WO2024014911A1 - 복수의 회로 기판을 포함하는 전자 장치 - Google Patents

복수의 회로 기판을 포함하는 전자 장치 Download PDF

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WO2024014911A1
WO2024014911A1 PCT/KR2023/010060 KR2023010060W WO2024014911A1 WO 2024014911 A1 WO2024014911 A1 WO 2024014911A1 KR 2023010060 W KR2023010060 W KR 2023010060W WO 2024014911 A1 WO2024014911 A1 WO 2024014911A1
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WO
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circuit board
printed circuit
electronic component
electronic device
heat dissipation
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PCT/KR2023/010060
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English (en)
French (fr)
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김지철
예재흥
이규환
정광호
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삼성전자 주식회사
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
    • H04M1/02—Constructional features of telephone sets
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/14—Structural association of two or more printed circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating

Definitions

  • Various embodiments of the present disclosure relate to an electronic device, including a plurality of circuit boards.
  • the electronic device may be equipped with components that can perform high-performance calculations (e.g., processors) and components that store various data (e.g., memory).
  • components that can perform high-performance calculations e.g., processors
  • components that store various data e.g., memory.
  • Various components eg, application processors, communication processors, or connectors
  • the component(s) may be placed on one circuit board and electrically connected through signal lines wired on one circuit board.
  • a stacked substrate structure hereinafter referred to as 'stacked PCB structure'
  • SoC system-on-chip
  • POP package-on-package
  • an electronic device includes a first printed circuit board, a first side facing a first direction, and a second side facing the first printed circuit board and facing a second direction opposite to the first direction. It may include a second printed circuit board including a.
  • the electronic device is disposed between the first printed circuit board and a second side of the second printed circuit board, and includes a first electronic component disposed in a first area of the second printed circuit board and the first printed circuit board. It is disposed between the second surfaces of the second printed circuit board and may include a second electronic component disposed in a second area of the second printed circuit board.
  • the electronic device may include a heat dissipation device disposed on the first side of the second printed circuit board.
  • An electronic device is disposed in a first opening formed in the first region of the second printed circuit board, between the second side of the second printed circuit board and the first printed circuit board, to open the row of the first electronic components. It may include a first TIM that transmits heat to the heat dissipation device and a second TIM that is disposed between the second electronic component and the first printed circuit board and transmits heat of the second electronic component to the first printed circuit board. there is.
  • an electronic device may include a second printed circuit board including a first surface facing a first direction and a second surface facing a second direction opposite to the first direction.
  • the electronic device is an electronic component disposed between the first printed circuit board and the second printed circuit board, and is disposed in a first area of the second printed circuit board and includes a first pin for electrical connection with other components. It may include a first electronic component that includes a first electronic component and a second electronic component that is disposed in a second area of the second printed circuit board and includes a second pin for electrical connection with other components.
  • the electronic device may include a heat dissipation device disposed on the first side of the second printed circuit board.
  • the electronic device includes: the first electronic component is connected to the first printed circuit board through the first pin, the second electronic component is connected to the second printed circuit board through the second pin, and the first electronic component is connected to the second printed circuit board through the second pin.
  • the first pin of the first electronic component and the second pin of the second electronic component are formed to face opposite directions. You can.
  • An electronic device includes a first printed circuit board including a first area corresponding to a first electronic component and a second area that does not overlap the first area and corresponds to a second electronic component; a second printed circuit board comprising a first surface facing a first direction and a second surface facing the first printed circuit board and facing a second direction opposite to the first direction; and the second printed circuit board. It is disposed on the first surface of and may include a heat dissipation device connected to the first electronic component via a first thermal interface material (TIM).
  • the first electronic component may be electrically connected to the first printed circuit board and the second printed circuit board, and may be disposed between at least a portion of the first printed circuit board and the second printed circuit board.
  • the second electronic component is electrically connected to the second printed circuit board and disposed between the first printed circuit board and at least a portion of the second printed circuit board, so that the first electronic component and the second electronic component This may be electrically connected through the second printed circuit board.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment, according to various embodiments.
  • FIG. 2A is a front perspective view of an electronic device according to various embodiments.
  • FIG. 2B is a rear perspective view of an electronic device according to various embodiments.
  • FIG 3 is an exploded perspective view of an electronic device according to various embodiments.
  • Figure 4 shows a cross-section of a semiconductor package heat dissipation structure, according to one embodiment.
  • Figure 5 shows one side of a second circuit board, according to one embodiment.
  • FIG. 6 illustrates coupling a first electronic component and a second electronic component to a second printed circuit board in a method of manufacturing a semiconductor package heat dissipation structure according to an embodiment.
  • FIG. 7 illustrates combining the electronic components combined in FIG. 6, a second printed circuit board, and a second TIM to a first printed circuit board in a method of manufacturing a semiconductor package heat dissipation structure according to an embodiment. do.
  • Figure 8 shows a combined semiconductor package heat dissipation structure, according to one embodiment.
  • FIG. 9 illustrates combining the electronic components and the second printed circuit board combined in FIG. 6 to the first printed circuit board, according to one embodiment.
  • Figure 10 shows a second TIM injected in liquid form, according to one embodiment.
  • FIG. 11 shows a combined semiconductor package heat dissipation structure, according to one embodiment.
  • FIG. 12 illustrates a semiconductor package heat dissipation structure further including a heat dissipation plate and a third TIM, according to one embodiment.
  • FIG. 13 shows a heat dissipation plate and a second printed circuit board, according to one embodiment.
  • FIG. 14 illustrates combining the electronic components combined in FIG. 6, a second printed circuit board, and a spacer to a first printed circuit board, according to one embodiment.
  • Figure 15 shows a SIP structure further including a spacer, according to one embodiment.
  • Figure 16 shows a semiconductor package heat dissipation structure according to one embodiment.
  • FIG. 17 illustrates a semiconductor package heat dissipation structure further including a heat dissipation plate and a third TIM, according to one embodiment.
  • Figure 18 is a graph showing junction temperature, according to one embodiment.
  • FIG. 19A is a graph showing peak performance of electronic components, according to one embodiment.
  • Figure 19b is a graph showing peak performance of electronic components, according to one embodiment.
  • Figure 20 is a graph of power and temperature of electronic components, according to one embodiment.
  • FIG. 21A is a diagram illustrating the surface temperature of an electronic device, according to one embodiment.
  • FIG. 21B is a diagram showing the surface temperature of an electronic device, according to one embodiment.
  • Figure 22 shows a cross-section of a semiconductor package heat dissipation structure, according to one embodiment.
  • Figure 23 shows one side of a second circuit board, according to one embodiment.
  • Figure 24 shows a cross-section of a semiconductor package heat dissipation structure, according to one embodiment.
  • Figure 25 shows one side of a second circuit board, according to one embodiment.
  • component surface may be meant to include one or more of the surfaces of the component.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100, according to various embodiments.
  • the electronic device 101 communicates with the electronic device 102 through a first network 198 (e.g., a short-range wireless communication network) or a second network 199. It may communicate with either the electronic device 104 or the server 108 through (e.g., a long-distance wireless communication network).
  • the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108.
  • the electronic device 101 includes a processor 120, a memory 130, an input module 150, an audio output module 155, a display module 160, an audio module 170, and a sensor module ( 176), interface 177, connection terminal 178, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196 , or may include an antenna module 197.
  • at least one of these components eg, the connection terminal 178) may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 101.
  • some of these components are integrated into one component (e.g., display module 160). It can be.
  • the processor 120 for example, executes software (e.g., program 140) to operate at least one other component (e.g., hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120. It can be controlled and various data processing or calculations can be performed. According to one embodiment, as at least part of data processing or computation, the processor 120 stores commands or data received from another component (e.g., sensor module 176 or communication module 190) in volatile memory 132. The commands or data stored in the volatile memory 132 can be processed, and the resulting data can be stored in the non-volatile memory 134.
  • software e.g., program 140
  • the processor 120 stores commands or data received from another component (e.g., sensor module 176 or communication module 190) in volatile memory 132.
  • the commands or data stored in the volatile memory 132 can be processed, and the resulting data can be stored in the non-volatile memory 134.
  • the processor 120 includes a main processor 121 (e.g., a central processing unit or an application processor) or an auxiliary processor 123 that can operate independently or together (e.g., a graphics processing unit, a neural network processing unit ( It may include a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor).
  • a main processor 121 e.g., a central processing unit or an application processor
  • auxiliary processor 123 e.g., a graphics processing unit, a neural network processing unit ( It may include a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor.
  • the electronic device 101 includes a main processor 121 and a secondary processor 123
  • the secondary processor 123 may be set to use lower power than the main processor 121 or be specialized for a designated function. You can.
  • the auxiliary processor 123 may be implemented separately from the main processor 121 or as part of it.
  • the auxiliary processor 123 may, for example, act on behalf of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (e.g., sleep) state, or while the main processor 121 is in an active (e.g., application execution) state. ), together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (e.g., the display module 160, the sensor module 176, or the communication module 190) At least some of the functions or states related to can be controlled.
  • co-processor 123 e.g., image signal processor or communication processor
  • may be implemented as part of another functionally related component e.g., camera module 180 or communication module 190. there is.
  • the auxiliary processor 123 may include a hardware structure specialized for processing artificial intelligence models.
  • Artificial intelligence models can be created through machine learning. For example, such learning may be performed in the electronic device 101 itself, where artificial intelligence is performed, or may be performed through a separate server (e.g., server 108).
  • Learning algorithms may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but It is not limited.
  • An artificial intelligence model may include multiple artificial neural network layers.
  • Artificial neural networks include deep neural network (DNN), convolutional neural network (CNN), recurrent neural network (RNN), restricted boltzmann machine (RBM), belief deep network (DBN), bidirectional recurrent deep neural network (BRDNN), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the above, but is not limited to the examples described above.
  • artificial intelligence models may additionally or alternatively include software structures.
  • 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. Data may include, for example, input data or output data for software (e.g., program 140) and instructions related thereto.
  • 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 application 146.
  • the input module 150 may receive commands or data to be used in a component of the electronic device 101 (e.g., the processor 120) from outside the electronic device 101 (e.g., a user).
  • the input module 150 may include, for example, a microphone, mouse, keyboard, keys (eg, buttons), or digital pen (eg, stylus pen).
  • the sound output module 155 may output sound signals to the outside of the electronic device 101.
  • the sound output module 155 may include, for example, a speaker or a receiver. Speakers can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback.
  • the receiver can be used to receive incoming calls. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from the speaker or as part of it.
  • the display module 160 can visually provide information to the outside of the electronic device 101 (eg, a user).
  • the display module 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector, and a control circuit for controlling the device.
  • the display module 160 may include a touch sensor configured to detect a touch, or a pressure sensor configured to measure the intensity of force generated by the touch.
  • the audio module 170 can convert sound into an electrical signal or, conversely, convert an electrical signal into sound. According to one embodiment, the audio module 170 acquires sound through the input module 150, the sound output module 155, or an external electronic device (e.g., directly or wirelessly connected to the electronic device 101). Sound may be output through the electronic device 102 (e.g., speaker or headphone).
  • the electronic device 102 e.g., speaker or headphone
  • the sensor module 176 detects the operating state (e.g., power or temperature) of the electronic device 101 or the external environmental state (e.g., user state) and generates an electrical signal or data value corresponding to the detected state. can do.
  • the sensor module 176 includes, 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 biometric sensor, It may include a temperature sensor, humidity sensor, or light sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that can be used to connect the electronic device 101 directly or wirelessly with 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 can 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 can convert electrical signals into mechanical stimulation (e.g., vibration or movement) or electrical stimulation that the user can 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 can capture still images and moving images.
  • the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 can manage power supplied to the electronic device 101.
  • the power management module 188 may be implemented as at least a part of, for example, a power management integrated circuit (PMIC).
  • 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 battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.
  • Communication module 190 is configured to provide a direct (e.g., wired) communication channel or wireless communication channel between electronic device 101 and an external electronic device (e.g., electronic device 102, electronic device 104, or server 108). It can support establishment and communication through established communication channels. Communication module 190 operates independently of processor 120 (e.g., an application processor) and may include one or more communication processors that support direct (e.g., wired) communication or wireless communication.
  • processor 120 e.g., an application processor
  • the communication module 190 is a wireless communication module 192 (e.g., 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 (e.g., : LAN (local area network) communication module, or power line communication module) may be included.
  • a wireless communication module 192 e.g., a cellular communication module, a short-range wireless communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • wired communication module 194 e.g., : LAN (local area network) communication module, or power line communication module
  • the corresponding communication module is a first network 198 (e.g., a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 199 (e.g., legacy It may communicate with an external electronic device 104 through a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (e.g., LAN or WAN).
  • a telecommunication network such as a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network
  • the wireless communication module 192 uses subscriber information (e.g., 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 e.g., International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the wireless communication module 192 may support 5G networks after 4G networks and next-generation communication technologies, for example, NR access technology (new radio access technology).
  • NR access technology provides high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), minimization of terminal power and access to multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low latency). -latency communications)) can be supported.
  • the wireless communication module 192 may support high frequency bands (eg, mmWave bands), for example, to achieve high data rates.
  • the wireless communication module 192 uses various technologies to secure performance in high frequency bands, for example, beamforming, massive array multiple-input and multiple-output (MIMO), and full-dimensional multiplexing. It can support technologies such as input/output (FD-MIMO: full dimensional MIMO), array antenna, analog beam-forming, or large scale antenna.
  • the wireless communication module 192 may support various requirements specified in the electronic device 101, an external electronic device (e.g., electronic device 104), or a network system (e.g., second network 199).
  • the wireless communication module 192 supports Peak data rate (e.g., 20 Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage (e.g., 164 dB or less) for realizing mmTC, or U-plane latency (e.g., 164 dB or less) for realizing URLLC.
  • Peak data rate e.g., 20 Gbps or more
  • loss coverage e.g., 164 dB or less
  • U-plane latency e.g., 164 dB or less
  • the antenna module 197 may transmit or receive signals or power to or from the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 197 may include an antenna including a radiator made of a conductor or a conductive pattern formed on a substrate (eg, PCB).
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna). 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 connected to the plurality of antennas by, for example, the communication module 190. can be selected Signals or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the at least one selected antenna.
  • other components eg, radio frequency integrated circuit (RFIC) may be additionally formed as part of the antenna module 197.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • a mmWave antenna module includes: a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (e.g., bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (e.g., mmWave band); And a plurality of antennas (e.g., array antennas) disposed on or adjacent to the second side (e.g., top or side) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving signals in the designated high frequency band. can do.
  • a first side e.g., bottom side
  • a designated high frequency band e.g., mmWave band
  • a plurality of antennas e.g., array antennas
  • peripheral devices e.g., 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 external electronic devices 102 or 104 may be of the same or different type as the electronic device 101.
  • all or part of the operations performed in the electronic device 101 may be executed in one or more of the external electronic devices 102, 104, or 108.
  • the electronic device 101 may perform the function or service instead of executing the function or service on its own.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform at least part of the function or service.
  • One or more external electronic devices that have received the request may execute at least part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit the result of the execution to the electronic device 101.
  • the electronic device 101 may process the result as is or additionally and provide it as at least part of a response to the request.
  • cloud computing distributed computing, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology can be used.
  • the electronic device 101 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device 104 may include an Internet of Things (IoT) device.
  • Server 108 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks.
  • the external electronic device 104 or server 108 may be included in the second network 199.
  • the electronic device 101 may be applied to intelligent services (e.g., smart home, smart city, smart car, or healthcare) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • FIG. 2A is a front perspective view of the electronic device 101 according to various embodiments.
  • FIG. 2B is a rear perspective view of the electronic device 101 according to various embodiments.
  • the vertical width direction of the electronic device 101 may be defined as the 'Y-axis direction'
  • the horizontal width direction may be defined as the 'X-axis direction'
  • the height direction may be defined as the 'Z-axis direction'.
  • 'X-axis direction' can be interpreted as including both the +X direction and -X direction
  • 'Y-axis direction' can be interpreted as including both +Y direction and -Y direction
  • 'Z 'Axis direction' can be interpreted to include both the +Z direction and the -Z direction.
  • heading toward one of the three axes of the Cartesian coordinate system may include heading in a direction parallel to the axis.
  • the first printed circuit board 510, the first electronic component 520, the second printed circuit board 540, and the heat dissipation device 550 shown in FIG. 4, which will be described later, are sequentially stacked in the first direction (1).
  • the first direction (1) may correspond to the height direction of the electronic device or the direction opposite to the height direction.
  • this is only intended to aid understanding of the semiconductor package heat dissipation structure of the present disclosure and does not limit any direction.
  • the first direction 1 may include a direction other than the height direction of the electronic device.
  • the electronic device 101 has a front side (310A), a back side (310B), and a side surface (310C) surrounding the space between the front side (310A) and the back side (310B).
  • ) may include a housing 310 including.
  • the housing 310 may refer to a structure that forms part of the front 310A of FIG. 2, the rear 310B, and the side 310C of FIG. 3.
  • the front surface 310A may be formed at least in part by a substantially transparent front plate 302 (eg, a glass plate including various coating layers, or a polymer plate).
  • the back side 310B may be formed by the back plate 311.
  • the back plate 311 may be formed of, for example, glass, ceramic, polymer, metal (eg, aluminum, stainless steel (STS), or magnesium), or a combination of at least two of these materials.
  • the side 310C combines with the front plate 302 and the back plate 311 and may be formed by a side bezel structure (or “side member”) 318 comprising metal and/or polymer.
  • the back plate 311 and the side bezel structure 318 may be integrally formed and include the same material (eg, glass, a metallic material such as aluminum, or ceramic).
  • the front plate 302 has two first edge regions 310D that are curved from the front side 310A toward the back plate 311 and extend seamlessly, the front plate (310D) 302) can be included at both ends of the long edge.
  • the back plate 311 has two second edge regions 310E that are curved and seamlessly extended from the back side 310B toward the front plate 302 at both ends of the long edge.
  • the front plate 302 (or the rear plate 311) may include only one of the first edge areas 310D (or the second edge areas 310E). In one embodiment, some of the first edge areas 310D or the second edge areas 310E may not be included.
  • the side bezel structure 318 when viewed from the side of the electronic device 101, has a side that does not include the first edge regions 310D or the second edge regions 310E.
  • the side may have a first thickness (or width), and the side including the first edge areas 310D or the second edge areas 310E may have a second thickness that is thinner than the first thickness.
  • the electronic device 101 includes a display 301, an audio module (e.g., a microphone hole 303 and a speaker hole 307, 314) (e.g., the audio module 170 in FIG. 1), Sensor module (e.g., sensor module 176 in FIG. 1), camera module (e.g., camera modules 305, 312, and flash 313) (e.g., camera module 180 in FIG. 1), key input device It may include at least one of 317 (e.g., input module 150 in FIG. 1), and connector holes 308 and 309 (e.g., connection terminal 178 in FIG. 1). In one embodiment, the electronic device 101 may omit at least one of the components (eg, the connector hole 309) or may additionally include another component.
  • an audio module e.g., a microphone hole 303 and a speaker hole 307, 314
  • Sensor module e.g., sensor module 176 in FIG. 1
  • camera module e.g., camera modules 305, 312, and flash 313
  • the display 301 may be visually exposed, for example, through a significant portion of the front plate 302.
  • at least a portion of the display 301 may be exposed through the front plate 302 forming the front surface 310A and the first edge areas 310D.
  • the edges of the display 301 may be formed to be substantially the same as the adjacent outer shape of the front plate 302.
  • the distance between the outer edge of the display 301 and the outer edge of the front plate 302 may be formed to be substantially the same.
  • the surface of the housing 310 may include a screen display area formed as the display 301 is visually exposed.
  • the screen display area may include a front surface 310A and first edge areas 310D.
  • a recess or opening is formed in a portion of the screen display area (e.g., front surface 310A, first edge area 310D) of the display 301, and the recess Alternatively, it may include at least one of an audio module (e.g., speaker hole 314), a sensor module (not shown), a light emitting element (not shown), and a camera module 305 that are aligned with the opening. .
  • an audio module e.g., speaker hole 314), a sensor module (not shown), a camera module 305, and a fingerprint sensor (not shown) are installed on the back of the screen display area of the display 301. It may include at least one of a light emitting device (not shown), and a light emitting device (not shown).
  • the display 301 is coupled to or adjacent to a touch detection circuit, a pressure sensor capable of measuring the intensity (pressure) of touch, and/or a digitizer that detects a magnetic field-type stylus pen. can be placed.
  • At least a portion of the key input device 317 may be disposed in the first edge areas 310D and/or the second edge areas 310E.
  • the audio module may include, for example, the microphone hole 303 and the speaker holes 307 and 314.
  • a microphone for acquiring external sound may be placed inside the microphone hole 303, and in one embodiment, a plurality of microphones may be placed to detect the direction of the sound.
  • the speaker holes 307 and 314 may include an external speaker hole 307 and a speaker hole 314 for calls.
  • the speaker holes 307 and 314 and the microphone hole 303 may be implemented as one hole, or a speaker may be included without the speaker holes 307 and 314 (e.g., piezo speaker).
  • Audio modules e.g., microphone hole 303 and speaker holes 307, 314) are not limited to the above structure, and depending on the structure of the electronic device 101, only some audio modules are mounted or new audio modules are added. The design can be changed in various ways.
  • a sensor module may generate, for example, an electrical signal or data value corresponding to an internal operating state of the electronic device 101 or an external environmental state.
  • the sensor module may include, for example, a first sensor module (not shown) (e.g., proximity sensor) and/or a second sensor module (not shown) disposed on the front 310A of the housing 310 ( For example, a fingerprint sensor), and/or a third sensor module (not shown) (e.g., HRM sensor) and/or a fourth sensor module (not shown) disposed on the rear side 310B of the housing 310 (e.g. may include a fingerprint sensor).
  • the fingerprint sensor may be disposed on the front 310A (eg, display 301) as well as the rear 310B of the housing 310.
  • the electronic device 101 includes sensor modules not shown, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, a temperature sensor, It may further include at least one of a humidity sensor or an illuminance sensor (not shown).
  • the sensor module (not shown) is not limited to the above structure, and can be designed in various ways, such as installing only some sensor modules or adding a new sensor module, depending on the structure of the electronic device 101.
  • the camera module (e.g., camera modules 305, 312, and flash 313) is, for example, a front camera module 305 disposed on the front 310A of the electronic device 101. , and a rear camera module 312 disposed on the rear 310B, and/or a flash 313.
  • the camera modules 305 and 312 may include one or more 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 (an infrared camera, a wide-angle and a telephoto lens) and image sensors may be placed on one side of the electronic device 101.
  • Camera modules (e.g., camera modules 305, 312, and flash 313) are not limited to the above structure, and depending on the structure of the electronic device 101, only some camera modules may be mounted or new camera modules may be added. The design can be changed in various ways.
  • the electronic device 101 may include a plurality of camera modules (e.g., a dual camera or a triple camera) each having different properties (e.g., angle of view) or functions.
  • a plurality of camera modules 305 and 312 including lenses with different angles of view may be configured, and the electronic device 101 may perform a camera operation in the electronic device 101 based on the user's selection.
  • the angle of view of the modules 305 and 312 can be controlled to change.
  • at least one of the plurality of camera modules 305 and 312 may be a wide-angle camera, and at least another one may be a telephoto camera.
  • the plurality of camera modules 305 and 312 may be a front camera, and at least another one may be a rear camera. Additionally, the plurality of camera modules 305 and 312 may include at least one of a wide-angle camera, a telephoto camera, or an infrared (IR) camera (eg, a time of flight (TOF) camera or a structured light camera). According to one embodiment, the IR camera may operate as at least part of the sensor module. For example, the TOF camera may operate as at least part of a sensor module (not shown) to detect the distance to the subject.
  • IR infrared
  • TOF time of flight
  • the key input device 317 may be disposed on the side 310C of the housing 310.
  • the electronic device 101 may not include some or all of the key input devices 317 mentioned above, and the key input devices 317 not included may be displayed on the display 301, such as soft keys. It can be implemented in different forms.
  • the key input device may include a sensor module (not shown) disposed on the rear 310B of the housing 310.
  • a light emitting device may be disposed, for example, on the front surface 310A of the housing 310.
  • a light emitting device may provide status information of the electronic device 101 in the form of light.
  • a light emitting device may provide a light source that is linked to the operation of the front camera module 305, for example.
  • Light-emitting devices may include, for example, LEDs, IR LEDs, and/or xenon lamps.
  • the connector holes 308 and 309 are, for example, a first connector hole that can accommodate a connector (for example, a USB connector) for transmitting and receiving power and/or data with an external electronic device. (308), and/or may include a second connector hole (eg, earphone jack) 309 that can accommodate a connector for transmitting and receiving audio signals to and from an external electronic device.
  • the connector holes 308 and 309 are not limited to the above structure, and can be designed in various ways, such as installing only some connector holes or adding new connector holes, depending on the structure of the electronic device 101.
  • the camera module 305 and/or the sensor module are connected to the external environment through a designated area of the display 301 and the front plate 302 in the internal space of the electronic device 101. It can be placed so that it is accessible.
  • the designated area may be an area in the display 301 where pixels are not arranged.
  • the designated area may be an area in the display 301 where pixels are arranged. When viewed from above the display 301, at least a portion of the designated area may overlap the camera module 305 and/or the sensor module.
  • some sensor modules may be arranged to perform their functions without being visually exposed through the front plate 302 in the internal space of the electronic device.
  • FIG 3 is an exploded perspective view of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 101 (e.g., the electronic device 101 in FIGS. 2A to 2B) includes a front plate 320 (e.g., the front plate 302 in FIG. 2A) and a display 330. (e.g., display 301 in FIG. 2A), first support member 332 (e.g., bracket), main printed circuit board 340 (e.g., PCB, flexible PCB (FPCB), or rigid flexible PCB (RFPCB)) ), a battery 350, a second support member 360 (e.g., a rear case), an antenna 370, and a rear plate 380 (e.g., the rear plate 311 in FIG. 3).
  • first support member 332 e.g., bracket
  • main printed circuit board 340 e.g., PCB, flexible PCB (FPCB), or rigid flexible PCB (RFPCB)
  • a battery 350 e.g., a rear case
  • a second support member 360 e.g., a rear case
  • the electronic device 101 may omit at least one of the components (e.g., the first support member 332 or the second support member 360) or may additionally include other components. . At least one of the components of the electronic device 101 may be the same or similar to at least one of the components of the electronic device 101 of FIG. 2 or 3, and overlapping descriptions will be omitted below.
  • the first support member 332 may be disposed inside the electronic device 101 and connected to the side bezel structure 331, or may be formed integrally with the side bezel structure 331.
  • the first support member 332 may be formed of, for example, a metallic material and/or a non-metallic (eg, polymer) material.
  • the first support member 332 may have a display 330 coupled to one side and a printed circuit board 340 to the other side.
  • the printed circuit board 340 may be equipped with a processor, memory, and/or interface.
  • 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 printed circuit board 340 may include a flexible printed circuit board type radio frequency cable (FRC).
  • the printed circuit board 340 may be disposed on at least a portion of the first support member 332, and may include an antenna module (e.g., the antenna module 197 of FIG. 1) and a communication module (e.g., the antenna module 197 of FIG. 1). It may be electrically connected to the communication module 190).
  • FRC radio frequency cable
  • the memory may include, for example, volatile memory or non-volatile memory.
  • 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 101 to an external electronic device and may include a USB connector, SD card/MMC connector, or audio connector.
  • the battery 350 is a device for supplying power to at least one component of the electronic device 101, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or fuel. It may include a battery. At least a portion of the battery 350 may be disposed, for example, on substantially the same plane as the printed circuit board 340 . The battery 350 may be placed integrally within the electronic device 101, or may be placed to be detachable from the electronic device 101.
  • the second support member 360 (eg, rear case) may be disposed between the printed circuit board 340 and the antenna 370.
  • the second support member 360 may include one surface to which at least one of the printed circuit board 340 or the battery 350 is coupled, and the other surface to which the antenna 370 is coupled.
  • the antenna 370 may be disposed between the rear plate 380 and the battery 350.
  • the antenna 370 may include, for example, a near field communication (NFC) antenna, a wireless charging antenna, and/or a magnetic secure transmission (MST) antenna.
  • NFC near field communication
  • MST magnetic secure transmission
  • the antenna 370 can perform short-distance communication with an external electronic device or wirelessly transmit and receive power required for charging.
  • the antenna 370 may include a coil for wireless charging.
  • an antenna structure may be formed by a portion or a combination of the side bezel structure 331 and/or the first support member 332.
  • the rear plate 380 may form at least a portion of the rear of the electronic device 101 (eg, the rear 310B of FIG. 2B).
  • the electronic device 101 disclosed in FIGS. 2A to 3 has a bar-type or plate-type appearance, but various embodiments of the present disclosure are not limited thereto.
  • the illustrated electronic device may be part of a rollable electronic device or a foldable electronic device.
  • the term “rollable electronic device” may refer to an electronic device in which the display can be bent and deformed, and at least a portion of it can be wound or rolled and stored inside the housing 310. .
  • the rollable electronic device can be used by expanding the screen display area by unfolding the display or exposing a larger area of the display to the outside.
  • “Foldable electronic device” may refer to an electronic device that can be folded so that two different areas of the display face each other or are facing in opposite directions.
  • the display in a foldable electronic device in a portable state, the display is folded with two different areas facing each other or in opposite directions, and in actual use, the user unfolds the display so that the two different areas form a substantially flat panel. You can.
  • the electronic device 101 may be interpreted to include not only portable electronic devices such as smart phones, but also various other electronic devices such as laptop computers and home appliances. there is.
  • the 'structure' may be a semiconductor package heat dissipation structure including a plurality of components, and the plurality of components may be configured as a SIP (system in package).
  • SIP system in package
  • Figure 4 shows a cross-section of a semiconductor package heat dissipation structure, according to one embodiment.
  • Figure 5 shows one side of a second printed circuit board, according to one embodiment.
  • FIG. 4 shows a portion of a cross section of the electronic device of FIG. 3 cut in the A-A' direction
  • FIG. 5 shows a cross section of the semiconductor package heat dissipation structure of FIG. 4 cut in the B-B' direction.
  • an electronic device e.g., the electronic device 101 of FIGS. 1 to 3 is a semiconductor package heat dissipation structure, and may include a first printed circuit board 510 and a second printed circuit board 540. You can.
  • the first printed circuit board 510 may include a processor (e.g., processor 120 of FIG. 1), a memory (e.g., memory 140 of FIG. 1), and/or an interface (e.g., interface of FIG. 1). (177)) may be mounted, placed and/or positioned.
  • the first printed circuit board 510 may include a printed circuit board (PCB) or a flexible PCB (FPCB).
  • 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.
  • Memory may include, for example, volatile memory or non-volatile memory.
  • 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 101 to an external electronic device and may include a USB connector, SD card/MMC connector, or audio connector.
  • One or more of the above-described components may be omitted, or other components not described above may be installed on the first printed circuit board 510.
  • an application processor and/or a communication processor is included as the first electronic component 520 and a memory is included as the second electronic component 530.
  • the application processor and/or communication processor may be connected to the memory through a signal line.
  • the application processor and/or communication processor may frequently and quickly transmit and receive a large amount of data through the memory and signal line. At this time, the amount of heat generated by the application processor and/or the communication processor may be greater than that of the memory.
  • the second printed circuit board 540 is at least partially stacked with the first printed circuit board 510 while being spaced a predetermined distance away from the first printed circuit board 510 in the first direction (1). You can have it. That is, the second printed circuit board 540 and the first printed circuit board 510 may form a stacked board structure.
  • the second printed circuit board 540 may be used as an interposer that provides flexibility in utilizing space for component mounting and/or electrical connection between a semiconductor chip and a circuit board for electrical connection in a stacked board structure. By forming a stacked board structure using the second printed circuit board 540, insufficient placement space within the electronic device can be effectively utilized.
  • a plurality of electronic components may be disposed on the second printed circuit board 540.
  • the second printed circuit board 540 may include a first area 541 and a second area 542 that is different from the first area 541 .
  • Two electronic components eg, a first electronic component 520 and a second electronic component 530
  • the first electronic component 520 may be placed in the first area 541 and the second electronic component 530 may be placed in the second area 542.
  • the first area 541 and the second area 542 may not overlap each other.
  • the first area 541 and the second area 542 may be formed independently without overlapping.
  • the first electronic component 520 and the second electronic component 530 disposed on the second printed circuit board 540 may be electrically connected through a signal line (or data line).
  • the signal line passes through the inside of the second printed circuit board 540 and may include at least one conductive line.
  • the signal line passes through the inside of the second printed circuit board 540, one side of the signal line is connected to the first electronic component 520, and the other side of the signal line is connected to the second electronic component 530. You can.
  • the first electronic component 520 and/or the second electronic component 530 is between one side of the first printed circuit board 510 and one side of the second printed circuit board 540. can be placed.
  • the second printed circuit board 540 may include a first surface 540a facing a first direction (1) and a second surface 540b facing a second direction (2) opposite to the first direction. .
  • the first electronic component 520 and the second electronic component 530 may be disposed on the second surface 540b of the second printed circuit board 540. According to one embodiment, the first electronic component 520 and/or the second electronic component 530 may be located on substantially the same plane on the second printed circuit board 540.
  • Electronic components may include, for example, communications devices, processors, memory, radio frequency front ends (RFFEs), RF transceivers, power management modules, wireless communications circuits, and/or interfaces.
  • 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 processor may include at least a communication processor, or may be an integrated configuration of an application processor and a communication processor, and may control or drive the wireless transceiver, the power management module, or the wireless communication circuit. You can.
  • An electronic component module may include a plurality of electronic components or devices to implement at least one function.
  • an application processor including a flip chip in the form of a SoC is disclosed as an example of the first electronic component 520
  • an application processor including a flip chip in the form of a system on chip (SoC) is disclosed as an example of the first electronic component 520.
  • SoC system on chip
  • a memory is disclosed as an example, it should be noted that this disclosure does not limit the scope of the first electronic component 520 and the second electronic component 530 according to an embodiment of the present disclosure.
  • an electronic device e.g., the electronic device 101 of FIGS. 1 to 3 is a semiconductor package heat dissipation structure, and includes a heat dissipation device 550, a first thermal interface material (TIM) 525, and It may include a second thermal interface material (TIM) 535 .
  • a heat dissipation device 550 e.g., the electronic device 101 of FIGS. 1 to 3
  • TIM first thermal interface material
  • TIM second thermal interface material
  • the heat dissipation device 550 may be disposed on the first side 540a of the second printed circuit board 540.
  • the heat dissipation device 550 may be, for example, a vacuum chamber (vapor chamber).
  • a support member e.g., the first support member 332 (e.g., bracket) of FIG. 3
  • an electronic device e.g., the electronic device 101 of FIG. 1.
  • a second support member 360 eg, rear case
  • printed circuit boards 510, 540 e.g., housing 310 in FIG. 3
  • the heat dissipation device 550 may face a surface from which heat is radiated from electronic components (eg, the first electronic component 520 and the second electronic component 530).
  • the heat dissipation device 550 can receive high-temperature heat, and since its interior is formed in a vacuum, the heat received from the electronic component can quickly spread in the horizontal direction (e.g., direction 3).
  • the heat dissipation device 550 may be a heat conductor that has a vacuumed interior and contains a working fluid. When heat is applied to any part of the heat dissipation device 550, the liquid working fluid evaporates, and the resulting pressure difference causes the gaseous working fluid to quickly move to an area with a relatively low temperature. can be used.
  • the heat dissipation device 550 is a heat pipe, a solid phase thermal sheet such as a graphene sheet, a graphite sheet, a metal (e.g. copper) sheet, or a liquid phase. phase) may include various heat transfer materials or members, such as heat dissipating paint. Alternatively, the heat dissipation device 550 may correspond to a portion of the metal housing. At this time, heat transfer by various heat transfer materials or members takes various forms including heat conduction, heat spreading, heat diffusion, or heat radiation. It may include at least some of the transfer forms of heat energy.
  • the first TIM 525 and the second TIM 535 may be provided to dissipate heat from the first electronic component 520 and the second electronic component 530, respectively.
  • the first TIM 525 is disposed in the first opening 543 formed in the first area 541 of the second printed circuit board 540 to block the heat of the first electronic component 520. It can be delivered to the heat dissipation device 550.
  • the second TIM 535 is disposed between the second electronic component 530 and the first printed circuit board 510 to transfer heat from the second electronic component 530 to the first printed circuit board 510. You can.
  • the first TIM 525 serves to dissipate heat from the surface of the first electronic component 520 facing in the first direction (1) toward the heat dissipation device 550
  • the second TIM 535 may serve to dissipate heat toward the first printed circuit board 510 from the side of the second electronic component 530 facing the second direction (2).
  • an electronic device e.g., the electronic device 101 of FIGS. 1 to 3
  • the first TIM 525 and/or the second TIM 535 include carbon fiber thermal interface material (TIM), liquid phase thermal interface material (TIM), and acrylic thermal interface material (TIM). ) and/or solid phase thermal interface material (TIM) may be applicable.
  • the first TIM 525 may be a carbon fiber TIM and the second TIM 535 may be an acrylic TIM.
  • FIG. 6 illustrates coupling a first electronic component and a second electronic component to a second printed circuit board in a method of manufacturing a semiconductor package heat dissipation structure according to an embodiment.
  • FIG. 7 illustrates combining the electronic components combined in FIG. 6, a second printed circuit board, and a second TIM to a first printed circuit board in a method of manufacturing a semiconductor package heat dissipation structure according to an embodiment.
  • Figure 8 shows a combined semiconductor package heat dissipation structure, according to one embodiment.
  • the first electronic component 520 and the second electronic component 530 may be disposed on the second surface 540b of the second printed circuit board.
  • the first electronic component 520 and the second electronic component 530 may each include a plurality of pins for electrical connection with other components.
  • the first electronic component 520 includes a first case 523, a first chip 524 located within the first case 523, and a first chip 524 outside the first case 523 that is different from the first chip 524. It may be an integrated circuit including first pins 521 and 522 for electrical connection with components.
  • the first pins 521 and 522 may include a 1-1 pin 521 and a 1-2 pin 522.
  • the first electronic component 520 may be connected to the first printed circuit board 510 through the 1-1 pin 521 and to the second printed circuit board 540 through the 1-2 pin 521. there is.
  • the first electronic component 520 may be electrically and/or physically connected to the first printed circuit board 510 and the second printed circuit board 540 through the first pins 521 and 522.
  • the first pins 521 and 522 may be composed of a plurality of first pins 521 and 522.
  • the first electronic component 520 may be a package including the first chip 524.
  • the first electronic component 520 may be a single component composed of the first chip 524 itself.
  • the first chip 524 may be surrounded by epoxy resin 524a.
  • the first chip 524 may be a flip chip mounted using a solder ball (or solder bump) 524c.
  • At least one via 524b is formed in the first electronic component 520 to connect the 1-1 pin 521 formed on the first surface 523a of the first case 523 and the first case 523.
  • the first and second pins 522 formed on the second surface 523b may be electrically connected.
  • the first pins 521 and 522 may be solder balls (or solder bumps). Referring to FIG. 6, the 1-1 fin 521 formed on the first surface 523a of the first case 523 and the 1-2 fin formed on the second surface 523b of the first case 523.
  • the second electronic component 530 includes a second case 533, a second chip 534 located within the second case 533, and a second chip 534 outside the second case 533. It may be an integrated circuit including a second pin 531 for electrical connection with components. The second electronic component may be electrically and/or physically connected to the second printed circuit board 540 through the second pin 531 .
  • the second pin 531 may be composed of a plurality of second pins 531.
  • the second chip 534 may be surrounded by epoxy resin 534a.
  • the second chip 534 may correspond to a component such as memory (e.g., memory 130 of FIG. 1) (e.g., DRAM).
  • the second electronic component 530 may include a plurality of second chips 534 stacked together.
  • the second chip 534 may be connected to the second printed circuit board 540 using a wire 534b.
  • the second fin 531 may be formed on the first side 533a of the first side 533a and the second side 533b of the second case 533.
  • the second pin 531 may be a solder ball (or solder bump).
  • the first electronic component 520 is connected to the second printed circuit board 540 through the 1-1 pin 521
  • the second electronic component 530 is connected to the second printed circuit board 540. It may be connected to the second printed circuit board 540 through a pin 531.
  • the first electronic component 520 and the second electronic component 530 are connected based on the electrical connection direction of the chip embedded in each component.
  • the second electronic component 520 and 530 may face opposite directions when assembled (or electrically connected) to the second printed circuit board 540 .
  • the first chip 523 of the first electronic component 520 includes a solder ball formed in a direction from the first chip 523 toward the second surface 523b of the first case 523.
  • an electrical connection path formed in a direction toward the second surface 523b of the first case 523 may be included.
  • the second chip 533 of the second electronic component 530 includes a wire ( Using 534b), an electrical connection path formed in a direction toward the first surface 533a of the second case 533 may be included.
  • the first TIM 525 and the second TIM 535 are It is possible to implement a heat dissipation structure in opposite directions.
  • the first electronic component 520 is connected to the first printed circuit board 510 using the 1-2 pin 522 formed on the second surface 523b of the first case 523. Rather, it is electrically connected to the second printed circuit board 540 using the 1-1 pin 521 formed on the first side 523a of the first case 523, so that the second printed circuit board 540 It may be electrically connected to the second electronic component 530 through .
  • FIG. 6 shows the first electronic component 520 and the second electronic component 530 being assembled on the second surface 540b of the second printed circuit board 540.
  • the first electronic component 520 is assembled to the second printed circuit board 540 through the 1-1 pin 521
  • the second electronic component 530 is assembled to the second printed circuit board 540. It can be assembled through 2 pins (531).
  • the term 'assembly' refers to connecting a first component (e.g., the first electronic component 520) and a second component (e.g., the second electronic component 530) to form one structure.
  • that one structure is not necessarily limited to a finished product that implements a certain function, but may be an intermediate structure.
  • the term 'assembly' may be interpreted in various meanings such as coupling, fastening, attachment, bonding, combination, or installation.
  • the first electronic component 520 and the second electronic component 530 assembled on the second printed circuit board 540 will be referred to as the electronic components 520 and 530 and the second printed circuit board 540. It can be named ‘intermediate assembly’.
  • the intermediate assembly is inverted in the state shown in FIG. 6 (e.g., the second side 540b of the second printed circuit board 450 is in the state shown in FIG. 6). ), the 1-1 pin 521 of the first electronic component 520 may be coupled to the first printed circuit board 510 with the first pin 521 facing the first printed circuit board 510 .
  • the second TIM 535 may also be mounted on the first printed circuit board 510. 7 and 8, the second TIM 535 mounted on the first printed circuit board 510 may be a solid TIM 535.
  • FIG. 9 illustrates combining the electronic components and the second printed circuit board combined in FIG. 6 to the first printed circuit board, according to one embodiment.
  • Figure 10 shows a second TIM injected in liquid form, according to one embodiment.
  • 11 shows a combined semiconductor package heat dissipation structure, according to one embodiment.
  • FIGS. 9 to 11 use a liquid TIM 535' as the second TIM 535. is shown. Using the liquid TIM 535' can make it easier to form the second TIM 535 with a corresponding height depending on the step between the parts compared to the embodiment shown in FIGS. 8 to 11.
  • liquid TIM is applied through the nozzle 600.
  • (535') can be dropped to fill the lower part of the second electronic component 530.
  • the filled liquid TIM 535' may gradually harden over time to become solid TIM 535.
  • FIG. 12 illustrates a semiconductor package heat dissipation structure further including a heat dissipation plate and a third TIM, according to one embodiment.
  • 13 shows a heat dissipation plate and a second printed circuit board, according to one embodiment.
  • the semiconductor package heat dissipation structure described above in FIGS. 4 to 11 may further include a heat dissipation plate 560 and a third TIM 570.
  • the heat dissipation plate 560 may serve to primarily disperse the heat that has passed through the first TIM 525.
  • a heat dissipation plate 560 located between the first TIM 525 and the heat dissipation device 550 By dispersing the heat primarily, the heat can be spread smoothly.
  • the heat dissipation plate 560 may be called a heat spreader.
  • the heat dissipation plate 560 may be made of a metal material. Additionally, according to one embodiment, the heat dissipation plate 560 is formed to have an area substantially corresponding to the second printed circuit board 540 and is attached to the first surface 540a of the second printed circuit board 540. You can. According to one embodiment, the second printed circuit board 540 may be warped due to the arrangement of the first electronic component 520 and the second electronic component 530. In this regard, as in an embodiment of the present disclosure, the heat dissipation plate 560 containing a metallic material is attached to the first surface 540a of the second printed circuit board 540, thereby preventing the bending phenomenon. It can be prevented. Referring to FIG. 13, the heat dissipation plate 560 has a shape attached to the first side 540a of the second printed circuit board 540, and in this case, the first opening 543 is connected to the second printed circuit board 540. ) can only be formed.
  • the third TIM 570 may be disposed between the heat dissipation device 550 and the heat dissipation plate 560.
  • the third TIM 570 may also be formed to have an area substantially corresponding to the second printed circuit board 540 like the heat dissipation plate 560 .
  • the entire area of the heat dissipation plate 560 can be attached to the heat dissipation device 550 through the third TIM 570, and the heat primarily distributed from the heat dissipation plate 560 is dissipated through the third TIM 570. It can be transferred to the device 550, and the heat dissipation device 550 can secondarily disperse the transferred heat.
  • the third TIM 570 is at least one of a carbon fiber thermal interface material (TIM), a liquid phase thermal interface material (TIM), an acrylic thermal interface material (TIM), and/or a solid phase thermal interface material (TIM). One may apply.
  • FIG. 14 illustrates combining the electronic components combined in FIG. 6, a second printed circuit board, and a spacer to a first printed circuit board, according to one embodiment.
  • Figure 15 shows a semiconductor package heat dissipation structure further including a spacer, according to one embodiment.
  • the intermediate assembly including the circuit board 540 can be tilted relative to the first printed circuit board 510 .
  • some of the components may contact the first printed circuit board 510 and be damaged.
  • a cold soldering phenomenon or cracks may occur in the 1-1 pin 521 or soldering area of the first electronic component 520 due to temperature and humidity, etc. It can happen.
  • a short circuit may occur at a certain location (eg, P2) due to damage to the 1-1 pin 521 or the soldering area. If a cold solder phenomenon or short circuit occurs in this way, the intermediate assembly may tilt. When the intermediate assembly is tilted, the second electronic component 530 may collide with the first printed circuit board 510 at a certain location (eg, P3) and be damaged.
  • a semiconductor package heat dissipation structure further including a spacer 580 can be applied as the semiconductor package heat dissipation structure.
  • the spacer 580 is attached to the first printed circuit board 510 or the second printed circuit board 540 and is connected to the electronic components (e.g., the first electronic component 520 or the second electronic component 530).
  • the intermediate assembly including the second printed circuit board 540 can be prevented from being tilted with respect to the first printed circuit board 510 .
  • the spacer 580 may be arranged to be spaced a predetermined distance from one end 540c of the second printed circuit board 540 in consideration of design tolerances.
  • the gap between the spacer 580 and the second printed circuit board 540 may be smaller than the gap between the second electronic component 530 and the first printed circuit board 510.
  • FIGS. 14 and 15 is an example of a semiconductor package heat dissipation structure further including a spacer 580, and various other embodiments can also be applied.
  • the spacer 580 is shown disposed adjacent to the second electronic component 530, but additionally or alternatively, the spacer 580 is positioned adjacent to the first electronic component 520. It may be placed adjacent to .
  • the second printed circuit board 540 has a rectangular shape when looking at the second printed circuit board 540 from above (e.g., in the second direction), the four corners of the second printed circuit board 540 It may be placed in each position corresponding to .
  • Figure 16 shows a semiconductor package heat dissipation structure according to one embodiment.
  • a semiconductor package heat dissipation structure corresponds to electronic components located at substantially different interfaces (levels) (or heights), and has a multilayer structure for compensating for heights.
  • a (multi layer) interposer structure can be formed.
  • the first electronic component 520 and the second electronic component 530 may be arranged on substantially different planes, as shown in FIG. 17 .
  • the first electronic component 520 and the second electronic component 530 are disposed within an electronic device, for example, they may be formed with a step d of a significant height. To compensate for this step d, the shape of the second printed circuit board 540 may be modified.
  • the second printed circuit board 540 includes a 2-1 circuit board 540-1 on which the first electronic component 520 is disposed and a 2-1 circuit board 540-1 on which the second electronic component 530 is disposed. 2 It may include a circuit board 540-2. At this time, the 2-1 circuit board 540-1 and the 2-2 circuit board 540-2 are included to be used as an interposer for arranging at least one electronic component 520, 530, and are connected to each other. It may be located at a different interface (level) (or height). According to one embodiment, the 2-1 circuit board 540-1 and the 2-2 circuit board 540-2 may be formed in a stacked form.
  • a plurality of electronic components may be disposed on the second printed circuit board 540.
  • the second electronic component 530 includes two and is divided into a 2-1 electronic component 530-1 and a 2-2 electronic component 530-2, respectively. 2 may be disposed at different positions on the 2-2 circuit board 540-2 of the printed circuit board 540.
  • the first electronic component 520 may be disposed on the 2-1 circuit board 540-1 of the second printed circuit board 540.
  • second printed circuit board ( 540) forms a multilayer interposer structure.”
  • openings may also be included in each of the plurality of layers.
  • the 2-1 circuit board 540-1 includes a 1-1 opening 543-1
  • the 2-2 circuit board 540-2 may include a 1-2 opening (543-2).
  • the 1-1 opening 543-1 and the 1-2 opening 543-2 are disposed at different interfaces (or heights) to dissipate heat generated from the first electronic component 520.
  • the first TIMs 525-1 and 525-2 may be arranged adjacent to each other.
  • heat generated in the first electronic component 520 may be transferred to the heat dissipation device 550 through the first TIM 525-1 and another first TIM 525-2 sequentially. .
  • FIG. 17 illustrates a semiconductor package heat dissipation structure further including a heat dissipation plate and a third TIM, according to one embodiment.
  • the heat dissipation plate 560 and the third TIM 570 can be applied.
  • the second printed circuit board 540 is a 2-1 printed circuit board 540-1 and a second printed circuit board 540-1 laminated on the 2-1 printed circuit board 540-1.
  • the heat dissipation plate 560 and the third TIM 570 are attached on the 2-2 printed circuit board 540-2 to dissipate heat more efficiently. It can be dispersed.
  • the step d between the second electronic component 530 and the first printed circuit board 510 is the electronic component disposed between the second electronic component 530 and the first printed circuit board 510.
  • Components or support members e.g., first support member 332 (e.g., bracket) of FIG. 3, second support member 360 (e.g., rear case)
  • the step d between the second electronic component 530 and the first printed circuit board 510 may be filled by the second TIM 535 as shown in FIG. 17 .
  • Figure 18 is a graph showing junction temperature, according to one embodiment.
  • FIG. 18 is a graph showing junction temperature of an electronic device according to various embodiments.
  • a junction may mean an arbitrary measurement point including an intersection between parts of an electronic device or an intersection between a part and a structure.
  • the first graph (L1) of FIG. 18 shows the change in junction temperature over time according to the results of POP (package-on-package) structure simulation
  • the second graph (L2) shows the change in junction temperature over time according to the POP (package-on-package) structure simulation results.
  • -on-package shows the change in junction temperature with respect to time according to the actual measurement results of the structure
  • the third graph (L3) shows the change in junction temperature with respect to time according to the simulation result of the semiconductor package heat dissipation structure of the present disclosure. It can be expressed.
  • the change in junction temperature is gentle compared to the simulation results and actual measurement results of the POP (package-on-package) structure.
  • the junction temperature can be improved by approximately 20 degrees or more compared to the POP (package-on-package) structure.
  • the time to reach the critical temperature (approximately 90 degrees) took 10 seconds for the simulation results, whereas it took 80 seconds for the semiconductor package heat dissipation structure.
  • FIG. 19A is a graph showing peak performance of electronic components, according to one embodiment.
  • Figure 19b is a graph showing peak performance of electronic components, according to one embodiment.
  • Figure 19a may show peak performance (vertical axis) according to a change in the internal temperature of the CPU (horizontal axis)
  • Figure 19b may show peak performance (vertical axis) according to a change in the internal temperature of the GPU (horizontal axis).
  • Figure 19a shows that the peak performance of the CPU applying the semiconductor package heat dissipation structure (case) of the present disclosure in the range of approximately 60 degrees to 75 degrees is improved by approximately 6% or more compared to the existing structure (base). You can.
  • Figure 19b shows that the peak performance of the GPU to which the semiconductor package heat dissipation structure (case) of the present disclosure is applied is improved by approximately 7% or more compared to the existing structure (base) in a range between approximately 60 degrees and 75 degrees.
  • FIG. 21A is a diagram illustrating the surface temperature of an electronic device, according to one embodiment.
  • FIG. 21B is a diagram showing the surface temperature of an electronic device, according to one embodiment.
  • FIGS. 20 to 21B may represent performance indicators for sustainability of an electronic device according to improved heat dissipation performance.
  • FIG. 21A shows that the surface temperature of the electronic device was measured at 46.5 degrees in a 500 MHz driving environment
  • FIG. 21B shows that the surface temperature of the electronic device was measured at 39.9 degrees in a 500 MHz driving environment.
  • the temperature of the GPU is improved by more than 10 degrees in a 400 MHz driving environment
  • the temperature of the GPU can be improved by more than 20 degrees in a 500MHZ operating environment.
  • the surface temperature of electronic devices can be improved by reducing GPU leakage power.
  • the frequency of the GPU can be increased (for example, from 400 MHz to 500 MHz) in the operating environment.
  • Figure 22 shows a cross-section of a semiconductor package heat dissipation structure, according to one embodiment.
  • Figure 23 shows one side of a second circuit board, according to one embodiment.
  • An electronic device (e.g., the electronic device 101 of FIGS. 1 to 3) has a semiconductor package heat dissipation structure and may include a heat dissipation device 550, a first TIM 525, and a second TIM 535.
  • the first TIM 525 and the second TIM 535 may be provided to dissipate heat from the first electronic component 520 and the second electronic component 530, respectively.
  • an electronic device (eg, the electronic device 101 of FIGS. 1 to 3 ) has a semiconductor package heat dissipation structure and may include a fourth TIM 545 .
  • the fourth TIM 545 may be provided to dissipate heat from the second electronic component 530.
  • the fourth TIM 545 may be provided additionally or alternatively to at least one of the heat dissipation device 550, the first TIM 525, and the second TIM 535.
  • the fourth TIM 545 is disposed in the second opening 544 formed in the second region 542 of the second printed circuit board 540 to open the second electronic component 530. ) heat can be transferred to the heat dissipation device 550.
  • the second opening 544 formed in the second area 542 is shown to have a smaller area than the first opening 543 formed in the first area 541. However, it is not necessarily limited to this.
  • the electronic device (e.g., the electronic device 101 of FIGS. 1 to 3) includes a heat dissipation device 550 and a fourth TIM 545 in addition to the first TIM 525 and the second TIM 535. Including, heat dissipation performance can be further improved. Heat from the second electronic component 530 may be transferred to the first printed circuit board 510 via the second TIM 535 and/or may be transferred to the heat dissipation device 550 via the fourth TIM 545. there is.
  • the fourth TIM 545 is a carbon fiber thermal interface material (TIM), a liquid phase thermal interface material (TIM), an acrylic thermal interface material (TIM), and/or a solid phase thermal interface material (TIM). At least one of thermal interface materials may be applicable.
  • Figure 24 shows a cross-section of a semiconductor package heat dissipation structure, according to one embodiment.
  • Figure 25 shows one side of a second circuit board, according to one embodiment. Descriptions of components that are the same as those mentioned in the above-described embodiments may be omitted to the extent of overlap.
  • the second printed circuit board 540 is at least partially stacked with the first printed circuit board 510 while being spaced a predetermined distance away from the first printed circuit board 510 in the first direction (1). You can have it.
  • the second printed circuit board 540 and the first printed circuit board 510 may form a stacked board structure.
  • the second printed circuit board 540 may overlap at least a portion of the first electronic component 520 .
  • the description has been centered on an embodiment in which the first opening 543 is formed in the first area 541 of the second printed circuit board 540, but the scope of the present disclosure does not necessarily include the first opening (543). It may not be limited to the embodiment including 543).
  • the second printed circuit board 540 may be implemented in a form that overlaps the first electronic component 520 without an opening.
  • the first electronic component 520 may at least partially overlap the first area 541 of the second printed circuit board 540.
  • the first TIM 525 is stacked with the heat dissipation device 550 without overlapping the first area 541 of the second printed circuit board 540, and dissipates heat from the first electronic component 520 into the heat dissipation device 550. It can be transmitted to the device 550.
  • An electronic device (e.g., the electronic device 101 of FIGS. 1 to 3) frequently and quickly connects the electronic component(s) (e.g., the first electronic component 520 and/or the second electronic component 530). A large amount of data can be transmitted and received. Accordingly, an electronic device (eg, the electronic device 101 of FIGS. 1 to 3) may include a large number of signal line(s) (or data line(s)). Since signal loss increases as the length of the data line increases, it may be desirable for electronic component(s) connected through the signal line(s) to be placed adjacent to each other. However, when electronic component(s) are arranged overlapping, heat dissipation may not be easy.
  • signal line(s) are provided on a printed circuit board (e.g., a second printed circuit board 540) including two adjacent regions (e.g., a first region 541 and a second region 542). ) can be wired. Heat can be dissipated by placing electronic components in the two adjacent areas. According to the present disclosure, since electronic components are arranged close to each other without overlapping, signal loss can be reduced and/or prevented and high heat dissipation performance can be achieved.
  • Electronic devices may be of various types.
  • Electronic devices may include, for example, portable communication devices (e.g., smartphones), computer devices, portable multimedia devices, portable medical devices, cameras, wearable devices, or home appliances.
  • Electronic devices according to embodiments of this document are not limited to the above-described devices.
  • first, second, or first or second may be used simply to distinguish one component from another, and to refer to that component in other respects (e.g., importance or order) is not limited.
  • One (e.g., first) component is said to be “coupled” or “connected” to another (e.g., second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively.”
  • any of the components can be connected to the other components directly (e.g. wired), wirelessly, or through a third component.
  • module used in various embodiments of the present disclosure may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and is interchangeable with terms such as logic, logic block, component, or circuit, for example. It can be used as A module may be an integrated part or a minimum unit of the parts or a part thereof that performs one or more functions. For example, according to one embodiment, the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present disclosure may include one or more instructions stored in a storage medium (e.g., internal memory 136 or external memory 138) that can be read by a machine (e.g., electronic device 101). It may be implemented as software (e.g., program 140) including these.
  • a processor e.g., processor 120
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code that can be executed by an interpreter.
  • a storage medium that can be read by a device may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain signals (e.g. electromagnetic waves), and this term refers to cases where data is semi-permanently stored in the storage medium. There is no distinction between temporary storage cases.
  • Computer program products are commodities and can be traded between sellers and buyers.
  • the computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)), or through an application store (e.g. Play Store TM ) or on two user devices (e.g. It can be distributed (e.g. downloaded or uploaded) directly between smart phones) or online.
  • a machine-readable storage medium e.g. compact disc read only memory (CD-ROM)
  • an application store e.g. Play Store TM
  • two user devices e.g. It can be distributed (e.g. downloaded or uploaded) directly between smart phones) or online.
  • at least a portion of the computer program product may be at least temporarily stored or temporarily created in a machine-readable storage medium, such as the memory of a manufacturer's server, an application store's server, or a relay server.
  • each component (e.g., module or program) of the above-described components may include a single or plural entity, and some of the plurality of entities may be separately placed in other components. there is.
  • one or more of the components or operations described above may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • multiple components eg, modules or programs
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components in the same or similar manner as those performed by the corresponding component of the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, or omitted. Alternatively, one or more other operations may be added.
  • an electronic device includes: a first printed circuit board 510; A first surface 540a facing the first direction 1, and a second surface 540b facing the first printed circuit board 510 facing the second direction 2 opposite to the first direction.
  • a second printed circuit board 540 including; It is disposed between the first printed circuit board 510 and the second surface 540b of the second printed circuit board 540, and is disposed in the first area 541 of the second printed circuit board 540.
  • First electronic component 520 It is disposed between the first printed circuit board 510 and the second surface 540b of the second printed circuit board 540, and is disposed in the second area 542 of the second printed circuit board 540.
  • first TIM 525 disposed in the opening 543 to transfer heat from the first electronic component 520 to the heat dissipation device 550; and a second TIM (which is disposed between the second electronic component 530 and the first printed circuit board 510 and transfers heat from the second electronic component 530 to the first printed circuit board 510). 535) may be included.
  • a heat dissipation plate 560 disposed between the second printed circuit board 540 and the heat dissipation device 550 may be further included.
  • a third TIM 570 disposed between the heat dissipation plate 560 and the heat dissipation device 550 may be further included.
  • the first TIM 525 or the second TIM 535 is made of carbon fiber thermal interface material (TIM), liquid phase thermal interface material (TIM), or acrylic thermal interface material (TIM). ) and/or a solid phase thermal interface material (TIM).
  • TIM carbon fiber thermal interface material
  • TIM liquid phase thermal interface material
  • TIM acrylic thermal interface material
  • TIM solid phase thermal interface material
  • the first electronic component 520 and the second electronic component 540 may be located on substantially the same plane on the second printed circuit board 540.
  • the first electronic component 520 includes a first case 523, a first chip 524 located within the first case 523, and a connection between the first chip 524 and other components. It includes first pins 521 and 522 for electrical connection, and the second electronic component 530 includes a second case 533, a second chip 534 located within the second case 533, and the It may include a second pin 531 for electrical connection between the second chip 534 and other components.
  • the first electronic component 520 is connected to the first printed circuit board 510 through the 1-2 pin 522, and the first electronic component 520 is connected to the first printed circuit board 510 through the 1-1 pin 521. It is connected to the second printed circuit board 540, and the second electronic component 530 may be connected to the second printed circuit board 540 through the second pin 531.
  • the first electronic component 520 and the second electronic component 530 have an electrical connection direction of the first chip 524 and the second chip 534 embedded in each component.
  • the first electronic component 520 and the second electronic component 530 may be formed to face opposite directions when assembled on the second printed circuit board 540.
  • the first electronic component 520 has a first pin 521 formed in the first case 523 toward the second printed circuit board 540, and has a first opening 543. It can be formed to surround.
  • a spacer 580 is disposed between the first printed circuit board 510 and the second printed circuit board 540 to prevent tilting of the second printed circuit board 540. It can be included.
  • the spacer 580 may be disposed on the first printed circuit board 510 and spaced a predetermined distance from at least one end of the second printed circuit board 540.
  • the second printed circuit board 540 includes a 2-1 circuit board 540-1 on which the first electronic component 520 is disposed and a 2-1 circuit board 540-1 on which the second electronic component 530 is disposed. It may include a 2-2 circuit board 540-2.
  • the 2-1 circuit board 540-1 includes a 1-1 opening 543-1
  • the 2-2 circuit board 540-2 includes a 1-2 opening 543-1. It includes an opening 543-2, and the 1-1 opening 543-1 and the 1-2 opening 543-2 may overlap at least partially.
  • the 2-1 circuit board 540-1 may be disposed between the 2-2 circuit board 540-2 and the first printed circuit board 510.
  • the first electronic component 520 may be located on a substantially different plane from the second electronic component 530.
  • an electronic device includes: a first printed circuit board 510; A second printed circuit board 540 including a first surface 540a facing a first direction 1 and a second surface 540b facing a second direction 2 opposite to the first direction 1. ; An electronic component disposed between the first printed circuit board 510 and the second printed circuit board 540, which is disposed in the first area 541 of the second printed circuit board 540 and is connected to other components.
  • a second electronic component 530 disposed in the second area 542 of the second printed circuit board 540 and including a second pin 531 for electrical connection with other components; and the second printed circuit board 540.
  • the first electronic component 520 is connected to the first printed circuit board 510 through the 1-2 pin 522
  • the second electronic component 530 is connected to the second pin 531. It can be connected to the second printed circuit board 540 through.
  • the 1-2 pin 522 of the first electronic component 520 and The second fins 531 of the second electronic component 530 may be formed to face opposite directions.
  • the heat dissipation device 550 is disposed in the first opening 543 formed in the first area 541 of the second printed circuit board 540 to dissipate heat from the first electronic component 520.
  • the first TIM (525) passing to; and a second TIM (which is disposed between the second electronic component 530 and the first printed circuit board 510 and transfers heat from the second electronic component 530 to the first printed circuit board 510). 535) may be included.
  • a heat dissipation plate 560 disposed between the second printed circuit board 540 and the heat dissipation device 550 may be further included.
  • a third TIM 570 disposed between the heat dissipation plate 560 and the heat dissipation device 550 may be further included.
  • a spacer 580 disposed between the first printed circuit board 510 and the second printed circuit board 540 may be further included.
  • the first chip 524 is electrically connected to the first printed circuit board 510 using a solder ball (or solder bump) 524c, and the solder ball 524c is connected to the first chip ( It is formed on the surface facing the second surface 523b of the first case 523 facing the first printed circuit board 510 of 524, and the second chip 534 is connected using the wiring 534b.
  • 2 is electrically connected to the printed circuit board 540, and the wiring 534b extends from the second chip 534 to the first side 533a of the second case 533 facing the second printed circuit board 520. It can be.
  • An electronic device includes a first area 541 corresponding to the first electronic component 520 and a first area 541 that does not overlap the first area 541 and corresponds to the second electronic component 530.
  • a first printed circuit board (510) comprising two regions (542); A first surface 540a facing the first direction 1, and a second surface 540b facing the first printed circuit board 510 facing the second direction 2 opposite to the first direction.
  • a second printed circuit board 540 including; and disposed on the first surface 540a of the second printed circuit board 540, via a first thermal interface material (TIM) 525. It may include a heat dissipation device 550 connected to the first electronic component 520.
  • TIM first thermal interface material
  • the first electronic component 520 is electrically connected to the first printed circuit board and the second printed circuit board, and includes at least a portion of the first printed circuit board 510 and the second printed circuit board 540. It can be placed in between.
  • the second electronic component 530 is electrically connected to the second printed circuit board 540 and disposed between the first printed circuit board 510 and at least a portion of the second printed circuit board 540. , the first electronic component and the second electronic component may be electrically connected through the second printed circuit board 540.
  • it is disposed between the second electronic component 530 and the first printed circuit board 510 to transfer heat from the second electronic component 530 to the first printed circuit board 510. It may include a second TIM 535 that does.
  • the second printed circuit board has a first opening 543 corresponding to the first electronic component, and the heat dissipation device passes through the first opening and through the first TIM ( via) Can be connected to the first electronic component.
  • the second printed circuit board has a second opening 544 corresponding to the second electronic component, and the heat dissipation device passes through the second opening and through the first TIM ( via) Can be connected to the second electronic component.
  • the first electronic component is connected to the first printed circuit board via the 1-2 pin 522
  • the second printed circuit board is connected to the first printed circuit board via the 1-1 pin 521.
  • the second electronic component may be connected to the second printed circuit board via the second pin 531.
  • the heat dissipation device may be placed directly on the first side of the second printed circuit board.
  • the heat dissipation device may be disposed on the first side of the second printed circuit board via the third TIM 570.
  • the first electronic component may include at least one of an application processor and a communication processor
  • the second electronic component may include a memory
  • the first electronic component and the second electronic component may be arranged adjacent to each other.

Abstract

본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치는 제 1 전자 부품에 대응하는 제 1 영역 및 상기 제 1 영역과 중첩되지 않으며 제 2 전자 부품에 대응하는 제 2 영역을 포함하는 제 1 인쇄 회로 기판; 제 1 방향을 향하는 제 1 면과, 상기 제 1 방향에 반대인 제 2 방향을 향하며 상기 제 1 인쇄 회로 기판과 대면하는 제 2 면을 포함하는 제 2 인쇄 회로 기판;및 상기 제 2 인쇄 회로 기판의 상기 제 1 면 위에 배치되며, 제 1 TIM(thermal interface material)을 거쳐(via) 상기 제 1 전자 부품에 연결된 방열 장치를 포함할 수 있다. 이외에도 다양한 실시예가 적용될 수 있다.

Description

복수의 회로 기판을 포함하는 전자 장치
본 개시의 다양한 실시예는 전자 장치에 관한 것으로서, 복수의 회로 기판을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
정보통신 기술과 반도체 기술의 발전으로 인하여 각종 전자 장치들의 보급과 이용이 급속도로 증가하고 있다. 특히 최근의 전자 장치들은 휴대하고 다니며 통신할 수 있도록 개발되고 있다. 또한, 전자 장치들은 저장된 정보를 음향이나 영상으로 출력할 수 있다. 전자 장치의 집적도가 높아지고, 초고속, 대용량 무선통신이 보편화되면서, 최근에는, 이동통신 단말기와 같은 하나의 전자 장치에 다양한 기능이 탑재될 수 있다. 예를 들면, 통신 기능뿐만 아니라, 게임과 같은 엔터테인먼트 기능, 음악/동영상 재생과 같은 멀티미디어 기능, 모바일 뱅킹을 위한 통신 및 보안 기능, 일정 관리 및 전자 지갑의 기능이 하나의 전자 장치에 집약되고 있다. 이러한 전자 장치는 사용자가 편리하게 휴대할 수 있도록 소형화되고 있다.
하나의 전자 장치가 다양한 기능을 구현할 수 있도록, 전자 장치에는 고 성능의 연산을 수행할 수 있는 부품(예: 프로세서)과 각종 데이터를 저장하기 위한 부품(예: 메모리)이 탑재될 수 있다. 이들 부품(예: 프로세서 및/또는 메모리)을 전자 장치 내에 탑재함에 있어서, 실장 공간의 효율성을 높이는 측면과 함께 부품에서 발생하는 고온의 열을 효율적으로 방열하기 위한 방안에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다.
전자 장치 내에 배치되는 다양한 부품(예를 들어, 어플리케이션 프로세서, 커뮤니케이션 프로세서, 또는 커넥터)들은 주로 SMD(surface mounted device) 공정을 통해 인쇄회로기판에 실장된다. 전자 장치 내에 다양한 부품들을 실장하는데 있어서, 일 실시예에 따르면, 부품(들)은 하나의 회로 기판 위에 배치된 상태에서, 하나의 회로 기판에 배선된 신호라인을 통해 전기적으로 연결된 형태로 배치될 수 있다. 또는 부족한 배치 공간을 효과적으로 활용하기 위해 둘 이상의 기판을 적층한 형태인 적층형 기판 구조(이하 '적층형 PCB 구조'라 함)가 사용될 수 있다. 이때, 어떤 부품(들)은 SoC(system-on-chip) 형태로 탑재되거나, 복수의 부품들이 높이 방향으로 적층된 POP(package-on-package) 형태로 모듈화되어 탑재될 수 있다.
부품이 하나의 회로 기판 위에 배치되어 회로 기판 상의 신호라인을 통해 전기적으로 연결되는 경우에는 부품 간의 신호 연결을 위한 회로 기판의 설계가 복잡해질 수 있으며, 전체 패키지의 크기가 증가할 수 있다. 또한, 복수의 부품들이 높이 방향으로 적층된 POP 형태로 배치되는 경우에는, 예를 들어, 하단에 배치된 부품에서 발생한 열이 상단에 배치된 부품에 의해 가로막혀 이동이 어려워져 방열 효율이 저하될 수 있다.
본 개시에서 해결하고자 하는 과제는 상기 언급된 과제에 한정되는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
본 개시의 실시예에 따르면, 전자 장치는 제 1 인쇄 회로 기판 및 제 1 방향을 향하는 제 1 면과 상기 제 1 방향에 반대인 제 2 방향을 향하며 상기 제 1 인쇄 회로 기판과 대면하는 제 2 면을 포함하는 제 2 인쇄 회로 기판을 포함할 수 있다. 전자 장치는 상기 제 1 인쇄 회로 기판과 상기 제 2 인쇄 회로 기판의 제 2 면 사이에 배치되며, 상기 제 2 인쇄 회로 기판의 제 1 영역에 배치된 제 1 전자 부품 및 상기 제 1 인쇄 회로 기판과 상기 제 2 인쇄 회로 기판의 제 2 면 사이에 배치되며, 상기 제 2 인쇄 회로 기판의 제 2 영역에 배치된 제 2 전자 부품을 포함할 수 있다. 전자 장치는 상기 제 2 인쇄 회로 기판의 상기 제 1 면에 배치된 방열 장치를 포함할 수 있다. 전자 장치는 상기 제 2 인쇄 회로 기판의 제 2 면과 상기 제 1 인쇄 회로 기판 사이에서, 상기 제 2 인쇄 회로 기판의 상기 제 1 영역에 형성된 제 1 개구에 배치되어 상기 제 1 전자 부품의 열을 상기 방열 장치에 전달하는 제 1 TIM 및 상기 제 2 전자 부품과 상기 제 1 인쇄 회로 기판 사이에 배치되어 상기 제 2 전자 부품의 열을 상기 제 1 인쇄 회로 기판에 전달하는 제 2 TIM를 포함할 수 있다.
본 개시의 실시예에 따르면, 전자 장치는 제 1 방향을 향하는 제 1 면과 상기 제 1 방향에 반대인 제 2 방향을 향하는 제 2 면을 포함하는 제 2 인쇄 회로 기판을 포함할 수 있다. 전자 장치는 상기 제 1 인쇄 회로 기판과 상기 제 2 인쇄 회로 기판 사이에 배치된 전자 부품으로서, 상기 제 2 인쇄 회로 기판의 제 1 영역에 배치되고 다른 부품과의 전기적인 연결을 위한 제 1 핀을 포함하는 제 1 전자 부품 및 상기 제 2 인쇄 회로 기판의 제 2 영역에 배치되고 다른 부품과의 전기적인 연결을 위한 제 2 핀을 포함하는 제 2 전자 부품을 포함할 수 있다. 전자 장치는 상기 제 2 인쇄 회로 기판의 상기 제 1 면에 배치된 방열 장치를 포함할 수 있다. 전자 장치는 상기 제 1 전자 부품은 상기 제 1 핀을 통해 상기 제 1 인쇄 회로 기판과 연결되고, 상기 제 2 전자 부품은 상기 제 2 핀을 통해 상기 제 2 인쇄 회로 기판과 연결되며, 상기 제 1 전자 부품과 상기 제 2 전자 부품이 상기 상기 제 2 인쇄 회로 기판에 배치될 때 상기 제 1 전자 부품의 상기 제 1 핀과 상기 제 2 전자 부품의 상기 제 2 핀은 서로 반대 방향을 향하도록 형성될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치는 제 1 전자 부품에 대응하는 제 1 영역 및 상기 제 1 영역과 중첩되지 않으며 제 2 전자 부품에 대응하는 제 2 영역을 포함하는 제 1 인쇄 회로 기판; 제 1 방향을 향하는 제 1 면과, 상기 제 1 방향에 반대인 제 2 방향을 향하며 상기 제 1 인쇄 회로 기판과 대면하는 제 2 면을 포함하는 제 2 인쇄 회로 기판;및 상기 제 2 인쇄 회로 기판의 상기 제 1 면 위에 배치되며, 제 1 TIM(thermal interface material)을 거쳐(via) 상기 제 1 전자 부품에 연결된 방열 장치를 포함할 수 있다. 상기 제 1 전자 부품은 상기 제 1 인쇄 회로 기판 및 상기 제 2 인쇄 회로 기판에 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 인쇄 회로 기판과 상기 제 2 인쇄 회로 기판의 적어도 일부분 사이에 배치될 수 있다. 상기 제 2 전자 부품은 상기 제 2 인쇄 회로 기판에 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 인쇄 회로 기판과 상기 제 2 인쇄 회로 기판의 적어도 일부분 사이에 배치됨으로써, 상기 제 1 전자 부품 및 상기 제 2 전자 부품이 상기 제 2 인쇄 회로 기판을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 관해 상술한 측면 또는 다른 측면, 구성 및/또는 장점은 첨부된 도면을 참조하는 다음의 상세한 설명을 통해 더욱 명확해질 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2a는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치를 나타내는 전면 사시도이다.
도 2b는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치를 나타내는 후면 사시도이다.
도 3은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 4는, 일 실시예에 따른, 반도체 패키지 방열 구조의 단면을 도시한다.
도 5는, 일 실시예에 따른, 제 2 회로 기판의 일면을 도시한다.
도 6은, 일 실시예에 따른, 반도체 패키지 방열 구조의 제조 방법에 있어서, 제 1 전자 부품 및 제 2 전자 부품을 제 2 인쇄 회로 기판에 결합하는 모습을 도시한다.
도 7은, 일 실시예에 따른, 반도체 패키지 방열 구조의 제조 방법에 있어서, 도 6에서 결합된 전자 부품들과 제 2 인쇄 회로 기판 및 제 2 TIM를 제 1 인쇄 회로 기판에 결합하는 모습을 도시한다.
도 8은, 일 실시예에 따른, 결합된 반도체 패키지 방열 구조를 도시한다.
도 9는, 일 실시예에 따른, 도 6에서 결합된 전자 부품들과 제 2 인쇄 회로 기판을 제 1 인쇄 회로 기판에 결합하는 모습을 도시한다.
도 10은, 일 실시예에 따른, 액상의 형태로 주입되는 제 2 TIM를 도시한다.
도 11은, 일 실시예에 따른, 결합된 반도체 패키지 방열 구조를 도시한다.
도 12는, 일 실시예에 따른, 방열 플레이트와 제 3 TIM를 더 포함하는 반도체 패키지 방열 구조를 도시한다.
도 13은, 일 실시예에 따른, 방열 플레이트와 제 2 인쇄 회로 기판을 도시한다.
도 14는, 일 실시예에 따른, 도 6에서 결합된 전자 부품들과 제 2 인쇄 회로 기판, 그리고 스페이서를 제 1 인쇄 회로 기판에 결합하는 모습을 도시한다.
도 15는, 일 실시예에 따른, 스페이서를 더 포함하는 SIP 구조를 도시한다.
도 16은, 일 실시예에 따른, 반도체 패키지 방열 구조를 도시한다.
도 17은, 일 실시예에 따른, 방열 플레이트와 제 3 TIM를 더 포함하는 반도체 패키지 방열 구조를 도시한다.
도 18은, 일 실시예에 따른, 정션(junction) 온도를 나타내는 그래프이다.
도 19a는, 일 실시예에 따른, 전자 부품의 피크(peak) 성능을 나타내는 그래프이다.
도 19b는, 일 실시예에 따른, 전자 부품의 피크(peak) 성능을 나타내는 그래프이다.
도 20은, 일 실시예에 따른, 전자 부품의 파워와 온도에 대한 그래프이다.
도 21a는, 일 실시예에 따른, 전자 장치의 표면 온드를 나타내는 도면이다.
도 21b는, 일 실시예에 따른, 전자 장치의 표면 온도를 나타내는 도면이다.
도 22는, 일 실시예에 따른, 반도체 패키지 방열 구조의 단면을 도시한다.
도 23은, 일 실시예에 따른, 제 2 회로 기판의 일면을 도시한다.
도 24는, 일 실시예에 따른, 반도체 패키지 방열 구조의 단면을 도시한다.
도 25는, 일 실시예에 따른, 제 2 회로 기판의 일면을 도시한다.
첨부된 도면의 전반에서, 유사한 부품, 구성 및/또는 구조에 대해서는 유사한 참조 번호가 부여될 수 있다.
첨부된 도면에 관한 다음 설명은 청구항 및 이에 상응하는 내용에 의해 정의된 공개의 다양한 구현에 대한 포괄적 이해를 돕기 위해 제공될 수 있다. 다음의 설명에서 개시된 구체적인 실시예는 이해를 돕기 위한 다양한 구체적인 세부사항들을 포함하고 있지만 이는 다양한 실시예 중 하나인 것으로 간주된다. 따라서, 일반 기술자는 본 개시에 기술된 다양한 구현의 다양한 변경과 수정이 공개의 범위와 기술적 사상에서 벗어나지 않고 이루어질 수 있음을 자명하다. 또한 명확성과 간결성을 위해 잘 알려진 기능 및 구성의 설명은 생략될 수 있다.
다음 설명과 청구에 사용된 용어와 단어는 참고 문헌적 의미에 국한되지 않고, 본 개시의 다양한 실시예를 명확하고 일관되게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 기술분야에 통상의 기술자에게, 공시의 다양한 구현에 대한 다음의 설명이 권리범위 및 이에 준하는 것으로 규정하는 공시를 제한하기 위한 목적이 아니라 설명을 위한 목적으로만 제공된다는 것은 자명하다 할 것이다.
문맥이 다르게 명확하게 지시하지 않는 한, "a", "an", 그리고 "the"의 단수형식은 복수의 의미를 포함한다는 것을 이해해야 한다. 따라서 예를 들어 "구성 요소 표면"이라 함은 구성 요소의 표면 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 의미일 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 하나와 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 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 일 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 수 있다.
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)를 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 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 저장하고, 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) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서, 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))(예: 스피커 또는 헤드폰)를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 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)가 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)는, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 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(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 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(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제 2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제 1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제 2 면(예: 윗 면 또는 측 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))을 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
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. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 전자 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제 2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
도 2a는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(101)를 나타내는 전면 사시도이다. 도 2b는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(101)를 나타내는 후면 사시도이다.
이하의 상세한 설명에서, 전자 장치(101)의 세로 폭 방향은 'Y축 방향'으로, 가로 폭 방향은 'X축 방향'으로, 및/또는 높이 방향은 'Z축 방향'으로 정의될 수 있다. 방향에 대한 설명을 함에 있어서, '음/양(-/+)'이 기재되지 않는 경우에는, 별도로 정의되지 않는 한 + 방향과 -방향을 모두 포함하는 것으로 해석될 수 있다. 즉, 'X축 방향'은 +X 방향과 -X 방향을 모두 포함하는 것으로 해석될 수 있으며, 'Y축 방향'은 +Y 방향과 -Y 방향을 모두 포함하는 것으로 해석될 수 있으며, 'Z축 방향'은 +Z 방향과 -Z 방향을 모두 포함하는 것으로 해석될 수 있다. 방향에 대한 설명을 함에 있어서, 직교 좌표계의 3축 중 어느 한 축을 향한다 함은, 상기 축과 평행한 방향을 향하는 것을 포함할 수 있다. 도면에 대한 설명을 함에 있어서, 구성요소의 배치가 도면에 기재된 직교 좌표계를 기준으로 할 수 있으나, 이러한 방향이나 구성요소들에 대한 설명이 본 개시의 다양한 실시예들을 한정하지 않음에 유의한다. 후술할 도 4에 도시된 제 1 인쇄 회로 기판(510), 제 1 전자 부품(520), 제 2 인쇄 회로 기판(540) 및 방열 장치(550)는 제 1 방향(①)을 향해 순차적으로 적층되어 있는데, 이때 제 1 방향(①)은 전자 장치의 높이 방향 또는 높이 방향의 반대 방향에 대응될 수 있다. 다만, 이는 본 개시의 반도체 패키지 방열 구조의 이해를 돕기 위한 것일뿐 어떤 방향을 한정하는 것은 아니다. 예를 들면, 제 1 방향(①)이 전자 장치의 높이 방향이 아닌 다른 방향을 향하는 것도 포함할 수 있음을 유의해야 한다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(101)는, 전면(310A), 후면(310B), 및 전면(310A) 및 후면(310B) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(310C)을 포함하는 하우징(310)을 포함할 수 있다. 일 실시예(미도시)에서는, 상기 하우징(310)은, 도 2의 전면(310A), 도 3의 후면(310B) 및 측면(310C)들 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 전면(310A)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(302)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 후면(310B)은 후면 플레이트(311)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 후면 플레이트(311)는, 예를 들어, 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 상기 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. 일 실시예에서는, 후면 플레이트(311) 및 측면 베젤 구조(318)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 유리, 알루미늄과 같은 금속 물질 또는 세라믹)을 포함할 수 있다.
도시된 실시예에서는, 상기 전면 플레이트(302)는, 상기 전면(310A)으로부터 상기 후면 플레이트(311) 쪽으로 휘어져 심리스하게(seamless) 연장된 2개의 제 1 엣지 영역(310D)들을, 상기 전면 플레이트(302)의 긴 엣지(long edge) 양단에 포함할 수 있다. 도시된 실시예(도 3 참조)에서, 상기 후면 플레이트(311)는, 상기 후면(310B)으로부터 상기 전면 플레이트(302) 쪽으로 휘어져 심리스하게 연장된 2개의 제 2 엣지 영역(310E)들을 긴 엣지 양단에 포함할 수 있다. 일 실시예에서는, 상기 전면 플레이트(302)(또는 상기 후면 플레이트(311))가 상기 제 1 엣지 영역(310D)들(또는 상기 제 2 엣지 영역(310E)들) 중 하나 만을 포함할 수 있다. 일 실시예에서는, 상기 제 1 엣지 영역(310D)들 또는 제 2 엣지 영역(310E)들 중 일부가 포함되지 않을 수 있다. 상기 실시예들에서, 상기 전자 장치(101)의 측면에서 볼 때, 측면 베젤 구조(318)는, 상기와 같은 제 1 엣지 영역(310D)들 또는 제 2 엣지 영역(310E)들이 포함되지 않는 측면 쪽에서는 제 1 두께(또는 폭)를 가지고, 상기 제 1 엣지 영역(310D)들 또는 제 2 엣지 영역(310E)들을 포함한 측면 쪽에서는 상기 제 1두께보다 얇은 제 2 두께를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는, 디스플레이(301), 오디오 모듈(예: 마이크 홀(303) 및 스피커 홀(307, 314))(예: 도 1의 오디오 모듈(170)), 센서 모듈(예: 도 1의 센서 모듈(176)), 카메라 모듈(예: 카메라 모듈(305, 312), 및 플래시(313))(예: 도 1의 카메라 모듈(180)), 키 입력 장치(317)(예: 도 1의 입력 모듈(150)), 및 커넥터 홀(308, 309)(예: 도 1의 연결 단자(178)) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 일 실시예에서는, 전자 장치(101)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 커넥터 홀(309))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이(301)는, 예를 들어, 전면 플레이트(302)의 상당 부분을 통하여 시각적으로 노출될 수 있다. 일 실시예에서는, 상기 전면(310A), 및 상기 제 1엣지 영역(310D)들을 형성하는 전면 플레이트(302)를 통하여 상기 디스플레이(301)의 적어도 일부가 노출될 수 있다. 일 실시예에서는, 디스플레이(301)의 모서리를 상기 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 실시예에 따르면, 하우징(310)의 표면(또는 전면 플레이트(302))은 디스플레이(301)가 시각적으로 노출됨에 따라 형성되는 화면 표시 영역을 포함할 수 있다. 일례로, 화면 표시 영역은 전면(310A), 및 제 1엣지 영역(310D)들을 포함할 수 있다.
일 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(301)의 화면 표시 영역(예: 전면(310A), 제 1 엣지 영역(310D))의 일부에 리세스 또는 개구(opening)을 형성하고, 상기 리세스 또는 상기 개구(opening)와 정렬되는 오디오 모듈(예: 스피커 홀(314)), 센서 모듈(미도시), 발광 소자(미도시), 및 카메라 모듈(305) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 일 실시예(미도시)에서는, 디스플레이(301)의 화면 표시 영역의 배면에, 오디오 모듈(예: 스피커 홀(314)), 센서 모듈(미도시), 카메라 모듈(305), 지문 센서(미도시), 및 발광 소자(미도시) 중 적어도 하나 이상을 포함할 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.
일 실시예에서는, 상기 키 입력 장치(317)의 적어도 일부가, 상기 제 1엣지 영역(310D)들, 및/또는 상기 제 2 엣지 영역(310E)들에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(예: 마이크 홀(303) 및 스피커 홀(307, 314))은, 예를 들면, 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, 일 실시예에서는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 복수개의 마이크가 배치될 수 있다. 스피커 홀(307, 314)은, 외부 스피커 홀(307) 및 통화용 스피커 홀(314)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서는 스피커 홀(307, 314)과 마이크 홀(303)이 하나의 홀로 구현 되거나, 스피커 홀(307, 314) 없이 스피커가 포함될 수 있다(예: 피에조 스피커). 오디오 모듈(예: 마이크 홀(303) 및 스피커 홀(307, 314))은 상기 구조에 한정된 것은 아니며, 전자 장치(101)의 구조에 따라 일부 오디오 모듈만 장착되거나 새로운 오디오 모듈이 부가되는 것과 같이 다양하게 설계 변경할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 센서 모듈(미도시)은, 예를 들면, 전자 장치(101)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(미도시)은, 예를 들어, 하우징(310)의 전면(310A)에 배치된 제 1센서 모듈(미도시)(예: 근접 센서) 및/또는 제 2 센서 모듈(미도시)(예: 지문 센서), 및/또는 상기 하우징(310)의 후면(310B)에 배치된 제3 센서 모듈(미도시)(예: HRM 센서) 및/또는 제 4 센서 모듈(미도시)(예: 지문 센서)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서(미도시), 상기 지문 센서는 하우징(310)의 전면(310A)(예: 디스플레이(301))뿐만 아니라 후면(310B)에 배치될 수 있다. 전자 장치(101)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(미도시) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 상기 센서 모듈(미도시)은 상기 구조에 한정된 것은 아니며, 전자 장치(101)의 구조에 따라 일부 센서 모듈만 장착되거나 새로운 센서 모듈이 부가되는 것과 같이 다양하게 설계 변경할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(예: 카메라 모듈(305, 312), 및 플래시(313))은, 예를 들면, 전자 장치(101)의 전면(310A)에 배치된 전면 카메라 모듈(305), 및 후면(310B)에 배치된 후면 카메라 모듈(312), 및/또는 플래시(313)를 포함할 수 있다. 상기 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. 일 실시예에서는, 2개 이상의 렌즈들 (적외선 카메라, 광각 및 망원 렌즈) 및 이미지 센서들이 전자 장치(101)의 한 면에 배치될 수 있다. 카메라 모듈(예: 카메라 모듈(305, 312), 및 플래시(313))은 상기 구조에 한정된 것은 아니며, 전자 장치(101)의 구조에 따라 일부 카메라 모듈만 장착되거나 새로운 카메라 모듈이 부가되는 것과 같이 다양하게 설계 변경할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 각각 다른 속성(예: 화각) 또는 기능을 가진 복수의 카메라 모듈들(예: 듀얼 카메라, 또는 트리플 카메라)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 서로 다른 화각을 갖는 렌즈를 포함하는 카메라 모듈(305, 312)이 복수로 구성될 수 있고, 전자 장치(101)는 사용자의 선택에 기반하여, 전자 장치(101)에서 수행되는 카메라 모듈(305, 312)의 화각을 변경하도록 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 복수의 카메라 모듈(305, 312)들 중 적어도 하나는 광각 카메라이고, 적어도 다른 하나는 망원 카메라일 수 있다. 유사하게, 상기 복수의 카메라 모듈(305, 312)들 중 적어도 하나는 전면 카메라이고, 적어도 다른 하나는 후면 카메라일 수 있다. 또한, 복수의 카메라 모듈(305, 312)들은, 광각 카메라, 망원 카메라, 또는 IR(infrared) 카메라(예: TOF(time of flight) camera, structured light camera) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, IR 카메라는 센서 모듈의 적어도 일부로 동작될 수 있다. 예를 들어, TOF 카메라는 피사체와의 거리를 감지하기 위한 센서 모듈(미도시)의 적어도 일부로 동작될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 키 입력 장치(317)는, 하우징(310)의 측면(310C)에 배치될 수 있다. 일 실시 예에서는, 전자 장치(101)는 상기 언급된 키 입력 장치(317) 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고 포함되지 않은 키 입력 장치(317)는 디스플레이(301) 상에 소프트 키와 같은 다른 형태로 구현될 수 있다. 일 실시예에서, 키 입력 장치는 하우징(310)의 후면(310B)에 배치된 센서 모듈(미도시)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 발광 소자(미도시)는, 예를 들어, 하우징(310)의 전면(310A)에 배치될 수 있다. 발광 소자(미도시)는, 예를 들어, 전자 장치(101)의 상태 정보를 광 형태로 제공할 수 있다. 일 실시 예에서, 발광 소자(미도시)는, 예를 들어, 전면 카메라 모듈(305)의 동작과 연동되는 광원을 제공할 수 있다. 발광 소자(미도시)는, 예를 들어, LED, IR LED 및/또는 제논 램프를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 커넥터 홀(308, 309)은, 예를 들면, 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. 커넥터 홀(308, 309)은 상기 구조에 한정된 것은 아니며, 전자 장치(101)의 구조에 따라 일부 커넥터 홀만 장착되거나 새로운 커넥터 홀을 부가하는 것과 같이 다양하게 설계 변경할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 카메라 모듈(305), 및/또는 센서 모듈(미도시)은 전자 장치(101)의 내부 공간에서, 디스플레이(301) 및 전면 플레이트(302)의 지정된 영역을 통해 외부 환경과 접할 수 있도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 지정된 영역은 디스플레이(301)에서 픽셀이 배치되지 않은 영역일 수 있다. 또 다른 예로, 상기 지정된 영역은 디스플레이(301)에서 픽셀이 배치된 영역일 수 있다. 디스플레이(301)의 위에서 볼 때, 상기 지정된 영역의 적어도 일부는 카메라 모듈(305) 및/또는 센서 모듈과 중첩될 수 있다. 또 다른 예로, 일부 센서 모듈은 전자 장치의 내부 공간에서 전면 플레이트(302)를 통해 시각적으로 노출되지 않고 그 기능을 수행하도록 배치될 수도 있다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치의 분해 사시도이다.
도 3을 참조하면, 전자 장치(101)(예: 도 2a 내지 도 2b의 전자 장치(101))는, 전면 플레이트(320)(예: 도 2a의 전면 플레이트(302)), 디스플레이(330)(예: 도 2a의 디스플레이(301)), 제 1 지지 부재(332)(예: 브라켓), 메인 인쇄 회로 기판(340)(예: PCB, FPCB(flexible PCB), 또는 RFPCB(rigid flexible PCB)), 배터리(350), 제 2 지지 부재(360)(예: 리어 케이스), 안테나(370) 및 후면 플레이트(380)(예: 도 3의 후면 플레이트(311))를 포함할 수 있다. 일 실시예에서는, 전자 장치(101)는, 구성요소들 중 적어도 하나(예: 제 1지지 부재(332), 또는 제 2 지지 부재(360))를 생략하거나 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나는, 도 2 또는 도 3의 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나와 동일 또는 유사할 수 있으며, 중복되는 설명은 이하 생략한다.
일 실시예에 따르면, 제 1 지지부재(332)는, 전자 장치(101) 내부에 배치되어 측면 베젤 구조(331)와 연결될 수 있거나, 측면 베젤 구조(331)와 일체로 형성될 수 있다. 제 1 지지부재(332)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 제 1 지지부재(332)는, 일면에 디스플레이(330)가 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(340)이 결합될 수 있다. 인쇄 회로 기판(340)에는, 프로세서, 메모리, 및/또는 인터페이스가 장착될 수 있다. 프로세서는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인쇄 회로 기판(340)은, 가요성 인쇄 회로 기판 유형의 무선 주파수 케이블(flexible printed circuit board type radio frequency cable, FRC)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(340)은 제 1 지지부재(332)의 적어도 일부에 배치될 수 있고, 안테나 모듈(예: 도 1의 안테나 모듈(197)) 및 통신 모듈(예: 도 1의 통신 모듈(190))과 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 메모리는, 예를 들어, 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인터페이스는, 예를 들어, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 및/또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다. 인터페이스는, 예를 들어, 전자 장치(101)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 배터리(350)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(350)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(340)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(350)는 전자 장치(101) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(101)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 제 2 지지 부재(360)(예: 리어 케이스)는, 인쇄 회로 기판(340)과 안테나(370) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제2 지지 부재(360)는, 인쇄 회로 기판(340) 또는 배터리(350) 중 적어도 하나가 결합된 일면, 및 안테나(370)가 결합된 타면을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 안테나(370)는, 후면 플레이트(380)와 배터리(350) 사이에 배치될 수 있다. 안테나(370)는, 예를 들어, NFC(near field communication) 안테나, 무선 충전 안테나, 및/또는 MST(magnetic secure transmission) 안테나를 포함할 수 있다. 안테나(370)는, 예를 들어, 외부의 전자 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다. 예를 들어, 안테나(370)는 무선 충전을 위한 코일을 포함할 수 있다. 일 실시예에서는, 측면 베젤 구조(331) 및/또는 상기 제 1 지지부재(332)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 후면 플레이트(380)는 전자 장치(101)의 후면(예: 도 2b의 후면(310B))의 적어도 일부를 형성할 수 있다.
도 2a 내지 도 3에서 개시되는 전자 장치(101)는 바형(bar type) 또는 평판형(plate type)의 외관을 가지고 있지만, 본 개시의 다양한 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도시된 전자 장치는 롤러블 전자 장치나 폴더블 전자 장치의 일부일 수 있다. "롤러블 전자 장치(rollable electronic device)"라 함은, 디스플레이의 굽힘 변형이 가능해, 적어도 일부분이 말아지거나(wound or rolled) 하우징(310)의 내부로 수납될 수 있는 전자 장치를 의미할 수 있다. 사용자의 필요에 따라, 롤러블 전자 장치는 디스플레이를 펼침으로써 또는 디스플레이의 더 넓은 면적을 외부로 노출시킴으로써 화면 표시 영역을 확장하여 사용할 수 있다. "폴더블 전자 장치(foldable electronic device)"는 디스플레이의 서로 다른 두 영역을 마주보게 또는 서로 반대 방향을 향하는(opposite to) 방향으로 접철 가능한 전자 장치를 의미할 수 있다. 일반적으로 휴대 상태에서 폴더블 전자 장치에서 디스플레이는 서로 다른 두 영역이 마주보는 상태로 또는 대향하는 방향으로 접철되고, 실제 사용 상태에서 사용자는 디스플레이를 펼쳐 서로 다른 두 영역이 실질적으로 평판 형태를 이루게 할 수 있다. 일 실시예에서, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(101)는, 스마트 폰과 같은 휴대용 전자 장치뿐만 아니라, 노트북 컴퓨터나 가전 제품과 같은 다른 다양한 전자 장치를 포함하는 의미로 해석될 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 17의 실시예를 통해, 전자 장치(101) 내부 실장 공간의 효율성을 높이는 한편, 고온의 열을 효율적으로 방열하기 위한 구조에 대하여 상세히 설명한다. 이때, 상기 '구조'는 복수의 부품을 포함하는 반도체 패키지 방열 구조일 수 있으며, 상기 복수의 부품은 SIP(system in package)로 구성될 수 있다.
도 4는, 일 실시예에 따른, 반도체 패키지 방열 구조의 단면을 도시한다. 도 5는, 일 실시예에 따른, 제 2 인쇄 회로 기판의 일면을 도시한다. 도 4는 도 3의 전자 장치를 A-A'방향으로 자른 단면 중 일부분을 나타내며, 도 5는 도 4의 반도체 패키지 방열 구조를 B-B' 방향으로 자른 단면을 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 1 내지 도 3의 전자 장치(101))는 반도체 패키지 방열 구조로서, 제 1 인쇄 회로 기판(510) 및 제 2 인쇄 회로 기판(540)을 포함할 수 있다.
제 1 인쇄 회로 기판(510)(예: 메인 회로 기판)에는 각종 부품들이 장착될 수 있다. 예를 들어, 제 1 인쇄 회로 기판(510)에 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120)), 메모리(예: 도 1의 메모리(140)), 및/또는 인터페이스(예: 도 1의 인터페이스(177))가 장착, 배치 및/또는 위치될 수 있다. 제 1 인쇄 회로 기판(510)은 PCB(printed circuit board) 또는 FPCB(flexible PCB)를 포함할 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 또는 비휘발성 메모리를 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(101)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다. 제 1 인쇄 회로 기판(510)에는 상술한 부품들 중 어느 하나 이상의 부품들이 생략되거나, 또는 상술하지 않은 다른 부품들이 장착될 수도 있다.
이하에서는 제 1 전자 부품(520)으로서 어플리케이션 프로세서, 및/또는 커뮤니케이션 프로세서 중 적어도 하나가, 제 2 전자 부품(530)으로서 메모리가 포함되는 실시예를 중심으로 설명한다. 상기 어플리케에셔 프로세서 및/또는 커뮤니케-이션 프로세서는, 상기 메모리와 신호 라인을 통해 연결될 수 있다. 상기 어플리케에셔 프로세서 및/또는 커뮤니케-이션 프로세서는, 상기 메모리와 신호 라인을 통해 빈번하고 신속하게 많은 양의 데이터를 송수신할 수 있다. 이때, 상기 어플리케에셔 프로세서 및/또는 커뮤니케-이션 프로세서의 발열량은 메모리의 발열량보다 많을 수 있다.
제 2 인쇄 회로 기판(540)은 제 1 인쇄 회로 기판(510)에 대하여, 제 1 방향(①)을 향해 소정 거리 이격된 상태에서 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 적어도 일부가 적층되는 형태를 가질 수 있다. 즉, 제 2 인쇄 회로 기판(540)은 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 적층형 기판 구조를 형성할 수 있다. 제 2 인쇄 회로 기판(540)은 적층형 기판 구조의 전기적 접속을 위하여 반도체 칩과 회로 기판 간의 전기적 접속 및/또는 부품 실장 공간 활용의 유연성을 제공하는 인터포저(interposer)로서 활용될 수 있다. 제 2 인쇄 회로 기판(540)을 활용하여 적층형 기판 구조를 형성함으로써 전자 장치 내 부족한 배치 공간을 효과적으로 활용할 수 있다.
제 2 인쇄 회로 기판(540)에는 복수의 전자 부품이 배치될 수 있다. 도 5 를 참조하면, 제 2 인쇄 회로 기판(540)은 제 1 영역(541)과, 상기 제 1 영역(541)과 다른 제 2 영역(542)을 포함할 수 있다. 2 개의 전자 부품(예: 제 1 전자 부품(520)과 제 2 전자 부품(530))은 상기 제 1 영역(541)과 제 2 영역(542)에 구분 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 전자 부품(520)은 제 1 영역(541)에 배치되고, 제 2 전자 부품(530)은 제 2 영역(542)에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면 제 1 영역(541)과 제 2 영역(542)는 서로 중첩되지 않을 수 있다. 일 실시예에 따르면 제 1 영역(541)과 제 2 영역(542)은 중첩되지 않고 독립적으로 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 인쇄 회로 기판(540)에 배치된 제 1 전자 부품(520)과 제 2 전자 부품(530)은 신호 라인(또는 데이터 라인)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 신호 라인은 제 2 인쇄 회로 기판(540) 내부를 관통하는 것으로서, 적어도 하나의 도전성 라인을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 신호 라인은 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 내부를 관통하되, 상기 신호 라인의 일 측은 제 1 전자 부품(520)과 연결되고, 상기 신호 라인의 타 측은 제 2 전자 부품(530)과 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 이때, 제 1 전자 부품(520) 및/또는 제 2 전자 부품(530)은 제 1 인쇄 회로 기판(510)의 일면과, 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 일면 사이에 배치될 수 있다.
제 2 인쇄 회로 기판(540)은 제 1 방향(①)을 향하는 제 1 면(540a)과 상기 제 1 방향에 반대인 제 2 방향(②)을 향하는 제 2 면(540b)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 전자 부품(520) 및 제 2 전자 부품(530)은 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 제 2 면(540b) 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 전자 부품(520) 및/또는 제 2 전자 부품(530)은 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)에서 실질적으로 동일한 평면 상에 위치할 수 있다.
제 2 인쇄 회로 기판(540)에 배치되는 전자 부품의 종류 및 그 형태는 어떤 특정한 것에 제한되지 않는다. 전자 부품에는, 예를 들면, 통신 장치, 프로세서, 메모리, RFFE(radio frequency front end), 무선 송수신기(RF transceiver), 전력 관리 모듈, 무선 통신 회로 및/또는 인터페이스가 포함될 수 있다. 프로세서는, 예를 들어, 중앙처리장치, 어플리케이션 프로세서, 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 프로세서는 적어도 커뮤니케이션 프로세서를 포함하거나, 어플리케이션 프로세서와 커뮤니케이션 프로세서가 통합된 구성일 수 있으며, 상기 무선 송수신기, 상기 전력 관리 모듈, 또는 상기 무선 통신 회로 등을 제어, 또는 구동할 수 있다. 전자 부품 모듈은 적어도 하나의 기능 구현을 위한 복수의 전자 부품 또는 소자들을 포함할 수 있다. 도 4 및 이하의 도면에서는 제 1 전자 부품(520)에 대한 예시로서 SoC(system on chip) 형태의 플립 칩(flip chip)을 포함하는 어플리케이션 프로세서가 개시되고, 제 2 전자 부품(530)에 대한 예시로서 메모리가 개시되지만, 이러한 개시가 본 개시의 일 실시예에 따른 제 1 전자 부품(520) 및 제 2 전자 부품(530)의 범주를 제한하는 것은 아님을 유의해야 한다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 1 내지 도 3의 전자 장치(101))는 반도체 패키지 방열 구조로서, 방열 장치(550)와 제 1 TIM(a first thermal interface material)(525) 및 제 2 TIM(a second thermal interface material)(535)를 포함할 수 있다.
방열 장치(550)는 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 제 1 면(540a)에 배치될 수 있다. 방열 장치(550)는 예를 들어, 진공 챔버(vapor chamber)일 수 있다. 도면에 도시되지는 않았으나 방열 장치(550)는 적어도 일부분이 전자 장치(예: 도 1의 전자 장치(101))의 지지 부재(예: 도 3의 제 1 지지 부재(332)(예: 브라켓), 제 2 지지 부재(360)(예: 리어 케이스)), 인쇄 회로 기판(510, 540), 및/또는 하우징(예: 도 3의 하우징(310))에 의해 지지될 수 있다. 방열 장치(550)는 적어도 일부가 전자 부품(예: 제 1 전자 부품(520)과 제 2 전자 부품(530))에서 열이 방사되는 일면과 대면할 수 있다. 방열 장치(550)는 고온의 열을 전달받을 수 있고, 내부가 진공으로 형성되어 전자 부품으로부터 전달받은 열을 수평방향(예: ③ 방향)으로 빠르게 확산시킬 수 있다. 예를 들어, 방열 장치(550)는 내부가 진공처리 되어 있고, 작동유체가 들어 있는 형태의 열전도체일 수 있다. 방열 장치(550)의 어느 한 부분에서 열이 가해지면 액체 상태의 작동유체가 증발하게 되고, 이로 인해 발생하는 압력 차이에 의해 기체 상태의 작동유체가 상대적으로 온도가 낮은 영역으로 빠르게 이동하게 되는 현상을 이용할 수 있다. 위에서는 방열 장치(550)의 예시로 진공 챔버를 그 예시로 들었으나, 방열 장치(550)에 대한 실시예가 반드시 그에 국한되는 것은 아니다. 방열 장치(550)는 진공 챔버 이외에도, 히트 파이프(heat pipe), 그래핀 시트, 그라파이트 시트, 메탈(예: 구리) 시트와 같은 고상(solid phase)의 방열시트(thermal sheet), 또는 액상(liquid phase)의 방열 도료와 같은 다양한 열전달 소재 또는 부재를 포함할 수 있다. 또는 상기 방열 장치(550)는 메탈 하우징의 일 부분에 해당될 수도 있다. 이때, 다양한 열전달 소재 또는 부재들에 의한 열 전달(heat transfer)은, 열 전도(heat conduction), 열 확산(heat spreading), 열 분산(heat diffusion), 또는 열 방사(heat radiation)을 포함한 다양한 형태의 열 에너지의 이동 형태 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
제 1 TIM(525) 및 제 2 TIM(535)는 각각 제 1 전자 부품(520)과 제 2 전자 부품(530)의 열을 방열 하기 위해 마련될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 TIM(525)는 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 제 1 영역(541)에 형성된 제 1 개구(543)에 배치되어 상기 제 1 전자 부품(520)의 열을 상기 방열 장치(550)에 전달할 수 있다. 제 2 TIM(535)는 제 2 전자 부품(530)과 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510) 사이에 배치되어 상기 제 2 전자 부품(530)의 열을 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510)에 전달할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 제 1 TIM(525)는 제 1 전자 부품(520)의 제 1 방향(①)을 향한 면에서 방열 장치(550)을 향해 열을 방열하기 위한 역할을 하며, 제 2 TIM(535)는 제 2 전자 부품(530)의 제 2 방향(②)을 향한 면에서 제 1 인쇄 회로 기판(510)을 향해 열을 방열하기 위한 역할을 할 수 있다. 본 개시의 실시예에 따르면, 전자 장치(예: 도 1 내지 도 3의 전자 장치(101))는 서로 다른 방향을 향해 방열하는 제 1 TIM(525) 및 제 2 TIM(535)를 포함함으로써 높은 방열 효율을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 TIM(525) 및/또는 제 2 TIM(535)는 탄소 섬유 TIM(carbon fiber thermal interface material), 액상 TIM(liquid phase thermal interface material), 아크릴 TIM(acrylic thermal interface material) 및/또는 고상 TIM(solid phase thermal interface material) 중 적어도 하나가 해당될 수 있다. 예를 들어, 제 1 TIM(525)는 탄소 섬유 TIM일 수 있으며, 제 2 TIM(535)는 아크릴 TIM일 수 있다.
도 6은, 일 실시예에 따른, 반도체 패키지 방열 구조의 제조 방법에 있어서, 제 1 전자 부품 및 제 2 전자 부품을 제 2 인쇄 회로 기판에 결합하는 모습을 도시한다. 도 7은, 일 실시예에 따른, 반도체 패키지 방열 구조의 제조 방법에 있어서, 도 6에서 결합된 전자 부품들과 제 2 인쇄 회로 기판 및 제 2 TIM를 제 1 인쇄 회로 기판에 결합하는 모습을 도시한다. 도 8은, 일 실시예에 따른, 결합된 반도체 패키지 방열 구조를 도시한다.
도 6 내지 도 8을 참조로, 본 개시의 일 실시예에 따른, 반도체 패키지 방열 구조에 대한 제조 방법을 살펴볼 수 있다. 도 6을 참조하면, 먼저, 제 2 인쇄 회로 기판의 제 2 면(540b) 상에 제 1 전자 부품(520)과 제 2 전자 부품(530)이 배치될 수 있다. 여기서, 제 1 전자 부품(520)과 제 2 전자 부품(530)은 각각 다른 부품과의 전기적인 연결을 위한 복수의 핀을 포함할 수 있다. 한 예로, 제 1 전자 부품(520)은 제 1 케이스(523)와 제 1 케이스(523) 내에 위치한 제 1 칩(524) 및 제 1 케이스(523) 외부에서 상기 제 1 칩(524)과 다른 부품과의 전기적인 연결을 위한 제 1 핀(521, 522)을 포함하는 집적회로일 수 있다. 제 1 핀(521, 522)은 제 1-1 핀(521)과 제 1-2 핀(522)을 포함할 수 있다. 제 1 전자 부품(520)은 제 1-1 핀(521)을 거쳐 제 1 인쇄 회로 기판(510)에 연결되고 제 1-2 핀(521)을 거쳐 제 2 인쇄 회로 기판(540)에 연결될 수 있다. 제 1 핀(521, 522)을 통해 제 1 전자 부품(520)은 제 1 인쇄 회로 기판(510) 및 제 2 인쇄 회로 기판(540)과 전기적으로 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다. 제 1 핀(521, 522)은 복수의 제 1 핀(521, 522)들로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 전자 부품(520)은 제 1 칩(524)을 포함하는 패키지일 수 있다. 또 한 실시예에 따르면, 제 1 전자 부품(520)은 제 1 칩(524) 자체로 구성된 단일 부품일 수 있다.
제 1 칩(524)은 에폭시 수지(524a)로 둘러싸일 수 있다. 상기 제 1 칩(524)은 솔더 볼(solder ball)(또는 솔더 범프(solder bump))(524c)를 이용하여 실장된 플립 칩(flip chip)일 수 있다. 제 1 전자 부품(520)에는 적어도 하나의 비아(524b)가 형성되어, 제 1 케이스(523)의 제 1 면(523a)에 형성된 제 1-1 핀(521)과 제 1 케이스(523)의 제 2 면(523b)에 형성된 제 1-2 핀(522) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다. 상기 제 1 핀(521, 522)은 솔더 볼(또는 솔더 범프)일 수 있다. 도 6을 참조하면, 제 1 케이스(523)의 제 1 면(523a)에 형성된 제 1-1 핀(521)과 제 1 케이스(523)의 제 2 면(523b)에 형성된 제 1-2 핀(522)은 크기가 상이한 솔더 볼(또는 솔더 범프)로 형성될 수 있으나, 반드시 그에 한정되는 것은 아니며 실시예에 따라 서로 크기가 동일한 솔더 볼(또는 솔더 범프)로 형성될 수도 있다. 제 2 전자 부품(530)은 제 2 케이스(533)와 상기 제 2 케이스(533) 내에 위치한 제 2 칩(534) 및 상기 제 2 케이스(533)의 외부에서 상기 제 2 칩(534)과 다른 부품과의 전기적인 연결을 위한 제 2 핀(531)을 포함하는 집적회로일 수 있다. 제 2 핀(531)을 통해 제 2 전자 부품은 제 2 인쇄 회로 기판(540)과 전기적으로 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다. 제 2 핀(531)은 복수의 제 2 핀(531)들로 구성될 수 있다. 제 2 칩(534)은 에폭시 수지(534a)로 둘러싸일 수 있다. 제 2 칩(534)는 메모리(예: 도 1의 메모리(130))(예: DRAM)와 같은 부품이 해당될 수 있다. 제 2 전자 부품(530)은 복수의 제 2 칩(534)들이 적층된 형태를 포함할 수 있다. 제 2 칩(534)은 와이어(534b)를 이용해 제 2 인쇄 회로 기판(540)과 연결될 수 있다. 제 2 핀(531)은 제 2 케이스(533)의 제 1 면(533a)과 제 2 면(533b) 중 제 1 면(533a)에 형성될 수 있다. 제 2 핀(531)은 솔더 볼(또는 솔더 범프)일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 전자 부품(520)은 상기 제 1-1 핀(521)을 통해 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)과 연결되고, 상기 제 2 전자 부품(530)은 상기 제 2 핀(531)을 통해 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)과 연결될 수 있다.
도 6을 참조하면, 이때, 제 1 전자 부품(520)과 제 2 전자 부품(530)은, 각각의 부품에 내장된 칩(chip)의 전기적인 연결 방향을 기준으로, 상기 제 1 전자 부품(520)과 제 2 전자 부품(530)은 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)에 조립될 때(또는 전기적으로 연결될 때) 서로 반대 방향을 향할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 전자 부품(520)의 제 1 칩(523)은, 제 1 칩(523)으로부터 제 1 케이스(523)의 제 2 면(523b)을 향하는 방향으로 형성된 솔더 볼(524c)을 이용하여, 제 1 케이스(523)의 제 2 면(523b)을 향하는 방향으로 형성된 전기적인 연결 경로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 전자 부품(530)의 제 2 칩(533)은, 제 2 칩(533)으로부터 제 2 케이스(533)의 제 1 면(533a)을 향하는 방향으로 연장된 와이어(534b)를 이용하여, 제 2 케이스(533)의 제 1 면(533a)을 향하는 방향으로 형성된 전기적인 연결 경로를 포함할 수 있다. 제 1 전자 부품(520) 및 제 2 전자 부품(530)이 서로 상반된 방향을 향하는 상태에서 제 2 인쇄 회로 기판(540) 위에 조립됨에 따라, 제 1 TIM(525) 및 제 2 TIM(535)를 이용한 서로 상반된 방향으로의 방열 구조를 구현할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 전자 부품(520)은 제 1 케이스(523)의 제 2 면(523b)에 형성된 제 1-2 핀(522)을 이용해 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 연결될 뿐만 아니라, 제 1 케이스(523)의 제 1 면(523a)에 형성된 제 1-1 핀(521)을 이용해 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)과 전기적으로 연결됨으로써, 제 2 인쇄 회로 기판(540)을 통해 제 2 전자 부품(530)과 전기적으로 연결될 수도 있다.
도 6에서는 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 제 2 면(540b) 상에 제 1 전자 부품(520)과 제 2 전자 부품(530)이 조립되는 모습이 도시된다. 이때, 제 1 전자 부품(520)은 제 2 인쇄 회로 기판(540)에 제 1-1 핀(521)를 통해 조립되며, 제 2 전자 부품(530)은 제 2 인쇄 회로 기판(540)에 제 2 핀(531)을 통해 조립될 수 있다. 여기서, 상기 '조립'이라는 용어는, 제 1 구성요소(예: 제 1 전자 부품(520))와 제 2 구성요소(예: 제 2 전자 부품(530))가 연결되어 하나의 구조물을 이루는 것으로서, 그 하나의 구조물이 반드시 어떠한 기능을 구현하는 완성품에 국한되는 것이 아니라 중간 구조물일 수 있다. 또한 상기 '조립'이라는 용어는 결합, 체결, 부착, 접합, 조합, 또는 설치와 같은 다양한 의미로 해석될 수도 있다. 이하, 제 1 전자 부품(520)과 제 2 전자 부품(530)이 제 2 인쇄 회로 기판(540)에 조립된 것을, 전자 부품들(520, 530)과 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 '중간 조립체'로 명명할 수 있다.
도 7 및 도 8을 함께 참조하면, 상기 중간 조립체는 도 6에서 도시된 상태에서 반전(예를 들어, 제 2 인쇄 회로 기판(450)의 제 2 면(540b)이 제 1 인쇄 회로 기판(510)을 향한 상태)되어, 제 1 전자 부품(520)의 제 1-1 핀(521)이 제 1 인쇄 회로 기판(510)을 향한 상태로 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 결합될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 중간 조립체가 제 1 인쇄 회로 기판(510)에 장착될 때 제 2 TIM(535)도 함께 제 1 인쇄 회로 기판(510)에 장착될 수 있다. 도 7 및 도 8의 실시예에서, 제 1 인쇄 회로 기판(510)에 장착되는 제 2 TIM(535)는 고상의 TIM(535)일 수 있다.
도 9는, 일 실시예에 따른, 도 6에서 결합된 전자 부품들과 제 2 인쇄 회로 기판을 제 1 인쇄 회로 기판에 결합하는 모습을 도시한다. 도 10은, 일 실시예에 따른, 액상의 형태로 주입되는 제 2 TIM를 도시한다. 도 11은, 일 실시예에 따른, 결합된 반도체 패키지 방열 구조를 도시한다.
도 6 내지 도 8의 실시예에서 제 2 TIM(535)로서 고상의 TIM을 사용하는 것과 달리, 도 9 내지 도 11의 실시예는 제 2 TIM(535)로서 액상의 TIM(535')을 사용한 것이 도시된다. 액상의 TIM(535')을 이용하면 도 8 내지 도 11에 도시된 실시예에 비해 부품 간의 단차에 따라 대응하는 높이를 가진 제 2 TIM(535)를 형성하기에 용이할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 부품(520, 530)들과 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 중간 조립체가 제 1 인쇄 회로 기판(510)에 장착된 상태에서, 노즐(600)을 통해 액상의 TIM(535')을 드롭(drop)하여 제 2 전자 부품(530) 하부에 충진할 수 있다. 충진된 액상의 TIM(535')은 시간의 경과에 따라 점차 굳어져 고상의 TIM(535)이 될 수 있다.
도 12는, 일 실시예에 따른, 방열 플레이트와 제 3 TIM를 더 포함하는 반도체 패키지 방열 구조를 도시한다. 도 13은, 일 실시예에 따른, 방열 플레이트와 제 2 인쇄 회로 기판을 도시한다.
일 실시예에 따르면, 앞서, 도 4 내지 도 11에서 전술한 반도체 패키지 방열 구조는 방열 플레이트(560)와 제 3 TIM(570)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 방열 플레이트(560)는, 제 1 전자 부품(520)에서 발생한 열이 제 1 TIM(525)를 통과하면, 제 1 TIM(525)를 통과한 열을 1차적으로 분산시키는 역할을 할 수 있다. 제 1 전자 부품(520) 및 제 1 TIM(525)를 통과한 열을 방열 장치(550)에 전달하기 이전에, 제 1 TIM(525)와 방열 장치(550) 사이에 위치한 방열 플레이트(560)에서 1차적으로 열을 분산시킴으로써, 열이 퍼지는 것을 원활하게 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 방열 플레이트(560)는 열 분산기(heat spreader)로 명명될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 방열 플레이트(560)는 금속(metal)성 물질로 구성될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따르면, 방열 플레이트(560)는 실질적으로 제 2 인쇄 회로 기판(540)에 대응하는 면적으로 형성되고, 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 제 1 면(540a)에 부착될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 인쇄 회로 기판(540)은 제 1 전자 부품(520) 및 제 2 전자 부품(530)의 배치로 인해 휨(warpage) 현상이 발생할 수 있다. 이와 관련하여, 본 개시의 일 실시예와 같이 금속성 물질을 포함하는 방열 플레이트(560)가 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 제 1 면(540a)에 부착되는 형태를 가짐에 따라 상기 휨 현상을 방지할 수 있다. 도 13을 참조하면, 방열 플레이트(560)가 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 제 1 면(540a)에 부착되는 형태를 가지는데, 이때 제 1 개구(543)는 제 2 인쇄 회로 기판(540)에만 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 3 TIM(570)는 방열 장치(550)와 방열 플레이트(560) 사이에 배치될 수 있다. 제 3 TIM(570) 또한 방열 플레이트(560)와 같이 실질적으로 제 2 인쇄 회로 기판(540)에 대응하는 면적으로 형성될 수 있다. 제 3 TIM(570)를 통해 방열 플레이트(560)의 전 영역을 방열 장치(550)에 부착시킬 수 있으며, 방열 플레이트(560)에서 1차적으로 분산된 열을 제 3 TIM(570)를 통해 방열 장치(550)에 전달할 수 있고, 방열 장치(550)는 전달된 열을 2차적으로 분산시킬 수 있다. 제 3 TIM(570)는 탄소 섬유 TIM(carbon fiber thermal interface material), 액상 TIM(liquid phase thermal interface material), 아크릴 TIM(acrylic thermal interface material) 및/또는 고상 TIM(solid phase thermal interface material) 중 적어도 하나가 해당될 수 있다.
도 14는, 일 실시예에 따른, 도 6에서 결합된 전자 부품들과 제 2 인쇄 회로 기판, 그리고 스페이서를 제 1 인쇄 회로 기판에 결합하는 모습을 도시한다. 도 15는, 일 실시예에 따른, 스페이서를 더 포함하는 반도체 패키지 방열 구조를 도시한다.
일 실시예에 따르면, 반도체 패키지 방열 구조를 조립하는 과정에서, 제품이나 제조 공정상의 오류로 인해 전자부품들(예: 제 1 전자 부품(520) 또는 제 2 전자 부품(530))과 제 2 인쇄 회로 기판(540)을 포함하는 중간 조립체가 제 1 인쇄 회로 기판(510)에 대하여 틸팅될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 중간 조립체가 틸팅됨에 따라 부품 중 일부가 제 1 인쇄 회로 기판(510)에 접촉하여 손상될 수 있다. 예를 들면, 어떤 위치(예: P1)에서 온도와 습도 등에 의해 제 1 전자 부품(520)의 제 1-1 핀(521) 또는 납땜 부위에 크랙이 생기거나, 떨어지는 냉납(cold sorder) 현상이 발생할 수 있다. 또는 어떤 위치(예: P2)에서, 제 1-1 핀(521) 또는 납땜 부위의 손상에 따른 단락(short)이 발생할 수도 있다. 이와 같이 냉납 현상이나 단락이 발생하면 중간 조립체가 틸팅될 수 있다. 중간 조립체가 틸팅되면, 어떤 위치(예: P3)에서 제 2 전자 부품(530)이 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 부딪혀 손상될 수 있다.
이에, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 반도체 패키지 방열 구조로서, 스페이서(580)를 더 포함하는 반도체 패키지 방열 구조를 적용할 수 있다. 스페이서(580)는 제 1 인쇄 회로 기판(510) 또는 제 2 인쇄 회로 기판(540)에 부착되어, 상기 전자부품들(예: 제 1 전자 부품(520) 또는 제 2 전자 부품(530))과 제 2 인쇄 회로 기판(540)을 포함하는 중간 조립체가 제 1 인쇄 회로 기판(510)에 대하여 틸팅되는 것을 방지할 수 있다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 스페이서(580)는 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 일 단부(540c)와 설계 공차를 고려하여 소정거리 이격되도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 스페이서(580)와 제 2 인쇄 회로 기판(540) 사이의 간격은 제 2 전자 부품(530)과 제 1 인쇄 회로 기판(510) 사이의 간격보다는 작게 형성될 수 있다.
도 14 및 도 15에 도시된 실시예는 스페이서(580)를 더 포함하는 반도체 패키지 방열 구조에 대한 하나의 예시로서, 다른 다양한 실시예의 적용도 가능하다. 예를 들면, 도 14 및 도 15에는 스페이서(580)가 제 2 전자 부품(530)에 인접한 위치에 배치된 것이 도시되나, 이에 추가적으로 또는 대체적으로, 스페이서(580)는 제 1 전자 부품(520)에 인접한 위치에 배치될 수도 있다. 또는 제 2 인쇄 회로 기판(540)이 제 2 인쇄 회로 기판(540)을 위에서(예: 제 2 방향)에서 바라볼 때, 장방형의 형상을 갖는 경우, 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 네 모서리에 해당하는 위치에 각각 배치될 수도 있다.
도 16은, 일 실시예에 따른, 반도체 패키지 방열 구조를 도시한다.
일 실시예에 따르면, 본 개시의 일 실시예에 따른, 반도체 패키지 방열 구조는 실질적으로 서로 다른 계면(level)(또는 높이(height))에 위치한 전자 부품들에 대응하여, 높이를 보상하기 위한 다층(multi layer) 인터포저 구조를 형성할 수 있다. 예를 들면, 제 1 전자 부품(520)과 제 2 전자 부품(530)은, 도 17에 도시된 바와 같이 실질적으로 다른 평면 상에 배치될 수 있다. 제 1 전자 부품(520)과 제 2 전자 부품(530)은 전자 장치 내에서 배치될 때, 예컨대, 상당한 높이의 단차(d)를 가진 상태로 형성될 수 있다. 이러한 단차(d)를 보상하기 위해, 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 형태는 변형될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2 인쇄 회로 기판(540)은 제 1 전자 부품(520)이 배치되는 제 2-1 회로 기판(540-1)과 제 2 전자 부품(530)이 배치되는 제 2-2 회로 기판(540-2)을 포함할 수 있다. 이때, 제 2-1 회로 기판(540-1)과 제 2-2 회로 기판(540-2)은 적어도 하나의 전자 부품(520, 530)을 배치하기 위한 인터포저로서 활용하기 위해 포함되되, 서로 다른 계면(level)(또는 높이(height))에 위치할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 2-1 회로 기판(540-1)과 제 2-2 회로 기판(540-2)은 서로 적층된 형태로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 2 인쇄 회로 기판(540)에는 복수의 전자 부품이 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 17을 참조하면, 제 2 전자 부품(530)은 두개 포함되어 각각 제 2-1 전자 부품(530-1)과 제 2-2 전자 부품(530-2)으로 구분되고, 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 제 2-2 회로 기판(540-2)에서 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 제 1 전자 부품(520)은 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 제 2-1 회로 기판(540-1)에 배치될 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이 제 2 인쇄 회로 기판(540)이 서로 다른 계면(level)(또는 높이(height))에서 구분 배치되는 인쇄 회로 기판들을 포함하는 실시예를, "제 2 인쇄 회로 기판(540)이 다층 인터포저 구조를 형성한다"고 할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 2 인쇄 회로 기판(540)이 다층 인터포저 구조를 형성할 때, 개구 또한 복수의 층마다 포함될 수 있다. 예를 들어, 도 16에 도시된 바와 같이 상기 제 2-1 회로 기판(540-1)은 제 1-1 개구(543-1)를 포함하고, 상기 제 2-2 회로 기판(540-2)은 제 1-2 개구(543-2)를 포함할 수 있다. 상기 제 1-1 개구(543-1)와 제 1-2 개구(543-2)에는 제 1 전자 부품(520)에서 발생되는 열을 방열시키기 위한 용도로서 각각 서로 다른 계면(또는 높이)에 배치된 제 1 TIM들(525-1, 525-2)을 포함할 수 있다. 도 17에 도시된 실시예에 따르면, 제 1 TIM들(525-1, 525-2)은 서로 인접하여 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 전자 부품(520)에서 발생한 열은 제 1 TIM(525-1)와 또 다른 제 1 TIM(525-2)를 순차적으로 거쳐 방열 장치(550)로 전달될 수 있다.
도 17은, 일 실시예에 따른, 방열 플레이트와 제 3 TIM를 더 포함하는 반도체 패키지 방열 구조를 도시한다.
제 2 인쇄 회로 기판(540)이 다층 인터포저 구조를 형성하는 경우에 있어서도, 방열 플레이트(560)와 제 3 TIM(570)를 적용할 수 있다. 예를 들면, 도 17에 도시된 바와 같이 제 2 인쇄 회로 기판(540)이 제 2-1 인쇄 회로 기판(540-1)과 상기 제 2-1 인쇄 회로 기판(540-1) 위에 적층된 제 2-2 인쇄 회로 기판(540-2)을 포함할 때, 제 2-2 인쇄 회로 기판(540-2)의 위에 방열 플레이트(560)와 제 3 TIM(570)가 부착되어 열을 보다 효율적으로 분산 시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 2 전자 부품(530)과 제 1 인쇄 회로 기판(510) 사이의 단차(d)는 제 2 전자 부품(530)과 제 1 인쇄 회로 기판(510) 사이에 배치된 전자 부품이나, 지지 부재(예: 도 3의 제 1 지지 부재(332)(예: 브라켓), 제 2 지지 부재(360)(예: 리어 케이스)), 인쇄 회로 기판(510, 540), 및/또는 하우징(예: 도 3의 하우징(310))에 의해 메워질 수 있다. 또 한 실시예에 따르면, 제 2 전자 부품(530)과 제 1 인쇄 회로 기판(510) 사이의 단차(d)는 도 17에 도시된 바와 같이 제 2 TIM(535)에 의해 메워질 수도 있다.
도 18은, 일 실시예에 따른, 정션(junction) 온도를 나타내는 그래프이다.
도 18은, 다양한 실시예에 따른, 전자 장치의 정션 온도를 나타내는 그래프이다. 여기서 정션은 전자 장치의 부품과 부품 간의 교차점 또는 부품과 구조와의 교차점을 포함하는 임의의 측정지점을 의미할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 18의 제 1 그래프(L1)는 POP(package-on-package) 구조 시뮬레이션 결과에 따른 시간 변화에 대한 정션 온도의 변화를 나타내고, 제 2 그래프(L2)는 POP(package-on-package) 구조의 실측 결과에 따른 시간 변화에 대한 정션 온도의 변화를 나타내며, 제 3 그래프(L3)는 본 개시의 반도체 패키지 방열 구조의 시뮬레이션 결과에 따른 시간 변화에 대한 정션 온도의 변화를 나타낼 수 있다.
도 18을 참조하면, 본 개시의 반도체 패키지 방열 구조에 따르면, POP(package-on-package) 구조의 시뮬레이션 결과 및 실측 결과에 비해 정션 온도의 변화가 완만함을 알 수 있다. 예를 들어, 반도체 패키지 방열 구조에 따르면, POP(package-on-package) 구조에 비해 정션 온도가 대략 20도 이상 개선될 수 있다. 또한, 임계 온도(대략 90도)까지의 도달 시간이 시뮬레이션 결과의 경우 10초가 소요된 것에 비해, 반도체 패키지 방열 구조의 경우 80초가 소요된 것을 확인할 수 있다.
도 19a는, 일 실시예에 따른, 전자 부품의 피크(peak) 성능을 나타내는 그래프이다. 도 19b는, 일 실시예에 따른, 전자 부품의 피크(peak) 성능을 나타내는 그래프이다.
도 19a 및 도 19b를 참조하면, 서로 다른 전자 부품에 대하여, 본 개시의 반도체 패키지 방열 구조가 적용된 칩(chip) 내부의 온도차 개선에 따라, 피크(peak) 성능이 개선된 것을 나타낼 수 있다. 예들 들어, 도 19a는 CPU의 내부 온도의 변화(가로축)에 따른 피크 성능(세로축)을 나타내고, 도 19b는 GPU의 내부 온도의 변화(가로축)에 따른 피크 성능(세로축)을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 도 19a는 대략 60도에서 75도 사이의 범위에서 본 개시의 반도체 패키지 방열 구조(case)를 적용한 CPU의 피크 성능이 기존 구조(base)에 비해, 대략 6%이상 개선된 것을 나타낼 수 있다. 도 19b는 대략 60도에서 75도 사이의 범위에서 본 개시의 반도체 패키지 방열 구조(case)를 적용한 GPU의 피크 성능이 기존 구조(base)에 비해, 대략 7%이상 개선된 것을 나타낼 수 있다.
도 20은, 일 실시예에 따른, 전자 부품의 파워와 온도에 대한 그래프이다. 도 21a는, 일 실시예에 따른, 전자 장치의 표면 온드를 나타내는 도면이다. 도 21b는, 일 실시예에 따른, 전자 장치의 표면 온도를 나타내는 도면이다.
도 20 내지 도 21b는, 방열 성능 개선에 따른, 전자 장치의 지속성(sustain)에 대한 성능 지표를 나타낼 수 있다. 도 21a는 500MHz 구동환경에서, 전자 장치의 표면 온도가 46.5도로 측정된 것을 나타내며, 도 21b는 500MHz 구동환경에서, 전자 장치의 표면 온도가 39.9도로 측정된 것을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 도 20 내지 도 21b를 참조하면, 전자 장치의 부품은 본 개시의 반도체 패키지 방열 구조를 적용한 경우, 클럭을 고정했을 때, 400MHz의 구동 환경에서 GPU의 온도가 10도 이상 개선되고, 500MHZ의 구동 환경에서 GPU의 온도가 20도 이상 개선될 수 있음을 확인할 수 있다. GPU leakage 파워 저감으로 인해 전자 장치의 표면 온도가 개선될 수 있다. 또한, 이러한 성능 개선 효과 참조로 구동 환경에서 GPU의 프리퀀시(frequency)를 상향(예컨대 400MHz에서 500MHz로)할 수 있다.
도 22는, 일 실시예에 따른, 반도체 패키지 방열 구조의 단면을 도시한다. 도 23은, 일 실시예에 따른, 제 2 회로 기판의 일면을 도시한다. 도 22 및 도 23의 실시예와 관련하여, 전술한 실시예들에서 언급한 구성요소와 동일한 구성요소에 대한 설명은 중복되는 범위에서 생략될 수 있다.
전자 장치(예: 도 1 내지 도 3의 전자 장치(101))는 반도체 패키지 방열 구조로서, 방열 장치(550)와 제 1 TIM(525), 및 제 2 TIM(535)를 포함할 수 있다.
제 1 TIM(525) 및 제 2 TIM(535)는 각각 제 1 전자 부품(520)과 제 2 전자 부품(530)의 열을 방열 하기 위해 마련될 수 있다.
도 22를 참조하면, 전자 장치(예: 도 1 내지 도 3의 전자 장치(101))는 반도체 패키지 방열 구조로서, 제 4 TIM(545)를 포함할 수 있다. 제 4 TIM(545)는 제 2 전자 부품(530)의 열을 방열하기 위해 마련될 수 있다. 상기 제 4 TIM(545)는 상기 방열 장치(550)와 제 1 TIM(525), 및 제 2 TIM(535) 중 적어도 어느 하나의 구성에 대하여, 추가적으로 또는 대체적으로, 구비될 수 있다.
도 22 및 도 23을 함께 참조하면, 제 4 TIM(545)는 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 제 2 영역(542)에 형성된 제 2 개구(544)에 배치되어 상기 제 2 전자 부품(530)의 열을 상기 방열 장치(550)에 전달할 수 있다. 도 22 및 도 23에 도시된 실시예에 따르면, 제 2 영역(542)에 형성된 제 2 개구(544)는 제 1 영역(541)에 형성된 제 1 개구(543)에 비해 면적이 작은 것으로 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 전자 장치(예: 도 1 내지 도 3의 전자 장치(101))는 방열 장치(550)와 제 1 TIM(525) 및 제 2 TIM(535)에 대하여 추가적으로 제 4 TIM(545)를 포함하여 방열 성능을 더욱 높일 수 있다. 제 2 전자 부품(530)의 열은 제 2 TIM(535)를 거쳐 제 1 인쇄 회로 기판(510)에 전달되거나, 및/또는 제 4 TIM(545)를 거쳐 방열 장치(550)에 전달될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 제 4 TIM(545)는 탄소 섬유 TIM(carbon fiber thermal interface material), 액상 TIM(liquid phase thermal interface material), 아크릴 TIM(acrylic thermal interface material) 및/또는 고상 TIM(solid phase thermal interface material) 중 적어도 하나가 해당될 수 있다.
도 24는, 일 실시예에 따른, 반도체 패키지 방열 구조의 단면을 도시한다. 도 25는, 일 실시예에 따른, 제 2 회로 기판의 일면을 도시한다. 전술한 실시예들에서 언급한 구성요소와 동일한 구성요소에 대한 설명은 중복되는 범위에서 생략될 수 있다.
제 2 인쇄 회로 기판(540)은 제 1 인쇄 회로 기판(510)에 대하여, 제 1 방향(①)을 향해 소정 거리 이격된 상태에서 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 적어도 일부가 적층되는 형태를 가질 수 있다. 제 2 인쇄 회로 기판(540)은 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 적층형 기판 구조를 형성할 수 있다.
도 24 및 도 25를 참조하면, 제 2 인쇄 회로 기판(540)은 제 1 전자 부품(520)의 적어도 일부분과 중첩될 수 있다. 전술한 실시예들에서는, 제 2 인쇄 회로 기판(540)에 제 1 영역(541)에 제 1 개구(543)가 형성된 실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 개시의 범주는 반드시 상기 제 1 개구(543)를 포함하는 실시예에 한정되지 않을 수 있다. 도 24에 도시된 바와 같이, 제 2 인쇄 회로 기판(540)은 개구 없이 제 1 전자 부품(520)과 중첩되는 형태로 구현될 수도 있다. 　
일 실시예에 따르면, 제 1 전자 부품(520)은 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 제 1 영역(541)과 적어도 일부분이 중첩될 수 있다. 제 1 TIM(525)는 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 제 1 영역(541)과 중첩되지 않은 상태에서, 방열 장치(550)와 적층되고, 제 1 전자 부품(520)의 열을 상기 방열 장치(550)에 전달할 수 있다.
전자 장치(예: 도 1 내지 도 3의 전자 장치(101))는, 전자 부품(들)(예: 제 1 전자 부품(520), 및/또는 제 2 전자 부품(530)) 간 빈번하고 신속하게 많은 양의 데이터를 송수신할 수 있다. 따라서, 전자 장치(예: 도 1 내지 도 3의 전자 장치(101))에는 많은 수의 신호 라인(들)(또는 데이터 라인(들))을 포함할 수 있다. 데이터 라인은 길이가 길어질수록 신호 손실(signal loss)이 커지므로, 신호 라인(들)을 통해 연결된 전자 부품(들)은 서로 인접하게 배치되는 것이 바람직할 수 있다. 다만, 전자 부품(들)이 중첩 배치되는 경우에는 방열이 용이하지 않을 수 있다.
본 개시에 따르면, 서로 인접한 두 개의 영역(예: 제 1 영역(541) 및 제 2 영역(542))을 포함하는 인쇄 회로 기판(예: 제 2 인쇄 회로 기판(540))에 신호 라인(들)을 배선할 수 있다. 그리고 상기 서로 인접한 두 개의 영역에 전자 부품들을 배치하여 방열을 수행할 수 있다. 본 개시에 따르면, 전자 부품들이 중첩되지 않은 상태에서 가까이 배치되므로 신호 손실을 저감 및/또는 방지할 수 있으면서, 높은 방열 성능을 가질 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치(예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C", "A, B 및 C 중 적어도 하나", 및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 개시의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 전자 장치는, 제 1 인쇄 회로 기판(510); 제 1 방향(①)을 향하는 제 1 면(540a)과, 상기 제 1 방향에 반대인 제 2 방향(②)을 향하며 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 대면하는 제 2 면(540b)을 포함하는 제 2 인쇄 회로 기판(540); 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 제 2 면(540b) 사이에 배치되며, 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 제 1 영역(541)에 배치된 제 1 전자 부품(520); 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 제 2 면(540b) 사이에 배치되며, 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 제 2 영역(542)에 배치된 제 2 전자 부품(530); 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 상기 제 1 면(540a)에 배치된 방열 장치(550); 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 제 2 면(540b)과 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510) 사이에서, 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 상기 제 1 영역(541)에 형성된 제 1 개구(543)에 배치되어 상기 제 1 전자 부품(520)의 열을 상기 방열 장치(550)에 전달하는 제 1 TIM(525); 및 상기 제 2 전자 부품(530)과 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510) 사이에 배치되어 상기 제 2 전자 부품(530)의 열을 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510)에 전달하는 제 2 TIM(535)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)과 상기 방열 장치(550) 사이에 배치된 방열 플레이트(560)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 방열 플레이트(560)와 상기 방열 장치(550) 사이에 배치된 제 3 TIM(570)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 TIM(525) 또는 상기 제 2 TIM(535)는 탄소 섬유 TIM(carbon fiber thermal interface material), 액상 TIM(liquid phase thermal interface material), 아크릴 TIM(acrylic thermal interface material) 및/또는 고상 TIM(solid phase thermal interface material) 중 적어도 하나일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 전자 부품(520)과 상기 제 2 전자 부품(540)은 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)에서 실질적으로 동일한 평면 상에 위치할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 전자 부품(520)은 제 1 케이스(523)와 상기 제 1 케이스(523) 내에 위치한 제 1 칩(524) 및 상기 제 1 칩(524)과 다른 부품과의 전기적인 연결을 위한 제 1 핀(521, 522)을 포함하고, 상기 제 2 전자 부품(530)은 제 2 케이스(533)와 상기 제 2 케이스(533) 내에 위치한 제 2 칩(534) 및 상기 제 2 칩(534)과 다른 부품과의 전기적인 연결을 위한 제 2 핀(531)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 전자 부품(520)은 상기 제 1-2 핀(522)을 통해 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 연결되고, 제 1-1 핀(521)을 통해 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)과 연결되며, 상기 제 2 전자 부품(530)은 상기 제 2 핀(531)을 통해 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)과 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 전자 부품(520)과 상기 제 2 전자 부품(530)은, 각각의 부품에 내장된 제 1 칩(524) 및 제 2 칩(534)의 전기적인 연결 방향을 기준으로, 상기 제 1 전자 부품(520)과 상기 제 2 전자 부품(530)은 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)에 조립될 때 서로 반대 방향을 향하도록 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 전자 부품(520)은 상기 제 1 케이스(523)에서 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)을 향해 형성된 제 1 핀(521)이, 상기 제 1 개구(543)를 둘러싸도록 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540) 사이에 배치되어 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 틸팅을 방지하기 위한 스페이서(580)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 스페이서(580)는 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510)에 배치되고, 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 적어도 일 단부로부터 소정 거리 이격되도록 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)은 상기 제 1 전자 부품(520)이 배치되는 제 2-1 회로 기판(540-1)과 상기 제 2 전자 부품(530)이 배치되는 제 2-2 회로 기판(540-2)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 2-1 회로 기판(540-1)은 제 1-1 개구(543-1)를 포함하고, 상기 제 2-2 회로 기판(540-2)은 제 1-2 개구(543-2)를 포함하며, 상기 제 1-1 개구(543-1)와 상기 제 1-2 개구(543-2)는 적어도 일부 중첩될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 2-1 회로 기판(540-1)은 상기 제 2-2 회로 기판(540-2)과 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510) 사이에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 전자 부품(520)은 상기 제 2 전자 부품(530)과 실질적으로 서로 다른 평면 상에 위치할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 전자 장치는, 제 1 인쇄 회로 기판(510); 제 1 방향(①)을 향하는 제 1 면(540a)과 상기 제 1 방향(①)에 반대인 제 2 방향(②)을 향하는 제 2 면(540b)을 포함하는 제 2 인쇄 회로 기판(540); 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540) 사이에 배치된 전자 부품으로서, 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 제 1 영역(541)에 배치되고 다른 부품과의 전기적인 연결을 위한 제 1-2 핀(522)을 포함하는 제 1 전자 부품(520); 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 제 2 영역(542)에 배치되고 다른 부품과의 전기적인 연결을 위한 제 2 핀(531)을 포함하는 제 2 전자 부품(530);및 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 상기 제 1 면(540a)에 배치된 방열 장치(550);를 포함할 수 있다. 상기 제 1 전자 부품(520)은 상기 제 1-2 핀(522)을 통해 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 연결되고, 상기 제 2 전자 부품(530)은 상기 제 2 핀(531)을 통해 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)과 연결될 수 있다. 상기 제 1 전자 부품(520)과 상기 제 2 전자 부품(530)이 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)에 배치될 때 상기 제 1 전자 부품(520)의 상기 제 1-2 핀(522)과 상기 제 2 전자 부품(530)의 상기 제 2 핀(531)은 서로 반대 방향을 향하도록 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 상기 제 1 영역(541)에 형성된 제 1 개구(543)에 배치되어 상기 제 1 전자 부품(520)의 열을 상기 방열 장치(550)에 전달하는 제 1 TIM(525); 및 상기 제 2 전자 부품(530)과 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510) 사이에 배치되어 상기 제 2 전자 부품(530)의 열을 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510)에 전달하는 제 2 TIM(535)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)과 상기 방열 장치(550) 사이에 배치된 방열 플레이트(560)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 방열 플레이트(560)와 상기 방열 장치 사이(550)에 배치된 제 3 TIM(570)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 상기 제 2 인쇄 회로 기판 사이(540)에 배치된 스페이서(580)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제 1 칩(524)은 솔더 볼(또는 솔더 범프)(524c)을 이용하여 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 전기적으로 연결되고, 솔더 볼(524c)은 제 1 칩(524)의 제 1 인쇄 회로 기판(510)을 향하는 제 1 케이스(523)의 제 2 면(523b)을 향하는 방향의 면에 형성되며, 제 2 칩(534)은 배선(534b)을 이용하여 제 2 인쇄 회로 기판(540)과 전기적으로 연결되고, 배선(534b)은 제 2 칩(534)으로부터 제 2 인쇄 회로 기판(520)을 향하는 제 2 케이스(533)의 제 1 면(533a)까지 배선될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치는 제 1 전자 부품(520)에 대응하는 제 1 영역(541) 및 상기 제 1 영역(541)과 중첩되지 않으며 제 2 전자 부품(530)에 대응하는 제 2 영역(542)을 포함하는 제 1 인쇄 회로 기판(510); 제 1 방향(①)을 향하는 제 1 면(540a)과, 상기 제 1 방향에 반대인 제 2 방향(②)을 향하며 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 대면하는 제 2 면(540b)을 포함하는 제 2 인쇄 회로 기판(540);및 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 상기 제 1 면(540a) 위에 배치되며, 제 1 TIM(thermal interface material)(525)을 거쳐(via) 상기 제 1 전자 부품(520)에 연결된 방열 장치(550);를 포함할 수 있다. 상기 제 1 전자 부품(520)은 상기 제 1 인쇄 회로 기판 및 상기 제 2 인쇄 회로 기판에 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 적어도 일부분 사이에 배치될 수 있다. 상기 제 2 전자 부품(530)은 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)에 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 적어도 일부분 사이에 배치됨으로써, 상기 제 1 전자 부품 및 상기 제 2 전자 부품이 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 2 전자 부품(530)과 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510) 사이에 배치되어 상기 제 2 전자 부품(530)의 열을 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510)에 전달하는 제 2 TIM(535)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 2 인쇄 회로 기판은 상기 제 1 전자 부품에 대응하는 제 1 개구(543)를 가지고, 상기 방열 장치는 상기 제 1 개구를 통해(through) 상기 제 1 TIM을 거쳐(via) 상기 제 1 전자 부품과 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 2 인쇄 회로 기판은 상기 제 2 전자 부품에 대응하는 제 2 개구(544)를 가지고, 상기 방열 장치는 상기 제 2 개구를 통해(through) 상기 제 1 TIM을 거쳐(via) 상기 제 2 전자 부품과 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 전자 부품은 제 1-2 핀(522)을 거쳐(via) 상기 제 1 인쇄 회로 기판과 연결되고, 상기 제 1-1 핀(521)을 거쳐 상기 제 2 인쇄 회로 기판과 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 2 전자 부품은 제 2 핀(531)을 거쳐 상기 제 2 인쇄 회로 기판에 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 방열 장치는 상기 제 2 인쇄 회로 기판의 제 1 면에 직접적으로(directly) 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 방열 장치는 상기 제 2 인쇄 회로 회로 기판의 제 1 면에 제 3 TIM(570)을 거쳐(via) 배치될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 전자 부품은 어플리케이션 프로세서(application processor) 및 커뮤니케이션 프로세서(communication processor) 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제 2 전자 부품은 메모리를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제 1 전자 부품 및 상기 제 2 전자 부품은 서로 인접하게 배치될 수 있다.
이상, 본 개시의 다양한 실시예들에 대한 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 개시의 요지에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다. 첨부된 청구항과 그 균등물을 포함하여, 본 개시의 전체 관점에서 벗어나지 않는 범위에서 그 형식과 세부적인 구성에 다양한 변화가 이루어질 수 있음은 당업자에게 자명하다 할 것이다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    제 1 전자 부품(520)에 대응하는 제 1 영역(541) 및 상기 제 1 영역(541)과 중첩되지 않으며 제 2 전자 부품(530)에 대응하는 제 2 영역(542)을 포함하는 제 1 인쇄 회로 기판(510);
    제 1 방향(①)을 향하는 제 1 면(540a)과, 상기 제 1 방향에 반대인 제 2 방향(②)을 향하며 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 대면하는 제 2 면(540b)을 포함하는 제 2 인쇄 회로 기판(540);및
    상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 상기 제 1 면(540a) 위에 배치되며, 제 1 TIM(thermal interface material)(525)을 거쳐(via) 상기 제 1 전자 부품(520)에 연결된 방열 장치(550);를 포함하고,
    상기 제 1 전자 부품(520)은 상기 제 1 인쇄 회로 기판 및 상기 제 2 인쇄 회로 기판에 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 적어도 일부분 사이에 배치되고,
    상기 제 2 전자 부품(530)은 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)에 전기적으로 연결되고, 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 적어도 일부분 사이에 배치됨으로써, 상기 제 1 전자 부품 및 상기 제 2 전자 부품이 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)을 통해 전기적으로 연결된,
    전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 전자 부품(530)과 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510) 사이에 배치되어 상기 제 2 전자 부품(530)의 열을 상기 제 1 인쇄 회로 기판(510)에 전달하는 제 2 TIM(535)을 포함하는 전자 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 인쇄 회로 기판은 상기 제 1 전자 부품에 대응하는 제 1 개구(543)를 가지고, 상기 방열 장치는 상기 제 1 개구를 통해(through) 상기 제 1 TIM을 거쳐(via) 상기 제 1 전자 부품과 연결되는 전자 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 인쇄 회로 기판은 상기 제 2 전자 부품에 대응하는 제 2 개구(544)를 가지고, 상기 방열 장치는 상기 제 2 개구를 통해(through) 상기 제 1 TIM을 거쳐(via) 상기 제 2 전자 부품과 연결되는 전자 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 전자 부품은 제 1-2 핀(522)을 거쳐(via) 상기 제 1 인쇄 회로 기판과 연결되고, 상기 제 1-1 핀(521)을 거쳐 상기 제 2 인쇄 회로 기판과 연결되는 전자 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 전자 부품은 제 2 핀(531)을 거쳐 상기 제 2 인쇄 회로 기판에 연결되는 전자 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방열 장치는 상기 제 2 인쇄 회로 기판의 제 1 면에 직접적으로(directly) 배치된 전자 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방열 장치는 상기 제 2 인쇄 회로 회로 기판의 제 1 면에 제 3 TIM(570)을 거쳐(via) 배치되는 전자 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 전자 부품은 어플리케이션 프로세서(application processor) 및 커뮤니케이션 프로세서(communication processor) 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제 2 전자 부품은 메모리를 포함하는 전자 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 전자 부품 및 상기 제 2 전자 부품은 서로 인접하게 배치된 전자 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)과 상기 방열 장치(550) 사이에 배치된 방열 플레이트(560)를 더 포함하는 전자 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 전자 부품(520)과 상기 제 2 전자 부품(530)은, 각각의 부품에 내장된 제 1 칩(524) 및 제 2 칩(534)의 전기적인 연결 방향을 기준으로, 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)에 조립될 때 서로 반대 방향을 향하도록 형성된 전자 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 인쇄 회로 기판(510)과 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540) 사이에 배치되어 상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)의 틸팅을 방지하도록 구성된 스페이서(580)를 더 포함하는 전자 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 인쇄 회로 기판(540)은
    상기 제 1 전자 부품(520)이 배치되는 제 2-1 회로 기판(540-1)과,
    상기 제 2 전자 부품(530)이 배치되는 제 2-2 회로 기판(540-2)을 포함하는 전자 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2-1 회로 기판(540-1)은 제 1-1 개구(543-1)를 포함하고,
    상기 제 2-2 회로 기판(540-2)은 제 1-2 개구(543-2)를 포함하며,
    상기 제 1-1 개구(543-1)와 상기 제 1-2 개구(543-2)는 적어도 일부 중첩되는 전자 장치.
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