KR20190090340A - 배터리 압력 감지 센서 및 이를 구비한 단말기 - Google Patents
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Abstract
배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값 또는 정전용량을 출력하도록 한 배터리 압력 감지 센서와, 배터리 압력 감지 센서에서 출력되는 저항값 또는 정전용량을 근거로 배터리의 충전을 제어하여 배터리의 발화 및 폭발을 방지하도록 한 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기를 제시한다. 제시된 배터리 압력 감지 센서는 상부 전극 패턴을 구비한 상부 전극층, 상부 전극층의 하부에 배치되고, 상부 전극 패턴과 중첩 배치된 하부 전극 패턴을 구비한 하부 전극층 및 상부 전극층 및 하부 전극층 사이에 배치된 탄성층을 포함하고, 탄성층은 상부 전극 패턴 및 하부 전극 패턴과 중첩 배치된다.
Description
본 발명은 배터리 압력 감지 센서 및 이를 구비한 단말기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스마트폰, 태블릿 등의 휴대 단말, 보조배터리, 배터리 파우치 등의 보조 전원 장치에 실장된 배터리의 부풀음(Swelling)에 따른 압력을 감지하는 배터리 압력 감지 센서 및 이를 구비한 단말기에 관한 것이다.
휴대 단말에는 전원 공급을 위한 배터리가 실장된다. 휴대 단말에는 주로 리튬계 전지를 사용하는 배터리가 실장된다.
배터리는 충전 동작시 내부의 화합물질 반응에 의해 발생하는 가스에 의해 부풀음(Swelling)이 발생한다.
휴대 단말은 배터리의 부풀음이 발생한 상태에서 내부 온도가 증가하면 발화, 폭발 등이 발생할 수 있다.
최근 휴대 단말에 실장된 배터리의 발화, 폭발 등이 빈번하게 발생함에 따라, 제조사들은 배터리의 발화, 폭발 등을 방지하기 위한 다양한 배터리 제어 기술에 대한 연구를 진행하고 있다.
일례로, 배터리 제어 기술 중 대표적인 방식은 배터리 온도에 따른 충전 차단 방식이 있다. 충전 차단 방식은 써미스터를 통해 배터리 온도 또는 휴대 단말의 내부 온도를 측정하고, 측정한 온도가 기준치 이상이면 배터리의 충전을 차단한다.
하지만, 배터리는 정상상태에서도 충전시 기준치 이상으로 온도가 상승하는 경우가 빈번히 발생한다. 충전 차단 방식이 적용된 휴대 단말은 정상인 배터리를 비정상 상태로 판단하기 때문에 충전과 충전 차단이 반복되어 배터리의 충전 시간이 증가하는 문제점이 있다.
이에, 제조업계에서는 배터리의 충전시간 증가를 최소화하면서 배터리의 발화, 폭발 등을 방지하기 위한 기술을 지속적으로 연구하고 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값 또는 정전용량을 출력하도록 한 배터리 압력 감지 센서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 배터리 압력 감지 센서에서 출력되는 저항값 또는 정전용량을 근거로 배터리의 충전을 제어하여 배터리의 발화 및 폭발을 방지하도록 한 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서는 상부 전극 패턴을 구비한 상부 전극층, 상부 전극층의 하부에 배치되고, 상부 전극 패턴과 중첩 배치된 하부 전극 패턴을 구비한 하부 전극층 및 상부 전극층 및 하부 전극층 사이에 배치된 탄성층을 포함하고, 탄성층은 상부 전극 패턴 및 하부 전극 패턴과 중첩 배치된다. 이때, 상부 전극층 및 하부 전극층 사이에 배치되어 상부 전극층 및 하부 전극층을 접착하는 접착층을 더 포함하고, 접착층은 탄성층이 수용되는 수용 홀이 형성될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서는 제1 전극 및 제2 전극이 형성된 하부 전극층, 하부 전극층의 상부에 배치되어 제1 전극 및 제2 전극에 중첩된 압전층 및 압전층의 상부에 배치된 상부 전극층을 포함한다. 이때, 제1 전극 및 제2 전극은 상호 이격된 복수의 선형 패턴을 포함하고, 제1 전극을 구성하는 선형 패턴들 사이에 제2 전극을 구성하는 선형 패턴이 배치되고, 압전층은 저항 가변 물질로 구성되고, 저항 가변 물질은 양자 터널링 합성물(QTC: Quantum Tunneling Composite)일 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기는 써미스터에 연결된 써미스터 단자, 배터리와 중첩 배치되어 써미스터 단자에 연결되고, 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 출력값을 출력하는 배터리 압력 감지 센서 및 써미스터 단자와 연결되고, 배터리 압력 감지 센서의 출력값을 근거로 배터리의 충전을 제어하는 중앙처리장치를 포함하고, 써미스터는 안테나, USB 충전 단자, 중앙처리장치 및 전력 관리 회로 중 적어도 하나에 배치된다. 이때, 배터리 압력 감지 센서는 저항값 또는 스위칭 이벤트를 출력값으로 출력하고, 중앙처리장치는 배터리 압력 감지 센서의 출력값이 저항값이면 배터리의 충전 전류를 가변하여 배터리를 충전하고, 배터리 압력 감지 센서의 출력값이 스위칭 이벤트이면 배터리의 충전을 차단할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기는 배터리와 중첩 배치되어 센서 단자에 연결되고, 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 출력값을 출력하는 배터리 압력 감지 센서, 센서 단자와 연결되고, 배터리 압력 감지 센서의 출력값을 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터 및 AD 컨버터에서 디지털 신호로 변환된 출력값을 근거로 배터리의 충전을 제어하는 중앙처리장치를 포함한다. 이때, 중앙처리장치는 AD 컨버터의 출력값이 설정값을 초과하면 배터리의 충전을 차단하거나, AD 컨버터의 출력값과 복수의 기준값을 근거로 배터리의 충전 전류를 가변하여 배터리를 충전할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기는 안테나에 연결된 안테나 단자. 배터리와 중첩 배치되어 안테나 단자와 연결되고, 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값, 스위칭 이벤트 및 정전용량 중 하나를 출력값으로 출력하는 배터리 압력 감지 센서 및 안테나 단자와 연결되고, 배터리 압력 감지 센서의 출력값을 근거로 배터리의 충전을 제어하는 중앙처리장치를 포함한다.
이때, 안테나 단자는 전자결제용 안테나, 무선 전력 전송용 안테나 및 근거리 통신용 안테나 중 하나이고, 배터리 압력 감지 센서는 안테나 단자에 연결된 안테나가 근거리 통신용 안테나이고, 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값이 설정값을 초과하면 스위칭 이벤트를 출력값으로 출력할 수 있다.
한편, 안테나 단자는 복수의 안테나에 연결된 복수의 단자를 구비하고, 배터리 압력 감지 센서는 복수의 단자 중 서로 다른 안테나 연결된 단자들에 연결되고, 중앙처리장치는 배터리 압력 감지 센서의 출력값이 설정값을 초과하면 배터리의 충전을 차단하고, 배터리 압력 감지 센서의 출력값과 복수의 기준값을 근거로 배터리의 충전 전류를 가변하여 배터리를 충전할 수 있다.
본 발명에 의하면, 배터리 압력 감지 센서 및 이를 구비한 단말기는 배터리의 부풀음에 따른 압력에 대응하는 저항값 또는 정전용량(C)을 감지하여 배터리의 충전을 제어함으로써, 정상 배터리의 충전시 발생하는 부풀음과 비정상 배터리의 충전시 발생하는 부풀음을 구별할 수 있는 효과가 있다.
또한, 배터리 압력 감지 센서 및 이를 구비한 단말기는 배터리 압력 감지 센서에서 출력된 출력값을 근거로 배터리의 충전을 제어함으로써, 비정상 상태의 배터리에서 발생하는 부풀음 정보에 따라 배터리의 충전을 제어하여 배터리의 발화 및 폭발을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 배터리 압력 감지 센서 및 이를 구비한 단말기는 배터리 압력 감지 센서에서 출력된 출력값을 근거로 배터리의 충전을 제어함으로써, 온도 기준의 충전 차단 방식이 적용된 종래 기술에 비해 정상 배터리의 충전 차단을 방지하여 배터리 충전 시간이 증가하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 설명하기 위한 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 설명하기 위한 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 설명하기 위한 도면.
도 7 및 도 8는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 설명하기 위한 도면.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 설명하기 위한 도면.
도 11은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기를 설명하기 위한 도면.
도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기를 설명하기 위한 도면.
도 13은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기를 설명하기 위한 도면.
도 14 및 도 15는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기를 설명하기 위한 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 설명하기 위한 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 설명하기 위한 도면.
도 7 및 도 8는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 설명하기 위한 도면.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 설명하기 위한 도면.
도 11은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기를 설명하기 위한 도면.
도 12는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기를 설명하기 위한 도면.
도 13은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기를 설명하기 위한 도면.
도 14 및 도 15는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기를 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 제1 실시 예 내지 제3 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서는 배터리가 내장된 기기에 실장되어 배터리의 부풀음(Swelling)에 따른 압력 변화를 감지한다. 압력 감지 센서는 배터리와 중첩 배치되며, 배터리의 부풀음(Swelling)에 따라 가해지는 압력에 대응되는 출력값을 출력한다.
배터리 압력 감지 센서는 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항에 따른 출력값을 출력한다. 배터리 압력 감지 센서는 리니어(linear)한 저항값을 출력값을 출력하는 것을 일례로 한다. 배터리 압력 감지 센서는 설정 저항값을 초과하는 저항값에서 쇼트되는 스위칭(Switching) 이벤트를 출력값으로 출력하는 것을 다른 일례로 한다.
배터리 압력 감지 센서는 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 커패시터값에 따른 출력값을 출력한다. 배터리 압력 감지 센서는 리니어(linear)한 커패시터값을 출력값을 출력하는 것을 일례로 한다. 배터리 압력 감지 센서는 설정 커패시터값을 초과하는 커패시터값에서 쇼트되는 스위칭(Switching) 이벤트를 출력값으로 출력하는 것을 다른 일례로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(100)는 상부 전극층(110), 탄성층(120), 하부 전극층(130) 및 접착층(140)을 포함한다.
상부 전극층(110)은 전극이 형성된 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board)으로 구성된다. 이를 위해, 상부 전극층(110)은 상부 베이스 시트(111), 상부 전극 패턴(113), 상부 연결 패턴(115) 및 상부 단자 패턴(117)을 포함한다.
상부 베이스 시트(111)는 연성 박막 시트로 구성된다. 상부 베이스 시트(111)는 대략 25㎛ 정도의 두께를 갖는 연성 박막 시트로 구성되는 것을 일례로 한다.
상부 베이스 시트(111)는 폴리이미드(PI; Polyimide), 폴리에스테르(Polyester), 글라스 에폭시(Glass Epoxy), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate) 중 하나의 연성 박막 시트인 것을 일례로 한다. 이외에도 박막 시트는 연성인쇄회로기판의 베이스 시트로 사용되는 재질이라면 적용할 수 있다.
상부 전극 패턴(113)은 상부 베이스 시트(111)의 일면에 형성된다. 상부 전극 패턴(113)은 상부 베이스 시트(111)의 상면 및 하면 중 탄성층(120)이 배치되는 방향의 한 면에 형성된다.
상부 전극 패턴(113)은 소정 형상의 박막 전도성 금속으로 형성된다. 상부 전극 패턴(113)은 원형, 타원형, 사각형, 삼각형 등과 같은 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 상부 전극 패턴(113)은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt) 중 하나의 전도성 금속인 것을 일례로 한다. 상부 전극 패턴(113)은 ITO 등의 투명 전극 재료로 형성될 수도 있다.
상부 전극 패턴(113)은 구리 재질인 원형 박막으로 형성되고, 탄성층(120)이 배치되는 방향인 상부 베이스 시트(111)의 하면에 형성되는 것을 일례로 한다.
상부 연결 패턴(115)은 상부 베이스 시트(111)의 일면에 형성된다. 상부 연결 패턴(115)은 상부 베이스 시트(111)의 상면 및 하면 중 상부 전극 패턴(113)이 형성된 한 면에 형성된다. 상부 연결 패턴(115)은 상부 전극 패턴(113)과 다른 면에 형성될 수도 있다.
상부 연결 패턴(115)은 선형의 박막 전도성 금속으로 형성된다. 상부 연결 패턴(115)은 상부 전극 패턴(113)과 동일한 전도성 금속으로 형성되거나, 이종의 전도성 금속으로 형성될 수 있다. 상부 연결 패턴(115)은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt) 중 하나의 전도성 금속인 것을 일례로 한다. 상부 연결 패턴(115)은 ITO 등의 투명 전극 재료로 형성될 수도 있다.
상부 연결 패턴(115)의 일단은 상부 전극 패턴(113)과 연결된다. 하부 연결 패턴(135)의 타단은 상부 단자 패턴(117)과 연결된다.
상부 단자 패턴(117)은 상부 베이스 시트(111)의 일면에 형성된다. 상부 단자 패턴(117)은 상부 베이스 시트(111)의 상면 및 하면 중 상부 전극 패턴(113) 및 상부 연결 패턴(115)이 형성된 한 면에 형성된다. 상부 단자 패턴(117)은 상부 전극 패턴(113) 및 상부 연결 패턴(115)과 다른 한 면에 형성될 수 있다. 상부 단자 패턴(117)은 상부 전극 패턴(113) 및 상부 연결 패턴(115)이 서로 다른 면에 형성된 경우, 상부 전극 패턴(113) 및 상부 연결 패턴(115) 중 하나와 동일한 면에 형성될 수 있다.
상부 단자 패턴(117)은 상부 연결 패턴(115)에서 연장되어 상부 베이스 시트(111)의 외부에 형성될 수 있다. 이때, 상부 단자 패턴(117)의 일면에는 상부 단자 패턴(117)의 절연 및 보호를 위한 보호 시트(119)가 접착될 수 있다.
상부 전극 패턴(113), 상부 연결 패턴(115) 및 상부 단자 패턴(117)은 대략 12㎛ 정도의 두께를 갖는 박막의 도전성 금속인 것을 일례로 한다.
여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(100)를 용이하게 설명하기 위해서 상부 전극 패턴(113), 상부 연결 패턴(115) 및 상부 단자 패턴(117)을 분리하여 설명하였으나, 실제 제품의 구현 시 상부 전극 패턴(113), 상부 연결 패턴(115) 및 상부 단자 패턴(117)은 일체로 형성될 수 있다.
탄성층(120)은 상부 전극층(110) 및 하부 전극층(130) 사이에 배치된다. 탄성층(120)은 탄성을 갖는 재질로 형성된다. 탄성층(120)은 실리콘(Si), PDMS(Polydimethylsiloxane), 에코플렉스(EcoFlex), 누실(Nusil), 하이드로젤(hydrogel) 및 폴리우레탄(polyurethane) 중 적어도 하나를 포함하는 탄성중합체인 것을 일례로 한다.
탄성층(120)은 상부 전극층(110) 및 하부 전극층(130) 사이에 기재된다. 탄성층(120)은 상부 전극층(110) 및 하부 전극층(130) 사이에 기재되어 상부 전극층(110)과 하부 전극층(130) 사이에 공간(또는 공극)을 형성한다. 탄성층(120)의 두께는 대략 12㎛ 내지 24㎛ 정도로 형성될 수 있다.
탄성 재질은 주로 절연성 재질이기 때문에 무기공성 필름 기재로 구성하면, 배터리의 부풀음에 의한 압력이 가해져도 상부 전극층(110)과 하부 전극층(130) 사이에 저항이 형성되지 않는다.
따라서, 탄성층(120)은 공간(또는 공극)을 갖는 구조로 형성된다. 탄성층(120)은 닷 스페이스(Dot Space) 구조, 그물막(Mesh) 구조 및 기공성 필름 구조 중 하나로 형성된 것을 일례로 한다.
탄성층(120)은 인쇄 공정을 통해 상부 전극층(110) 또는 하부 전극층(130)의 일면에 복수의 닷(Dot)을 인쇄하여 닷 스페이스 구조로 형성될 수 있다. 복수의 닷(Dot)은 상호 간 소정 간격 이격되어 형성된다. 닷 스페이스 구조는 감압식(Resistive) 터치 패널이 주로 사용되는 구조이다.
탄성층(120)은 서로 다른 두께를 갖는 닷(Dot)을 2회에 걸쳐 인쇄하여 배터리 압력 감지 센서(100)의 스위칭 압력을 조정할 수 있다.
탄성층(120)은 복수의 닷의 패턴을 변경하여 닷 스페이서의 Open Rate를 조정할 수 있다. 탄성층(120)은 Open Rate 조정을 통해 배터리 압력 감지 센서(100)의 스위칭 압력을 조정할 수 있다. 여기서, Open Rate는 닷의 두께, 간격에 따라 닷이 형성되지 않는 영역의 비율을 의미할 수 있다.
탄성층(120)은 스크린 프린팅 공정을 반복하여 그물막 구조로 형성될 수 있다. 스크린 프린팅 공정시 서로 이격된 복수의 탄성 라인이 형성되며, 스크린 프린팅 공정을 반복하여 복수의 탄성 라인이 적층된 그물막 구조의 탄성층(120)이 형성된다. 탄성층(120)은 상부 전극층(110) 또는 하부 전극층(130)의 일면에 직접 스크린 프린팅을 통해 형성될 수도 있다.
탄성층(120)은 탄성 재질에 은사(Silver wire)를 혼합되어 복수의 기공을 갖는 기공성 필름 구조로 형성될 수 있다. 탄성층(120)은 실리콘(Si)에 은사를 혼합한 기공성 필름 구조인 것을 일례로 한다.
탄성층(120)은 탄성 필름에 복수의 홀을 타공하여 타공 구조로 형성될 수 있다. 탄성층(120)은 펀칭 공정을 통해 폴리이미드 박막 필름에 복수의 홀을 타공한 타공 구조인 것을 일례로 한다.
하부 전극층(130)은 전극이 형성된 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board)으로 구성된다. 이를 위해, 하부 전극층(130)은 하부 베이스 시트(131), 하부 전극 패턴(133), 하부 연결 패턴(135) 및 하부 단자 패턴(137)을 포함한다. 하부 전극층(130)은 하부 전극 패턴(133)과 상부 전극 패턴(113)이 중첩되도록 상부 전극층(110)의 하부에 배치된다.
하부 베이스 시트(131)는 연성 박막 시트로 구성된다. 하부 베이스 시트(131)는 대략 25㎛ 정도의 두께를 갖는 연성 박막 시트로 구성되는 것을 일례로 한다. 여기서, 하부 베이스 시트(131)는 폴리이미드, 폴리에스테르, 글라스 에폭시(Glass Epoxy), 폴리에틸렌테레프탈레이트 중 하나의 연성 박막 시트인 것을 일례로 한다.
하부 전극 패턴(133)은 하부 베이스 시트(131)의 일면에 형성된다. 하부 전극 패턴(133)은 하부 베이스 시트(131)의 상면 및 하면 중 탄성층(120)이 배치되는 방향의 한 면에 형성된다. 하부 전극 패턴(133)은 탄성층(120)을 사이에 두고 상부 전극 패턴(113)과 중첩된다,
하부 전극 패턴(133)은 소정 형상의 박막 전도성 금속으로 형성된다. 하부 전극 패턴(133)은 원형, 타원형, 사각형, 삼각형 등과 같은 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 하부 전극 패턴(133)은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt) 중 하나의 전도성 금속인 것을 일례로 한다. 하부 전극 패턴(133)은 ITO 등의 투명 전극 재료로 형성될 수도 있다.
하부 전극 패턴(133)은 구리 재질인 원형 박막으로 형성되고, 탄성층(120)이 배치되는 방향인 하부 베이스 시트(131)의 상면에 형성되는 것을 일례로 한다.
하부 연결 패턴(135)은 하부 베이스 시트(131)의 일면에 형성된다. 하부 연결 패턴(135)은 하부 베이스 시트(131)의 상면 및 하면 중 하부 전극 패턴(133)이 형성된 한 면에 형성된다. 하부 연결 패턴(135)은 하부 전극 패턴(133)과 다른 면에 형성될 수도 있다.
하부 연결 패턴(135)은 선형의 박막 전도성 금속으로 형성된다. 하부 연결 패턴(135)은 하부 전극 패턴(133)과 동일한 전도성 금속으로 형성되거나, 이종의 전도성 금속으로 형성될 수 있다. 하부 연결 패턴(135)은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt) 중 하나의 전도성 금속인 것을 일례로 한다. 하부 연결 패턴(135)은 ITO 등의 투명 전극 재료로 형성될 수도 있다.
하부 연결 패턴(135)의 일단은 하부 전극 패턴(133)과 연결된다. 하부 연결 패턴(135)의 타단은 하부 단자 패턴(137)과 연결된다.
하부 단자 패턴(137)은 하부 베이스 시트(131)의 일면에 형성된다. 하부 단자 패턴(137)은 하부 베이스 시트(131)의 상면 및 하면 중 하부 전극 패턴(133) 및 하부 연결 패턴(135)이 형성된 한 면에 형성된다. 하부 단자 패턴(137)은 하부 전극 패턴(133) 및 하부 연결 패턴(135)과 다른 한 면에 형성될 수 있다. 하부 단자 패턴(137)은 하부 전극 패턴(133) 및 하부 연결 패턴(135)이 서로 다른 면에 형성된 경우, 하부 전극 패턴(133) 및 하부 연결 패턴(135) 중 하나와 동일한 면에 형성될 수 있다.
하부 단자 패턴(137)은 하부 연결 패턴(135)에서 연장되어 하부 베이스 시트(131)의 외부에 형성될 수 있다. 이때, 하부 단자 패턴(137)의 일면에는 하부 단자 패턴(137)의 절연 및 보호를 위한 보호 시트(139)가 접착될 수 있다.
하부 연결 패턴(135), 하부 단자 패턴(137) 및 하부 단자 패턴(137)은 대략 12㎛ 정도의 두께를 갖는 박막의 도전성 금속인 것을 일례로 한다.
여기서, 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(100)를 용이하게 설명하기 위해서 하부 연결 패턴(135), 하부 전극 패턴(133) 및 하부 단자 패턴(137)이 분리하여 설명하였으나, 실제 제품의 구현 시 하부 연결 패턴(135), 하부 단자 패턴(137) 및 하부 단자 패턴(137)은 일체로 형성될 수 있다.
접착층(140)은 상부 전극층(110) 및 하부 전극층(130) 사이에 배치되어 상부 전극층(110) 및 하부 전극층(130)을 접착한다. 접착층(140)은 대략 30㎛ 정도의 두께를 갖는 양면 접착 테이프인 것을 일례로 한다.
접착층(140)은 탄성층(120)이 수용되는 수용 홀(142)이 형성된다. 수용 홀(142) 내에 탄성층(120)이 수용 배치되기 때문에, 배터리 압력 감지 센서(100)의 두께가 증가하지 않는다.
상술한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(100)는 설정 저항값을 초과하는 저항값에서 쇼트되는 스위칭(Switching) 이벤트를 출력값으로 출력한다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(200)는 상부 전극층(210), 탄성층(220), 하부 전극층(230), 상부 접착층(240) 및 하부 접착층(250)을 포함한다. 여기서, 상부 전극층(210) 및 하부 전극층(230)은 상술한 제1 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(200)의 상부 전극층(210) 및 하부 전극층(230)과 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.
상부 전극층(210)은 상부 베이스 시트(211), 상부 전극 패턴(213), 상부 연결 패턴(215) 및 상부 단자 패턴(217)을 포함한다.
하부 전극층(230)은 상부 전극층(210)의 하부에 배치된다. 하부 전극층(230)은 하부 베이스 시트(231), 하부 전극 패턴(233), 하부 연결 패턴(235) 및 하부 단자 패턴(237)을 포함한다.
탄성층(220)은 타공 구조로 형성된다. 탄성층(220)은 탄성 필름에 복수의 홀(222)을 타공하여 타공 구조로 형성될 수 있다. 탄성층(220)은 상부 전극 패턴(213) 및 하부 전극 패턴(233)과 중첩되는 영역만 복수의 홀(222)이 형성된 타공 구조로 형성될 수 있다.
탄성층(220)은 펀칭 공정을 통해 우레탄(Pu) 재질의 박막 필름에 복수의 홀(222)을 타공한 타공 구조인 것을 일례로 한다. 이때, 탄성층(220)의 두께(즉, 박막 필름의 두께)는 대략 20㎛ 정도인 것을 일례로 한다.
탄성층(220)은 박막 필름에 타공되는 홀(222)의 직경을 가변하여 배터리 압력 감지 센서(200)의 스위칭 압력을 조정할 수 있다. 탄성층(220)은 홀의 직경과 박막 필름의 두께 비를 조절하여 배터리 압력 감지 센서(200)의 스위칭 압력을 조정할 수 있다.
상부 접착층(240)은 상부 전극층(210) 및 탄성층(220) 사이에 배치된다. 상부 접착층(240)은 상부 전극층(210) 및 탄성층(220)을 접착한다. 상부 접착층(240)은 탄성층(220)에 형성된 복수의 홀(222)에 대응되는 복수의 홀(242)이 형성될 수 있다.
하부 접착층(250)은 탄성층(220) 및 하부 전극층(230) 사이에 배치된다. 하부 접착층(250)은 탄성층(220) 및 하부 전극층(230)을 접착한다. 하부 접착층(250)은 탄성층(220)에 형성된 복수의 홀(222)에 대응되는 복수의 홀(252)이 형성될 수 있다.
상부 접착층(240) 및 하부 접착층(250)은 대략 5㎛ 정도의 두께를 갖는 양면 접착 테이프인 것을 일례로 한다.
상술한 본 발명의 제2 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(200)는 설정 저항값을 초과하는 저항값에서 쇼트되는 스위칭(Switching) 이벤트를 출력값으로 출력한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서는 하부 전극층(310), 압전층(320), 상부 전극층(330), 보호층(340) 및 접착층(350)을 포함한다.
상부 전극층(330)은 제1 전극(312) 및 제2 전극(316)이 형성된 연성인쇄회로기판으로 구성된다. 이를 위해, 상부 전극층(330)은 베이스 시트(311), 제1 전극(312) 및 제2 전극(316)을 포함한다.
베이스 시트(311)는 연성 박막 시트로 구성된다. 베이스 시트(311)는 대략 25㎛ 내지 50㎛ 정도의 두께를 갖는 연성 박막 시트로 구성되는 것을 일례로 한다.
베이스 시트(311)는 폴리이미드, 폴리에스테르, 글라스 에폭시, 폴리에틸렌테레프탈레이트 중 하나의 연성 박막 시트인 것을 일례로 한다. 이외에도 박막 시트는 연성인쇄회로기판의 베이스 시트(311)로 사용되는 재질이라면 적용할 수 있다. 베이스 시트(311)는 대략 25㎛ 정도의 두께를 폴리이미드 박막 시트이거나, 대략 50㎛ 정도의 두께를 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트 박막 시트인 것을 일례로 한다.
제1 전극(312) 및 제2 전극(316)은 베이스 시트(311)의 일면에 형성된다. 제1 전극(312) 및 제2 전극(316)은 베이스 시트(311)의 상면 및 하면 중 압전층(320)이 배치되는 방향의 한 면에 형성된다.
제1 전극(312) 및 제2 전극(316)은 박막 전도성 금속으로 형성된다. 제1 전극(312) 및 제2 전극(316)은 대략 12㎛ 정도의 두께를 갖는 전도성 금속으로 형성된다. 제1 전극(312) 및 제2 전극(316)은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt) 중 하나의 전도성 금속인 것을 일례로 한다. 제1 전극(312) 및 제2 전극(316)은 ITO 등의 투명 전극 재료로 형성될 수도 있다.
제1 전극(312)은 제1 감지 패턴(313), 제1 연결 패턴(314) 및 제1 단자 패턴(315)을 포함한다. 제1 감지 패턴(313)은 상호 이격된 복수의 선형 패턴으로 구성된다. 제1 연결 패턴(314)은 제1 감지 패턴(313)을 구성하는 복수의 선형 패턴들의 일단에 연결된다. 제1 단자 패턴(315)은 제1 감지 패턴(313)과 연결된다. 제1 단자 패턴(315)은 제1 연결 패턴(314)에서 연장되어 베이스 시트(311)의 외부에 형성될 수 있다. 이때, 제1 단자 패턴(315)의 일면에는 제1 단자 패턴(315)의 절연 및 보호를 위한 보호 시트가 접착될 수 있다.
제2 전극(316)은 제2 감지 패턴(317), 제2 연결 패턴(318) 및 제2 단자 패턴(319)을 포함한다. 제2 감지 패턴(317)은 상호 이격된 복수의 선형 패턴으로 구성된다. 제2 연결 패턴(318)은 제2 감지 패턴(317)을 구성하는 복수의 선형 패턴들의 일단에 연결된다. 제2 단자 패턴(319)은 제2 감지 패턴(317)과 연결된다. 제2 단자 패턴(319)은 제2 연결 패턴(318)에서 연장되어 베이스 시트(311)의 외부에 형성될 수 있다. 이때, 제2 단자 패턴(319)의 일면에는 제2 단자 패턴(319)의 절연 및 보호를 위한 보호 시트가 접착될 수 있다.
이때, 제1 감지 패턴(313) 및 제2 감지 패턴(317)을 구성하는 선형 패턴들은 교대로 배치된다. 제1 감지 패턴(313)을 구성하는 복수의 선형 패턴들 사이에 제2 감지 패턴(317)을 구성하는 복수의 선형 패턴이 배치된다.
압전층(320)은 하부 전극층(310)의 상부에 배치된다. 압전층(320)은 하부 전극층(310)에 형성된 제1 전극(312) 및 제2 전극(316) 상부에 배치된다. 압전층(320)은 물체와의 접촉에 따라 가해지는 압력에 의해 저항이 가변하는 저항 가변 물질로 형성된다. 압전층(320)은 물체의 접촉 시 발생하는 압력에 따라 면저항(Sheet Resistance)이 변하는 물질을 포함하여 구성될 수 있다. 압전층(320)은 금속성 물질 및 비전도성 탄성 중합체의 합성물인 양자 터널링 합성물(QTC: Quantum Tunneling Composite)을 포함하는 것을 일례로 한다. 압전층(320)은 대략 8㎛ 내지 10㎛ 정도의 두께를 갖는 양자 터널링 합성물인 것을 일례로 한다.
양자 터널링 합성물은 저항 가변 물질로 부전도 탄성 바인더(non-conducting elastomeric binder) 내에 표면 돌기 구조의 금속 입자를 조합한 것이다. 금속 입자들은 압력이 인가되지 않을 때에는 서로 이격된 상태에 있어 전기를 전도할 수 없다. 금속 입자들은 압력이 인가될 때는 서로 인접하여 부전도 탄성 바인더(절연체)를 통해 터널링할 수 있다.
배터리 압력 감지 센서는 배터리 부풀음이 발생하여 압력이 가해지면 압전층(320)이 밀착된 부분에서 전류가 흐른다. 상부 전극층(330) 및 하부 전극층(310)은 압전층(320)에 의해 전기적으로 연결된다. 배터리 압력 감지 센서는 압전층(320)에 가해지는 압력의 세기에 따라 상부 전극층(330) 및 하부 전극층(310) 간의 접촉 면적이 달라지므로 가변 저항 값을 가지게 된다.
상부 전극층(330)은 압전층(320)의 상부에 배치된다. 상부 전극층(330)은 하부 전극층(310)의 제1 전극(312) 및 제2 전극(316) 사이의 이격 공간을 커버하면서 제1 전극(312) 및 제2 전극(316)과 중첩된다. 상부 전극층(330)은 배터리 부풀음이 발생하여 압력이 가해짐에 따라 압전층(320)에 전류가 흐르면, 제1 전극(312) 및 제2 전극(316)을 전기적으로 연결한다. 상부 전극층(330)은 전도성 금속으로 형성된다, 상부 전극층(330)은 대략 5㎛ 정도의 두께를 갖는 카본인 것을 일례로 한다.
보호층(340)은 상부 전극층(330)의 상부에 배치된다. 보호층(340)은 상부 전극층(330)을 절연 및 보호한다. 보호층(340)은 절연 재질의 박막 시트로 형성된다. 보호층(340)은 대략 25㎛ 정도의 두께를 갖는 폴리이미드(PI) 재질 또는 대략 30㎛ 정도의 두께를 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 재질의 박막 시트인 것을 일례로 한다.
접착층(350)은 하부 전극층(310) 및 보호층(340) 사이에 배치되어, 하부 전극층(310) 및 보호층(340)을 접착한다. 접착층(350)은 압전층(320) 및 상부 전극층(330)이 수용되는 수용 홀(352)이 형성된다. 접착층(350)의 두께는 압전층(320) 및 상부 전극층(330)의 두께에 따라 다르게 형성될 수 있다. 접착층(350) 두께는 압전층(320) 두께 및 전극층 두께를 합산한 두께보다 두껍게 형성된다. 접착층(350)은 대략 30㎛ 내지 50㎛ 정도의 두께를 갖는 양면 접착 테이프인 것을 일례로 한다.
상술한 본 발명의 제3 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서는 리니어(linear)한 저항값을 출력값을 출력한다.
본 발명의 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기(이하, 단말기)는 스마트폰, 태블릿 등의 휴대 단말, 보조배터리, 배터리 파우치 등의 보조 전원 장치 등과 같이 배터리를 구비한 모든 전자 기기들을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 단말기는 배터리 압력 감지 센서(100, 200, 300)을 AD 컨버터가 연결된 처리기(processor)에 연결하여 배터리 압력 감지 신호를 처리한다. 이하에서는 써미스터 단자에 배터리 압력 감지 센서(100, 200, 300)가 연결된 것을 예로 들어 설명하였으나 이에 한정되지 않고 AD 컨버터가 연결된 처리기와 연결된 단자라면 배터리 압력 감지 센서(100, 200, 300)을 연결할 수 있다.
본 발명의 제4 실시 예 및 제5 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서는 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 정전용량(즉, 커패시턴스(C))에 따른 출력값을 출력한다. 배터리 압력 감지 센서는 리니어(linear)한 정전용량을 출력값으로 출력하는 것을 일례로 한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(400)는 상부 전극층(410), 탄성층(420), 하부 전극층(430) 및 접착층(440)을 포함한다.
상부 전극층(410)은 전극이 형성된 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board)으로 구성된다. 이를 위해, 상부 전극층(410)은 상부 베이스 시트(411), 상부 전극 패턴(413), 상부 연결 패턴(415) 및 상부 단자 패턴(417)을 포함한다.
상부 베이스 시트(411)는 연성 박막 시트로 구성된다. 상부 베이스 시트(411)는 대략 25㎛ 정도의 두께를 갖는 연성 박막 시트로 구성되는 것을 일례로 한다.
상부 전극 패턴(413)은 상부 베이스 시트(411)의 일면에 형성된다. 상부 전극 패턴(413)은 상부 베이스 시트(411)의 상면 및 하면 중 탄성층(420)이 배치되는 방향의 한 면에 형성된다.
상부 전극 패턴(413)은 소정 형상의 박막 전도성 금속으로 형성된다. 상부 전극 패턴(413)은 원형, 타원형, 사각형, 삼각형 등과 같은 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 상부 전극 패턴(413)은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt) 중 하나의 전도성 금속인 것을 일례로 한다. 상부 전극 패턴(413)은 ITO 등의 투명 전극 재료로 형성될 수도 있다.
상부 전극 패턴(413)은 구리 재질인 원형 박막으로 형성되고, 탄성층(420)이 배치되는 방향인 상부 베이스 시트(411)의 하면에 형성되는 것을 일례로 한다.
상부 연결 패턴(415)은 상부 베이스 시트(411)의 일면에 형성된다. 상부 연결 패턴(415)은 상부 베이스 시트(411)의 상면 및 하면 중 상부 전극 패턴(413)이 형성된 한 면에 형성된다. 상부 연결 패턴(415)은 상부 전극 패턴(413)과 다른 면에 형성될 수도 있다.
상부 연결 패턴(415)은 선형의 박막 전도성 금속으로 형성된다. 상부 연결 패턴(415)은 상부 전극 패턴(413)과 동일한 전도성 금속으로 형성되거나, 이종의 전도성 금속으로 형성될 수 있다. 상부 연결 패턴(415)은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt) 중 하나의 전도성 금속인 것을 일례로 한다. 상부 연결 패턴(415)은 ITO 등의 투명 전극 재료로 형성될 수도 있다.
상부 연결 패턴(415)의 일단은 상부 전극 패턴(413)과 연결된다. 하부 연결 패턴(435)의 타단은 상부 단자 패턴(417)과 연결된다.
상부 단자 패턴(417)은 상부 베이스 시트(411)의 일면에 형성된다. 상부 단자 패턴(417)은 상부 베이스 시트(411)의 상면 및 하면 중 상부 전극 패턴(413) 및 상부 연결 패턴(415)이 형성된 한 면에 형성된다. 상부 단자 패턴(417)은 상부 전극 패턴(413) 및 상부 연결 패턴(415)과 다른 한 면에 형성될 수 있다. 상부 단자 패턴(417)은 상부 전극 패턴(413) 및 상부 연결 패턴(415)이 서로 다른 면에 형성된 경우, 상부 전극 패턴(413) 및 상부 연결 패턴(415) 중 하나와 동일한 면에 형성될 수 있다.
상부 단자 패턴(417)은 상부 연결 패턴(415)에서 연장되어 상부 베이스 시트(411)의 외부에 형성될 수 있다. 이때, 상부 단자 패턴(417)의 일면에는 상부 단자 패턴(417)의 절연 및 보호를 위한 보호 시트(419)가 접착될 수 있다.
상부 연결 패턴(415), 상부 단자 패턴(417) 및 상부 단자 패턴(417)은 대략 12㎛ 정도의 두께를 갖는 박막의 도전성 금속인 것을 일례로 한다.
여기서, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(400)를 용이하게 설명하기 위해서 상부 연결 패턴(415), 상부 전극 패턴(413) 및 상부 단자 패턴(417)이 분리하여 설명하였으나, 실제 제품의 구현 시 상부 연결 패턴(415), 상부 단자 패턴(417) 및 상부 단자 패턴(417)은 일체로 형성될 수 있다.
탄성층(420)은 상부 전극층(410) 및 하부 전극층(430) 사이에 배치된다. 탄성층(420)은 탄성을 갖는 재질로 형성된다.
탄성층(420)은 탄성 재질의 박막 시트로 형성된다. 탄성층(420)은 스크린 프린팅 공정을 통해 탄성 재질을 상부 전극층(410) 또는 하부 전극층(430)의 일면에 직접 인쇄하여 형성될 수도 있다.
하부 전극층(430)은 전극이 형성된 연성인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board)으로 구성된다. 이를 위해, 하부 전극층(430)은 하부 베이스 시트(431), 하부 전극 패턴(433), 하부 연결 패턴(435) 및 하부 단자 패턴(437)을 포함한다. 하부 전극층(430)은 하부 전극 패턴(433)과 상부 전극 패턴(413)이 중첩되도록 상부 전극층(410)의 하부에 배치된다.
하부 베이스 시트(431)는 연성 박막 시트로 구성된다. 하부 베이스 시트(431)는 대략 25㎛ 정도의 두께를 갖는 연성 박막 시트로 구성되는 것을 일례로 한다.
하부 전극 패턴(433)은 하부 베이스 시트(431)의 일면에 형성된다. 하부 전극 패턴(433)은 하부 베이스 시트(431)의 상면 및 하면 중 탄성층(420)이 배치되는 방향의 한 면에 형성된다. 하부 전극 패턴(433)은 탄성층(420)을 사이에 두고 상부 전극 패턴(413)과 중첩된다,
하부 전극 패턴(433)은 소정 형상의 박막 전도성 금속으로 형성된다. 하부 전극 패턴(433)은 원형, 타원형, 사각형, 삼각형 등과 같은 다각형 형상으로 형성될 수 있다. 하부 전극 패턴(433)은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt) 중 하나의 전도성 금속인 것을 일례로 한다. 하부 전극 패턴(433)은 ITO 등의 투명 전극 재료로 형성될 수도 있다.
하부 전극 패턴(433)은 구리 재질인 원형 박막으로 형성되고, 탄성층(420)이 배치되는 방향인 하부 베이스 시트(431)의 상면에 형성되는 것을 일례로 한다.
하부 연결 패턴(435)은 하부 베이스 시트(431)의 일면에 형성된다. 하부 연결 패턴(435)은 하부 베이스 시트(431)의 상면 및 하면 중 하부 전극 패턴(433)이 형성된 한 면에 형성된다. 하부 연결 패턴(435)은 하부 전극 패턴(433)과 다른 면에 형성될 수도 있다.
하부 연결 패턴(435)은 선형의 박막 전도성 금속으로 형성된다. 하부 연결 패턴(435)은 하부 전극 패턴(433)과 동일한 전도성 금속으로 형성되거나, 이종의 전도성 금속으로 형성될 수 있다. 하부 연결 패턴(435)은 구리(Cu), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt) 중 하나의 전도성 금속인 것을 일례로 한다. 하부 연결 패턴(435)은 ITO 등의 투명 전극 재료로 형성될 수도 있다.
하부 연결 패턴(435)의 일단은 하부 전극 패턴(433)과 연결된다. 하부 연결 패턴(435)의 타단은 하부 단자 패턴(437)과 연결된다.
하부 단자 패턴(437)은 하부 베이스 시트(431)의 일면에 형성된다. 하부 단자 패턴(437)은 하부 베이스 시트(431)의 상면 및 하면 중 하부 전극 패턴(433) 및 하부 연결 패턴(435)이 형성된 한 면에 형성된다. 하부 단자 패턴(437)은 하부 전극 패턴(433) 및 하부 연결 패턴(435)과 다른 한 면에 형성될 수 있다. 하부 단자 패턴(437)은 하부 전극 패턴(433) 및 하부 연결 패턴(435)이 서로 다른 면에 형성된 경우, 하부 전극 패턴(433) 및 하부 연결 패턴(435) 중 하나와 동일한 면에 형성될 수 있다.
하부 단자 패턴(437)은 하부 연결 패턴(435)에서 연장되어 하부 베이스 시트(431)의 외부에 형성될 수 있다. 이때, 하부 단자 패턴(437)의 일면에는 하부 단자 패턴(437)의 절연 및 보호를 위한 보호 시트(439)가 접착될 수 있다.
하부 연결 패턴(435), 하부 단자 패턴(437) 및 하부 단자 패턴(437)은 대략 12㎛ 정도의 두께를 갖는 박막의 도전성 금속인 것을 일례로 한다.
여기서, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(400)를 용이하게 설명하기 위해서 하부 연결 패턴(435), 하부 전극 패턴(433) 및 하부 단자 패턴(437)이 분리하여 설명하였으나, 실제 제품의 구현 시 하부 연결 패턴(435), 하부 단자 패턴(437) 및 하부 단자 패턴(437)은 일체로 형성될 수 있다.
접착층(440)은 상부 전극층(410) 및 하부 전극층(430) 사이에 배치되어 상부 전극층(410) 및 하부 전극층(430)을 접착한다. 접착층(440)은 대략 30㎛ 정도의 두께를 갖는 양면 접착 테이프인 것을 일례로 한다.
접착층(440)은 탄성층(420)이 수용되는 수용 홀(442)이 형성된다. 수용 홀(442) 내에 탄성층(420)이 수용 배치되기 때문에, 배터리 압력 감지 센서(400)의 두께가 증가하지 않는다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 제5 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(500)는 상부 전극층(510), 탄성층(520), 하부 전극층(530), 상부 접착층(540) 및 하부 접착층(550)을 포함한다. 여기서, 상부 전극층(510) 및 하부 전극층(530)은 상술한 제4 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(500)의 상부 전극층(510) 및 하부 전극층(530)과 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.
상부 전극층(510)은 상부 베이스 시트(511), 상부 전극 패턴(513), 상부 연결 패턴(515) 및 상부 단자 패턴(517)을 포함한다.
하부 전극층(530)은 상부 전극층(510)의 하부에 배치된다. 하부 전극층(530)은 하부 베이스 시트(531), 하부 전극 패턴(533), 하부 연결 패턴(535) 및 하부 단자 패턴(537)을 포함한다.
탄성층(520)은 상부 전극층(510) 및 하부 전극층(530) 사이에 배치된다. 탄성층(520)은 탄성을 갖는 재질로 형성된다.
탄성층(520)은 탄성 재질의 박막 시트로 형성된다. 탄성층(520)은 스크린 프린팅 공정을 통해 탄성 재질을 상부 전극층(510) 또는 하부 전극층(530)의 일면에 직접 인쇄하여 형성될 수도 있다.
상부 접착층(540)은 상부 전극층(510) 및 탄성층(520) 사이에 배치된다. 상부 접착층(540)은 상부 전극층(510) 및 탄성층(520)을 접착한다. 상부 접착층(540)은 탄성층(520)에 형성된 복수의 홀(522)에 대응되는 복수의 홀(542)이 형성될 수 있다.
하부 접착층(550)은 탄성층(520) 및 하부 전극층(530) 사이에 배치된다. 하부 접착층(550)은 탄성층(520) 및 하부 전극층(530)을 접착한다. 하부 접착층(550)은 탄성층(520)에 형성된 복수의 홀(522)에 대응되는 복수의 홀(552)이 형성될 수 있다.
상부 접착층(540) 및 하부 접착층(550)은 대략 5㎛ 정도의 두께를 갖는 양면 접착 테이프인 것을 일례로 한다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서를 구비한 단말기(이하, 단말기)는 스마트폰, 태블릿 등의 휴대 단말, 보조배터리, 배터리 파우치 등의 보조 전원 장치 등과 같이 배터리를 구비한 모든 전자 기기들을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 단말기는 배터리 압력 감지 센서(100, 200, 300)을 AD 컨버터가 연결된 처리기(processor)에 연결하여 배터리 압력 감지 신호를 처리한다. 이하에서는 써미스터 단자에 배터리 압력 감지 센서(100, 200, 300)가 연결된 것을 예로 들어 설명하였으나 이에 한정되지 않고 AD 컨버터가 연결된 처리기와 연결된 단자라면 배터리 압력 감지 센서(100, 200, 300)을 연결할 수 있다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 단말기는 써미스터(610), 써미스터 단자(620), 배터리 압력 감지 센서(630), 중앙처리장치(640, AP; Application Processor) 및 배터리 충전 회로(650)를 포함한다.
써미스터(610)는 단말기에 실장되어 온도에 따른 저항값을 출력한다. 써미스터(610)는 단말기의 내부 온도가 상승함에 따라 저항값이 급격히 감소하는 성질을 갖는 반도체 소자이다. 써미스터(610)는 단말기에 내장된 안테나, USB 충전 단자, 중앙처리장치(640), 전력 관리 회로(PMIC; Power management integrated circuit) 등의 주요 발열 부품의 주변에 배치된다.
써미스터 단자(620)는 한 쌍으로 단자(620a, 620b)로 구성된다. 써미스터 단자(620)는 써미스터(610)의 양단과 연결된다. 써미스터 단자(620)는 버스를 통해 중앙처리장치(640)와 연결된다. 써미스터 단자(620)는 안테나, USB 충전 단자, 중앙처리장치(640), 전력 관리 회로 중 하나의 주변에 배치된 써미스터(610)와 연결된 것을 일례로 한다.
배터리 압력 감지 센서(630)는 단말기에 실장된 배터리(10)와 중첩되어 배치된다. 배터리 압력 감지 센서(630)는 배터리(10)와 전극 패턴이 중첩되도록 배치된다. 배터리 압력 감지 센서(630)는 배터리(10) 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값을 출력한다.
배터리 압력 감지 센서(630)는 배터리(10)의 부풀음에 대응되는 리니어(linear)한 저항값을 출력한다. 배터리 압력 감지 센서(630)는 설정 저항값을 초과하는 저항값에서 쇼트되는 스위칭 이벤트를 출력값으로 출력할 수도 있다.
배터리 압력 감지 센서(630)는 써미스터 단자(620)와 연결된다. 배터리 압력 감지 센서(630)의 양단은 써미스터 단자(620)를 구성하는 한 쌍의 단자(620a, 620b)에 각각 연결된다. 배터리 압력 감지 센서(630)는 출력값을 써미스터 단자(620)로 출력한다. 써미스터 단자(620)는 버스를 통해 출력값을 중앙처리장치(640)로 전송한다.
여기서, 배터리 압력 감지 센서(630)는 상술한 제1 실시 예 내지 제3 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(100, 200, 300) 중 하나인 것을 일례로 한다.
중앙처리장치(640)는 써미스터 단자(620)에 연결된다. 중앙처리장치(640)는 써미스터 단자(620)를 통해 배터리 압력 감지 센서(630)의 출력값을 전송받는다. 중앙처리장치(640)는 배터리 압력 감지 센서(630)로부터 리니어한 저항값 및 스위칭 이벤트 중 하나의 출력값을 전송받는다.
중앙처리장치(640)는 배터리 압력 감지 센서(630)로부터 전송받은 출력값을 근거로 배터리(10)의 충전을 제어한다. 중앙처리장치(640)는 출력값을 근거로 이벤트 방식 또는 다단계 방식으로 배터리 충전을 제어한다.
중앙처리장치(640)는 배터리 압력 감지 센서(630)의 출력값이 스위칭 이벤트이면 배터리(10)의 충전을 차단한다. 중앙처리장치(640)는 스위칭 이벤트인 출력값을 수신하면 배터리(10)의 발화, 폭발이 발생할 수 있는 상태로 판단하여 배터리(10)의 충전을 차단한다.
중앙처리장치(640)는 배터리 압력 감지 센서(630)의 출력값이 리니어한 저항값이면 출력값과 기준값을 비교하여 배터리(10)의 충전을 제어한다. 중앙처리장치(640)는 복수의 기준값과 출력값을 근거로 배터리(10)의 충전을 단계적으로 제어한다. 기준값은 배터리(10) 부풀음에 의한 발화, 폭발을 방지하기 위해 설정된 값으로 저항값인 것을 일례로 한다.
중앙처리장치(640)는 다단계 방식으로 배터리 충전을 제어하는 경우 배터리(10)의 충전 전류를 가변한다. 중앙처리장치(640)는 리니어한 저항값에 따라 충전 전류를 단계적으로 증감시켜 배터리(10)를 충전하도록 제어한다.
배터리 충전 회로(650)는 중앙처리장치(640)의 제어에 따라 배터리(10)를 충전한다. 배터리 충전 회로(650)는 중앙처리장치(640)의 제어에 따라 배터리(10)의 충전을 온(On)/오프(Off)한다. 배터리 충전 회로(650)는 중앙처리장치(640)의 제어에 따라 충전 전류를 증감시켜 배터리(10)를 충전한다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 단말기는 배터리 압력 감지 센서(400, 500)를 터치 스크린 패널(TSP; Touch Screen Panel)의 컨트롤러 또는 정전용량을 입력으로 받아 처리할 수 있는 AD 컨버터가 연결된 처리기(processor)에 연결하여 배터리 압력 감지 신호를 처리한다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 단말기는 배터리 압력 감지 센서(710), 센서 단자(720), AD 컨버터(730), 중앙처리장치(740, AP; Application Processor) 및 배터리 충전 회로(750)를 포함한다.
배터리 압력 감지 센서(710)는 단말기에 실장된 배터리(10)와 중첩되어 배치된다. 배터리 압력 감지 센서(710)는 배터리(10)와 전극 패턴이 중첩되도록 배치된다. 배터리 압력 감지 센서(710)는 배터리(10) 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 정전용량을 출력한다. 배터리 압력 감지 센서(710)는 배터리(10)의 부풀음에 대응되는 리니어(linear)한 정전용량을 출력한다.
배터리 압력 감지 센서(710)는 센서 단자(720)와 연결된다. 배터리 압력 감지 센서(710)의 양단은 센서 단자(720)를 구성하는 한 쌍의 단자(720a, 720b)에 각각 연결된다. 배터리 압력 감지 센서(710)는 출력값(즉, 정전용량)을 센서 단자(720)로 출력한다.
여기서, 배터리 압력 감지 센서(710)는 상술한 제4 실시 예 및 제5 실시 예에 따른 배터리 압력 감지 센서(400, 500) 중 하나인 것을 일례로 한다.
센서 단자(720)는 배터리 압력 감지 센서(710) 및 AD 컨버터(730)와 연결된다. 센서 단자(720)는 한 쌍으로 단자(720a, 720b)로 구성된다. 센서 단자(720)는 버스를 통해 AD 컨버터(730)로 전송한다.
AD 컨버터(730)는 센서 단자(720)를 통해 배터리 압력 감지 센서(100, 200, 400)의 출력값인 정전용량을 전송받는다. AD 컨버터(730)는 아날로그 데이터인 정전용량을 디지털 데이터로 변환하여 중앙처리장치(740)로 전송한다.
중앙처리장치(740)는 AD 컨버터(730)에 연결된다. 중앙처리장치(740)는 AD 컨버터(730)를 통해 배터리 압력 감지 센서(710)의 출력값을 전송받는다. 중앙처리장치(740)는 배터리 압력 감지 센서(710)의 출력값인 리니어한 정전용량을 전송받는다. 여기서, 중앙처리장치(740)는 터치스크린패턴(TSP)의 컨트롤러인 것을 일례로 한다.
중앙처리장치(740)는 배터리 압력 감지 센서(710)로부터 전송받은 출력값을 근거로 배터리(10)의 충전을 제어한다. 중앙처리장치(740)는 출력값을 근거로 이벤트 방식 또는 다단계 방식으로 배터리 충전을 제어한다.
중앙처리장치(740)는 배터리 압력 감지 센서(710)의 출력값이 리니어한 정전용량이면 출력값과 기준값을 비교하여 배터리(10)의 충전을 제어한다. 중앙처리장치(740)는 출력값인 정전용량이 기준값을 초과하면 배터리(10)의 충전을 차단한다.
중앙처리장치(740)는 복수의 기준값과 출력값을 근거로 배터리(10)의 충전을 단계적으로 제어할 수도 있다. 기준값은 배터리(10) 부풀음에 의한 발화, 폭발을 방지하기 위해 설정된 값으로 정전용량인 것을 일례로 한다.
중앙처리장치(740)는 다단계 방식으로 배터리 충전을 제어하는 경우 배터리(10)의 충전 전류를 가변한다. 중앙처리장치(740)는 리니어한 정전용량에 따라 충전 전류를 단계적으로 증감시켜 배터리(10)를 충전하도록 제어한다.
배터리 충전 회로(750)는 중앙처리장치(740)의 제어에 따라 배터리(10)를 충전한다. 배터리 충전 회로(750)는 중앙처리장치(740)의 제어에 따라 배터리(10)의 충전을 온(On)/오프(Off)한다. 배터리 충전 회로(750)는 중앙처리장치(740)의 제어에 따라 충전 전류를 증감시켜 배터리(10)를 충전한다.
도 13을 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 단말기는 안테나(810), 안테나 단자(820), 배터리 압력 감지 센서(830), 중앙처리장치(840) 및 배터리 충전 회로(850)를 포함한다.
안테나(810)는 하나의 주파수 대역에 공진하는 단일 안테나(810)로 구성된다. 안테나(810)는 근거리 통신용(NFC) 안테나, 전자결제용(MST) 안테나 및 무선 전력 전송용(WPC) 안테나 중 하나인 것을 일례로 한다.
안테나 단자(820)는 한 쌍으로 단자로 구성된다. 안테나 단자(820)는 안테나(810)의 양단과 연결된다. 안테나 단자(820)는 버스를 통해 중앙처리장치(840)와 연결된다.
배터리 압력 감지 센서(830)는 단말기에 실장된 배터리(10)와 중첩되어 배치된다. 배터리 압력 감지 센서(830)는 배터리(10)와 전극 패턴이 중첩되도록 배치된다. 배터리 압력 감지 센서(830)는 배터리(10) 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값을 출력한다.
배터리 압력 감지 센서(830)는 배터리(10)의 부풀음에 대응되는 리니어(linear)한 저항값을 출력한다. 배터리 압력 감지 센서(830)는 설정 저항값을 초과하는 저항값에서 쇼트되는 스위칭 이벤트를 출력값으로 출력할 수도 있다.
안테나(810)가 근거리 통신용 안테나이면, 배터리 압력 감지 센서(830)는 스위칭 이벤트를 출력값으로 출력한다. 배터리 압력 감지 센서(830)가 리니어한 저항값을 출력하도록 구성되면(즉, 제3 실시 예의 배터리 압력 감지 센서(300) 구조), 근거리 통신용 안테나의 공지 주파수가 틀어져 통신 수행이 불가능하다. 따라서, 안테나(810)가 근거리 통신용 안테나이면, 배터리 압력 감지 센서(830)는 제1 실시 예 또는 제2 실시 예의 배터리 압력 감지 센서(100, 200)로 구성된다.
배터리 압력 감지 센서(830)는 안테나 단자(820)와 연결된다. 배터리 압력 감지 센서(830)의 양단은 안테나 단자(820)를 구성하는 한 쌍의 단자에 각각 연결된다. 배터리 압력 감지 센서(830)는 출력값을 안테나 단자(820)로 출력한다. 안테나 단자(820)는 버스를 통해 출력값을 중앙처리장치(840)로 전송한다.
중앙처리장치(840)는 안테나 단자(820)에 연결된다. 중앙처리장치(840)는 안테나 단자(820)를 통해 배터리 압력 감지 센서(830)의 출력값을 전송받는다. 중앙처리장치(840)는 배터리 압력 감지 센서(830)로부터 리니어한 저항값 및 스위칭 이벤트 중 하나의 출력값을 전송받는다.
중앙처리장치(840)는 배터리 압력 감지 센서(830)로부터 전송받은 출력값을 근거로 배터리(10)의 충전을 제어한다. 중앙처리장치(840)는 출력값을 근거로 이벤트 방식 또는 다단계 방식으로 배터리 충전을 제어한다.
중앙처리장치(840)는 배터리 압력 감지 센서(830)의 출력값이 스위칭 이벤트이면 배터리(10)의 충전을 차단한다. 중앙처리장치(840)는 스위칭 이벤트인 출력값을 수신하면 배터리(10)의 발화, 폭발이 발생할 수 있는 상태로 판단하여 배터리(10)의 충전을 차단한다.
중앙처리장치(840)는 배터리 압력 감지 센서(830)의 출력값이 리니어한 저항값이면 출력값과 기준값을 비교하여 배터리(10)의 충전을 제어한다. 중앙처리장치(840)는 복수의 기준값과 출력값을 근거로 배터리(10)의 충전을 단계적으로 제어한다. 기준값은 배터리(10) 부풀음에 의한 발화, 폭발을 방지하기 위해 설정된 값으로 저항값인 것을 일례로 한다.
중앙처리장치(840)는 다단계 방식으로 배터리 충전을 제어하는 경우 배터리(10)의 충전 전류를 가변한다. 중앙처리장치(840)는 리니어한 저항값에 따라 충전 전류를 단계적으로 증감시켜 배터리(10)를 충전하도록 제어한다.
배터리 충전 회로(850)는 중앙처리장치(840)의 제어에 따라 배터리(10)를 충전한다. 배터리 충전 회로(850)는 중앙처리장치(840)의 제어에 따라 배터리(10)의 충전을 온(On)/오프(Off)한다. 배터리 충전 회로(850)는 중앙처리장치(840)의 제어에 따라 충전 전류를 증감시켜 배터리(10)를 충전한다.
도 14를 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 단말기는 복합 안테나(910), 안테나 단자(920), 배터리 압력 감지 센서(930), 중앙처리장치(940) 및 배터리 충전 회로(950)를 포함한다.
복합 안테나(910)는 복수의 안테나(910)를 포함한다. 복합 안테나(910)는 근거리 통신용(NFC) 안테나(912), 전자결제용(MST) 안테나(914) 및 무선 전력 전송용(WPC) 안테나(916)를 포함하는 것을 일례로 한다.
안테나 단자(920)는 복수의 단자(920a 내지 920f)로 구성된다. 각 안테나(910)에는 한 쌍의 단자(920a 및 920b, 920c 및 920d, 920e 및 920f)가 연결된다.
안테나 단자(920)는 근거리 통신용 안테나(912)에 연결된 한 쌍의 단자(920a, 920b), 전자결제용 안테나(914)에 연결된 한 쌍의 단자(920c, 920d) 및 무선 전력 전송용 안테나(916)에 연결된 한 쌍의 단자(920e, 920f)를 포함하여 총 6개의 단자로 구성되는 것을 일례로 한다.
배터리 압력 감지 센서(930)는 단말기에 실장된 배터리(10)와 중첩되어 배치된다. 배터리 압력 감지 센서(930)는 배터리(10)와 전극 패턴이 중첩되도록 배치된다.
배터리 압력 감지 센서(930)는 배터리(10) 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값을 출력한다. 배터리 압력 감지 센서(930)는 배터리(10)의 부풀음에 대응되는 리니어(linear)한 저항값을 출력한다. 배터리 압력 감지 센서(930)는 설정 저항값을 초과하는 저항값에서 쇼트되는 스위칭 이벤트를 출력값으로 출력할 수도 있다. 배터리 압력 감지 센서(930)는 제1 실시 예 내지 제3 실시 예의 배터리 압력 감지 센서(930) 중 하나인 것을 일례로 한다.
배터리 압력 감지 센서(930)는 배터리(10) 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 정전용량을 출력할 수도 있다. 배터리 압력 감지 센서(930)는 배터리(10)의 부풀음에 대응되는 리니어(linear)한 정전용량을 출력한다.
배터리 압력 감지 센서(930)는 안테나 단자(920)와 연결된다. 배터리 압력 감지 센서(930)의 양단은 안테나 단자(920)를 구성하는 복수의 단자 중에서 서로 다른 안테나(910)에 연결된 단자들에 각각 연결된다. 배터리 압력 감지 센서(930)의 양단은 전자결제용 안테나(910)의 일단이 연결된 단자 및 무선 전력 전송용 안테나(910)가 연결된 단자에 각각 연결되는 것을 일례로 한다. 배터리 압력 감지 센서(930)는 출력값을 안테나 단자(920)로 출력한다. 안테나 단자(920)는 버스를 통해 출력값을 중앙처리장치(940)로 전송한다.
중앙처리장치(940)는 안테나 단자(920)에 연결된다. 중앙처리장치(940)는 안테나 단자(920)를 통해 배터리 압력 감지 센서(930)의 출력값을 전송받는다. 중앙처리장치(940)는 배터리 압력 감지 센서(930)로부터 리니어한 저항값, 스위칭 이벤트 및 리니어한 정전용량 중 하나의 출력값을 전송받는다.
중앙처리장치(940)는 배터리 압력 감지 센서(930)로부터 전송받은 출력값을 근거로 배터리(10)의 충전을 제어한다. 중앙처리장치(940)는 출력값을 근거로 이벤트 방식 또는 다단계 방식으로 배터리 충전을 제어한다.
중앙처리장치(940)는 배터리 압력 감지 센서(930)의 출력값을 근거로 배터리(10)의 충전을 차단한다. 중앙처리장치(940)는 스위칭 이벤트인 출력값을 수신하면 배터리(10)의 발화, 폭발이 발생할 수 있는 상태로 판단하여 배터리(10)의 충전을 차단한다. 이때, 중앙처리장치(940)는 정전용량이 기준 정전용량을 초과하면 배터리(10)의 발화, 폭발이 발생할 수 있는 상태로 판단하여 배터리(10)의 충전을 차단할 수도 있다.
중앙처리장치(940)는 배터리 압력 감지 센서(930)의 출력값이 리니어한 저항값 또는 정전용량이면 출력값과 기준값을 비교하여 배터리(10)의 충전을 제어한다. 중앙처리장치(940)는 복수의 기준값과 출력값을 근거로 배터리(10)의 충전을 단계적으로 제어한다. 기준값은 배터리(10) 부풀음에 의한 발화, 폭발을 방지하기 위해 설정된 값으로 저항값 또는 정전용량인 것을 일례로 한다.
중앙처리장치(940)는 다단계 방식으로 배터리 충전을 제어하는 경우 배터리(10)의 충전 전류를 가변한다. 중앙처리장치(940)는 리니어한 저항값 또는 정전용량에 따라 충전 전류를 단계적으로 증감시켜 배터리(10)를 충전하도록 제어한다.
배터리 충전 회로(950)는 중앙처리장치(940)의 제어에 따라 배터리(10)를 충전한다. 배터리 충전 회로(950)는 중앙처리장치(940)의 제어에 따라 배터리(10)의 충전을 온(On)/오프(Off)한다. 배터리 충전 회로(950)는 중앙처리장치(940)의 제어에 따라 충전 전류를 증감시켜 배터리(10)를 충전한다.
한편, 도 15을 참조하면, 배터리 압력 감지 센서(930)는 복합 안테나(910)와 일체로 형성될 수도 있다. 배터리 압력 감지 센서(930)는 복수의 안테나들(912, 914, 916)이 형성된 인쇄회로기판상에 형성된다. 배터리 압력 감지 센서(930)는 하나의 안테나 또는 써미스터가 형성된 안테나(910)와 일체로 형성될 수도 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
100, 200, 300, 400, 500: 배터리 압력 감지 센서
110, 210, 330, 410, 510: 상부 전극층
120, 220, 420, 520: 탄성층
130, 230, 310, 430, 530: 하부 전극층
140, 240, 350, 440, 540: 접착층
320: 압전층 340: 보호층
610: 써미스터 620: 써미스터 단자
630, 710, 830, 930: 배터리 압력 감지 센서
640, 740, 840, 940: 중앙처리장치
650, 750, 850, 950: 배터리 충전 회로
720: 센서 단자 730: AD 컨버터
810, 910: 안테나 820, 920: 안테나 단자
110, 210, 330, 410, 510: 상부 전극층
120, 220, 420, 520: 탄성층
130, 230, 310, 430, 530: 하부 전극층
140, 240, 350, 440, 540: 접착층
320: 압전층 340: 보호층
610: 써미스터 620: 써미스터 단자
630, 710, 830, 930: 배터리 압력 감지 센서
640, 740, 840, 940: 중앙처리장치
650, 750, 850, 950: 배터리 충전 회로
720: 센서 단자 730: AD 컨버터
810, 910: 안테나 820, 920: 안테나 단자
Claims (20)
- 상부 전극 패턴을 구비한 상부 전극층;
상기 상부 전극층의 하부에 배치되고, 상기 상부 전극 패턴과 중첩 배치된 하부 전극 패턴을 구비한 하부 전극층; 및
상기 상부 전극층 및 상기 하부 전극층 사이에 배치된 탄성층을 포함하고,
상기 탄성층은 상기 상부 전극 패턴 및 상기 하부 전극 패턴과 중첩 배치된 배터리 압력 감지 센서. - 제1항에 있어서,
상기 탄성층은 복수의 닷(Dot)이 상호 이격 배치된 닷 스페이스 구조, 복수의 선형 패턴이 적층된 그물막 구조, 복수의 기공이 형성된 기공성 필름 구조 및 탄성 박막 시트에 복수의 홀이 타공된 타공 구조 중 하나의 구조인 배터리 압력 감지 센서. - 제1항에 있어서,
상기 상부 전극층 및 상기 하부 전극층 사이에 배치되어 상기 상부 전극층 및 상기 하부 전극층을 접착하는 접착층을 더 포함하고,
상기 접착층은 상기 탄성층이 수용되는 수용 홀이 형성된 배터리 압력 감지 센서. - 제1 전극 및 제2 전극이 형성된 하부 전극층;
상기 하부 전극층의 상부에 배치되어 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 중첩된 압전층; 및
상기 압전층의 상부에 배치된 상부 전극층을 포함하는 배터리 압력 감지 센서. - 제4항에 있어서,
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극은 상호 이격된 복수의 선형 패턴을 포함하고, 상기 제1 전극을 구성하는 선형 패턴들 사이에 상기 제2 전극을 구성하는 선형 패턴이 배치된 배터리 압력 감지 센서. - 제4항에 있어서,
상기 압전층은 저항 가변 물질로 구성되고, 상기 상부 전극층은 카본이고,
상기 저항 가변 물질은 양자 터널링 합성물(QTC: Quantum Tunneling Composite)인 배터리 압력 감지 센서. - 제4항에 있어서,
상기 상부 전극층의 상부에 배치된 보호층; 및
상기 하부 전극층 및 상기 보호층 사이에 배치되어 상기 하부 전극층 및 상기 보호층을 접착하는 접착층을 더 포함하고,
상기 접착층은 상기 압전층 및 상기 상부 전극층이 수용되는 수용 홀이 형성된 배터리 압력 감지 센서. - 배터리를 구비한 단말기에 있어서,
상기 단말기에 실장된 써미스터에 연결된 써미스터 단자;
상기 배터리와 중첩 배치되어 상기 써미스터 단자에 연결되고, 상기 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 출력값을 출력하는 배터리 압력 감지 센서; 및
상기 써미스터 단자와 연결되고, 상기 배터리 압력 감지 센서의 출력값을 근거로 상기 배터리의 충전을 제어하는 중앙처리장치를 포함하고,
상기 써미스터는 안테나, USB 충전 단자, 상기 중앙처리장치 및 전력 관리 회로 중 적어도 하나에 배치된 단말기. - 제8항에 있어서,
상기 배터리 압력 감지 센서는 상기 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값을 출력값으로 출력하고,
상기 중앙처리장치는 상기 배터리 압력 감지 센서의 출력값이 저항값이면 상기 배터리의 충전 전류를 가변하여 상기 배터리를 충전하는 단말기. - 제8항에 있어서,
상기 배터리 압력 감지 센서는 상기 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값이 설정값을 초과하면 스위칭 이벤트를 출력값으로 출력하고,
상기 중앙처리장치는 상기 배터리 압력 감지 센서의 출력값이 스위칭 이벤트이면 상기 배터리의 충전을 차단하는 단말기. - 배터리를 구비한 단말기에 있어서,
상기 배터리와 중첩 배치되어 센서 단자에 연결되고, 상기 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 출력값을 출력하는 배터리 압력 감지 센서;
상기 센서 단자와 연결되고, 상기 배터리 압력 감지 센서의 출력값을 디지털 신호로 변환하는 AD 컨버터; 및
상기 AD 컨버터에서 디지털 신호로 변환된 출력값을 근거로 상기 배터리의 충전을 제어하는 중앙처리장치를 포함하는 단말기. - 제11항에 있어서,
상기 배터리 압력 감지 센서는 상기 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 정전용량을 출력값으로 출력하는 단말기. - 제11항에 있어서,
상기 중앙처리장치는 상기 AD 컨버터에서 디지털 신호로 변환된 출력값이 설정값을 초과하면 상기 배터리의 충전을 차단하는 단말기. - 제11항에 있어서,
상기 중앙처리장치는 상기 AD 컨버터에서 디지털 신호로 변환된 출력값과 복수의 기준값을 근거로 상기 배터리의 충전 전류를 가변하여 상기 배터리를 충전하는 단말기. - 배터리를 구비한 단말기에 있어서,
상기 단말기에 실장된 안테나에 연결된 안테나 단자;
상기 배터리와 중첩 배치되어 상기 안테나 단자와 연결되고, 상기 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값, 스위칭 이벤트 및 정전용량 중 하나를 출력값으로 출력하는 배터리 압력 감지 센서; 및
상기 안테나 단자와 연결되고, 상기 배터리 압력 감지 센서의 출력값을 근거로 상기 배터리의 충전을 제어하는 중앙처리장치를 포함하는 단말기. - 제15항에 있어서,
상기 안테나 단자는 전자결제용 안테나, 무선 전력 전송용 안테나 및 근거리 통신용 안테나 중 하나에 연결된 단말기. - 제16항에 있어서,
상기 배터리 압력 감지 센서는 상기 안테나 단자에 연결된 안테나가 근거리 통신용 안테나이고, 상기 배터리의 부풀음에 의해 가해지는 압력에 대응되는 저항값이 설정값을 초과하면 스위칭 이벤트를 출력값으로 출력하는 단말기. - 제15항에 있어서,
상기 안테나 단자는 복수의 안테나에 연결된 복수의 단자를 구비하고, 상기 배터리 압력 감지 센서는 상기 복수의 단자 중 서로 다른 안테나 연결된 단자들에 연결된 단말기. - 제15항에 있어서,
상기 중앙처리장치는,
상기 배터리 압력 감지 센서의 출력값이 설정값을 초과하면 상기 배터리의 충전을 차단하는 단말기. - 제15항에 있어서,
상기 중앙처리장치는,
상기 배터리 압력 감지 센서의 출력값과 복수의 기준값을 근거로 상기 배터리의 충전 전류를 가변하여 상기 배터리를 충전하는 단말기.
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