KR20230031627A - 세라믹 수지 복합체를 포함하는 전자 장치 - Google Patents
세라믹 수지 복합체를 포함하는 전자 장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 개시의 다양한 실시 예는, 세라믹 수지 복합체 프레임을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 세라믹 구조체를 포함하는 전자 장치에 있어서, 상기 전자 장치 하우징의 일부분을 형성하는 세라믹 구조체; 및 상기 전자 장치 내부에 배치되어 상기 세라믹 구조체와 연결될 수 있도록 구성된 지지 부재;를 포함하고, 상기 세라믹 구조체와 상기 지지 부재 사이에는 수지 접합층이 배치된 것을 특징으로 하는 세라믹 구조체를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 세라믹 구조체를 포함하는 전자 장치에 있어서, 상기 전자 장치 하우징의 일부분을 형성하는 세라믹 구조체; 및 상기 전자 장치 내부에 배치되어 상기 세라믹 구조체와 연결될 수 있도록 구성된 지지 부재;를 포함하고, 상기 세라믹 구조체와 상기 지지 부재 사이에는 수지 접합층이 배치된 것을 특징으로 하는 세라믹 구조체를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
Description
본 개시의 다양한 실시 예는, 세라믹 수지 복합체 프레임을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
전자 장치라 함은, 가전제품으로부터, 전자 수첩, 휴대용 멀티미디어 재생기, 이동통신 단말기, 태블릿 PC, 영상/음향 장치, 데스크톱/랩톱 컴퓨터, 차량용 내비게이션 등, 탑재된 프로그램에 따라 특정 기능을 수행하는 장치를 의미할 수 있다. 예를 들면, 이러한 전자 장치들은 저장된 정보를 음향이나 영상으로 출력할 수 있다. 전자 장치의 집적도가 높아지고, 초고속, 대용량 무선통신이 보편화되면서, 최근에는, 이동통신 단말기와 같은 하나의 전자 장치에 다양한 기능이 탑재될 수 있다. 예를 들면, 통신 기능뿐만 아니라, 게임과 같은 엔터테인먼트 기능, 음악/동영상 재생과 같은 멀티미디어 기능, 모바일 뱅킹 등을 위한 통신 및 보안 기능, 일정 관리나 전자 지갑 등의 기능이 하나의 전자 장치에 집약되고 있다.
전자 장치는 사용자에게 다양한 기능을 제공하여 편의성을 제공할 뿐만 아니라, 그 외관 디자인의 유려함으로 사용자로 하여금 미적 심미감을 불러일으킬 수도 있다. 모바일 전자 장치에서는 고객 흡인력 증대를 위해 외관 디자인 차별화를 위한 다양 CMF(color material finish)기술이 개발되고 있다.
모바일 전자 장치의 외관부를 유려하게 하기 위해, 전자 장치의 케이스에는 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), ABS(acrylonitrile butadiene styrene)과 같은 플라스틱 수지 계열 소재, 또는 금속 소재등의 다양한 소재를 사용할 수 있다. 예를 들면, 모바일 전자 장치의 외관부에는 알루미늄 합금이 사용될 수 있다.
최근에는 모바일 전자 장치에 더욱 미려한 디자인 사양과, 내식성, 내긁힘성등의 물성 확보를 위해 세라믹 소재를 적용하는 것이 검토되고 있다. 세라믹 소재는 종래 널리 사용된 플라스틱 계열이나, 금속성 계열과 다른 질감을 제공할 수 있고 상대적으로 높은 강도를 갖는 장점이 있지만 금속대비 취성이 부족하여 세라믹 소재를 단독으로 사용에는 한계가 있다. 따라서, 세라믹 소재를 모바일 전자 장치의 외관에 적용하기 위해서는 플라스틱이나 금속 소재로 지지하고 외관부에 세라믹 소재를 접착하는 방식을 적용할 수 있다. 그러나, 세라믹 소재는 낮은 표면에너지를 가지고 있어 이종 소재와의 접합이 어렵고, 현재까지 세라믹을 이종 소재와 접합하기 위한 표면처리 기술에 대한 연구는 미미한 실정이다.
세라믹 소재를 이용하여 전자 장치의 외관을 형성하기 위해서는 볼트를 이용한 기계적/구조적 접합이 가능하나 이는 별도의 체결부재가 필요하여 예컨대 스마트폰과 같은 소형/박육의 모바일 전자 장치에는 형상 구현에 제약이 있어 전자 장치의 외관부품에 적용하기는 어려울 수 있다.
어떤 실시예에 따르면, 세라믹 소재의 표면에 별도의 본딩 처리 공정을 통해 금속 또는 플라스틱 수지와 접합하는 방법이 사용될 수 있다. 하지만 액상의 접착제를 세라믹 소재의 표면에 도포 하기 위해서는 전자 장치의 형상에 제약이 따르고, 접착제 도포시 품질의 산포 발생 가능성이 높으며, 접착제의 도포 공정 이외에도 도포된 접착제의 경화등의 추가 공정이 필요하여 품질 관리 및 원가 상승 측면에서 양산성을 확보하기가 어려울 수 있다. 한 예로, 전자 장치의 측면 베젤 구조에는 세라믹 소재를 적용하기가 매우 어려운 것으로 알려져 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치의 측면 베젤 구조에 세라믹 소재를 적용한 전자 장치를 제공하고자 한다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치에 세라믹 소재 적용시 접착 등의 추가 공정이 필요 없는 세라믹 수지 복합체 및 그를 포함하는 전자 장치를 제공하고자 한다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 세라믹 구조체를 포함하는 전자 장치에 있어서, 상기 전자 장치 하우징의 일부분을 형성하는 세라믹 구조체; 및 상기 전자 장치 내부에 배치되어 상기 세라믹 구조체와 연결될 수 있도록 구성된 지지 부재;를 포함하고, 상기 세라믹 구조체와 상기 지지 부재 사이에는 수지 접합층이 배치된 것을 특징으로 하는 세라믹 구조체를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 세라믹 구조체 및 지지 부재를 마련하는 단계; 상기 세라믹 구조체를 상기 지지 부재 주위로 정렬시키는 단계;및 말레익계 첨가제 및 실란계 첨가제를 포함하는 열 가소성 수지 조성물을 이용하여 상기 세라믹 구조체를 상기 지지 부재에 접합시키기 위한 수지 접합층을 형성하는 단계;를 포함하는 전자 장치의 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 별도의 접합 공정을 추가하지 않고도 세라믹 소재가 적용된 외관을 가지는 전자 장치를 제작할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 사출 성형만으로도 접합이 가능한 세라믹 소재를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 2는, 어떤 실시예에 따른, 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 개념도이다.
도 3은, 어떤 실시예에 따른, 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 금형에 인서트된 세라믹 구조체와 지지부재 사이에 열 가소성 수지를 충진하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 개념도이다.
도 6은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 세라믹 수지 복합체를 포함하는 전자 장치의 일측 단면을 나타내는 도면이다.
도 8은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 세라믹 구조체와 말레익 무수물의 화학적 결합을 나타내는 도면이다.
도 9는, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 세라믹 구조체와 실란계 유기화합물의 화학적 결합을 나타내는 도면이다.
도 10은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 가수 분해 및 탈수 공정을 포함하는 세라믹 구조체와 실란계 유기화합물의 화학적 결합을 나타내는 도면이다.
도 2는, 어떤 실시예에 따른, 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 개념도이다.
도 3은, 어떤 실시예에 따른, 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 금형에 인서트된 세라믹 구조체와 지지부재 사이에 열 가소성 수지를 충진하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 개념도이다.
도 6은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 세라믹 수지 복합체를 포함하는 전자 장치의 일측 단면을 나타내는 도면이다.
도 8은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 세라믹 구조체와 말레익 무수물의 화학적 결합을 나타내는 도면이다.
도 9는, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 세라믹 구조체와 실란계 유기화합물의 화학적 결합을 나타내는 도면이다.
도 10은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 가수 분해 및 탈수 공정을 포함하는 세라믹 구조체와 실란계 유기화합물의 화학적 결합을 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장 또는 축소된 것이며, 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
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) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리 또는 외장 메모리)에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램)로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치)의 프로세서(예: 프로세서)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.
도 1은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(100)의 분해 사시도이다.
도 1 이하의 도면에는 방향성분 +X, 방향성분 +Y, 방향성분 +Z가 도시된다. 상기 방향성분 +X, 방향성분 +Y, 방향성분 +Z는 서로에 대하여 직교하는 공간 좌표계를 형성할 수 있다. 여기서 방향성분 +X는 전자 장치(100)의 폭 방향, 방향성분 +Y은 전자 장치(100)의 길이 방향, 방향성분 +Z은 전자 장치(100)의 높이(또는 두께) 방향을 나타낼 수 있다.
도 1을 참조하면, 전자 장치(100)는, 전면 플레이트(110), 디스플레이(120), 제 1 지지 부재(130), 메인 인쇄 회로 기판(140), 배터리(150), 제 2 지지 부재(160), 안테나(170) 및 후면 플레이트(180)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(100)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 제 1 지지 부재(130), 또는 제 2 지지 부재(160))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다.
전자 장치(100)는, 전면, 후면, 및 전면 및 후면 사이의 공간을 둘러싸는 측면을 포함하는 하우징(101)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 전면은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(110)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 후면은 후면 플레이트(180)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 후면 플레이트(180)는, 예를 들어, 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 상기 측면은, 전면 플레이트(110) 및 후면 플레이트(180)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조 (또는 "측면 부재")(131)에 의하여 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 후면 플레이트(180) 및 측면 베젤 구조(131)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 유리, 알루미늄과 같은 금속 물질 또는 세라믹)을 포함할 수 있다.
디스플레이(120)는 전자 장치(100)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이(120)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이(120)는, 예를 들어, 전면 플레이트(110)의 상당 부분을 통하여 시각적으로 노출될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 디스플레이(120)의 모서리를 상기 전면 플레이트(110)의 인접한 외곽 형상과 대체로 동일하게 형성할 수 있다. 디스플레이(120)의 화면 표시 영역(예: 전면)의 일부에 리세스 또는 개구부(opening)을 형성하고, 상기 리세스 또는 상기 개구부(opening)와 정렬되는 오디오 모듈, 센서 모듈, 발광 소자, 및 카메라 모듈 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이(120)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(120)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 자기장 방식의 스타일러스(stylus) 또는 펜을 검출하는 디지타이저(digitizer)와 결합되거나 인접하여 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 지지 부재(130)는, 전자 장치(100) 내부에 배치되어 측면 베젤 구조(131)와 연결될 수 있거나, 측면 베젤 구조(131)와 일체로 형성될 수 있다. 제 1 지지 부재(130)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 제 1 지지 부재(130)는, 일면에 디스플레이(120)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(140)이 결합될 수 있다.
인쇄 회로 기판(140)에는, 프로세서, 메모리, 및/또는 인터페이스가 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.
일 실시예에 따르면, 메모리는, 전자 장치의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서 또는 센서 모듈에 의해 사용되는 다양한 데이터)를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 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(200)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(150)는 전자 장치(100)의 적어도 하나의 구성 요소(예: 디스플레이, 프로세서, 안테나, 오디오 모듈, 센서 모듈, 발광 소자, 및 카메라 모듈 중 적어도 하나 이상을 포함)에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(150)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(140)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(150)는 전자 장치(100) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(100)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 제 2 지지 부재(160)(예: 리어 케이스)는, 인쇄 회로 기판(140)과 안테나(170) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제2 지지 부재(160)는, 인쇄 회로 기판(140) 또는 배터리(150) 중 적어도 하나가 결합된 일면, 및 안테나(170)가 결합된 타면을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나(170)는, 후면 플레이트(180)와 배터리(150) 사이에 배치될 수 있다. 안테나(170)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 안테나(170)는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신할 수 있다. 예를 들어, 안테나(170)는 무선 충전을 위한 코일을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서는, 측면 베젤 구조(131) 및/또는 상기 제 1 지지 부재(130)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.
본 문서에서 개시되는 전자 장치(100)는 바형(bar type) 또는 평판형(plate type)의 외관을 가지고 있지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도시된 전자 장치는 롤러블 전자 장치나 폴더블 전자 장치일 수 있다. "롤러블 전자 장치(rollable electronic device)"라 함은, 디스플레이의 굽힘 변형이 가능해, 적어도 일부분이 말아지거나(wound or rolled) 하우징의 내부로 수납될 수 있는 전자 장치를 의미할 수 있다. 사용자의 필요에 따라, 롤러블 전자 장치는 디스플레이를 펼침으로써 또는 디스플레이의 더 넓은 면적을 외부로 노출시킴으로써 화면 표시 영역을 확장하여 사용할 수 있다. "폴더블 전자 장치(foldable electronic device)"는 디스플레이의 서로 다른 두 영역을 마주보게 또는 서로 반대 방향을 향하는(opposite to) 방향으로 접힐 수 있는 전자 장치를 의미할 수 있다. 일반적으로 휴대 상태에서 폴더블 전자 장치에서 디스플레이는 서로 다른 두 영역이 마주보는 상태로 또는 대향하는 방향으로 접히고, 실제 사용 상태에서 사용자는 디스플레이를 펼쳐 서로 다른 두 영역이 실질적으로 평판 형태를 이루게 할 수 있다. 어떤 실시예에서, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치(100)는, 스마트 폰과 같은 휴대용 전자 장치뿐만 아니라, 노트북 컴퓨터나 카메라와 같은 다른 다양한 전자 장치를 포함하는 의미로 해석될 수 있다.
도 2는, 어떤 실시예에 따른, 전자 장치(200)의 제조 방법을 나타내는 개념도이다. 도 3은, 어떤 실시예에 따른, 전자 장치(200)의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 4는, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 금형(300)에 인서트된 세라믹 구조체와 지지부재 사이에 열 가소성 수지를 충진하는 모습을 나타내는 도면이다.
도 2의 (a)와 도 3을 함께 참조하면, 동작 S201과 관련하여, 지지 부재(201)가 마련될 수 있다. 지지 부재(201)는, 예컨대, 금속 모재를 가공하여 형성된 브라켓(bracket)일 수 있다. 한 실시예에 따르면, 금속 모재는 6XXX 계열 또는 7XXX 계열의 알루미늄 합금으로 형성된 모재(preform)일 수 있다. 한 실시예에 따르면, 금속 모재는 압출 공정을 통해 제조된 압출재 및/또는 압연 공정을 통해 제조된 압연재를 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 금속 모재는 마그네슘 합금 또는 알루미늄 합금으로 형성된 다이캐스팅재를 포함할 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 동작 S202와 관련하여, 금속 모재는 열처리된 금속 모재가 다수번의 프레스 공정(예: 벤딩 공정, 펀칭 공정 또는 피어싱 공정)을 통해 1차 가공될 수 있다. 다른 실시예로, 상기 1차 가공은 다이캐스팅재를 이용한 다이캐스팅 공정을 포함할 수도 있다. 예컨대, 1차 가공된 금속 모재는 대체로 편평한 플레이트부를 포함할 수 있다. 또한, 다양한 실시예에 따르면, 1차 가공된 금속 모재는 2차 가공을 통해 도 2에 도시된 지지 부재(201)로 형성될 수 있다. 예컨대, 2차 가공은 CNC 공정을 포함할 수 있다. 단, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 지지 부재(201)는 3차 이상의 가공을 통해 형성되거나 2차 가공 공정으로서 CNC 공정 이외의 다른 가공 공정을 통해서 형성될 수도 있다. 한 실시예에 따르면, CNC 가공 동작을 통해 형성된 지지 부재(201)는 적어도 하나의 측면부를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 측면은 지지 부재(201)의 플레이트부의 가장자리에서 소정의 높이를 갖도록 형성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 지지 부재(201)는 오프닝(opening)을 포함하거나, 아노다이징 공정을 위한 적어도 하나의 통전용 브리지나, 적어도 일부가 안테나로서 또는 전기적인 연결을 위해 활용될 수 있는 도전성 부재를 포함할 수 있다.
도 2의 (b)와 도 3을 함께 참조하면, 동작 S203과 관련하여, 세라믹 구조체(202)를 마련할 수 있다. 지지 부재(201)는 지지 부재(201)의 적어도 하나의 측면을 통해 세라믹 구조체(202)와 결합될 수 있다. 여기서 세라믹 구조체(202)는 미려한 디자인 사양과, 내식성, 내긁힘성등의 물성 확보를 위해 세라믹 소재를 포함하여 형성된 부분으로서, 전자 장치(200)의 외관을 형성하는 하우징의 적어도 일부분을 형성할 수 있다.
도 2의 (b), 도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 동작 S204와 관련하여, 지지 부재(201)에 접착부(201a)를 형성한 다음, 세라믹 구조체(202)와 지지 부재(201)를 마련된 금형(300)에 안착시킬 수 있다. 금형(300)에 마련된 리세스(301)에 지지 부재(201)를 안착시키고 지지 부재(201)의 주변으로 세라믹 구조체(202)를 안착시키거나, 또는 세라믹 구조체(202)를 먼저 안착시키고 지지 부재(201)를 세라믹 구조체(202)가 안착된 상태의 금형 내측에 안착됨으로써 지지 부재(201)와 세라믹 구조체(202)를 정렬시킬 수 있다.
어떤 실시예에 따르면, 동작 S205와 관련하여, 지지 부재(201)와 세라믹 구조체(202)와의 결합을 위한 접착부(adhesive portion)가 형성될 수 있다. 세라믹 소재를 포함하는 세라믹 구조체(202)는 표면 에너지가 낮아 이종 물질과의 접합이 용이하지 않으므로 상기 접착부를 구비하여 세라믹 구조체(202)와 지지 부재(201)를 서로 접착시킬 수 있다. 여기서, 접착부는 지지 부재(201)의 적어도 하나의 측면 및/또는 세라믹 구조체(202)의 내측면에 양면 테이프와 같은 테이프류를 붙인 것일 수 있고 본드(bond)와 같은 액상의 접착제를 도포하여 형성된 부분일 수 있다. 도 2의 (b)에는, 일 례로서, 지지 부재(201)의 적어도 하나의 측면에 접착부(201a)가 형성된 것이 도시된다. 이와 달리 이하 후술하는 도 7의 (a)에는, 다른 례로서, 세라믹 구조체(202)의 내측면에 접착부(202a)가 형성된 것이 도시된다.
도 2의 (b), 도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 동작 S206과 관련하여, 금형(300)의 리세스(301)에 안착된 지지 부재(201)와 세라믹 구조(202) 사이에 수지(resin)을 인서트 사출하여 수지 접합층(203)을 형성할 수 있다. 수지 접합층(203)은 세라믹 구조체(202)를 금형(300)에 인서트한 후 세라믹 구조체(202)와 지지 부재(201) 사이에 열가소성 수지 조성물을 사출 성형하는 공정을 통해 형성될 수 있다. 사출 공정을 통해 비도전성 물질인 수지 접합층(203)을 형성함으로써 지지 부재(201)와 세라믹 구조체(202)에 포함된 도전성 물질을 안테나로 활용하도록 할 수 있다. 이때, 금형(300)을 이용한 사출 공정은 핫 러너 방식 또는 콜드 러너 방식의 사출 금형의 노즐(302)을 통해 수지(resin)를 주입하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 수지는 열 가소성 수지 조성물을 의미할 수 있다. 열 가소성 수지 조성물은 주입된 이후 경화를 거쳐 전자 장치(200)의 일 부분을 형성할 수 있다. 예를 들면, 열 가소성 수지 조성물은 노즐(302)을 통해 주입되어 지지 부재(201) 및/또는 세라믹 구조체(202)에 형성된 오프닝을 메우거나, 슬릿 사이의 간격을 메우는 역할을 할 수 있다.
도 5는, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(200)의 제조 방법을 나타내는 개념도이다. 도 6은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(200)의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 7은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 세라믹 수지 복합체를 포함하는 전자 장치(200)의 일측 단면을 나타내는 도면이다.
도 5와 도 6을 함께 참조하면, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치는 도 2에 도시된 지지 부재(201)의 적어도 하나의 측면에 배치된 접착부(201a) 또는 세라믹 구조체(202)의 내측면에 배치된 접착부(도 7의 (a)의 접착부(202a))를 구비하지 않을 수 있다. 접착부를 형성하기 위해 양면 테이프를 세라믹 소재의 표면에 부착하거나 또는 액상의 접착제를 세라믹 소재의 표면에 도포하기 위해서는 전자 장치의 형상에 제약이 따르고, 품질 관리 및 원가 상승 측면에서 양산성을 확보하기가 어려울 수 있다. 이에 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 접착부(201a 및/또는 202a)의 형성 없이 지지 부재(201)와 세라믹 구조체(202)를 결합시키는 방법을 제공하고자 한다. 이하 도 5 내지 도 7에 대한 실시예를 설명함에 있어서, 전술한 실시예와 중복되는 범위에서의 설명은 생략하도록 한다. 예를 들면, 도 2 및 도 3를 통해 설명한, 지지 부재(201)를 마련하는 단계(S201), 지지 부재(201)를 가공하는 단계(S202), 세라믹 구조체(202)를 마련하는 단계(S203)는 도 5 내지 도 7에서 설명하는 전자 장치의 제조 방법에도 유사하게 적용될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 전자 장치(200)는 전자 장치 하우징의 일부분을 형성하는 세라믹 구조체(202), 및 전자 장치(200) 내부에 배치되어 세라믹 구조체(202)와 연결될 수 있도록 구성된 지지 부재(201)를 포함하고, 세라믹 구조체(202)와 상기 지지 부재(201) 사이에는 수지 접합층(203)이 배치될 수 있다.
지지 부재(201)는 알루미늄을 포함한 금속 모재를 가공하여 형성되되, 일 실시예에 따르면, 상기 금속 모재에 인접하여 사출 형성된 수지를 더 포함하여 형성될 수 있다. 이에 지지 부재(201)는 금속 부분으로 이루어진 제 1 부분(201)과 비 금속(예: 수지) 부분으로 이루어진 제 2 부분(201')을 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 세라믹 구조체(202)는 지지 부재(201)의 주변의 적어도 일부분을 둘러싸는 위치에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 세라믹 구조체(202)는 전자 장치(200)의 측면 베젤 구조(예: 도 1의 측면 베젤 구조(131)) 부분을 형성할 수 있다. 뿐만 아니라, 세라믹 구조체(202)는 전자 장치(200)의 후면 플레이트(예: 도 1의 후면 플레이트(180)) 부분을 추가적으로 형성할 수도 있다.
종래의 기술에 따르면, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 세라믹 구조체(202)의 내측면에 접합부(202a)를 형성하는 것 이외에도 세라믹 구조체(202)를 수지 접합층(203)과 접합시키기 위해서는 사전에 표면 처리를 하는 것이 요구될 수 있다. 예를 들어, 어떤 실시예에 따르면, 세라믹 구조체(202)의 표면에 물리적인 가공(laser hatching, blasting, sanding)을 수행하여 표면 조도(roughness) 차이를 발생시켜 앵커(anchor) 구조를 형성하거나, 화학적 표면처리를 통해 산화 피막을 형성하는 등의 전처리 공정(표면 처리)을 수반하여야 할 수 있다. 이와 달리, 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 세라믹 구조체(202)와 수지 접합층(203)의 표면 처리 유무에 관계 없이, 열가소성 수지 조성물이 직접 사출 및 부착되어 세라믹 구조체(202)의 표면에 수지 접합층(203)이 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
도 5와 도 6, 및 도 7의 (b)를 함께 참조하면, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 세라믹 구조체(202)와 수지 접합층(203)의 접합 구조(이하, 줄여서, '세라믹 수지 복합체'라 함) 제조 방법은, 기계 가공하여 제작된 세라믹 구조체(202)를 사출 금형(예: 도 4의 금형(300))에 인서트 되기 전 또는 후에 별도 마련된 예열기를 통해 세라믹 구조체(202)의 표면을 기 지정된 온도 이상으로 예열하는 단계(동작 S204-1)를 포함할 수 있다. 세라믹 구조체(202)의 표면을 예열함으로써 표면 에너지를 증가시켜 수지 접합층(203)과의 접합력을 높일 수 있다. 그리고 세라믹 수지 복합체의 제조 방법은, 기 지정된 온도(예: 100도)로 예열된 세라믹 구조체(202)를 사출 금형(예: 도 4의 금형(300))에 인서트하여 정렬하는 단계(동작 S204-2)를 포함할 수 있다. 또한, 추가적으로, 세라믹 수지 복합체의 제조 방법은, 세라믹 구조체(202)와 수지 접합층(203) 간의 접합력을 유지시키기 위해 세라믹 구조체(202)의 기 지정된 온도 이상(예: 80도 이상 300도 이하)으로 표면 온도를 유지하는 단계(S204-3)를 더 포함할 수 있다. 세라믹 수지 복합체의 제조 방법은, 이와 같이 세라믹 구조체(202)를 일정 온도 이상으로 예열 및 온도 유지 함으로써 세라믹 구조체(202)의 표면 에너지가 증가된 상태에서, 세라믹 구조체(202)와 지지 부재(201) 사이 공간에 열가소성 수지 조성물을 인서트 사출(S205-1)함으로써, 수지 접합층(203)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 인서트 사출(S205-1) 공정은, 금형(300) 온도는 80도 이상 160도 이하(용융 온도)의 온도 조건을 만족한 상태에서 수행될 수 있다.
어떤 실시예에 따른 전자 장치(200)는, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 접합부(202a)를 구비하고, 이에 추가적으로 또는 대체적으로, 세라믹 구조체(202)의 표면을 처리 하였어야 세라믹 구조체(202)와 수지 접합층(203) 간의 접착이 가능할 수 있었다. 이와 달리, 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 상술한 세라믹 수지 복합체의 제조 방법에 의해 형성된 전자 장치(200)는, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이, 접합부가 구비되지 않고 또한 사전에 세라믹 구조체(202) 표면에 대한 사전 처리 없이도 세라믹 구조체(202)와 수지 접합층(203) 간의 접착을 구현할 수 있게 된다. 정리하면, 도 7의 (b)에 도시된 실시예에 따르면, 도 7의 (a)에 도시된 실시예에 비해, 별도의 접합 공정을 추가하지 않고 제작할 수 있으며, 사출 성형만으로 접합이 가능하기 때문에 부품 접합 디자인의 자유도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 세라믹 구조체(202)와 수지 접합층(203) 간의 접합 구조(세라믹 수지 복합체)는, 도 8 내지 도 10을 통해 후술하는 다양한 성분들을 포함하는 세라믹 구조체와 수지 접합체 간의 결합을 통해 형성될 수 있다. 이하, 세라믹 구조체를 이루는 다양한 성분들과, 수지 접합체를 이루는 다양한 성분들 및 세라믹 수지 복합체를 구성하기 위한 화학적 결합의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 8은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 세라믹 구조체(202)와 말레익 무수물의 화학적 결합을 나타내는 도면이다. 도 9는, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 세라믹 구조체(202)와 실란계 유기화합물의 화학적 결합을 나타내는 도면이다. 도 10은, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 가수 분해 및 탈수 공정을 포함하는 세라믹 구조체(202)와 실란계 유기화합물의 화학적 결합을 나타내는 도면이다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 세라믹 구조체(202)는 이산화 지르코늄 (ZrO2)(이하 '지르코니아'라 하며, 이를 예시로 함), 이산화 티타늄(TiO2), 산화 알루미늄(Al₂O₃) 중 선택된 적어도 하나의 세라믹 분말로부터 소결하여 형성될 수 있다. 세라믹 분말의 구체적인 종류는 제한되지 않을 수 있다. 본 개시의 세라믹 구조체로서 상술한 재료들 이외 다른 공지된 다양한 재료의 세라믹 분말을 제한 없이 사용하여 소결한 후 적용될 수 있다. 또한, 상기 세라믹 분말은 안정화제를 포함할 수 있으며, 상기 안정화제 또한 그 종류가 제한되지 않을 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 수지 접합층(203)은 베이스 폴리머(base polymer)로서, 폴리아마이드(PA6/66; polyamide 6/66), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET; polyethyleneterephthalate), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT; polybutyleneterephthalate), 폴리프탈아미드(PPA; polyphthalamide), 폴리페닐렌설파이드(PPS; polyphenylene sulfide), 폴리프로필렌(PP; polypropylene), 폴리에틸렌(PE; polyethylene), 아크릴로나이트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리메틸렌메타클리레이트(PMME; polymethylene metacrylate), 스티렌아크릴로나이트릴(SAN), 폴리스티렌(PS), 폴리염화비닐(PVC) 중에서 선택된 적어도 하나의 소재를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 이용하여 형성될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 가열, 냉각을 반복하여 용융 및 고화시킬 수 있는 열가소성 수지 조성물을 이용하여 세라믹 구조체(202)의 표면에 접착된 수지 접합층(203)을 형성시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 베이스 폴리머(base polymer)로서, 폴리아마이드(PA6/66; polyamide 6/66), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT; polybutyleneterephthalate), 폴리프탈아미드(PPA; polyphthalamide), 폴리페닐렌설파이드(PPS; polyphenylene sulfide), 폴리프로필렌(PP; polypropylene), 폴리에틸렌(PE; polyethylene), 아크릴로나이트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리메틸렌메타클리레이트(PMME; polymethylene metacrylate), 스티렌아크릴로나이트릴(SAN), 폴리스티렌(PS), 폴리염화비닐(PVC) 중에서 선택된 적어도 하나의 소재를 포함하는 열가소성 수지 조성물의 용융 지수(MI; melting index)는 10g/10min으로 설정될 수 있다.
어떤 실시예에 따르면, 산화방지제, UV안정제, 윤활제, 이형제, 안료, 대전방지제, 가공조제, 상용화제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제를 포함한 열가소성 수지 조성물을 이용할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 상술한 다양한 첨가제들에 대하여 추가적으로 또는 대체적으로, 상기 수지 접합층(203)은 말레익계(maleic) 첨가제와 실란계(silane) 첨가제를 포함한 열가소성 수지 조성물을 이용하여 형성된 것을 특징으로 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 세라믹 수지 복합체는 말레익계(maleic) 첨가제와 실란계(silane) 첨가제가 첨가된 열 가소성 수지 조성물과 상기 세라믹 구조체(202) 표면의 적어도 일부 사이의 계면 결합(interfacing bonding)에 의해 형성될 수 있다. 여기서, '계면 결합(interfacing bonding)'이란 세라믹 구조체(202)의 표면의 적어도 일부의 결합성이 강화된 것을 말하는 것일 수 있다.
예를 들면, 말레익계 첨가제는 이식된(grafted) 말레익 무수물(Maleic anhydride) 유기 화합물로서 하기 화학식 (I) 구조를 가질 수 있다. 이 말레익계 첨가제를 포함한 열가소성 수지 조성물을 사출시킨 후 경화시키면, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 이식된 말레익 무수물이 지르코니아와 결합함으로써, 결과적으로 세라믹 구조체(202)의 수지 접합층(203) 간의 접합력이 강화될 수 있다.
상기 식에서, R은 폴리올레핀(POE; poly olefin), 폴리에틸렌(PE; poly ethylene), 또는 EPDM(ethylene propylene diene monomer) 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 말레익계 무수물은 열가소성 수지 조성물에서 1 내지 30 중량%의 범위로 존재할 수 있으며, 또 한 실시예에 따르면, 바람직하게 5 내지 15 중량%의 범위로 존재할 수 있다.
또한, 도 9에 도시된 바와 같이 상기 실란계 첨가제는 실란계 유기화합물로서 하기 화학식 (II) 구조를 가질 수 있다. 이 실란계 첨가제를 포함한 열가소성 수지 조성물을 사출시킨 후 경화시키면, 도 9에 도시된 바와 같이, 실란계 유기화합물이 지르코니아와 결합함으로써, 결과적으로 세라믹 구조체(202)의 수지 접합층(203) 간의 접합력이 강화될 수 있다.
상기 식에서, R1은 메르캅토(mercapto)기, 메타크릴옥시(methacryloxy)기, 아미노(amino)기, 에폭시(epoxy)기, 비닐(vinyl)기 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 물질을 포함하고, R2은 메톡시(methoxy)기, 에톡시(ethoxy)기, 디알콕시(Dialkoxy)기, 트리알콕시(trialkoxy)기 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 실란계 유기화합물은 열가소성 수지 조성물에서 1 내지 10 중량%의 범위로 존재할 수 있으며, 또 한 실시예에 따르면, 바람직하게 2 내지 5 중량%의 범위로 존재할 수 있다.
세라믹 분말에 대비하여 일반적으로 사용되는 열가소성 수지(resin)와 금속의 경우 상대적으로 높은 CTE(coefficient of thermal expansion) 특성을 가질 수 있다. 여기서, 상기 '일반적으로 사용되는 열가소성 수지'란 도 5의 지지 부재(201)의 제 2 부분(201')을 형성하기 위해 사용되는 열가소성 수지를 의미할 수 있다. 어떤 구성요소들을 접합시킨 후 그 접합력을 유지시키기 위해서는 상기 구성요소들 간의 CTE의 서로 동등한 수준을 형성하도록 하여야 한다. 여기서, 상기 '상기 구성요소들 간의 CTE가 동등한 수준을 형성한다'는 것은 상기 구성요소들의 CTE가 상기 구성요소들이 서로 접합되었을 때, 접합력이 유지되는 정도의 차이를 갖는 것을 의미할 수 있다. 구성요소들의 CTE 차이가 일정 수준보다 크게 형성되면 접합력이 떨어질 수 있다. 따라서, 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 낮은 CTE 값을 가지는 세라믹 구조체(202)를 높은 CTE 값을 가지는 지지 부재(201)에 접합시켰을 때 그 접합력을 유지하기 위해서, 세라믹 구조체(202)와 지지 부재(201) 사이에 형성된 수지 접합층(203)이 중간 정도의 CTE 값을 갖도록 함으로써, 세라믹 구조체(202)와 지지 부재(201)간의 CTE 차이를 실질적으로 낮추는 효과를 가질 수 있다.
하기 [표 1]을 참조하여, 다양한 재료들의 CTE(coefficient of thermal expansion) 특성에 대해 설명할 수 있다.
| 구분 | 금속 부분 | 비금속 부분 1 | 비금속 부분 2 | 세라믹 |
| 적용예시 | 지지부재 제 1 부분(201) | 지지부재 제 2 부분(201') | 수지 접합층(203) | 세라믹 구조체(202) |
| 재질 | Al(S33N) | GF 45% | GF 55% | 지르코니아 |
| CTE(10-6 m/mK) | 20~30 | 20~30 | 10~20 | 5~10 |
상기 [표 1]을 참조하면, 전자 장치를 형성하는 여러 부분들은 각 부분들을 구성하는 재료 마다 상이한 CTE를 가질 수 있다. 세라믹 수지 복합체를 구성하는데 있어서, 지지 부재의 제 1 부분(201)과 제 2 부분(201')의 CTE는 20~30이고, 세라믹 구조체(202)의 CTE는 5~10인데, 이러한 정도의 CTE 차이는 세라믹 구조체(202)와 지지 부재 간의 접합력 저하의 원인이 될 수 있다. 이에, 세라믹 구조체(202)와 지지 부재 사이에 배치된 수지 접합층(203)의 CTE 값이 세라믹 구조체(202)의 CTE 값과 지지 부재의 CTE 값 사이의 중간 값을 갖도록 함으로써, 세라믹 구조체(202)와 지지 부재(201)간의 접합력이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
상기 [표 1]을 살펴보면, 비금속 부분 1, 2는 도 7의 (b)에 도시된 지지 부재의 제 2 부분(201')과 수지 접합층(203)에 대응될 수 있다. 지지 부재의 제 2 부분(201')과 수지 접합층(203)은 각각 서로 다른 사출 공정을 통해 형성되는 부분으로서, 이 부분들의 CTE 특성은 사출 공정시 노즐을 통해 주입되는 열가소성 수지 조성물(베이스 폴리머 예:PBT, 무기필러 예: 유리 섬유(glass fiber; GF))에 포함된 무기필러의 함량에 따라 상이할 수 있다. 예를 들어, 지지 부재의 제 2 부분(201')은 PBT-GF45% 열가소성 수지 조성물로 형성될 때, 20~30인 CTE를 가질 수 있다. 또한, 예를 들어, 수지 접합층(203)은 무기필러의 함량이 5% 더 높게 형성된 PBT-GF50% 열가소성 수지 조성물을 이용하여 형성됨으로써 10~20인 CTE를 가질 수 있다. 즉, 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 열가소성 수지 조성물에 적절한 함량의 무기필러를 더 포함시킴으로써, 세라믹 구조체(202)와 지지 부재(201)간의 접합력을 유지시킬 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 수지 접합층(203)의 CTE 값이 지지 부재(201)와 세라믹 구조체(202) 사이의 CTE 값을 갖도록 하기 위해, 열가소성 수지 조성물이 말레익계(maleic) 첨가제와 실란계(silane) 첨가제를 포함하는 것 이외에, 천연 섬유군, 유기 필러군 또는 무기 필러군 중 어느 1종 또는 2종 이상의 조합으로 이루어진 충전제를 포함하도록 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 여기서 상기 천연 섬유군은, kenaf fiber, hemp fiber, Bampoo fiber, Cellulose Fiber, Wood powder 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어질 수 있다. 또 한 실시예에 따르면, 상기 유기 필러군은, 탄소 섬유(carbon fiber), graphite fiber, aramide fiber, 탄소 나노튜브 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어질 수 있다. 또 한 실시예에 따르면, 상기 무기 필러군은, 유리 섬유(Glass fiber), basalt fiber, Glass wool, Glass bead, Glass bubble, Talc, Mica, Clay, wollastonite, Calcium carbonate, Mineral whisker, Barium sulfate, Tio2, Slica 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어질 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 수지 접합층(203)은 상기 천연 섬유군, 유기 필러군 또는 무기 필러군 중 어느 1종 또는 2종 이상의 조합으로 이루어진 충전제를 10 내지 70%, 또는 바람직하게 40 내지 60% 함유한 열가소성 수지 조성물을 이용하여 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 베이스 폴리머(base polymer)로서, 폴리아마이드(PA6/66; polyamide 6/66), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT; polybutyleneterephthalate), 폴리프탈아미드(PPA; polyphthalamide), 폴리페닐렌설파이드(PPS; polyphenylene sulfide), 폴리프로필렌(PP; polypropylene), 폴리에틸렌(PE; polyethylene) 중에서 선택된 적어도 하나의 소재를 포함하고, 상기 다양한 유기 필러군 또는 무기 필러군과, 말레익계 무수물과, 실란계 유기화합물을 함유하는 열가소성 수지 조성물의 용융 지수(MI; melting index)는 5g/10min 내지 50g/10min으로 설정될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 예열된 세라믹 구조체와, 자체에 특정 유기 화합 첨가제(coupling agent)를 첨가한 수지를 인서트 사출시킴으로써 형성된 세라믹 수지 복합체 및 그를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 세라믹 접합시 별도인 접착제등의 추가 공정이 필요 없게 되므로 제조공정을 단순화할 수 있고, 접합 구조의 제약이 없어 구현 가능 디자인을 보다 다양화할 수 있다.
이상에서 설명한 본 문서에 개시된 다양한 실시예의 세라믹 수지 복합체 및 그를 포함하는 전자 장치는 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 문서에 개시된 기술적 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
201 : 지지 부재
201a : 접착제
202a : 접착제
202 : 세라믹 구조체
203 : 수지 접합층
201a : 접착제
202a : 접착제
202 : 세라믹 구조체
203 : 수지 접합층
Claims (20)
- 세라믹 구조체를 포함하는 전자 장치에 있어서,
상기 전자 장치 하우징의 일부분을 형성하는 세라믹 구조체; 및
상기 전자 장치 내부에 배치되어 상기 세라믹 구조체와 연결될 수 있도록 구성된 지지 부재;를 포함하고,
상기 세라믹 구조체와 상기 지지 부재 사이에는 수지 접합층이 배치된 것을 특징으로 하는 세라믹 구조체를 포함하는 전자 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 세라믹 구조체는 상기 전자 장치의 측면 베젤 구조 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 구조체를 포함하는 전자 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 세라믹 구조체는 상기 전자 장치의 후면 플레이트 부분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 구조체를 포함하는 전자 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 세라믹 구조체는 이산화 지르코늄(ZrO2), 이산화 티타늄(TiO2), 산화 알루미늄(Al₂O₃)중 선택된 적어도 하나의 세라믹 분말로부터 소결하여 형성된 구조체인 것을 특징으로 하는 세라믹 구조체를 포함하는 전자 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 수지 접합층은 폴리아미드6(PA6/66; polyamide 6/66), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT; polybutylene terephthalate), 폴리프탈아미드(PPA; polyphthalamide), 폴리페닐렌설파이드(PPS; polyphenylene sulfide), 폴리프로필렌(PP; polypropylene), 폴리에틸렌(PE; polyethylene), 아크릴로나이트릴-부타디엔-스티렌(ABS), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리메틸렌메타클리레이트(PMME; polymethylene metacrylate), 스티렌아크릴로나이트릴(SAN), 폴리스티렌(PS), 폴리염화비닐(PVC) 수지 중에서 선택된 적어도 하나의 소재를 포함하는 열가소성 수지 조성물을 이용하여 형성된 것을 특징으로 하는 세라믹 구조체를 포함하는 전자 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 수지 접합층은 말레익계(Maleic) 첨가제와 실란계(Silane) 첨가제를 포함한 열가소성 수지 조성물을 이용하여 형성된 것을 특징으로 하는 세라믹 구조체를 포함하는 전자 장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 수지 접합층은 상기 세라믹 표면의 적어도 일부에 말레익계(Maleic) 첨가제와 실란계(Silane) 첨가제의 첨가에 의한 계면 결합에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 세라믹 구조체를 포함하는 전자 장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 말레익계 첨가제는 그래프티드(grafted) 말레익 무수물(Maleic anhydride) 유기 화합물로서 하기 화학식 (I) 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
[화학식1]
(I)
상기 식에서,
R은 폴리올레핀(POE; poly olefin), 폴리에틸렌(poly ethylene), 또는 EPDM(ethylene propylene diene monomer) 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 물질을 포함한다.
- 제 6 항에 있어서,
상기 실란계 첨가제는 실란계 유기화합물로서 하기 화학식 (II) 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전자 장치.
[화학식 2]
(II)
상기 식에서,
R1은 Mercapto기, Methacryloxy기, Amino기, Epoxy기, vinyl기 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 물질을 포함하고,
R2은 Methoxy기, Ethoxy기, Dialkoxy, Trialkoxy기 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 물질을 포함한다.
- 제 6 항에 있어서,
상기 열가소성 수지 조성물은 MI: 5~50 g/10min의 유동지수를 갖는 것을 특징으로 하는 세라믹 구조체를 포함하는 전자 장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 수지 접합층은 천연 섬유군, 유기 필러군 또는 무기 필러군 중 어느 1종 또는 2종 이상의 조합으로 이루어진 열가소성 수지 조성물을 이용하여 형성된 것을 특징으로 하는 세라믹 구조체를 포함하는 전자 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 천연 섬유군은, kenaf fiber, hemp fiber, Bampoo fiber, Cellulose Fiber, Wood powder 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 세라믹 구조체를 포함하는 전자 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 유기 필러군은, 탄소 섬유(carbon fiber), graphite fiber, aramide fiber, 탄소 나노튜브 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 세라믹 구조체를 포함하는 전자 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 무기 필러군은, Glass fiber, basalt fiber,
Glass wool, Glass bead, Glass bubble, Talc, Mica, Clay, wollastonite, Calcium carbonate, Mineral whisker, Barium sulfate, Tio2, Slica 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 이루어진 것을 특징으로 하는 세라믹 구조체를 포함하는 전자 장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 수지 접합층은 상기 세라믹 구조체를 금형에 인서트한 후 열가소성 수지를 사출 성형하는 공정을 통해 형성된 전자 장치.
- 세라믹 구조체 및 지지 부재를 마련하는 단계;
상기 세라믹 구조체를 상기 지지 부재 주위로 정렬시키는 단계;및
말레익계 첨가제 및 실란계 첨가제를 포함하는 열 가소성 수지 조성물을 이용하여 상기 세라믹 구조체를 상기 지지 부재에 접합시키기 위한 수지 접합층을 형성하는 단계;를 포함하는 전자 장치의 제조 방법.
- 제 16 항에 있어서,
상기 수지 접합층은, 세라믹 구조체를 금형에 안착시킨 후 상기 열가소성 수지를 사출 성형함으로써 상기 세라믹 구조체와 상기 지지 부재 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 제조 방법.
- 제 17 항에 있어서,
상기 수지 접합층은, 상기 금형의 온도를 80℃이상 ~ 160℃이하로 형성한 상태에서 상기 열가소성 수지를 사출 성형함으로써 상기 세라믹 구조체와 상기 지지 부재 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 제조 방법.
- 제 17 항에 있어서,
상기 세라믹 구조체를 상기 지지 부재 주위로 정렬시키는 단계는,
상기 세라믹 구조체를 사출 금형 주변에 안착시키기 전 또는 후에 기 설정된 온도 이상으로 세라믹 구조체를 가열하는 예열 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 제조 방법.
- 제 19 항에 있어서,
상기 세라믹 구조체를 상기 지지 부재 주위로 정렬시키는 단계는,
상기 세라믹 구조체를 사출 금형 주변에 안착시킨 후 세라믹 표면의 온도를 80℃이상 ~ 300℃이하 온도로 유지하는 온도 유지 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 장치의 제조 방법.
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