KR20190125461A - Pcb 적층 구조체와 이를 포함하는 이동 단말기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 전자소자가 실장되는 제1 기판; 상기 제1 기판과 상하로 중첩되게 배치되는 제2 기판; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 설치되고, 상기 제1 및 제2 기판 간에 전자기적인 연결이 가능하도록 하는 인터포저 조립체를 포함하고, 상기 인터포저 조립체는, 상기 제1 기판의 상부면 둘레와 상기 제2 기판의 하부면 둘레를 따라 폐쇄된 영역을 형성하고, 상기 제1 및 상기 제2 기판을 지지하도록 이루어지는 하우징; 상기 제1 및 제2 기판에 각각 연결되어 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 전자기적인 신호 전달하는 시그널 비아; 및 상기 하우징과 연결되어 접지 역할을 하도록 구성되며, 상기 시그널 비아의 일 측에 상기 시그널 비아로부터 설정된 거리만큼 이격 배치되는 그라운드 비아를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB 적층 구조체에 관한 발명이다.

Description

PCB 적층 구조체와 이를 포함하는 이동 단말기

본 발명은, 상하로 적층된 기판 사이에 인터포저 조립체를 통해 신호의 전송이 가능한 PCB 적층 구조체와 이를 포함하는 이동 단말기에 관한 것이다.

이동 단말기는 본체의 내부에 구비된 각종 전자 부품을 이용하여, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태의 구현이 가능하게 된다.

이동 단말기의 내부에는, 각종 전자 소자가 실장된 메인 회로 기판이 설치되게 된다. 메인 회로 기판은, PCB (Printed Circuit Board) 기판을 이용하여 제작되는 것이 일반적이다. 회로기판은 전도성 물질로 구성되는 도전층과 절연 물질로 이루어지는 유전층이 교번적으로 적층되는 구조를 가지는 것이 일반적이다.

이동 단말기의 멀티미디어 기능이 확대됨에 따라, 다양한 주파수 대역의 무선신호를 송수신 할 수 있는 안테나를 내부에 포함하게되며, 안테나는 회로기판에 실장되고 주파수의 신호를 송수신하도록 무선통신부와 연결되어 무선신호의 송수신 역할을 담당하게 된다.

최근에는 5G 이동 단말기의 통신 안테나 장치의 구현을 위해, 복수개의 회로 기판이 적층된 구조의 PCB 적층 구조체를 형성시키게 된다. 적층된 회로 기판 간에 전자 신호 전송을 하기 위해서는 인터포저 조립체가 그 사이에 배치된다. 5G 이동 단말기에서는 높은 주파수 대역을 통신 신호로 사용하기 때문에, 적층된 회로 기판 사이에 위치되는 각종 전자소자에 의해 발생하는 통신 신호에 의해, 주파수 응답 특성에 기생 공진과 같은 간섭 현상이 발생하여 통신 품질의 저하가 야기되는 문제점이 있다.

본 발명은, 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로, 적층된 회로 기판이 사이에 배치되는 인터포저 조립체에 의해, 디지털 신호와 고주파 무선 신호 전송이 각각 전송 가능한 PCB 적층 구조체의 구조를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은, 시그널 비아와 그라운드 비아가 배치되는 인터포저 조립체의 구조를 적용함으로써 5G 및 고속 데이터 통신이 이루어지는 주파수 대역에서 신호가 왜곡되는 현상을 방지할 수 있는 PCB 적층 구조체의 구조를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 PCB 적층 구조체는, 제1 기판; 상기 제1 기판과 상하로 중첩되게 배치되는 제2 기판; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 설치되고, 상기 제1 및 제2 기판 간에 전자기적인 연결이 가능하도록 하는 인터포저 조립체를 포함하고, 상기 인터포저 조립체는, 상기 제1 기판의 상부면 둘레와 상기 제2 기판의 하부면 둘레를 따라 폐쇄된 영역을 형성하고, 상기 제1 및 상기 제2 기판을 지지하도록 이루어지는 하우징; 상기 제1 및 제2 기판에 각각 연결되어 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 전자기적인 신호 전달하는 시그널 비아; 및 상기 하우징과 연결되어 접지 역할을 하도록 구성되며, 상기 시그널 비아의 일 측에 상기 시그널 비아로부터 설정된 거리만큼 이격 배치되는 그라운드 비아를 포함할 수 있다. 이를 통해, 인터포저 조립체는 디지털 신호와 함께 무선 신호의 전송이 가능하며, 고주파 대역의 무선 신호의 왜곡을 방지할 수 있으며, 특정 대역에서 신호의 세기가 저감되는 현상을 막을 수 있게 될 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 시그널 비아와 상기 그라운드 비아는 복수개로 이루어지며, 상기 시그널 비아와 상기 그라운드 비아는 상기 폐쇄된 영역 내에서 일정한 간격으로 교번적으로 배치되도록 구성될 수 있다.

이때, 시그널 비아의 비아홀의 중심과, 그라운드 비아의 비아홀의 중심 사이의 거리는 대략 0.6 mm 이하가 되도록 구성되는 것이 바람직할 것이다. 이를 통해, 주파수 공진이 발생하는 주파수를 시프트 시킬 수 있어, 5G 대역에서 사용하는 대역에서 주파수 공진이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 하우징의 측면에는 신호 차폐를 위한 금속코팅층이 형성되도록 이루어질 수 있을 것이다.

이때, 금속코팅층은, 상기 제1 및 제2 기판에 실장된 신호 방출 소자에 인접한 영역을 따라 선택적으로 형성되는 것도 가능할 것이다.

또한, 금속코팅층이 형성되는 영역 사이에, 금속코팅층이 형성되지 않는 영역에서 상기 각 그라운드 비아의 중심 사이는 0.6 mm 이하의 거리만큼 서로 이격되게 배치되며, 이를 통해, 고주파수 대역의 무선신호에 영향을 미치는 것을 최소화할 수 있게 될 것이다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 시그널 비아의 양 측에 상기 그라운드 비아가 배치되도록 구성될 수 있으며, 그라운드 비아를 사이에 두고 상기 시그널 비아는 복수개가 배치되도록 이루어지는 것도 가능할 것이다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 그라운드 비아를 사이에 두고 두 개의 시그널 비아가 서로 나란하게 배치되고, 상기 각 시그널 비아가 전송하는 전자기적인 신호 간에는 위상차가 180°나도록 이루어져, 주변 신호에 의한 영향이 최소화할 수 있게 된다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 시그널 비아는, 내부를 따라 신호가 이동하도록 구성되는 시그널 비아홀; 및 상기 시그널 비아홀의 상하 양단부에 결합되는 시그널 비아 패드부를 포함하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 시그널 비아홀의 중심부는 상기 시그널 비아 패드부의 중심과 중첩되도록 배치되는 것도 가능하다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 그라운드 비아의 양단에는 그라운드 비아 패드부가 각각 결합되고, 그라운드 비아 패드부는 상기 하우징과 접촉하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 하우징은, 상기 제1 기판의 상면과 상기 제2 기판의 하부면에 결합되는 지지부; 및 상기 지지부의 양 측을 연결하는 측벽부를 포함하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 단말기 본체; 상기 단말기 본체의 내부에 설치되어 상기 단말기 본체를 지지하도록 이루어지며, 전면부에 디스플레이가 장착되는 내부 케이스; 상기 내부 케이스의 일 측에 결합되어 상기 단말기 본체의 후면부를 덮도록 구성되는 리어 케이스; 상기 내부 케이스와 상기 리어 케이스의 사이에 설치되는 메인회로기판; 및 상기 메인회로기판의 일 측에 설치되는 PCB 적층 구조체를 포함하며, 상기 PCB 적층 구조체는, 제1 기판; 상기 제1 기판과 상하로 중첩되게 배치되는 제2 기판; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 설치되고, 상기 제1 및 제2 기판 간에 전자기적인 연결이 가능하도록 하는 인터포저 조립체를 포함하고, 상기 인터포저 조립체는, 상기 제1 기판의 상부면 둘레와 상기 제2 기판의 하부면의 둘레를 따라 폐쇄된 영역을 형성하고, 상기 제1 및 상기 제2 기판을 지지하도록 이루어지는 하우징; 상기 제1 및 제2 기판에 각각 연결되어 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 전자기적인 신호 전달하는 시그널 비아; 및 상기 하우징과 연결되어 접지 역할을 하도록 구성되며, 상기 시그널 비아의 일 측에 상기 시그널 비아로부터 설정된 거리만큼 이격 배치되는 그라운드 비아를 포함하도록 구성될 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 PCB 적층 구조체는, 인터포저 조립체에 포함되는 시그널 비아에 의해 적층된 기판 간에 디지털 신호와 함께 고주파 데이터 신호의 전송이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.

또한, 인터포저 조립체의 내부에 위치되는 시그널 비아의 일 측 또는 양 측에 그라운드 비아가 배치됨으로써 통신 신호의 왜곡이 방지될 수 있으며, 특정 대역에서 신호가 저감되는 현상을 막을 수 있게 된다.

또한, 인터포저 조립체의 내측 및 외측에 선택적으로 형성되는 금속코팅층에 의해, 인터포저 조립체 내부에 위치되는 전자 소자에 의한 신호의 왜곡을 방지할 수 있게 된다.

도 1a는, 본 발명에 따른 이동 단말기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1b는, 이동 단말기의 전면부를 외부에서 바라본 사시도이다.
도 1c는, 이동 단말기의 후면부를 외부에서 바라본 사시도이다.
도 2는, 본 발명에 따른 이동 단말기의 분해도이다.
도 3은, 본 발명에 따른 PCB 적층 구조체를 모습을 나타내는 개념도이다.
도 4a는, PCB 적층 구조체에서 제1 기판과 제2 기판 사이에 위치되는 인터포저 조립체의 모습을 나타내는 도면이다.
도 4b는 인터포저 조립체의 모습을 나타내는 확대도이다.
도 5a는, 본 발명의 일 실시예를 나타내는 것으로, 시그널 비아와 그라운드 비아의 배치를 나타내는 도면이다.
도 5b는, 도 5a를 측면에서 바라본 측면도이다.
도 6a는, 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 것으로, PCB 적층 구조체의 시그널 비아와 그라운드 비아의 배치관계를 나타내는 도면이다.
도 6b는, 도 6a의 확대도이다.
도 6c는, 도 6a를 측면에서 바라본 측면도이다.
도 7a는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 PCB 적층 구조체의 사시도이다.
도 7b는, 인터포저 조립체에 위치되는 시그널 비아와 그라운드 비아의 배치관계를 나타내는 도면이다.
도 8은, 본 발명에 따른 PCB 적층 구조체의 주파수 응답특성을 나타내는 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 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1a는 본 발명과 관련된 이동 단말기(100)를 설명하기 위한 블록도이다.

이동단말기(100)는 무선 통신부(110), 입력부(120), 감지부(140), 출력부(150), 인터페이스부(160), 메모리(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들은 이동단말기(100)를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서 상에서 설명되는 이동단말기(100)는 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 구성요소들 중, 무선 통신부(110)는, 이동단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동단말기(100)와 다른 이동 단말기의 사이, 또는 이동단말기(100)와 외부서버 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 무선 통신부(110)는, 이동단말기(100)를 하나 이상의 네트워크에 연결하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다.

이러한 무선 통신부(110)는, 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114), 위치정보 모듈(115) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

입력부(120)는, 영상 신호 입력을 위한 카메라(121) 또는 영상 입력부, 오디오 신호 입력을 위한 마이크로폰(microphone, 122), 또는 오디오 입력부, 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 사용자 입력부(123, 예를 들어, 터치키(touch key), 푸시키(mechanical key) 등)를 포함할 수 있다. 입력부(120)에서 수집한 음성 데이터나 이미지 데이터는 분석되어 사용자의 제어명령으로 처리될 수 있다.

센싱부(140)는 이동단말기(100) 내 정보, 이동단말기(100)를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센싱부(140)는 근접센서(141, proximity sensor), 조도 센서(142, illumination sensor), 터치 센서(touch sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 광센서(optical sensor, 예를 들어, 카메라(121 참조)), 마이크로폰(microphone, 122 참조), 배터리 게이지(battery gauge), 환경 센서(예를 들어, 기압계, 습도계, 온도계, 방사능 감지 센서, 열 감지 센서, 가스 감지 센서 등), 화학 센서(예를 들어, 전자 코, 헬스케어 센서, 생체 인식 센서 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 본 명세서에 개시된 이동 단말기는, 이러한 센서들 중 적어도 둘 이상의 센서에서 센싱되는 정보들을 조합하여 활용할 수 있다.

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 디스플레이부(151), 음향 출력부(152), 햅팁 모듈(153), 광 출력부(154) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 디스플레이부(151)는 터치 센서와 상호 레이어 구조를 이루거나 일체형으로 형성됨으로써, 터치 스크린을 구현할 수 있다. 이러한 터치 스크린은, 이동단말기(100)와 사용자 사이의 입력 인터페이스를 제공하는 사용자 입력부(123)로써 기능함과 동시에, 이동단말기(100)와 사용자 사이의 출력 인터페이스를 제공할 수 있다.

인터페이스부(160)는 이동단말기(100)에 연결되는 다양한 종류의 외부 기기와의 통로 역할을 수행한다. 이러한 인터페이스부(160)는, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이동단말기(100)에서는, 상기 인터페이스부(160)에 외부 기기가 연결되는 것에 대응하여, 연결된 외부 기기와 관련된 적절할 제어를 수행할 수 있다.

또한, 메모리(170)는 이동단말기(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(170)는 이동단말기(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 이동단말기(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 이동단말기(100)의 기본적인 기능(예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 발신 기능)을 위하여 출고 당시부터 이동단말기(100)상에 존재할 수 있다. 한편, 응용 프로그램은, 메모리(170)에 저장되고, 이동단말기(100) 상에 설치되어, 제어부(180)에 의하여 상기 이동단말기(100)의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.

제어부(180)는 상기 응용 프로그램과 관련된 동작 외에도, 통상적으로 이동단말기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(180)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.

또한, 제어부(180)는 메모리(170)에 저장된 응용 프로그램을 구동하기 위하여, 도 1a와 함께 살펴본 구성요소들 중 적어도 일부를 제어할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 응용 프로그램의 구동을 위하여, 이동단말기(100)에 포함된 구성요소들 중 적어도 둘 이상을 서로 조합하여 동작시킬 수 있다.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어 하에서, 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 이동단말기(100)에 포함된 각 구성요소들에 전원을 공급한다. 이러한 전원 공급부(190)는 배터리를 포함하며, 상기 배터리는 내장형 배터리 또는 교체 가능한 형태의 배터리가 될 수 있다.

상기 각 구성요소들 중 적어도 일부는, 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들에 따른 이동단말기(100)의 동작, 제어, 또는 제어방법을 구현하기 위하여 서로 협력하여 동작할 수 있다. 또한, 상기 이동단말기(100)의 동작, 제어, 또는 제어 방법은 상기 메모리(170)에 저장된 적어도 하나의 응용 프로그램의 구동에 의하여 이동 단말기 상에서 구현될 수 있다.

이하에서는, 위에서 살펴본 이동단말기(100)를 통하여 구현되는 다양한 실시 예들을 살펴보기에 앞서, 위에서 열거된 구성요소들에 대하여 도 1을 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.

먼저, 무선 통신부(110)에 대하여 살펴보면, 무선 통신부(110)의 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.

이동 통신 모듈(112)은, 이동 통신을 위한 기술표준들 또는 통신방식(예를 들어, GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multi Access), CDMA2000(Code Division Multi Access 2000), EV-DO(Enhanced Voice-Data Optimized or Enhanced Voice-Data Only), WCDMA(Wideband CDMA), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등)에 따라 구축된 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다.

상기 무선 신호는, 음성 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, 이동단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 기술들에 따른 통신망에서 무선 신호를 송수신하도록 이루어진다.

무선 인터넷 기술로는, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi(Wireless Fidelity) Direct, DLNA(Digital Living Network Alliance), WiBro(Wireless Broadband), WiMAX(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access), HSUPA(High Speed Uplink Packet Access), LTE(Long Term Evolution), LTE-A(Long Term Evolution-Advanced) 등이 있으며, 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기에서 나열되지 않은 인터넷 기술까지 포함한 범위에서 적어도 하나의 무선 인터넷 기술에 따라 데이터를 송수신하게 된다.

WiBro, HSDPA, HSUPA, GSM, CDMA, WCDMA, LTE, LTE-A 등에 의한 무선 인터넷 접속은 이동 통신망을 통해 이루어진다는 관점에서 본다면, 상기 이동 통신망을 통해 무선 인터넷 접속을 수행하는 상기 무선 인터넷 모듈(113)은 상기 이동 통신 모듈(112)의 일종으로 이해될 수도 있다.

근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신(Short range communication)을 위한 것으로서, 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, NFC(Near Field Communication), Wi-Fi(Wireless-Fidelity), Wi-Fi Direct, Wireless USB(Wireless Universal Serial Bus) 기술 중 적어도 하나를 이용하여, 근거리 통신을 지원할 수 있다. 이러한, 근거리 통신 모듈(114)은, 근거리 무선 통신망(Wireless Area Networks)을 통해 이동단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이, 이동단말기(100)와 다른 이동 단말기 사이, 또는 이동단말기(100)와 다른 이동 단말기(또는 외부서버)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 지원할 수 있다. 상기 근거리 무선 통신망은 근거리 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Networks)일 수 있다.

여기에서, 다른 이동 단말기는 본 발명에 따른 이동단말기(100)와 데이터를 상호 교환하는 것이 가능한(또는 연동 가능한) 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 스마트 와치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), HMD(head mounted display))가 될 수 있다. 근거리 통신 모듈(114)은, 이동단말기(100) 주변에, 상기 이동단말기(100)와 통신 가능한 웨어러블 디바이스를 감지(또는 인식)할 수 있다. 나아가, 제어부(180)는 상기 감지된 웨어러블 디바이스가 본 발명에 따른 이동단말기(100)와 통신하도록 인증된 디바이스인 경우, 이동단말기(100)에서 처리되는 데이터의 적어도 일부를, 상기 근거리 통신 모듈(114)을 통해 웨어러블 디바이스로 전송할 수 있다. 따라서 웨어러블 디바이스의 사용자는, 이동단말기(100)에서 처리되는 데이터를, 웨어러블 디바이스를 통해 이용할 수 있다. 예를 들어, 이에 따르면 사용자는, 이동단말기(100)에 전화가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 전화 통화를 수행하거나, 이동단말기(100)에 메시지가 수신된 경우, 웨어러블 디바이스를 통해 상기 수신된 메시지를 확인하는 것이 가능하다.

위치 정보 모듈(115)은 이동단말기(100)의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Positioning System) 모듈 또는 WiFi(Wireless Fidelity) 모듈이 있다. 예를 들어, 이동단말기(100)는 GPS모듈을 활용하면, GPS 위성에서 보내는 신호를 이용하여 이동단말기(100)의 위치를 획득할 수 있다. 다른 예로서, 이동단말기(100)는 Wi-Fi 모듈을 활용하면, Wi-Fi 모듈과 무선신호를 송신 또는 수신하는 무선 AP(Wireless Access Point)의 정보에 기반하여, 이동단말기(100)의 위치를 획득할 수 있다. 필요에 따라서, 위치 정보 모듈(115)은 치환 또는 부가적으로 이동단말기(100)의 위치에 관한 데이터를 얻기 위해 무선 통신부(110)의 다른 모듈 중 적어도 하나의 기능을 수행할 수 있다. 위치 정보 모듈(115)은 이동단말기(100)의 위치(또는 현재 위치)를 획득하기 위해 이용되는 모듈로, 이동단말기(100)의 위치를 직접적으로 계산하거나 획득하는 모듈로 한정되지는 않는다.

다음으로, 입력부(120)는 영상 정보(또는 신호), 오디오 정보(또는 신호), 데이터, 또는 사용자로부터 입력되는 정보의 입력을 위한 것으로서, 영상 정보의 입력을 위하여, 이동단말기(100)는 하나 또는 복수의 카메라(121)를 구비할 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 표시되거나 메모리(170)에 저장될 수 있다. 한편, 이동단말기(100)에 구비되는 복수의 카메라(121)는 매트릭스 구조를 이루도록 배치될 수 있으며, 이와 같이 매트릭스 구조를 이루는 카메라(121)를 통하여, 이동단말기(100)에는 다양한 각도 또는 초점을 갖는 복수의 영상 정보가 입력될 수 있다. 또한, 복수의 카메라(121)는 입체영상을 구현하기 위한 좌 영상 및 우 영상을 획득하도록, 스테레오 구조로 배치될 수 있다.

마이크로폰(122)은 외부의 음향 신호를 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 이동단말기(100)에서 수행 중인 기능(또는 실행 중인 응용 프로그램)에 따라 다양하게 활용될 수 있다. 한편, 마이크로폰(122)에는 외부의 음향 신호를 입력 받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(123)는 사용자로부터 정보를 입력받기 위한 것으로서, 사용자 입력부(123)를 통해 정보가 입력되면, 제어부(180)는 입력된 정보에 대응되도록 이동단말기(100)의 동작을 제어할 수 있다. 이러한, 사용자 입력부(123)는 기계식 (mechanical) 입력수단(또는, 메커니컬 키, 예를 들어, 이동단말기(100)의 전?후면 또는 측면에 위치하는 버튼, 돔 스위치 (dome switch), 조그 휠, 조그 스위치 등) 및 터치식 입력수단을 포함할 수 있다. 일 예로서, 터치식 입력수단은, 소프트웨어적인 처리를 통해 터치스크린에 표시되는 가상 키(virtual key), 소프트 키(soft key) 또는 비주얼 키(visual key)로 이루어지거나, 상기 터치 스크린 이외의 부분에 배치되는 터치 키(touch key)로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 가상키 또는 비주얼 키는, 다양한 형태를 가지면서 터치 스크린 상에 표시되는 것이 가능하며, 예를 들어, 그래픽(graphic), 텍스트(text), 아이콘(icon), 비디오(video) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.

한편, 센싱부(140)는 이동단말기(100) 내 정보, 이동단말기(100)를 둘러싼 주변 환경 정보 및 사용자 정보 중 적어도 하나를 센싱하고, 이에 대응하는 센싱 신호를 발생시킨다. 제어부(180)는 이러한 센싱 신호에 기초하여, 이동단말기(100)의 구동 또는 동작을 제어하거나, 이동단말기(100)에 설치된 응용 프로그램과 관련된 데이터 처리, 기능 또는 동작을 수행 할 수 있다. 센싱부(140)에 포함될 수 있는 다양한 센서 중 대표적인 센서들의 대하여, 보다 구체적으로 살펴본다.

먼저, 근접 센서(141)는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선 등을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 이러한 근접 센서(141)는 위에서 살펴본 터치 스크린에 의해 감싸지는 이동단말기(100)의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다.

근접 센서(141)의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전 용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 터치 스크린이 정전식인 경우에, 근접 센서(141)는 전도성을 갖는 물체의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 물체의 근접을 검출하도록 구성될 수 있다. 이 경우 터치 스크린(또는 터치 센서) 자체가 근접 센서로 분류될 수 있다.

한편, 설명의 편의를 위해, 터치 스크린 상에 물체가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 물체가 상기 터치 스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 명명하고, 상기 터치 스크린 상에 물체가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 명명한다. 상기 터치 스크린 상에서 물체가 근접 터치 되는 위치라 함은, 상기 물체가 근접 터치될 때 상기 물체가 상기 터치 스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다. 상기 근접 센서(141)는, 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 감지할 수 있다. 한편, 제어부(180)는 위와 같이, 근접 센서(141)를 통해 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 데이터(또는 정보)를 처리하며, 나아가, 처리된 데이터에 대응하는 시각적인 정보를 터치 스크린 상에 출력시킬 수 있다. 나아가, 제어부(180)는, 터치 스크린 상의 동일한 지점에 대한 터치가, 근접 터치인지 또는 접촉 터치인지에 따라, 서로 다른 동작 또는 데이터(또는 정보)가 처리되도록 이동단말기(100)를 제어할 수 있다.

터치 센서는 저항막 방식, 정전용량 방식, 적외선 방식, 초음파 방식, 자기장 방식 등 여러가지 터치방식 중 적어도 하나를 이용하여 터치 스크린(또는 디스플레이부(151))에 가해지는 터치(또는 터치입력)을 감지한다.

일예로서, 터치 센서는, 터치 스크린의 특정 부위에 가해진 압력 또는 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는, 터치 스크린 상에 터치를 가하는 터치 대상체가 터치 센서 상에 터치 되는 위치, 면적, 터치 시의 압력, 터치 시의 정전 용량 등을 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. 여기에서, 터치 대상체는 상기 터치 센서에 터치를 인가하는 물체로서, 예를 들어, 손가락, 터치펜 또는 스타일러스 펜(Stylus pen), 포인터 등이 될 수 있다.

이와 같이, 터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 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. 여기에서, 터치 제어기는, 제어부(180)와 별도의 구성요소일 수 있고, 제어부(180) 자체일 수 있다.

한편, 제어부(180)는, 터치 스크린(또는 터치 스크린 이외에 구비된 터치키)을 터치하는, 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행하거나, 동일한 제어를 수행할 수 있다. 터치 대상체의 종류에 따라 서로 다른 제어를 수행할지 또는 동일한 제어를 수행할 지는, 현재 전자장치(100)의 동작상태 또는 실행 중인 응용 프로그램에 따라 결정될 수 있다.

한편, 위에서 살펴본 터치 센서 및 근접 센서는 독립적으로 또는 조합되어, 터치 스크린에 대한 숏(또는 탭) 터치(short touch), 롱 터치(long touch), 멀티 터치(multi touch), 드래그 터치(drag touch), 플리크 터치(flick touch), 핀치-인 터치(pinch-in touch), 핀치-아웃 터치(pinch-out 터치), 스와이프(swype) 터치, 호버링(hovering) 터치 등과 같은, 다양한 방식의 터치를 센싱할 수 있다.

초음파 센서는 초음파를 이용하여, 감지대상의 위치정보를 인식할 수 있다. 한편 제어부(180)는 광 센서와 복수의 초음파 센서로부터 감지되는 정보를 통해, 파동 발생원의 위치를 산출하는 것이 가능하다. 파동 발생원의 위치는, 광이 초음파보다 매우 빠른 성질, 즉, 광이 광 센서에 도달하는 시간이 초음파가 초음파 센서에 도달하는 시간보다 매우 빠름을 이용하여, 산출될 수 있다. 보다 구체적으로 광을 기준 신호로 초음파가 도달하는 시간과의 시간차를 이용하여 파동 발생원의 위치가 산출될 수 있다.

한편, 입력부(120)의 구성으로 살펴본, 카메라(121)는 카메라 센서(예를 들어, CCD, CMOS 등), 포토 센서(또는 이미지 센서) 및 레이저 센서 중 적어도 하나를 포함한다.

카메라(121)와 레이저 센서는 서로 조합되어, 3차원 입체영상에 대한 감지대상의 터치를 감지할 수 있다. 포토 센서는 디스플레이 소자에 적층될 수 있는데, 이러한 포토 센서는 터치 스크린에 근접한 감지대상의 움직임을 스캐닝(scanning)하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 포토 센서는 행/열에 Photo Diode와 TR(Transistor)를 실장하여 Photo Diode에 인가되는 빛의 양에 따라 변화되는 전기적 신호를 이용하여 포토 센서 위에 올려지는 내용물을 스캔한다. 즉, 포토 센서는 빛의 변화량에 따른 감지대상의 좌표 계산을 수행하며, 이를 통하여 감지대상의 위치정보가 획득될 수 있다.

디스플레이부(151)는 전자장치(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 전자장치(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.

또한, 상기 디스플레이부(151)는 입체영상을 표시하는 입체 디스플레이부로서 구성될 수 있다.

상기 입체 디스플레이부에는 스테레오스코픽 방식(안경 방식), 오토 스테레오스코픽 방식(무안경 방식), 프로젝션 방식(홀로그래픽 방식) 등의 3차원 디스플레이 방식이 적용될 수 있다.

음향 출력부(152)는 호 신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(170)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력부(152)는 전자장치(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력부(152)에는 리시버(receiver), 스피커(speaker), 버저(buzzer) 등이 포함될 수 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(153)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(153)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 될 수 있다. 햅틱 모듈(153)에서 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 사용자의 선택 또는 제어부의 설정에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, 상기 햅틱 모듈(153)은 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.

햅틱 모듈(153)은, 진동 외에도, 접촉된 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(electrode)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(153)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과를 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(153)은 전자장치(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

광 출력부(154)는 전자장치(100)의 광원의 빛을 이용하여 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 전자장치(100)에서 발생 되는 이벤트의 예로는 메시지 수신, 통화 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등이 될 수 있다.

광 출력부(154)가 출력하는 신호는 전자장치(100)가 전면이나 후면으로 단색이나 복수색의 빛을 발광함에 따라 구현된다. 상기 신호 출력은 전자장치(100)가 사용자의 이벤트 확인을 감지함에 의하여 종료될 수 있다.

인터페이스부(160)는 전자장치(100)에 연결되는 모든 외부 기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(160)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 전자장치(100) 내부의 각 구성요소에 전달하거나, 전자장치(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트(port), 유/무선 데이터 포트(port), 메모리 카드(memory card) 포트(port), 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트(port), 오디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 비디오 I/O(Input/Output) 포트(port), 이어폰 포트(port) 등이 인터페이스부(160)에 포함될 수 있다.

한편, 식별 모듈은 전자장치(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(user identify module; UIM), 가입자 인증 모듈(subscriber identity 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 상기 인터페이스부(160)를 통하여 전자장치(100)와 연결될 수 있다.

또한, 상기 인터페이스부(160)는 전자장치(100)가 외부의 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 전자장치(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 전자장치(100)로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 전자장치(100)가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수 있다.

메모리(170)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(170)는 상기 터치 스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

메모리(170)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive 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 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 전자장치(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(170)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작될 수도 있다.

한편, 앞서 살펴본 것과 같이, 제어부(180)는 응용 프로그램과 관련된 동작과, 통상적으로 전자장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(180)는 상기 전자장치(100)의 상태가 설정된 조건을 만족하면, 애플리케이션들에 대한 사용자의 제어 명령의 입력을 제한하는 잠금 상태를 실행하거나, 해제할 수 있다.

또한, 제어부(180)는 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등과 관련된 제어 및 처리를 수행하거나, 터치 스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다. 나아가 제어부(180)는 이하에서 설명되는 다양한 실시 예들을 본 발명에 따른 전자장치(100) 상에서 구현하기 위하여, 위에서 살펴본 구성요소들을 중 어느 하나 또는 복수를 조합하여 제어할 수 있다.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다. 전원 공급부(190)는 배터리를 포함하며, 배터리는 충전 가능하도록 이루어지는 내장형 배터리가 될 수 있으며, 충전 등을 위하여 단말기 바디에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

또한, 전원 공급부(190)는 연결포트를 구비할 수 있으며, 연결포트는 배터리의 충전을 위하여 전원을 공급하는 외부 충전기가 전기적으로 연결되는 인터페이스(160)의 일예로서 구성될 수 있다.

다른 예로서, 전원 공급부(190)는 상기 연결포트를 이용하지 않고 무선방식으로 배터리를 충전하도록 이루어질 수 있다. 이 경우에, 전원공급부(190)는 외부의 무선 전력 전송장치로부터 자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식이나 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Magnetic Resonance Coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 전력을 전달받을 수 있다.

한편, 이하에서 다양한 실시 예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

이하, 상기 도 1a에서 살펴본 본 발명의 일 실시 예에 따른 이동단말기(100) 또는 상술한 구성요소들이 배치된 단말기의 구조를 도 1b 및 도 1c를 참조하여 살펴보기로 한다.

도 1b 및 도 1c를 참조하면, 개시된 이동단말기(100)는, 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 와치 타입, 클립 타입, 글래스 타입 또는 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 폴더 타입, 플립 타입, 슬라이드 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용될 수 있다. 이하의 설명은 이동 단말기의 특정 유형에 관련될 것이나, 이동 단말기의 특정유형에 관한 설명은 다른 타입의 이동 단말기에 일반적으로 적용될 수 있다.

여기에서, 단말기 바디는 이동단말기(100)를 적어도 하나의 집합체로 보아 이를 지칭하는 개념으로 이해될 수 있다.

이동단말기(100)는 외관을 이루는 케이스(예를 들면, 프레임, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 이동단말기(100)는 내부 프레임(102)와 리어 케이스(103)를 포함할 수 있으며, 내부 프레임(102)와 리어 케이스(103)의 결합에 의해 형성되는 내부 공간에는 각종 전자부품들이 배치될 수 있다.

단말기 바디의 전면에는 디스플레이부(151)가 배치되어 정보를 출력할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스플레이부(151)의 윈도우(101)는 내부 프레임(102)에 장착되어 프론트 케이스(101)와 함께 단말기 바디의 전면을 형성할 수 있다.

경우에 따라 리어 케이스(103)에도 전자부품이 장착될 수 있다. 리어 케이스(103)에 장착 가능한 전자 부품은 착탈 가능한 배터리, 식별 모듈, 메모리 카드 등이 있다. 리어 케이스(103)이 분리되면, 리어 케이스(103)에 장착된 전자부품은 외부로 노출될 수 있다.

도시된 바와 같이, 리어 케이스(103)에는 카메라(121b)나 음향 출력부(152b)를 외부로 노출시키기 위한 개구부가 구비될 수 있다.

이러한 케이스들(101, 102, 103)은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti) 등으로 형성될 수도 있다.

이동단말기(100)는, 복수의 케이스가 각종 전자부품들을 수용하는 내부 공간을 마련하는 위의 예와 달리, 하나의 케이스가 상기 내부 공간을 마련하도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 합성수지 또는 금속이 측면에서 후면으로 이어지는 유니 바디의 이동단말기(100)가 구현될 수 있다.

한편, 이동단말기(100)는 단말기 바디 내부로 물이 스며들지 않도록 하는 방수부(미도시)를 구비할 수 있다. 이동단말기(100)에는 디스플레이부(151), 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 및 제2 카메라(121a, 121b), 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b), 마이크로폰(122), 인터페이스부(160) 등이 구비될 수 있다.

이하에서는, 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 단말기 바디의 전면에 디스플레이부(151), 제1 음향 출력부(152a), 근접 센서(141), 조도 센서(142), 광 출력부(154), 제1 카메라(121a) 및 제1 조작유닛(123a)이 배치되고, 단말기 바디의 측면에 제2 조작유닛(123b), 마이크로폰(122) 및 인터페이스부(160)이 배치되며, 단말기 바디의 후면에 제2 음향 출력부(152b) 및 제2 카메라(121b)가 배치된 이동단말기(100)를 일 예로 들어 설명한다.

다만, 이들 구성은 이러한 배치에 한정되는 것은 아니다. 이들 구성은 필요에 따라 제외 또는 대체되거나, 다른 면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 단말기 바디의 전면에는 제1 조작유닛(123a)이 구비되지 않을 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 단말기 바디의 후면이 아닌 단말기 바디의 측면에 구비될 수 있다.

디스플레이부(151)는 이동단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 디스플레이부(151)는 이동단말기(100)에서 구동되는 응용 프로그램의 실행화면 정보, 또는 이러한 실행화면 정보에 따른 UI(User Interface), GUI(Graphic User Interface) 정보를 표시할 수 있다.

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), 플렉서블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display), 전자잉크 디스플레이(e-ink display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

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

디스플레이부(151)는 터치 방식에 의하여 제어 명령을 입력 받을 수 있도록, 디스플레이부(151)에 대한 터치를 감지하는 터치 센서를 포함할 수 있다. 이를 이용하여, 디스플레이부(151)에 대하여 터치가 이루어지면, 터치 센서는 상기 터치를 감지하고, 제어부(180)는 이에 근거하여 상기 터치에 대응하는 제어명령을 발생시키도록 이루어질 수 있다. 터치 방식에 의하여 입력되는 내용은 문자 또는 숫자이거나, 각종 모드에서의 지시 또는 지정 가능한 메뉴 항목 등일 수 있다.

한편, 터치 센서는, 터치 패턴을 구비하는 필름 형태로 구성되어 윈도우(151a)와 윈도우(151a)의 배면 상의 디스플레이(미도시) 사이에 배치되거나, 윈도우(151a)의 배면에 직접 패터닝되는 메탈 와이어가 될 수도 있다. 또는, 터치 센서는 디스플레이와 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치 센서는, 디스플레이의 기판 상에 배치되거나, 디스플레이의 내부에 구비될 수 있다.

이처럼, 디스플레이부(151)는 터치 센서와 함께 터치 스크린을 형성할 수 있으며, 이 경우에 터치 스크린은 사용자 입력부(123, 도 1a 참조)로 기능할 수 있다. 경우에 따라, 터치 스크린은 제1조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체할 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위하여 상기 이미지를 출력하는 디스플레이부(디스플레이 모듈)과 상기 터치 센서를 통합하여 터치 스크린(151)으로 칭한다.

제1 음향 출력부(152a)는 통화음을 사용자의 귀에 전달시키는 리시버(receiver)로 구현될 수 있으며, 제2 음향 출력부(152b)는 각종 알람음이나 멀티미디어의 재생음을 출력하는 라우드 스피커(loud speaker)의 형태로 구현될 수 있다.

디스플레이부(151)의 윈도우(151a)에는 제1 음향 출력부(152a)로부터 발생되는 사운드의 방출을 위한 음향홀이 형성될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 상기 사운드는 구조물 간의 조립틈(예를 들어, 윈도우(151a)와 프론트 케이스(101) 간의 틈)을 따라 방출되도록 구성될 수 있다. 이 경우, 외관상 음향 출력을 위하여 독립적으로 형성되는 홀이 보이지 않거나 숨겨져 이동단말기(100)의 외관이 보다 심플해질 수 있다.

광 출력부(154)는 이벤트의 발생시 이를 알리기 위한 빛을 출력하도록 이루어진다. 상기 이벤트의 예로는 메시지 수신, 호 신호 수신, 부재중 전화, 알람, 일정 알림, 이메일 수신, 애플리케이션을 통한 정보 수신 등을 들 수 있다. 제어부(180)는 사용자의 이벤트 확인이 감지되면, 빛의 출력이 종료되도록 광 출력부(154)를 제어할 수 있다.

제1 카메라(121a)는 촬영 모드 또는 화상통화 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있으며, 메모리(170)에 저장될 수 있다.

제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 이동단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 사용자 입력부(123)의 일 예로서, 조작부(manipulating portion)로도 통칭될 수 있다. 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 터치, 푸시, 스크롤 등 사용자가 촉각적인 느낌을 받으면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)은 근접 터치(proximity touch), 호버링(hovering) 터치 등을 통해서 사용자의 촉각적인 느낌이 없이 조작하게 되는 방식으로도 채용될 수 있다.

본 도면에서는 제1 조작유닛(123a)이 터치키(touch key)인 것으로 예시하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 푸시키(mechanical key)가 되거나, 터치키와 푸시키의 조합으로 구성될 수 있다.

제1 및 제2 조작유닛(123a, 123b)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 조작유닛(123a)은 메뉴, 홈키, 취소, 검색 등의 명령을 입력 받고, 제2 조작유닛(123b)은 제1 또는 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등의 명령을 입력 받을 수 있다.

한편, 단말기 바디의 후면에는 사용자 입력부(123)의 다른 일 예로서, 후면 입력부(미도시)가 구비될 수 있다. 이러한 후면 입력부는 이동단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력 받기 위해 조작되는 것으로서, 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 전원의 온/오프, 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령, 제1 및 제2 음향 출력부(152a, 152b)에서 출력되는 음향의 크기 조절, 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력 받을 수 있다. 후면 입력부는 터치입력, 푸시입력 또는 이들의 조합에 의한 입력이 가능한 형태로 구현될 수 있다.

후면 입력부는 단말기 바디의 두께방향으로 전면의 디스플레이부(151)와 중첩되게 배치될 수 있다. 일 예로, 사용자가 단말기 바디를 한 손으로 쥐었을 때 검지를 이용하여 용이하게 조작 가능하도록, 후면 입력부는 단말기 바디의 후면 상단부에 배치될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 후면 입력부의 위치는 변경될 수 있다.

이처럼 단말기 바디의 후면에 후면 입력부가 구비되는 경우, 이를 이용한 새로운 형태의 유저 인터페이스가 구현될 수 있다. 또한, 앞서 설명한 터치 스크린 또는 후면 입력부가 단말기 바디의 전면에 구비되는 제1 조작유닛(123a)의 적어도 일부 기능을 대체하여, 단말기 바디의 전면에 제1 조작유닛(123a)이 미배치되는 경우, 디스플레이부(151)가 보다 대화면으로 구성될 수 있다.

한편, 이동단말기(100)에는 사용자의 지문을 인식하는 지문인식센서가 구비될 수 있으며, 제어부(180)는 지문인식센서를 통하여 감지되는 지문정보를 인증수단으로 이용할 수 있다. 상기 지문인식센서는 디스플레이부(151) 또는 사용자 입력부(123)에 내장될 수 있다.

마이크로폰(122)은 사용자의 음성, 기타 소리 등을 입력 받도록 이루어진다. 마이크로폰(122)은 복수의 개소에 구비되어 스테레오 음향을 입력 받도록 구성될 수 있다.

인터페이스부(160)는 이동단말기(100)를 외부기기와 연결시킬 수 있는 통로가 된다. 예를 들어, 인터페이스부(160)는 다른 장치(예를 들어, 이어폰, 외장 스피커)와의 연결을 위한 접속단자, 근거리 통신을 위한 포트[예를 들어, 적외선 포트(IrDA Port), 블루투스 포트(Bluetooth Port), 무선 랜 포트(Wireless LAN Port) 등], 또는 이동단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급단자 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 인터페이스부(160)는 SIM(Subscriber Identification Module) 또는 UIM(User Identity Module), 정보 저장을 위한 메모리 카드 등의 외장형 카드를 수용하는 소켓의 형태로 구현될 수도 있다.

단말기 바디의 후면에는 제2 카메라(121b)가 배치될 수 있다. 이 경우, 제2 카메라(121b)는 제1 카메라(121a)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지게 된다.

제2 카메라(121b)는 적어도 하나의 라인을 따라 배열되는 복수의 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈는 행렬(matrix) 형식으로 배열될 수도 있다. 이러한 카메라는, '어레이(array) 카메라'로 명명될 수 있다. 제2카메라(121b)가 어레이 카메라로 구성되는 경우, 복수의 렌즈를 이용하여 다양한 방식으로 영상을 촬영할 수 있으며, 보다 나은 품질의 영상을 획득할 수 있다.

플래시(124)는 제2 카메라(121b)에 인접하게 배치될 수 있다. 플래시(124)는 제2 카메라(121b)로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향하여 빛을 비추게 된다.

단말기 바디에는 제2 음향 출력부(152b)가 추가로 배치될 수 있다. 제2 음향 출력부(152b)는 제1 음향 출력부(152a)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.

단말기 바디에는 무선 통신을 위한 적어도 하나의 안테나가 구비될 수 있다. 안테나는 단말기 바디에 내장되거나, 케이스에 형성될 수 있다. 예를 들어, 방송 수신 모듈(111, 도 1a 참조)의 일부를 이루는 안테나는 단말기 바디에서 인출 가능하게 구성될 수 있다. 또는, 안테나는 필름 타입으로 형성되어 후면 커버(300)의 내측면에 부착될 수도 있고, 도전성 재질을 포함하는 케이스가 안테나로서 기능하도록 구성될 수도 있다.

단말기 바디에는 이동단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(190, 도 1a 참조)가 구비된다. 전원 공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 착탈 가능하게 구성되는 배터리(191)를 포함할 수 있다.

배터리(191)는 인터페이스부(160)에 연결되는 전원 케이블을 통하여 전원을 공급받도록 구성될 수 있다. 또한, 배터리(191)는 무선충전기기를 통하여 무선충전 가능하도록 구성될 수도 있다. 상기 무선충전은 자기유도방식 또는 공진방식(자기공명방식)에 의하여 구현될 수 있다.

한편, 본 도면에서는 후면 커버(103)가 배터리(191)를 덮도록 리어 케이스(102)에 결합되어 배터리(191)의 이탈을 제한하고, 배터리(191)를 외부 충격과 이물질로부터 보호하도록 구성된 것을 예시하고 있다. 배터리(191)가 단말기 바디에 착탈 가능하게 구성되는 경우, 후면 커버(300)는 리어 케이스(102)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

이동단말기(100)에는 외관을 보호하거나, 이동단말기(100)의 기능을 보조 또는 확장시키는 액세서리가 추가될 수 있다. 이러한 액세서리의 일 예로, 이동단말기(100)의 적어도 일면을 덮거나 수용하는 커버 또는 파우치를 들 수 있다. 커버 또는 파우치는 디스플레이부(151)와 연동되어 이동단말기(100)의 기능을 확장시키도록 구성될 수 있다. 액세서리의 다른 일 예로, 터치 스크린에 대한 터치입력을 보조 또는 확장하기 위한 터치펜을 들 수 있다.

[표준 끝]

도 2는, 본 발명에 따른 이동 단말기(100)를 분해한 분해도를 나타낸다.

본 발명에 따른 이동 단말기(100)는, 전면부에 디스플레이부(151)가 수용되는 내부 케이스(102)와, 상기 내부 케이스(102)의 후면에 구비되는 리어 케이스(102)를 내부 포함하는 구조이다. 내부 케이스(102)와 리어 케이스(103)는 내부에 일정한 공간을 형성하게 된다. 내부 케이스(102)의 일 면에는 배터리(190)가 장착되기 위한 수납 공간이 형성될 수 있다. 리어 케이스(103)는 배터리(190)를 덮을 수 있도록 내부 케이스(102)에 결합될 수 있다.

내부 케이스(102)는 이동 모바일(100)의 측면의 외관을 형성하도록 이루어진다. 여기서, 이동 단말기(100)의 측면은 전면 및 후면을 연결하는 면을 의미하며 측면부는 금속부재로 이루어질 수 있다. 측면부재가 금속부재로 이루어지게 되면, 안테나의 방사체로서의 역할 수행이 가능하게 된다. 내부 케이스(102)의 측면에는 측면 케이스(미도시)가 별도로 설치될 수 있으나, 내부 케이스(102)와 측면 케이스(104)는 일체로 형성되는 것도 가능하다.

이하에서는, 내부 케이스(102)와 측면 케이스가 일체로 형성되는 이동 모바일의 구조를 예로 들어 설명하기로 한다.

내부 케이스(102)의 측면에는 슬릿이 형성될 수 있으며, 슬릿(미도시)은 이어잭 홀(ear jack hole) 또는 USB 포트일 수 있다. 내부 케이스(102)의 측면에 전류가 흐를 때, 전류의 흐름을 차단하기 위해 내부 케이스(102)의 측면을 제외한 부위는 비금속부재로 이루어질 수 있다.

도 2에서 보는 바와 같이, 내부 케이스(102)와 리어 케이스(103)의 사이에는 메인 회로기판(181)과 배터리(191)가 위치될 수 있다. 리어 케이스(102)는 배터리(191)가 관통되도록 홀(102b)이 형성되며, 상기 프론트 케이스(101)에는 배터리 수용부(194)가 형성될 수 있다.

메인 회로기판(181)은 대략 'ㄷ'또는 'C'형상으로 이루어지며, 메인 회로기판(181)에는 구동칩(미도시)을 포함하는 복수개의 전자소자(미도시)가 배치된다.

내부케이스(102)의 전면에는 디스플레이패널과 윈도우로 구성되는 디스플레이(151)가 설치될 수 있다. 내부 케이스(101)는, 그라운드(GND)로 동작할 수 있으며, 충분한 강성을 유지할 수 있도록 금속 재질로 이루어질 수 있다. 메인 회로기판(181) 또는 안테나(130)는 내부 프레임(102)에 접지되도록 연결될 수 있으며, 메인 회로기판(181)이나 안테나(130)의 그라운드(GND)로 동작할 수 있다.

메인 회로기판(181)의 일 측에는, 회로 기판이 적층된 구조를 가지는 PCB 적층 조립체(200)가 설치될 수 있으며, 메인 회로기판(181)은 PCB 적층 조립체(200)와 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 통해, 송수신되는 무선 신호(또는 무선 전자기파)를 처리할 수 있다. 이때, 무선 신호의 처리를 위해, 복수개의 송수신 회로들이 메인 회로기판(181)에 형성되거나 장착되도록 이루어질 수 있다.

도 3은, 본 발명에 따른 PCB 적층 구조체(200)를 모습을 나타내는 개념도이다.

PCB 적층 구조체(200)는, 제1 기판(220)과 제2 기판(230)이 상하로 적층되는 구조를 가지며, 단말기의 안테나 신호를 주고 받을 수 있는 역할을 하게 된다. 제1 기판(220)과 제2 기판(230)의 사이에는 인터포저 조립체(210)가 설치되어, 제1 기판(220)과 제2 기판(230) 사이에 설치된 전자소자(201)의 신호 차폐와 함께 제1 및 제2 기판(230) 간에 신호 전송이 이루어질 수 있게 된다.

도 3에서 보는 바와 같이, 제1 기판(220)의 어느 일면 또는 양면에는 전자소자(201)가 실장될 수 있으며, 전자소자(201)는 데이터를 처리하고 연산하기 위한 AP(Application Processor)나 전원을 변환하며 공급하기 위한 PAM(Power Amplifier Module)을 의미하는 것일 수 있다.

마찬가지로, 제2 기판(230)의 어느 일면 또는 양면에는 전자소자(201)가 배치될 수 있다. 여기서, 전자소자(201)는 단말기의 통신을 위한 소자를 의미할 수 있으며, RF 신호 전송을 위한 고주파 신호소자를 의미할 수 있다. 제1 기판(220)의 상부에 제2 기판(230)이 배치되므로 제1 및 제2 기판(230)은 상하로 중첩되는 구조를 가지게 된다. 또한, 각 전자소자(201)의 상부에는 쉴드캔(240)이 설치되어 각 전자소자(201)로부터 방사되는 전자 신호의 차폐가 이루어질 수 있도록 한다.

인터포저 조립체(210)는 제1 기판(220)과 상기 제2 기판(230)의 사이에 설치되는 것으로, 제1 및 제2 기판(230) 사이의 전기적인 결합이 이루어질 수 있도록 하며, 각 전자소자(201)에서 발생하는 전자파를 차폐하는 역할을 하게 된다. 또한, 인터포저 조립체(210)의 내측 및 외측 면에는 각각 금속코팅층(212)이 형성되도록 구성될 수 있다.

인터포저 조립체(210)는 일반적으로 PCB (Printed Circuit Board)를 이루는 재질로 구성될 수 있다. 인터포저 조립체(210)는 하우징(211), 측벽부(211b), 제1 및 제2 기판(230)에 연결되도록 이루어지는 시그널 비아(213)(via)와 그라운드 비아(via) (214)를 포함하도록 구성될 수 있다. PCB 적층 구조체(200)는 제2 기판(230) 상에 RF 신호 전송을 위한 전자소자(201)가 실장되도록 이루어지며, 인터포저 조립체(210)를 통해 RF 신호의 이동까지 가능하도록 한다.

도 4a는, PCB 적층 구조체(200)에서 제1 기판(220)과 제2 기판(230) 사이에 위치되는 인터포저 조립체(210)의 모습을 나타내는 도면이며, 도 4b는 인터포저 조립체(210)의 모습을 나타내는 확대도이다.

인터포저 조립체(210)는 하우징(211), 측벽부(211b), 제1 및 제2 기판(230)에 연결되도록 이루어지는 시그널 비아(signal-via)(213)와 그라운드 비아(ground-via)(214)를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 인터포저 조립체(210)의 내외면에는 각각 금속코팅층(212)이 형성될 수 있다.

인터포저 조립체(210)를 통해, 디지털 신호와 함께 RF 신호의 전송이 가능하게 된다.

하우징(211)은 제1 기판(220)의 상면 둘레부와 제2 기판(230)의 하부면의 둘레부를 따라 설치되어, 제1 기판(220)과 제2 기판(230) 사이에 폐쇄된 영역을 형성할 수 있다. 하우징(211)은 제1 기판(220)과 제2 기판(230)을 각각 지지하도록 이루어진다. 하우징(211)은 접지(그라운드) 역할을 할 수 있으며, 후술할 그라운드 비아(ground-via)(214)와 연결되어 접지 역할의 수행이 가능하게 된다.

하우징(211)은, 상하면을 구성하는 지지부(211a)와, 지지부(211a)의 양단을 결합하는 것으로 제1 및 제2 기판(230)과 교차되는 방향으로 위치되는 측벽부(211b)를 포함하도록 구성된다.

지지부(211a)는 제1 기판(220)의 상면과 제2 기판(230)의 하부면에 각각 결합되도록 이루어지며, 지지부(211a)의 양 단에는 측벽부(211b)가 결합되는 구조를 가진다. 지지부(211a)는 시그널 비아(213)와 그라운드 비아(214)의 양단을 지지하는 역할을 하며, 측벽부(211b)는 인터포저 조립체(210)의 외면을 형성하게 된다.

인터포저 조립체(210)는, 제1 및 제2 기판(230)에 각각 연결되어 상기 제1 기판(220)과 상기 제2 기판(230) 사이의 전기적인 신호 전달을 형성하는 시그널 비아(213)와, 하우징(211)과 연결되어 접지 역할을 하도록 구성되며 시그널 비아(213)의 일 측에서 상기 시그널 비아(213)로부터 설정된 거리만큼 이격되게 배치되는 그라운드 비아(214)를 포함할 수 있다.

시그널 비아(213)는 제1 기판(220)과 제2 기판(230) 사이에 개재되어 디지털 신호와 RF 신호의 전송이 이루어지도록 한다. 그라운드 비아(214)는 앞서 설명한 하우징(211)과 연결되도록 이루어져 접지 역할을 하도록 구성되며, 그라운드 비아(214)는 시그널 비아(213)에 인접하게 위치되면, 5G 주파수 대역을 이용한 신호 전송 및 6GHz 이상의 신호 전송 대역에서 신호 간섭이 최소화될 수 있도록 한다.

이때, 도 4a와 도 4b에서 보는 바와 같이, 시그널 비아(213)와 그라운드 비아(214)는 복수개로 이루어질 수 있으며, 시그널 비아(213)와 그라운드 비아(214)는 폐쇄된 영역 내에서 일정한 간격으로 교번적으로 배치되도록 이루어질 수 있다.

인터포저 조립체(210)의 폐쇄 공간에 위치되는 전자 소자에 의해 방출되는 RF 신호가 인터포저 조립체(210)를 지나 외부로 방출되게 되면, 통신 신호에 간섭을 일으키게 되므로, 통화 감도를 저감시키거나 노이즈로 작용할 수 있게 된다. 이에, 본 발명에 따른 PCB 적층 구조체(200)는 측벽부(211b)의 양 측에 금속코팅층(212)이 형성되어, 제1 기판(220)과 제2 기판(230)에 실장된 통신 신호 방출 소자가 외부로 방사되는 것을 막을 수 있게 된다.

도 4a에서 보는 바와 같이, 금속코팅층(212)은, 인터포저 조립체(210)가 형성하는 폐쇄영역을 감싸도록, 바깥쪽 측벽부(211b)의 외측면과 안쪽 측벽부(211b)의 내측면에 각각 형성될 수 있다. 이를 통해, 인터포저 조립체(210) 내부의 신호를 차폐할 수 있으며, 고주파 데이터 통신에 영향을 미치는 것을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 금속코팅층(212)은, 상기 제1 및 제2 기판(230)에 실장된 신호 방출 소자에 인접한 영역을 따라 선택적으로 형성되도록 이루어질 수 있다. 이를 통해, 신호 방출 소자에 의한 신호 방출을 최소화하여, 고주파 데이터 통신에 따른 간섭 현상을 최소화할 수 있게 된다.

도 5a는, 본 발명의 일 실시예를 나타내는 것으로, 시그널 비아(213)와 그라운드 비아(214)의 배치를 나타내는 도면이며, 도 5b는, 도 5a를 측면에서 바라본 측면도이다.

앞서 설명한 바와 같이, PCB 적층 구조체(200)에 포함되는 인터포저 조립체(210)는, 시그널 비아(213)와 그라운드 비아(214)를 포함하도록 구성될 수 있다.

시그널 비아(213)는 내부를 따라 신호가 이동하도록, 시그널 비아홀(213a)과 시그널 비아홀(213a)의 양단부에 결합되는 시그널 비아(213) 패드부(213b)를 포함할 수 있다. 제1 기판(220)과 제2 기판(230) 사이의 신호 전송은 시그널 비아홀(213a)을 따라 이루어질 수 있다.

그라운드 비아(214)는 하우징(211)과 결합되도록 구성되어 그라운드 역할을 할 수 있다.

그라운드 비아(214)는 그라운드 비아(214)홀의 양단에 그라운드 비아 패드부(214b)가 결합되도록 이루어진다. 그라운드 비아 패드부(214b)는, 하우징(211)의 지지부(211a)와 접촉되도록 구성될 수 있다.

도 5a에서 보는 바와 같이, 시그널 비아(213)와 그라운드 비아(214)는 하우징(211)에 의해 형성되는 폐쇄된 영역 내에서 일정한 간격으로 교번적으로 배치되도록 이루어질 수 있다. 이때, 시그널 비아(213)의 양 측에는 각각 그라운드 비아(214)가 배치되도록 이루어질 수 있다. 시그널 비아(213)의 양 측에 위치되는 그라운드 비아(214)는, RF 소자로부터 방출되는 신호에 의해, 고주파 대역에서의 통신 신호의 왜곡을 방지하며, 특정 대역에서의 신호 저감에 따른 수신 감도의 저감을 막을 수 있게 된다.

도 6a는, 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 것으로, PCB 적층 구조체(200)의 시그널 비아(213)와 그라운드 비아(214)의 배치관계를 나타내는 도면이다. 도 6b는, 도 6a의 확대도이다. 도 6c는, 도 6a를 측면에서 바라본 측면도이다.

본 발명에 따른 PCB 적층 구조체(200)의 인터포저 조립체(210)는, 시그널 비아(213)와 그라운드 비아(214)를 포함하도록 구성될 수 있으며, 그라운드 비아(214)를 사이에 두고 시그널 비아(213)는 복수개가 배치되도록 이루어질 수 있다. 구체적으로, 그라운드 비아(214)의 양 측에는 각각 두 개의 시그널 비아(213)가 배치되도록 이루어질 수 있다.

이때, 그라운드 비아(214)를 사이에 두고, 두 개의 시그널 비아(213)는 서로 나란하게 배치될 수 있으며, 서로 다른 두 개의 시그널 비아(213)가 전송하는 전자기적인 신호 간에 위상차가 180° 나도록 설정될 수 있다. 각 시그널 비아 사이에 전송되는 전자기적인 신호가 동일한 위상을 가질 경우, 서로 간섭되는 현상이 발생하게 된다. 이에, 본 발명의 경우, 그라운드 비아(214) 사이에 배치되는 서로 다른 두 개의 시그널 비아(213) 간에 전송되는 전자기적인 신호 간에 위상차가 180°가 나도록 설정함으로써, 전자기적인 신호의 전송이 간섭되는 것을 막을 수 있으며, 높은 주파수 대역을 사용하는 고속통신시 주변의 노이즈에 영향을 받는 것을 줄일 수 있게 된다.

그라운드 비아(214)의 사이에 배치되는 복수개의 시그널 비아(213)는, 각 시그널 비아(213)의 비아홀(213a)의 중심간의 거리(S1)가 대략 0.6 mm 이하가 되도록 구성되는 것이 바람직할 것이다. 또한, 각 시그널 비아(213)의 시그널 비아 패드부(213b)는, 하우징(211)과 사이에서 17 mm 이상 이격되도록 구성되는 것이 바람직하다. 이는, 실험적으로 확인한 값으로 이를 통해, 주파수 응답 특성에 따른 공진 발생을 방지하여 신호의 왜곡이 최소화할 수 있게 된다.

도 6c에서 보는 바와 같이, 그라운드 비아(214)의 양 측에는 두 개의 시그널 비아(213)가 배치되도록 구성될 수 있다. 시그널 비아(213)는 내부를 따라 신호가 이동하도록 시그널 비아홀(213a)이 형성될 수 있으며, 시그널 비아홀(213a)의 양단부에 시그널 비아 패드부(213b)가 위치되게 된다. 제1 기판(220)과 제2 기판(230) 사이의 신호 전송은 시그널 비아홀(213a)을 따라 이루어질 수 있으며, 그라운드 비아(214)는 하우징(211)과 결합되도록 구성되어 그라운드 역할을 할 수 있게 된다. 그라운드 비아(214)는 그라운드 비아(214)홀의 양단에서 그라운드 비아 패드부(214b)가 결합되도록 이루어진다. 그라운드 비아 패드부(214b)는, 하우징(211)의 지지부(211a)와 접촉되도록 구성될 수 있다. 또한, 하우징(211)의 측벽부(211b)에는 금속코팅층(212)이 형성되어, RF 신호의 왜곡을 막을 수 있게 될 것이다.

도 7a는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 PCB 적층 구조체(200)의 사시도이며, 도 7b는, 인터포저 조립체(210)에 위치되는 시그널 비아(213)와 그라운드 비아(214)의 배치관계가 변형된 모습을 나타내는 도면이다.

도면에서 보는 바와 같이, 시그널 비아홀(213a)의 중심부가 시그널 비아(213) 패드부의 중심부와 중첩되도록 배치되는 것도 가능하다. 이때, 시그널 비아(213)와 그라운드 비아(214)는 복수개로 이루어질 수 있으며, 각 시그널 비아(213)와 각 그라운드 비아(214)는 일정한 간격으로 교번적으로 배치되도록 이루어질 수 있다. 또한, 앞서 설명한 바와 마찬가지로, 하우징(211)의 측벽부(211b)에는 금속코팅층(212)이 형성되어 RF 신호의 왜곡을 방지할 수 있게 된다.

본 실시예에 따른 PCB 적층 구조체(200)의 인터포저 조립체(210)는, 시그널 비아홀(213a)의 중심부는 시그널 비아(213) 패드부의 중심과 중첩되도록 배치되도록 이루어질 수 있으며, 그라운드 비아(214)의 사이에는 복수개의 시그널 비아(213)가 위치되도록 배치될 수 있다. 또한, 시그널 비아(213)는 도 7b에서 보는 바와 같이, 두 개의 열로 배치될 수 있으며, 서로 다른 열에 배치되는 시그널 비아(213) 간에는 서로 어긋나도록 위치되도록 구성되는 것도 가능할 것이다. 이때, 동일한 열에 배치되는 이웃한 시그널 비아(213)의 시그널 비아홀(213a) 간의 거리(S3)와 서로 다른 열에 배치되는 시그널 비아(213)의 시그널 비아홀(213a) 사이의 거리(S4)는 같은 거리를 가지도록 구성되는 것이 가능할 것이다. 이 경우, 도 8에서 보는 바와 같이, 6GHz 이상의 높은 주파수 대역에서 -0.4db이하의 전달 특성을 가지며, 완만한 기울기를 가지면서 응답 특성을 가질 수 있으며, 5G 대역에서 사용하는 주파수 대역에서 무선 통신 신호에 노이즈가 발생하는 것을 제한할 수 있게 된다. 이는, 본 발명에 따른 시그널 비아(213) 및 그라운드 비아(214)의 배치구조, 측벽부(211b)에 형성되는 금속코팅층(212)에 의해 기생공진이 일어나는 주파수 대역이 이동될 수 있기 때문이다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 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.

본 발명은, PCB 적층 구조체가 적용된 이동 단말기 분야에서 다양하게 적용 및 응용하여 실시될 수 있을 것이다.

Claims (13)

1. 제1 기판;
   상기 제1 기판과 상하로 중첩되게 배치되는 제2 기판; 및
   상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 설치되고, 상기 제1 및 제2 기판 간에 전자기적인 연결이 가능하도록 하는 인터포저 조립체를 포함하고,
   상기 인터포저 조립체는,
   상기 제1 기판의 상부면 둘레와 상기 제2 기판의 하부면 둘레를 따라 폐쇄된 영역을 형성하고, 상기 제1 및 상기 제2 기판을 지지하도록 이루어지는 하우징;
   상기 제1 및 제2 기판에 각각 연결되어 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 전자기적인 신호 전달하는 시그널 비아; 및
   상기 하우징과 연결되어 접지 역할을 하도록 구성되며, 상기 시그널 비아의 일 측에 상기 시그널 비아로부터 설정된 거리만큼 이격 배치되는 그라운드 비아를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB 적층 구조체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 시그널 비아와 상기 그라운드 비아는 복수개로 이루어지며,
   상기 시그널 비아와 상기 그라운드 비아는 상기 폐쇄된 영역 내에서 일정한 간격으로 교번적으로 배치되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 PCB 적층 구조체.
3. 제1항에 있어서,
   상기 하우징의 측면에는 신호 차폐를 위한 금속코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는 PCB 적층 구조체.
4. 제2항에 있어서,
   상기 시그널 비아의 양 측에 상기 그라운드 비아가 배치되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 PCB 적층 구조체.
5. 제2항에 있어서,
   상기 그라운드 비아를 사이에 두고 상기 시그널 비아는 복수개가 배치되도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 PCB 적층 구조체.
6. 제1항에 있어서,
   상기 시그널 비아는,
   내부를 따라 신호가 이동하도록 구성되는 시그널 비아홀; 및
   상기 시그널 비아홀의 상하 양단부에 결합되는 시그널 비아 패드부를 포함하는 PCB 적층 구조체.
7. 제6항에 있어서,
   상기 시그널 비아홀의 중심부는 상기 시그널 비아 패드부의 중심과 중첩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 PCB 적층 구조체.
8. 제1항에 있어서,
   상기 그라운드 비아의 양단에는 그라운드 비아 패드부가 각각 결합되고,
   상기 그라운드 비아 패드부는, 상기 하우징과 접촉하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 PCB 적층 구조체.
9. 제1항에 있어서,
   상기 하우징은,
   상기 제1 기판의 상면과 상기 제2 기판의 하면에 결합되는 지지부; 및
   상기 지지부의 양 측을 연결하는 측벽부를 포함하는 것을 특징으로 하는 PCB 적층구조체.
10. 제3항에 있어서,
    상기 금속코팅층은, 상기 제1 및 제2 기판에 실장된 신호 방출 소자에 인접한 영역을 따라 선택적으로 형성되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 PCB 적층 구조체.
11. 제10항에 있어서,
    상기 금속코팅층이 형성되는 영역 사이에서 상기 각 그라운드 비아의 중심 간에 0.6 mm 이하의 거리만큼 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 PCB 적층 구조체.
12. 제5항에 있어서,
    상기 그라운드 비아를 사이에 두고 두 개의 시그널 비아가 서로 나란하게 배치되고, 상기 각 시그널 비아가 전송하는 전자기적인 신호 간에는 위상차가 180° 나도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 PCB 적층 구조체.
13. 단말기 본체;
    상기 단말기 본체의 내부에 설치되어 상기 단말기 본체를 지지하도록 이루어지며, 전면부에 디스플레이가 장착되는 내부 케이스;
    상기 내부 케이스의 일 측에 결합되어 상기 단말기 본체의 후면부를 덮도록 구성되는 리어 케이스;
    상기 내부 케이스와 상기 리어 케이스의 사이에 설치되는 메인회로기판; 및
    상기 메인회로기판의 일 측에 설치되는 PCB 적층 구조체를 포함하며,
    상기 PCB 적층 구조체는,
    제1 기판;
    상기 제1 기판과 상하로 중첩되게 배치되는 제2 기판; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판의 사이에 설치되고, 상기 제1 및 제2 기판 간에 전자기적인 연결이 가능하도록 하는 인터포저 조립체를 포함하고,
    상기 인터포저 조립체는,
    상기 제1 기판의 상부면 둘레와 상기 제2 기판의 하부면 둘레를 따라 폐쇄된 영역을 형성하고, 상기 제1 및 상기 제2 기판을 지지하도록 이루어지는 하우징;
    상기 제1 및 제2 기판에 각각 연결되어 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이의 전자기적인 신호 전달하는 시그널 비아; 및
    상기 하우징과 연결되어 접지 역할을 하도록 구성되며, 상기 시그널 비아의 일 측에 상기 시그널 비아로부터 설정된 거리만큼 이격 배치되는 그라운드 비아를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.

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