WO2022260422A1 - 열 방출 구조를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

열 방출 구조를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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WO2022260422A1
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thermal interface
interface material
heat dissipation
electronic device
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김영욱
임성우
임찬규
윤종근
이지우
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삼성전자 주식회사
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    • C08K2201/001—Conductive additives

Definitions

  • Various embodiments disclosed in this document relate to electronic devices, and more particularly, to electronic devices including a heat dissipation structure.
  • An electronic device may include a heat sink to dissipate heat from an electronic component to the outside to maintain a low temperature of the electronic component.
  • the heat sink may generally include a metal having a high heat transfer coefficient, such as aluminum or copper.
  • Gaps may occur on all or part of the contact surface between the heat sink and the electronic component due to tolerances between components, alignment errors during assembly, and surface roughness. These gaps are filled with low thermal conductivity air to increase the thermal resistance of the contact surface. Accordingly, a thermal interface material such as a thermal compound or a thermal pad may be used to fill the gap between the electronic component and the heat sink.
  • Various embodiments disclosed herein may provide an electronic device having a heat dissipation structure in which detachment of a thermal interface material from a heat sink is prevented and adhesion between the heat sink and the thermal interface material is improved.
  • An electronic device includes a heat source including a heat radiating surface for emitting heat, a support member disposed on a side of the heat radiating surface and surrounding at least a portion of a periphery of the heat source, and the heat source of the heat source.
  • the thermal interface material may include a thermally conductive fiber containing carbon.
  • the thermal interface material may have lower compressive stiffness compared to the adhesive member.
  • compression deformation occurs in a region pressed by the adhesive member, and expansion of the thermal interface material occurs according to the compression deformation, thereby generating the thermal interface material.
  • a material may adhere to the lower surface of the heat dissipation member.
  • the supporting member may be a shielding member that shields electromagnetic noise from the upper and side surfaces of the heating element.
  • the shielding member is an open shield can in which an area facing the heat dissipation surface is open and shields a side surface of the heating element,
  • a shielding film disposed above the open area of the open shield can be included.
  • the electronic device may include an auxiliary thermal interface material positioned between the heat dissipation surface of the heat source and the lower surface of the shield member.
  • the support member is disposed in a polygonal shape surrounding four sides of the heat dissipation surface
  • the thermal interface material has a polygonal shape corresponding to the shape of the support member
  • the adhesive member is the support member. It may be disposed on at least one side of a polygonal shape of the thermal interface material supported by the member.
  • the adhesive member may be disposed on the other side except for one side of the polygonal shape of the thermal interface material.
  • the adhesive member may be disposed on two sides of the polygonal shape of the thermal interface material facing each other.
  • the adhesive member may be disposed on any one side of the polygonal shape of the thermal interface material.
  • a heat dissipation device of an electronic device is a heat dissipation device of an electronic device including a heat source having a heat dissipation surface, disposed on a side of the heat dissipation surface, and surrounding at least a part of a periphery of the heat source.
  • the thermal interface material may include a thermally conductive fiber containing carbon.
  • the thermal interface material may have lower compressive stiffness compared to the adhesive member.
  • compression deformation occurs in a region pressed by the adhesive member, and expansion of the thermal interface material occurs according to the compression deformation, thereby generating the thermal interface material.
  • a material may adhere to the lower surface of the heat dissipation member.
  • the supporting member may be a shielding member that shields electromagnetic noise from the upper and side surfaces of the heating element.
  • the shielding member is an open shield can in which an area facing the heat dissipation surface is open and shields a side surface of the heating element, and is located above the open area of the open shield can.
  • a shielding film may be included.
  • the heat dissipation device of the electronic device may include an auxiliary thermal interface material positioned between the heat dissipation surface of the heat source and the lower surface of the shield member.
  • the support member is disposed in a polygonal shape surrounding four sides of the heat dissipation surface
  • the thermal interface material has a polygonal shape corresponding to the shape of the support member
  • the adhesive member is the support member. It may be disposed on at least one side of a polygonal shape of the thermal interface material supported by the member.
  • the adhesive member may be disposed on the other side except for one side of the polygonal shape of the thermal interface material.
  • the adhesive member may be disposed on two sides of the polygonal shape of the thermal interface material facing each other.
  • the adhesive member may be disposed on any one side of the polygonal shape of the thermal interface material.
  • a support member for supporting a thermal interface material is disposed on a side of a heating surface of a heat source, and an adhesive member for bonding the thermal interface material and the heat dissipation member is a support member for the thermal interface material.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments.
  • FIG. 2 is a block diagram of an electronic device for supporting legacy network communication and 5G network communication according to various embodiments of the present disclosure.
  • 3A is a perspective view of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 3B is a rear perspective view of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 3C is an exploded perspective view of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating an electronic device and a cover device of the electronic device according to another embodiment.
  • 5A is a plan view illustrating a substrate portion of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • 5B is a plan view illustrating a heat dissipation member of an electronic device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 6A is a cross-sectional view illustrating a heat dissipation structure of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • 6B is a cross-sectional view illustrating heat flow during operation of a heat dissipation structure of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view illustrating a process of assembling a heat dissipation structure of an electronic device according to example embodiments.
  • FIG. 7B is an enlarged cross-sectional view illustrating an assembling process of a heat dissipation structure of an electronic device according to example embodiments.
  • FIG. 7C is an enlarged cross-sectional view illustrating an action of a thermal interface material adhering to a heat dissipation member during an assembly process of a heat dissipation structure of an electronic device according to embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 7D is an enlarged cross-sectional view showing a concavo-convex structure of a heat dissipation member according to some embodiments of the present invention.
  • 7E is an enlarged cross-sectional view illustrating material flow of a thermal interface material during the assembly process of a heat dissipation structure of an electronic device according to some embodiments of the present invention.
  • 8A to 8D are plan views illustrating the arrangement of adhesive members according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a photograph of a heating pattern of an electronic device according to an embodiment of the present invention and a comparative example taken by a thermal imaging camera.
  • FIG 10 is a graph showing a change in temperature over time of an electronic device according to an embodiment of the present invention and a comparative example.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 within a network environment 100, according to various embodiments.
  • an electronic device 101 communicates with an electronic device 102 through a first network 198 (eg, a short-range wireless communication network) or through a second network 199. It is possible to communicate with the electronic device 104 or the server 108 through (eg, a long-distance wireless communication network). According to one embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • a first network 198 eg, a short-range wireless communication network
  • the server 108 e.g, a long-distance wireless communication network
  • the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input device 150, an audio output device 155, a display device 160, an audio module 170, a sensor module ( 176), interface 177, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196, or antenna module 197 ) may be included.
  • at least one of these components eg, the display device 160 or the camera module 180
  • the sensor module 176 eg, a fingerprint sensor, an iris sensor, or an illumination sensor
  • the display device 160 eg, a display.
  • the processor 120 for example, executes software (eg, the program 140) to cause at least one other component (eg, hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can control and perform various data processing or calculations. According to one embodiment, as at least part of data processing or operation, the processor 120 transfers instructions or data received from other components (e.g., sensor module 176 or communication module 190) to volatile memory 132. , process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store resultant data in the non-volatile memory 134 .
  • software eg, the program 140
  • the processor 120 transfers instructions or data received from other components (e.g., sensor module 176 or communication module 190) to volatile memory 132. , process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store resultant data in the non-volatile memory 134 .
  • the processor 120 includes a main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor), and a secondary processor 123 (eg, a graphics processing unit, an image signal processor) that may operate independently of or in conjunction therewith. , sensor hub processor, or communication processor). Additionally or alternatively, the secondary processor 123 may be configured to use less power than the main processor 121 or to be specialized for a designated function. The secondary processor 123 may be implemented separately from or as part of the main processor 121 .
  • main processor 121 eg, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123 eg, a graphics processing unit, an image signal processor
  • the secondary processor 123 may be configured to use less power than the main processor 121 or to be specialized for a designated function.
  • the secondary processor 123 may be implemented separately from or as part of the main processor 121 .
  • the secondary processor 123 may, for example, take the place of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or the main processor 121 is active (eg, running an application). ) state, together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (eg, the display device 160, the sensor module 176, or the communication module 190) It is possible to control at least some of the related functions or states.
  • the auxiliary processor 123 eg, image signal processor or communication processor
  • may be implemented as part of other functionally related components eg, camera module 180 or communication module 190). have.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component (eg, the processor 120 or the sensor module 176) of the electronic device 101 .
  • the data may include, for example, input data or output data for software (eg, program 140) and commands related thereto.
  • the memory 130 may include volatile memory 132 or non-volatile memory 134 .
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130 and may include, for example, an operating system 142 , middleware 144 , or an application 146 .
  • the input device 150 may receive a command or data to be used for a component (eg, the processor 120) of the electronic device 101 from an outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the input device 150 may include, for example, a microphone, mouse, keyboard, or digital pen (eg, a stylus pen).
  • the sound output device 155 may output sound signals to the outside of the electronic device 101 .
  • the audio output device 155 may include, for example, a speaker or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes, such as multimedia playback or recording playback, and the receiver can be used to receive an incoming call. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
  • the display device 160 may visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the display device 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the device.
  • the display device 160 may include a touch circuitry set to detect a touch or a sensor circuit (eg, a pressure sensor) set to measure the intensity of force generated by the touch. have.
  • the audio module 170 may convert sound into an electrical signal or vice versa. According to one embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input device 150, the sound output device 155, or an external electronic device connected directly or wirelessly to the electronic device 101 (eg: Sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or a headphone).
  • the audio module 170 acquires sound through the input device 150, the sound output device 155, or an external electronic device connected directly or wirelessly to the electronic device 101 (eg: Sound may be output through the electronic device 102 (eg, a speaker or a headphone).
  • the sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101 or an external environmental state (eg, a user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do.
  • the sensor module 176 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an air pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a bio sensor, It may include a temperature sensor, humidity sensor, or light sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that may be used to directly or wirelessly connect the electronic device 101 to an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card interface
  • audio interface audio interface
  • connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 may be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 may convert electrical signals into mechanical stimuli (eg, vibration or motion) or electrical stimuli that a user may perceive through tactile or kinesthetic senses.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 may capture still images and moving images. According to one embodiment, the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 may manage power supplied to the electronic device 101 .
  • the power management module 388 may be implemented as at least part of a power management integrated circuit (PMIC), for example.
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101 .
  • the battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
  • the communication module 190 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, the electronic device 102, the electronic device 104, or the server 108). Establishment and communication through the established communication channel may be supported.
  • the communication module 190 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 120 (eg, an application processor) and support direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 190 is a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (eg, : a local area network (LAN) communication module or a power line communication module).
  • the corresponding communication module is a first network 198 (eg, a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi direct, or IrDA (infrared data association)) or a second network 199 (eg, a cellular network, the Internet, or It may communicate with an external electronic device via a computer network (eg, a telecommunications network such as a LAN or WAN).
  • a computer network eg, a telecommunications network such as a LAN or WAN.
  • the wireless communication module 192 uses subscriber information (eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 within a communication network such as the first network 198 or the second network 199.
  • subscriber information eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the antenna module 197 may transmit or receive signals or power to the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module may include one antenna including a radiator formed of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB).
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas. In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 198 or the second network 199 is selected from the plurality of antennas by the communication module 190, for example. can be chosen A signal or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the selected at least one antenna.
  • other components eg, RFIC
  • peripheral devices eg, a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • signal e.g. commands or data
  • commands or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199 .
  • Each of the electronic devices 102 and 104 may be the same as or different from the electronic device 101 .
  • all or part of operations executed in the electronic device 101 may be executed in one or more external devices among the external electronic devices 102, 104, or 108. For example, when the electronic device 101 needs to perform a certain function or service automatically or in response to a request from a user or another device, the electronic device 101 instead of executing the function or service by itself. Alternatively or additionally, one or more external electronic devices may be requested to perform the function or at least part of the service.
  • One or more external electronic devices receiving the request may execute at least a part of the requested function or service or an additional function or service related to the request, and deliver the execution result to the electronic device 101 .
  • the electronic device 101 may provide the result as at least part of a response to the request as it is or additionally processed.
  • cloud computing distributed computing, or client-server computing technology may be used.
  • FIG. 2 is a block diagram 200 of an electronic device 101 for supporting legacy network communication and 5G network communication, according to various embodiments.
  • the electronic device 101 includes a first communication processor 212, a second communication processor 214, a first radio frequency integrated circuit (RFIC) 222, a second RFIC 224, and a third An RFIC 226, a fourth RFIC 228, a first radio frequency front end (RFFE) 232, a second RFFE 234, a first antenna module 242, a second antenna module 244, and an antenna (248).
  • the electronic device 101 may further include a processor 120 and a memory 130 .
  • the network 199 may include a first network 292 and a second network 294 . According to another embodiment, the electronic device 101 may further include at least one of the components shown in FIG. 1, and the network 199 may further include at least one other network.
  • a first communication processor 212, a second communication processor 214, a first RFIC 222, a second RFIC 224, a fourth RFIC 228, a first RFFE 232, and the second RFFE 234 may form at least a portion of the wireless communication module 192 .
  • the fourth RFIC 228 may be omitted or included as part of the third RFIC 226 .
  • the first communication processor 212 may establish a communication channel of a band to be used for wireless communication with the first network 292 and support legacy network communication through the established communication channel.
  • the first network may be a legacy network including a second generation (2G), 3G, 4G, or long term evolution (LTE) network.
  • the second communication processor 214 establishes a communication channel corresponding to a designated band (eg, about 6 GHz to about 60 GHz) among bands to be used for wireless communication with the second network 294, and 5G network communication through the established communication channel.
  • a designated band eg, about 6 GHz to about 60 GHz
  • the second network 294 may be a 5G network defined by 3GPP.
  • the first communication processor 212 or the second communication processor 214 corresponds to another designated band (eg, about 6 GHz or less) among bands to be used for wireless communication with the second network 294. It is possible to support establishment of a communication channel and 5G network communication through the established communication channel.
  • the first communication processor 212 and the second communication processor 214 may be implemented on a single chip or in a single package. According to various embodiments, the first communication processor 212 or the second communication processor 214 may be formed in a single chip or a single package with the processor 120, the co-processor 123, or the communication module 190. have.
  • the first RFIC 222 transmits a baseband signal generated by the first communication processor 212 to about 700 MHz to about 3 GHz used in the first network 292 (eg, a legacy network). of radio frequency (RF) signals.
  • RF radio frequency
  • an RF signal is obtained from a first network 292 (eg, a legacy network) via an antenna (eg, first antenna module 242), and via an RFFE (eg, first RFFE 232). It can be preprocessed.
  • the first RFIC 222 may convert the preprocessed RF signal into a baseband signal to be processed by the first communication processor 212 .
  • the second RFIC 224 When transmitting, the second RFIC 224 transfers the baseband signal generated by the first communication processor 212 or the second communication processor 214 to the second network 294 (eg, a 5G network). It can be converted into an RF signal (hereinafter referred to as a 5G Sub6 RF signal) of the Sub6 band (eg, about 6 GHz or less).
  • a 5G Sub6 RF signal RF signal of the Sub6 band (eg, about 6 GHz or less).
  • a 5G Sub6 RF signal is obtained from a second network 294 (eg, a 5G network) through an antenna (eg, the second antenna module 244), and an RFFE (eg, the second RFFE 234) It can be pre-treated through The second RFIC 224 may convert the preprocessed 5G Sub6 RF signal into a baseband signal to be processed by a corresponding communication processor among the first communication processor 212 and the second communication processor 214 .
  • the third RFIC 226 transmits the baseband signal generated by the second communication processor 214 to the RF of the 5G Above 6 band (eg, about 6 GHz to about 60 GHz) to be used in the second network 294 (eg, a 5G network). signal (hereinafter referred to as 5G Above6 RF signal).
  • the 5G Above6 RF signal may be obtained from the second network 294 (eg, 5G network) through an antenna (eg, antenna 248) and preprocessed through a third RFFE 236.
  • the third RFIC 226 may convert the preprocessed 5G Above6 RF signal into a baseband signal to be processed by the second communication processor 214 .
  • the third RFFE 236 may be formed as part of the third RFIC 226 .
  • the electronic device 101 may include a fourth RFIC 228 separately from or at least as part of the third RFIC 226.
  • the fourth RFIC 228 converts the baseband signal generated by the second communication processor 214 into an RF signal (hereinafter, an IF signal) of an intermediate frequency band (eg, about 9 GHz to about 11 GHz). After conversion, the IF signal may be transmitted to the third RFIC 226.
  • the third RFIC 226 may convert the IF signal into a 5G Above6 RF signal.
  • the 5G Above6 RF signal may be received from the second network 294 (eg, 5G network) via an antenna (eg, antenna 248) and converted to an IF signal by a third RFIC 226.
  • the fourth RFIC 228 may convert the IF signal into a baseband signal so that the second communication processor 214 can process it.
  • the first RFIC 222 and the second RFIC 224 may be implemented as a single chip or at least part of a single package.
  • the first RFFE 232 and the second RFFE 234 may be implemented as a single chip or at least part of a single package.
  • at least one antenna module of the first antenna module 242 or the second antenna module 244 may be omitted or combined with another antenna module to process RF signals of a plurality of corresponding bands.
  • the third RFIC 226 and the antenna 248 may be disposed on the same substrate to form the third antenna module 246 .
  • the wireless communication module 192 or processor 120 may be disposed on a first substrate (eg, main PCB).
  • the third RFIC 226 is provided on a part (eg, bottom surface) of the second substrate (eg, sub PCB) separate from the first substrate, and the antenna 248 is placed on another part (eg, top surface). is disposed, the third antenna module 246 may be formed.
  • the electronic device 101 can improve the quality or speed of communication with the second network 294 (eg, 5G network).
  • antenna 248 may be formed as an antenna array comprising a plurality of antenna elements that may be used for beamforming.
  • the third RFIC 226 may include, for example, a plurality of phase shifters 238 corresponding to a plurality of antenna elements as part of the third RFFE 236 .
  • each of the plurality of phase shifters 238 may convert the phase of a 5G Above6 RF signal to be transmitted to the outside of the electronic device 101 (eg, a base station of a 5G network) through a corresponding antenna element. .
  • each of the plurality of phase shifters 238 may convert the phase of the 5G Above6 RF signal received from the outside through the corresponding antenna element into the same or substantially the same phase. This enables transmission or reception through beamforming between the electronic device 101 and the outside.
  • the second network 294 may be operated independently of the first network 292 (eg, a legacy network) (eg, Stand-Alone (SA)) or may be connected to and operated (eg, a legacy network).
  • a 5G network may include only an access network (eg, a 5G radio access network (RAN) or a next generation RAN (NG RAN)) and no core network (eg, a next generation core (NGC)).
  • the electronic device 101 may access an external network (eg, the Internet) under the control of a core network (eg, evolved packed core (EPC)) of the legacy network.
  • a core network eg, evolved packed core (EPC)
  • Protocol information for communication with the legacy network eg LTE protocol information
  • protocol information for communication with the 5G network eg New Radio (NR) protocol information
  • NR New Radio
  • 3A is a perspective view of the front of an electronic device 300 according to various embodiments.
  • 3B is a rear perspective view of an electronic device 300 according to various embodiments.
  • an electronic device 300 (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) according to various embodiments has a first surface (or front surface) 310A, a second surface (or It may include a housing 310 including a rear surface 310B, and a side surface 310C surrounding a space (or an inner space) between the first surface 310A and the second surface 310B.
  • the housing may refer to a structure forming some of the first face 310A, the second face 310B, and the side face 310C.
  • the first surface 310A may be formed by a front plate 302 (eg, a glass plate including various coating layers, or a polymer plate) that is at least partially transparent.
  • the second surface 310B may be formed by a substantially opaque back plate 311 .
  • Back plate 311 is formed, for example, by coated or tinted glass, ceramic, polymer, metal (eg, aluminum, stainless steel (STS), or magnesium), or a combination of at least two of the foregoing materials. It can be.
  • the side surface 310C may be formed by a side bezel structure (or "side member") 318 that is coupled to the front plate 302 and the back plate 311 and includes metal and/or polymer.
  • the back plate 311 and the side bezel structure 318 may be integrally formed and include the same material (eg, a metal material such as aluminum).
  • the front plate 302 curves from the first surface 310A toward the back plate 311 and extends seamlessly with the two first regions 310D, the front plate 302. It can be included on both ends of the long edge.
  • the rear plate 311 includes two second regions 310E that are curved and seamlessly extended from the second side 310B toward the front plate 302 at both ends of the long edge. can do.
  • the front plate 302 (or the back plate 311 ) may include only one of the first regions 310D (or the second regions 310E). In one embodiment, the front plate 302 (or the back plate 311) may not include some of the first regions 310D (or the second regions 310E).
  • the side bezel structure 318 when viewed from the side of the electronic device 300, has a first thickness (or width) on the side that does not include the first area 310D or the second area 310E. ), and may have a second thickness thinner than the first thickness on the side surface including the first region 310D or the second region 310E.
  • the electronic device 300 includes a display 301, audio modules 303, 307, and 314, sensor modules 304, 316, and 319, camera modules 305, 312, and 313, and key input. At least one of the device 317 , the light emitting element 306 , and the connector holes 308 and 309 may be included. In some embodiments, the electronic device 300 may omit at least one of the components (eg, the key input device 317 or the light emitting device 306) or may additionally include other components.
  • the display 301 may be visually exposed, for example, through a substantial portion of the front plate 302 .
  • at least a portion of the display 301 may be visually exposed through the front plate 302 forming the first surface 310A and the first area 310D of the side surface 310C.
  • a corner of the display 301 may be substantially identical to an adjacent outer shape of the front plate 302 .
  • the distance between the periphery of the display 301 and the periphery of the front plate 302 may be substantially the same.
  • a recess or opening is formed in a part of the screen display area of the display 301, and the audio module 314 and the sensor module ( 304), the camera module 305, and at least one of the light emitting element 306 may be included.
  • the audio module 314, the sensor module 304, the camera module 305, the fingerprint sensor 316, and the light emitting element 306 At least one or more of them may be included.
  • the display 301 is coupled to or adjacent to a touch sensing circuit, a pressure sensor capable of measuring the intensity (pressure) of a touch, and/or a digitizer detecting a magnetic stylus pen. can be placed.
  • at least a portion of the sensor modules 304 and 319 and/or at least a portion of the key input device 317 may be disposed in the first area 310D and/or the second area 310E. have.
  • the audio modules 303 , 307 , and 314 may include microphone holes 303 and speaker holes 307 and 314 .
  • a microphone for acquiring external sound may be disposed inside the microphone hole 303, and in some embodiments, a plurality of microphones may be disposed to detect the direction of sound.
  • the speaker holes 307 and 314 may include an external speaker hole 307 and a receiver hole 314 for communication.
  • the speaker holes 307 and 314 and the microphone hole 303 may be implemented as one hole, or a speaker (eg, a piezo speaker) may be included without the speaker holes 307 and 314.
  • the sensor modules 304 , 316 , and 319 may generate electrical signals or data values corresponding to an internal operating state of the electronic device 300 or an external environmental state.
  • the sensor modules 304, 316, and 319 may include, for example, a first sensor module 304 (eg, a proximity sensor) and/or a second sensor module (eg, a proximity sensor) disposed on the first surface 310A of the housing 310. (not shown) (eg, a fingerprint sensor), and/or a third sensor module 319 (eg, an HRM sensor) and/or a fourth sensor module 316 disposed on the second side 310B of the housing 310. (e.g. fingerprint sensor).
  • a first sensor module 304 eg, a proximity sensor
  • a second sensor module eg, a proximity sensor
  • a third sensor module 319 eg, an HRM sensor
  • fourth sensor module 316 disposed on the second side 310B of the housing 310.
  • the fingerprint sensor may be disposed on the second surface 310B as well as the first surface 310A (eg, the display 301 ) of the housing 310 .
  • the electronic device 300 includes a sensor module (not shown), for example, a gesture sensor, a gyro sensor, an air pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, a temperature sensor, At least one of a humidity sensor and an illuminance sensor 304 may be further included.
  • the camera modules 305, 312, and 313 include a first camera device 305 disposed on the first surface 310A of the electronic device 300 and a second camera device 312 disposed on the second surface 310B. ), and/or flash 313.
  • the camera module 305 or 312 may include one or a plurality of lenses, an image sensor, and/or an image signal processor.
  • the flash 313 may include, for example, a light emitting diode or a xenon lamp.
  • two or more lenses (infrared camera, wide-angle and telephoto lenses) and image sensors may be disposed on one side of the electronic device 300 .
  • the key input device 317 may be disposed on the side surface 310C of the housing 310 .
  • the electronic device 300 may not include some or all of the key input devices 317, and the key input devices 317 that are not included are in the form of soft keys on the display 301. can be implemented
  • the key input device 317 may include a sensor module 316 disposed on the second side 310B of the housing 310 .
  • the light emitting device 306 may be disposed on, for example, the first surface 310A of the housing 310 .
  • the light emitting element 306 may provide, for example, state information of the electronic device 300 in the form of light.
  • the light emitting device 306 may provide, for example, a light source interlocked with the operation of the camera module 305 .
  • the light emitting element 306 may include, for example, an LED, an IR LED, and a xenon lamp.
  • the connector holes 308 and 309 include a first connector hole 308 capable of receiving a connector (eg, a USB connector) for transmitting and receiving power and/or data to and from an external electronic device, and/or an external electronic device. and a second connector hole (eg, an earphone jack) 309 capable of accommodating a connector for transmitting and receiving an audio signal.
  • a connector eg, a USB connector
  • a second connector hole eg, an earphone jack
  • 3C is an exploded perspective view of an electronic device 300 according to various embodiments.
  • the electronic device 300 includes a side bezel structure 321, a first frame 3211 (eg, a bracket), a front plate 322, a display 323, a printed circuit board 324, A battery 325 , a second frame 326 (eg, a rear case), an antenna 327 , and a rear plate 328 may be included.
  • the electronic device 300 may omit at least one of the components (eg, the first frame 3211 or the second frame 326) or may additionally include other components. At least one of the components of the electronic device 300 may be identical to or similar to at least one of the components of the electronic device 300 of FIG. 3A or 3B , and overlapping descriptions will be omitted below.
  • the first frame 3211 may be disposed inside the electronic device 300 and connected to the side bezel structure 321 or integrally formed with the side bezel structure 321 .
  • the first frame 3211 may be formed of, for example, a metal material and/or a non-metal (eg, polymer) material.
  • the first frame 3211 may have a display 323 coupled to one side and a printed circuit board 324 coupled to the other side.
  • the printed circuit board 324 includes a processor (eg, processor 120 of FIG. 1 ), a memory (eg, memory 130 of FIG. 1 ), and/or an interface (eg, interface 177 of FIG. 1 ).
  • the processor may include, for example, one or more of a central processing unit, an application processor, a graphics processing unit, an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor.
  • the memory may include, for example, volatile memory (eg, the volatile memory 132 of FIG. 1 ) or non-volatile memory (eg, the non-volatile memory 134 of FIG. 1 ).
  • the interface may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, and/or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • the interface may electrically or physically connect the electronic device 300 to an external electronic device, and may include a USB connector, an SD card/MMC connector, or an audio connector.
  • the battery 325 is a device for supplying power to at least one component of the electronic device 300, and may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell. . At least a portion of the battery 325 may be disposed on a substantially coplanar surface with the printed circuit board 324 , for example. The battery 325 may be integrally disposed inside the electronic device 300 or may be disposed detachably from the electronic device 300 .
  • the antenna 327 may be disposed between the back plate 328 and the battery 325 .
  • the antenna 327 may include, for example, a near field communication (NFC) antenna, a wireless charging antenna, and/or a magnetic secure transmission (MST) antenna.
  • the antenna 327 may, for example, perform short-range communication with an external device or wirelessly transmit/receive power required for charging.
  • the antenna structure may be formed by a part of the side bezel structure 321 and/or the first frame 3211 or a combination thereof.
  • 3C is a perspective view illustrating an electronic device 402 and a cover device 403 of the electronic device 402 according to another embodiment.
  • the electronic device 402 may include, for example, the electronic device 101 of FIG. 1 or at least one of components included in the electronic device 101 of FIG. 1 .
  • the electronic device 402 may have the form factor of a laptop computer (or a portable personal computer, such as a notebook computer). In other embodiments, The electronic device 402 has a form factor such as a portable tablet computer, and when the cover device 403 is coupled to the electronic device 402, it becomes a portable personal computer, thereby increasing the usability of the electronic device 402. can be expanded.
  • the electronic device 402 encloses at least a portion of a front surface 421A of the electronic device 402, a rear surface 421B of the electronic device 402, and a space between the front surface 421A and the rear surface 421B.
  • the housing 421 is a structure that forms at least a portion of a front surface 421A of the electronic device 402, a rear surface 421B of the electronic device 402, and a side surface 421C of the electronic device 402. can refer to
  • the housing 421 may include a front plate 4211 , a rear plate (not shown), and/or a side bezel structure (or side member) 4213 .
  • At least a portion of the front surface 421A of the electronic device 402 may be formed by a substantially transparent front plate 4211 .
  • the back plate may be positioned on the opposite side of the front plate 4211.
  • At least a portion of the back surface 421B of the electronic device 402 may be formed by a substantially opaque back plate.
  • the side bezel structure 4213 may enclose at least a portion of a space between the front plate 4211 and the rear plate.
  • At least a portion of the side surface 421C of the electronic device 402 may be formed by the side bezel structure 4213 .
  • the back plate and side bezel structure 4213 may be integrally formed and may include the same material (eg, a metal such as aluminum or a polymer material).
  • the display 422 (eg, the display module 4160 of FIG. 1 ) may be positioned in the inner space of the housing 421 while at least partially overlapping the front plate 4211 .
  • the front plate 4211 may protect the display 422 from the outside. Light output from the display 422 may pass through the front plate 4211 and proceed to the outside.
  • the screen S of the electronic device 402 may refer to an area capable of displaying an image in a device composed of a display 422 and a front plate 4211, for example, a display area (or an active display area) of the display 422. area) and a partial area of the front plate 4211 overlapping with the display area.
  • the front plate 4211 may be integrally formed with the display 422 as a component included in the display 422 .
  • a border area surrounding the screen S of the front surface 421A of the electronic device 402 may be substantially opaque and may form a screen bezel (B).
  • an opaque material may be disposed on the rear surface of the area corresponding to the screen bezel (B) of the front plate 4211 .
  • the screen S is not limited to the illustrated example and may be further expanded, such as a 'bezel-less' or 'full screen' display.
  • the display 422 may include a touch sensor (or touch sensing circuitry) configured to detect a touch, or a pressure sensor configured to measure the force generated by the touch.
  • the display 422 may include or be combined with an electromagnetic induction panel (eg, 4digitizer) that detects a magnetic pen input device (eg, stylus pen).
  • the electronic device 402 may include a detachable pen input device (eg, an electronic pen, a digital pen, or a stylus pen).
  • the electronic device 402 may include a display 422, an input module, a sound output module, a first camera module, a second camera module, a sensor module, or at least one connection terminal. In some embodiments, the electronic device 402 may omit at least one of the components or additionally include other components. The location or number of components included in the electronic device 402 is not limited to the illustrated example and may vary.
  • the cover part 433 surrounds at least a portion of the front surface 433A, the rear surface 433B located on the opposite side of the front surface 433A, and the space between the front surface 433A and the rear surface 433B.
  • the side surface 433C may extend from one side 4321 of the folding portion 432 to the other side 4322 .
  • the cover portion 433 can be positioned so as to face and no longer come close to the front surface 421A of the electronic device 402, and the front surface 421A of the electronic device 402 and The front surface 433A of the cover part 433 may not be substantially exposed to the outside.
  • the side surface 433C of the cover 403 may be aligned with a portion of the side surface 421C of the electronic device 402 .
  • the cover device 403 is not in a closed state (eg, in an open state of the cover device 403), the front surface 421A of the electronic device 402 and the front surface 433A of the cover unit 433 are exposed to the outside.
  • the open state of the cover device 403 may vary according to the open angle of the cover unit 433 . For example, there may be an open state in which the front surface 421A of the electronic device 402 and the front surface 433A of the cover part 433 form an acute angle, about 180 degrees, or an obtuse angle. For another example, there may be an open state where the cover part 433 faces the rear surface 421B of the electronic device 402 and is no longer close to it.
  • the cover device 403 may be electrically connected to the electronic device 402 .
  • the cover device 403 may include, for example, the external electronic device 4102 of FIG. 1 .
  • the cover device 403 may include, for example, electronic components such as a display module, an input module, a sound output module, a camera module, a sensor module, or at least one connection terminal.
  • the cover device 403 may include at least one of components included in the electronic device 101 of FIG. 1 .
  • Electronic components included in the cover device 403 may be electrically connected to the electronic device 402 through the connection portion 431 .
  • the cover device 403 may include a keyboard 434 or a touch pad 435 located on the cover unit 433 .
  • the input module 440 may be various other than this, and may include, for example, one or more key input devices (eg, various function keys such as a power button) located on the front side 433A of the cover unit 433. can The input module 440 may form a part of the front surface 433A of the cover part 433 .
  • the electronic device 402 may perform various operations (or functions) according to user input generated through the keyboard 435 or the touch pad 434 .
  • connection part 431 of the cover device 403 electrically connects electronic components (eg, a keyboard 434 and a touch pad 435) included in the cover device 403 to the electronic device 402. It may include an electrical path to connect.
  • the electrical path may include, for example, a flexible printed circuit board (not shown) located inside the cover 403 .
  • an electrical path may extend from the connection unit 431 through the folding unit 432 to the cover unit 433, and the plurality of terminals 436 are positioned on the cover unit 433 through the electrical path. may be electrically connected to the input module 440.
  • the cover device 403 may include a support cover part 439 attachable to the rear surface 421B of the electronic device 402 .
  • the support cover 439 is attached to the rear surface 421B of the electronic device 402 by using an attractive force between a magnetic body included in the support cover 439 and a magnetic body included in the electronic device 402 . It can be.
  • the support cover part 439 may be implemented as a foldable type, and may be used to maintain the electronic device 402 at various angles with respect to the cover part 433 , for example.
  • FIG. 4 is a perspective view illustrating an electronic device 402 and a cover device 403 of the electronic device 402 according to another embodiment.
  • the electronic device 402 of FIG. 4 may be, for example, the electronic device 101 of FIG. 1 or at least one of components included in the electronic device 101 of FIG. 1 .
  • the electronic device 402 may have the form factor of a laptop computer (or a portable personal computer such as a notebook computer).
  • the electronic device 402 may have a form factor such as a portable tablet computer or a detatchable tablet computer, wherein the portable tablet computer includes a cover device 403. It can be detachably coupled, and when the cover device 403 is coupled, it has a form factor similar to that of a portable personal computer, so the usability of the electronic device 402 can be expanded.
  • the electronic device 402 encloses at least a portion of a front surface 421A of the electronic device 402, a rear surface 421B of the electronic device 402, and a space between the front surface 421A and the rear surface 421B.
  • the housing 421 is a structure that forms at least a portion of a front surface 421A of the electronic device 402, a rear surface 421B of the electronic device 402, and a side surface 421C of the electronic device 402. can refer to
  • the housing 421 may include a front plate 4211 , a rear plate (not shown), and/or a side bezel structure (or side member) 4213 .
  • At least a portion of the front surface 421A of the electronic device 402 may be formed by a substantially transparent front plate 4211 .
  • the back plate may be positioned on the opposite side of the front plate 4211.
  • At least a portion of the back surface 421B of the electronic device 402 may be formed by a substantially opaque back plate.
  • the side bezel structure 4213 may enclose at least a portion of a space between the front plate 4211 and the rear plate.
  • At least a portion of the side surface 421C of the electronic device 402 may be formed by the side bezel structure 4213 .
  • the back plate and side bezel structure 4213 may be integrally formed and may include the same material (eg, a metal such as aluminum or a polymer material).
  • the display 422 (eg, the display module 4160 of FIG. 1 ) may be positioned in the inner space of the housing 421 while at least partially overlapping the front plate 4211 .
  • the front plate 4211 may protect the display 422 from the outside. Light output from the display 422 may pass through the front plate 4211 and proceed to the outside.
  • the screen S of the electronic device 402 may refer to an area capable of displaying an image in a device composed of a display 422 and a front plate 4211, for example, a display area (or an active display area) of the display 422. area) and a partial area of the front plate 4211 overlapping with the display area.
  • the front plate 4211 may be integrally formed with the display 422 as a component included in the display 422 .
  • a border area surrounding the screen S of the front surface 421A of the electronic device 402 may be substantially opaque and may form a screen bezel (B).
  • an opaque material may be disposed on the rear surface of the area corresponding to the screen bezel (B) of the front plate 4211 .
  • the screen S is not limited to the illustrated example and may be further expanded, such as a 'bezel-less' or 'full screen' display.
  • the display 422 may include a touch sensor (or touch sensing circuitry) configured to detect a touch, or a pressure sensor configured to measure the force generated by the touch.
  • the display 422 may include or be combined with an electromagnetic induction panel (eg, 4digitizer) that detects a magnetic pen input device (eg, stylus pen).
  • the electronic device 402 may include a detachable pen input device (eg, an electronic pen, a digital pen, or a stylus pen).
  • the electronic device 402 may include a display 422, an input module, a sound output module, a first camera module, a second camera module, a sensor module, or at least one connection terminal. In some embodiments, the electronic device 402 may omit at least one of the components or additionally include other components. The location or number of components included in the electronic device 402 is not limited to the illustrated example and may vary.
  • the cover part 433 surrounds at least a portion of the front surface 433A, the rear surface 433B located on the opposite side of the front surface 433A, and the space between the front surface 433A and the rear surface 433B.
  • the side surface 433C may extend from one side 4321 of the folding portion 432 to the other side 4322 .
  • the cover portion 433 can be positioned so as to face and no longer come close to the front surface 421A of the electronic device 402, and the front surface 421A of the electronic device 402 and The front surface 433A of the cover part 433 may not be substantially exposed to the outside.
  • the side surface 433C of the cover 403 may be aligned with a portion of the side surface 421C of the electronic device 402 .
  • the cover device 403 is not in a closed state (eg, in an open state of the cover device 403), the front surface 421A of the electronic device 402 and the front surface 433A of the cover unit 433 are exposed to the outside.
  • the open state of the cover device 403 may vary according to the open angle of the cover unit 433 . For example, there may be an open state in which the front surface 421A of the electronic device 402 and the front surface 433A of the cover part 433 form an acute angle, about 180 degrees, or an obtuse angle. For another example, there may be an open state where the cover part 433 faces the rear surface 421B of the electronic device 402 and is no longer close to it.
  • the cover device 403 may be electrically connected to the electronic device 402 .
  • the cover device 403 may include, for example, the external electronic device 4102 of FIG. 1 .
  • the cover device 403 may include, for example, electronic components such as a display module, an input module, a sound output module, a camera module, a sensor module, or at least one connection terminal.
  • the cover device 403 may include at least one of components included in the electronic device 101 of FIG. 1 .
  • Electronic components included in the cover device 403 may be electrically connected to the electronic device 402 through the connection portion 431 .
  • the cover device 403 may include a keyboard 434 or a touch pad 435 located on the cover unit 433 .
  • the input module 440 may be various other than this, and may include, for example, one or more key input devices (eg, various function keys such as a power button) located on the front side 433A of the cover unit 433. can The input module 440 may form a part of the front surface 433A of the cover part 433 .
  • the electronic device 402 may perform various operations (or functions) according to user input generated through the keyboard 435 or the touch pad 434 .
  • connection part 431 of the cover device 403 electrically connects electronic components (eg, a keyboard 434 and a touch pad 435) included in the cover device 403 to the electronic device 402. It may include an electrical path to connect.
  • the electrical path may include, for example, a flexible printed circuit board (not shown) located inside the cover 403 .
  • an electrical path may extend from the connection unit 431 through the folding unit 432 to the cover unit 433, and the plurality of terminals 436 are positioned on the cover unit 433 through the electrical path. may be electrically connected to the input module 440.
  • the cover device 403 may include a support cover part 439 attachable to the rear surface 421B of the electronic device 402 .
  • the support cover 439 is attached to the rear surface 421B of the electronic device 402 by using an attractive force between a magnetic body included in the support cover 439 and a magnetic body included in the electronic device 402 . It can be.
  • the support cover part 439 may be implemented as a foldable type, and may be used to maintain the electronic device 402 at various angles with respect to the cover part 433 , for example.
  • 5A is a plan view illustrating a substrate unit 500 of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • 5B is a plan view illustrating a heat dissipation member 550 of an electronic device according to an exemplary embodiment.
  • a substrate portion of an electronic device (eg, the electronic device 101 of FIGS. 1 and 2 , the electronic device 300 of FIGS. 3A to 3C , or the electronic device 402 of FIG. 4 ).
  • 500 may include a substrate 501 , a heating source 502 , and a support member 510 .
  • electrical components of the electronic device including the heat source 502 are located, and electrical components can be electrically connected to each other.
  • the substrate 501 of FIG. 5A may be the same as the printed circuit board 324 of FIG. 3C.
  • the direction of the plane on which components are coupled on the substrate 500 may be defined as 'upper surface', 'upper surface', or 'upper side'.
  • directions perpendicular to the direction defined as 'upward' may be defined as 'side', 'side', or 'side'.
  • the heat source 502 may include, for example, a CPU (eg, the processor 120 of FIG. 1 ), a graphics processing unit (GPU), a neural processing unit (NPU), an application processor (AP), a communication processor (CP), and a radio frequency IC (RFIC). , PAM (Power Amplifier Module), DRAM, flash memory, PMIC (Power Management IC), or a component of an electric circuit including the like, which may generate heat during operation.
  • a CPU eg, the processor 120 of FIG. 1
  • GPU graphics processing unit
  • NPU neural processing unit
  • AP application processor
  • CP communication processor
  • RFIC radio frequency IC
  • the heat source 502 may be a silicon chip on which an integrated circuit is formed.
  • the heat source 502 may be a planar polyhedron shape, for example, a hexahedral IC package having a quadrangular plane.
  • the IC package may be one in which at least one silicon chip and an electrical connection member such as wire bonding are fixed with a material such as polymer or ceramic.
  • At least one of the surfaces of the heat source 502 (eg, an upper surface of the heat source 502) may be defined as a heat dissipation surface 502a dissipating heat generated from the heat source 502 to the outside.
  • an auxiliary thermal interface material 560 may be positioned on the top surface of the heat source 502 as needed. The auxiliary thermal interface material 560 will be described later.
  • the support member 510 supports the heat source 502 on the substrate 501 to support the thermal interface material 540 when the thermal interface material 540 and the heat dissipation member 550, which will be described later, are coupled to the heat source 502. may be located on the periphery.
  • the support member 510 may be a shielding member that protects the heat source 502 from external electro-magnetic interference (EMI) or shields EMI generated from the heat source 502 .
  • the shielding member may be, for example, a heat spreader or a shield can.
  • the support member may include a metal material such as stainless steel (SUS) to secure structural strength and EMI shielding ability.
  • the shielding member may include an open type shield can including an opening 512 so that a portion facing the heat dissipating surface 502a is opened while shielding the side of the heat source 502 on the substrate 501. have.
  • the heat dissipation member 550 may have a planar shape corresponding to that of the substrate 500 so as to be coupled to the top of the substrate 500 .
  • an area of the heat dissipation member 550 may be substantially the same as that of the substrate portion 500 .
  • the heat dissipation member 550 may be a heat sink for absorbing and dissipating heat generated by electrical components of the substrate portion 500 including the heat source 502 and dissipating the heat to the outside of the electronic device.
  • the heat dissipation member 550 may include a ventilation portion formed to increase a heat dissipation area and allow cooling air to pass between the heat dissipation member 550 and the substrate 501 .
  • the ventilation unit may be formed in an edge region of the heat dissipation member 550 .
  • the heat dissipation member 550 may include a fastening hole 551 to be fastened onto the substrate 501 .
  • an insulating member 553 may be positioned on a surface of the heat dissipating member 550 facing the substrate 501 .
  • the insulating member 553 may include a highly insulating material such as synthetic resin or rubber.
  • the insulating member 553 may prevent a heat dissipation member including a metal material from causing an electric current or a short circuit to electrical components of the board unit 500 to cause malfunction or failure.
  • the insulating member 553 may be bonded to an area of the heat dissipation member 550 except for a portion to which the thermal interface material 540 is bonded. Since the material of the insulating member 553 has low thermal conductivity, it should not be positioned between the heat source 502 and the heat dissipation member 550 so that heat conduction from the heat source may not be hindered.
  • a thermal interface material 540 may be positioned on a portion of the heat dissipation member 550 facing the heat source 502 .
  • the thermal interface material 540 may be bonded to the surface of the heat dissipation member 550 by the adhesive member 530 .
  • the thermal interface material 540 and the adhesive member 530 will be described later.
  • 6A is a cross-sectional view illustrating a heat dissipation structure of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • 6B is a cross-sectional view illustrating heat flow during operation of a heat dissipation structure of an electronic device according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 6A and 6B are cross-sections of portions A-A' of FIGS. 5A and 5B. Arrows in Fig. 5b indicate the flow of heat.
  • the heat dissipation structure of the electronic device may include a support member 510 , a thermal interface material 540 , an adhesive member 530 and a heat dissipation member 550 .
  • the support member 510 is located on the side of the heat source 502 located on the substrate 501 and may support the heat dissipation member 550 and the thermal interface material 540 positioned above the heat source 502 .
  • the support member 510 may support a region where the adhesive member 530 is attached on the lower surface of the thermal interface material 540 so that the thermally sensitive material adheres to the heat dissipation member 550 .
  • the support member 510 may be a heat spreader of an IC package, but in other embodiments, the support member 510 is a portion facing the heat dissipation surface 502a of the support member 510. It may be an open type shielded can.
  • the thermal interface material 540 is positioned to face the heat dissipation surface 502a on the upper surface of the heat dissipation surface 502a and the lower surface of the heat dissipation member 550, is supported by the support member 510, and is generated from the heat source 502. The heat to be transferred to the heat dissipation member 550 .
  • the thermal interface material 540 fills a gap between the heat source 502 and the heat dissipation member 550 caused by tolerances during assembly of the heat dissipation member 550 and/or roughness of the surface of the heat dissipation member 550. By being in close contact with the heat dissipation member 550 , overall thermal resistance of the heat dissipation structure may be reduced.
  • the thermal interface material 540 may be a thermal pad preformed in a plate shape to be easily applied when assembling an electronic device.
  • thermal interface material 540 may include thermally conductive fibers including carbon, such as carbon fibers, graphene fibers, and carbon nanotube fibers.
  • a thermally conductive fiber containing carbon may be suitable as the thermal interface material 540 because it has flexibility and high thermal conductivity in a specific direction.
  • the thermal interface material 540 may include a woven fabric of the aforementioned carbon-containing thermally conductive fibers.
  • the thermal interface material 540 may include a binder for binding the aforementioned carbon-containing thermally conductive fibers. Since the thermally conductive fibers are not mutually coupled by themselves, the thermally conductive fibers may be coupled to each other and the aligned carbon fibers may be maintained by incorporating the thermally conductive fibers into a binder.
  • the binder may include an elastomer such as silicone resin, NBR or polyurethane resin and/or a wax material such as paraffin. Since the thermal interface material 540 is made of an elastomer and/or wax material and has elasticity and flexibility, it may be suitable for filling a gap between the heat dissipation member 550 and the heating source 502 .
  • the thermal interface material 540 when compressive stress is applied, the thermal interface material 540 may be compressed, or material flow may occur in a lateral direction of the compression direction. The material flow described above may bring the thermal interface material 540 into close contact with the heat dissipating member 550 .
  • the adhesive member 530 may adhere to the upper surface of the thermal interface material 540 and the lower surface of the heat dissipating member 550 to fix the thermal interface material 540 to the heat dissipating member 550 .
  • the adhesive member 530 may include a double-sided tape having adhesive applied to two surfaces facing each other.
  • the thermal interface material 540 may have low adhesiveness with the heat dissipating member 550 depending on the composition of the above-described binder, the present invention uses the adhesive member 530 to improve the thermal interface material 540 in the assembly process of the electronic device. It is possible to prevent the heat dissipation member 550 from falling off.
  • the adhesive member 530 may be positioned on a portion of the thermal interface material 540 supported by the support member 510 .
  • the heat dissipation member 550 may act as a heat sink that finally dissipates heat transferred from the heat source 502 through the thermal interface material 540 to the outside of the electronic device.
  • the heat dissipation member 550 may include a metal material having high thermal conductivity such as aluminum, copper, or the like.
  • the heat dissipation member 550 evaporates a fluid such as water supplied from a low temperature part by the heat of the heat source 502 by a capillary action of a fine structure such as a wick, and includes the vapor of the evaporated fluid. It may include a heat pipe or vapor chamber that releases heat from the heat source 502 by moving latent heat generated to a low temperature part.
  • the heat dissipation member 550 may be coupled to the substrate 501 by a fastening member 552 such as a screw, rivet, or snap fit.
  • a shielding film 511 may be positioned between an upper portion of the support member 510 and a lower portion of the thermal interface material 540 .
  • the shielding film 511 may improve EMI shielding performance by shielding the open area of the support member 510 .
  • a supplemental thermal interface material 560 may be located on the heat dissipating surface 502a.
  • the auxiliary thermal interface material 560 fills a space between the heat dissipation surface 502a of the heat source 502 and the support member 510 or the shielding film 511 to reduce thermal resistance (TIM). ) can be.
  • the auxiliary thermal interface material 560 may include a liquid phase or a slurry phase that can be easily applied by application for simplicity of the process.
  • the auxiliary thermal interface material 560 may be a thermal paste containing silicone resin or a metallic TIM containing liquid metal.
  • the auxiliary thermal interface material is in a liquid or slurry state when initially applied, and may be dried, solidified, or cured as assembly of the electronic device is completed.
  • the auxiliary thermal interface material 560 may be injected and applied through the opening 512 of the support member 510 when assembling the electronic device, and the shielding film 511 is assembled on top of the opening 512.
  • a thermal interface material 540) and a heat dissipation member 550 may be assembled behind. Since the auxiliary thermal interface material 560 is suitable for application on the heating surface 502a and the thermal interface material 540 is suitable for bonding on the surface of the heat dissipation member 550, each process has different characteristics.
  • a thermal interface material may be used.
  • the heat generated from the heat source 502 is transferred from the heat dissipation surface 502a, and the heat is transferred to and from the heat dissipation surface 502a.
  • the thermal interface material 540 transfers heat to the portion of the heat dissipation member 550 facing the heat dissipation surface 502a. Heat transferred to the heat dissipation member 550 may be transferred to the side and discharged to the outside of the electronic device. A region through which heat flow passes in the series of heat transfer processes described above may be defined as a heat transfer path.
  • the support member 510 supports the thermal interface material 540 outside of the heat transfer path
  • the adhesive member 530 extends the surface of the thermal interface material 540 supported by the support member 510. may be located on the site. Due to the configuration described above, the adhesive member 530 may couple the thermal interface material 540 to the heat dissipation member 550 in a state located outside the heat transfer path. Since the adhesive member 530 has high thermal resistance, when the thermal interface material 540 is coupled to the heat dissipation member 550 by the adhesive member 530, the thermal resistance may increase and the heat dissipation capability may decrease. In the present invention, since the adhesive member 530 is not located on the heat transfer path, an increase in thermal resistance can be prevented.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view illustrating a process of assembling a heat dissipation structure of an electronic device according to example embodiments.
  • FIG. 7B is an enlarged cross-sectional view illustrating an assembling process of a heat dissipation structure of an electronic device according to example embodiments.
  • FIG. 7C is an enlarged cross-sectional view illustrating an action in which the thermal interface material 540 adheres to the heat dissipation member 550 during the assembly process of the heat dissipation structure of the electronic device according to embodiments of the present invention.
  • FIG. 7D is an enlarged cross-sectional view illustrating a concavo-convex structure of a heat dissipation member 550 according to some embodiments of the present invention.
  • FIG. 7E is an enlarged cross-sectional view illustrating material flow of a thermal interface material 540 during the assembly process of a heat dissipation structure of an electronic device according to some embodiments of the present invention.
  • thermal interface material 540 The arrows in FIG. 7E indicate the material flow of thermal interface material 540 .
  • the heat dissipation member 550 may be covered on top of the thermal interface material 540 to press the adhesive member 530 and the thermal interface material 540 .
  • the thermal interface material 540 may maintain a flat flat plate shape as a whole before being pressed by the heat dissipation member 550 , and the adhesive member 530 may be positioned on the thermal interface material 540 .
  • the heat dissipation member 550 may press the adhesive member 530 on the thermal interface material 540, and the thermal interface material 540 may be pressed by the adhesive member 530.
  • the thermal interface material 540 can be compressed by the pressure of the adhesive member 530 due to its elasticity and malleability. A portion on the heat transfer path of the thermal interface material 540, where the adhesive member 530 is not located, is not compressed, and thus may be in close contact with the lower surface of the heat dissipation member 550.
  • the heat dissipation member 550 may include a concavo-convex structure formed on a lower surface to which a thermal interface material is bonded.
  • the uneven structure may include a concave portion 550a and/or a convex portion 550b.
  • the concave portion 550a and the convex portion 550b may assist in compressing the thermal interface material, thereby assisting in adhesion between the thermal interface material and the lower surface of the heat dissipation member 550 .
  • the concavo-convex structure may be formed through machining, stamping, or press forming.
  • material flow due to compression may occur at a portion of the thermal interface material 540 that is compressed by being pressed by the adhesive member 530 . Since the portion of the thermal interface material 540 to which the adhesive member 530 is attached is supported by the support member 510, the material flow is directed laterally in the direction of compression. A portion of the thermal interface material 540 positioned on the heat transfer path, to which the adhesive member 530 is not attached, may be expanded by the aforementioned material flow. Due to the expansion of the thermal interface material 540 , the thermal interface material 540 may more effectively adhere to the lower surface of the heat dissipating member 550 .
  • the expansion of the thermal interface material 540 is caused by the support member 510, the shielding film 511, the auxiliary thermal interface material 560, and/or the heat source 502 located below the thermal interface material 540. Adhesion between components may also be improved.
  • the increase in thermal resistance between the heat source 502 such as the AP of the electronic device and the heat dissipation member 550 may be due to the generation of a gap between the heat dissipation member 550 and the heat source 502, and heat The interfacial material 540 should fill the gap. Accordingly, thermal resistance of the heat dissipation structure of the electronic device may be reduced by bringing the thermal interface material 540 into close contact with the heat dissipation member 550 to prevent a gap between the thermal interface material 540 and the heat dissipation member 550 .
  • FIGS. 8A to 8D are plan views illustrating the arrangement of adhesive members 530 according to various embodiments of the present disclosure.
  • a heat source 502 such as an AP of an electronic device may have a polygonal planar chip shape, and a support member 510 surrounds the heat source 502 in a polygonal shape. It can be enclosed in a shape (for example, a rectangle).
  • the thermal interface material 540 is positioned above the heating member so as to be supported by the support member 510 at the side of the polygon, and may have a polygonal shape corresponding to the shape of the support member 510 .
  • the adhesive member 530 may be located at a periphery of the thermal interface material 540 along at least one of the sides of the thermal interface material 540 .
  • adhesive members 530 may be disposed on all sides of the periphery of the thermal interface material 540 along the periphery of the thermal interface material 540 .
  • the arrangement shown in FIG. 8A is an embodiment in which the bonding strength between the thermal interface material 540 and the heat dissipation member 550 is the highest while heat transfer is not hindered by the adhesive member 530 .
  • the adhesive member 530 may be disposed on the other side except for one side in the periphery of the thermal interface material 540 .
  • the adhesive member 530 is not disposed on one side, air trapped in the gap between the thermal interface material 540 and the heat dissipation member 550 may be easily escaped. Accordingly, adhesion between the thermal interface material 540 and the heat dissipation member 550 may be improved.
  • the adhesive member 530 may be disposed on two sides facing each other at the periphery of the thermal interface material 540 . As described above, in this arrangement, it is easy for air trapped in the gap to escape in the direction where the adhesive member 530 is not located, so that the adhesion between the thermal interface material 540 and the heat dissipation member 550 can be improved. , the force for pressing the thermal interface material 540 can be distributed in a balanced manner.
  • the adhesive member 530 may be disposed on one side of the thermal interface material 540 .
  • the adhesive member 530 is disposed as shown in FIG. 8D , when the thermal interface material 540 is pressed by the adhesive member 530, the material flow of the thermal interface material 540 uniformly occurs in one direction. Therefore, formation of a gap between the heat dissipation member 550 and the thermal interface material 540 can be minimized.
  • the electronic device according to the comparative example is an electronic device in which the double-sided tape is applied to the entire area of the thermal interface material 540 including the heat dissipation path.
  • benchmark software that increases the power consumption of the AP, which is the heat source 502, was run in the same way, and then the heating pattern due to the power consumption of the AP and the temperature of the AP were confirmed.
  • Experimental results are shown in FIGS. 9 and 10 .
  • FIG. 9 is a photograph of a heating pattern of an electronic device according to an embodiment of the present invention and a comparative example taken by a thermal imaging camera.
  • FIG 10 is a graph showing a change in temperature over time of an electronic device according to an embodiment of the present invention and a comparative example.
  • an area marked in white is an area with the highest temperature in the thermal imaging camera, and black and gray areas indicate cooler areas as brightness increases.
  • the rectangle is the area where the temperature was measured.
  • the electronic device according to the embodiment of the present invention shown in (b) has a temperature of 2.5 degrees at the hot spot (HOT SPOT) compared to the comparative example shown in (a) of FIG. It is low, and it can be seen that the high temperature region is wider than that of the comparative example. From the fact that the high-temperature region is relatively wide, it can be seen that heat is smoothly transferred from the AP, which is the heat source 502 of the electronic device, through the heat dissipation member 550 .
  • the temperature of both electronic devices rapidly increases initially, but the electronic device according to the exemplary embodiment of the present invention It can be seen that the temperature of the device is stabilized at a temperature that is 2 to 2.5 degrees Celsius lower than that of the comparative example. In addition, it can be seen that the temperature difference of 2 to 2.5 degrees Celsius is maintained even though the benchmark program is continuously operated for 2 hours thereafter, and through this, the embodiment of the present invention effectively dissipates heat from the heat source 502 even at a lower temperature gradient than the comparative example. know that it can be transmitted.

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Abstract

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

Description

열 방출 구조를 포함하는 전자 장치
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 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. 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.
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 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.
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 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.

Claims (15)

  1. 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.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 계면 물질은 탄소를 포함하는 열전도성 섬유를 포함하는 전자 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 열 계면 물질은 상기 접착 부재와 비교하여 낮은 압축 강성도(compressive stiffness)를 가지고, 상기 방열 부재를 상기 열 계면 물질의 상부에 결합할 시에 상기 접착 부재에 의해 가압된 영역에서 압축 변형되며, 상기 압축 변형에 따라 상기 열 계면 물질에 팽창이 발생함으로써 상기 열 계면 물질이 상기 방열 부재의 하부면에 밀착되는 전자 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 발열체의 상면 및 측면에서 전자기적 노이즈를 차폐하고 상기 방열면과 대면하는 영역이 개방된 개방형 실드 캔(shield can)이고,
    상기 개방형 실드 캔의 상기 개방된 영역의 상부에 위치하는 차폐 필름 및
    상기 발열원의 상기 방열면 및 상기 차폐 부재의 하부면 사이에 위치하는 보조 열 계면 물질을 포함하는 전자 장치.
  5. 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.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 접착 부재는 상기 열 계면 물질의 다각형 형상의 하나의 변을 제외한 나머지 변 상에 배치되는 전자 장치.
  7. 제 5 항에 있어서
    상기 접착 부재는 상기 열 계면 물질의 다각형 형상의 서로 대면하는 2개의 변 상에 배치되는 전자 장치.
  8. 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.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 열 계면 물질은 탄소를 포함하는 열전도성 섬유를 포함하는 전자 장치의 열 방출 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 열 계면 물질은 상기 접착 부재와 비교하여 낮은 압축 강성도(compressive stiffness)를 가지고, 상기 방열 부재를 상기 열 계면 물질의 상부에 결합할 시에 상기 접착 부재에 의해 가압된 영역에서 압축 변형되며, 상기 압축 변형에 따라 상기 열 계면 물질에 팽창이 발생함으로써 상기 열 계면 물질이 상기 방열 부재의 하부면에 밀착되는 전자 장치의 열 방출 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 발열체의 상면 및 측면에서 전자기적 노이즈를 차폐하는 차폐 부재인 전자 장치의 열 방출 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 차폐 부재는, 상기 방열면과 대면하는 영역이 개방되고 상기 발열체의 측면을 차폐하는 개방형 실드 캔(shield can)이고,
    상기 전자 장치의 열 방출 장치는,
    상기 개방형 실드 캔의 상기 개방된 영역의 상부에 위치하는 차폐 필름 및
    상기 발열원의 상기 방열면 및 상기 차폐 부재의 하부면 사이에 위치하는 보조 열 계면 물질을 포함하는 전자 장치의 열 방출 장치.
  13. 제 8 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.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 접착 부재는 상기 열 계면 물질의 다각형 형상의 하나의 변을 제외한 나머지 변 상에 배치되는 전자 장치의 열 방출 장치.
  15. 제 13 항에 있어서
    상기 접착 부재는 상기 열 계면 물질의 다각형 형상의 서로 대면하는 2개의 변 상에 배치되는 전자 장치의 열 방출 장치.
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