KR20190049394A - 에어로졸 생성 장치 - Google Patents

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Abstract

적어도 하나의 히터, 배터리 및 제어부를 포함하고, 궐련을 가열함으로써 에어로졸을 생성하는 에어로졸 생성 장치를 개시한다.
본 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 경성(rigid) 소재로 구성된 메인 PCB 및 보조 PCB와, 연성(flexible) 소재로 구성된 연결 PCB를 포함하며, 연결 PCB는 메인 PCB 및 보조 PCB를 전기적으로 연결할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 경연성 PCB(rigid-flexible PCB)를 포함할 수 있다.

Description

에어로졸 생성 장치 {APPARATUS FOR GENERATING AEROSOL}
본 개시는 에어로졸 생성 장치를 제공한다.
근래에 일반적인 궐련의 단점들을 극복하는 대체 방법에 관한 수요가 증가하고 있다. 예를 들어, 궐련을 연소시켜 에어로졸을 생성시키는 방법이 아닌 궐련 내의 에어로졸 발생 물질이 가열됨에 따라 에어로졸이 생성되는 방법에 관한 수요가 증가하고 있다.
전기를 이용하여 궐련을 가열하는 히터를 구비한 전자담배의 경우, 전자담배 내부에 다수의 구성부품이 포함되는데, 다수의 구성부품을 적절하게 배치하지 않는 경우 전자담배의 전체적인 크기가 커질 수 있다.
이에 따라, 전자담배를 소형화하여 휴대성을 높이기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
에어로졸 생성 장치를 제공하는데 있다. 본 실시예에 따른 에어로졸 생성 장치는 경성(rigid) 소재의 PCB(RPCB) 및 연성(flexible) 소재의 PCB(FPCB)를 혼용하거나, 경연성 소재의 PCB(RFPCB)를 이용하여, 에어로졸 생성 장치 내부의 회로를 구성할 수 있다.
본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 실시예들로부터 또 다른 기술적 과제들이 유추될 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 개시의 제1 측면은, 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 적어도 하나의 히터; 상기 적어도 하나의 히터가 가열되도록 전력을 공급하는 배터리; 제어부; 및 경성(rigid) 소재로 구성된 메인 PCB 및 보조 PCB;를 포함하고, 상기 메인 PCB는 상기 에어로졸 생성 장치의 길이 방향에 대해 평행하게 배치되고, 상기 보조 PCB는 상기 에어로졸 생성 장치의 길이 방향에 대해 수직으로 배치되며, 상기 메인 PCB는 및 상기 보조 PCB는, 연성(flexible) 소재로 구성된 연결 PCB에 의해 전기적으로 연결되는 것인,에어로졸 생성 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 메인 PCB는 상기 배터리 및 상기 제어부 중 적어도 어느 하나의 일 측면에서 상기 에어로졸 생성 장치의 길이 방향에 대해 평행하게 배치되고, 상기 보조 PCB는 상기 적어도 하나의 히터와 상기 배터리 사이에서 상기 에어로졸 생성 장치의 길이 방향에 대해 수직으로 배치되는 것인, 에어로졸 생성 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 히터는, 궐련에 포함된 에어로졸 생성 물질을 가열하는 히터; 및 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성하는 증기화기;를 포함하고, 상기 보조 PCB는 상기 궐련용 히터 및 상기 증기화기용 히터와 전기적으로 연결되는 것인, 에어로졸 생성 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 에어로졸 생성 장치는, 상기 에어로졸 생성 장치에 삽입된 궐련이 흡입될 때의 흡입 압력을 감지하는 감압센서;를 더 포함하고, 상기 보조 PCB는 상기 감압센서와 전기적으로 연결되는 것인, 에어로졸 생성 장치를 제공할 수 있다
또한, 상기 메인 PCB는, 상기 적어도 하나의 히터의 온도를 감지하는 온도 센서, 외부와의 무선 통신을 위한 안테나, 상기 에어로졸 생성 장치의 작동 상태를 나타내는 인터페이스 중 적어도 어느 하나와 전기적으로 연결되는 것인, 에어로졸 생성 장치를 제공할 수 있다
또한, 상기 메인 PCB 및 상기 보조 PCB를 구성하는 경성(rigid) 소재는 FR-4(Flame Retardant-4)이며, 상기 연결 PCB를 구성하는 연성(flexible) 소재는 폴리이미드(polyimide)인 것인, 에어로졸 생성 장치를 제공할 수 있다
또한, 상기 보조 PCB가 상기 적어도 하나의 히터에 의해 과열되지 않도록, 상기 보조 PCB에는 방열판이 부착되는 것인, 에어로졸 생성 장치를 제공할 수 있다
또한, 상기 연결 PCB는 제1 절연층, 상기 제1 절연층상에 형성된 도전층과 상기 도전층에 적층되는 제2 절연층을 포함하고, 상기 연결 PCB는 상기 메인 PCB 및 상기 보조 PCB와 연결하기 위한 연결 영역을 포함하는데, 상기 연결 영역은 상기 제2 절연층이 박리됨으로써 노출된 상기 도전층 상에 도금된 도금층을 포함하고, 상기 메인 PCB 및 상기 보조 PCB는 상기 도금층을 통해 상기 연결 PCB와 연결되는 것인, 에어로졸 생성 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층은 폴리이미드를 포함하고, 상기 도전층은 구리를 포함하고, 상기 도금층은 금을 포함하는 것인, 에어로졸 생성 장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 제2 측면은, 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 적어도 하나의 히터; 상기 적어도 하나의 히터가 가열되도록 전력을 공급하는 배터리; 제어부; 및 경연성 PCB(rigid-flexible PCB); 를 포함하고, 상기 경연성 PCB(rigid-flexible PCB)의 제 1 경성(rigid) 부분은 상기 에어로졸 생성 장치의 길이 방향에 대해 평행하게 배치되고, 제 2 경성(rigid) 부분은 상기 에어로졸 생성 장치의 길이 방향에 대해 수직으로 배치되며, 연성(flexible) 부분은 굴곡을 가지며 상기 제 1 경성(rigid) 부분과 상기 제 2 경성(rigid) 부분을 연결해주는 것인, 에어로졸 생성 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 경연성 PCB(rigid-flexible PCB)의 상기 제 1 경성(rigid) 부분 및 상기 제 2 경성(rigid) 부분의 소재는 FR4(Flame-Retardant 4)이며, 상기 연성(flexible) 부분의 소재는 폴리이미드(polyimide)인 것인, 에어로졸 생성 장치 를 제공할 수 있다.
또한, 상기 경연성 PCB가 상기 적어도 하나의 히터에 의해 과열되지 않도록, 상기 경연성 PCB에는 방열판이 부착되는 것인, 에어로졸 생성 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 경성(rigid) 소재의 PCB(RPCB) 및 연성(flexible) 소재의 PCB(FPCB)를 혼용하거나, 경연성 소재의 PCB(RFPCB)를 이용하여, 에어로졸 생성 장치 내부의 회로를 구성함으로써, 에에로졸 생성 장치를 소형화할 수 있다.
도 1 및 도 2는 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 3은 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 경성(rigid) PCB 및 연성(flexible) PCB를 포함하는 에어로졸 생성 장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 보조 PCB와 연결된 구성부품을 도시한 블록도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 메인 PCB와 연결된 구성부품을 도시한 블록도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 경연성 PCB(rigid-flexible PCB)를 포함하는 에어로졸 생성 장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 8은 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2는 에어로졸 생성 장치에 궐련이 삽입된 예들을 도시한 도면들이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 배터리(11000), 제어부(12000), 히터(13000) 및 증기화기(14000)를 포함한다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 공간에는 궐련(20000)이 삽입될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 에어로졸 생성 장치(10000)에는 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 1 및 도 2에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 에어로졸 생성 장치(10000)에 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
또한, 도 1 및 도 2에는 에어로졸 생성 장치(10000)에 히터(13000)가 포함되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라, 히터(13000)는 생략될 수도 있다.
도 1에는 배터리(11000), 제어부(12000), 증기화기(14000) 및 히터(13000)가 일렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 또한, 도 2에는 증기화기(14000) 및 히터(13000)가 병렬로 배치된 것으로 도시되어 있다. 그러나, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 구조는 도 1 또는 도 2에 도시된 것에 한정되지 않는다. 다시 말해, 에어로졸 생성 장치(10000)의 설계에 따라, 배터리(11000), 제어부(12000), 증기화기(14000) 및 히터(13000)의 배치는 변경될 수 있다.
궐련(20000)이 에어로졸 생성 장치(10000)에 삽입되면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 증기화기(14000)를 작동시켜, 증기화기(14000)로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있다. 증기화기(14000)에 의해 생성된 에어로졸은 궐련(20000)을 통과하여 사용자에게 전달된다. 증기화기(14000)에 관한 설명은 하기에서 보다 상세히 하기로 한다.
배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 예를 들어, 배터리(11000)는 히터(13000) 또는 증기화기(14000)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있고, 제어부(12000)가 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(11000)는 에어로졸 생성 장치(10000)에 설치된 디스플레이, 센서, 모터 등이 동작하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다.
제어부(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작을 전반적으로 제어한다. 구체적으로, 제어부(12000)는 배터리(11000), 히터(13000) 및 증기화기(14000)뿐 만 아니라 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함된 다른 구성들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 구성들 각각의 상태를 확인하여, 에어로졸 생성 장치(10000)가 동작 가능한 상태인지 여부를 판단할 수도 있다.
제어부(12000)는 적어도 하나의 프로세서를 포함한다. 프로세서는 다수의 논리 게이트들의 어레이로 구현될 수도 있고, 범용적인 마이크로 프로세서와 이 마이크로 프로세서에서 실행될 수 있는 프로그램이 저장된 메모리의 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 다른 형태의 하드웨어로 구현될 수도 있음을 본 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
히터(13000)는 배터리(11000)로부터 공급된 전력에 의하여 가열될 수 있다. 예를 들어, 궐련이 에어로졸 생성 장치(10000)에 삽입되면, 히터(13000)는 궐련의 외부에 위치할 수 있다. 따라서, 가열된 히터(13000)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다.
히터(13000)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(13000)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(13000)가 가열될 수 있다. 그러나, 히터(13000)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 희망 온도까지 가열될 수 있는 것이라면 제한 없이 해당될 수 있다. 여기에서, 희망 온도는 에어로졸 생성 장치(10000)에 기 설정되어 있을 수도 있고, 사용자에 의하여 원하는 온도로 설정될 수도 있다.
한편, 다른 예로, 히터(13000)는 유도 가열식 히터일 수 있다. 구체적으로, 히터(13000)에는 궐련을 유도 가열 방식으로 가열하기 위한 전기 전도성 코일을 포함할 수 있으며, 궐련은 유도 가열식 히터에 의해 가열될 수 있는 서셉터를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2에는 히터(13000)가 궐련(20000)의 외부에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 히터(13000)는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있으며, 가열 요소의 모양에 따라 궐련(20000)의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다.
또한, 에어로졸 생성 장치(10000)에는 히터(13000)가 복수 개 배치될 수도 있다. 이때, 복수 개의 히터(13000)들은 궐련(20000)의 내부에 삽입되도록 배치될 수도 있고, 궐련(20000)의 외부에 배치될 수도 있다. 또한, 복수 개의 히터(13000)들 중 일부는 궐련(20000)의 내부에 삽입되도록 배치되고, 나머지는 궐련(20000)의 외부에 배치될 수 있다. 또한, 히터(13000)의 형상은 도 1 및 도 2에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
증기화기(14000)는 액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성할 수 있으며, 생성된 에어로졸은 궐련(20000)을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있다. 다시 말해, 증기화기(14000)에 의하여 생성된 에어로졸은 에어로졸 생성 장치(10000)의 기류 통로를 따라 이동할 수 있고, 기류 통로는 증기화기(14000)에 의하여 생성된 에어로졸이 궐련을 통과하여 사용자에게 전달될 수 있도록 구성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14000)는 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소는 독립적인 모듈로서 에어로졸 생성 장치(10000)에 포함될 수도 있다.
액체 저장부는 액상 조성물을 저장할 수 있다. 예를 들어, 액상 조성물은 휘발성 담배 향 성분을 포함하는 담배 함유 물질을 포함하는 액체일 수 있고, 비 담배 물질을 포함하는 액체일 수도 있다. 액체 저장부는 증기화기(14000)로부터 탈/부착될 수 있도록 제작될 수도 있고, 증기화기(14000)와 일체로서 제작될 수도 있다.
예를 들어, 액상 조성물은 물, 솔벤트, 에탄올, 식물 추출물, 향료, 향미제, 또는 비타민 혼합물을 포함할 수 있다. 향료는 멘솔, 페퍼민트, 스피아민트 오일, 각종 과일향 성분 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 향미제는 사용자에게 다양한 향미 또는 풍미를 제공할 수 있는 성분을 포함할 수 있다. 비타민 혼합물은 비타민 A, 비타민 B, 비타민 C 및 비타민 E 중 적어도 하나가 혼합된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 액상 조성물은 글리세린 및 프로필렌 글리콜과 같은 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
액체 전달 수단은 액체 저장부의 액상 조성물을 가열 요소로 전달할 수 있다. 예를 들어, 액체 전달 수단은 면 섬유, 세라믹 섬유, 유리 섬유, 다공성 세라믹과 같은 심지(wick)가 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
가열 요소는 액체 전달 수단에 의해 전달되는 액상 조성물을 가열하기 위한 요소이다. 예를 들어, 가열 요소는 금속 열선, 금속 열판, 세라믹 히터 등이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 가열 요소는 니크롬선과 같은 전도성 필라멘트로 구성될 수 있고, 액체 전달 수단에 감기는 구조로 배치될 수 있다. 가열 요소는, 전류 공급에 의해 가열될 수 있으며, 가열 요소와 접촉된 액체 조성물에 열을 전달하여, 액체 조성물을 가열할 수 있다. 그 결과, 에어로졸이 생성될 수 있다.
예를 들어, 증기화기(14000)는 카토마이저(cartomizer) 또는 무화기(atomizer)로 지칭될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 에어로졸 생성 장치(10000)는 배터리(11000), 제어부(12000) 및 히터(13000) 외에 범용적인 구성들을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)는 시각 정보의 출력이 가능한 디스플레이 및/또는 촉각 정보의 출력을 위한 모터를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10000)는 적어도 하나의 센서(퍼프 감지 센서, 온도 감지 센서, 궐련 삽입 감지 센서 등)를 포함할 수 있다. 또한, 에어로졸 생성 장치(10000)는 궐련(20000)이 삽입된 상태에서도 외부 공기가 유입되거나, 내부 기체가 유출 될 수 있는 구조로 제작될 수 있다.
도 1 및 도 2에는 도시되지 않았으나, 에어로졸 생성 장치(10000)는 별도의 크래들과 함께 시스템을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 크래들은 에어로졸 생성 장치(10000)의 배터리(11000)의 충전에 이용될 수 있다. 또는, 크래들과 에어로졸 생성 장치(10000)가 결합된 상태에서 히터(13000)가 가열될 수도 있다.
궐련(20000)은 일반적인 연소형 궐련과 유사할 수 있다. 예를 들어, 궐련(20000)은 에어로졸 생성 물질을 포함하는 제 1 부분과 필터 등을 포함하는 제 2 부분으로 구분될 수 있다. 또는, 궐련(20000)의 제 2 부분에도 에어로졸 생성 물질이 포함될 수도 있다. 예를 들어, 과립 또는 캡슐의 형태로 만들어진 에어로졸 생성 물질이 제 2 부분에 삽입될 수도 있다.
에어로졸 생성 장치(10000)의 내부에는 제 1 부분 전체가 삽입되고, 제 2 부분은 외부에 노출될 수 있다. 또는, 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부에 제 1 부분의 일부만 삽입될 수도 있고, 제 1 부분 및 제 2 부분의 일부가 삽입될 수도 있다. 사용자는 제 2 부분을 입으로 문 상태에서 에어로졸을 흡입할 수 있다. 이때, 에어로졸은 외부 공기가 제 1 부분을 통과함으로써 생성되고, 생성된 에어로졸은 제 2 부분을 통과하여 사용자의 입으로 전달된다.
일 예로서, 외부 공기는 에어로졸 생성 장치(10000)에 형성된 적어도 하나의 공기 통로를 통하여 유입될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 생성 장치(10000)에 형성된 공기 통로의 개폐 및/또는 공기 통로의 크기는 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 이에 따라, 무화량, 끽연감 등이 사용자에 의하여 조절될 수 있다. 다른 예로서, 외부 공기는 궐련(20000)의 표면에 형성된 적어도 하나의 구멍(hole)을 통하여 궐련(20000)의 내부로 유입될 수도 있다.
이하, 도 3을 참조하여, 궐련(20000)의 일 예에 대하여 설명한다.
도 3은 궐련의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 궐련(20000)은 담배 로드(21000) 및 필터 로드(22000)를 포함한다. 도 1 및 도 2를 참조하여 상술한 제 1 부분은 담배 로드(21000)를 포함하고, 제 2 부분은 필터 로드(22000)를 포함한다.
도 3에는 필터 로드(22000)가 단일 세그먼트로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 필터 로드(22000)는 복수의 세그먼트들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 필터 로드(22000)는 에어로졸을 냉각하는 제 1 세그먼트 및 에어로졸 내에 포함된 소정의 성분을 필터링하는 제 2 세그먼트를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 필터 로드(22000)에는 다른 기능을 수행하는 적어도 하나의 세그먼트를 더 포함할 수 있다.
궐련(20000)은 적어도 하나의 래퍼(24000)에 의하여 포장될 수 있다. 래퍼(24000)에는 외부 공기가 유입되거나 내부 기체가 유출되는 적어도 하나의 구멍(hole)이 형성될 수 있다. 일 예로서, 궐련(20000)은 하나의 래퍼(24000)에 의하여 포장될 수 있다. 다른 예로서, 궐련(20000)은 2 이상의 래퍼(24000)들에 의하여 중첩적으로 포장될 수도 있다. 예를 들어, 제 1 래퍼에 의하여 담배 로드(21000)가 포장되고, 제 2 래퍼에 의하여 필터 로드(22000)가 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 담배 로드(21000) 및 필터 로드(22000)가 결합되고, 제 3 래퍼에 의하여 궐련(20000) 전체가 재포장될 수 있다. 만약, 담배 로드(21000) 또는 필터 로드(22000) 각각이 복수의 세그먼트들로 구성되어 있다면, 각각의 세그먼트가 개별 래퍼에 의하여 포장될 수 있다. 그리고, 개별 래퍼에 의하여 포장된 세그먼트들이 결합된 궐련(20000) 전체가 다른 래퍼에 의하여 재포장될 수 있다.
담배 로드(21000)는 에어로졸 생성 물질을 포함한다. 예를 들어, 에어로졸 생성 물질은 글리세린, 프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜 및 올레일 알코올 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 담배 로드(21000)는 풍미제, 습윤제 및/또는 유기산(organic acid)과 같은 다른 첨가 물질을 함유할 수 있다. 또한, 담배 로드(21000)에는, 멘솔 또는 보습제 등의 가향액이, 담배 로드(21000)에 분사됨으로써 첨가할 수 있다.
담배 로드(21000)는 다양하게 제작될 수 있다. 예를 들어, 담배 로드(21000)는 시트(sheet)로 제작될 수도 있고, 가닥(strand)으로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21000)는 담배 시트가 잘게 잘린 각초로 제작될 수도 있다. 또한, 담배 로드(21000)는 열 전도 물질에 의하여 둘러싸일 수 있다. 예를 들어, 열 전도 물질은 알루미늄 호일과 같은 금속 호일일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 담배 로드(21000)를 둘러싸는 열 전도 물질은 담배 로드(21000)에 전달되는 열을 고르게 분산시켜 담배 로드에 가해지는 열 전도율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 담배 맛을 향상시킬 수 있다. 또한, 담배 로드(21000)를 둘러싸는 열 전도 물질은 유도 가열식 히터에 의해 가열되는 서셉터로서의 기능을 할 수 있다. 이때, 도면에 도시되지는 않았으나, 담배 로드(21000)는 외부를 둘러싸는 열 전도 물질 이외에도 추가의 서셉터를 더 포함할 수 있다.
필터 로드(22000)는 셀룰로오스 아세테이트 필터일 수 있다. 한편, 필터 로드(22000)의 형상에는 제한이 없다. 예를 들어, 필터 로드(22000)는 원기둥 형(type) 로드일 수도 있고, 내부에 중공을 포함하는 튜브 형(type) 로드일 수도 있다. 또한, 필터 로드(22000)는 리세스 형(type) 로드일 수도 있다. 만약, 필터 로드(22000)가 복수의 세그먼트들로 구성된 경우, 복수의 세그먼트들 중 적어도 하나가 다른 형상으로 제작될 수도 있다.
필터 로드(22000)는 향미가 발생되도록 제작될 수도 있다. 일 예로서, 필터 로드(22000)에 가향액이 분사될 수도 있고, 가향액이 도포된 별도의 섬유가 필터 로드(22000)의 내부에 삽입될 수도 있다.
또한, 필터 로드(22000)에는 적어도 하나의 캡슐(23000)이 포함될 수 있다. 여기에서, 캡슐(23000)은 향미를 발생시키는 기능을 수행할 수도 있고, 에어로졸을 발생시키는 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 캡슐(23000)은 향료를 포함하는 내용액을 피막으로 감싼 구조일 수 있다. 캡슐(23000)은 구형 또는 원통형의 형상을 갖을 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
만약, 필터 로드(22000)에 에어로졸을 냉각하는 세그먼트가 포함될 경우, 냉각 세그먼트는 고분자 물질 또는 생분해성 고분자 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 냉각 세그먼트는 순수한 폴리락트산 만으로 제작될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또는, 냉각 세그먼트는 복수의 구멍들이 뚫린 셀룰로오스 아세테이트 필터로 제작될 수 있다. 그러나, 냉각 세그먼트는 상술한 예에 한정되지 않고, 에어로졸이 냉각되는 기능을 수행할 수 있다면, 제한 없이 해당될 수 있다.
한편, 도 3에는 도시되지 않았으나, 일 실시예에 따른 궐련(20000)은 전단 필터를 더 포함할 수 있다. 전단 필터는 담배 로드(21000)에 있어서, 필터 로드(22000)에 대향하는 일측에 위치한다. 전단 필터는 담배 로드(21000)가 외부로 이탈하는 것을 방지할 수 있으며, 흡연 중에 담배 로드(21000)로부터 액상화된 에어로졸이 에어로졸 발생 장치(도 1 및 도 2의 10000)로 흘러 들어가는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 경성(rigid) PCB 및 연성(flexible) PCB를 포함하는 에어로졸 생성 장치의 일 예를 도시한 도면이다.
이하에서는 도 3과 중복되는 내용은 편의상 생략하기로 한다.
에어로졸 생성 장치(10000)는 복수의 PCB를 포함할 수 있다. 일 실시예에서 에어로졸 생성 장치(10000)는 메인 PCB(410)와 보조 PCB(420), 그리고 메인 PCB(410)와 보조 PCB(420)를 전기적으로 연결하는 연결 PCB(430)를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 메인 PCB(410)은 에어로졸 생성 장치(10000)의 길이 방향에 대해 평행하게 배치되고, 보조 PCB(420)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 길이 방향에 대해 수직으로 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 메인 PCB(410)는 배터리(11000)의 일 측면에서 에어로졸 생성 장치(10000)의 길이 방향에 대해 평행하게 배치되고, 보조 PCB(420)는 히터(13000)(또는 증기화기(14000))와 배터리(11000) 사이에서 에어로졸 생성 장치(10000)의 길이 방향에 대해 수직으로 배치될 수 있다.
또한, 배터리(11000) 및 제어부(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 길이 방향에 대해 나란하게 배치되고, 배터리(11000) 및 제어부(12000)의 일 측면에는 메인 PCB(410)가 배치될 수 있다. 이 때, 메인 PCB(410)는 배터리(11000) 및 제어부(12000)의 적어도 일부에 걸쳐 에어로졸 생성 장치(10000)의 길이 방향에 평행하게 배치될 수 있다. 히터(13000) 및 증기화기(14000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 길이 방향의 수직 방향에 대해 나란하게 배치되고, 히터(13000) 및 증기화기(14000)의 적어도 일 측면에는 보조 PCB(420)가 배치될 수 있다. 이 때, 보조 PCB(420)는 히터(13000) 및 증기화기(14000)의 적어도 일부에 걸쳐 에어로졸 생성 장치(10000)의 길이 방향에 대해 평행하게 배치될 수 있으며, 보조 PCB(420)는 히터(13000) 및 증기화기(14000)와 제어부(12000) 사이에 배치될 수 있다.
연결 PCB(430)는 굴곡을 형성하며 메인 PCB(410)의 일부 영역 및 보조 PCB(420)의 일부 영역과 접촉함으로써, 메인 PCB(410)와 보조 PCB(420)를 전기적으로 연결할 수 있다. 연결 PCB(430)는 메인 PCB(410) 및 보조 PCB(420)의 상면 또는 하면의 일부 영역과 접촉할 수 있다.
일 실시예에서, 메인 PCB(410)가 배터리(11000) 및 제어부(12000)의 일 측면에서 에어로졸 생성 장치(10000)의 길이 방향에 대해 평행하게 배치된 경우, 연결 PCB(430)는 메인 PCB(410)의 흡구단측 말단 부분, 및 메인 PCB(410)의 흡구단측 말단 부분과 인접한 보조 PCB(420)의 말단 부분에 접촉함으로써 메인 PCB(410)와 보조 PCB(420)를 전기적으로 연결할 수 있다. 한편, 흡구단측이란 에어로졸 생성 장치(10000)에서 궐련(2000)이 삽입되는 방향을 의미한다.
그러나, 에어로졸 생성 장치(10000) 내부에서 메인 PCB(410), 보조 PCB(420) 및 연결 PCB(430)가 배치되는 구조는 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에서 메인 PCB(410) 및 보조 PCB(420)는 경성(rigid) 소재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메인 PCB(410) 및 보조 PCB(420)를 구성하는 경성(rigid) 소재는, FR-1(Flame Retardant-1), FR-2(Flame Retardant-2), FR-3(Flame Retardant-3), FR-4(Flame Retardant-4), CEM-1(Composite Epoxy Material-1), CEM-3(Composite Epoxy Material-3) 중 어느 하나일 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않는다.
메인 PCB(410) 및 보조 PCB(420)는 절연층과 도전층을 포함할 수 있으며, 절연층과 도전층이 교대로 적층된 build-up 방식의 PCB일 수 있다. 예를 들어, 메인 PCB(410) 및 보조 PCB(420)는 6층(layer) PCB일 수 있다.
일 실시예에서 연결 PCB(430)는 연성(flexible) 소재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 연결 PCB(430)를 구성하는 연성(flexible) 소재는 폴리이미드(polyimide)일 수 있다. 연결 PCB(430)는 히터(13000) 및/또는 증기화기(14000)에 인접하여 배치되므로, 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작 중에 연결 PCB(430)의 온도는 높은 온도까지 상승할 수 있다. 폴리이미드(polyimide)는 400℃까지 견딜 수 있으므로, 연결 PCB(430)의 소재로 폴리이미드(polyimide)를 적용함으로써 신뢰성 저하를 방지할 수 있다. 또한, PCB 제조 단가를 절감할 수 있으며 조립 성능을 개선할 수 있다.
연결 PCB(430)는 제1 절연층, 제1 절연층 상에 형성된 도전층과, 도전층에 적층되는 제2 절연층을 포함할 수 있다. 일 실시예에서 도전층은 구리를 포함하고, 제1 절연층 및 제2 절연층은 폴리이미드를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
연결 PCB(430)는 메인 PCB(410)와 보조 PCB(420)를 연결하기 위한 연결 영역을 포함하는데, 연결 영역은 제2 절연층이 박리됨으로써 노출된 도전층 상에 도금된 도금층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리이미드로 형성된 제2 절연층의 일부 영역을 박리시킴으로써 구리 도전층을 노출시킬 수 있고, 노출된 구리 도전층을 금으로 도금함으로써 연결 PCB(430)의 연결 영역을 형성할 수 있다.
메인 PCB(410)와 보조 PCB(420)는 연결 영역의 도금층을 통해 연결 PCB(430)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에서 연결 PCB(430)의 연결 영역(즉, 도금층)은 연결 PCB(430)의 양 단부에 위치할 수 있다. 즉, 연결 PCB(430)의 양 단부는 각각 메인 PCB(410) 및 보조 PCB(420)에 접촉하여 메인 PCB(410) 및 보조 PCB(420)를 전기적으로 연결할 수 있다.
연결 PCB(430)의 양 단부에서 노출된 구리 층을 금으로 도금함으로써 연결 PCB(430)의 열용량을 증가시킬 수 있고, 이로써 연결 PCB(430)가 히터(13000) 및/또는 증기화기(14000)에 의해 과열되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에서 보조 PCB(420)는 히터(13000) 및/또는 증기화기(14000)에 인접하여 배치되므로, 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작 중에 보조 PCB(420)의 온도는 높은 온도까지 상승할 수 있다. 이 때, 보조 PCB(420)에 방열판을 부착하거나, 방열 기능을 갖는 보조 PCB(420)를 이용함으로써 보조 PCB(420)가 과열되는 것을 방지할 수 있다. 방열 역할을 하는 소재에는 실리콘, 고무, 겔이 포함될 수 있다.
단일 PCB 만을 이용하여 에어로졸 생성 장치(10000)의 회로를 구성하는 경우, 단일 PCB는 에어로졸 생성 장치(10000)의 길이 방향을 따라 한쪽 끝 단에서 다른 한쪽 끝 단까지 연장될 수 있다. 도 4를 참조하면, 단일 PCB만을 이용하여 에어로졸 생성 장치(10000)의 회로를 구성하는 대신, 메인 PCB(410) 및 보조 PCB(420)로 PCB를 분리하여 회로를 구성함으로써 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 공간을 보다 효율적으로 활용하여 에어로졸 생성 장치(10000)의 전체적인 크기를 소형화할 수 있다.
한편, 다른 실시예에서 보조 PCB(420)는 예를 들어 폴리이미드 소재와 같은 소재를 포함하는 연성 PCB로 구현할 수 있다. 보조 PCB(420)를 메인 PCB(410)와 상이한 소재를 이용하여 제조하여 서로 독립적이게 이격된 위치에 설치함으로써, 경성의 소재를 이용하여 하나의 PCB를 제조하는 경우에 비하여 제조 단가를 절감할 수 있으며 조립 성능이 개선될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 보조 PCB와 연결된 구성부품을 도시한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 보조 PCB(500)는 배터리(510), 제어부(520), 감압센서(530), 증기화기(540) 및 히터(550)와 전기적으로 연결될 수 있다. 그러나 이는 예시일 뿐이며, 보조 PCB(500)는 도 5에 도시된 구성부품(510 내지 550) 외에 다른 구성부품과도 전기적으로 연결되거나, 도 5에 도시된 구성부품(510 내지 550) 중 일부가 생략될 수도 있다.
보조 PCB(500)는 배터리(510) 및 제어부(520)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제어부(520)는, 예를 들어, 보조 PCB(500) 상에 부착되어 보조 PCB(500)와 전기적으로 연결될 수 있다. 배터리(510)는 에어로졸 생성 장치의 구성부품들이 동작할 수 있도록 전력을 공급하며, 제어부(520)는 에어로졸 생성 장치의 전반적인 동작을 제어하는 하드웨어이다.
감압센서(530)는 에어로졸 생성 장치에 삽입된 궐련이 흡입될 때의 흡입 압력을 감지하는 센서로서, 감압센서(530)는 사용자가 궐련을 빨아들이는 동작(퍼프 동작)에 의해 외부로부터 유입된 공기의 압력인 흡입압력을 감지하여 신호를 발생시킨다. 일 실시예에서 감압센서(530)는 사용자가 궐련을 빨아들이는 동작(퍼프 동작)에 의해 외부로부터 유입된 공기가 이동하는 기류패스에 위치할 수 있다. 보조 PCB(500)는 감압센서(530)와 전기적으로 연결될 수 있다.
증기화기(540)는 액체 저장부, 액체 전달 수단 및 가열 요소를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 액체 저장부에 저장된 액상 조성물은 담배 함유 물질 및/또는 비담배 물질을 포함하는 액체일 수 있다. 액체 전달 수단은 다공성 세라믹과 같은 심지(wick)로서 액체 저장부의 액상 조성물을 가열 요소로 전달할 수 있다. 가열 요소는 액체 전달 수단에 의해 전달되는 액상 조성물을 가열하기 위한 요소이다. 보조 PCB(500)는 증기화기(540)와 전기적으로 연결될 수 있다.
히터(550)는 궐련에 포함된 에어로졸 생성 물질을 가열할 수 있다. 궐련이 에어로졸 생성 장치에 삽입되면, 히터(550)는 궐련의 외부 또는 내부에 위치할 수 있다. 예를 들어, 히터(550)는 관 형 가열 요소, 판 형 가열 요소, 침 형 가열 요소 또는 봉 형의 가열 요소를 포함할 수 있으며, 가열 요소의 모양에 따라 궐련의 내부 또는 외부를 가열할 수 있다. 보조 PCB(500)는 히터(550)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 메인 PCB와 연결된 구성부품을 도시한 블록도이다.
도 6을 참조하면, 메인 PCB(600)는 배터리(610), 제어부(620), 온도센서(630), 안테나(640) 및 인터페이스(650)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제어부(620)는, 예를 들어, 메인 PCB(600) 상에 부착되어 메인 PCB(600)와 전기적으로 연결될 수 있다. 그러나 이는 예시일 뿐이며, 메인 PCB(600)는 도 6에 도시된 구성부품(610 내지 650) 외에 다른 구성부품과도 전기적으로 연결되거나, 도 6에 도시된 구성부품(610 내지 650) 중 일부가 생략될 수도 있다.
이하에서 도 5와 중복되는 내용은 편의상 생략하기로 한다.
온도센서(630)는 궐련을 가열하는 히터의 온도를 감지할 수 있다. 일 실시예에서 히터의 온도 센싱은 온도센서(630)의 저항값을 측정함으로써 이루어질 수 있다. 온도센서(630)는 궐련이 수용되는 수용통로의 측벽 또는 바닥벽에 위치할 수 있다. 그러나, 온도 센싱 방법 및 온도센서(630)의 위치는 이에 제한되지 않는다. 메인 PCB(600)는 온도센서(630)와 전기적으로 연결될 수 있다.
안테나(640)는 외부와의 통신을 수행할 수 있다. 안테나(640)는 무선통신을 수행할 수 있는 블루투스® 안테나일 수 있다. 메인 PCB(600)는 안테나(640)와 전기적으로 연결될 수 있다.
인터페이스(650)는 시각 정보를 출력하는 디스플레이 또는 램프, 촉각 정보를 출력하는 모터, 소리 정보를 출력하는 스피커를 포함할 수 있다. 메인 PCB(600)는 인터페이스(650)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 경연성 PCB(rigid-flexible PCB)를 포함하는 에어로졸 생성 장치의 일 예를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(10000)는 경연성 PCB(rigid-flexible PCB)(720)를 포함할 수 있다. 경연성 PCB(720)는 단일 PCB이다.
경연성 PCB(720)는 제 1 경성 부분(711a), 제 2 경성 부분(711b) 및 연성 부분(712)으로 이뤄질 수 있다. 제 1 경성 부분(711a)은 에어로졸 생성 장치(10000)의 길이 방향에 대해 평행하게 배치되고, 제 2 경성 부분(711b)은 에어로졸 생성 장치(10000)의 길이 방향에 대해 수직으로 배치되며, 연성 부분(712)은 굴곡을 가지며 제 1 경성 부분(711a)과 제 2 경성 부분(711b)을 연결해줄 수 있다.
일 실시예에서 제 1 경성 부분(711a)은 배터리(11000)의 일 측면에서 에어로졸 생성 장치(10000)의 길이 방향에 대해 평행하게 배치되고, 제 2 경성 부분(711b)은 히터(13000)(또는 증기화기(14000))와 배터리(11000) 사이에서 에어로졸 생성 장치(10000)의 길이 방향에 대해 수직으로 배치될 수 있다.
또한, 배터리(11000) 및 제어부(12000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 길이 방향에 대해 나란하게 배치되고, 배터리(11000) 및 제어부(12000)의 일 측면에는 제 1 경성 부분(711a)이 배치될 수 있다. 이 때, 제 1 경성 부분(711a)은 배터리(11000) 및 제어부(12000)의 적어도 일부에 걸쳐 에어로졸 생성 장치(10000)의 길이 방향에 평행하게 배치될 수 있다. 히터(13000) 및 증기화기(14000)는 에어로졸 생성 장치(10000)의 길이 방향의 수직 방향에 대해 나란하게 배치되고, 히터(13000) 및 증기화기(14000)의 적어도 일 측면에는 제 2 경성 부분(711b)이 배치될 수 있다. 이 때, 제 2 경성 부분(711b)은 히터(13000) 및 증기화기(14000)의 적어도 일부에 걸쳐 에어로졸 생성 장치(10000)의 길이 방향에 대해 평행하게 배치될 수 있으며, 제 2 경성 부분(711b)은 히터(13000) 및 증기화기(14000)와 제어부(12000) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에서 제 1 경성 부분(711a) 및 제 2 경성 부분(711b)을 구성하는 경성 소재는, FR-1(Flame Retardant-1), FR-2(Flame Retardant-2), FR-3(Flame Retardant-3), FR-4(Flame Retardant-4), CEM-1(Composite Epoxy Material-1), CEM-3(Composite Epoxy Material-3) 중 어느 하나일 수 있다. 그러나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 연성 부분(712)을 구성하는 연성 소재는, 폴리이미드(polyimide)일 수 있다. 연성 부분(712)은 히터(13000) 및/또는 증기화기(14000)에 인접하여 배치되므로, 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작 중에 연성 부분(712)의 온도는 높은 온도까지 상승할 수 있다. 폴리이미드(polyimide)는 400℃까지 견딜 수 있으므로, 연성 부분(712)의 소재로 폴리이미드(polyimide)를 적용함으로써 신뢰성 저하를 방지할 수 있다. 또한, PCB 제조 단가를 절감할 수 있으며 조립 성능을 개선할 수 있다.
또한, 제 2 경성 부분(711b)은 히터(13000) 및/또는 증기화기(14000)에 인접하여 배치되므로, 에어로졸 생성 장치(10000)의 동작 중에 제 2 경성 부분(711b)의 온도는 높은 온도까지 상승할 수 있다. 이 때, 제 2 경성 부분(711b)에 방열판을 부착함으로써 제 2 경성 부분(711b)이 과열되는 것을 방지할 수 있다. 방열 역할을 하는 소재에는 실리콘, 고무, 겔이 포함될 수 있다.
제 1 경성 부분(711a)은 배터리(11000), 제어부(12000), 감압센서(미도시), 증기화기(14000) 및 히터(13000)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제 2 경성 부분(711b)은 배터리(11000), 제어부(12000), 온도센서(미도시), 안테나(미도시) 및 인터페이스(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다.
경연성 PCB(720)를 이용하여 에어로졸 생성 장치(10000)의 회로를 구성함으로써 에어로졸 생성 장치(10000)의 내부 공간을 보다 효율적으로 활용하여 에어로졸 생성 장치(10000)의 전체적인 크기를 소형화할 수 있다.
도 8은 에어로졸 생성 장치의 하드웨어 구성을 도시한 블록도이다.
도 8을 참조하면, 에어로졸 생성 장치(800)는 제어부(810), 히터(820), 배터리(830), 메모리(840), 센서(850) 및 인터페이스(860)를 포함할 수 있다.
히터(820)는 제어부(810)의 제어에 따라 배터리(830)로부터 공급된 전력에 의하여 전기적으로 가열된다. 궐련이 수용통로를 따라 이동하다가 궐련의 단부가 수용부의 바닥벽에 도달하면, 히터(820)는 궐련의 내부 또는 외부에 위치한다. 따라서, 가열된 히터(820)는 궐련 내의 에어로졸 생성 물질의 온도를 상승시킬 수 있다. 히터(820)는 궐련의 내부에 삽입될 수 있거나 궐련의 외부를 가열할 수 있는 형태라면 제한 없이 해당될 수 있다. 또한, 히터(820)는 일부 부분만 가열될 수도 있다.
히터(820)는 전기 저항성 히터일 수 있다. 예를 들어, 히터(820)에는 전기 전도성 트랙(track)을 포함하고, 전기 전도성 트랙에 전류가 흐름에 따라 히터(820)가 가열될 수 있다.
안정적인 사용을 위하여, 히터(820)에는 3.2 V, 2.4 A, 8 W의 규격에 따른 전력이 공급될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 히터(820)에 전력이 공급되는 경우, 히터(820)의 표면 온도는 400℃ 이상으로 상승할 수 있다. 히터(820)에 전력이 공급되기 시작한 때부터 15초가 초과되기 이전에 히터(820)의 표면 온도는 약 350℃까지 상승할 수 있다.
에어로졸 생성 장치의 히터(820) 주변에는 별도의 온도 감지 센서가 구비될 수 있다. 또는, 히터(820) 주변에 온도 감지 센서가 구비되지 않고, 히터(820)가 온도 감지 센서의 역할을 수행할 수도 있다. 또는, 히터(820)가 온도 감지 센서의 역할을 수행함과 동시에 히터(820) 주변에는 별도의 온도 감지 센서가 더 구비될 수도 있다. 히터(820)가 온도 감지 센서의 역할을 수행하기 위하여, 히터(820)에는 발열 및 온도 감지를 위한 적어도 하나의 전기 전도성 트랙이 포함될 수 있다. 또한, 히터(820)에는 발열을 위한 제1 전기 전도성 트랙 이외에 온도 감지를 위한 제2 전기 전도성 트랙이 별도로 포함될 수 있다.
예를 들어, 제2 전기 전도성 트랙에 걸리는 전압 및 제2 전기 전도성 트랙에 흐르는 전류가 측정되면, 저항(R)이 결정될 수 있다. 이 때, 아래의 수학식 1에 의하여 제2 전기 전도성 트랙의 온도(T)가 결정될 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1에서, R은 제2 전기 전도성 트랙의 현재 저항 값을 의미하고, R0는 온도 T0(예를 들어, 0℃)에서의 저항 값을 의미하고, α는 제 2 전기 전도성 트랙의 저항 온도 계수를 의미한다. 전도성 물질(예를 들어, 금속)은 고유의 저항 온도 계수를 갖고 있는바, 제2 전기 전도성 트랙을 구성하는 전도성 물질에 따라 α는 미리 결정될 수 있다. 따라서, 제2 전기 전도성 트랙의 저항(R)이 결정되는 경우, 상기 수학식 1에 의하여 제2 전기 전도성 트랙의 온도(T)가 연산될 수 있다.
히터(820)는 적어도 하나의 전기 전도성 트랙(제1 전기 전도성 트랙 및 제2 전기 전도성 트랙)으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 히터(820)는 2개의 제1 전기 전도성 트랙 및 1개 또는 2개의 제2 전기 전도성 트랙으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
전기 전도성 트랙은 전기 저항성 물질을 포함한다. 일 예로서, 전기 전도성 트랙은 금속 물질로 제작될 수 있다. 다른 예로서, 전기 전도성 트랙은 전기 전도성 세라믹 물질, 탄소, 금속 합금 또는 세라믹 물질과 금속의 합성 물질로 제작될 수 있다.
또한, 히터(820) 주변에는 온도 감지 센서의 역할을 수행하는 전기 전도성 트랙 및 온도 감지 센서를 모두 포함할 수 있다.
제어부(810)는 에어로졸 생성 장치(800)의 전반적인 동작을 제어하는 하드웨어이다. 제어부(810)는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러 등과 같은 프로세싱 유닛으로 구현된 집적 회로이다.
제어부(810)는 센서(850)에 의해 센싱된 결과를 분석하고 뒤이어 수행될 처리들을 제어한다. 제어부(810)는 센싱 결과에 따라 배터리(830)로부터 히터(820)로의 전력 공급을 개시 또는 중단시킬 수 있다. 또한, 제어부(810)는 히터(820)가 소정의 온도까지 가열되거나 적절한 온도를 유지할 수 있도록 히터(820)에 공급되는 전력의 양 및 전력이 공급되는 시간을 제어할 수 있다. 나아가서, 제어부(810)는 인터페이스(860)의 다양한 입력 정보 및 출력 정보를 처리할 수 있다.
제어부(810)는 에어로졸 생성 장치(800) 이용한 사용자의 흡연 횟수를 카운팅하고, 카운팅 결과에 따라 사용자의 흡연을 제한하도록 에어로졸 생성 장치(800)의 관련 기능들을 제어할 수 있다.
메모리(840)는 에어로졸 생성 장치(800) 내에서 처리되는 각종 데이터들을 저장하는 하드웨어로서, 메모리(840)는 제어부(810)에서 처리된 데이터들 및 처리될 데이터들을 저장할 수 있다. 메모리(840)는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static random access memory) 등과 같은 RAM(random access memory), ROM(read-only memory), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory) 등의 다양한 종류들로 구현될 수 있다.
메모리(840)는 흡연 시각, 흡연 횟수 등과 같은 사용자의 흡연 패턴에 대한 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리(840)에는 궐련이 수용통로에 수용된 경우의 기준 온도 변화 값 관련 데이터가 저장될 수 있다.
배터리(830)는 에어로졸 생성 장치(800)가 동작하는데 이용되는 전력을 공급한다. 즉, 배터리(830)는 히터(820)가 가열될 수 있도록 전력을 공급할 수 있다. 또한, 배터리(830)는 에어로졸 생성 장치(800) 내에 구비된 다른 하드웨어들, 제어부(810), 센서(850) 및 인터페이스(860)의 동작에 필요한 전력을 공급할 수 있다. 배터리(830)는 리튬인산철(LiFePO4) 배터리일 수 있으나, 이에 제한되지 않고 산화 리튬 코발트(LiCoO2) 배터리, 리튬 티탄산염 배터리 등으로 제작될 수 있다. 배터리(830)는 충전이 가능한 배터리이거나 일회용 배터리일 수 있다.
센서(850)는 퍼프 감지(puff detect) 센서(온도 감지 센서, 유량(flow) 감지 센서, 위치 감지 센서 등), 궐련삽입 감지 센서, 히터(820)의 온도 감지센서 등의 다양한 종류의 센서들을 포함할 수 있다. 센서(850)에 의해 센싱된 결과는 제어부(810)로 전달되고, 제어부(810)는 센싱 결과에 따라 히터 온도의 제어, 흡연의 제한, 궐련 삽입 유/무 판단, 알림 표시 등과 같은 다양한 기능들이 수행되도록 에어로졸 생성 장치(800)를 제어할 수 있다.
인터페이스(860)는 시각 정보를 출력하는 디스플레이 또는 램프, 촉각 정보를 출력하는 모터, 소리 정보를 출력하는 스피커, 사용자로부터 입력된 정보를 수신하거나 사용자에게 정보를 출력하는 입/출력(I/O) 인터페이싱 수단들(예를 들어, 버튼 또는 터치스크린)과 데이터 통신을 하거나 충전 전력을 공급받기 위한 단자들, 외부 디바이스와 무선 통신(예를 들어, WI-FI, WI-FI Direct, Bluetooth, NFC(Near-Field Communication) 등)을 수행하기 위한 통신 인터페이싱 모듈 등의 다양한 인터페이싱 수단들을 포함할 수 있다. 다만, 에어로졸 생성 장치(800)는 위의 예시된 다양한 인터페이싱 수단들 중 일부만을 취사 선택하여 구현될 수도 있다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 적어도 하나의 히터;
    상기 적어도 하나의 히터가 가열되도록 전력을 공급하는 배터리;
    제어부; 및
    경성(rigid) 소재로 구성된 메인 PCB 및 보조 PCB;
    를 포함하고,
    상기 메인 PCB는 에어로졸 생성 장치의 길이 방향에 대해 평행하게 배치되고, 상기 보조 PCB는 상기 에어로졸 생성 장치의 길이 방향에 대해 수직으로 배치되며,
    상기 메인 PCB는 및 상기 보조 PCB는, 연성(flexible) 소재로 구성된 연결 PCB에 의해 전기적으로 연결되는 것인, 에어로졸 생성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 PCB는 상기 배터리 및 상기 제어부 중 적어도 어느 하나의 일 측면에서 상기 에어로졸 생성 장치의 길이 방향에 대해 평행하게 배치되고,
    상기 보조 PCB는 상기 적어도 하나의 히터와 상기 배터리 사이에서 상기 에어로졸 생성 장치의 길이 방향에 대해 수직으로 배치되는 것인, 에어로졸 생성 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 히터는,
    궐련에 포함된 에어로졸 생성 물질을 가열하는 히터; 및
    액상 조성물을 가열하여 에어로졸을 생성하는 증기화기;
    를 포함하고,
    상기 보조 PCB는 상기 히터 및 상기 증기화기와 전기적으로 연결되는 것인, 에어로졸 생성 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어로졸 생성 장치는,
    상기 에어로졸 생성 장치에 삽입된 궐련이 흡입될 때의 흡입 압력을 감지하는 감압센서;
    를 더 포함하고,
    상기 보조 PCB는 상기 감압센서와 전기적으로 연결되는 것인, 에어로졸 생성 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 PCB는,
    상기 적어도 하나의 히터의 온도를 감지하는 온도 센서, 외부와의 무선 통신을 위한 안테나, 상기 에어로졸 생성 장치의 작동 상태를 나타내는 인터페이스 중 적어도 어느 하나와 전기적으로 연결되는 것인, 에어로졸 생성 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 PCB 및 상기 보조 PCB를 구성하는 경성(rigid) 소재는 FR-4(Flame Retardant-4)이며,
    상기 연결 PCB를 구성하는 연성(flexible) 소재는 폴리이미드(polyimide)인 것인, 에어로졸 생성 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 보조 PCB가 상기 적어도 하나의 히터에 의해 과열되지 않도록, 상기 보조 PCB에는 방열판이 부착되는 것인, 에어로졸 생성 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 PCB는 제1 절연층, 상기 제1 절연층상에 형성된 도전층과 상기 도전층에 적층되는 제2 절연층을 포함하고,
    상기 연결 PCB는 상기 메인 PCB 및 상기 보조 PCB와 연결하기 위한 연결 영역을 포함하는데, 상기 연결 영역은 상기 제2 절연층이 박리됨으로써 노출된 상기 도전층 상에 도금된 도금층을 포함하고,
    상기 메인 PCB 및 상기 보조 PCB는 상기 도금층을 통해 상기 연결 PCB와 연결되는 것인, 에어로졸 생성 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 절연층 및 상기 제2 절연층은 폴리이미드를 포함하고, 상기 도전층은 구리를 포함하고, 상기 도금층은 금을 포함하는 것인, 에어로졸 생성 장치.
  10. 에어로졸 생성 물질을 가열하여 에어로졸을 생성하는 적어도 하나의 히터;
    상기 적어도 하나의 히터가 가열되도록 전력을 공급하는 배터리;
    제어부; 및
    경연성 PCB(rigid-flexible PCB);
    를 포함하고,
    상기 경연성 PCB(rigid-flexible PCB)의 제 1 경성(rigid) 부분은 에어로졸 생성 장치의 길이 방향에 대해 평행하게 배치되고, 제 2 경성(rigid) 부분은 상기 에어로졸 생성 장치의 길이 방향에 대해 수직으로 배치되며, 연성(flexible) 부분은 굴곡을 가지며 상기 제 1 경성(rigid) 부분과 상기 제 2 경성(rigid) 부분을 연결해주는 것인, 에어로졸 생성 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 경연성 PCB(rigid-flexible PCB)의 상기 제 1 경성(rigid) 부분 및 상기 제 2 경성(rigid) 부분의 소재는 FR4(Flame-Retardant 4)이며, 상기 연성(flexible) 부분의 소재는 폴리이미드(polyimide)인 것인, 에어로졸 생성 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 경연성 PCB가 상기 적어도 하나의 히터에 의해 과열되지 않도록, 상기 경연성 PCB에는 방열판이 부착되는 것인, 에어로졸 생성 장치.
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