KR20220166101A

KR20220166101A - 열 방출 구조를 포함하는 전자 장치

Info

Publication number: KR20220166101A
Application number: KR1020210075002A
Authority: KR
Inventors: 김영욱; 임성우; 임찬규; 윤종근; 이지우
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2021-06-09
Filing date: 2021-06-09
Publication date: 2022-12-16
Also published as: US20240114662A1; WO2022260422A1

Abstract

본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 열을 방출하는 방열면을 포함하는 발열원, 상기 방열면의 측방에 배치되고, 상기 발열원의 주변부의 적어도 일부를 둘러싸는 지지 부재, 상기 발열원의 상기 방열면과 대면하고, 상기 지지 부재가 배치된 영역을 덮도록 배치되는 방열 부재, 상기 발열면의 상기 방열면의 상부 및 상기 발열원의 하부면 사이에 배치되고, 상기 지지 부재에 의해 지지되는 열 계면 물질(thermal interface material), 및 상기 열 계면 물질과 상기 방열 부재의 사이에서 상기 열 계면 물질이 상기 지지 부재에 의해 지지되는 영역에 배치되고, 상기 열 계면 물질과 상기 방열 부재를 결합시키는 접착 부재를 포함하고, 상기 점착 부재는, 상기 방열 부재의 상기 열 계면 물질의 상기 지지 부재에 의해 지지되는 영역을 가압하고, 상기 열 계면 물질은, 상기 점착 부재가 배치된 영역이 상기 압축됨으로써 상기 방열면과 대면하는 상기 방열 부재의 영역에 밀착될 수 있다.

Description

열 방출 구조를 포함하는 전자 장치{ELECTRONIC DEVICE INCLUDING HEAT DISSIPATION STRUCTURE}

본 문서에 개시된 다양한 실시예들은 전자 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열 방출 구조를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.

PC, 태블릿 컴퓨터 또는 휴대전화와 같은 전자 장치의 성능에 대한 요구가 증가함에 따라, 전자 장치의 전자 부품, 예컨대 AP, GPU, NPU, MODEM 또는 PMIC의 발열이 증가하였다. 전자 부품이 발생시키는 열을 전자 장치의 외부로 효과적으로 배출하지 않는 경우, 전자 부품의 온도가 높아짐으로써 열손상이 발생하거나, 손상을 방지하기 위한 스로틀링(Throttling) 동작이 발생하여 전자 부품의 성능이 저하될 수 있다.

전자 장치는 전자 부품의 열을 외부로 방출하여 전자 부품의 온도를 낮게 유지하기 위하여 히트 싱크(heat sink)를 포함할 수 있다. 히트 싱크는 일반적으로 열전달 계수가 높은 금속, 예컨대 알루미늄 또는 구리와 같은 금속 재질을 포함할 수 있다.

부품간의 공차, 조립 시의 정렬 오차 및 표면 거칠기로 인해 히트 싱크와 전자 부품 사이의 접촉면의 전부 또는 일부에 간극이 발생할 수 있다. 이러한 간극은 열전도도가 낮은 공기로 채워져 접촉면의 열 저항을 증가시킨다. 따라서 전자 부품과 히트 싱크 사이의 간격을 채우기 위해 서멀 컴파운드(thermal compound) 또는 서멀 패드(thermal pad)와 같은 열 계면 물질 (thermal interface material)이 사용될 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예들은 히트 싱크로부터 열 계면 물질이 탈락되는 것이 방지되고, 히트 싱크와 열 계면 물질 간의 밀착성이 향상된 방열 구조를 가지는 전자 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 열을 방출하는 방열면을 포함하는 발열원, 상기 방열면의 측방에 배치되고, 상기 발열원의 주변부의 적어도 일부를 둘러싸는 지지 부재, 상기 발열원의 상기 방열면과 대면하고, 상기 지지 부재가 배치된 영역을 덮도록 배치되는 방열 부재, 상기 발열면의 상기 방열면의 상부 및 상기 발열원의 하부면 사이에 배치되고, 상기 지지 부재에 의해 지지되는 열 계면 물질(thermal interface material), 및 상기 열 계면 물질과 상기 방열 부재의 사이에서 상기 열 계면 물질이 상기 지지 부재에 의해 지지되는 영역에 배치되고, 상기 열 계면 물질과 상기 방열 부재를 결합시키는 접착 부재를 포함하고, 상기 점착 부재는, 상기 방열 부재의 상기 열 계면 물질의 상기 지지 부재에 의해 지지되는 영역을 가압하고, 상기 열 계면 물질은, 상기 점착 부재가 배치된 영역이 상기 압축됨으로써 상기 방열면과 대면하는 상기 방열 부재의 영역에 밀착될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 열 계면 물질은 탄소를 포함하는 열전도성 섬유를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 열 계면 물질은 상기 접착 부재와 비교하여 낮은 압축 강성도(compressive stiffness)를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 방열 부재를 상기 열 계면 물질의 상부에 결합할 시, 상기 접착 부재에 의해 가압된 영역에서 압축 변형되고, 상기 압축 변형에 따라 상기 열 계면 물질의 팽창이 발생함으로써 상기 열 계면 물질이 상기 방열 부재의 하부면에 밀착될 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 지지 부재는 상기 발열체의 상면 및 측면에서 전자기적 노이즈를 차폐하는 차폐 부재일 수 있다. 상기 차폐 부재는, 상기 방열면과 대면하는 영역이 개방되고 상기 발열체의 측면을 차폐하는 개방형 실드 캔(shield can)이고,

상기 개방형 실드 캔의 상기 개방된 영역의 상부에 위치하는 차폐 필름을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 전자 장치는 상기 발열원의 상기 방열면 및 상기 차폐 부재의 하부면 사이에 위치하는 보조 열 계면 물질을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 지지 부재는 상기 방열면의 측방의 4면을 둘러싸는 다각형 형상으로 배치되고, 상기 열 계면 물질은 상기 지지 부재의 형상에 대응하는 다각형 형상을 가지며, 상기 접착 부재는 상기 지지 부재에 의해 지지되는 상기 열 계면 물질의 다각형 형상의 적어도 하나의 변 상에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 접착 부재는 상기 열 계면 물질의 다각형 형상의 하나의 변을 제외한 나머지 변 상에 배치될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 접착 부재는 상기 열 계면 물질의 다각형 형상의 서로 대면하는 2개의 변 상에 배치될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 접착 부재는 상기 열 계면 물질의 다각형 형상의 어느 한 변 상에 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전자 장치의 열 방출 장치는, 방열면을 가지는 발열원을 포함하는 전자 장치의 열 방출 장치로서, 상기 방열면의 측방에 배치되고, 상기 발열원의 주변부의 적어도 일부를 둘러싸는 지지 부재, 상기 발열원의 상기 방열면과 대면하고, 상기 지지 부재가 배치된 영역을 덮도록 배치되는 방열 부재, 상기 발열면의 상기 방열면의 상부 및 상기 발열원의 하부면 사이에 배치되고, 상기 지지 부재에 의해 지지되는 열 계면 물질(thermal interface material), 및 상기 열 계면 물질과 상기 방열 부재의 사이에서 상기 열 계면 물질이 상기 지지 부재에 의해 지지되는 영역에 배치되고, 상기 열 계면 물질과 상기 방열 부재를 결합시키는 접착 부재를 포함하고, 상기 점착 부재는, 상기 방열 부재의 상기 열 계면 물질의 상기 지지 부재에 의해 지지되는 영역을 가압하고, 상기 열 계면 물질은, 상기 점착 부재가 배치된 영역이 상기 압축됨으로써 상기 방열면과 대면하는 상기 방열 부재의 영역에 밀착될 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 열 계면 물질은 탄소를 포함하는 열전도성 섬유를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 지지 부재는 상기 발열체의 상면 및 측면에서 전자기적 노이즈를 차폐하는 차폐 부재일 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 차폐 부재는, 상기 방열면과 대면하는 영역이 개방되고 상기 발열체의 측면을 차폐하는 개방형 실드 캔(shield can)이고, 상기 개방형 실드 캔의 상기 개방된 영역의 상부에 위치하는 차폐 필름을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 전자 장치의 열 방출 장치는 상기 발열원의 상기 방열면 및 상기 차폐 부재의 하부면 사이에 위치하는 보조 열 계면 물질을 포함할 수 있다.

본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는 열 계면 물질을 지지하는 지지 부재가 발열원의 발열면의 측방에 배치되고, 열 계면 물질과 방열 부재를 접착시키는 점착 부재가 열 계면 물질의 지지 부재에 의해 지지되는 영역에 배치됨으로써, 방열 부재로부터 열 계면 물질이 탈락되는 것이 방지되고, 히트 싱크와 열 계면 물질 간의 밀착성이 향상된 방열 구조를 가질 수 있다.

도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 레거시 네트워크 통신 및 5G 네트워크 통신을 지원하기 위한 전자 장치의 블록도이다.
도 3a는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 사시도이다.
도 3b는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 후면 사시도이다.
도 3c는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 전개 사시도이다.
도 4는 또 다른 실시예에 따른 전자 장치 및 전자 장치의 커버 장치를 도시하는 사시도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 기판부를 나타내는 평면도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 방열 부재를 나타내는 평면도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 열 방출 구조를 나타내는 단면도이다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 열 방출 구조의 동작시의 열 흐름을 나타내는 단면도이다.
도 7a는 본 발명의 실시예들에 따른 전자 장치의 열 방출 구조의 조립 과정을 나타내는 단면도이다.
도 7b는 본 발명의 실시예들에 따른 전자 장치의 열 방출 구조의 조립 과정을 나타내는 확대 단면도이다.
도 7c는 본 발명의 실시예들에 따른 전자 장치의 열 방출 구조의 조립 과정에서 열 계면 물질이 방열 부재에 밀착되는 작용을 나타내는 확대 단면도이다.
도 7d는 본 발명의 일부 실시예에 따른 방열 부재의 요철 구조를 나타내는 확대 단면도이다
도 7e는 본 발명의 일부 실시예에 따른 전자 장치의 열 방출 구조의 조립 과정에서 열 계면 물질의 물질 흐름을 나타내는 확대 단면도이다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 접착 부재의 배치를 나타내는 평면도이다.
도 9은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 전자 장치의 발열 패턴을 열 화상 카메라로 촬영한 사진이다.
도 10는 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 전자 장치의 시간에 따른 온도 변화를 나타낸 그래프이다.

도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 표시 장치(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 표시 장치(160)(예: 디스플레이)에 임베디드된 채 구현될 수 있다

프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)은 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.

보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.

메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.

프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.

입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예:스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.

음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.

표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.

오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150) 를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.

센서 모듈(176)은 전자 장치(101)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(176)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(177)는 전자 장치(101)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.

연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.

햅틱 모듈(179)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(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.

카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.

전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.

배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.

통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(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(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 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(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.

안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 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 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, or 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.

도 2는 다양한 실시예들에 따른, 레거시 네트워크 통신 및 5G 네트워크 통신을 지원하기 위한 전자 장치(101)의 블록도(200)이다.

도 2를 참조하면, 전자 장치(101)는 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214), 제 1 RFIC(radio frequency integrated circuit)(222), 제 2 RFIC(224), 제 3 RFIC(226), 제 4 RFIC(228), 제 1 RFFE(radio frequency front end)(232), 제 2 RFFE(234), 제 1 안테나 모듈(242), 제 2 안테나 모듈(244), 및 안테나(248)을 포함할 수 있다. 전자 장치(101)는 프로세서(120) 및 메모리(130)를 더 포함할 수 있다. 네트워크(199)는 제 1 네트워크(292)와 제2 네트워크(294)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 도1에 기재된 부품들 중 적어도 하나의 부품을 더 포함할 수 있고, 네트워크(199)는 적어도 하나의 다른 네트워크를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214), 제 1 RFIC(222), 제 2 RFIC(224), 제 4 RFIC(228), 제 1 RFFE(232), 및 제 2 RFFE(234)는 무선 통신 모듈(192)의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제 4 RFIC(228)는 생략되거나, 제 3 RFIC(226)의 일부로서 포함될 수 있다.

제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)는 제 1 네트워크(292)와의 무선 통신에 사용될 대역의 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 레거시 네트워크 통신을 지원할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 1 네트워크는 2세대(2G), 3G, 4G, 또는 LTE(long term evolution) 네트워크를 포함하는 레거시 네트워크일 수 있다. 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 제 2 네트워크(294)와의 무선 통신에 사용될 대역 중 지정된 대역(예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)에 대응하는 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 5G 네크워크 통신을 지원할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 2 네트워크(294)는 3GPP에서 정의하는 5G 네트워크일 수 있다. 추가적으로, 일 실시예에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 제 2 네트워크(294)와의 무선 통신에 사용될 대역 중 다른 지정된 대역(예: 약 6GHz 이하)에 대응하는 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 5G 네크워크 통신을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)와 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 단일(single) 칩 또는 단일 패키지 내에 구현될 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)는 프로세서(120), 보조 프로세서(123), 또는 통신 모듈(190)과 단일 칩 또는 단일 패키지 내에 형성될 수 있다.

제 1 RFIC(222)는, 송신 시에, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)에 의해 생성된 기저대역(baseband) 신호를 제 1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)에 사용되는 약 700MHz 내지 약 3GHz의 라디오 주파수(RF) 신호로 변환할 수 있다. 수신 시에는, RF 신호가 안테나(예: 제 1 안테나 모듈(242))를 통해 제 1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)로부터 획득되고, RFFE(예: 제 1 RFFE(232))를 통해 전처리(preprocess)될 수 있다. 제 1 RFIC(222)는 전처리된 RF 신호를 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212)에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.

제 2 RFIC(224)는, 송신 시에, 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)에 사용되는 Sub6 대역(예: 약 6GHz 이하)의 RF 신호(이하, 5G Sub6 RF 신호)로 변환할 수 있다. 수신 시에는, 5G Sub6 RF 신호가 안테나(예: 제 2 안테나 모듈(244))를 통해 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 획득되고, RFFE(예: 제 2 RFFE(234))를 통해 전처리될 수 있다. 제 2 RFIC(224)는 전처리된 5G Sub6 RF 신호를 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212) 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214) 중 대응하는 커뮤니케이션 프로세서에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.

제 3 RFIC(226)는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)에서 사용될 5G Above6 대역 (예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)의 RF 신호(이하, 5G Above6 RF 신호)로 변환할 수 있다. 수신 시에는, 5G Above6 RF 신호가 안테나(예: 안테나(248))를 통해 제 2 네트워크(294) (예: 5G 네트워크)로부터 획득되고 제 3 RFFE(236)를 통해 전처리될 수 있다. 제 3 RFIC(226)는 전처리된 5G Above6 RF 신호를 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 처리될 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 3 RFFE(236)는 제 3 RFIC(226)의 일부로서 형성될 수 있다.

전자 장치(101)는, 일 실시예에 따르면, 제 3 RFIC(226)와 별개로 또는 적어도 그 일부로서, 제 4 RFIC(228)를 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 4 RFIC(228)는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)에 의해 생성된 기저대역 신호를 중간(intermediate) 주파수 대역(예: 약 9GHz ~ 약 11GHz)의 RF 신호(이하, IF 신호)로 변환한 뒤, IF 신호를 제 3 RFIC(226)로 전달할 수 있다. 제 3 RFIC(226)는 IF 신호를 5G Above6 RF 신호로 변환할 수 있다. 수신 시에, 5G Above6 RF 신호가 안테나(예: 안테나(248))를 통해 제 2 네트워크(294)(예: 5G 네트워크)로부터 수신되고 제 3 RFIC(226)에 의해 IF 신호로 변환될 수 있다. 제 4 RFIC(228)는 IF 신호를 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214)가 처리할 수 있도록 기저대역 신호로 변환할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제 1 RFIC(222)와 제 2 RFIC(224)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 RFFE(232)와 제 2 RFFE(234)는 단일 칩 또는 단일 패키지의 적어도 일부로 구현될 수 있다. 일시예에 따르면, 제 1 안테나 모듈(242) 또는 제 2 안테나 모듈(244)중 적어도 하나의 안테나 모듈은 생략되거나 다른 안테나 모듈과 결합되어 대응하는 복수의 대역들의 RF 신호들을 처리할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 제 3 RFIC(226)와 안테나(248)는 동일한 서브스트레이트에 배치되어 제 3 안테나 모듈(246)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신 모듈(192) 또는 프로세서(120)가 제 1 서브스트레이트(예: main PCB)에 배치될 수 있다. 이런 경우, 제 1 서브스트레이트와 별도의 제 2 서브스트레이트(예: sub PCB)의 일부 영역(예: 하면)에 제 3 RFIC(226)가, 다른 일부 영역(예: 상면)에 안테나(248)가 배치되어, 제 3 안테나 모듈(246)이 형성될 수 있다. 제 3 RFIC(226)와 안테나(248)를 동일한 서브스트레이트에 배치함으로써 그 사이의 전송 선로의 길이를 줄이는 것이 가능하다. 이는, 예를 들면, 5G 네트워크 통신에 사용되는 고주파 대역 (예: 약 6GHz ~ 약 60GHz)의 신호가 전송 선로에 의해 손실(예: 감쇄)되는 것을 줄일 수 있다. 이로 인해, 전자 장치(101)는 제 2 네트워크(294) (예: 5G 네트워크)와의 통신의 품질 또는 속도를 향상시킬 수 있다.

일시예에 따르면, 안테나(248)는 빔포밍에 사용될 수 있는 복수개의 안테나 엘리먼트들을 포함하는 안테나 어레이로 형성될 수 있다. 이런 경우, 제 3 RFIC(226)는, 예를 들면, 제 3 RFFE(236)의 일부로서, 복수개의 안테나 엘리먼트들에 대응하는 복수개의 위상 변환기(phase shifter)(238)들을 포함할 수 있다. 송신 시에, 복수개의 위상 변환기(238)들 각각은 대응하는 안테나 엘리먼트를 통해 전자 장치(101)의 외부(예: 5G 네트워크의 베이스 스테이션)로 송신될 5G Above6 RF 신호의 위상을 변환할 수 있다. 수신 시에, 복수개의 위상 변환기(238)들 각각은 대응하는 안테나 엘리먼트를 통해 외부로부터 수신된 5G Above6 RF 신호의 위상을 동일한 또는 실질적으로 동일한 위상으로 변환할 수 있다. 이것은 전자 장치(101)와 외부 간의 빔포밍을 통한 송신 또는 수신을 가능하게 한다.

제 2 네트워크(294) (예: 5G 네트워크)는 제 1 네트워크(292)(예: 레거시 네트워크)와 독립적으로 운영되거나(예: Stand-Alone (SA)), 연결되어 운영될 수 있다(예: Non-Stand Alone (NSA)). 예를 들면, 5G 네트워크에는 액세스 네트워크(예: 5G radio access network(RAN) 또는 next generation RAN(NG RAN))만 있고, 코어 네트워크(예: next generation core(NGC))는 없을 수 있다. 이런 경우, 전자 장치(101)는 5G 네트워크의 액세스 네트워크에 액세스한 후, 레거시 네트워크의 코어 네트워크(예: evolved packed core(EPC))의 제어 하에 외부 네트워크(예: 인터넷)에 액세스할 수 있다. 레거시 네트워크와 통신을 위한 프로토콜 정보(예: LTE 프로토콜 정보) 또는 5G 네트워크와 통신을 위한 프로토콜 정보(예: New Radio(NR) 프로토콜 정보)는 메모리(230)에 저장되어, 다른 부품(예: 프로세서(120), 제 1 커뮤니케이션 프로세서(212), 또는 제 2 커뮤니케이션 프로세서(214))에 의해 액세스될 수 있다.

도 3a는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(300)의 전면의 사시도이다. 도 3b는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(300)의 후면 사시도이다.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(300)(예: 도 1의 전자 장치(101))는, 제 1 면 (또는 전면)(310A), 제 2 면 (또는 후면)(310B), 및 제 1 면(310A) 및 제 2 면(310B) 사이의 공간 (또는, 내부 공간)을 둘러싸는 측면(310C)을 포함하는 하우징(310)을 포함할 수 있다. 일 실시예(미도시)에서는, 하우징은 제 1 면(310A), 제 2 면(310B) 및 측면(310C)들 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 면(310A)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(302)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 제 2 면(310B)은 실질적으로 불투명한 후면 플레이트(311)에 의하여 형성될 수 있다. 후면 플레이트(311)는, 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상술한 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 측면(310C)은, 전면 플레이트(302) 및 후면 플레이트(311)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조 (또는 "측면 부재")(318)에 의하여 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 후면 플레이트(311) 및 측면 베젤 구조(318)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다.

도시된 실시예에서는, 전면 플레이트(302)는, 제 1 면(310A)으로부터 후면 플레이트(311) 쪽으로 휘어져 심리스하게(seamless) 연장된 2개의 제 1 영역(310D)들을, 전면 플레이트(302)의 긴 엣지(long edge) 양단에 포함할 수 있다. 도시된 실시예(도 3b 참조)에서, 후면 플레이트(311)는, 제 2 면(310B)으로부터 전면 플레이트(302) 쪽으로 휘어져 심리스하게 연장된 2개의 제 2 영역(310E)들을 긴 엣지 양단에 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전면 플레이트(302)(또는 후면 플레이트(311))는 제 1 영역(310D)들 (또는 제 2 영역(310E)들) 중 하나 만을 포함할 수 있다. 일 실시예에서는, 전면 플레이트(302)(또는 후면 플레이트(311))는 제 1 영역(310D)들 (또는 제 2 영역(310E)들) 중 일부가 포함되지 않을 수 있다. 일 실시예에서, 전자 장치(300)의 측면에서 볼 때, 측면 베젤 구조(318)는, 제 1 영역(310D) 또는 제 2 영역(310E)이 포함되지 않는 측면 쪽에서는 제 1 두께 (또는 폭)을 가지고, 제 1 영역(310D) 또는 제 2 영역(310E)을 포함한 측면 쪽에서는 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 가질 수 있다.

일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는, 디스플레이(301), 오디오 모듈(303, 307, 314), 센서 모듈(304, 316, 319), 카메라 모듈(305, 312, 313), 키 입력 장치(317), 발광 소자(306), 및 커넥터 홀(308, 309) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(300)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치(317), 또는 발광 소자(306))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다.

디스플레이(301)는, 예를 들어, 전면 플레이트(302)의 상당 부분을 통하여 시각적으로 노출될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 제 1 면(310A), 및 측면(310C)의 제 1 영역(310D)을 형성하는 전면 플레이트(302)를 통하여 디스플레이(301)의 적어도 일부가 시각적으로 노출될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 디스플레이(301)의 모서리를 전면 플레이트(302)의 인접한 외곽 형상과 대체로 동일하게 형성할 수 있다. 일 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(301)가 노출되는 면적을 확장하기 위하여, 디스플레이(301)의 외곽과 전면 플레이트(302)의 외곽간의 간격이 대체로 동일하게 형성될 수 있다.

일 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(301)의 화면 표시 영역의 일부에 리세스 또는 개구부(opening)을 형성하고, 리세스 또는 개구부(opening)와 정렬되는 오디오 모듈(314), 센서 모듈(304), 카메라 모듈(305), 및 발광 소자(306) 중 적어도 하나 이상이 포함될 수 있다. 일 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(301)의 화면 표시 영역의 배면에, 오디오 모듈(314), 센서 모듈(304), 카메라 모듈(305), 지문 센서(316), 및 발광 소자(306) 중 적어도 하나 이상이 포함될 수 있다. 일 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(301)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, 센서 모듈(304, 319)의 적어도 일부, 및/또는 키 입력 장치(317)의 적어도 일부가, 제 1 영역(310D), 및/또는 제 2 영역(310E)에 배치될 수 있다.

오디오 모듈(303, 307, 314)은, 마이크 홀(303) 및 스피커 홀(307, 314)을 포함할 수 있다. 마이크 홀(303)은 외부의 소리를 획득하기 위한 마이크가 내부에 배치될 수 있고, 어떤 실시예에서는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 복수개의 마이크가 배치될 수 있다. 스피커 홀(307, 314)은, 외부 스피커 홀(307) 및 통화용 리시버 홀(314)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는 스피커 홀(307, 314)과 마이크 홀(303)이 하나의 홀로 구현 되거나, 스피커 홀(307, 314) 없이 스피커(예: 피에조 스피커)가 포함될 수 있다.

센서 모듈(304, 316, 319)은, 전자 장치(300)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(304, 316, 319)은, 예를 들어, 하우징(310)의 제 1 면(310A)에 배치된 제 1 센서 모듈(304)(예: 근접 센서) 및/또는 제 2 센서 모듈(미도시)(예: 지문 센서), 및/또는 하우징(310)의 제 2 면(310B)에 배치된 제 3 센서 모듈(319)(예: HRM 센서) 및/또는 제 4 센서 모듈(316)(예: 지문 센서)을 포함할 수 있다. 지문 센서는 하우징(310)의 제 1면(310A)(예: 디스플레이(301))뿐만 아니라 제 2면(310B)에 배치될 수 있다. 전자 장치(300)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(304) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

카메라 모듈(305, 312, 313)은, 전자 장치(300)의 제 1 면(310A)에 배치된 제 1 카메라 장치(305), 및 제 2 면(310B)에 배치된 제 2 카메라 장치(312), 및/또는 플래시(313)를 포함할 수 있다. 카메라 모듈(305, 312)은, 하나 또는 복수의 렌즈들, 이미지 센서, 및/또는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 플래시(313)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(300)의 한 면에 배치될 수 있다.

키 입력 장치(317)는, 하우징(310)의 측면(310C)에 배치될 수 있다. 일 실시예에서는, 전자 장치(300)는 키 입력 장치(317)들 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고, 포함되지 않은 키 입력 장치(317)는 디스플레이(301) 상에 소프트 키의 형태로 구현될 수 있다. 어떤 실시예에서, 키 입력 장치(317)는 하우징(310)의 제 2면(310B)에 배치된 센서 모듈(316)을 포함할 수 있다.

발광 소자(306)는, 예를 들어, 하우징(310)의 제 1 면(310A)에 배치될 수 있다. 발광 소자(306)는, 예를 들어, 전자 장치(300)의 상태 정보를 광 형태로 제공할 수 있다. 일 실시예에서는, 발광 소자(306)는, 예를 들어, 카메라 모듈(305)의 동작과 연동되는 광원을 제공할 수 있다. 발광 소자(306)는, 예를 들어, LED, IR LED 및 제논 램프를 포함할 수 있다.

커넥터 홀(308, 309)은, 외부 전자 장치와 전력 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 커넥터(예를 들어, USB 커넥터)를 수용할 수 있는 제 1 커넥터 홀(308), 및/또는 외부 전자 장치와 오디오 신호를 송수신하기 위한 커넥터를 수용할 수 있는 제 2 커넥터 홀(예를 들어, 이어폰 잭)(309)을 포함할 수 있다.

도 3c는 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(300)의 전개 사시도이다.

도 3c를 참조하면, 전자 장치(300)는, 측면 베젤 구조(321), 제 1 프레임(3211)(예: 브라켓), 전면 플레이트(322), 디스플레이(323), 인쇄 회로 기판(324), 배터리(325), 제 2 프레임(326)(예: 리어 케이스), 안테나(327), 및 후면 플레이트(328)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(300)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 제 1 프레임(3211), 또는 제 2 프레임(326))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 전자 장치(300)의 구성요소들 중 적어도 하나는, 도 3a, 또는 도 3b의 전자 장치(300)의 구성요소들 중 적어도 하나와 동일, 또는 유사할 수 있으며, 중복되는 설명은 이하 생략한다.

제 1 프레임(3211)은, 전자 장치(300) 내부에 배치되어 측면 베젤 구조(321)와 연결될 수 있거나, 측면 베젤 구조(321)와 일체로 형성될 수 있다. 제 1 프레임(3211)은, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 제 1 프레임(3211)은, 일면에 디스플레이(323)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(324)이 결합될 수 있다. 인쇄 회로 기판(324)에는, 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120)), 메모리(예: 도 1의 메모리(130)), 및/또는 인터페이스(예: 도 1의 인터페이스(177))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.

메모리는, 예를 들어, 휘발성 메모리(예: 도 1의 휘발성 메모리(132)) 또는 비휘발성 메모리(예: 도 1의 비휘발성 메모리(134))를 포함할 수 있다.

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.

배터리(325)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(325)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(324)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(325)는 전자 장치(300) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(300)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.

안테나(327)는, 후면 플레이트(328)와 배터리(325) 사이에 배치될 수 있다. 안테나(327)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 안테나(327)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다. 일 실시예에서는, 측면 베젤 구조(321) 및/또는 제 1 프레임(3211)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.

도 3c는 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(402) 및 전자 장치(402)의 커버 장치(403)를 도시하는 사시도이다.

전자 장치(402)는, 예를 들어, 도 1의 전자 장치(101)이거나, 도 1의 전자 장치(101)에 포함된 구성 요소들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도 3c를 참조하면, 일부 실시예에서, 전자 장치(402)는 랩탑 컴퓨터(laptop computer)(또는, 노트북 컴퓨터(notebook computer)와 같은 포터블 개인용 컴퓨터의 폼 팩터를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 전자 장치(402)는 휴대용 태블릿 컴퓨터(tablet computer)와 같은 폼 팩터를 가지고, 커버 장치(403)가 전자 장치(402)에 결합된 경우에 포터블 개인용 컴퓨터의 형태가 되어 전자 장치(402)의 사용성을 확장할 수 있다.

일 실시예에서, 전자 장치(402)는 전자 장치(402)의 전면(421A), 전자 장치(402)의 후면(421B), 및 전면(421A) 및 후면(421B) 사이의 공간을 적어도 일부 둘러싸는 전자 장치(402)의 측면(421C)을 형성하는 하우징(421)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 하우징(421)은 전자 장치(402)의 전면(421A), 전자 장치(402)의 후면(421B), 및 전자 장치(402)의 측면(421C) 중 적어도 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 하우징(421)은 전면 플레이트(4211), 후면 플레이트(미도시), 및/또는 측면 베젤 구조(또는 측면 부재)(4213)를 포함할 수 있다. 전자 장치(402)의 전면(421A)의 적어도 일부는 실질적으로 투명한 전면 플레이트(4211)에 의해 형성될 수 있다. 후면 플레이트는 전면 플레이트(4211)와는 반대 편에 위치될 수 있다. 전자 장치(402)의 후면(421B)의 적어도 일부는 실질적으로 불투명한 후면 플레이트에 의해 형성될 수 있다. 측면 베젤 구조(4213)는 전면 플레이트(4211) 및 후면 플레이트 사이의 공간을 적어도 일부 둘러쌀 수 수 있다. 전자 장치(402)의 측면(421C)의 적어도 일부는 측면 베젤 구조(4213)에 의해 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서, 후면 플레이트 및 측면 베젤 구조(4213)는 일체로 형성될 수 있고 동일한 재질(예: 알루미늄과 같은 금속 또는 폴리머 재질)을 포함할 수 있다.

디스플레이(422)(예: 도 1의 디스플레이 모듈(4160))는, 예를 들어, 전면 플레이트(4211)와 적어도 일부 중첩하여 하우징(421)의 내부 공간에 위치될 수 있다. 전면 플레이트(4211)는 디스플레이(422)를 외부로부터 보호할 수 있다. 디스플레이(422)로부터 출력된 광은 전면 플레이트(4211)를 통과하여 외부로 진행할 수 있다. 전자 장치(402)의 화면(S)은 디스플레이(422) 및 전면 플레이트(4211)로 이루어진 장치에서 이미지를 표현할 수 있는 영역을 가리킬 수 있고, 예를 들어, 디스플레이(422)의 디스플레이 영역(또는 액티브 영역) 및 디스플레이 영역과 중첩된 전면 플레이트(4211)의 일부 영역을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 전면 플레이트(4211)는 디스플레이(422)에 포함된 구성 요소로서 디스플레이(422)와 일체로 형성될 수 있다. 전자 장치(402)의 전면(421A) 중 화면(S)을 둘러싸는 테두리 영역은 실질적으로 불투명할 수 있고, 화면 베젤(screen bezel)(B)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 전면 플레이트(4211) 중 화면 베젤(B)에 대응하는 영역의 배면에는 불투명 물질이 배치될 수 있다. 화면(S)은 도시된 예시에 국한되지 않고, 예컨대 '베젤리스(bezel-less)' 또는 '풀스크린' 디스플레이와 같이 더 확장될 수 있다. 어떤 실시예에서, 디스플레이(422)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서(또는 터치 감지 회로), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 디스플레이(422)는 자기장 방식의 펜 입력 장치(예: 스타일러스 펜)을 검출하는 전자기 유도 패널(예: 디지타이저(4digitizer))을 포함하거나, 전자기 유도 패널과 결합될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(402)는 탈부착 가능한 펜 입력 장치(예: 전자 펜, 디지털 펜, 또는 스타일러스 펜)를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 전자 장치(402)는, 디스플레이(422), 입력 모듈, 음향 출력 모듈, 제 1 카메라 모듈, 제 2 카메라 모듈, 센서 모듈, 또는 적어도 하나의 연결 단자를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 전자 장치(402)는 구성 요소들 중 적어도 하나를 생략하거나 다른 구성 요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 전자 장치(402)에 포함된 구성 요소의 위치 또는 개수는 도시된 예시에 국한되지 않고 다양할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 커버부(433)는 전면(433A), 전면(433A)과는 반대 편에 위치된 후면(433B), 및 전면(433A) 및 후면(433B) 사이의 공간을 적어도 일부 둘러싸는 측면(433C)을 포함할 수 있다. 측면(433C)은, 예를 들어, 폴딩부(432)의 일측(4321)으로부터 타측(4322)으로 연장될 수 있다. 커버 장치(403)의 닫힌 상태에서, 커버부(433)는 전자 장치(402)의 전면(421A)과 대면하면서 더 이상 가까워지지 않도록 위치될 수 있고, 전자 장치(402)의 전면(421A) 및 커버부(433)의 전면(433A)은 실질적으로 외부로 노출되지 않을 수 있다. 커버 장치(403)의 닫힌 상태에서, 커버(403)의 측면(433C)은 전자 장치(402)의 측면(421C) 일부와 서로 정렬될 수 있다. 커버 장치(403)의 닫힌 상태가 아닌 경우(예: 커버 장치(403)의 열린 상태), 전자 장치(402)의 전면(421A) 및 커버부(433)의 전면(433A)은 외부로 노출될 수 있다. 커버 장치(403)의 열린 상태는 커버부(433)의 열린 각도에 따라 다양할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(402)의 전면(421A) 및 커버부(433)의 전면(433A)이 예각, 약 180도, 또는 둔각을 이루는 열린 상태가 있을 수 있다. 다른 예를 들어, 커버부(433)가 전자 장치(402)의 후면(421B)과 대면하면서 더 이상 가까워지지 않도록 위치된 열린 상태가 있을 수 있다.

일 실시예에 따르면, 커버 장치(403)는 전자 장치(402)와 전기적으로 연결될 수 있다. 커버 장치(403)는, 예를 들어, 도 1의 외부 전자 장치(4102)를 포함할 수 있다. 커버 장치(403)는, 예를 들어, 디스플레이 모듈, 입력 모듈, 음향 출력 모듈, 카메라 모듈, 센서 모듈, 또는 적어도 하나의 연결 단자와 같은 전자 부품을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서, 커버 장치(403)는 도 1의 전자 장치(101)에 포함된 구성 요소들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 커버 장치(403)에 포함된 전자 부품은 연결부(431)를 통해 전자 장치(402)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 커버 장치(403)는 커버부(433)에 위치된 키보드(4keyboard)(434) 또는 터치 패드(4touch pad)(435)를 포함할 수 있다. 입력 모듈(440)은 이 밖에 다양할 수 있고, 예를 들어, 커버부(433)의 전면(433A)에 위치된 하나 이상의 키 입력 장치들(예: 전원 버튼과 같은 다양한 기능 키)을 포함할 수 있다. 입력 모듈(440)은 커버부(433)의 전면(433A) 일부를 형성할 수 있다. 전자 장치(402)는 키보드(435) 또는 터치 패드(434)를 통해 발생한 사용자 입력에 따라 다양한 동작(또는 기능)을 이행할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 커버 장치(403)의 연결부(431)는 커버 장치(403)에 포함된 전자 부품(예: 키보드(434), 터치 패드(435))을 전자 장치(402)와 전기적으로 연결하는 전기적 경로를 포함할 수 있다. 전기적 경로는, 예를 들어, 커버(403)의 내부에 위치된 연성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board)(미도시)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 전기적 경로는 연결부(431)로부터 폴딩부(432)를 거쳐 커버부(433)로 연장될 수 있고, 복수의 단자들(436)은 전기적 경로를 통해 커버부(433)에 위치된 입력 모듈(440)과 전기적으로 연결될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 커버 장치(403)는 전자 장치(402)의 후면(421B)에 부착 가능한 지지 커버부(439)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지 커버부(439)에 포함된 자성체 및 전자 장치(402)에 포함된 자성체 사이의 인력을 이용하여, 지지 커버부(439)는 전자 장치(402)의 후면(421B)에 부착될 수 있다. 지지 커버부(439)는 접이식으로 구현될 수 있고, 예를 들어, 전자 장치(402)를 커버부(433)에 대하여 다양한 각도로 세워진 상태로 유지하는데 이용될 수 있다.

도 4는 또 다른 실시예에 따른 전자 장치(402) 및 전자 장치(402)의 커버 장치(403)를 도시하는 사시도이다.

도 4의 전자 장치(402)는, 예를 들어, 도 1의 전자 장치(101)이거나, 도 1의 전자 장치(101)에 포함된 구성 요소들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 일부 실시예에서, 전자 장치(402)는 랩탑 컴퓨터(laptop computer)(또는, 노트북 컴퓨터(notebook computer)와 같은 포터블(portable) 개인용 컴퓨터의 폼 팩터를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 전자 장치(402)는 휴대용 태블릿 컴퓨터(tablet computer) 또는 디태처블 태블릿 컴퓨터(detatchable tablet computer)와 같은 폼 팩터를 가질 수 있다. 디태처블 태블릿 컴퓨터는 휴대용 태블릿 컴퓨터에 커버 장치(403)가 탈착가능하게 결합될 수 있고, 커버 장치(403)의 결합 시 포터블 개인용 컴퓨터와 유사한 폼 팩터를 가지게 되어 전자 장치(402)의 사용성이 확장될 수 있다.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 기판부(500)를 나타내는 평면도이다.

도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 방열 부재(550)를 나타내는 평면도이다.

도 5a를 참조하면, 전자 장치(예컨대 도 1 및 도 2의 전자 장치(101), 도 3a 내지 도 3c의 전자 장치(300) 또는 도 4의 전자 장치(402)일 수 있다.)의 기판부(500)는 기판(501), 발열원(502) 및 지지 부재(510)를 포함할 수 있다. 기판(501)은 발열원(502)을 포함하는 전자 장치의 전기적 구성 요소가 위치하고, 각 전기적 구성 요소 상호간을 전기적을 연결시킬 수 있다. 일 실시예에서, 도 5a의 기판(501)은 도 3c의 인쇄 회로 기판(324)과 동일한 것일 수 있다. 도 5a 및 이하의 도면과 발명의 설명에서, 기판부(500) 상에 구성 요소가 결합되는 면의 방향이 '상면', '상부' 또는 '상방'이라고 정의될 수 있다. 또한, '상방'으로 정의된 방향에 대하여 수직한 방향들은 '측면', '측부' 또는 '측방'이라고 정의될 수 있다.

발열원(502)은 예컨대 CPU(예컨대 도 1의 프로세서(120)), GPU(Graphics Processing Unit), NPU(Neural Processing Unit), AP(Applicaton Processor), CP(Communication Processor), RFIC(Radio Frequency IC), PAM(Power Amplifier Module), DRAM, 플래시메모리, PMIC(Power Management IC) 또는 이와 유사한 것을 포함하는 전기 회로의 구성요소로서, 작동시에 열을 발생시키는 것일 수 있다.

발열원(502)은 집적회로가 형성된 실리콘 칩일 수 있다. 다른 실시예에서, 발열원(502)은 평판형의 다면체 형상, 예컨대 사각형의 평면을 가지는 육면체 형상의 IC 패키지일 수 있다. IC 패키지는 적어도 하나의 실리콘 칩 및 와이어본딩과 같은 전기적 연결부재를 폴리머 또는 세라믹과 같은 물질로 고정시킨 것일 수 있다. 발열원(502)의 면 중 적어도 하나(예컨대, 발열원(502)의 상부면)가 발열원(502)에서 발생되는 열을 외부로 방출하는 방열면(502a)으로 정의될 수 있다. 일부 실시예에서, 필요에 따라 발열원(502)의 상부면에 보조 열 계면 물질(560)이 위치할 수 있다. 보조 열 계면 물질(560)에 관해서는 후술한다.

지지 부재(510)는 후술하는 열 계면 물질(540) 및 방열 부재(550)를 발열원(502)에 결합할 시, 열 계면 물질(540)을 지지하기 위하여 기판(501) 상에서 발열원(502)의 주변부에 위치할 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 부재(510)는 발열원(502)을 외부의 EMI(Electro-Magnetic Interference)로부터 보호하거나, 발열원(502)에서 발생되는 EMI를 차폐하는 차폐 부재일 수 있다. 차폐 부재는 예컨대 히트 스프레더(heat spreader) 또는 실드 캔(shield can)과 같은 것일 수 있다. 지지 부재는 구조 강도 및 EMI 차폐능을 확보하기 위해 금속 재질, 예컨대 스테인레스 스틸(SUS)과 같은 재질을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 차폐 부재는 기판(501) 상에서 발열원(502)의 측부를 차폐하면서, 방열면(502a)과 대면하는 부위가 개방되도록 개방부(512)를 포함하는 개방형 실드 캔을 포함할 수 있다.

도 5b를 참조하면, 방열 부재(550)는 기판부(500)의 상부에 결합될 수 있도록 기판부(500)와 상응하는 평면 형상을 가질 수 있다. 일부 실시예에서 방열 부재(550)의 면적은 기판부(500)의 면적과 실질적으로 동일할 수 있다. 방열 부재(550)는 발열원(502)을 포함하는 기판부(500)의 전기적 구성요소가 발생시키는 열을 흡수하고 확산시키며 전자 장치의 외부로 방출하기 위한 히트 싱크(heat sink)일 수 있다. 일부 실시예에서, 방열 부재(550)는 방열 면적을 증가시키고 기판(501)과의 사이에서 냉각을 위한 공기가 통과될 수 있도록 형성된 통기부를 포함할 수 있다. 통기부는 방열 부재(550)의 엣지(edge) 영역에 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 방열 부재(550)는 기판(501) 상에 체결되기 위한 체결공(551)을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 방열 부재(550)가 기판(501)과 대면하는 면 상에 절연 부재(553)가 위치할 수 있다. 절연 부재(553)는 합성 수지 또는 고무와 같은 절연성이 높은 소재를 포함할 수 있다. 절연 부재(553)는 금속 재질을 포함하는 방열 부재가 기판부(500)의 전기적 구성요소에 대하여 통전 내지 단락을 일으켜 오동작 및 고장을 발생시키는 것을 방지할 수 있다. 절연 부재(553)는 방열 부재(550) 상에서 바람직하게는 열 계면 물질(540)이 결합되는 부위를 제외한 영역에 결합될 수 있다. 절연 부재(553)의 소재는 열전도성이 낮으므로, 발열원(502) 및 방열 부재(550)의 사이에 위치하지 않아야 발열원으로부터의 열 전도가 저해되지 않을 수 있다.

발열원(502)과 대면하는 방열 부재(550)의 부위 상에 열 계면 물질(540)(thermal interface material)이 위치할 수 있다. 열 계면 물질(540)은 접착 부재(530)에 의해 방열 부재(550)의 표면 상에 결합될 수 있다. 열 계면 물질(540) 및 접착 부재(530)에 관해서는 후술한다.

도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 열 방출 구조를 나타내는 단면도이다.

도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 열 방출 구조의 동작시의 열 흐름을 나타내는 단면도이다.

도 6a 및 도 6b의 단면은 도 5a 및 도 5b의 A-A' 부위에 대한 절단면이다. 도5b의 화살표는 열의 흐름을 나타낸다.

도 6a를 참조하면, 전자 장치의 열 방출 구조는 지지 부재(510), 열 계면 물질(540), 접착 부재(530) 및 방열 부재(550)를 포함할 수 있다.

지지 부재(510)는 기판(501) 상에 위치하는 발열원(502)의 측방에 위치하고, 발열원(502) 상부에 위치하는 방열 부재(550) 및 열 계면 물질(540)을 지지할 수 있다. 지지 부재(510)는 열 계면 물질(540)의 하부면에서 접착 부재(530)가 부착된 영역을 지지함으로써 열 계변 물질이 방열 부재(550)에 밀착되도록 할 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 부재(510)는 IC 패키지의 히트 스프레더(heat spreader)일 수 있으나, 다른 실시예에서, 지지 부재(510)는 지지 부재(510)의 방열면(502a)과 대면하는 부위가 개방되어 있는 개방형 실드 캔일 수 있다.

열 계면 물질(540)은 방열면(502a)의 상부 및 방열 부재(550)의 하부면에서 방열면(502a)과 대면하도록 위치하고, 지지 부재(510)에 의해 지지되며, 발열원(502)으로부터 발생하는 열을 방열 부재(550)로 전달할 수 있다. 열 계면 물질(540)은 발열원(502) 및 방열 부재(550)의 사이에서, 방열 부재(550)의 조립 시의 공차 및/또는 방열 부재(550)의 표면의 거칠기에 의해 발생하는 간극을 채워 방열 부재(550)에 밀착됨으로써, 열 방출 구조의 전체적인 열 저항을 감소시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 열 계면 물질(540)은 전자 장치의 조립 시에 용이하게 적용가능하도록 판상으로 미리 성형된 서멀 패드(thermal pad)일 수 있다.

일부 실시예에서, 열 계면 물질(540)은 탄소를 포함하는 열전도성 섬유, 예컨대 탄소 섬유, 그래핀 섬유, 탄소 나노튜브 섬유와 같은 것을 포함할 수 있다. 탄소를 포함하는 열전도성 섬유는 유연성을 가지면서도 특정한 방향에 대하여 높은 열전도성을 가지므로 열 계면 물질(540)로 적합할 수 있다. 일부 실시예에서, 열 계면 물질(540)은 상술한 탄소를 포함하는 열전도성 섬유를 직조한 직물을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 열 계면 물질(540)은 상술한 탄소를 포함하는 열전도성 섬유를 바인딩하기 위한 바인더를 포함할 수 있다. 열전도성 섬유는 그 자체로 상호 결합되지 않으므로, 열전도성 섬유를 바인더에 합침으로써 열전도성 섬유를 상호 결합시키고 탄소 섬유의 정렬 상태를 유지할 수 있다. 일부 실시예에서, 바인더는 실리콘(silicone) 수지, NBR 또는 폴리우레탄 수지와 같은 엘라스토머 및/또는 파라핀과 같은 왁스 재질을 포함할 수 있다. 엘라스토머 및/또는 왁스 재질에 의해 열 계면 물질(540)은 탄성 및 연전성을 가지므로, 방열 부재(550)와 발열원(502) 사이의 간극을 메우기에 적합할 수 있다. 또한, 압축응력을 가할 경우에 열 계면 물질(540)이 압축되거나, 압축 방향의 측방으로 물질 흐름(material flow)을 일으킬 수 있다. 상술한 물질 흐름은 열 계면 물질(540)을 방열 부재(550)에 대해 밀착시킬 수 있다.

접착 부재(530)는 열 계면 물질(540)을 방열 부재(550)에 고정시키기 위하여 열 계면 물질(540)의 상부면 및 방열 부재(550)의 하부면에 접착될 수 있다. 일부 실시예에서, 접착 부재(530)는 서로 대면하는 2개의 면에 대하여 접착제가 도포된 양면 테이프를 포함할 수 있다. 열 계면 물질(540)은 상술한 바인더의 조성에 따라서 방열 부재(550)와의 접착성이 낮을 수 있으나, 본 발명은 접착 부재(530)를 사용함으로써 전자 장치의 조립 공정에서 열 계면 물질(540)이 방열 부재(550)에서 탈락되는 것을 방지할 수 있다. 접착 부재(530)는 지지 부재(510)에 의해 지지되는 열 계면 물질(540)의 부위 상에 위치할 수 있다.

방열 부재(550)는 발열원(502)에서 열 계면 물질(540)을 통해 전달된 열을 최종적으로 전자 기기의 외부로 방출하는 히트 싱크로 작용할 수 있다. 일부 실시예에서, 방열 부재(550)는 알루미늄, 구리 또는 이와 유사한 높은 열전도성을 가진 금속 재질을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 방열 부재(550)는 윅(wick)과 같은 미세 구조의 모세관 현상에 의해 저온부에서 공급된 물과 같은 유체를 발열원(502)의 열에 의해 증발시키고, 증발된 유체의 증기에 포함된 잠열을 저온부로 이동시킴으로써 발열원(502)의 열을 방출하는 히트 파이프(heat pipe) 또는 베이퍼 챔버(vapor chamber)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 방열 부재(550)는 스크류, 리벳 또는 스냅 핏(snap fit)과 같은 체결 부재(552)에 의해 기판(501) 상에 결합될 수 있다.

일부 실시예에서, 지지 부재(510)의 상부 및 열 계면 물질(540)의 하부 사이에 차폐 필름(511)이 위치할 수 있다. 지지 부재(510)가 개방형 실드 캔인 경우에, 차폐 필름(511)은 지지 부재(510)의 개방된 영역을 차폐함으로써 EMI 차폐 성능을 향상시킬 수 있다.

일부 실시예에서, 방열면(502a) 상에는 보조 열 계면 물질(560)이 위치할 수 있다. 보조 열 계면 물질(560)은 발열원(502)의 방열면(502a)과 지지 부재(510) 또는 차폐 필름(511) 사이의 공간을 채움으로써 열 저항을 감소시키는 열 계면 물질(TIM; Thermal Interface Material)일 수 있다. 보조 열 계면 물질(560)은 공정의 간이함을 위해 도포에 의해 용이하게 적용 가능한 액상 또는 슬러리(slurry)상을 포함할 수 있다. 예컨대, 보조 열 계면 물질(560)은 실리콘 수지를 포함하는 서멀 페이스트(thermal paste) 또는 액상의 금속을 포함하는 금속성 TIM일 수 있다. 일부 실시예에서, 보조 열 계면 물질은 최초 도포 시에는 액상 또는 슬러리상을 띄며, 전자 장치의 조립이 완료됨에 따라 건조, 응고 또는 경화될 수 수 있다.

보조 열 계면 물질(560)은 전자 장치의 조립 시에 지지 부재(510)의 개방부(512)를 통해 투입 및 도포될 수 있고, 개방부(512)의 상부에 차폐 필름(511)이 조립된 뒤에 열 계면 물질(540)) 및 방열 부재(550)가 조립될 수 있다. 보조 열 계면 물질(560)은 발열면(502a) 상의 도포에 적합하고, 열 계면 물질(540)은 방열 부재(550)의 면 상에 대한 접착에 적합하므로, 각 공정을 위해 서로 다른 특성을 가진 열 계면 물질이 사용될 수 있다.

도 6b를 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 전자 장치의 열 방출 구조의 열 흐름은, 발열원(502)에서 발생한 열이 방열면(502a)으로부터 전달되고, 열은 방열면(502a)과 대면하는 열 계면 물질(540)의 부위로 전달되며, 열 계면 물질(540)은 방열면(502a)과 대면하는 방열 부재(550)의 부위로 열을 전달한다. 방열 부재(550)로 전달된 열은 측방으로 전달되어 전자 장치의 외부로 방출될 수 있다. 상술한 일련의 열 전달 과정에서 열 유동이 통과하는 부위를 열 전달 경로라고 정의할 수 있다.

도 6b를 참조하면, 지지 부재(510)는 열 전달 경로의 외부에서 열 계면 물질(540)을 지지하고, 접착 부재(530)는 지지 부재(510)에 의해 지지되는 열 계면 물질(540)의 부위 상에 위치할 수 있다. 상술한 구성에 의해, 접착 부재(530)는 열 전달 경로의 바깥에 위치한 상태에서 열 계면 물질(540)을 방열 부재(550)에 대해 결합시킬시킬 수 있다. 접착 부재(530)는 높은 열저항을 가지고 있어, 열 계면 물질(540)을 접착 부재(530)에 의해 방열 부재(550)에 결합시키는 경우 열저항이 상승되고 열 방출 능력이 떨어질 수 있다. 본 발명은 접착 부재(530)가 열 전달 경로 상에 위치하지 않음으로써 열저항의 증가를 방지할 수 있다.

도 7a는 본 발명의 실시예들에 따른 전자 장치의 열 방출 구조의 조립 과정을 나타내는 단면도이다.

도 7b는 본 발명의 실시예들에 따른 전자 장치의 열 방출 구조의 조립 과정을 나타내는 확대 단면도이다.

도 7c는 본 발명의 실시예들에 따른 전자 장치의 열 방출 구조의 조립 과정에서 열 계면 물질(540)이 방열 부재(550)에 밀착되는 작용을 나타내는 확대 단면도이다.

도 7d는 본 발명의 일부 실시예에 따른 방열 부재(550)의 요철 구조를 나타내는 확대 단면도이다.

도 7e는 본 발명의 일부 실시예에 따른 전자 장치의 열 방출 구조의 조립 과정에서 열 계면 물질(540)의 물질 흐름을 나타내는 확대 단면도이다.

도 7e의 화살표는 열 계면 물질(540)의 물질 흐름을 나타낸다.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 전자 장치의 조립 과정에서, 방열 부재(550)는 열 계면 물질(540)의 상부에 덮여져 접착 부재(530) 및 열 계면 물질(540)을 가압할 수 있다. 열 계면 물질(540)은 방열 부재(550)에 의해 가압되기 전에는 전체적으로 평평한 평판 형상을 유지할 수 있으며, 열 계면 물질(540)의 상부에 접착 부재(530)가 위치할 수 있다.

도 7c를 참조하면, 방열 부재(550)는 열 계면 물질(540) 상부의 접착 부재(530)를 가압하고, 열 계면 물질(540)은 접착 부재(530)에 의해 가압될 수 있다. 열 계면 물질(540)은 탄성 및 연전성을 가짐으로 인해 접착 부재(530)의 가압에 의해 압축될 수 있다. 접착 부재(530)가 위치하지 않은, 열 계면 물질(540)의 열 전달 경로 상의 부위는 압축되지 않으며, 따라서 방열 부재(550)의 하부면과 밀착될 수 있다. 접착 부재(530)의 가압에 의해 열 계면 물질(540)이 압축되기 위해서는, 열 계면 물질(540)이 접착 부재(530)에 비해 낮은 압축 강성도(compressive stiffness)를 가지는 것이 바람직할 수 있다.

도 7d를 참조하면, 방열 부재(550)는 열 계면 물질이 결합되는 하부면 상에 형성된 요철 구조를 포함할 수 있다. 요철 구조는 요부(550a) 및/또는 철부(550b)를 포함할 수 있다. 요부(550a) 및 철부(550b)는 방열 부재(550)의 조립 시에, 열 계면 물질의 압축을 보조하여 열 계면 물질 및 방열 부재(550)의 하부면 사이의 밀착 작용을 보조할 수 있다. 요철 구조는 기계가공, 각인 또는 프레스 성형을 통해 형성될 수 있다.

도 7e를 참조하면, 일부 실시예에서 접착 부재(530)에 의해 가압되어 압축되는 열 계면 물질(540)의 부위에서, 압축에 의한 물질 흐름(material flow)이 발생될 수 있다. 접착 부재(530)가 부착된 열 계면 물질(540)의 부위는 지지 부재(510)에 의해 지지되고 있으므로, 물질 흐름은 압축되는 방향의 측방으로 향하게 된다. 접착 부재(530)가 부착되지 않은, 열 전달 경로 상에 위치하는 열 계면 물질(540)의 부위는 상술한 물질 흐름에 의해 팽창될 수 있다. 열 계면 물질(540)의 팽창으로 인해, 방열 부재(550)의 하부면에 열 계면 물질(540)이 더욱 효과적으로 밀착될 수 있다. 또한, 열 계면 물질(540)의 팽창은 열 계면 물질(540)의 하부에 위치하는 지지 부재(510), 차폐 필름(511), 보조 열 계면 물질(560) 및/또는 발열원(502)과 같은 구성 요소들 상호간의 밀착성도 향상시킬 수 있다.

전자 장치의 AP와 같은 발열원(502)과 방열 부재(550) 사이의 열 저항의 증가는 방열 부재(550)와 발열원(502) 사이의 간극 발생에 의할 수 있으며, 열 저항의 감소를 위해 열 계면 물질(540)은 간극을 채워야 한다. 따라서 열 계면 물질(540)과 방열 부재(550) 간의 간극 발생이 방지되도록, 열 계면 물질(540)을 방열 부재(550)에 밀착시킴으로써 전자 장치의 열 방출 구조의 열 저항이 감소될 수 있다.

도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 접착 부재(530)의 배치를 나타내는 평면도이다.

도 8a 내지 도 8d를 참조하면, 전자 장치의 AP와 같은 발열원(502)은 다각형의 평면형상을 가지는 칩(chip) 형상을가질 수 있으며, 지지 부재(510)는 발열원(502)의 주위를 다각형(예컨대 사각형) 형상으로 둘러쌀 수 있다. 열 계면 물질(540)은 지지 부재(510)에 의해 다각형의 변에서 지지되도록 발열 부재의 상부에 위치하며, 지지 부재(510)의 형상과 대응하는 다각형 형상을 가질 수 있다. 접착 부재(530)는 열 계면 물질(540)의 변(side) 중 적어도 하나를 따라 열 계면 물질(540)의 주변부에 위치할 수 있다.

도 8a를 참조하면 접착 부재(530)는 열 계면 물질(540)의 주위를 따라 열 계면 물질(540)의 주변부의 모든 변 상에 배치될 수 있다. 도 8a와 같은 배치는 접착 부재(530)에 의해 열 전달이 방해되지 않으면서, 열 계면 물질(540)과 방열 부재(550) 간의 결합력이 가장 높은 실시예이다.

도 8b를 참조하면, 접착 부재(530)는 열 계면 물질(540)의 주변부에서, 어느 하나의 변을 제외한 나머지 변을 상에 배치될 수 있다. 하나의 변에 접착 부재(530)가 배치되지 않는 경우, 열 계면 물질(540)과 방열 부재(550) 사이의 간극에 갇힌 공기가 빠져나가는 것이 용이해질 수 있다. 따라서 열 계면 물질(540)과 방열 부재(550) 사이의 밀착성이 향상될 수 있다.

도 8c를 참조하면, 접착 부재(530)는 열 계면 물질(540)의 주변부에서, 서로 마주 보는 2개의 변 상에 배치될 수 있다. 이러한 배치는 상술한 바와 같이 접착 부재(530)가 위치하지 않은 방향에 대하여 간극에 갇힌 공기가 빠져나가는 것이 용이하여, 열 계면 물질(540)과 방열 부재(550) 사이의 밀착성이 향상될 수 있고, 열 계면 물질(540)을 가압하는 힘이 균형있게 배분될 수 있다.

도 8d를 참조하면, 접착 부재(530)는 열 계면 물질(540) 주변부의 어느 하나의 변에 배치될 수 있다. 접착 부재(530)가 도 8d와 같이 배치되는 경우에, 열 계면 물질(540)이 접착 부재(530)에 의해 가압될 때, 열 계면 물질(540)의 물질 흐름이 하나의 방향으로 균일하게 발생될 수 있어, 방열 부재(550)와 열 계면 물질(540) 간의 간극 형성이 최소화될 수 있다.

실험을 통해, 본 발명의 실시예에 따른 열 전달 구조를 가지는 전자 장치 및 비교예에 의한 전자 장치의 냉각 성능을 비교하였다. 비교예에 의한 전자 장치는, 양면 테이프가 방열 경로를 포함하여 열 계면 물질(540)의 전 면적에 적용된 전자 장치이다. 실험에서는 각 전자 장치에 대하여, 발열원(502)인 AP의 소비전력을 증가시키는 벤치마크 소프트웨어를 동일하게 구동시킨 뒤, AP의 전력 소비에 의한 발열 패턴 및 AP의 온도를 확인하였다. 실험 결과를 도 9 및 도 10에 나타내었다.

도 9은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 전자 장치의 발열 패턴을 열 화상 카메라로 촬영한 사진이다.

도 10은 본 발명의 실시예 및 비교예에 따른 전자 장치의 시간에 따른 온도 변화를 나타낸 그래프이다.

도 9에서, 백색으로 표시된 영역은 열 화상 카메라에서 온도가 가장 높은 영역이며, 흑색 및 회색 영역은 명도가 높을수록 차가운 영역임을 나타낸다. 사각형은 온도가 측정된 영역이다.

도 9을 참조하면, (b)에 도시된 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치는 도 9의 (a)에 도시된 비교예에 비해 최고 온도가 발생하는 지점(HOT SPOT)의 온도는 2.5도 낮으며, 고온 영역이 비교예에 비해 더 넓은 것을 알 수 있다. 고온 영역이 상대적으로 넓게 퍼져 있다는 사실로부터, 전자 장치의 발열원(502)인 AP로부터 방열 부재(550)를 통해 열이 원활하게 전달되고 있음을 알 수 있다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예 및 비교예에 의한 전자 장치에서 벤치마크 소프트웨어를 구동하여 발열량을 증가시킨 경우, 두 전자 장치 모두 초기에 온도가 급증하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 전자 장치는 비교예에 비해 섭씨 2도 내지 2.5도 낮은 온도에서 온도가 안정화됨을 알수 있다. 또한, 이후 2시간동안 벤치마크 프로그램을 계속 가동하였음에도 섭씨 2 내지 2.5도의 온도차가 유지됨을 알 수 있으며, 이를 통해 본 발명의 실시예가 비교예에 비해 발열원(502)의 열을 더 낮은 온도 구배에서도 효과적으로 전달할 수 있음을 알 수 있다.

그리고 본 명세서와 도면에 개시된 본 문서에 개시된 실시예들은 본 문서에 개시된 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 문서에 개시된 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 문서에 개시된 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 문서에 개시된 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 문서에 개시된 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 문서에 개시된 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

500: 기판부
501: 기판
502: 발열원
502a: 방열면
510: 지지 부재
511: 차폐 필름
512: 개방부
530: 접착 부재
540: 열 계면 물질
550: 방열 부재
551: 체결공
552: 체결 부재
553: 절연 부재
560: 보조 열 계면 물질

Claims

전자 장치에 있어서,
열을 방출하는 방열면을 포함하는 발열원;
상기 방열면의 측방에 배치되고, 상기 발열원의 주변부의 적어도 일부를 둘러싸는 지지 부재;
상기 발열원의 상기 방열면과 대면하고, 상기 지지 부재가 배치된 영역을 덮도록 배치되는 방열 부재;
상기 발열면의 상기 방열면의 상부 및 상기 발열원의 하부면 사이에 배치되고, 상기 지지 부재에 의해 지지되는 열 계면 물질(thermal interface material); 및
상기 열 계면 물질과 상기 방열 부재의 사이에서 상기 열 계면 물질이 상기 지지 부재에 의해 지지되는 영역에 배치되고, 상기 열 계면 물질과 상기 방열 부재를 결합시키는 접착 부재를 포함하고,
상기 점착 부재는, 상기 방열 부재의 상기 열 계면 물질의 상기 지지 부재에 의해 지지되는 영역을 가압하고, 상기 열 계면 물질은, 상기 점착 부재가 배치된 영역이 상기 압축됨으로써 상기 방열면과 대면하는 상기 방열 부재의 영역에 밀착되는 전자 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 열 계면 물질은 탄소를 포함하는 열전도성 섬유를 포함하는 전자 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 열 계면 물질은 상기 접착 부재와 비교하여 낮은 압축 강성도(compressive stiffness)를 가지는 전자 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 방열 부재를 상기 열 계면 물질의 상부에 결합할 시, 상기 접착 부재에 의해 가압된 영역에서 압축 변형되고, 상기 압축 변형에 따라 상기 열 계면 물질의 팽창이 발생함으로써 상기 열 계면 물질이 상기 방열 부재의 하부면에 밀착되는 전자 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 지지 부재는 상기 발열체의 상면 및 측면에서 전자기적 노이즈를 차폐하는 차폐 부재인 전자 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 차폐 부재는, 상기 방열면과 대면하는 영역이 개방되고 상기 발열체의 측면을 차폐하는 개방형 실드 캔(shield can)이고,
상기 개방형 실드 캔의 상기 개방된 영역의 상부에 위치하는 차폐 필름을 포함하는 전자 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 발열원의 상기 방열면 및 상기 차폐 부재의 하부면 사이에 위치하는 보조 열 계면 물질을 포함하는 전자 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 지지 부재는 상기 방열면의 측방의 4면을 둘러싸는 다각형 형상으로 배치되고,
상기 열 계면 물질은 상기 지지 부재의 형상에 대응하는 다각형 형상을 가지며,
상기 접착 부재는 상기 지지 부재에 의해 지지되는 상기 열 계면 물질의 다각형 형상의 적어도 하나의 변 상에 배치되는 전자 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 접착 부재는 상기 열 계면 물질의 다각형 형상의 하나의 변을 제외한 나머지 변 상에 배치되는 전자 장치.
제 8 항에 있어서
상기 접착 부재는 상기 열 계면 물질의 다각형 형상의 서로 대면하는 2개의 변 상에 배치되는 전자 장치.
제 8 항에 있어서
상기 접착 부재는 상기 열 계면 물질의 다각형 형상의 어느 한 변 상에 배치되는 전자 장치.
방열면을 가지는 발열원을 포함하는 전자 장치의 열 방출 장치로서,
상기 방열면의 측방에 배치되고, 상기 발열원의 주변부의 적어도 일부를 둘러싸는 지지 부재;
상기 발열원의 상기 방열면과 대면하고, 상기 지지 부재가 배치된 영역을 덮도록 배치되는 방열 부재;
상기 발열면의 상기 방열면의 상부 및 상기 발열원의 하부면 사이에 배치되고, 상기 지지 부재에 의해 지지되는 열 계면 물질(thermal interface material); 및
상기 열 계면 물질과 상기 방열 부재의 사이에서 상기 열 계면 물질이 상기 지지 부재에 의해 지지되는 영역에 배치되고, 상기 열 계면 물질과 상기 방열 부재를 결합시키는 접착 부재를 포함하고,
상기 점착 부재는, 상기 방열 부재의 상기 열 계면 물질의 상기 지지 부재에 의해 지지되는 영역을 가압하고, 상기 열 계면 물질은, 상기 점착 부재가 배치된 영역이 상기 압축됨으로써 상기 방열면과 대면하는 상기 방열 부재의 영역에 밀착되는 전자 장치의 열 방출 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 열 계면 물질은 탄소를 포함하는 열전도성 섬유를 포함하는 전자 장치의 열 방출 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 열 계면 물질은 상기 접착 부재와 비교하여 낮은 압축 강성도(compressive stiffness)를 가지는 전자 장치의 열 방출 장치.
제 14 항에 있어서,
상기 방열 부재를 상기 열 계면 물질의 상부에 결합할 시, 상기 접착 부재에 의해 가압된 영역에서 압축 변형되고, 상기 압축 변형에 따라 상기 열 계면 물질의 팽창이 발생함으로써 상기 열 계면 물질이 상기 방열 부재의 하부면에 밀착되는 전자 장치의 열 방출 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 지지 부재는 상기 발열체의 상면 및 측면에서 전자기적 노이즈를 차폐하는 차폐 부재인 전자 장치의 열 방출 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 차폐 부재는, 상기 방열면과 대면하는 영역이 개방되고 상기 발열체의 측면을 차폐하는 개방형 실드 캔(shield can)이고,
상기 개방형 실드 캔의 상기 개방된 영역의 상부에 위치하는 차폐 필름을 포함하는 전자 장치의 열 방출 장치.
제 17 항에 있어서,
상기 발열원의 상기 방열면 및 상기 차폐 부재의 하부면 사이에 위치하는 보조 열 계면 물질을 포함하는 전자 장치의 열 방출 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 지지 부재는 상기 방열면의 측방의 4면을 둘러싸는 다각형 형상으로 배치되고,
상기 열 계면 물질은 상기 지지 부재의 형상에 대응하는 다각형 형상을 가지며,
상기 접착 부재는 상기 지지 부재에 의해 지지되는 상기 열 계면 물질의 다각형 형상의 적어도 하나의 변 상에 배치되는 전자 장치의 열 방출 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 접착 부재는 상기 열 계면 물질의 다각형 형상의 하나의 변을 제외한 나머지 변 상에 배치되는 전자 장치의 열 방출 장치.
제 19 항에 있어서
상기 접착 부재는 상기 열 계면 물질의 다각형 형상의 서로 대면하는 2개의 변 상에 배치되는 전자 장치의 열 방출 장치.
제 19 항에 있어서
상기 접착 부재는 상기 열 계면 물질의 다각형 형상의 어느 한 변 상에 배치되는 전자 장치의 열 방출 장치.