KR20240050201A - 배터리 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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KR20240050201A
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김난새
김기대
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 하우징, 상기 하우징 내에 배치된 회로기판, 및 상기 하우징 내에 배치되고, 배터리 보호회로(PCM; protection circuit module) 및, 상기 배터리 보호회로와 상기 회로기판을 전기적으로 연결하는 플렉서블 회로기판을 포함하는 배터리를 포함할 수 있다. 상기 플렉서블 회로기판은, 상기 회로기판과 대면하는 상기 배터리의 측면을 따라 배치된 제1 영역, 및 상기 제1 영역으로부터 상기 회로기판을 향하도록 배치되고, 상기 제1 영역이 연장된 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 연장된 제2 영역을 포함할 수 있다.

Description

배터리 및 이를 포함하는 전자 장치{ELECTRONIC DEVICE COMPRISING BATTERY}
본 개시는 배터리 및 이를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
정보통신 기술과 반도체 기술 등의 눈부신 발전에 힘입어 각종 전자 장치들의 보급과 이용이 급속도로 증가하고 있다. 특히 최근의 전자 장치들은 휴대하고 다니며 통신할 수 있도록 개발되고 있다.
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 있는 것이다. 이러한 전자 장치는 사용자가 편리하게 휴대할 수 있도록 소형화되고 있다.
최근 전자 장치는 소비자들의 증가하는 소비 전력에 따라 빈번하게 배터리 충전이 요구되며, 이에 따라, 전자 장치의 초고속 충전을 위한 다양한 지원을 필요로 하고 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 하우징, 상기 하우징 내에 배치된 회로기판, 및 상기 하우징 내에 배치되고, 배터리 보호회로(PCM; protection circuit module) 및, 상기 배터리 보호회로와 상기 회로기판을 전기적으로 연결하는 플렉서블 회로기판을 포함하는 배터리를 포함할 수 있다. 상기 플렉서블 회로기판은, 상기 회로기판과 대면하는 상기 배터리의 측면을 따라 배치된 제1 영역, 및 상기 제1 영역으로부터 상기 회로기판을 향하도록 배치되고, 상기 제1 영역이 연장된 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 연장된 제2 영역을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 하우징, 상기 하우징 내에 배치된 회로기판, 및 상기 하우징 내에 배치되고, 상기 회로기판과 전기적으로 연결하는 플렉서블 회로기판을 포함하는 배터리를 포함할 수 있다. 상기 플렉서블 회로기판은, 상기 회로기판과 대면하는 상기 배터리의 측면을 따라 배치된 제1 영역, 및 상기 제1 영역으로부터 상기 회로기판을 향하도록 배치되고, 상기 제1 영역이 연장된 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 연장된 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 중첩되지 않도록 배치될 수 있다.
다만, 본 개시에서 해결하고자 하는 과제는 상기 언급된 과제에 한정되는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 전자 장치의 전면을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 도 2에 도시된 전자 장치의 후면을 나타내는 사시도이다.
도 4a는 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 도 2에 도시된 전자 장치의 분리 사시도로서 전면을 나타내는 도면이다.
도 4b는 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 도 2에 도시된 전자 장치의 나타내는 분리 사시도로서 후면을 나타내는 도면이다.
도 5a는 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 플렉서블 회로기판을 포함하는 배터리를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5b는 도 5a에 대한 비교 실시예에 따른, 플렉서블 회로기판을 포함하는 배터리를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5c는 도 5a에 대한 비교 실시예에 따른, 플렉서블 회로기판을 포함하는 배터리를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 하우징 내에 배치된 배터리를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 플렉서블 회로기판을 포함하는 배터리을 전자 장치 후면에서 바라본 도면이다.
도 8은 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 플렉서블 회로기판을 포함하는 배터리을 일측에서 바라본 사시도이다.
도 9는 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 하우징 내에 배치된 플렉서블 회로기판을 포함하는 배터리를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 하우징과 배터리의 플렉서블 회로기판 간의 배치관계를 나타낸 단면도이다.
본 문서에 개시된 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 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. "제 1", "제 2", 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: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 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 회로와 같은 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, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
일 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 수도 있다. 일 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. 일 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 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
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. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 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. 일 실시예에서, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 일 실시예에서, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 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)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일 실시예에 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 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(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(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 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: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(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(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))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(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(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 모듈(150)은, 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 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)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. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀 영역로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(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. 일 실시예에 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)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일 실시예에 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. 일 실시예에 따르면, 연결 단자(178)는, 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(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 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(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 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)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(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)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(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)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(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 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 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 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 제 2 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))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 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. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 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 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(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, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)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.
도 2는 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 전자 장치의 전면을 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 도 2에 도시된 전자 장치의 후면을 나타내는 사시도이다.
도 2 및 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)(예: 도 1의 전자 장치(101))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. 일 실시예(미도시)에서는, 하우징(110)은, 도 2의 제1 면(110A), 도 3의 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. 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. 측면(110C)은, 전면 플레이트(102) 및 후면 플레이트(111)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 구조(또는 "측면 베젤 구조")(118)에 의하여 형성될 수 있다. 일 실시예에서는, 후면 플레이트(111) 및 측면 구조(118)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전면 플레이트(102)는, 가장자리의 적어도 일부에서 후면 플레이트(111) 쪽으로 휘어져 심리스하게(seamless) 연장된 영역(들)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전면 플레이트(102)(또는 후면 플레이트(111))는 후면 플레이트(111)(또는 전면 플레이트(102)) 쪽으로 휘어져 연장된 영역들 중 하나만, 제1 면(110A)의 일측 가장자리에 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전면 플레이트(102) 또는 후면 플레이트(111)는 실질적으로 평판 형상일 수 있으며, 이 경우, 휘어져 연장된 영역을 포함하지 않을 수 있다. 전면 플레이트(102) 또는 후면 플레이트(111)가 휘어져 연장된 영역을 포함하는 경우, 휘어져 연장된 영역이 포함된 부분에서 전자 장치(101)의 두께는 다른 부분의 두께보다 작을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 디스플레이(101), 오디오 모듈(예: 마이크 홀(103), 외부 스피커 홀(107), 통화용 리시버 홀(114)), 센서 모듈(예: 제1 센서 모듈(104), 제2 센서 모듈(미도시), 제3 센서 모듈(119)), 카메라 모듈(예: 제1 카메라 장치(105), 제2 카메라 장치(112), 플래시(113)), 키 입력 장치(117), 발광 소자(106), 및 커넥터 홀(예: 제1 커넥터 홀(108), 제2 커넥터 홀(109)) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 일 실시예에서는, 전자 장치(101)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치(117), 또는 발광 소자(106))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다.
디스플레이(101)는, 예를 들어, 제1 면(110A)(예: 전면 플레이트(102))의 상당 부분을 통하여 화면을 출력하거나 시각적으로 노출될 수 있다. 일 실시예에서는, 상기 제1 면(110A)을 형성하는 전면 플레이트(102)를 통하여 또는 측면(110C)의 일부를 통하여 상기 디스플레이(101)의 적어도 일부가 시각적으로 노출될 수 있다. 일 실시예에서는, 디스플레이(101)의 모서리를 상기 전면 플레이트(102)의 인접한 외곽 형상과 대체로 동일하게 형성할 수 있다. 일 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(101)가 시각적으로 노출되는 면적을 확장하기 위하여, 디스플레이(101)의 외곽과 전면 플레이트(102)의 외곽간의 간격이 대체로 동일하게 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이(101)의 화면 표시 영역의 일부에 리세스 또는 개구부(opening)를 형성하고, 상기 리세스 또는 상기 개구부(opening)와 정렬되는 오디오 모듈(예: 통화용 리시버 홀(114)), 센서 모듈(예: 제1 센서 모듈(104)), 카메라 모듈(예: 제1 카메라 장치(105)), 및 발광 소자(106) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 일 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(101)의 화면 표시 영역의 배면에, 오디오 모듈(예: 통화용 리시버 홀(114)), 센서 모듈(예: 제1 센서 모듈(104)), 카메라 모듈(예: 제1 카메라 장치(105)), 지문 센서(미도시), 및 발광 소자(106) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 일 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.
일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(103, 107, 114)은, 마이크 홀(103) 및 스피커 홀(예: 외부 스피커 홀(107), 통화용 리시버 홀(114))을 포함할 수 있다. 마이크 홀(103)은 외부의 소리를 획득하기 위한 마이크가 내부에 배치될 수 있고, 일 실시예에서는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 복수개의 마이크가 배치될 수 있다. 스피커 홀은, 외부 스피커 홀(107) 및 통화용 리시버 홀(114)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서는 스피커 홀(예: 외부 스피커 홀(107), 통화용 리시버 홀(114))과 마이크 홀(103)이 하나의 홀로 구현 되거나, 스피커 홀(예: 외부 스피커 홀(107), 통화용 리시버 홀(114)) 없이 스피커가 포함될 수 있다(예: 피에조 스피커).
일 실시예에 따르면, 센서 모듈은, 전자 장치(101)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈은, 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)을 포함할 수 있다. 제2 센서 모듈(미도시)(예: 지문 센서)은 하우징(110)의 제1면(110A)(예: 디스플레이(101))뿐만 아니라 제 2면(110B) 또는 측면(110C)에 배치될 수 있다. 전자 장치(101)는, 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(104) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라 모듈은, 전자 장치(101)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(예: 제1 카메라 장치(105), 제2 카메라 장치(112))은, 하나 또는 복수의 렌즈들, 이미지 센서, 및/또는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 플래시(113)는, 예를 들어, 발광 다이오드 또는 제논 램프(xenon lamp)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서는, 1개 이상의 렌즈들(적외선 카메라, 광각 및 망원 렌즈) 및 이미지 센서들이 전자 장치(101)의 한 면에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 플래시(113)는 적외선을 방사할 수 있으며, 플래시(113)에 의해 방사되어 피사체에 의해 반사된 적외선은 제3 센서 모듈(119)를 통해 수신될 수 있다. 전자 장치(101) 또는 전자 장치(101)의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))는 제3 센서 모듈(119)에서 적외선이 수신된 시점에 기반하여 피사체의 심도 정보를 검출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 키 입력 장치(117)는, 하우징(110)의 측면(110C)에 배치될 수 있다. 일 실시예에서는, 전자 장치(101)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. 일 실시예에서, 키 입력 장치는 하우징(110)의 제2 면(110B)에 배치된 센서 모듈을 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(101)의 상태 정보를 광 형태로 제공할 수 있다. 일 실시예에서는, 발광 소자(106)는, 예를 들어, 카메라 모듈(예: 제1 카메라 장치(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(예: 제1 커넥터 홀(108), 제2 커넥터 홀(109))은, 외부 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(1002))와 전력 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 커넥터(예를 들어, USB 커넥터)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 4a는 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 도 2에 도시된 전자 장치의 분리 사시도로서 전면을 나타내는 도면이다.
도 4b는 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 도 2에 도시된 전자 장치의 나타내는 분리 사시도로서 후면을 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 전자 장치(101)(예: 도 1, 도 2 또는 도 3의 전자 장치(101)는, 측면 구조(210), 제1 지지 부재(211)(예: 브라켓), 전면 플레이트(220)(예: 도 2의 전면 플레이트(102)), 디스플레이(230)(예: 도 2 및 도 3의 디스플레이(101)), 인쇄 회로 기판(또는 기판 조립체)(240), 배터리(250), 제2 지지 부재(260)(예: 리어 케이스), 안테나, 카메라 조립체(207) 및 후면 플레이트(280)(예: 도 3의 후면 플레이트(111))를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 제1 지지 부재(211), 또는 제2 지지 부재(260))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나는, 도 2 또는 도 3의 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나와 동일 또는 유사할 수 있으며, 중복되는 설명은 이하 생략한다.
일 실시예에 따르면, 제1 지지 부재(211)는, 전자 장치(101) 내부에 배치되어 측면 구조(210)와 연결될 수 있거나, 측면 구조(210)와 일체로 형성될 수 있다. 제1 지지 부재(211)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 적어도 부분적으로 금속 재질로 형성된 때, 측면 구조(210) 또는 제1 지지 부재(211)의 일부는 안테나로서 기능할 수 있다. 제1 지지 부재(211)는, 일면에 디스플레이(230)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(240)이 결합될 수 있다. 인쇄 회로 기판(240)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.
일 실시예에 따르면, 제1 지지 부재(211)와 측면 구조(210)가 조합되어 전면 케이스(front case) 또는 하우징(201)으로 칭해질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하우징(201)은 대체로 인쇄 회로 기판(240)이나 배터리(250)를 수용, 보호 또는 배치하기 위한 구조물로서 이해될 수 있다. 일 실시예에서, 하우징(201)은 전자 장치(101)의 외관에서 사용자가 시각적으로 또는 촉각적으로 인지할 수 있는 구조물, 예를 들면, 측면 구조(210), 전면 플레이트(220) 및/또는 후면 플레이트(280)를 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 일 실시예에서, '하우징(201)의 전면 또는 후면'이라 함은, 도 2의 제1 면(110A) 또는 도 3의 제2 면(110B)을 의미할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 지지 부재(211)는 전면 플레이트(220)(예: 도 2의 제1 면(110A))와 후면 플레이트(280)(예: 도 3의 제2 면(110B)) 사이에 배치되며, 인쇄 회로 기판(240) 또는 카메라 조립체(207)와 같은 전기/전자 부품을 배치하기 위한 구조물로서 기능할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이(230)는 디스플레이 패널(231)과, 디스플레이 패널(231)로부터 연장된 가요성 인쇄회로 기판(233)을 포함할 수 있다. 가요성 인쇄회로 기판(233)은, 예를 들면, 적어도 부분적으로 디스플레이 패널(231)의 후면에 배치되면서 디스플레이 패널(231)과 전기적으로 연결된 것으로 이해될 수 있다. 일 실시예에서, 참조번호 '231'은 디스플레이 패널의 후면에 배치된 보호 시트로 이해될 수 있다. 예를 들어, 이후의 상세한 설명에서 별도로 구분하지 않는다면 보호 시트는 디스플레이 패널(231)의 일부인 것으로 이해될 수 있다. 일 실시예에서, 보호 시트는 외력을 흡수하는 완충 구조(예: 스펀지와 같은 저밀도 탄성체) 또는 전자기 차폐 구조(예; 구리 시트(CU sheet))로서 기능할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이(230)는 전면 플레이트(220)의 내측면에 배치될 수 있으며, 발광층을 포함함으로써 도 2의 제1 면(110A) 또는 전면 플레이트(220)의 적어도 일부를 통해 화면을 출력할 수 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 디스플레이(230)는 실질적으로 도 2의 제1 면(110A) 또는 전면 플레이트(220)의 전체 면적을 통해 화면을 출력할 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(101)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, 제2 지지 부재(260)는, 예를 들어, 상측 지지 부재(260a)와 하측 지지 부재(260b)를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 상측 지지 부재(260a)는 제1 지지 부재(211)의 일부와 함께 인쇄 회로 기판(240)을 감싸게 배치될 수 있다. 집적회로 칩 형태로 구현된 회로 장치(예: 프로세서, 통신 모듈 또는 메모리)나 각종 전기/전자 부품이 인쇄 회로 기판(240)에 배치될 수 있으며, 실시예에 따라, 인쇄 회로 기판(240)은 상측 지지 부재(260a)로부터 전자기 차폐 환경을 제공받을 수 있다. 일 실시예에서, 하측 지지 부재(260b)는 스피커 모듈, 인터페이스(예: USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터)와 같은 전기/전자 부품을 배치할 수 있는 구조물로서 활용될 수 있다. 일 실시예에서는, 도시되지 않은 추가의 인쇄 회로 기판에 스피커 모듈, 인터페이스(예: USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터)와 같은 전기/전자 부품이 배치될 수 있다. 이 경우, 하측 지지 부재(260b)는 제1 지지 부재(211)의 다른 일부와 함께 추가의 인쇄 회로 기판을 감싸게 배치될 수 있다. 도시되지 않은 추가의 인쇄 회로 기판 또는 하측 지지 부재(260b)에 배치된 스피커 모듈이나 인터페이스는 도 2의 오디오 모듈(예: 마이크 홀(103) 또는 스피커 홀(예: 외부 스피커 홀(107), 통화용 리시버 홀(114))) 또는 커넥터 홀(예: 제1 커넥터 홀(108), 제2 커넥터 홀(109))에 상응하게 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(207) 또는 커넥터 홀(108, 109)에 상응하게 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리(250)는 전자 장치(101)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(250)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(240)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(250)는 전자 장치(101) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(101)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 제1 지지 부재(211) 내에서, 인쇄 회로 기판(240)과 이격된 별도의 서브 회로 기판(290)을 더 포함할 수 있다. 서브 회로 기판(290)은 연결 플렉서블 기판 또는 케이블과 같은 연결 부재를 통해 인쇄 회로 기판(240)과 전기적으로 연결될 수 있다. 서브 회로 기판(290)은 배터리(289) 또는 스피커, USB 커넥터, 안테나 커넥터 및/또는 심소켓과 같이, 전자 장치(101)의 단부 영역에 배치된 전기 부품들과 전기적으로 연결되어, 신호 및 전력을 전달할 수 있다.
도시되지는 않지만, 안테나는, 예를 들면, 레이저 다이렉트 스트럭처링(laser direct structuring) 공법을 통해 제2 지지 부재(260)의 표면에 구현된 도전체 패턴을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 안테나는 박막 필름의 표면에 형성된 인쇄 회로 패턴을 포함할 수 있으며, 박막 필름 형태의 안테나는 후면 플레이트(280)와 배터리(250) 사이에 배치될 수 있다. 안테나는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 안테나는, 예를 들어, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다. 일 실시예에서는, 측면 구조(210) 및/또는 상기 제1 지지 부재(211)의 일부 또는 그 조합에 의하여 다른 안테나 구조가 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라 조립체(207)는 적어도 하나의 카메라 모듈을 포함할 수 있다. 전자 장치(101)의 내부에서 카메라 조립체(207)는 광학 홀 또는 카메라 윈도우(212, 213, 219)를 통해 입사된 빛의 적어도 일부를 수신할 수 있다. 일 실시예에서, 카메라 조립체(207)는 인쇄 회로 기판(240)에 인접하는 위치에서, 제1 지지 부재(211)에 배치될 수 있다. 한 실시예에서, 카메라 조립체(207)의 카메라 모듈(들)은 대체로 카메라 윈도우(212, 213, 219)들 중 어느 하나와 정렬될 수 있으며, 적어도 부분적으로 제2 지지 부재(260)(예: 상측 지지 부재(260a))에 감싸질 수 있다.
이하, 배터리(250)의 구조에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 5a는 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 플렉서블 회로기판을 포함하는 배터리를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5b는 도 5a에 대한 비교 실시예에 따른, 플렉서블 회로기판을 포함하는 배터리를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 5c는 도 5a에 대한 비교 실시예에 따른, 플렉서블 회로기판을 포함하는 배터리를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 하우징 내에 배치된 배터리를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 플렉서블 회로기판을 포함하는 배터리을 전자 장치 후면에서 바라본 도면이다.
도 8은 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 플렉서블 회로기판을 포함하는 배터리을 일측에서 바라본 사시도이다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 하우징(201), 하우징(201) 내에 배치된 메인 회로기판(301)(예: 도 4a, 도 4b의 인쇄 회로 기판(240)) 및 배터리(250)를 포함할 수 있다. 하우징(201)은 제1 지지 부재(211)와 측면 구조(210)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 지지 부재(211)와 측면 구조(210)가 조합되어 전면 케이스(front case) 또는 하우징(201)으로 칭해질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 지지 부재(211)는 제1 부분(P1) 및 제1 부분(P1)으로 연장된 제2 부분(P2)을 포함하고, 메인 회로기판(301) 및 배터리(250)를 수용하고 지지할 수 있다. 예를 들어, 제1 지지 부재(211)의 제1 부분(P1)에는 메인 회로기판(301)이 배치되고, 제2 부분(P2)에는 배터리(250)가 배치될 수 있다.
도 5a, 도 6, 도 7, 도 8의 배터리(250), 및 도 6의 하우징(201), 메인 회로기판(301)은, 도 4a, 도 4b의 배터리(250), 하우징(201), 인쇄 회로 기판(240)과 일부 또는 전부가 동일할 수 있다. 도 5a, 도 6, 도 7, 도 8의 구조는 도 4a, 도 4b의 구조와 선택적으로 결합 가능할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리(250)는 전자 장치(101)의 제1 지지 부재(211)(예: 브라켓)에 형성된 안착 홈에 실장될 수 있다. 배터리(250)는 배터리 셀(251), 배터리 보호회로(252)(예: PCM; protection circuit module), 및 플렉서블 회로기판(300)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리 셀(251)은 전극 조립체로서, 음극 시트, 양극 시트 및 적어도 하나의 분리막을 포함할 수 있다. 또 다른 예로, 배터리(250)는 상기 전극 조립체를 수납하는 파우치를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 배터리 셀(251)는 권취형 구조일 수 있으며, 상기 적어도 하나의 분리막을 기준으로 일면에는 음극 시트가 배치되고, 타면에는 양극 시트가 배치될 수 있다. 상기 음극 시트, 적어도 하나의 분리막 및 양극 시트는 함께 롤 형상으로 권취(wrap)될 수 있다. 예를 들어, 배터리 셀(251)은 가역적으로 휘어질 수 있는 플렉서블 젤리 롤(jelly role) 타입의 2차 전지일 수 있으며, 상기 젤리 롤 타입의 2차 전지는 상기 음극 시트, 양극 시트 및 음극 시트와 양극 시트 사이에 개재된 적어도 하나의 분리막이 적층되어 젤리 롤 형태로 권취함으로써 제조될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리 셀(251) 또는 배터리(250)의 일면은 상기 안착 홈의 형상과 대응되는 편평한 직사각형 형상으로 제공될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리 셀(251)의 상기 음극 시트 및 양극 시트는 서로 대응되는 형상으로 대면 배치될 수 있으며, 상기 음극 시트의 일측에는 외부로 돌출 배치된 음극 탭(253b)이 마련되고, 상기 양극 시트의 일측에는 외부로 돌출 배치된 양극 탭(253a)이 마련될 수 있다. 예를 들어, 음극 탭(253b) 및/또는 양극 탭(253a)는 메인 회로기판(301)을 향해 돌출 형성될 수 있다. 음극 탭(253b) 및 양극 탭(253a)은 서로 대응되는 길이로 돌출되고, 이격 배치된 형태로 대면할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리 보호회로(252)는 배터리 셀(251)의 일측에 배치되고, 배터리 셀(251)로부터 돌출 형성된 음극 탭(253b) 및 양극 탭(253a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 배터리 보호회로(252)는 배터리 셀(251)의 상측면(예: 메인 회로기판(301)을 향하는 면)을 따라 연장 형성될 수 있다. 배터리 보호회로(252)는 배터리 셀(251) 내부를 제어하고 보호하기 위한 모듈로서, 배터리 셀(251)의 과충전 및/또는 과방전을 방지할 수 있다. 배터리 보호회로(252)는 전자 장치(101)의 후면(예: -Z축 방향의 일면)을 향하는 제1 면(252a), 전자 장치(101)의 전면(예: +Z축 방향의 일면)을 향하는 제2 면(252b), 및 메인 회로기판(301)을 향하는 측면(252c)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 플렉서블 회로기판(300)은 배터리 보호회로(252)(또는 배터리 셀(251)) 일측에 배치되고, 배터리 보호회로(252)(또는 배터리 셀(251))와 메인 회로기판(301)을 전기적으로 연결할 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 회로기판(300)의 적어도 일부는 배터리 보호회로(252)와 메인 회로기판(301) 사이에 위치할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 플렉서블 회로기판(300)은 제1 단부(330a), 제1 영역(310), 제2 영역(320), 및 제2 단부(330b)를 포함할 수 있다. 제1 영역(310)은 메인 회로기판(301)과 대면하는 배터리(250)(예: 배터리 보호회로(252))의 측면을 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(310)은 배터리 보호회로(252)의 측면(252c)과 접촉될 수 있고, 제1 방향(예: X축 방향)을 따라 연장될 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(310)은 배터리 보호회로(252)의 측면(252c)과 이격될 수 있고, 제1 방향(예: X축 방향)을 따라 연장될 수 있다. 제2 영역(320)은 제1 영역(310)으로부터 메인 회로기판(301)을 향하도록 배치되고, 제1 방향(예: X축 방향)과 상이한 제2 방향(예: Y축 방향)으로 연장 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 플렉서블 회로기판(300)의 제1 단부(330a)는 제1 영역(310)의 일단으로부터 연장되고, 배터리 보호회로(252)와 전기적 연결을 위해 접촉할 수 있다. 제1 단부(330a)는 배터리 보호회로(252)의 제1 면(252a)의 일부분과 중첩 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 플렉서블 회로기판(300)의 제1 단부(330a)는 배터리 보호회로(252)의 제1 면(252a)의 중심 영역에 위치하여, 메인 회로기판(301)을 향하도록 연장될 수 있다. 예를 들어, 제1 단부(330a)는 배터리 셀(251)의 양극 탭(253a) 및 음극 탭(253b) 사이에 위치하고, 제1 단부(330a)로부터 연장된 제1 영역(310)의 적어도 일부도 배터리 셀(251)의 양극 탭(253a) 및 음극 탭(253b) 사이에 위치할 수 있다.(이하, 전면 인출 구조)
일 실시예에 따르면, 플렉서블 회로기판(300)의 제2 단부(330b)는 제2 영역(320)의 일단으로부터 연장되고, 메인 회로기판(301)과 전기적 연결을 위해 접촉할 수 있다. 제2 단부(330b)는 메인 회로기판(301)의 일면(예: -Z축을 향하는 일면)의 일부분과 중첩 배치될 수 있다. 제2 단부(330b)는 메인 회로기판(301)과 결합되어 전기적으로 연결되도록 연결 부재가 배치될 수 있다. 연결 부재는, 예를 들어, Con to Con 커넥터, 클립 타입 커넥터, 동축 케이블 커넥터, 또는 인터포저 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 플렉서블 회로기판(300)의 제1 영역(310) 및 제2 영역(320)은 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(310)이 연장된 제1 방향(예: X축 방향)과 제2 영역(320)이 연장된 제2 방향(예: Y축 방향)은 실질적으로 수직일 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(310)이 연장된 제1 방향(예: X축 방향)과 제2 영역(320)이 연장된 제2 방향(예: Y축 방향)은 대략 90도 이상일 수 있다. 다만, 이에 한정된 것은 아니며, 서로 중첩되지 않는(예: 플렉서블 회로기판(300)이 대략 180도 벤딩되지 않는) 다양한 형상으로 설계 변형될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 플렉서블 회로기판(300)의 제1 영역(310)은 +X축 방향을 따라 연장되거나 -X축 방향을 따라 연장될 수 있다. 상기 전면 인출 구조에 따라, 제1 단부(330a)는 배터리 셀(251)의 양극 탭(253a) 및 음극 탭(253b) 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 제1 단부(330a)와 배터리 보호회로(252)를 연결하는 솔더 패드(solder pad)가 배터리 중심 부근(예: 양극 탭(253a) 및 음극 탭(253b) 사이)에 위치함에 따라, 제1 단부(330a)로부터 연장된 제1 영역(310)은 설계 변경을 통하여, -X축 방향 또는 +X축 방향을 따라 형성할 수 있다.
일반적으로(예: 비교 실시예 도 5b 참조), 배터리의 플렉서블 회로기판은 배터리의 측면에서 인출되는 구조(이하, 측면 인출 구조)로 형성될 경우, 플렉서블 회로기판 및 배터리 보호회로를 연결하는 솔더 패드(solder pad) 또한, 배터리 측면에 배치된 구조일 수 있다. 이 경우, 배터리 모델에 따라 플렉서블 회로기판의 배선 길이가 상이하게 설계해야하며, 배선 길이가 변경(예: 길어짐)에 따라 직류 저항이 증가할 수 있어, 재료비 상승 및 설계 공정의 불편함이 발생할 수 있다. 본 개시에 따른 플렉서블 회로기판(300; 300a)의 상기 전면 인출 구조는 플렉서블 회로기판(300)의 일부 구조만 변경하여 다양한 배터리 모델에 적용할 수 있어 배터리 부품 공용화를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 플렉서블 회로기판(300)의 제1 영역(310)은 제2 영역(320)보다 큰 면적으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 배터리 보호회로(252)의 측면(252c)을 따라 연장된 제1 영역(310)은 배터리 보호회로(252)와 메인 회로기판(301)의 이격 거리만큼 연장된 제2 영역(320) 보다 대략 2배 내지 4배의 면적을 가질 수 있다.
일반적으로, 배터리(250)는 고속 충전 중 충전 배선의 저항 성분으로 인해 높은 열이 발생할 수 있다. 예를 들어, 배터리 보호회로(252) 및 배터리(250)의 플렉서블 회로기판(300)에서 높은 열이 생성되며, 플렉서블 회로기판(300)이 하우징(201)(예: 도 9b의 후면 플레이트(280))과 접촉하거나 인접하게 배치되면, 전자 장치의 표면 온도가 높아질 수 있다.
일 실시예(도 5a 참조)에 따르면, 비교 실시예(도 5b, 5c 참조)와 대비하여, 플렉서블 회로기판(300)이 중첩되지 않도록 설계함에 따라, 배터리(250) 및 그 주변(예: 전자 장치(101)의 표면)에서 발생하는 열을 줄일 수 있다. 비교 실시예에서, 도 5b의 플렉서블 회로기판(303)의 A 영역은 서로 중첩된 기판 영역이 존재함에 따라, 많은 열이 생성될 수 있다. 예를 들어, 고속 충전시 도 5b의 플렉서블 회로기판(303)의 충전 배선에 흐르는 전류가 대략 9A일‹š, 상기 A 영역은 중첩된 충전 배선들에 의해 대략 18A의 전류가 발생될 수 있다. 상기 비교 실시예와 달리, 일 실시예에 따른 도 5a의 플렉서블 회로기판(300)은 제1 영역(310) 및 제1 영역(310)과 상이한 방향으로 연장된 제2 영역(320)을 포함하며, 플렉서블 회로기판(300)의 전 영역에서 중첩 영역이 발생하지 않도록 설계할 수 있다. 이에 따라, 열원의 분산에 따른 발열 성능을 개선할 수 있다.
일 실시예(도 5a 참조)에 따르면, 비교 실시예(도 5b 참조)와 대비하여, 플렉서블 회로기판(300)과 다른 열원(예: 배터리 보호회로(252)) 간 서로 중첩되는 영역을 줄이도록 설계할 수 있다. 이에 따라, 배터리(250) 및 그 주변에서 발생하는 열을 줄일 수 있다. 비교 실시예에서, 도 5b의 플렉서블 회로기판(303)의 B 영역은 주요 열원 중 하나인 배터리 보호회로(252)와 접촉하는 면적이, 도 5a의 플렉서블 회로기판(300)에 비하여 상대적으로 크도록 배치되어 있다. 도 5b의 플렉서블 회로기판(303)의 B 영역은 배터리 보호회로(252)와 중첩됨에 따라, 많은 열이 생성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도 5a의 플렉서블 회로기판(300)은 제1 영역(310)이 배터리 보호회로(252)의 측면(252c)과 접촉하지만, 제1 영역(310)의 면적이 도 5b의 플렉서블 회로기판(303)의 B 영역과 비교하여 대략 1/2 내지 3/4 적도록 설계함에 따라, 열원의 분산에 의해 발열 성능을 개선할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 5a의 플렉서블 회로기판(300)은 제1 단부(330a)가 -Z축 방향을 향하는 면적이 도 5b의 플렉서블 회로기판(303)의 B 영역과 비교하여 상대적으로 적게 설계될 수 있다. 이에 따라, -Z축 방향을 향해 배치된 하우징(예: 도 4b의 후면 플레이트(280))과 플렉서블 회로기판(300) 간의 중첩 면적이 적게 제공되고, 이는 전자 장치의 표면 온도의 상승을 제한할 수 있다. 일 실시예(도 5a 참조)에 따르면, 비교 실시예(도 5b 참조)와 대비하여, 플렉서블 회로기판(300)의 길이를 감소시킴에 따라, 배터리(250) 및 그 주변에서 발생하는 열을 줄일 수 있다. 비교 실시예에서, 도 5b의 플렉서블 회로기판(303)은 도 5a의 플렉서블 회로기판(300)에 비하여 상대적으로 긴 길이를 가지도록 배치되어 있다. 플렉서블 회로기판은 길이가 길어질수록 직류 저항(DCR)이 증가하고 파워 로스 증가로 인해 플렉서블 회로기판의 발열이 커질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도 5a의 플렉서블 회로기판(300)의 길이는 도 5b의 플렉서블 회로기판(303)의 길이와 비교하여 대략 1/2 이하로 설계함에 따라, 회로기판 자체의 발열 감소에 의해 발열 성능을 개선할 수 있다.
일 실시예(도 5a 참조)에 따르면, 비교 실시예(도 5c 참조)와 대비하여, 플렉서블 회로기판(300)의 벤딩 각도를 줄임에 따라 증가된 레이어를 가진 회로기판을 제공할 수 있다. 일반적으로, 45W 이상의 초고속 충전을 위해서는 배터리의 최대 충전 전류(max charge current)를 10A 이상으로 설계해야 하는데, 이를 위해서는 플렉서블 회로기판의 폭을 확장하거나, 기판의 레이어를 2 레이어에서 3 레이어 이상(예: 4 레이어(layer))로 늘려야 한다. 비교 실시예에서, 도 5c의 플렉서블 회로기판(304)의 C 영역은 서로 중첩된 기판 구성(예: 일부 영역이 대면하도록 벤딩된 구성)에 의해, 급격하게 꺽인 회로기판의 형상으로, 3층 이상의 적층 레이어를 제공하기 어려우며 초고속 충전을 위한 배선을 형성할 수 없다. 일 실시예에 따르면, 도 5a의 플렉서블 회로기판(300)의 제1 방향(예: X축 방향)으로 연장된 제1 영역(310)과 제2 방향(예: Y축 방향)으로 연장된 제2 영역(320)은 실질적으로 수직으로 형성되거나 90도 이상의 벤딩 각도로 형성될 수 있다. 급격하게 꺽이지 않는 플렉서블 회로기판(300)의 구성에 의해, 레이어 수 설계에 자유로우며 고속 충전이 가능한 3 레이어 이상(예: 4 레이어(layer))의 회로기판을 형성할 수 있다. 다만, 본 개시에 따른 플렉서블 회로기판(300)은 3 레이어 이상으로 설계로 한정되지 않으며, 15W/25W 충전을 위한 2 레이어의 설계를 통해 배터리 충전 경로를 제공할 수 있다.
도 9는 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 하우징 내에 배치된 플렉서블 회로기판을 포함하는 배터리를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른, 하우징과 배터리의 플렉서블 회로기판 간의 배치관계를 나타낸 단면도이다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 하우징(예: 도 6의 하우징(201)), 하우징 내에 배치된 메인 회로기판(301)(예: 도 4a, 도 4b의 인쇄 회로 기판(240)) 및 배터리(250)를 포함할 수 있다. 하우징(201)은 전면 플레이트(220)(예: 도 2의 전면 플레이트(102)), 후면 플레이트(280)(예: 도 3의 후면 플레이트(111)), 제1 지지 부재(210) 및 제2 지지 부재(260)(예: 브라켓)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 지지 부재(211)는 제1 부분(P1) 및 제1 부분(P1)으로 연장된 제2 부분(P2)을 포함하고 메인 회로기판(301) 및 배터리(250)를 수용하고 지지할 수 있다. 예를 들어, 제1 지지 부재(211)의 제1 부분(P1)에는 메인 회로기판(301)이 배치되고, 제2 부분(P2)에는 배터리(250)가 배치될 수 있다.
도 9, 도 10의 하우징(201), 메인 회로기판(301), 및 배터리(250)는 도 5a, 도 6, 도 7, 도 8의 하우징(201), 메인 회로기판(301), 및 배터리(250)와 일부 또는 전부가 동일할 수 있다. 도 9, 도 10의 구조는 도 5a, 도 6, 도 7, 도 8의 구조와 선택적으로 결합 가능할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(250)는 배터리 셀(251), 배터리 보호회로(252)(예: PCM; protection circuit module), 및 플렉서블 회로기판(300)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리 보호회로(252)는 배터리 셀(251)의 일측에 배치되고, 배터리 셀(251)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 배터리 보호회로(252)는 배터리 셀(251)의 상측면(예: 메인 회로기판(301)을 향하는 면)을 따라 연장 형성될 수 있다. 배터리 보호회로(252)는 전자 장치(101)의 후면(예: -Z축 방향의 일면)을 향하는 제1 면(252a), 전자 장치(101)의 전면(예: +Z축 방향의 일면)을 향하는 제2 면(252b), 및 메인 회로기판(301)을 향하는 측면(252c)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 플렉서블 회로기판(300)은 제1 단부(330a), 제1 영역(310), 제2 영역(320), 및 제2 단부(330b)를 포함할 수 있다. 제1 영역(310)은 메인 회로기판(301)과 대면하는 배터리(250)(예: 배터리 보호회로(252))의 측면을 따라 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(310)은 배터리 보호회로(252)의 측면(252c)과 접촉되고, 제1 방향(예: X축 방향)을 따라 연장될 수 있다. 제2 영역(320)은 제1 영역(310)으로부터 메인 회로기판(301)을 향하도록 배치되고, 제1 방향(예: X축 방향)과 상이한 제2 방향(예: Y축 방향)으로 연장 배치될 수 있다.
일반적으로, 배터리(250)의 배터리 보호회로(252) 및 플렉서블 회로기판(300)에서 높은 열이 생성되며, 플렉서블 회로기판(300)이 하우징(201)(예: 후면 플레이트(280))과 접촉시, 전자 장치의 표면 온도가 높아질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리(250)의 플렉서블 회로기판(300)은 후면 플레이트(280)와 적게 중첩되도록 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(250)의 플렉서블 회로기판(300)은 후면 플레이트(280)와 접촉되지 않도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 회로기판(300)의 제1 영역(310)은 플렉서블 회로기판(300)의 상당 부분의 면적(예를 들어, 절반 정도)을 차지하며, 제1 영역(310)은 전체적으로 후면 플레이트(280)와 적게 중첩되거나 이격 배치될 수 있다. 플렉서블 회로기판(300)의 제2 영역(320) 도 후면 플레이트(280)와 적게 중첩되거나 이격 배치될 수 있다. 제1 영역(310)은 제2 영역(320) 및 다른 부분(예: 제1 단부(330a), 제2 단부(330b))과 비교하여, 후면 플레이트(280)로부터 상대적으로 먼 거리로 이격 배치될 수 있다. 플렉서블 회로기판(300)이 후면 플레이트(280)와 적게 중첩되거나 접촉하지 않고, 배터리 보호회로(252)의 측면(252c)을 따라 배치되어 전자 장치의 전체적인 표면 발열을 감소시킬 수 있다.
일반적으로, 배터리(250)의 배터리 보호회로(252) 및 플렉서블 회로기판(300)에서 높은 열이 생성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 배터리(250)의 플렉서블 회로기판(300)의 적어도 일부는 하우징(201)의 제1 지지 부재(210)와 접촉 배치함에 따라, 플렉서블 회로기판(300)에서 발생된 열을 전자 장치 내부에 전체적으로 확산시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 지지 부재(211)는 메인 회로기판(301)이 배치되는 제1 부분(P1), 및 배터리(250)이 배치되는 제2 부분(P2)을 포함할 수 있다. 제2 부분(P2)은 배터리(250)가 안착하는 지지면(211a) 및 지지면(211a)에 실질적으로 수직 방향으로 연장되고, 배터리(250)의 적어도 일부를 감싸도록 형성된 격벽(211b)을 포함할 수 있다. 격벽(211b)은 배터리(250)와 메인 회로기판(301)을 분리하기 위한 리브 구조일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 플렉서블 회로기판(300)의 적어도 일부는 제1 지지 부재(211)의 지지면(211a) 및/또는 격벽(211b)에 접촉 배치될 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 회로기판(300)의 제1 영역(310)의 일측(예: 제1 영역(310)의 가장자리)은 지지면(211a)과 선접촉(C) 하도록 배치되어, 플렉서블 회로기판(300)의 열이 제1 지지 부재(211)를 통해 전자 장치에 전체적으로 확산되도록 열 전달 경로를 제공할 수 있다. 플렉서블 회로기판(300)의 제1 영역(310)의 일면(예: 메인 회로기판(301)을 향하는 제1 영역(310)의 일면)은 격벽(211b)과 면접촉(D) 하도록 배치되어, 플렉서블 회로기판(300)의 열이 제1 지지 부재(211)를 통해 전자 장치에 전체적으로 확산되도록 열 전달 경로를 제공할 수 있다.
휴대용 전자 장치는 배터리, 및 메인 회로기판을 포함하고, 배터리는 배터리 셀과 메인 회로기판을 전기적으로 연결하기 위한 플렉서블 회로기판을 포함할 수 있다.
일반적으로, 배터리의 (초)고속 충전 중, 플렉서블 회로기판 내 충전 배선의 저항 성분으로 인하여 높은 열이 발생할 수 있으며, 플렉서블 회로기판이 중첩 배치되거나 전자 장치의 외장재와 밀착되는 구조를 가질 경우, 전자 장치의 표면 온도가 높게 상승할 수 있다. 상기 구조에서 발열을 감소시키기 위해, 배터리의 플렉서블 회로기판 위에 방열 소재를 적용할 수 있으나, 재료비 상승이 발생하고 실질적으로 전자 장치 표면 온도 저하에 큰 도움을 줄 수 없다.
본 문서에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 문서에 기재된 일 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 전자 장치 내 배터리의 플렉서블 회로기판의 구조를 설계 변경하여, 배터리에서 발생하는 열이 전자 장치 표면의 일 부분에 집중하지 않도록(예: hot spot이 발생하지 않도록) 할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 배터리의 플렉서블 회로기판이 전체적으로 중첩되지 않도록 형성하거나 배터리 보호회로(PCM; protection circuit module)와 중첩되는 영역을 감소시킴에 따라, 배터리의 및 인접 영역에서 발생하는 온도 상승을 억제할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 배터리의 플렉서블 회로기판이 전자 장치의 외장재와 이격되도록 배치하여 배터리의 및 인접 영역에서 발생하는 온도 상승을 억제할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 배터리의 플렉서블 회로기판의 길이를 줄임에 따라 직류 저항을 감소시키고, 배터리의 및 인접 영역에서 발생하는 온도 상승을 억제할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 배터리의 플렉서블 회로기판의 벤딩 각도를 줄임에 따라, 레이어 수를 증가시켜 고속 충전에 유리한 설계를 제공할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 배터리의 플렉서블 회로기판을 전자 장치 내부 지지 부재와 접촉 배치함에 따라, 열의 확산을 증가시킬 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 배터리의 플렉서블 회로기판이 배터리 보호회로 측면이 아닌 중심 부근으로부터 인출되도록 형성하여, 배터리 커넥터 위치가 상이한 다양한 모델에 적용 가능하도록 공용화할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 본 문서에 기재된 일 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 하우징(201), 상기 하우징 내에 배치된 회로기판(도 4a, 4b의 240; 도 6의 301), 및 상기 하우징 내에 배치되고, 배터리 보호회로(252)(PCM; protection circuit module) 및, 상기 배터리 보호회로와 상기 회로기판을 전기적으로 연결하는 플렉서블 회로기판(300)을 포함하는 배터리(250)를 포함할 수 있다. 상기 플렉서블 회로기판은, 상기 회로기판과 대면하는 상기 배터리의 측면을 따라 배치된 제1 영역(310), 및 상기 제1 영역으로부터 상기 회로기판을 향하도록 배치되고, 상기 제1 영역이 연장된 제1 방향(X축 방향)과 상이한 제2 방향(Y축 방향)으로 연장된 제2 영역(320)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역(310)은 상기 배터리 보호회로(252)의 측면(252c) 위에서 연장되고, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 중첩되지 않도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역(310)은 상기 보호회로(252)의 측면(252c)과 이격되고, 상기 회로기판의 적어도 일부와 중첩 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 배터리(250)는, 배터리 셀(251) 및 상기 배터리 셀로부터 상기 회로기판 방향으로 돌출 형성된 양극 탭(253a) 및 음극 탭(253b)을 더 포함할 수 있다. 상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역의 적어도 일부는 상기 양극 탭 및 상기 음극 탭 사이에 위치할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 플렉서블 회로기판(300)은, 양단부를 형성하는 제1 단부(330a) 및 제2 단부(330b)를 포함할 수 있다. 상기 제1 단부는 상기 제1 영역의 일단으로부터 연장되고, 상기 배터리 보호회로와 전기적으로 연결되도록 중첩 배치되고, 상기 제2 단부는 상기 제2 영역으로 일단으로부터 연장되고, 상기 회로기판과 전기적으로 연결되도록 중첩 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 배터리(250)는, 배터리 셀(251) 및 상기 배터리 셀로부터 상기 회로기판 방향으로 돌출 형성된 양극 탭(253a) 및 음극 탭(253b)을 더 포함하고, 상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 단부 및 상기 제1 영역의 적어도 일부는 상기 양극 탭 및 상기 음극 탭 사이에 위치할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 하우징은 전면 플레이트(220), 및 후면 플레이트(280)를 포함할 수 있다. 상기 플렉서블 회로기판은 상기 전면 플레이트 또는 상기 후면 플레이트와 이격 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 배터리 보호회로는 상기 전자 장치의 후면을 향하는 제1 면(252a), 및 상기 제1 면과 수직이며, 회로기판을 향하는 측면(252c)을 포함할 수 있다. 상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역이 향하는 방향은 상기 후면 플레이트와 실질적으로 수직인 방향으로 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 하우징은 상기 배터리 및 상기 회로기판에 실장되는 공간을 제공하는 지지 부재(211)를 포함하고, 상기 지지 부재의 적어도 일부는 상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역과 접촉 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 지지 부재는 상기 배터리를 지지하기 위한 지지면(211a) 및 상기 지지면에 실질적으로 수직 방향으로 연장되고, 상기 배터리의 적어도 일부를 감싸도록 형성된 격벽(211b)을 포함할 수 있다. 상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역의 일측은 상기 지지면과 선접촉하도록 배치되어, 상기 플렉서블 회로기판의 열이 상기 지지 부재로 전달되도록 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역의 일면은 상기 격벽과 면접촉하도록 배치되어, 상기 플렉서블 회로기판의 열이 상기 지지부재로 전달되도록 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역은 적어도 3개의 기판 레이어로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역은 상기 회로기판 및 상기 배터리 보호회로 사이에 배치되고, 상기 플렉서블 회로기판의 상기 제2 영역의 적어도 일부는 상기 회로기판과 중첩 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역이 연장된 상기 제1 방향과 상기 제2 영역이 연장된 상기 제2 방향은 90도 이상일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역이 연장된 상기 제1 방향과 상기 제2 영역이 연장된 상기 제2 방향은 실질적으로 수직일 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 하우징(201), 상기 하우징 내에 배치된 회로기판(도 4a, 4b의 240; 도 6의 301), 및 상기 하우징 내에 배치되고, 상기 회로기판과 전기적으로 연결하는 플렉서블 회로기판(300)을 포함하는 배터리(250)를 포함할 수 있다. 상기 플렉서블 회로기판은, 상기 회로기판과 대면하는 상기 배터리의 측면을 따라 배치된 제1 영역(310), 및 상기 제1 영역으로부터 상기 회로기판을 향하도록 배치되고, 상기 제1 영역이 연장된 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 연장된 제2 영역(320)을 포함하고, 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 중첩되지 않도록 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역(310)은 상기 배터리 보호회로(252)의 측면(252c) 상에서 연장될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 플렉서블 회로기판(300)은, 양단부를 형성하는 제1 단부(330a) 및 제2 단부(330b)를 포함할 수 있다. 상기 제1 단부는 상기 제1 영역의 일단으로부터 연장되고, 상기 배터리 보호회로와 전기적으로 연결되도록 중첩 배치되고, 상기 제2 단부는 상기 제2 영역으로 일단으로부터 연장되고, 상기 회로기판과 전기적으로 연결되도록 중첩 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 배터리(250)는, 배터리 셀(251) 및 상기 배터리 셀로부터 상기 회로기판 방향으로 돌출 형성된 양극 탭(253a) 및 음극 탭(253b)을 더 포함하고, 상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 단부 및 상기 제1 영역의 적어도 일부는 상기 양극 탭 및 상기 음극 탭 사이에 위치할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 하우징은 전면 플레이트(220), 및 후면 플레이트(280)를 포함하고, 상기 플렉서블 회로기판은 상기 전면 플레이트 또는 상기 후면 플레이트와 이격 배치될 수 있다.
101: 전자 장치
201: 하우징
301: 회로 기판
250: 배터리
251: 배터리 셀
452: 배터리 보호회로
300: 플렉서블 회로기판
310: 제1 영역
320: 제2 영역

Claims (20)

  1. 전자 장치(101)에 있어서,
    하우징(201);
    상기 하우징 내에 배치된 회로기판(도 4a, 4b의 240; 도 6의 301); 및
    상기 하우징 내에 배치되고, 배터리 보호회로(252)(PCM; protection circuit module) 및, 상기 배터리 보호회로와 상기 회로기판을 전기적으로 연결하는 플렉서블 회로기판(300)을 포함하는 배터리(250)를 포함하고,
    상기 플렉서블 회로기판은,
    상기 회로기판과 대면하는 상기 배터리의 측면을 따라 배치된 제1 영역(310), 및
    상기 제1 영역으로부터 상기 회로기판을 향하도록 배치되고, 상기 제1 영역이 연장된 제1 방향(X축 방향)과 상이한 제2 방향(Y축 방향)으로 연장된 제2 영역(320)을 포함하는 전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역(310)은 상기 배터리 보호회로(252)의 측면(252c) 위에서 연장되고,
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 중첩되지 않도록 배치된 전자 장치.
  3. 제1 항 및 제2 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역(310)은 상기 보호회로(252)의 측면(252c)과 이격되고, 상기 회로기판의 적어도 일부와 중첩 배치된 전자 장치.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배터리(250)는, 배터리 셀(251) 및 상기 배터리 셀로부터 상기 회로기판 방향으로 돌출 형성된 양극 탭(253a) 및 음극 탭(253b)을 더 포함하고,
    상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역의 적어도 일부는 상기 양극 탭 및 상기 음극 탭 사이에 위치한 전자 장치.
  5. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플렉서블 회로기판(300)은, 양단부를 형성하는 제1 단부(330a) 및 제2 단부(330b)를 포함하고,
    상기 제1 단부는 상기 제1 영역의 일단으로부터 연장되고, 상기 배터리 보호회로와 전기적으로 연결되도록 중첩 배치되고,
    상기 제2 단부는 상기 제2 영역으로 일단으로부터 연장되고, 상기 회로기판과 전기적으로 연결되도록 중첩 배치된 전자 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 배터리(250)는, 배터리 셀(251) 및 상기 배터리 셀로부터 상기 회로기판 방향으로 돌출 형성된 양극 탭(253a) 및 음극 탭(253b)을 더 포함하고,
    상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 단부 및 상기 제1 영역의 적어도 일부는 상기 양극 탭 및 상기 음극 탭 사이에 위치한 전자 장치.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은 전면 플레이트(220), 및 후면 플레이트(280)를 포함하고,
    상기 플렉서블 회로기판은 상기 전면 플레이트 또는 상기 후면 플레이트와 이격 배치된 전자 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 배터리 보호회로는 상기 전자 장치의 후면을 향하는 제1 면(252a), 및 상기 제1 면과 수직이며, 회로기판을 향하는 측면(252c)을 포함하고,
    상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역이 향하는 방향은 상기 후면 플레이트와 실질적으로 수직인 방향으로 배치된 전자 장치.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 배터리 및 상기 회로기판에 실장되는 공간을 제공하는 지지 부재(211)를 포함하고,
    상기 지지 부재의 적어도 일부는 상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역과 접촉 배치된 전자 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 배터리를 지지하기 위한 지지면(211a) 및 상기 지지면에 실질적으로 수직 방향으로 연장되고, 상기 배터리의 적어도 일부를 감싸도록 형성된 격벽(211b)을 포함하고,
    상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역의 일측은 상기 지지면과 선접촉하도록 배치되어, 상기 플렉서블 회로기판의 열이 상기 지지 부재로 전달되도록 형성된 전자 장치.
  11. 제9 항 및 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역의 일면은 상기 격벽과 면접촉하도록 배치되어, 상기 플렉서블 회로기판의 열이 상기 지지부재로 전달되도록 형성된 전자 장치.
  12. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역은 적어도 2개의 기판 레이어로 형성된 전자 장치.
  13. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역은 상기 회로기판 및 상기 배터리 보호회로 사이에 배치되고,
    상기 플렉서블 회로기판의 상기 제2 영역의 적어도 일부는 상기 회로기판과 중첩 배치된 전자 장치.
  14. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역이 연장된 상기 제1 방향과 상기 제2 영역이 연장된 상기 제2 방향은 90도 이상인 전자 장치.
  15. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역이 연장된 상기 제1 방향과 상기 제2 영역이 연장된 상기 제2 방향은 실질적으로 수직인 전자 장치.
  16. 전자 장치(101)에 있어서,
    하우징;
    상기 하우징 내에 배치된 회로기판(도 4a, 4b의 240; 도 6의 301); 및
    상기 하우징 내에 배치되고, 상기 회로기판과 전기적으로 연결하는 플렉서블 회로기판(300)을 포함하는 배터리(250)를 포함하고,
    상기 플렉서블 회로기판은,
    상기 회로기판과 대면하는 상기 배터리의 측면을 따라 배치된 제1 영역(310), 및
    상기 제1 영역으로부터 상기 회로기판을 향하도록 배치되고, 상기 제1 영역이 연장된 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 연장된 제2 영역(320)을 포함하고,
    상기 제1 영역 및 상기 제2 영역은 중첩되지 않도록 배치된 전자 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 영역(310)은 상기 배터리 보호회로(252)의 측면(252c) 상에서 연장된 전자 장치.
  18. 제16 항 및 제17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플렉서블 회로기판(300)은, 양단부를 형성하는 제1 단부(330a) 및 제2 단부(330b)를 포함하고,
    상기 제1 단부는 상기 제1 영역의 일단으로부터 연장되고, 상기 배터리 보호회로와 전기적으로 연결되도록 중첩 배치되고,
    상기 제2 단부는 상기 제2 영역으로 일단으로부터 연장되고, 상기 회로기판과 전기적으로 연결되도록 중첩 배치된 전자 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 배터리(250)는, 배터리 셀(251) 및 상기 배터리 셀로부터 상기 회로기판 방향으로 돌출 형성된 양극 탭(253a) 및 음극 탭(253b)을 더 포함하고,
    상기 플렉서블 회로기판의 상기 제1 단부 및 상기 제1 영역의 적어도 일부는 상기 양극 탭 및 상기 음극 탭 사이에 위치한 전자 장치.
  20. 제16 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징은 전면 플레이트(220), 및 후면 플레이트(280)를 포함하고,
    상기 플렉서블 회로기판은 상기 전면 플레이트 또는 상기 후면 플레이트와 이격 배치된 전자 장치.
KR1020220144303A 2022-10-11 2022-11-02 배터리 및 이를 포함하는 전자 장치 KR20240050201A (ko)

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