 2는 본 발명과 관련된 이동 단말기의 일 예를 전면에서 바라본 사시도이다.

개시된 이동 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 타입, 폴더 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용이 가능하다.

상기 이동단말기(100)의 바디는 외관을 이루는 케이스(101, 102)를 포함한다. 본 실시예에서, 케이스는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)로 구분될 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 사이에 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장된다.

경우에 따라서는 리어 케이스(102)의 표면에도 전자부품이 실장 될 수 있다. 상기 리어 케이스(102)의 표면에 실장 되는 전자부품은 사용자가 탈착이 필요한 배터리, USIM카드 및 메모리카드 등이 있다. 이 때, 상기 리어 케이스(102)는 그 표면을 커버하기 위한 후면커버(103, 도 3 참조)를 더 구비할 수 있다. 상기 후면커버(103)는 사용자가 용이하게 탈부착 가능한 구조로 형성되며, 상기 후면커버(103)를 제거하면, 상기 리어 케이스(102)의 표면이 노출된다.

케이스(101, 102)는 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속 재질, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS) 또는 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 재질을 갖도록 형성될 수도 있다.

단말기 케이스(101, 102)에는 디스플레이부(151), 음향출력부(152), 카메라(121), 사용자 입력부(130/131,132), 마이크(122), 인터페이스(170) 등이 배치될 수 있다.

디스플레이부(151)는 프론트 케이스(101)의 주면의 대부분을 차지한다. 디스플레이부(151)의 양단부 중 일 단부에 인접한 영역에는 음향 출력 모듈(152)과 카메라(121)가 배치되고, 다른 단부에 인접한 영역에는 사용자 입력부(131)와 마이크(122)가 배치된다. 사용자 입력부(132)와 인터페이스(170) 등은 프론트 케이스(101) 및 리어 케이스(102)의 측면들에 배치될 수 있다.

사용자 입력부(130)는 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력받기 위해 조작되는 것으로서, 복수의 조작 유닛들(131, 132, 133)을 포함할 수 있다. 조작 유닛들(131, 132, 133)은 조작부(manipulating portion)로도 통칭 될 수 있다.

제1 또는 제2조작 유닛들(131, 132)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 상기 조작 유닛들(131, 132, 133)은 사용자가 압력을 가하면 인식하는 버튼방식이 있을 수 있고, 상기 디스플레이부(151) 외에 조작 유닛(131, 132, 133)에도 터치센서(137)를 구비하여 사용자의 터치만으로 사용자의 명령을 입력받을 수도 있다.

도 3은 본 발명의 이동 단말기의 분해 사시도로서, 후면커버(103), 리어 케이스(102), 메인기판(185), 열교환기(200), 디스플레이부(151) 및 프론트 케이스(101)가 도시되어 있다.

프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)가 결합하여 그 사이에 전자부품을 실장하는 전장부(電裝部)를 형성하고, 상기 전장부에 메인기판(185)을 비롯한 각종 전자부품, 열교환기(200) 및 디스플레이부(151)가 실장 된다.

메인기판(185)은 이동 단말기(100)의 제어를 위해 각종 전자소자(184)가 실장되며, 도 3에 도시된 바와 같이 일측에 배치할 수 있다. 전자소자(184)는 이동 단말기의 OS 및 각종 어플리케이션을 구동시키는 AP(Application Process) 칩. 디스플레이부를 통해 출력되는 영상을 제어하는 그래픽 처리장치(GPU:Graphic Processing Unit), 전력관리(Power Management) 칩 등이 포함된다.

이러한 전자소자(184)는 이동 단말기 사용시 계속 작동하여 많은 열이 발생한다. 도 4는 열교환기(200)를 구비하지 않은 경우 이동 단말기의 온도 구배를 나타낸 도면으로 ①이 가장 고온이고 숫자가 커질수록 온도가 낮은 부분을 의미하며 ④가 가장 저온 부분을 나타낸다. 이동 단말기(100)의 일측에 열이 많이 발생하는 전자소자(184)가 실장된 메인기판(185)이 위치하기 때문에 일측과 타측의 온도가 상이하게 나타난다.

도 4와 같이 일측에 집중되는 열에 의해 이동 단말기(100)의 온도가 상승하면 이동 단말기의 성능에 영향을 미치며, 이동 단말기(100)가 뜨거워져 사용자가 손으로 파지하기 어려울 수 있다.

컴퓨터 등의 거치형 단말기에서는 메인기판의 열을 식히기 위해 메인기판의 주변 공기를 이동시켜 온도를 낮추는 방열팬을 이용할 수 있으나, 이동 단말기(100)는 휴대성을 고려할 때, 방열팬을 이용한 냉각방식은 이용하기 어렵다.

종래에는 주로 구리판이나 그래파이트 시트(Graphite Sheet)와 같이 열전도효율이 높은 소재로 이루어진 방열판을 이용하여 전도 방식으로 열을 확산시켰다. 그러나, 전도 방식은 유체가 직접 열을 전달하는 대류 방식에 비해 열의 전달 효율이 떨어지는 한계가 있다.

본 발명은 다수의 미세유로(201)를 포함한 열교환기(200)에 작동유체(210)를 주입하여 작동유체(210)의 대류현상을 이용하여 일측에서 타측으로 열을 전달함으로써, 이동 단말기의 특정부분에 온도가 집중되는 것을 방지하고 방열 성능을 향상시킨다. 열교환기(200)의 일측이 이동 단말기의 온도가 높은 쪽에 위치하고, 타측이 상대적으로 온도가 낮은 쪽에 위치하며 미세유로는 일측에서 타측방향으로 연장된다.

도 3에 도시된 바와 같이 열교환기(200)는 방열기능 외에 디스플레이부(151)의 배면에서 디스플레이부(151)를 지지하는 미들 프레임의 기능을 동시에 수행할 수 있다.

미들 프레임에는 디스플레이부(151), 사용자 입력부(131)나, 메인기판(185)등 이 안착되는 지지구조가 형성되며, 상기 지지구조는 작은 사이즈의 요철을 포함한다. 유로가 형성된 열교환부(220)에 이중사출방식으로 상기 작은 사이즈의 요철을 포함하는 사출성형부(230)를 일체형으로 형성할 수 있다.

도 3과 같이 미들 프레임의 기능을 하는 열교환기(200)는 기존의 미들 프레임을 생략할 수 있어, 전장부에 열교환기를 추가하는 것보다 부재의 개수가 증가하는 것을 방지하고 이동 단말기의 두께가 증가하는 것을 최소화할 수 있다.

도 5는 다른 실시예로서 후면커버 기능을 동시에 하는 열교환기(200')가 도시되어 있다. 후면커버 내측을 오목하게 형성하고 열교환부(220')를 삽입할 수도 있고, 상기 미들 프레임의 경우와 마찬가지로 유로가 형성된 열교환부(220')에 이중사출하여 후면커버 형상으로 사출성형부(230')를 형성하고 외측을 마감부재로 커버하여 후면커버 기능을 하는 열교환기(200')를 제공할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 관련된 열교환기(200)의 열교환부(220)의 수평 단면도이고 도 7는 수직 단면도로서, 상기 열교환부(220)는 일측에서 타측방향(도면상으로는 수직방향)으로 연장된 다수의 미세유로(201)를 포함한다. 미세유로(201) 작동유체(210)가 채워지고 작동유체(210)가 주변 온도에 따라 상변화를 일으키며 액체상태(211)와 기체상태(212)가 번갈아 나타나며 유동한다.

이처럼 작동유체(210)가 기체상태와 액체상태가 번갈아 가며 나타나며 상변화를 일으키고, 진동하며 유동하는 열교환기를 진동 열교환기(PHP: Pulsating Heat Pipe)라고 하고, 본 발명에서는 진동 열교환기를 작게 만들어 미세유로(201)가 마이크로 사이즈인 마이크로 진동 열교환기(micro PHP)를 이용한다.

이때, 미세유로(201)의 사이즈는 모두 동일할 필요는 없고, 두께가 달라질 수도 있다.

열교환부(220)의 일측을 증발부(evaporator)(A), 타측을 액화부(Condenser)(C), 상기 증발부(A)와 액화부(C) 사이를 버블/슬러그 진동부(Bubble/Slug Oscillation)(B)로 구분할 수 있다. 증발부(A)에서 열을 흡수하여 기체상태로 변화하고, 버블/슬러그 진동부(B)에서 상변화를 일으키며 액화부(C)로 이동하고, 액화부(C)에서 열을 방출하고 액체상태로 다시 상변화를 일으킨다. 액화된 작동유체(210)는 다시 증발부(A)로 이동한다.

이동 단말기의 가장 온도가 높은 부분에 증발부(A)가 위치하며, 액화부(C)는 가장 온도가 낮은 부분에 위치한다. 작동유체(210)는 액체상태(211) 보다 기체상태(212)에서 더 가벼워 중력의 반대 방향으로 이동하는 성질이 있다. 따라서 보다 활발하게 열교환이 이루어지기 위해서는 증발부(A)가 이동 단말기(100)의 하부에 위치하고, 액화부(C)가 이동 단말기(100)의 상부에 위치하는 것이 바람직하다.

도 3에 도시된 바와 같이 이동 단말기(100)의 하부에 메인기판(185)를 배치하면, 증발부(A)는 이동 단말기의 하부에 위치하고 액화부(C)가 이동단말기의 상부에 위치하도록 열교환기(200)를 배치할 수 있다.

상기 미세유로는 증발부(A)와 버블/슬러그 진동부(B) 및 액화부(C)를 관통하도록 일측에서 타측방향으로 길게 형성되고, 각 미세유로(201)는 이웃하는 미세유로(201)와 연결되어 구불구불한 사행구조를 갖도록 형성할 수 있다. 사행구조의 미세유로(201)의 양 단부를 연결하는 연결유로(205)에 의해 폐루프(closed loop)의 유로를 구성할 수도 있다. 도면상의 유로는 하나의 폐루프로 이루어졌으나, 복수 개의 폐루프로 구성할 수도 있다.

폐루프를 이루는 경우 상기 폐루프를 따라 작동유체가 순환할 수 있다. 다만, 미세유로(201)가 폐루프이더라도 반드시 한 방향으로 이동하는 것은 아니고 부분적으로는 작동유체(210)가 기체 상태와 액체 상태를 반복하여 변화하면서 일측에서 타측으로 진동하며 이동할 수 있다.

상기 미세유로(201)는 SUS(Steel Use Stainless)와 같은 금속판재를 에칭하여 형성하거나, 레이저 식각 방식을 이용하여 형성한 후에 금속판재를 더 적층하여 열교환기(200)를 구성할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이 미세유로(201)를 사각형 형상으로 형성하면 원형의 미세유로(201)에 비해 동일 면적당 두께를 최소화할 수 있고, 에칭방식으로 미세유로(201) 형성시 사각형 형상이 원형보다 제조하기 용이하다

유로(201)의 사이즈는 몇 mm 또는 몇백 ㎛의 크기로 형성할 수 있다. 수력직경(Hydraulic diameter)은 환형의 미세유로(201)와 직사각형의 미세유로(201)의 면적을 서로 비교하기 쉽도록 직사각형 미세유로(201)의 면적을 환형으로 환산시 직경을 의미하는 것으로 직사각형 미세유로(201)의 두 개의 변(D,H)의 곱을 두 개의 변(D, H)의 합으로 나눈 값의 2배를 의미한다.

즉, 수력직경(Dh)은 2(D×H)/(D+H)이며, 수력직경이 500㎛ 이상 1000㎛ 이하의 미세유로(201)를 이용할 수 있다. 용매의 끓는점, 점도 등의 성질에 따라 최적의 수력직경은 달라질 수 있다.

하기 [표 1]은 최적의 미세유로사이즈를 도출하기 위해 동일한 사이즈의 열교환기(200)에 형성한 미세유로(201)의 채널직경과 수력직경을 다르게 하여 다양한 열교환기(200) 샘플의 규격을 나타낸 표이다.

히트파이프 샘플 넘버	채널직경 D(mm)	수력직경 Dh(㎛)	채널수 (개)	채널사이 간격 G(mm)
1	0.50	500	18	1
2	1.25	714	12	1
3	2.00	800	9	1
4	3.50	875	6	1
5	5.75	920	4	1
6	8.00	941	3	1

도 9는 상기 [표 1]의 히트파이프 샘플을 이용하여 열교환기(200)의 미세유로(201) 사이즈, 작동유체(210)의 종류 및 작동유체(210)의 주입 정도에 따른 열저항을 도시한 그래프이다. 열저항이란 열을 얼마나 전달 잘하느냐를 나타내는 지표로 동일 열량을 일 지점에 가했을 때 그와 이격된 지점과의 온도차를 의미한다. 열저항이 작을수록 열전달효율이 높아 방열성능이 우수하다.

도 9을 참조하면 작동유체(210)가 FC-72인 경우 수력직경이 714㎛인 열교환기(200)에서 효율이 가장 좋고 물의 경우 수력직경이 920㎛인 열교환기(200)에서 방열 효율이 가장 좋다.

유로(201) 사이의 간격(G)은 실제 성능과 큰 관련성은 없으나, 너무 넓게 형성하면 미세유로(201)의 면적이 줄고 너무 좁게 형성하면 미세유로(201)를 형성 후에 금속판재를 적층 시에 적층 되는 금속판재와 잘 결합되지 않고 떨어질 수 있으므로 상기 문제를 고려하여 적절한 사이즈, 예를 들면 약 1mm정도 사이즈로 형성할 수 있다.

도 8는 본 발명의 일 실시예에 관련된 열교환부(220)에 작동유체(210)가 채워져 이동하는 모습을 도시한 단면도이다. 작동유체(210) 미세유로에 주입시 미세유로(201)의 일부를 채우고 나머지 빈 공간은 진공 또는 저압 상태로 만든다.

작동유체(210)는 열을 흡수하면 기화되는 것이 바람직하므로 끓는 점이 낮은 작동유체(210)를 이용할 수 있다. 대기압하에서 작동유체(210)는 끓는점이 40℃이상 70℃이하인 작동유체를 이용하면, 진공 또는 저압상태에서는 끓는점이 더 낮아져 이동 단말기(100)의 구동 시 의해 작동유체(210)가 기체로 상태가 변화될 수 있다.

물은 끓는 점이 높아 물에 비해 끓는 점이 낮은 과불화탄소 화합물을 이용하는 것이 바람직하다. 과불화탄소 화합물은 독성이 없고 기화열이 작아 쉽게 상태가 변화하여 기화될 수 있다.

실험 상으로 이용한 작동유체(210)는 3M사의 FC-72로서 대기압하에서 끓는 점이 56℃이므로, 진공상태에서는 약 40℃에서 기화될 수 있어, 도 9에 도시된 바와 같이 물보다 효율이 높다.

액체상태의 작동유체(210)가 열을 흡수하여 팽창하거나 기체로 변화하고 열을 방출한 후에는 온도가 떨어져 다시 액체 상태로 변화한다. 열을 흡수하여 기화된 작동유체(212)는 열을 흡수하지 않아 아직 팽창하지 않은 액체상태의 작동유체(211)에 비해 가벼우므로 중력방향의 반대방향으로 이동한다. 이때, 미세유로(201)가 서로 연결되면 미세유로(201)에 채워진 작동유체(210)끼리 서로 팽창과 수축 및 기화와 액화를 반복하면서 서로 밀어내는 힘이 발생한다.

작동유체(210) 주입시, 너무 적은 양의 작동유체(210)를 주입하면 상기 팽창에 의해 작동유체(210) 사이에 밀어내는 효과가 떨어져 작동유체(210)의 순환속도가 떨어지는 문제가 있다. 반대로 미세유로(201)를 전부 작동유체(210)로 채우면 작동유체(210)가 팽창할 공간이 부족하여 원활한 대류 현상이 나타나지 않으며, 과열되면 열교환기(200)가 파손될 수도 있다.

따라서 상기 작동유체(210)를 30%이상 70%이하로 주입하며, 작동유체(210)의 주입 비율은 작동유체(210)의 종류에 따라 달라질 수 있다. 실험상으로는 도 9에 도시된 바와 같이 작동유체(210)로 FC-72를 이용하는 경우 50% 주입하는 경우 가장 효율이 좋게 나타난다. 작동유체(210)는 액체상태로 미세유로(201)의 일부에 채워지도록 주입하고 나머지 부분은 진공상태로 만든다. 진공상태로 만들기 위해 미세유로(201)의 공기를 흡입하거나 진공상태 또는 저압 상태의 방에서 액체를 주입할 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이 주입된 작동유체(210)는 증발부(A)에서 열을 흡수하여 부피가 커지고 상태가 변화되어 기포(212)를 형성한다. 기포(212)의 크기는 열을 흡수할수록 길게 늘어나면서 액화부(C)로 이동한다. 액화부(C)에서 열을 방출하고 다시 부피가 작아져 액화된 작동유체(211)는 상기 미세유로(201)를 따라 증발부(A)로 이동한다.

상술한 바와 같이 기체는 액체보다 가벼워 중력방향의 반대 방향으로 이동하려는 힘이 크게 나타나므로, 미세유로(201)는 상하방향으로 형성되고, 중력방향(하부)에 열이 많이 발생하는 전자부품, 예를 들면 메인기판(185) 등을 배치할 수 있다.

다만, 이동 단말기(100)를 가로방향으로 들고 사용하는 경우 기화된 작동유체(210)가 미세유로(201)를 따라 이동하는 속도가 떨어질 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이 미세유로(201)를 비스듬하게 사선방향으로 형성하여 측방향으로 이동 단말기(100)를 들고 사용하는 경우에도 작동유체(210)가 이동할 수 있다.

또 본 발명의 이동 단말기(100)는 진동자(186)를 더 포함할 수 있다. 알람 등의 목적으로 이동 단말기(100)에 진동을 부가하는 장치로서, 진동자(186)를 작동시키면 상기 열교환기(200) 내부의 작동유체(210)의 유동이 더욱 활발하게 나타난다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 관련된 이동 단말기(100)의 진동자(186)의 이용 여부에 따른 열저항을 도시한 그래프로서, 진동자(186)를 사용하지 않는 경우(①)보다 진동자(186)를 사용한 경우(②) 열저항이 약 9%정도 낮아져 방열효율이 높아진다.

진동자(186)는 이동 단말기의 온도가 열교환기(200)의 작동온도 이상으로 올라가면 구동할 수 있다. 열교환기(200)가 작동하는 온도는 작동유체(210)의 기화가 시작되어 작동유체(210)의 진동이 시작되는 온도를 의미한다. 이동단말기의 온도가 25℃ 내지 30℃ 정도가 되었을 때 작동유체(210)의 진동이 나타나므로, 상기 범위에서 진동자(186)가 구동하도록 설정할 수 있다.

또한 상기 진동자(186)가 지속적으로 진동하면 사용에 불편을 느낄 수 있으므로, 소정 주기로 불연속적으로 구동하도록 제어하거나, 사용자가 임의로 진동자(186)의 구동을 제한할 수 있다.

본 발명의 적어도 일 실시예에 따른 열교환기(200)를 구비한 이동 단말기(100)는 기존의 전도방식의 방열구조 대비 대류방식을 이용하므로 방열효율을 높일 수 있다. 약 700㎛ 수력직경의 미세유로(201)를 구비한 열교환기(200)를 이용하여 FC-72 작동유체(210)를 50% 주입하였을 때 그래파이트 시트에 비해 열저항을 약 50%이하로 낮출 수 있어 약 150%이상의 방열효율을 증가시킬 수 있다.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

100: 이동 단말기 121: 카메라
151: 디스플레이부 152: 음향출력부
185: 메인기판 184: 전자소자
186: 진동자 200: 열교환기
201: 미세유로 205: 연결유로
210: 작동유체 220: 열교환부
230: 사출성형부

Claims

내부에 전장부(電裝部)를 구비한 케이스;
상기 케이스에 결합된 디스플레이부;
상기 전장부의 일측에 실장된 메인기판;
일측은 상기 메인기판과 인접하게 배치되며 일측에서 타측 방향으로 연장된 복수 개의 미세유로를 포함하고, 상기 미세유로는 이웃하는 미세유로와 일측 또는 타측에서 연결되어 폐루프를 형성하는 열교환기; 및
일측에서 열을 흡수하여 기화하고 타측에서 열을 발산하여 액화하며, 상기 미세유로를 따라 진동하는 작동유체를 포함하며,
상기 작동유체는 액체상태와 기체상태가 불연속적으로 섞여 있는 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 열교환기는 상기 디스플레이부의 배면을 지지하는 미들 프레임인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 열교환기는 상기 케이스의 배면에 탈착되는 후면커버인 것을 특징으로 하는 상기 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 열교환기의 상기 미세유로가 형성된 열교환부와
상기 열교환부와 이줄사출방식으로 결합된 사출성형부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 미세유로는 사행구조를 이루고,
상기 사행구조의 미세유로의 양 단부를 연결하는 연결유로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 일측은 이동 단말기의 하부이고 타측은 이동 단말기의 상부이며,
상기 미세유로는 수직방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 미세유로는 이동 단말기의 대각선 방향으로 비스듬하게 형성된 것을 특징으로 하는 단말기.
제1항에 있어서,
상기 미세유로의 단면은 직사각형인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 미세유로의 수력직경은 500㎛ 이상 1000㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 작동유체는 액체상태에서 상기 미세유로 용적의 30%이상 70% 이하의 용량이 주입되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 작동유체는 끓는 점이 40℃이상 70℃이하인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 작동유체는 과불화탄소 화합물인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제1항에 있어서,
상기 열교환기에 진동을 가하는 진동자를 더 포함하고,
상기 진동자는 상기 이동 단말기의 온도가 상기 열교환기의 작동온도 이상일 때 구동하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제13항에 있어서,
상기 진동자는 소정 주기로 불연속적으로 구동하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.