KR20220029909A - 방열 구조물 및 그를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

방열 구조물 및 그를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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KR20220029909A
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안요섭
구경하
문홍기
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따르면, 증기 챔버(vapor chamber) 및/또는 전자 장치는, 제1 평면부와, 상기 제1 평면부의 가장자리에서 상기 제1 평면부에 대하여 제1 각도로 경사지게 절곡된 제1 절곡부를 포함하는 제1 시트(a first sheet), 제2 평면부와, 상기 제2 평면부의 가장자리에서 상기 제2 평면부에 대하여 제2 각도로 경사지게 절곡된 제2 절곡부를 포함하는 제2 시트, 및 상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부가 접합되어 형성된 측면부를 포함하고, 상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부 사이의 접합면은 상기 측면부의 외측면에 대하여 경사지게 또는 수직하게 배치될 수 있다. 이외에도 다양한 실시예가 가능하다.

Description

방열 구조물 및 그를 포함하는 전자 장치 {HEAT DISSIPATION STRUCTURE AND ELECTRONIC DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 문서에 개시된 다양한 실시예는 전자 장치에 관한 것으로서, 예를 들면, 증기 챔버(vaper chamber)와 같은 방열 구조물을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
전자, 정보, 통신 기술이 발달하면서, 하나의 전자 장치에 다양한 기능이 통합되고 있다. 예를 들어, 스마트 폰은 통신 기능과 아울러, 음향 재생 기기, 촬상 기기, 또는 전자 수첩과 같은 기능을 포함하고 있으며, 어플리케이션의 추가 설치를 통해 더욱 다양한 기능이 스마트 폰에서 구현될 수 있다. 전자 장치는 탑재된 어플리케이션이나 저장된 파일의 실행뿐만 아니라, 유선 또는 무선 방식으로 서버 또는 다른 전자 장치에 접속하여 다양한 정보들을 실시간으로 제공받을 수 있다.
전자 장치의 집적도가 높아짐에 따라, 전자 장치는 소형화되면서도 이러한 다양한 기능들을 수행할 수 있다. 집적도가 높아지면서, 전자 장치 내의 각종 신호 및 제어를 수행하는 전자 부품(예: 프로세서 또는 통신 모듈) 또는 무선 통신을 수행하는 전자 부품(예: 안테나 모듈)이 더 소형화되면서 집적화 또는 고도화될 수 있다. 예컨대, 각종 전자 부품이 집적화, 고도화됨으로써, 전자 장치는 더 높은 성능을 발휘할 수 있다.
이러한 전자 부품 또는 전자 장치는 적정 온도 환경에서 안정된 작동 성능을 발휘할 수 있다. 하지만 집적화, 고도화된 전자 부품이 작동하면서 열을 발생시킬 수 있으며, 자체 발열로 인해 작동 성능이 저하될 수 있다. 발열로 인해 작동 성능이 저하되면, 같은 신호 처리 또는 제어 동작에서도 전력 효율이 저하될 수 있다. 데스크탑 컴퓨터(desktop computer)나 랩탑 컴퓨터(laptop computer)와 같은 전자 장치에서는 냉각 팬과 같은 기계적인 장치를 활용하여 내부 공간 또는 자체 발열하는 전자 부품(이하, '발열 부품')을 빠르게 냉각시킬 수 있다. 하지만, 휴대 또는 착용 상태로 사용하는 소형화된 전자 장치에는 이러한 냉각 장치를 탑재하는데 어려움이 있을 수 있다. 이에 따라, 전자 장치는 전자 부품에서 발생되는 열을 해소(예: 외부로 방출)하기 위해 방열 구조물(예: 히트 파이프(heat pipe) 및/또는 증기 챔버(vapor chamber))을 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예는, 안정된 작동 환경을 조성하는 방열 구조, 예를 들어, 증기 챔버 및/또는 그를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예는, 안정된 기계적인 강도(stiffness 또는 strength)를 가지면서 협소한 공간에 설치가 용이한 증기 챔버 및/또는 그를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따르면, 증기 챔버(vapor chamber) 및/또는 전자 장치는, 제1 평면부와, 상기 제1 평면부의 가장자리에서 상기 제1 평면부에 대하여 제1 각도로 경사지게 절곡된 제1 절곡부를 포함하는 제1 시트(a first sheet), 제2 평면부와, 상기 제2 평면부의 가장자리에서 상기 제2 평면부에 대하여 제2 각도로 경사지게 절곡된 제2 절곡부를 포함하는 제2 시트, 및 상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부가 접합되어 형성된 측면부를 포함하고, 상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부 사이의 접합면은 상기 측면부의 외측면에 대하여 경사지게 또는 수직하게 배치될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예 따르면, 전자 장치는, 하우징, 상기 하우징에 수용된 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판에 배치된 적어도 하나의 발열 부품, 및 상기 발열 부품에 인접하게 배치되며, 상기 발열 부품에서 발생된 열을 제1 방향에서 흡수하여 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 전달 또는 방출하도록 구성된 적어도 하나의 증기 챔버를 포함하고, 상기 증기 챔버는, 제1 평면부와, 상기 제1 평면부의 가장자리에서 상기 제1 평면부에 대하여 제1 각도로 경사지게 절곡된 제1 절곡부를 포함하는 제1 시트(a first sheet), 제2 평면부와, 상기 제2 평면부의 가장자리에서 상기 제2 평면부에 대하여 제2 각도로 경사지게 절곡된 제2 절곡부를 포함하는 제2 시트, 및 상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부가 접합되어 형성된 측면부를 포함하고, 상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부 사이의 접합면이 상기 측면부의 외측면에 대하여 경사지게 또는 수직하게 배치될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버는, 가장자리를 절곡한 한 쌍의 시트를 마주보게 접합하되, 측면에서 레이저를 조사하여 제작될 수 있다. 예컨대, 증기 챔버는 스테인리스 강(stainless steel)을 포함하는 재질로 제작되어 소형화되더라도 충분한 기계적인 강도를 가질 수 있으며, 레이저 용접을 통해 한 쌍의 시트들 사이에 충분한 접합력을 가질 수 있다. 한 실시예에서, 증기 챔버는 소형화되어 협소한 공간에 설치가 용이하여 전자 장치의 소형화에 기여할 수 있으며, 충분한 기계적인 강도를 가짐으로써 설치 과정에서의 취급이 용이할 수 있다. 이 외에, 본 문서를 통해 직접적으로 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 전면을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 전자 장치의 후면을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 전자 장치를 나타내는 분리 사시도이다.
도 4는 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버를 나타내는 분리 사시도이다.
도 5는 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버를 나타내는 단면 구성도이다.
도 7은 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버의 시트들을 설명하기 위한 구성도이다.
도 8 내지 도 15는 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버의 접합면 형성 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버가 전자 장치에 배치된 구성을 예시하는 도면이다.
도 17은 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버의 제작 장비 중에서, 진공 척을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버의 제작 장비를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 1은 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치(100)의 전면을 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 전자 장치(100)의 후면을 나타내는 사시도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(100)(예: 도 19의 전자 장치(801, 802, 804) 또는 서버(808))는, 제1 면(또는 전면)(110A), 제2 면(또는 후면)(110B), 및 제1 면(110A) 및 제2 면(110B) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(110C)을 포함하는 하우징(110)을 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 하우징은, 도 1의 제1 면(110A), 제2 면(110B) 및 측면(110C)들 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 면(110A)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(102)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 제2 면(110B)은 실질적으로 불투명한 후면 플레이트(111)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 후면 플레이트(111)는, 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 상기 측면(110C)은, 전면 플레이트(102) 및 후면 플레이트(111)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 베젤 구조(또는 "측면 구조")(118)에 의하여 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 후면 플레이트(111) 및 측면 구조(118)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다.
도시된 실시예에서는, 상기 전면 플레이트(102)는, 상기 제1 면(110A)으로부터 상기 후면 플레이트(111) 쪽으로 휘어져 심리스하게(seamless) 연장된 2개의 제1 영역(110D)들을, 상기 전면 플레이트(102)의 긴 엣지(long edge) 양단에 포함할 수 있다. 도시된 실시예(도 2 참조)에서, 상기 후면 플레이트(111)는, 상기 제2 면(110B)으로부터 상기 전면 플레이트(102) 쪽으로 휘어져 심리스하게 연장된 2개의 제2 영역(110E)들을 긴 엣지 양단에 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 전면 플레이트(102)(또는 상기 후면 플레이트(111))가 상기 제1 영역(110D)들(또는 상기 제2 영역(110E)들) 중 하나 만을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 상기 제1 영역(110D)들 또는 제2 영역(110E)들 중 일부가 포함되지 않을 수 있다. 상기 실시예들에서, 상기 전자 장치(100)의 측면에서 볼 때, 측면 구조(118)는, 상기와 같은 제1 영역(110D)들 또는 제2 영역(110E)들이 포함되지 않는 측면 쪽에서는 제1 두께(또는 폭)을 가지고, 상기 제1 영역(110D)들 또는 제2 영역(110E)들을 포함한 측면 쪽에서는 상기 제1 두께보다 얇은 제2 두께를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는, 디스플레이(101)(예: 도 19의 디스플레이 모듈(860)), 오디오 모듈(103, 107, 114)(예: 도 19의 입력 모듈(850), 음향 출력 모듈(855) 및/또는 오디오 모듈(870)), 센서 모듈(104, 116, 119)(예: 도 19의 센서 모듈(876)), 카메라 모듈(105, 112, 113)(예; 도 19의 카메라 모듈(880)), 키 입력 장치(117)(예: 도 19의 입력 모듈(850)), 발광 소자(106), 및 커넥터 홀(108, 109) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(100)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치(117), 또는 발광 소자(106))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이(101)는, 예를 들어, 전면 플레이트(102)의 상당 부분을 통하여 노출될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 제1 면(110A), 및 상기 측면(110C)의 제1 영역(110D)들을 형성하는 전면 플레이트(102)를 통하여 상기 디스플레이(101)의 적어도 일부가 노출될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 디스플레이(101)의 모서리를 상기 전면 플레이트(102)의 인접한 외곽 형상과 대체로 동일하게 형성할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(101)가 노출되는 면적을 확장하기 위하여, 디스플레이(101)의 외곽과 전면 플레이트(102)의 외곽간의 간격이 대체로 동일하게 형성될 수 있다.
다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(101)의 화면 표시 영역의 일부에 리세스 또는 개구부(opening)을 형성하고, 상기 리세스 또는 상기 개구부(opening)와 정렬되는 오디오 모듈(114), 센서 모듈(104), 카메라 모듈(105), 및 발광 소자(106) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(101)의 화면 표시 영역의 배면에, 오디오 모듈(114), 센서 모듈(104), 카메라 모듈(105), 지문 센서(116), 및 발광 소자(106) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
다른 실시예(미도시)에서, 디스플레이(101)는 화면 표시 영역(예: 제1 면(110A), 제1 영역(110D))의 배면에, 오디오 모듈(114), 센서 모듈(104), 카메라 모듈(105), 및 발광 소자(106) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(100)는 제1 면(110A)(예: 전면) 및/또는 측면(110C)(예: 제1 영역(110D) 중 적어도 하나의 면의 배면에, 카메라 모듈(105)이 제1 면(110A) 및/또는 측면(110C)를 향하도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈(105)은 화면 표시 영역으로 시각적으로 노출되지 않을 수 있고, 감춰진 디스플레이 배면 카메라(under display camera; UDC)를 포함할 수 있다.
다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(101)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 자기장 방식의 스타일러스 펜을 검출하는 디지타이저와 결합되거나 인접하여 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 센서 모듈(104, 119)의 적어도 일부, 및/또는 키 입력 장치(117)의 적어도 일부가, 상기 제1 영역(110D)들, 및/또는 상기 제2 영역(110E)들에 배치될 수 있다.
다른 실시예(미도시)에서, 디스플레이(101)는, 슬라이딩 운동 가능하게 배치되어 화면(예: 화면 표시 영역)을 제공하는 디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)의 화면 표시 영역은, 시각적으로 노출되어 이미지를 출력 가능하게 하는 영역으로써, 전자 장치(100)는 슬라이딩 플레이트(미도시)의 이동 또는 디스플레이(101)의 이동에 따라 화면 표시 영역을 조절할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(100)의 적어도 일부(예: 하우징)가, 적어도 부분적으로 슬라이딩 가능하게 동작함으로써, 화면 표시 영역의 선택적인 확장을 도모하도록 구성되는 롤러블(rollable) 방식의 전자 장치를 포함할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이(101)는 슬라이드 아웃 디스플레이(slide-out display) 또는 익스펜더블 디스플레이(expandable display)로 지칭될 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이(101)의 상태 변화(예: 축소 상태, 확장 상태)에 따라 디스플레이(101) 아래에 배치되어 외부로 열을 방출하는 방열 구조물(예: 도 4의 증기 챔버(400))이 이동할 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(100) 내부의 제1 지지 부재(예: 도 16의 제1 지지 부재(311))의 이동에 따라, 디스플레이(101)와 제1 지지 부재 사이에 배치된 방열 구조물도 이동되어, 전자 부품의 냉각 기능을 수행할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(103, 107, 114)은, 마이크 홀(103) 및 스피커 홀(107, 114)을 포함할 수 있다. 마이크 홀(103)은 외부의 소리를 획득하기 위한 마이크가 내부에 배치될 수 있고, 어떤 실시예에서는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 복수개의 마이크가 배치될 수 있다. 스피커 홀(107, 114)은, 외부 스피커 홀(107) 및 통화용 리시버 홀(114)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는 스피커 홀(107, 114)과 마이크 홀(103)이 하나의 홀로 구현 되거나, 스피커 홀(107, 114) 없이 스피커가 포함될 수 있다(예: 피에조 스피커).
일 실시예에 따르면, 센서 모듈(104, 116, 119)은, 전자 장치(100)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(104, 116, 119)은, 예를 들어, 하우징(110)의 제1 면(110A)에 배치된 제1 센서 모듈(104)(예: 근접 센서) 및/또는 제2 센서 모듈(미도시)(예: 지문 센서), 및/또는 상기 하우징(110)의 제2 면(110B)에 배치된 제3 센서 모듈(119)(예: HRM 센서) 및/또는 제 4 센서 모듈(116) (예: 지문 센서)을 포함할 수 있다. 상기 지문 센서는 하우징(110)의 제1면(110A)(예: 디스플레이(101))뿐만 아니라 제2면(110B)에 배치될 수 있다. 전자 장치(100)는, 도시되지 않은 센서 모듈, 예를 들어, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(105, 112, 113)은, 전자 장치(100)의 제1 면(110A)에 배치된 제1 카메라 장치(105), 및 제2 면(110B)에 배치된 제2 카메라 장치(112), 및/또는 플래시(113)를 포함할 수 있다. 상기 카메라 장치들(105, 112)은, 하나 또는 복수의 렌즈들, 이미지 센서, 및/또는 이미지 시그널 프로세서(예: 도 19의 메인 프로세서(821) 또는 보조 프로세서(823))를 포함할 수 있다. 플래시(113)는, 예를 들어, 발광 다이오드 또는 제논 램프(xenon lamp)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 2개 이상의 렌즈들(적외선 카메라, 광각 및 망원 렌즈) 및 이미지 센서들이 전자 장치(100)의 한 면에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 키 입력 장치(117)는, 하우징(110)의 측면(110C)에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서는, 전자 장치(100)는 상기 언급된 키 입력 장치(117) 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고 포함되지 않은 키 입력 장치(117)는 디스플레이(101) 상에 소프트 키 등 다른 형태로 구현될 수 있다. 어떤 실시예에서, 키 입력 장치는 하우징(110)의 제2면(110B)에 배치된 센서 모듈(116)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 발광 소자(106)는, 예를 들어, 하우징(110)의 제1 면(110A)에 배치될 수 있다. 발광 소자(106)는, 예를 들어, 전자 장치(100)의 상태 정보를 광 형태로 제공할 수 있다. 다른 실시예에서는, 발광 소자(106)는, 예를 들어, 카메라 모듈(105)의 동작과 연동되는 광원을 제공할 수 있다. 발광 소자(106)는, 예를 들어, LED, IR LED 및 제논 램프를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 커넥터 홀(108, 109)은, 외부 전자 장치와 전력 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 커넥터(예를 들어, USB 커넥터)(예: 도 19의 연결단자(878))를 수용할 수 있는 제1 커넥터 홀(108), 및/또는 외부 전자 장치와 오디오 신호를 송수신하기 위한 커넥터를 수용할 수 있는 제2 커넥터 홀(예를 들어, 이어폰 잭)(109)을 포함할 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 전자 장치(300)를 나타내는 분리 사시도이다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(300)(예: 도 19의 전자 장치(801, 802, 804))는, 측면 구조(310), 제1 지지 부재(311)(예: 브라켓), 전면 플레이트(320), 디스플레이(330)(예: 도 19의 디스플레이(860)), 인쇄 회로 기판(340)(예: PCB(printed circuit board), PBA(printed board assembly), FPCB(flexible PCB) 또는 RFPCB(rigid-flexible PCB)), 배터리(350)(예: 도 19의 배터리(889)), 제2 지지 부재(360)(예: 리어 케이스), 안테나(370)(예: 도 19의 안테나 모듈(897)) 및 후면 플레이트(380)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(300)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 제1 지지 부재(311), 또는 제2 지지 부재(360))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 일 실시예(미도시)에 따르면, 전자 장치(300)는, 적어도 하나의 힌지 구조물을 구비하여, 복수의 영역들로 구분된 하우징이 폴딩되는 구조를 가질 수도 있다. 예를 들면, 힌지 구조물의 상태 변화(예: 접힘 상태, 중간 상태, 또는 펼침 상태)에 따라, 하우징과 작동적으로 연결된 디스플레이의 상태가 변화할 수 있다. 예를 들면, 제1 하우징에 대응하는 제1 디스플레이와 제2 하우징에 대응하는 제2 디스플레이가 서로 마주보거나 이격된 상태로 변화할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)의 구성요소들 중 적어도 하나는, 도 1 또는 도 2의 전자 장치(100)의 구성요소들 중 적어도 하나와 동일 또는 유사할 수 있으며, 중복되는 설명은 이하 생략한다.
일 실시예에 따르면, 제1 지지 부재(311)는, 전자 장치(300) 내부에 배치되어 측면 구조(310)와 연결될 수 있거나, 측면 구조(310)와 일체로 형성될 수 있다. 제1 지지 부재(311)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 제1 지지 부재(311)는, 일면에 디스플레이(330)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(340)이 결합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(340)에는, 프로세서(예: 도 19의 프로세서(820)), 메모리(예: 도 19의 메모리(830)), 및/또는 인터페이스(예: 도 19의 인터페이스(877))가 장착될 수 있다. 프로세서는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 프로세서나 통신 모듈(예: 도 19의 통신 모듈(890))은 집적 회로 칩(341)과 같은 전자 부품에 탑재되어 인쇄 회로 기판(340)에 배치될 수 있다. 인쇄 회로 기판(340)에는 다수의 전자 부품이 배치되며, 전자 부품들 중 일부, 예를 들어, 프로세서나 통신 모듈이 탑재된 집적 회로 칩(341)은 동작하면서 열을 발생시킬 수 있다. 발열 부품(예: 집적 회로 칩(341))에 의해 발생된 열은 발열 부품 자체의 작동 성능이나 전자 장치(300)의 전력 효율을 저하시킴은 앞서 언급한 바 있다. 전자 장치(300)는 열전달 부재, 히트 파이프 및/또는 증기 챔버와 같은 방열 구조물을 포함함으로써, 발열 부품에서 발생된 열을 빠르게 분산 또는 방출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는 방열 구조물(예: 증기 챔버 및/또는 히트 파이프)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 증기 챔버(예: 도 4의 증기 챔버(400))는 전자 부품들(예: 집적 회로 칩(341))에서 발생되는 열을 전자 장치(300)의 내부(예: 도 1의 하우징(110) 내부)의 다른 영역 또는 공간으로 방열할 수 있다. 일 실시예에서, 증기 챔버(400)는 집적 회로 칩(341)의 표면에 적어도 일부가 인접하게 배치되기 위한 구조로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 증기 챔버(400)는 집적 회로 칩(341)의 적어도 일부를 덮을 수 있다. 예를 들어, 증기 챔버(400)는 지정된 방향(예: 전면에서 바라보는 방향)에서 바라보았을 때, 적어도 일부가 집적 회로 칩(341)에 중첩될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 메모리는, 예를 들어, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인터페이스는, 예를 들어, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, 전자 장치(300)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리(350)는 전자 장치(300)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(350)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(340)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(350)는 전자 장치(300) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(300)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나(370)는, 후면 플레이트(380)와 배터리(350) 사이에 배치될 수 있다. 안테나(370)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 안테나(370)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다. 다른 실시예에서는, 측면 구조(310) 및/또는 상기 제1 지지 부재(311)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.
도 4는 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버(400)를 나타내는 분리 사시도이다. 도 5는 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버(400)를 나타내는 사시도이다. 도 6은 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버(400)를 나타내는 단면 구성도이다. 도 6은, 예를 들면, 도 5의 라인 B-B'을 따라 증기 챔버(400)를 절개한 단면을 예시한 것이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 방열 구조뮬, 예를 들어, 증기 챔버(400)는 제1 시트(401)와 제2 시트(402)를 포함함으로써 밀봉 공간을 형성할 수 있으며, 밀봉 공간 내에 배치되는 지지 구조물(403) 및/또는 심지 구조물(wick structure)(404)을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 제1 시트(401)와 제2 시트(402)는 평면부(411a, 421a)와 절곡부(411b, 421b)를 포함할 수 있으며, 서로 마주보게 결합하여 평면부들(411a, 421a) 사이에 밀봉 공간을 형성할 수 있다. 증기 챔버(400)의 내부에는 냉각 매체(또는 작동 유체(working fluid))가 주입될 수 있으며, 외부 온도에 따라 냉각 매체가 상변화를 일으켜 발열 부품에서 발생된 열을 흡수, 분산 또는 방출시킬 수 있다. 예를 들어, 발열 부품에서 발생된 열을 흡수하여 액체 상태의 냉각 매체가 기체로 변화되며, 증기 챔버의 내부를 이동하면서 흡수한 열을 외부로 방출함으로써 기체 상태의 냉각 매체가 다시 액체로 변화될 수 있다. 예를 들면, 냉각 매체는 상변화(예: 액체 상태(또는 기체 상태)에서 기체 상태(또는 액체 상태))에 따라, 심지 구조물(404)의 오프닝를 통해 증기 챔버(400)의 내부를 순환할 수 있다. 일 실시예에서, 냉각 매체는 물, 물-아세톤 혼합액 및 물-에탄올 혼합액 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 시트(402)는 평면부(421a)의 일부분을 통해 전자 부품(예: 도 3의 집적 회로 칩(341))으로부터 고온의 열을 흡수할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 시트(402)는 흡수된 고온의 열을 평면부(421a)의 다른 일부분을 통해 발산할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 시트(402)는 평면부(421a) 일면의 적어도 일부가 전자 부품에 접촉되는 것을 고려하여, 전자 부품의 형상에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 시트(402)는 평면부(421a) 다른 일면의 적어도 일부에 심지 구조물(404)이 배치되는 것을 고려하여, 심지 구조물(404)을 수용할 수 있는 형상으로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 시트(401)와 제2 시트(402)의 적어도 일부는 스테인리스 강(stainless steel)의 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 시트(401)와 제2 시트(402)는 316L(low)(또는 304L)(예: 오스테나이트(austenite) 계)의 저탄소강 소재의 스테인리스 강 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 스테인리스 강은 고온에서 접합될 경우, 탄소(C) 및 크롬(Cr)의 화학 반응에 의한 산화막 생성의 방해로 인해 부식될 수 있으므로, 저탄소강 소재로 이루어질 필요가 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 시트(401)와 제2 시트(402)의 적어도 일부는 열전도도(thermal conductivity)를 가지는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 시트(401)와 제2 시트(402)는 흑연(graphite), 탄소 나노튜브, 천연 재생 소재, 실리콘, 또는 규소 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 지지 구조물(403)은 제1 시트(401) 및 제2 시트(402)의 사이에 형성된 내부 공간(예: 밀봉 공간)의 형상이 유지되도록 제1 시트(401) 및 제2 시트(402)를 지지할 수 있다. 일 실시예에서, 지지 구조물(403)은 기둥(pillar) 형상으로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 지지 구조물(403)은 제1 시트(401) 및 제2 시트(402)의 결합에 의해 형성된 내부 공간에서, 일측이 제1 시트(401)에 연결될 수 있고, 타측이 제2 시트(402)와 인접한 심지 구조물(404)에 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 심지 구조물(404)(예: 윅(wick))은 제1 시트(401) 및/또는 제2 시트(402)로부터 전달되는 고온의 열을 이용하여 냉각 매체(또는 작동 유체)를 순환시키기 위해, 복수의 와이어들, 오프닝, 및 통로 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수의 와이어들은, 316L(또는 304L)의 저탄소강 소재의 스테인리스 강 재질, 구리, 및/또는 구리 합금(Cu alloy)으로 이루어질 수 있다. 또한, 심지 구조물(404)을 구성하는 와이어는 직선, 곡선, 또는 메쉬(mesh) 구조로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 시트(401)는 제1 평면부(first flat portion)(411a)와 제1 절곡부(first bending portion)(411b)를 포함할 수 있으며, 제2 시트(402)는 제2 평면부(421a)와 제2 절곡부(421b)를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 제1 절곡부(411b)는 제1 평면부(411a)의 가장자리에서 제1 평면부(411a)에 대하여 제1 각도로 경사지게 절곡될 수 있다. 제1 각도는 예를 들면, 약 90도 각도를 의미할 수 있으며, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))에서 요구되는 사양에 따라 적절하게 변경될 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 절곡부(421b)는 제2 평면부(421a)의 가장자리에서 제2 평면부(421a)에 대하여 제2 각도로 경사지게 절곡될 수 있다. 제2 각도는 예를 들면, 약 90도 각도를 의미할 수 있으며, 전자 장치(예: 도 3의 전자 장치(300))에서 요구되는 사양에 따라 적절하게 변경될 수 있다. 제1 시트(401)와 제2 시트(402)에 관해서, 예를 들어, 증기 챔버(400)의 측면(431), 경계선(433), 용접흔(435) 및/또는 접합면(437)이 형성된 실시예에 관해서는 도 7을 참조하여 좀더 살펴보기로 한다.
도 7은 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버(예: 도 4 내지 도 6의 증기 챔버(400))의 시트들(401, 402)을 설명하기 위한 구성도이다.
도 7을 더 참조하면, 제1 시트(401)는 제1 외측면(413a), 제1 내측면(413b) 및/또는 제1 내측면(413b)을 제1 외측면(413a)에 연결하는 제1 단부면(413c)을 포함할 수 있다. 제1 평면부(411a)는 제1 외측면(413a) 일부와 제1 내측면(413b) 일부에 의해 형성될 수 있다. 제1 절곡부(411b)는 제1 시트(401)의 가장자리에서 제1 외측면(413a) 일부와 제1 내측면(413b) 일부를 포함하며, 제1 단부면(413c)은 실질적으로 제1 절곡부(411b)의 일부일 수 있다. 한 실시예에서, 제2 시트(402)는 제2 외측면(423a), 제2 내측면(423b) 및/또는 제2 내측면(423b)을 제2 외측면(423a)에 연결하는 제2 단부면(423c)을 포함할 수 있다. 제2 평면부(421a)는 제2 외측면(423a) 일부와 제2 내측면(423b) 일부에 의해 형성될 수 있다. 제2 절곡부(421b)는 제2 시트(402)의 가장자리에서 제2 외측면(423a) 일부와 제2 내측면(423b) 일부를 포함하며, 제2 단부면(423c)은 실질적으로 제2 절곡부(421b)의 일부일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 증기 챔버(400)는 실질적으로 제1 단부면(413c)과 제2 단부면(423c)이 접합됨으로써 밀봉 공간을 형성할 수 있다. 예컨대, 제1 단부면(413c)과 제2 단부면(423c)이 접합됨으로써 제1 절곡부(411b)와 제2 절곡부(421b) 사이에 접합면(437)이 형성될 수 있으며, 제1 내측면(413a)과 제2 내측면(423a)이 결합하여 밀봉 공간을 형성할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 증기 챔버(400)는 제1 절곡부(411b)와 제2 절곡부(421b)가 접합되어 형성된 측면부(431)를 포함할 수 있으며, 측면부(431)가 제1 평면부(411a)와 제2 평면부(421a) 사이의 공간을 밀봉할 수 있다. 다른 실시예에서, 접합면(437)은 측면부(431)에 대하여 경사지게 또는 수직하게 배치될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제1 각도 또는 제2 각도가 약 90도일 때, 측면부(431)의 외측면은 실질적으로 평면 형태를 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 시트(401) 및/또는 제2 시트(402)가 평면부(411a, 421a)와 절곡부(411b, 421b)를 포함함으로써, 적어도 평면부(411a, 421a)는 실질적으로 평판 형상을 유지할 수 있다. 다른 실시예에서, 절곡부(411b, 421b)들이 접합되어 제1 시트(401)와 제2 시트(402)가 결합됨으로써, 증기 챔버(400)는 실질적으로 평판 형상을 더 안정적으로 유지할 수 있다. 예컨대, 평면부(411a, 421a)만 포함하는 구조와 비교할 때, 제1 시트(401) 및/또는 제2 시트(402)가 절곡부(411b, 421b)를 포함함으로써 증기 챔버(400)는 굽힘 변형에 대한 향상된 저항력을 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 성형 또는 제작의 용이성이나 방열 성능을 고려할 때, 증기 챔버(400)는 구리나 알루미늄과 같은 금속 재질로 제작될 수 있다. 하지만, 스마트 폰과 같이 소형화된 전자 장치(300)에서는 증기 챔버(400)를 배치할 수 있는 공간이 협소하여 증기 챔버(400)의 두께가 제한될 수 있다. 예컨대, 구리나 알루미늄과 같은 금속 재질로 제작된 때, 두께가 제한되면 증기 챔버(400)의 기계적인 강도를 확보하는데 한계가 있을 수 있다. 예컨대, 구리나 알루미늄과 같은 금속 재질로 제작된 증기 챔버(400)는, 두께가 얇을수록, 외부 충격에 의한 손상이나 굽힘 변형에 취약할 수 있다. 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버(400), 예를 들어, 제1 시트(401) 및/또는 제2 시트(402)는 스테인리스 강을 포함함으로써, 증기 챔버(400)가 얇게 재작되더라도 충분한 기계적인 강도를 가질 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제1 시트(401) 및/또는 제2 시트(402)는 대략 18~20% 정도의 크롬과 대략 8~12% 정도의 니켈을 포함하는 오스테나이트 계 스테인리스 강으로 제작될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 구리나 알루미늄과 같은 금속 재질의 시트는 브레이징(brazing)이나 확산 접합(diffusion boding)과 같은 공정을 통해 접합이 용이할 수 있다. 예컨대, 브레이징은 용가재(filler)를 일정 정도의 온도(예: 섭씨 450도)로 가열, 용융시켜 모세관 현상을 이용해 시트들 사이의 접합 간극으로 유입시킴으로써, 시트들을 접합시킬 수 있다. 브레이징은 용접이나 확산 접합보다 모재(예: 시트들)를 용융시키지 않아 열로 인한 변형의 가능성은 낮지만 접합 강도가 낮을 수 있다. 확산 접합은 시트들의 접촉 부위에 일정 정도의 온도와 압력을 가함으로써 시트들을 접합시킬 수 있다. 하지만, 스테인리스 강을 포함하는 제1 시트(401) 및/또는 제2 시트(402)를 접합함에 있어, 확산 접합은 오랜 시간 동안 상당한 온도와 압력을 가할 때 안정적인 접합 강도를 확보할 수 있으므로, 생산성이 낮을 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버(400)를 제작함에 있어, 측면부(431)(예: 제1 절곡부(411b)와 제2 절곡부(421b))에 레이저를 조사하여 용접할 수 있다. 예를 들어, 제1 단부면(413c)과 제2 단부면(423c)이 접촉된 상태에서, 제1 절곡부(411b)와 제2 절곡부(421b)의 접촉 부위에 레이저를 조사함으로써, 제1 시트(401)와 제2 시트(402)가 접합될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 에너지 밀도가 높은 및/또는 에너지 밀도의 조절이 용이한 파이버 레이저(fiber laser)를 조사함으로써, 빠른 시간 내에 제1 시트(401)와 제2 시트(402)가 접합될 수 있다. 예컨대, 레이저를 조사함에 있어, 에너지 밀도를 높여 접합 부위(제1 절곡부(411b)와 제2 절곡부(421b)의 접촉 부위)을 확산 접합보다 빠르게 용융 및/또는 접합할 수 있으며, 제1 시트(401)와 제2 시트(402)가 용융 및/또는 접합됨으로써 브레이징이나 확산 접합보다 향상된 접합 강도를 확보할 수 있다. 예를 들어, 브레이징이나 확산 접합과 비교할 때, 레이저 용접은 융합 구역(FZ; fusional zone)이나 용접 과정에서 열 영향 구역(HAZ; heat affected zone)을 줄일 수 있는 국소 가열이 가능하고, 좁은 영역에 에너지를 집중할 수 있으므로 낮은 열 입력으로 더 깊이 용접을 수행할 수 있다. 어떤 실시예에서, 레이저 용접은 국소 가열을 통해 융합 구역이 아닌 영역에서 불필요한 열 변형을 억제할 수 있다. 예컨대, 브레이징이나 확산 접합과 비교할 때 레이저 용접은 공정 시간을 절감하여 생산성을 향상시킬 수 있으며, 용접 품질이나 제조 유연성을 개선하고, 높은 용접부 종횡비를 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 증기 챔버(400)는 측면(예: 측면부(431))에 형성된 경계선(433)(예: 제1 절곡부(411b)와 제2 절곡부(421b) 사이의 경계선)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 제1 절곡부(411b)와 제2 절곡부(421b)는 레이저 용접에 의해 용착됨으로써, 경계선(433)의 적어도 일부분은 육안으로 식별되지 않을 수 있다. 레이저 용접을 실시함이 있어, 제1 시트(401)와 제2 시트(402)의 두께나 재질에 따라 레이저가 조사되는 면적(또는 폭)을 조절하거나 워블 용접(wobble welding)을 실시함으로써, 제1 시트(401)와 제2 시트(402)의 접촉면(예: 제1 단부면(413c)과 제2 단부면(423c))의 접합을 촉진할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 측면부(431)는 레이저가 조사된 면적 또는 워블 용접에 의해 외측면에 형성된 용접흔(435)을 포함할 수 있다. '용접흔(435)'이라 함은, 제1 외측면(413a) 및/또는 제2 외측면(423a)에서, 레이저가 조사된 영역의 표면이 변형된 흔적으로 레이저가 조사되지 않은 영역과는 다른 형태의 문양 또는 색상을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 제1 절곡부(411b)와 제2 절곡부(421b) 사이의 경계선(433)은 용접흔(435)이 형성된 영역 내에 위치될 수 있다. 용접흔(435) 또는 경계선(433)은 실질적으로 측면부(431)의 외측면을 따라 형성되며, 용접흔(435)과 경계선(433) 중 적어도 용접흔(435)은 폐곡선을 이루게 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 시트(401)와 제2 시트(402)의 가장자리(예: 제1 절곡부(411b)와 제2 절곡부(421b)) 전체를 따라 레이저 용접이 실시될 수 있다. 다양한 실시예들에서, 스테인리스 강을 포함하는 증기 챔버(400)는, 측면 방향에서 용접 경로를 따라 레이저를 조사함으로써 제1 시트(401)와 제2 시트(402)를 접합하여 제작될 수 있다. 용접 경로는 본 문서에서 개시되는 증기 챔버의 형상에 한정되지 않으며, 다각형 또는 비다각형 형상으로 배열된 다른 적절한 수의 경로들을 포함할 수 있다. 이에 더하여 또는 이를 대신하여, 각 세그먼트는 독자적으로 선형 또는 비선형(예: 곡선형)이거나, 또는 선형 및 비선형 부분들을 가질 수 있다. 다양한 실시예들에서, 용접 경로는 원하는 형상의 둘레를 갖는 증기 챔버(400)를 제공하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 증기 챔버(400)를 접합함에 있어서, 레이저 또는 기타 적절한 접합 장치(예: 전자빔, 마찰 용접)가 사용될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 레이저 용접에 의해 실질적으로 제1 단부면(413c)과 제2 단부면(423c)이 마주보게 접합되어 접합면(437)이 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서, 제1 절곡부(411b)와 제2 절곡부(421b)는 용착된 상태로서, 접합면(437)은 평면이 아닌 곡면 형태 또는 굴곡진 형태를 가질 수 있으며, 측면부(431)의 외측면에 대하여 경사지게 또는 수직하게 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 증기 챔버(400)의 두께, 예를 들어, 제1 평면부(411a)의 외측면(예: 제1 외측면(413a)의 일부)과 제2 평면부(421a)의 외측면(예: 제2 외측면(예: 제2 외측면(423a)의 일부) 사이의 간격(예: 도 6의 간격(I))은 대략 0.18mm 이상, 0.4mm 이하일 수 있다. 예컨대, 증기 챔버(400)는 상당히 얇은 두께로 제작되어, 소형화된 전자 장치(300)의 내부에 설치하기 용이할 수 있다. 구리나 알루미늄과 같은 금속 재질을 이용하여 0.4mm 이하의 증기 챔버(400)를 제작하는 것이 가능하지만, 기계적인 강도가 약해 굽힘 변형에 취약할 수 있다. 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버(400)는 스테인리스 강을 포함하는 시트들(401, 402)로 제작되며, 시트들(401, 402)의 가장자리에 형성된 절곡부(411b, 421b)의 구조 및/또는 레이저 용접에 의해 용착된 절곡부들(411b, 421b)의 구조는 시트들(401, 402) 및/또는 증기 챔버(400)의 기계적인 강도(예: 굽힘 변형에 대한 저항력)을 확보하는데 기여할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 지지 구조물(예: 도 4의 지지 구조물(403))은 제1 시트(401)와 제2 시트(402) 사이에 수용되어, 제1 시트(401)와 제2 시트(402) 사이의 간격을 유지할 수 있다. 예컨대, 제1 시트(401)와 제2 시트(402)가 상당히 얇은 두께로 형성되더라도 증기 챔버(400)의 형상 또는 밀봉 공간을 안정적으로 유지할 수 있다. 지지 구조물(403)은 예를 들면, 물결 형상의 금속 와이어 또는 금속 리본들을 결합하여 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 심지 구조물(예: 도 4의 심지 구조물(404))은 모세관 구조를 가질 수 있으며, 액체 상태의 냉각 매체를 흡수할 수 있다. 증기 챔버(400)를 배치함에 있어, 심지 구조물(404)이 발열 부품(예: 도 3의 집적 회로 칩(341))에 인접하도록 배치될 수 있으며, 심지 구조물(404)에 흡수된 냉각 매체가 발열 부품에서 발생된 열을 흡수하여 상변화를 일으킬 수 있다. 열을 흡수한 냉각 매체, 예를 들어, 액체 상태의 냉각 매체는 증기 챔버(400)의 내부를 순환하면서, 상대적으로 온도가 낮은 영역에서 열을 방출하면서 발열 부품에서 발생된 열을 흡수할 수 있는 상태로 다시 상변화를 일으킬 수 있다. 심지 구조물(404)은 모세관 구조를 이용하여 액체 상태인 냉각 매체를 흡수하며 냉각 매체가 더 넓은 표면적에서 발열 부품이 발생시킨 열에 노출될 수 있는 환경을 제공할 수 있다. 예컨대, 심지 구조물(404)은 냉각 매체의 상변화를 촉진할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 심지 구조물(404)은 내부 압력에 대응되는 모세관 압력 및/또는 냉각 매체(또는 작동 유체)의 압력 강하에 대응되는 유동 저항이 지정된 값(예: 양의 정수)을 만족하기 위한 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 심지 구조물(404)이 와이어 구조 또는 메쉬 구조에 따라 모세관 압력 및/또는 유동 저항이 상이할 수 있으며, 이에 따라 심지 구조물(404)의 형상(예: 메쉬 구조의 오프닝 너비)이 달라질 수 있다.
도 8 내지 도 15는 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버(예: 도 4 내지 도 6의 증기 챔버(400)의 접합면(예: 도 6의 접합면(437)) 형성 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 증기 챔버(400a, 400b, 400c)는 제1 시트(401)와 제2 시트(402) 중 적어도 하나는 측면(예: 도 7의 제1 절곡부(411b) 및/또는 제2 절곡부(421b))에서 돌출된 확장부(439)를 포함할 수 있다. 확장부(439)는 실질적으로, 일 실시예(예: 도 6의 실시예)보다 접합면(437a, 437b, 437c)을 확장하는 구조로서, 제1 시트(401)와 제2 시트(402)를 더욱 견고하게 접합시킬 수 있다. 예컨대, 확장부(439)는 레이저(L)가 조사되어 접합되는 부분일 수 있다. 어떤 실시예에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 시트(401)와 제2 시트(402) 사이의 접합면(437c)은 'L' 형상으로 형성될 수 있다. 도 11을 참조하면, 증기 챔버(400d)에서, 제1 시트(401)와 제2 시트(402) 중 어느 하나(예: 제2 시트(402))는 평판 형상일 수 있으며, 제1 시트(401)와 제2 시트(402) 중 다른 하나(예: 제1 시트(401))의 절곡부(예: 도 7의 제1 절곡부(411b))가 제2 시트(402)의 내측면(예: 도 7의 제2 내측면(423b))에 접합되어 접합면(437d)이 형성될 수 있다. 평판 형상의 제2 시트(402)에 제1 시트(401)가 접합됨에 있어, 도 12에 도시된 바와 같이, 증기 챔버(400e)에서, 제1 시트(401)와 제2 시트(402) 사이에 'L' 형상으로 접합면(437e)이 형성될 수 있다. 도 13을 참조하면, 증기 챔버(400f)에서, 제1 시트(401)와 제2 시트(402) 사이의 접합면(437f)은 계단 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 시트(401)의 제1 단부면(413c)과 제2 시트(402)의 제2 단부면(423c)이 각각 계단 형상을 가짐으로써, 단부면들이 평면 형상(예: 도 7에 도시된 형상)일 때보다 접합면(437f)의 면적이 확장되어 향상된 접합력을 가질 수 있다. 도 14를 참조하면, 증기 챔버(400g)에서, 제1 시트(401)의 절곡부(411b)가 제2 시트(402)의 가장자리에서 일정 정도 간격을 두고 제2 시트(402)의 내측면에 접합되어 접합면(437g)이 형성될 수 있다. 이 경우, 레이저 용접을 실시함에 있어, 레이저(L)는 제2 시트(402)의 내측면에 대하여 경사진 방향에서 조사될 수 있다. 도 15를 참조하면, 증기 챔버(400h)에서, 제1 시트(401)와 제2 시트(402)는 절곡부(411b, 421b)를 각각 포함할 수 있으며, 단부면들(예: 도 7의 단부면들(413c, 423c))은 평면부(예: 도 7의 평면부들(411a, 421a))에 대하여 경사진 경사면(437h)이 형성될 수 있다. 제1 시트(401)와 제2 시트(402)가 마주보게 배치된 상태에서 단부면들이 서로 면접촉되며 단부면들의 경사 방향에서 레이저(L)가 조사되어 제1 시트(401)와 제2 시트(402)가 접합될 수 있다. 이와 같이, 제1 시트(401)와 제2 시트(402)의 접합면 형상이나 위치는 다양하게 변경될 수 있으며, 제1 시트(401)와 제2 시트(402) 사이의 접합력이나 증기 챔버(400)가 배치될 공간의 형상을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.
도 16은 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버(400)가 전자 장치(300)에 배치된 구성을 예시하는 도면이다.
도 16에 도시된 실시예를 살펴봄에 있어, 일 실시예를 통해 용이하게 이해할 수 있는 구성요소에 대해서 도면의 참조번호를 동일하게 부여하거나 생략하고, 그 상세한 설명 또한 생략될 수 있다. 도 16은, 전자 장치의 일부분, 예를 들어, 도 3의 라인 A-A'을 따라 전자 장치(300)를 절개한 모습을 나타내는 구성도로서, 도 16을 참조하면, 전자 장치(300)(예: 도 1 내지 도 3 및/또는 도 19의 전자 장치(100, 300, 801, 802, 804))는 발열 부품, 예를 들어, 프로세서(예: 도 19의 프로세서(820))나 통신 모듈(예: 도 19의 통신 모듈(890))이 탑재된 집적 회로 칩(들)(341, 343)에 인접하게 배치된 방열 구조물(예: 증기 챔버(400))을 포함할 수 있다. 집적 회로 칩(341, 343)은 예를 들면, 회로 기판(340)의 일면 및/또는 타면에 각각 배치될 수 있으며, 회로 기판(341)의 적어도 한 면에는 복수의 집적 회로 칩(341, 343)들이 배치될 수 있다. 예컨대, 다수의 집적 회로 칩(341, 343)들이 전자 장치(300)의 내부에 배치될 수 있으며, 하우징(예: 도 1의 하우징(110))의 공간이나 그 형상을 고려하여 회로 기판(340)의 양면에 적절하게 분산 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 집적 회로 칩(341, 343)들 중 제1 집적 회로 칩(341)은 전면 플레이트(320)를 향하는 방향에서 회로 기판(340)에 배치되고, 전면 플레이트(320) 및/또는 디스플레이(330)와 회로 기판(340) 사이에는 제1 지지 부재(311)가 배치될 수 있다. 한 실시예에서, 발열 부품, 예컨대, 제1 집적 회로 칩(341)과 인접하는 위치에서 증기 챔버(400)는 제1 지지 부재(311)와 디스플레이(330) 사이에 배치될 수 있으며, 제1 지지 부재(311)를 관통하는 경로를 통해 제1 집적 회로 칩(341)에서 발생된 열을 흡수할 수 있다. 한 실시예에서, 전자 장치(400)는 제1 집적 회로 칩(341)에서 발생된 열을 증기 챔버(400)로 전달하는 열전달 부재(511)를 포함할 수 있다. 열전달 부재(511)는, 예를 들면, 제1 지지 부재(311)와 제1 집적 회로 칩(341) 사이에 배치된 제1 열전달 부재(511a)와, 제1 지지 부재(311)에 수용된 제2 열전달 부재(511b)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 열전달 부재(511a)는 예를 들면, 열전도성 양면 테이프로서 제1 집적 회로 칩(341)을 제1 지지 부재(311)에 부착시킬 수 있다. 어떤 실시예에서, 제1 열전달 부재(511a)는 열전도성 탄성체로서, 제1 집적 회로 칩(341)을 제1 지지 부재(311)에 부착시키지는 않지만, 압축된 상태로 제1 집적 회로 칩(341)과 제1 지지 부재(311)에 밀착할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2 열전달 부재(511b)는 제1 지지 부재(311)의 일부일 수 있으며, 제1 열전달 부재(511a)와 증기 챔버(400)에 밀착할 수 있다. 예컨대, 제1 집적 회로 칩(341)에서 발생된 열이 열전달 부재(511)를 통해 증기 챔버(400)로 전달되며, 증기 챔버(400)의 내부에서는 냉각 매체가 상변화를 일으키면서, 열을 방출할 수 있다. 증기 챔버(400)에서 방출된 열은, 예를 들면, 제1 지지 부재(311)를 통해 확산 또는 분산될 수 있다. 이와 같이, 증기 챔버(400)는 어느 일측(예: 제1 집적 회로 칩(341)이 배치된 방향)에서 발생된 열을 흡수하여 다른 방향(예: 전면 플레이트(320) 방향 또는 제1 지지 부재(311))로 분산시킴으로써, 발열로 인해 제1 집적 회로 칩(341)의 작동 성능이나 전력 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 어떤 실시예에서, 하나의 증기 챔버(400)가 복수의 발열 부품들로부터 열을 흡수하여 다른 열전도성 구조물로 분산시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 도시되지는 않지만, 디스플레이(330)(예: 도 19의 디스플레이(860))와 제1 지지 부재(311) 사이에는 열전도성 시트가 배치될 수 있다. 열전도성 시트는 실질적으로 디스플레이(330)를 제1 지지 부재(311)에 부착할 수 있으며, 증기 챔버(400)와 접촉하게 배치될 수 있다. 예컨대, 증기 챔버(400)에서 방출된 열은 열전도성 시트를 통해 더 넓은 영역을 확산 또는 분산될 수 있다. 한 실시예에서, 열전도성 시트는 증기 챔버(400)로부터 열을 흡수하여 제1 지지 부재(311)로 전달함으로써, 열의 확산이나 분산을 촉진할 수 있다. 어떤 실시예에서, 열이 확산 또는 분산되는 영역이나 면적이 클수록 방열 효과가 향상될 수 있으므로, 열전도성 시트는 실질적으로 디스플레이(330)의 전체 면적에 상응하는 크기를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 열전도성 시트는 디스플레이(330)를 제1 지지 부재(311)에 배치함에 있어 완충 부재로서 기능할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 집적 회로 칩(341, 343)들 중 제2 집적 회로 칩(343)은 하우징(110)의 내측면(예: 제2 지지 부재(360) 및/또는 도 3의 후면 플레이트(380))를 향하는 방향에서 회로 기판(341)에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는 제3 열전달 부재(511c)를 더 포함할 수 있으며, 제3 열전달 부재(511c)는 제2 집적 회로 칩(343)과 제2 지지 부재(360) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제3 열전달 부재(511c)는 제2 집적 회로 칩(343)에서 발생된 열을 제2 지지 부재(360)로 전달할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제3 열전달 부재(511c)와 제2 지지 부재(360) 사이에 증기 챔버(예: 도 4 내지 도 6의 증기 챔버(400))가 더 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 집적 회로 칩(343)이 제1 집적 회로 칩(341)과 유사한 정도 및/또는 제1 집적 회로 칩(341)보다 많은 열을 발생시키는 부품이라면, 추가의 증기 챔버(예: 도 4 또는 도 5의 증기 챔버(400))가 제3 열전달 부재(511c)에 접촉하게 배치되어 열을 확산 및/또는 방출시킬 수 있다.
이와 같이, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버(400)는 전자 장치(300) 내부에서, 발열 부품(예: 도 16의 집적 회로 칩들(341, 343))에 인접하게 또는 하우징(110)의 내측면(예: 도 3의 전면 플레이트(320), 제1 지지 부재(311), 후면 플레이트(380) 및/또는 제2 지지 부재(360))과 발열 부품 사이에 배치될 수 있으며, 발열 부품에서 발생된 열을 다른 구조물(예: 제1 지지 부재(311), 제2 지지 부재(360) 및/또는 도시되지 않은 열전도성 시트)로 분산 및/또는 방출할 수 있다. 증기 챔버(400)는 실질적으로 스테인리스 강을 포함하는 시트들(401, 402)로 제작되어 설치 과정에서 발생될 수 있는 굽힘 변형에 대한 저항력을 가질 수 있다. 어떤 실시예에서, 측면부(431)에서 레이저 용접으로 시트들(401, 402)이 접합되므로, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버(400)는 브레이징 방식으로 접합된 구조보다 안정된 접합 구조를 가질 수 있으며, 확산 접합 방식보다 시트들(401, 402)을 접합하는데 소요되는 시간이 절감될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 접합에 소요되는 시간이 절감되는 만큼 용접 과정에서 가해진 열로 인해 시트들(401, 402)이 변형되는 것을 완화 또는 방지할 수 있다. 후술할 제작 장비(예: 도 18의 제작 장비(700))를 활용함으로써, 용접 과정에서 가해지는 열로 인해 시트들(401, 402)이 변형되는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
도 17은 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버(예: 도 4 내지 도 6의 증기 챔버(400))의 제작 장비(예: 후술할 도 18의 제작 장비(700)) 중에서, 진공 척(600)을 설명하기 위한 도면이다.
스테인리스 강을 포함하거나 절곡부(411b, 421b)를 포함함으로써, 제1 시트(401) 또는 제2 시트(402)는 굽힘 변형에 대한 저항력을 가질 수 있지만, 레이저 용접 과정에서 또는 용접 후 냉각 과정에서 잔류 응력으로 인해 증기 챔버(400)가 변형되거나 접합력을 상실할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 용접 과정에서 용접 부위 또는 접합 부위를 벗어나 시트들(401, 402)의 다른 영역으로 열이 확산된 경우, 냉각 조건이나 환경에 따라 증기 챔버(400)에서 잔류 응력이 증가할 수 있으며, 이는 제작된 개별 증기 챔버(400)들 간의 형상이나 품질 편차를 유발할 수 있다. 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따르면, 증기 챔버(400)를 제작하기 위한 제작 장비(700)는 진공 척(600)(예: 다공성 세라믹 구조물(611a))을 이용하여 시트들(401, 402)(예: 평면부들(411a, 421a)의 외측면)을 흡착함으로써, 용접 과정에서 접합 부위를 벗어난 영역으로 확산되는 열을 빠르게 방출시키고, 평면부들(411a, 421a)의 평면 형상을 유지할 수 있다. 예컨대, 접합 부위를 벗어난 영역으로 열이 확산되는 것을 억제하여 용접 후 냉각 과정에서 증기 챔버(400) 내에 잔류 응력이 발생되는 것 억제함으로써 증기 챔버(400)의 형상이나 품질을 균일하게 할 수 있다.
도 17을 참조하면, 시트(401, 402)를 흡착하는 진공 척(600)은 상부 척(601)과 하부 척(602)을 포함할 수 있으며, 상부 척(601)과 하부 척(602)은 실질적으로 동일한 구성이면서 배치 위치가 다를 수 있다. 상부 척(601)과 하부 척(602)은 진공 펌프(613)에 연결된 프레임 구조물(611b)(예: 진공 챔버)과, 프레임 구조물(611b)에 수용된 다공성 세라믹(porous ceramic) 구조물(611a)을 포함할 수 있다. 프레임 구조물(611b)의 일부분과 다공성 세라믹 구조물(611a)의 한 면이 시트(401, 402)를 흡착하는 면을 형성할 수 있으며, 진공 펌프(613)가 작동할 때, 실질적으로 다공성 세라믹 구조물(611a)이 시트(401, 402)를 흡착할 수 있다. 한 실시예에서, 다공성 세라믹 구조물(611a)은 알루미나(alumina), 멀라이트(mullite), 실리콘 카바이드(silicon carbide)와 같은 세라믹 소결체로서, 2~3 미크론 정도 크기의 기공들을 가질 수 있다. 세라믹 소결체는 높은 강도를 가지면서 기공률도 높아 진공 펌프(613)와 조합되어 고정밀 흡착이 가능하고, 설계된 증기 챔버(400)나 시트(401, 402)의 형상에 적합한 형상으로의 가공이 용이할 수 있다. 또한, 다공성 세라믹 구조물(611a)은 소재 자체의 높은 경도로 인하여, 가공 후 표면 손상(surface damage)을 최소화할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 진공 척(600)은 진공 펌프(613)의 힘을 이용하여 열린 기공(open pore)에 공기를 흡입하여 흡착물(예: 제1 시트(401), 제2 시트(402))을 고정하는 방식을 포함할 수 있으며, 프레임 구조물(611b)은 알루미늄, 또는 스테인레스 스틸(예: SUS(steel special use stainless))과 같은 금속으로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 다공성 세라믹 구조물(611a)은 높은 열 전도율, 예를 들어, 대략 20~250W/mK의 열 전도율을 가질 수 있다. 예를 들어, 용접 과정에서 가해지는 열이 접합 부위를 벗어난 영역으로 확산될 때, 시트(401, 402)를 흡착한 다공성 세라믹 구조물(611a)은 열을 흡수 및/또는 방출할 수 있다. 프레임 구조물(611b)은 실질적으로 진공 챔버의 역할을 할 수 있으며, 진공 펌프(613)에 연결된 프레임 구조물(611b)의 내부 공간은 실질적으로 다공성 세라믹 구조물(611a)로 채워질 수 있다. 어떤 실시예에서, 프레임 구조물(611b)의 내벽에는 다수의 채널이 형성될 수 있으며, 채널들은 진공 펌프와 연결된 유체 이동 경로를 형성할 수 있다. 예컨대, 진공 펌프(613)의 흡입력이 프레임 구조물(611b)의 채널들을 통해 다공성 세라믹 구조물(611a)의 전체에 작용하며, 다공성 세라믹 구조물(611a)의 기공들을 통해 흡착면에 작용하여 시트(401, 402)를 흡착할 수 있다. 어떤 실시예에서, 진공 펌프(613)의 흡입력은 용접 과정에서 접합 부위를 벗어난 영역으로 확산되는 열을 흡수 또는 방출하는 냉각 기능을 제공할 수 있다. 또한, 다수의 채널을 통한 냉각 기능을 통해, 용접 후 증기 챔버(400)의 들뜸 현상을 개선할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 시트(401)와 제2 시트(402)를 흡착하기 전, 정렬 지그 또는 정렬 핀들에 의해 상부 척(601)과 하부 척(602)이 정렬될 수 있다. 한 실시예에서, 상부 척(601)과 하부 척(602) 둘레의 복수의 위치들, 예를 들면, 2개소, 3개소 또는 4개소에 정렬 핀들이 배치되어 상부 척(601)과 하부 척(602)을 정렬할 수 있다. 어떤 실시예에서, 상부 척(601)과 하부 척(602)은 정렬 핀(들)의 안내를 받으면서 서로 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동할 수 있다. 제1 시트(401)와 제2 시트(402)를 흡착한 후 정렬 핀들은 제거될 수 있다. 다른 실시예에서, 레이저를 투과하는 재질, 예를 들어, 유리 재질로 제작된 정렬 핀들이 사용된다면 레이저 용접 과정에서도 상부 척(601)과 하부 척(602)의 정렬 상태를 유지할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 접합 위치에 정렬된 상태에서, 상부 척(601)과 하부 척(602)이 제1 시트(401)와 제2 시트(402)를 흡착할 수 있으며, 진공 척(600)은 제1 시트(401)와 제2 시트(402)의 접합 부위(예: 도 4의 제1 절곡부(411b)와 제2 절곡부(421b) 또는 도 7의 제1 단부면(413c)과 제2 단부면(423c))를 접촉시킨 상태로 유지할 수 있다. 이 상태에서 접합 부위(예: 도 4의 제1 절곡부(411b)와 제2 절곡부(421b))에 레이저(L)가 조사됨으로써, 제1 시트(401)와 제2 시트(402)가 접합될 수 있다. 또한, 다양한 실시예에 따르면, 레이저(L)를 증기 챔버(400)의 측면부(예: 도 5의 측면부(431))에 조사하기 때문에 레이저 이동 경로의 방해가 없으며, 이에 따라, 증기 챔퍼(400)의 접합 부위를 다공성 세라믹 구조물(611a)을 이용한 진공 척(600)으로 용접할 수 있다. 예를 들면, 측면부 조사로 인하여, 열 전달 및/또는 냉각이 증기 챔퍼(400)의 제1 시트(401) 및 제2 시트(402)에 대칭적으로 이루어지기 때문에 용접으로 인한 왜곡 현상을 줄일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 진공 척(600), 예를 들어, 프레임 구조물(611b)의 측면은 흡착면에 연결된 부분에서 경사면(619)(예: 챔퍼링(chamfering))으로 가공될 수 있다. 예컨대, 진공 척(600)의 흡착면은 평면부들(예: 도 4의 평면부들(411a, 411b))보다 작게 제작될 수 있다. 프레임 구조물(611b)의 경사면(619)은, 용접 과정에서 프레임 구조물(611b)에 레이저가 조사되거나 열이 가해지는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 경사면(619)이 형성됨으로써, 프레임 구조물(611b)이 시트(401, 402)와 접합되는 것을 방지할 수 있다. 경사면(619)의 경사도나 크기는, 시트들(401, 402)에 조사되는 레이저(L)의 에너지 밀도를 고려하여 다양하게 설정될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 레이저(L)는 시트들(401, 402)(예: 도 3의 절곡부들(411b, 421b))에 동시에 조사되므로, 시트들(401, 402) 중 어느 하나에 조사될 때보다 용접에 소요되는 시간이 절감될 수 있다. 예를 들면, 용접에 소요되는 시간이 절감되는 만큼 접합 부위를 벗어난 영역을 열이 확산되는 것을 억제할 수 있다. 다른 실시예에서, 레이저(L)를 조사하는 동안 진공 펌프(613)가 지속적으로 작동하며, 다공성 세라믹 구조물(611a) 및/또는 진공 펌프(613)는 용접 과정에서 접합 부위를 벗어난 영역으로 확산되는 열을 흡수 또는 방출할 수 있다. 예컨대, 다공성 세라믹 구조물(611a) 및/또는 진공 펌프(613)는 용접 후 냉각 과정에서 불필요한 영역으로 확산된 열로 인해 잔류 응력이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 18은 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 증기 챔버(예: 도 4 내지 도 6의 증기 챔버(400))의 제작 장비(700)를 설명하기 위한 도면이다.
도 18을 참조하면, 제작 장비(700)는 4축 자유도를 가진 컴퓨터 수치 제어 스테이지(computer numerical control stage, 이하, 'CNC 스테이지(701)'라 함)와, 광원(721)을 포함할 수있으며, 진공 척(600)이 CNC 스테이지(701)에 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서, 진공 척(600)은 실질적으로 제작 장비(700)의 일부일 수 있다. CNC 스테이지(701)는 2축 수평 이동 스테이지(711), 회전 스테이지(713), 1축 수직 이동 스테이지(715)를 포함할 수 있다. 예컨대, 진공 척(600) 및/또는 진공 척(600)에 흡착된 시트들(예: 증기 챔버(400))은 광원(721)에 대하여 2개 방향으로 수평 이동하거나, 수평 이동 스테이지(711) 상에서 회전하거나 수직 방향으로 이동할 수 있다. 어떤 실시예에서, 진공 척(600)이 제1 시트(401)와 제2 시트(402)를 접촉시킨 상태를 유지하되, 수직 이동 스테이지(715)와는 별도로 제공된 가압 액추에이터(717)(예: 리니어 서보 모터(linear servo motor) 또는 공압 실린더(pneumatic cylinder))가 시트들(401, 402)의 접촉 상태를 강제하면서 용접이 진행될 수 있다. 예를 들어, 공압 실린더를 사용하는 경우, 원하는 고정 압력은 밸브를 통해 설정하고 30 N 이하의 해상도를 가진 힘 센서(force transducer)를 사용해 독립적으로 접촉할 때 생기는 압력을 점검하고, 최대 ±12.7 mm 범위의 변위 센서(displacement transducer)를 이용해 높낮이를 조절할 수 있다. 예를 들면, 고정 경로와 관계없이 공기 압력에 의해 고정하는 힘이 균일하게 가해질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 압축 공기를 사용할 수 없거나 바람직하지 않은 경우(예: 클린 룸), 고정 장치로 서보 모터가 사용될 수 있다. 이 경우 고정하는 힘은 모터에 가해지는 전류의 비례할 수 있다. 예를 들면, 리니어 모듈은 속도 및 정밀 요구 사항을 충족하는 레일 시스템이나 스크류로 구성되며 고정 지그 프레임에 통합될 수 있다. 이 장치는 회전 스테퍼(stepper) 또는 브러시리스 모터(brushless motor)로 구동하며 최소 100 mm/s 이상의 이동 속도와 서브 미크론(submicron)의 반복 가능한 위치 정확성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 고정하는 힘(예: 도 3의 전자 장치(300)에 실장할 때 가해지는 힘)은 최대 3 kg 이하로 제한될 수 있다. 예를 들어, 가압 액추에이터(717)에 의해 가해지는 힘은 증기 챔버(400)((예: 제1 시트(401)와 제2 시트(402))의 표면에 변형(예: 구부러짐)을 발생시키지 않는 정도로 제한될 수 있다. 어떤 실시예에서, 제작 장비(700)는 수직 스토퍼(vertical stopper)(718)를 포함함으로써, 제1 시트(401)와 제2 시트(402)를 고정하는 힘이 과도하게 커지는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 수직 스토퍼(718)는 상부 척(예: 도 17의 상부 척(601))이 필요 이상으로 하향 이동하여 하부 척(예: 도 17의 하부 척(602))에 가까워지는 것을 제한할 수 있다. 다른 실시예에서, 용접 중 고정하는 힘이 너무 낮으면 어떤 지점에서는 두 부분(예: 제1 시트(401)와 제2 시트(402)의 일부분)이 서로 접촉하지 않을 수 있으므로 용접 공정에서 접합 부분에 열 전도가 원활하게 이루어질 수 없다. 또한 고정하는 압력이 너무 일찍 감소되면, 접합 부분이 충분히 응고되기 전에 갭이 발생하거나 약간의 접착력만 발생할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 광원(721)은, 예를 들면, 파이버 레이저 광원으로서, 높은 에너지 밀도를 가진 레이저(L)를 조사할 수 있다. 광원(721)은 수평 방향이나 수직 방향으로 이동하면서 레이저(L)가 조사될 위치를 조절할 수 있다. 한 실시예에서, 레이저(L)의 초점을 다양한 패턴으로 빠르게 진동시키는 워블 용접이 실시될 수 있으며, 시트들(401, 402)의 재질이나 두께를 고려하여, 조사되는 레이저(L)의 주파수, 진폭, 스팟 크기, 워블 직경 및/또는 선형 용접 속도가 적절하게 조절될 수 있다. 어떤 실시예에서, CNC 스테이지(701)에서 시트들(401, 402)이 수평, 수직 이동 및/또는 회전이 가능하므로, 광원(721)은 고정된 상태를 유지할 수 있다. 어떤 실시예에서, CNC 스테이지(701)는 위치 감지 센서(719)를 더 포함함으로써 레이저(L)가 조사되는 위치를 검출할 수 있으며, 검출된 정보에 기반하여 광원(721)이나 시트들(401,402)의 위치가 조절될 수 있다.
이와 같이, 시트들(401, 402)의 절곡부들(411b, 421b)을 접촉한 상태에서 측면에서 접합 부위의 절곡부들(411b, 421b)을 동시에 가열 및/또는 용접함으로써, 용접에 소요되는 시간이 절감되고 접합 부위를 벗어난 영역으로 열이 확산되는 것을 방지할 수 있다. 예컨대, 접합 부위를 벗어난 영역으로 열이 확산되는 것을 방지함으로써, 실질적으로 용접 / 냉각 과정에서 잔류 응력이 발생될 수 있는 원인이 제거될 수 있다. 어떤 실시예에서, 진공 척(600)은 다공성 세라믹 구조물(611a)을 이용하여 시트들(401, 402)(예: 도 7의 평면부들(411a, 421a))의 평탄도를 유지한 상태로 용접을 실시하고, 접합 부위를 벗어난 영역으로 확산되는 열을 빠르게 흡수 또는 방출할 수 있다.
도 19는, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(800) 내의 전자 장치(801)(예: 도 1 내지 도 3의 전자 장치(100, 300))의 블록도이다. 도 19를 참조하면, 네트워크 환경(800)에서 전자 장치(801)는 제1 네트워크(898)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(802)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(899)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(804) 또는 서버(808)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(801)는 서버(808)를 통하여 전자 장치(804)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(801)는 프로세서(820), 메모리(830), 입력 모듈(850), 음향 출력 모듈(855), 디스플레이 모듈(860), 오디오 모듈(870), 센서 모듈(876), 인터페이스(877), 연결 단자(878), 햅틱 모듈(879), 카메라 모듈(880), 전력 관리 모듈(888), 배터리(889), 통신 모듈(890), 가입자 식별 모듈(896), 또는 안테나 모듈(897)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(801)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(878))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(876), 카메라 모듈(880), 또는 안테나 모듈(897))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(860))로 통합될 수 있다.
프로세서(820)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(840))를 실행하여 프로세서(820)에 연결된 전자 장치(801)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(820)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(876) 또는 통신 모듈(890))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(832)에 저장하고, 휘발성 메모리(832)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(834)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(820)는 메인 프로세서(821)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(823)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU; neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(801)가 메인 프로세서(821) 및 보조 프로세서(823)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(823)는 메인 프로세서(821)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(823)는 메인 프로세서(821)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(823)는, 예를 들면, 메인 프로세서(821)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(821)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(821)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(821)와 함께, 전자 장치(801)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(860), 센서 모듈(876), 또는 통신 모듈(890))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(823)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(880) 또는 통신 모듈(890))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(823)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능이 수행되는 전자 장치(801) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(808))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(830)는, 전자 장치(801)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(820) 또는 센서 모듈(876))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(840)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(830)는, 휘발성 메모리(832) 또는 비휘발성 메모리(834)를 포함할 수 있다.
프로그램(840)은 메모리(830)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(842), 미들 웨어(844) 또는 어플리케이션(846)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(850)은, 전자 장치(801)의 구성요소(예: 프로세서(820))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(801)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(850)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼) 또는 디지털 펜(예:스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(855)은 음향 신호를 전자 장치(801)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(855)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(860)은 전자 장치(801)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(860)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(860)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(870)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(870)은, 입력 모듈(850)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(855), 또는 전자 장치(801)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(802))(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(876)은 전자 장치(801)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(876)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(877)는 전자 장치(801)가 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(802))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(877)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(878)는, 그를 통해서 전자 장치(801)가 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(802))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(878)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(879)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(879)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(880)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(880)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(888)은 전자 장치(801)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(888)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(889)는 전자 장치(801)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(889)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(890)은 전자 장치(801)와 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(802), 전자 장치(804), 또는 서버(808))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(890)은 프로세서(820)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(890)은 무선 통신 모듈(892)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(894)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제1 네트워크(898)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(899)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(892)은 가입자 식별 모듈(896)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제1 네트워크(898) 또는 제2 네트워크(899)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(801)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(892)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(892)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(892)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(892)은 전자 장치(801), 외부의 전자 장치(예: 전자 장치(804)) 또는 네트워크 시스템(예: 제2 네트워크(899))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(892)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(897)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(897)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제1 네트워크(898) 또는 제2 네트워크(899)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(890)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(890)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(897)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(897)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(899)에 연결된 서버(808)를 통해서 전자 장치(801)와 외부의 전자 장치(804)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(802 또는 104) 각각은 전자 장치(801)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(801)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(802, 104 또는 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(801)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(801)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(801)로 전달할 수 있다. 전자 장치(801)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC; mobile edge computing) 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(801)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(804)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(808)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(804) 또는 서버(808)는 제2 네트워크(899) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(801)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나",“A 또는 B 중 적어도 하나”, "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나”, 및 “A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제1", "제2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 구성요소에, “기능적으로” 또는 “통신적으로”라는 용어와 함께 또는 이런 용어없이, “커플드” 또는 “커넥티드”라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(801)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(836) 또는 외장 메모리(838))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(840))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(801))의 프로세서(예: 프로세서(820))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따르면, 증기 챔버(vapor chamber)(예: 도 4 내지 도 6의 증기 챔버(400)) 및/또는 전자 장치(예: 도 1 내지 도 3 및/또는 도 16의 전자 장치(100, 300))는, 제1 평면부(예: 도 4 내지 도 7의 제1 평면부(411a))와, 상기 제1 평면부의 가장자리에서 상기 제1 평면부에 대하여 제1 각도로 경사지게 절곡된 제1 절곡부(예: 도 4 내지 도 7의 제1 절곡부(411b))를 포함하는 제1 시트(a first sheet)(예: 도 4 내지 도 7의 제1 시트(401)), 제2 평면부(예: 도 4 내지 도 7의 제2 평면부(421a))와, 상기 제2 평면부의 가장자리에서 상기 제2 평면부에 대하여 제2 각도로 경사지게 절곡된 제2 절곡부(예: 도 4 내지 도 7의 제2 절곡부(421b))를 포함하는 제2 시트(예: 도 4 내지 도 7의 제2 시트(402)), 및 상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부가 접합되어 형성된 측면부(예: 도 5 및/또는 도 6의 측면부(431))를 포함하고, 상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부 사이의 접합면(예: 도 6의 접합면(437))은 상기 측면부의 외측면에 대하여 경사지게 또는 수직하게 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 측면부는 상기 제1 평면부와 상기 제2 평면부 사이의 공간을 밀봉할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 시트 또는 상기 제2 시트는 스테인리스 강(stainless steel)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 증기 챔버 및/또는 전자 장치는 상기 측면부의 외측면을 따라 형성된 용접흔(예: 도 5의 용접흔(435))을 더 포함하고, 상기 측면부의 외측면에서, 상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부 사이의 경계선(예: 도 5의 경계선(433))이 상기 용접흔 내에 위치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 증기 챔버 및/또는 전자 장치는 상기 제1 평면부와 상기 제2 평면부 사이의 공간에 배치된 심지 구조물(wick structure)(예: 도 4의 심지 구조물(404)) 또는 지지 구조물(예; 도 4 및/또는 도 6의 지지 구조물(403))을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 시트는 제1 외측면(a first outer surface)(예: 도 7의 제1 외측면(413a))과, 제1 내측면(a first inner surface)(예: 도 7의 제1 내측면(413b))과, 상기 제1 내측면을 상기 제1 외측면에 연결하는 제1 단부면(a first end face)(예: 도 7의 제1 단부면(413c))을 포함하고, 상기 제2 시트는 제2 외측면(예: 도 7의 제2 외측면(423a))과, 제2 내측면(예; 도 7의 제2 내측면(423b))과, 상기 제2 내측면을 상기 제2 외측면에 연결하는 제2 단부면(예: 도 7의 제2 단부면(423c))을 포함하고, 상기 제1 단부면이 상기 제2 단부면과 마주보게 접합되어 상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부 사이의 접합면을 형성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 외측면과 상기 제2 외측면 사이의 간격은 0.18 mm 이상, 0.4 mm 이하일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 증기 챔버 및/또는 전자 장치는 상기 제1 내측면과 상기 제2 내측면이 결합하여 형성된 밀봉 공간을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 증기 챔버는, 상기 제1 내측면과 상기 제2 내측면이 결합하여 형성된 밀봉 공간, 및 상기 밀봉 공간에 배치된 심지 구조물 또는 지지 구조물을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 증기 챔버 및/또는 전자 장치는 상기 측면부의 외측면을 따라 형성된 용접흔을 더 포함하고, 상기 측면부의 외측면에서, 상기 제1 외측면과 상기 제2 외측면 사이의 경계선이 상기 용접흔 내에 위치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 시트 또는 상기 제2 시트는 스테인리스 강을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 단부면이 상기 제2 단부면은 레이저 용접에 의해 접합될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예 따르면, 전자 장치(예: 도 1 내지 도 3 및/또는 도 16의 전자 장치(100, 300))는, 하우징(예: 도 1의 하우징(110)), 상기 하우징에 수용된 인쇄 회로 기판(예: 도 3 및/또는 도 16의 인쇄 회로 기판(340)), 상기 인쇄 회로 기판에 배치된 적어도 하나의 발열 부품(예: 도 3 및/또는 도 16의 집적 회로 칩(341, 343)), 및 상기 발열 부품에 인접하게 배치되며, 상기 발열 부품에서 발생된 열을 제1 방향에서 흡수하여 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 전달 또는 방출하도록 구성된 적어도 하나의 증기 챔버(예: 도 4 내지 도 6 및/또는 도 16의 증기 챔버(400))를 포함하고, 상기 증기 챔버는, 제1 평면부(예: 도 4 내지 도 7의 제1 평면부(411a))와, 상기 제1 평면부의 가장자리에서 상기 제1 평면부에 대하여 제1 각도로 경사지게 절곡된 제1 절곡부(예: 도 4 내지 도 7의 제1 절곡부(41b))를 포함하는 제1 시트(a first sheet)(예: 도 4 내지 도 7의 제1 시트(401)), 제2 평면부(예: 도 4 내지 도 7의 제2 평면부(421a))와, 상기 제2 평면부의 가장자리에서 상기 제2 평면부에 대하여 제2 각도로 경사지게 절곡된 제2 절곡부(예: 도 4 내지 도 7의 제2 절곡부(421b))를 포함하는 제2 시트(예: 도 4 내지 도 7의 제2 시트(402)), 및 상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부가 접합되어 형성된 측면부(예: 도 5 및/또는 도 6의 측면부(431))를 포함하고, 상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부 사이의 접합면(예: 도 6의 접합면(437))이 상기 측면부의 외측면에 대하여 경사지게 또는 수직하게 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 증기 챔버는 상기 하우징의 내측면(예: 도 16의 전면 플레이트(320)), 제2 지지 부재(360) 및/또는 도 3의 후면 플레이트(380))과 적어도 어느 하나의 상기 발열 부품 사이에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기와 같은 전자 장치는 상기 증기 챔버와 상기 발열 부품 사이에 배치된 열전달 부재(예: 도 16의 열전달 부재들(511a, 511b, 511c))를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 시트는 제1 외측면(예: 도 7의 제1 외측면(413a))과, 제1 내측면(예: 도 7의 제1 내측면(413b))과, 상기 제1 내측면을 상기 제1 외측면에 연결하는 제1 단부면(예: 도 7의 제1 단부면(413c))을 포함하고, 상기 제2 시트는 제2 외측면(예: 도 7의 제2 외측면(423a))과, 제2 내측면(예; 도 7의 제2 내측면(423b))과, 상기 제2 내측면을 상기 제2 외측면에 연결하는 제2 단부면(예: 도 7의 제2 단부면(423c))을 포함하며, 상기 제1 단부면이 상기 제2 단부면과 마주보게 접합되어 접합면을 형성할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 증기 챔버는, 상기 제1 내측면과 상기 제2 내측면이 결합하여 형성된 밀봉 공간, 및 상기 밀봉 공간에 배치된 심지 구조물(예: 도 4의 심지 구조물(404)) 또는 지지 구조물(예: 도 4 및/또는 도 6의 지지 구조물(403))을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 시트 또는 상기 제2 시트는 스테인리스 강을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 증기 챔버는, 상기 측면부의 외측면을 따라 형성된 용접흔(예: 도 5의 용접흔(435))을 더 포함하고, 상기 측면부의 외측면에서, 상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부 사이의 경계선(예: 도 5의 경계선(433))이 상기 용접흔 내에 위치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부 사이의 경계선 또는 상기 용접흔이 폐곡선을 이루게 형성될 수 있다.
이상, 본 문서의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다. 예를 들어, 상술한 실시예에서, 레이저 용접에 의해 접합되는 구성을 예시하고 있으나, 시트들은 확산 접합, 전자 빔 용접이나 마찰 용접에 의해 접합될 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 시트들이 스테인리스 강을 포함하는 경우, 생산성을 고려하면 확산 접합보다는 레이저 용접이 제작 공법으로서 적합할 수 있으며, 이는 제작 시간이나 비용과 같은 요소들을 고려하여 당업자가 적절하게 선택할 수 있다.
100, 200: 전자 장치 110: 하우징
311: 제1 지지 부재 340: 인쇄 회로 기판
341: 집적 회로 칩 360: 제2 지지 부재
400: 증기 챔버 401: 제1 시트
402: 제2 시트 403: 지지 구조물
404: 심지 구조물 411a: 제1 평면부
411b: 제1 절곡부 421a: 제2 평면부
421b: 제2 절곡부 431: 측면부
437: 접합면 511: 열전달 부재

Claims (20)

  1. 증기 챔버(vapor chamber)에 있어서,
    제1 평면부와, 상기 제1 평면부의 가장자리에서 상기 제1 평면부에 대하여 제1 각도로 경사지게 절곡된 제1 절곡부를 포함하는 제1 시트(a first sheet);
    제2 평면부와, 상기 제2 평면부의 가장자리에서 상기 제2 평면부에 대하여 제2 각도로 경사지게 절곡된 제2 절곡부를 포함하는 제2 시트; 및
    상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부가 접합되어 형성된 측면부를 포함하고,
    상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부 사이의 접합면은 상기 측면부의 외측면에 대하여 경사지게 또는 수직하게 배치된 증기 챔버.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 측면부는 상기 제1 평면부와 상기 제2 평면부 사이의 공간을 밀봉하는 증기 챔버.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제1 시트 또는 상기 제2 시트는 스테인리스 강(stainless steel)을 포함하는 증기 챔버.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 측면부의 외측면을 따라 형성된 용접흔을 더 포함하고,
    상기 측면부의 외측면에서, 상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부 사이의 경계선이 상기 용접흔 내에 위치된 증기 챔버.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 평면부와 상기 제2 평면부 사이의 공간에 배치된 심지 구조물(wick structure) 또는 지지 구조물을 더 포함하는 증기 챔버.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 제1 시트는 제1 외측면(a first outer surface)과, 제1 내측면(a first inner surface)과, 상기 제1 내측면을 상기 제1 외측면에 연결하는 제1 단부면(a first end face)을 포함하고,
    상기 제2 시트는 제2 외측면과, 제2 내측면과, 상기 제2 내측면을 상기 제2 외측면에 연결하는 제2 단부면을 포함하고,
    상기 제1 단부면이 상기 제2 단부면과 마주보게 접합되어 상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부 사이의 접합면을 형성하는 증기 챔버.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 제1 외측면과 상기 제2 외측면 사이의 간격은 0.18 mm 이상, 0.4 mm 이하인 증기 챔버.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 내측면과 상기 제2 내측면이 결합하여 형성된 밀봉 공간을 더 포함하는 증기 챔버.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 내측면과 상기 제2 내측면이 결합하여 형성된 밀봉 공간; 및
    상기 밀봉 공간에 배치된 심지 구조물 또는 지지 구조물을 더 포함하는 증기 챔버.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 측면부의 외측면을 따라 형성된 용접흔을 더 포함하고,
    상기 측면부의 외측면에서, 상기 제1 외측면과 상기 제2 외측면 사이의 경계선이 상기 용접흔 내에 위치된 증기 챔버.
  11. 제6 항에 있어서, 상기 제1 시트 또는 상기 제2 시트는 스테인리스 강을 포함하는 증기 챔버.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 제1 단부면이 상기 제2 단부면은 레이저 용접에 의해 접합된 증기 챔버.
  13. 전자 장치에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징에 수용된 인쇄 회로 기판;
    상기 인쇄 회로 기판에 배치된 적어도 하나의 발열 부품; 및
    상기 발열 부품에 인접하게 배치되며, 상기 발열 부품에서 발생된 열을 제1 방향에서 흡수하여 제1 방향과는 다른 제2 방향으로 전달 또는 방출하도록 구성된 적어도 하나의 증기 챔버를 포함하고,
    상기 증기 챔버는,
    제1 평면부와, 상기 제1 평면부의 가장자리에서 상기 제1 평면부에 대하여 제1 각도로 경사지게 절곡된 제1 절곡부를 포함하는 제1 시트(a first sheet);
    제2 평면부와, 상기 제2 평면부의 가장자리에서 상기 제2 평면부에 대하여 제2 각도로 경사지게 절곡된 제2 절곡부를 포함하는 제2 시트; 및
    상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부가 접합되어 형성된 측면부를 포함하고,
    상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부 사이의 접합면이 상기 측면부의 외측면에 대하여 경사지게 또는 수직하게 배치된 전자 장치.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 증기 챔버는 상기 하우징의 내측면과 적어도 어느 하나의 상기 발열 부품 사이에 배치된 전자 장치.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 증기 챔버와 상기 발열 부품 사이에 배치된 열전달 부재를 더 포함하는 전자 장치.
  16. 제13 항에 있어서, 상기 제1 시트는 제1 외측면과, 제1 내측면과, 상기 제1 내측면을 상기 제1 외측면에 연결하는 제1 단부면을 포함하고,
    상기 제2 시트는 제2 외측면과, 제2 내측면과, 상기 제2 내측면을 상기 제2 외측면에 연결하는 제2 단부면을 포함하며,
    상기 제1 단부면이 상기 제2 단부면과 마주보게 접합되어 접합면을 형성하는 전자 장치.
  17. 제16 항에 있어서, 상기 증기 챔버는,
    상기 제1 내측면과 상기 제2 내측면이 결합하여 형성된 밀봉 공간; 및
    상기 밀봉 공간에 배치된 심지 구조물 또는 지지 구조물을 더 포함하는 전자 장치.
  18. 제16 항에 있어서, 상기 제1 시트 또는 상기 제2 시트는 스테인리스 강을 포함하는 전자 장치.
  19. 제13 항에 있어서, 상기 증기 챔버는,
    상기 측면부의 외측면을 따라 형성된 용접흔을 더 포함하고,
    상기 측면부의 외측면에서, 상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부 사이의 경계선이 상기 용접흔 내에 위치된 전자 장치.
  20. 제19 항에 있어서, 상기 제1 절곡부와 상기 제2 절곡부 사이의 경계선 또는 상기 용접흔이 폐곡선을 이루게 형성된 전자 장치.
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