KR20220077579A - 유연 인쇄 회로 기판을 포함하는 안테나 연결 구조를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

유연 인쇄 회로 기판을 포함하는 안테나 연결 구조를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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KR20220077579A
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flexible printed
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이성협
윤종오
손권호
서민철
김윤정
김형진
박정식
석상엽
신동헌
안성용
이경재
정희석
조희원
홍현주
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Abstract

본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 적어도 일부분이 상기 전자 장치의 외부로 드러나고 금속 소재로 형성된 제1 프레임, 적어도 일부분이 상기 제1 프레임에 인접하게 배치되는 유연 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board), 상기 유연 인쇄 회로 기판과 상기 전자 장치의 메인 기판을 전기적으로 연결시키는 제1 연결부, 절곡 가능하게 형성되어 상기 유연 인쇄 회로 기판과 상기 제1 프레임을 전기적으로 연결시키는 제2 연결부, 상기 제2 연결부에 형성된 홈을 경유하여 상기 제1 프레임에 형성된 볼트 홈에 볼트 결합되는 볼트 몸체와, 상기 볼트 몸체에 일체로 형성되고 상기 제1 프레임에 대하여 제1 방향에 배치되는 볼트 머리를 포함하는 볼트 부재, 상기 볼트 부재의 볼트 몸체가 상기 제1 프레임에 형성된 볼트 홈에 결합된 상태로 유지되도록 상기 제1 방향에서 상기 제1 프레임에 결합되고 상기 볼트 부재의 볼트 머리와 인접하게 배치되는 플레이트 및 상기 유연 인쇄 회로 기판에 배치되는 회로부(integrated circuit)를 포함할 수 있다. 이 밖에도 다양한 실시예가 가능할 수 있다.

Description

유연 인쇄 회로 기판을 포함하는 안테나 연결 구조를 포함하는 전자 장치{ELECTRONIC DEVICE INCLUDING ANTENNA CONNECTING STURCTURE INCLUDING FLEXIBLE PRINTED CIRCUIT BOARD}
본 문서에 개시된 다양한 실시예들은, 유연 인쇄 회로 기판을 포함하는 안테나 연결 구조를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
휴대 전자 장치의 디자인 트렌드로 인해 외관 금속을 적용한 전자 장치의 수요가 증가하고 있다.
금속 소재의 제1 프레임을 외관으로 갖는 전자 장치의 경우, 제1 프레임 내부에 안테나를 배치하는 것이 제한적일 수 있다. 이를 극복하기 위해 금속 소재의 제1 프레임 자체를 안테나의 방사체로 활용하여 다중 대역의 안테나를 구현하고 방사 성능을 확보하는 방안이 적용되고 있다.
한편, 5G 서비스가 시작되면서 추가적인 서비스 밴드들이 추가될 수 있다. 이 때문에 기존 보다 더 많은 수의 안테나 방사체가 요구될 수 있다.
금속 소재의 프레임을 외관으로 갖는 전자 장치에서 프레임을 안테나로 활용하기 위해서는 회로부와 프레임이 전기적으로 연결되어야 한다. 회로부는 일반적인 인쇄 회로 기판에 배치될 수 있다. 따라서, 회로부와 프레임을 연결하기 위해서는 인쇄 회로 기판을 프레임의 내측까지 확장하고, 프레임과 인쇄 회로 기판을 연결하는 구조를 사용하는 것이 일반적이다.
고용량 데이터의 고속 전송을 위해서는 MIMO(multi input multi output), CA(carrier aggregation), ENDC(e-utran new radio dual connectivity)와 같은 기술의 적용이 필요하며, 이를 구현하기 위해서 안테나의 개수가 증가하게 되었다. 이는 금속 소재 제1 프레임에 연결되는 안테나 개수의 증가의 원인이 된다. 늘어난 안테나와 연결되기 위하여 인쇄 회로 기판이 확장되는 영역도 증가하였는데, 전자 장치 내부 공간의 한계로 이러한 확장에도 제약이 따른다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예는, 전자 장치의 내부 공간을 효과적으로 활용할 수 있는 구조의 안테나 연결 구조와 안테나 연결 구조를 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 적어도 일부분이 상기 전자 장치의 외부로 드러나고 금속 소재로 형성된 제1 프레임, 적어도 일부분이 상기 제1 프레임에 인접하게 배치되는 유연 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board), 상기 유연 인쇄 회로 기판과 상기 전자 장치의 메인 기판을 전기적으로 연결시키는 제1 연결부, 절곡 가능하게 형성되어 상기 유연 인쇄 회로 기판과 상기 제1 프레임을 전기적으로 연결시키는 제2 연결부, 상기 제2 연결부에 형성된 홈을 경유하여 상기 제1 프레임에 형성된 볼트 홈에 볼트 결합되는 볼트 몸체와, 상기 볼트 몸체에 일체로 형성되고 상기 제1 프레임에 대하여 제1 방향에 배치되는 볼트 머리를 포함하는 볼트 부재, 상기 볼트 부재의 볼트 몸체가 상기 제1 프레임에 형성된 볼트 홈에 결합된 상태로 유지되도록 상기 제1 방향에서 상기 제1 프레임에 결합되고 상기 볼트 부재의 볼트 머리와 인접하게 배치되는 플레이트 및 상기 유연 인쇄 회로 기판에 배치되는 회로부(integrated circuit)를 포함할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따르면, 금속 소재의 제1 프레임과 연결되는 회로부를 포함하는 안테나 연결 구조를 전자 장치의 협소한 내부 공간에 효과적으로 배치할 수 있다.
또한, 안테나 연결 구조가 전자 장치 내부에서 안정적으로 고정될 수 있도록 할 수 있다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 안테나 연결 구조의 사시도이다.
도 3a는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 안테나 연결 구조의 사시도이다.
도 3b는, 도 3a에 도시된 안테나 연결 구조의 전기적 연결 관계를 모식화한 도면이다.
도 3c는, 전자 장치에 도 3a에 도시된 안테나 연결 구조가 배치된 상태의 도면이다.
도 3d는, 도 3a에 도시된 추가 안테나의 성능을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 유연 인쇄 회로 기판의 멀티 레이어 구조를 도시한 도면이다.
도 4b는, 도 4a에 도시된 유연 인쇄 회로 기판의 구조에 따른 성능을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 유연 인쇄 회로 기판의 도면이다.
도 5b는, 도 5a에 도시된 다양한 실시예에 따른 유연 인쇄 회로 기판을 포함하는 안테나 연결 구조의 성능을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 안테나 연결 구조와 안테나 연결 구조가 결합된 전자 장치의 일부를 도시한 도면이다.
도 6b는, 전자 장치의 플레이트의 분리 사시도이다.
도 6c는, 플레이트 결합된 전자 장치를 도시한 도면이다.
도 7은, 도 6c의 도면을 A-A선을 따라 절개한 단면도이다.
도 8은, 외부 플레이트와 내부 플레이트를 포함하는 전자 장치의 단면도이다.
도 9는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 볼트 부재(650)와 전자 장치의 디스플레이 사이의 거리를 설명하기 위한 단면도이다.
본 문서의 다양한 실시 예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시 예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 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",“또는 B 중 적어도 하나,”"A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,”및 “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.
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)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 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. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 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. 어떤 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. 다른 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 2는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 안테나 연결 구조의 사시도이다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 안테나 연결 구조(200)는, 유연 인쇄 회로 기판(201)(flexible printed circuit board; FPCB), 제1 연결부(210), 제2 연결부(220) 및 회로부(230)(integrated cicuit)을 포함할 수 있다. 이상에서 언급한 안테나 연결 구조(200)의 구성 요소는 예시에 불과하며, 언급된 구성 요소 중 어느 하나가 생략되거나 언급된 구성 요소 이외의 구성 요소가 안테나 연결 구조(200)에 포함될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 유연 인쇄 회로 기판(201)은 유연 소재로 형성되고 신호 라인(예: 도 4a의 신호 라인(410))이 배치된 기판일 수 있다. 유연 인쇄 회로 기판(201)은 유연성이 낮은 소재로 형성된 일반적인 인쇄 회로 기판과 다르게 협소한 공간에도 배치될 수 있고, 형태 면에서 제작 자유도가 높다. 따라서, 유연 인쇄 회로 기판(201)은 전자 장치 내부의 협소 공간에 배치되는데 더 유리할 수 있다. 예를 들어, 유연 인쇄 회로 기판(201)은 전자 장치 내부에 배치된 기구물이나 전자 부품 사이 공간에 배치될 수 있는 형태로 제작될 수 있다. 또한, 유연 인쇄 회로 기판(201)은 절곡될 수 있으므로, 단차가 존재하는 표면에도 배치될 수 있다. 유연 인쇄 회로 기판(201)은 본 문서에 개시된 안테나 연결 구조(200)의 베이스로써, 다양한 구성 요소들이 유연 인쇄 회로 기판(201)에 결합되거나 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 유연 인쇄 회로 기판(201)은 FRC(flexible PCB RF cable) 케이블일 수 있다. 예를 들어, 유연 인쇄 회로 기판(201)은 고주파 신호를 전송할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 유연 인쇄 회로 기판(201)에는 RF(radio frequency) 신호를 전송하기 위한 신호 라인(예: 도 4a의 신호 라인(410))이 배치될 수 있다. 또한, 신호 라인 주변에는 그라운드 VIA(예: 도 4a의 그라운드 VIA(420))가 배치될 수 있다. 여기서 그라운드 VIA는, 복수의 층이 적층되어 형성된 유연 인쇄 회로 기판에서, 서로 다른 층에 배치된 그라운드가 적층 방향으로 연결되는 것을 구조를 포함 수 있다. 예를 들어, 유연 인쇄 회로 기판(201)이 복수의 층을 포함하는 경우(예: 도 4a 의 유연 인쇄 회로 기판(400A, 400B))에 신호 라인과 동일한 층에 배치된 그라운드는 신호 라인 주변에 배치될 수 있고, 신호 라인과 다른 층에 배치된 그라운드는 신호 라인과 중첩된 위치에 배치될 수 있다. 서로 다른 층에 배치된 그라운드는 VIA 형태로 상호 연결될 수 있다. 신호 라인을 통해 유연 인쇄 회로 기판(201)과 전기적으로 연결된 통신 모듈(예: 도 1의 통신 모듈(190))에서 생성된 RF 신호가 전달될 수 있고, 안테나를 통해 수신된 RF 신호가 전달될 수 있다. 신호 라인과 그라운드 VIA에 대한 자세한 설명은 후술하도록 한다(도 4a의 설명 참조).
다양한 실시예에 따르면, 제1 연결부(210)는 유연 인쇄 회로 기판(201)과 전자 장치의 메인 기판(예: 도 3c의 메인 기판(302))을 전기적으로 연결할 수 있다. 여기서 전자 장치의 메인 기판은 통신 모듈이 배치된 기판 또는 통신 모듈이 배치된 기판과 전기적으로 연결된 기판을 포함할 수 있다. 제1 연결부(210)는 다양한 방식으로 유연 인쇄 회로 기판(201)과 메인 기판을 전기적으로 연결할 수 있다. 제1 연결부(210)는 솔더링 방식, 클립 방식, 소켓 방식, 볼트 방식, 및/또는 본딩 방식과 같은 전기적 연결 방법에 의해 유연 인쇄 회로 기판(201)과 메인 기판을 연결할 수 있다. 예를 들어, 제1 연결부(210)는 도 2에 도시된 것과 같이, 소켓에 삽입될 수 있는 형태의 커넥터일 수 있다. 메인 기판에 배치된 통신 모듈에서 생성된 RF 신호는 제1 연결부(210)를 통해 유연 인쇄 회로 기판(201)으로 전달될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2 연결부(220)는 유연 인쇄 회로 기판(201)과 전자 장치의 제1 프레임(예: 도 3c의 제1 프레임(304))을 전기적으로 연결할 수 있다. 전자 장치의 제1 프레임은 적어도 일부분이 전자 장치 외부로 드러날 수 있고, 금속 소재로 형성될 수 있다. 금속 소재로 형성된 제1 프레임은 RF 신호를 송신하거나 수신하는 안테나로 기능할 수 있다. 제2 연결부(220)는, 절곡될 수 있는 영역인 절곡부(221)를 포함할 수 있다. 절곡부(221)를 포함하는 제2 연결부(220)는 제1 프레임과 유연 인쇄 회로 기판(201)의 배치 관계에 따라 일부 변형될 수 있다. 이와 같이, 일부 구간이 변형될 수 있는 형태의 제2 연결부(220)에 의해 제1 프레임과 유연 인쇄 회로 기판(201)이 연결됨에 따라, 유연 인쇄 회로 기판(201)의 배치 자유도가 향상될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2 연결부(220)와 제1 프레임의 전기적 연결은 다양한 방식으로 이루어질 수 있다. 제2 연결부(220)는 솔더링 방식, 클립 방식, 소켓 방식, 볼트 방식과 같은 전기적 연결 방법에 의해 제1 프레임과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 연결부(220)는 도 2에 도시된 것과 같이, 볼트(223)가 삽입될 수 있는 스크류 홀(222)(screw hole)을 포함할 수 있다. 볼트(223)가 스크류 홀(222)에 삽입되고 제1 프레임에 나사 결합됨으로써, 제2 연결부(220)는 제1 프레임과 전기적으로 연결될 수 있다. 전자 장치 외부에서 충격이 가해지더라도, 제2 연결부(220)와 제1 프레임의 결합상태가 안정적으로 유지될 수 있다. 제2 연결부(220)와 유연 인쇄 회로 기판(201)의 전기적 연결은 다양한 방식으로 이루어질 수 있다. 제2 연결부(220)는 솔더링 방식, 클립 방식, 소켓 방식, 볼트 방식, 및/또는 본딩 방식과 같은 전기적 연결 방법에 의해 유연 인쇄 회로 기판(201)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 연결부(220)는 솔더링을 통해 유연 인쇄 회로 기판(201)에 전기적으로 연결될 수 있다. 유연 인쇄 회로 기판(201)으로 전달된 RF 신호는 제2 연결부(220)를 통해 제1 프레임으로 전달될 수 있다. 또한, 제1 프레임에서 전달된 RF 신호는 제2 연결부(220)를 통해 유연 인쇄 회로 기판(201)으로 전달될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2 연결부(220)는 도 2에 도시된 것과 같이, 복수 개일 수 있다. 복수의 제2 연결부(220)는 절연 소재(예: 도 3b의 절연 소재(305))에 의해 분절된 제1 프레임(예: 도 3b의 제1 서브 프레임(304A) 및 제2 서브 프레임(304B))과 각각 연결될 수 있다. 또한, 분절되지 않은 하나의 제1 프레임에 복수의 제2 연결부(220)가 연결될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 복수의 제2 연결부(220)는 제1 프레임 또는 전자 장치의 그라운드에 연결될 수 있다. 제1 프레임은 안테나로 기능할 수 있으므로, 제1 프레임과 연결된 제2 연결부(220)는 RF 신호를 제1 프레임으로 전송할 수 있다. 후술하는 회로부(230)에 의해 제2 연결부(220)와 연결된 안테나의 길이가 소프트웨어 또는 하드웨어 적으로 증감할 수 있다. 여기서 안테나의 길이가 하드웨어 적으로 증감한다는 것은 회로부(230)에 포함된 스위칭 회로(232)가 서로 분절된 안테나를 전기적으로 연결하는 것을 의미할 수 있다. 전자 장치의 그라운드는 예를 들어, 전자 장치의 내부 프레임 중 하나를 의미하거나, 전자 장치에 포함된 인쇄 회로 기판에 형성된 그라운드 단자를 의미할 수 있다. 제2 연결부(220) 중 적어도 하나는 제1 프레임에 연결되고, 적어도 하나는 그라운드에 연결됨으로써, 안테나는 PIFA(planar Inverted f antenna)가 될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 회로부(230)는 유연 인쇄 회로 기판(201)에 배치될 수 있다. 회로부(230)는 예를 들어, 임피던스 매칭을 위한 매칭 회로(231), 안테나 연결 구조(200)가 광대역 특성에 대응하기 위한 스위칭 회로(232)와 같은 다양한 안테나 관련 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스위칭 회로(232)는 서로 전기적으로 오픈(open)된 안테나를 단락(short)시켜 안테나의 물리적인 길이를 증가시킬 수 있다. 회로부(230)에 포함될 수 있는 매칭 회로(231)가 전자 장치에서 안테나 기능을 수행하는 제1 프레임과 인접한 유연 인쇄 회로 기판(201)에 배치될 수 있다. 매칭 회로(231)가 제1 프레임과 인접한 위치에 배치되기 때문에 RF 신호의 손실이 감소될 수 있다. 일 실시예에서, 스위칭 회로(232)는 튜너(tuner)일 수 있다.
이상 설명한 회로부(230)의 매칭 회로(231) 및 스위칭 회로(232)는 그 명칭으로 한정 해석되지 않고, 해당 기능을 수행할 수 있는 소자를 포함하는 회로를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 스위칭 회로(232)는 스위칭 회로부(232)로 호칭될 수 있고, 매칭 회로(231)는 가변 소자부(231)로 호칭될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 회로부(230)는 RF IC(radio frequency integrated circuit)일 수 있다. 예를 들어, 회로부(230)는 무선 전송에 적합한 주파수 범위에서 작동하는 회로일 수 있다. 예를 들어, 회로부(230)는 전력 증폭기(power amp), 저잡음 증폭기(low noise amp), 위상 변환기(phase shifter), 및/또는 위상 검출기(phase detector)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 유연 인쇄 회로 기판(201)은 도전성 소재로 형성되어 유연 인쇄 회로 기판(201)에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 추가 안테나(240)를 포함할 수 있다. 이 추가 안테나(240)는 예를 들어, 고주파수(GHz 이상의 주파수)의 RF 신호를 송신 또는 수신하는 안테나일 수 있다. 고주파수의 RF 신호를 송신 또는 수신하는 추가 안테나(240)는 금속 소재의 제1 프레임 내측에 배치되더라도 추가 안테나(240) 성능에 영향이 적을 수 있다. 이 때문에 추가 안테나(240)는 제1 프레임 내측에 배치될 수 있다. 경우에 따라서, 유연 인쇄 회로 기판(201)과 연결되는 추가 안테나(240)의 일부는 전자 장치 외부로 노출될 수도 있다. 추가 안테나(240)와 인접한 위치에는 매칭 회로(231)가 배치될 수 있다.
도 3a는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 안테나 연결 구조의 사시도이다. 도 3b는, 도 3a에 도시된 안테나 연결 구조의 전기적 연결 관계를 모식화한 도면이다. 도 3c는, 전자 장치에 도 3a에 도시된 안테나 연결 구조가 배치된 상태의 도면이다. 도 3d는, 도 3a에 도시된 추가 안테나의 성능을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a에 도시된 안테나 연결 구조(300)는 도 2에서 설명된 안테나 연결 구조(300)의 다른 실시예일 수 있다. 앞에서 설명한 안테나 연결 구조(300)와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 자세한 설명을 생략하고 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 연결 구조(300)는, 유연 인쇄 회로 기판(301), 제1 연결부(310), 제2 연결부(320) 및 회로부(330)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 유연 인쇄 회로 기판(301)은 제1 영역(301A)과 제1 영역(301A)에서 분기되어 연장된 제2 영역(301B)을 포함할 수 있다. 유연 인쇄 회로 기판(301)은 전자 장치 내부에 효율적으로 배치될 수 있도록 일부분이 변형(예: 절곡)될 수 있다. 예를 들어, 유연 인쇄 회로 기판(301)의 일부분은 제1 방향(A)을 바라보고, 유연 인쇄 회로 기판(301)의 일부분은 제1 방향(A)과 다른 제2 방향(B)을 바라보도록 절곡될 수 있다. 이와 같이, 유연 인쇄 회로 기판(301)은 제1 방향(A)를 바라보는 면과 제2 방향(B)를 바라보는 면을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 회로부(330)는 예를 들어, 임피던스 매칭을 위한 매칭 회로(예: 도 2의 매칭 회로(231)), 안테나 연결 구조(300)가 광대역 특성에 대응하기 위한 스위칭 회로(예: 도 2의 스위칭 회로(232))와 같은 다양한 안테나 관련 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스위칭 회로는 서로 전기적으로 오픈(open)된 안테나를 단락(short)시켜 안테나의 물리적인 길이를 증가시킬 수 있다. 회로부(330)는 제1 회로부(330-1), 제2 회로부(330-2) 및 제3 회로부(330-3)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3b에 도시된 것과 같이 제1 회로부(330-1)는 제2A 연결부(320-1)와 인접한 위치에 배치될 수 있고, 제2 회로부(330-2)는 제2B 연결부(320-2)와 인접한 위치에 배치될 수 있고, 제3 회로부(330-3)는 안테나 방사체(301B)와 인접한 위치에 배치될 수 있다. 신호가 송신 또는 수신되는 구성(예: 제1 프레임(304), 안테나 방사체(301B))에 회로부(330)가 인접하게 배치되어 RF 신호 손실이 감소할 수 있다. 이 밖에도 회로부(330)의 배치와 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2A 연결부(320-1)과 제2B 연결부(320-2)가 분절되지 않은 하나의 프레임(제1 서브 프레임(304A) 또는 제2 서브 프레임(304B))에 연결된 경우에는 제2 회로부(330-2) 및/또는 제3 회로부(330-3)가 제2A 연결부(320-1) 또는 제2B 연결부(320-2) 중 하나를 프레임에 연결하는 방식으로 안테나의 전체적인 길이를 변경할 수 있다. 또한, 제2A 연결부(320-1)는 프레임과 연결되어 RF 신호를 전송할 수 있고, 제2B 연결부(320-2)는 그라운드와 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 유연 인쇄 회로 기판(301)에는 복수의 패드(340)가 인쇄 방식으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 3b에 도시된 것과 같이, 제1 패드(340-1)는 제1 연결부(310)와 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 패드(340-2)는 제2A 연결부(320-1)와 전기적으로 연결될 수 있고, 제3 패드(340-3)는 제2B 연결부(320-2)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제4 패드(340-4)는 안테나 방사체(301B)와 전기적으로 연결될 수 있고, 제5 패드(340-5)는 유연 인쇄 회로 기판(301)의 그라운드와 전기적으로 연결될 수 있다. 제5 패드(340-5)는 별도의 연결 부재(미도시)를 통해 전자 장치의 그라운드와 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서 제5 패드(340-5)와 전자 장치의 그라운드를 전기적으로 연결하는 연결 부재는 도 3a의 제2 연결부(320)와 유사한 형태일 수 있다. 일 실시예에서, 제2 패드(340-2)는 제1 회로부(330-1)와 전기적으로 연결될 수 있고, 제3 패드(340-3)는 제2 회로부(330-2)와 전기적으로 연결될 수 있고, 제4 패드(340-4)는 제3 회로부(330-3)와 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 유연 인쇄 회로 기판(301)에는 전송 선로(350)가 배치될 수 있다. 전송 선로(350)는 전자 장치의 통신 모듈(예: 도 1의 통신 모듈(190))에서 생성된 통신 신호 또는 외부에서 수신된 통신 신호를 전달할 수 있다. 전송 선로(350)는 제1 패드(340-1)와 제1 회로부(330-1)를 연결하는 제1 선로(350-1), 제1 패드(340-1)와 제2 회로부(330-2)를 연결하는 제2 선로(350-2) 및 제1 패드(340-1)와 제3 회로부(330-3)를 연결하는 제3 선로(350-3)를 포함할 수 있다. 전송 선로(350) 주변에는 그라운드가 배치될 수 있다. 전송 선로(350)와 그라운드 배치에 대한 설명은 도 4a를 참조하도록 한다.
다양한 실시예에 따르면, 제2 영역(301B)은 고주파수의 RF 신호를 송신 또는 수신하는 안테나 방사체로 동작할 수 있다. 제2 영역(301B)은 메인 기판(302)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 영역(301B)는, 메인 기판(302)에 배치된 통신 모듈과 연결되어 RF 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 영역(301B)는 제1 영역(301A)과 동일한 유연 인쇄 회로 기판(301)일 수 있다. 제2 영역(301B)에 안테나 패턴이 배치됨으로써, 제2 영역(301B)이 안테나 방사체로 동작할 수 있다. 도 3c에 도시된 것과 같이, 유연 인쇄 회로 기판(301)의 제2 영역(301B)은 금속 소재로 형성된 제1 프레임(304) 내측에서 전자 장치의 제2 프레임(303)에 적어도 일부분이 지지될 수 있다. 고주파수의 신호를 송신 또는 수신하는 안테나의 경우, 금속 소재의 제1 프레임(304) 내측에 위치하더라도 성능에 영향이 적을 수 있다. 도 3a에 도시된 제2 영역(301B)과 같이, 유연 인쇄 회로 기판(301)의 형태를 일부 변경하여 유연 인쇄 회로 기판(301)의 일부분이 안테나로 기능하도록 할 수 있다. 일 실시예에서, 회로부(330)에 포함될 수 있는 매칭 회로(예: 도 2의 매칭 회로(231))는 제1 영역(301A)에서 제2 영역(301B)이 분기되는 지점과 인접하게 배치될 수 있다. 도 3d를 참조하면, 추가 안테나로 기능하는 제2 영역(301B)은 4800MHz 내지 5200MHz 대역 또는 7000MHz 이상의 대역의 통신 신호를 원활하게 송신 또는 수신할 수 있음을 확인할 수 있다. 제2 영역(301B)에 배치된 안테나 패턴의 길이에 따라 공진 주파수를 다양하게 변경하여 다양한 대역의 주파수를 송신 또는 수신할 수 있다. 예를 들어, 2. 4GHz 또는 1.5GHz 대역의 통신 신호를 송신 또는 수신할 수 있도록 안테나 패턴의 길이를 조절할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 유연 인쇄 회로 기판(301)은 금속 소재의 제1 프레임(304) 내측에 배치되는 전자 장치의 제2 프레임(303)에 적어도 일부가 지지될 수 있다. 제2 프레임(303)는 전자 장치의 다양한 구성 요소들을 지지할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 유연 인쇄 회로 기판(301)은 전자 장치의 제1 프레임(304)에 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 유연 인쇄 회로 기판(301)은 전자 장치의 메인 기판(302)과 제1 프레임(304) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 유연 인쇄 회로 기판(201)은 전자 장치의 메인 기판(302) 보다 제1 프레임(304)에 더 근접하게 배치될 수 있다. 도 3c에 도시된 것과 같이, 유연 인쇄 회로 기판(301)은 전자 장치의 구성 요소(예: 진동 모터(307), 이어폰 홀(306))을 회피하여 배치될 수 있다. 이와 같이, 유연 인쇄 회로 기판(301)이 변형 가능하므로 유연 인쇄 회로 기판(301)은, 전자 장치 내부의 협소한 공간에서 전자 장치의 다른 구성 요소와의 간섭을 회피하여 배치될 수 있다. 안테나 기능을 담당하는 구성 요소를 유연 인쇄 회로 기판(301)에 배치함으로써, 종래 활용하기 어려웠던 전자 장치의 공간에 안테나 연결 구조(300)의 배치가 가능할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 연결부(310)는 메인 기판(302)과 유연 인쇄 회로 기판(301)을 전기적으로 연결할 수 있다. 전자 장치의 제1 프레임(304)은 절연 소재(305)에 의해 복수의 영역(304A, 304B)으로 분절될 수 있다. 분절된 제1 프레임(304A, 304B)의 길이는 전자 장치에서 사용되는 통신 주파수에 따라 변경될 수 있다. 길이가 긴 제1 서브 프레임(304A)은 상대적으로 저주파수의 통신 신호를 위한 안테나로 사용될 수 있고, 길이가 짧은 제1 프레임(304B)은 상대적으로 고주파수의 통신 신호를 위한 안테나로 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 3c에 도시된 것과 같이, 제1 프레임(304)은 제1 서브 프레임(304A)과 제2 서브 프레임(304B)으로 분절될 수 있다. 복수의 제2 연결부(제2A 연결부(320-1), 제2B 연결부(320-2))는 분절된 제1 프레임(304A, 304B)을 유연 인쇄 회로 기판(301)에 전기적으로 연결할 수 있다. 도 3c를 참조하면, 제2A 연결부(320-1)는 제1 서브 프레임(304A)과 유연 인쇄 회로 기판(301)을 연결할 수 있고, 제2B 연결부(320-2)는 제2 서브 프레임(304B)과 유연 인쇄 회로 기판(301)을 전기적으로 연결할 수 있다. 유연 인쇄 회로 기판(301)을 통해 전달된 RF 신호 중 일부는 제1 서브 프레임(304A)을 통해 송신되고, 일부는 제2 서브 프레임(304B)을 통해 송신될 수 있다. 경우에 따라서는, 회로부(330)의 스위칭 회로에 의해 제1 서브 프레임(304A)과 제2 서브 프레임(304B)이 단락될 수도 있다. 통신과 관련된 전자 장치의 동작에 또는 상태에 따라서, 제2A 연결부(320-1)를 통해 RF 신호를 제1 서브 프레임(304A)에 전달하여, 제1 서브 프레임(304A)을 안테나로 사용할 수 있고, 제2B 연결부(320-2)를 통해 RF 신호를 제2 서브 프레임(304B)에 전달하여, 제2 서브 프레임(304B)을 안테나로 사용할 수 있다. 또한, 제1 서브 프레임(304A)과 제2 서브 프레임(304B)을 서로 다른 대역의 통신 신호를 전송하는 안테나로 사용할 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 프레임(304A)로 저역대(low band) 또는 중역대(mid band)의 RF 신호가 송신될 수 있도록 제2A 연결부(320-1)에서 제1 서브 프레임(304A)에 신호를 전송할 수 있다. 제2 서브 프레임(304B)로 고역대(high band)의 RF 신호가 송신될 수 있도록 제2B(연결부(320-2)에서 제2 서브 프레임(304B)에 신호를 전송할 수 있다. 이와 같이, 서로 단락된 제1 서브 프레임(304A) 및 제2 서브 프레임(304B)을 통해 다양한 방법으로 통신 신호를 전송할 수 있다.
이상에서는, 안테나 연결 구조(300)가 유연 인쇄 회로 기판(301)을 포함하는 것으로 설명하였으나, 안테나 연결 구조(300)는 유연하지 않은 소재의 인쇄 회로 기판을 포함할 수 있다. 또한, 안테나 연결 구조(300)의 일부 영역은 유연한 소재로 형성된 인쇄 회로 기판을 구비하고, 일부 영역은 유연하지 않은 소재의 인쇄 회로 기판을 구비할 수 있다.
도 4a는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 유연 인쇄 회로 기판의 멀티 레이어 구조를 도시한 도면이다. 도 4b는, 도 4a에 도시된 유연 인쇄 회로 기판의 구조에 따른 성능을 설명하기 위한 도면이다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 유연 인쇄 회로 기판은 도 2 및 도 3a를 통해 설명한 안테나 연결 구조에 포함된 유연 인쇄 회로 기판의 다양한 예 중 하나일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 유연 인쇄 회로 기판(400A, 400B)은 복수의 레이어를 포함할 수 있다. 예를 들어, 유연 인쇄 회로 기판(400A)은, 도 4a의 (a)에 도시된 것과 같이 네 개의 레이어(401, 402, 403, 404)를 포함할 수 있고, 유연 인쇄 회로 기판(400B)는, 도 4a의 (b)에 도시된 것과 같이, 두 개의 레이어(405, 406)를 포함할 수 있다.
도 4a의 (a)를 참조하면, 유연 인쇄 회로 기판(400A)의 레이어 중 하나(401)에는 도전성 패드(440)가 배치될 수 있다. 도전성 패드(440)는 예를 들어, 제1 패드(440-1), 제2 패드(440-2) 및 제3 패드(440-3)를 포함할 수 있다. 제1 패드(440-1)는 유연 인쇄 회로 기판(400A)과 전자 장치의 메인 기판을 연결하는 제1 연결부(예: 도 3a의 제1 연결부(310))와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 패드(440-2)는 도전성 소재로 형성된 전자 장치의 제1 프레임(예: 도 3c의 제1 프레임(304))과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 패드(440-1)는 제2 연결부(예: 도 3a의 제2 연결부(320))에 의해 전자 장치의 제1 프레임과 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 패드(440-3)는 유연 인쇄 회로 기판(400A)의 그라운드 VIA(420)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 패드(440-3)는 연결 부재를 통해 전자 장치의 그라운드와 전기적으로 연결될 수 있다. 제3 패드(440-3)를 전자 장치의 그라운드와 연결하는 연결 부재는 제2 패드(440-2)를 전자 장치의 제1 프레임과 연결시키는 연결 부재(예: 도 3a의 제2 연결부(320))와 유사한 형태일 수 있다.
도 4b의 (b)를 참조하면, 유연 인쇄 회로 기판(400B)의 레이어 중 하나(405)에는 도전성 패드(440)가 배치될 수 있다. 도전성 패드(440)는 예를 들어, 제1 패드(440-1) 및 제2 패드(440-2)를 포함할 수 있다. 제1 패드(440-1)는 유연 인쇄 회로 기판(400B)과 전자 장치의 메인 기판을 연결하는 제1 연결부(예: 도 3a의 제1 연결부(310))와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 패드(440-2)는 도전성 소재로 형성된 전자 장치의 제1 프레임(예: 도 3c의 제1 프레임(304))과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 패드(440-2)는 제2 연결부(예: 도 3a의 제2 연결부(320))에 의해 전자 장치의 제1 프레임과 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 복수의 레이어 중 적어도 하나의 레이어(예: 도 4a의 (a)의 레이어(403) 또는 도 4a의 (b)의 레이어(405))에는 적어도 하나의 신호 라인(410)이 배치될 수 있다. 신호 라인(410)을 통해 RF 신호가 전달될 수 있다. 또한, 신호 라인(410) 주변에는 그라운드 VIA(420)가 배치될 수 있다. 그라운드 VIA(420)는 신호 라인(410)의 연장 방향과 수직 방향으로 형성되어 그라운드와 연결될 수 있다. 그라운드 VIA(420)는 복수의 레이어를 관통하여 형성될 수 있다. 신호 라인(410) 주변에 배치된 그라운드 VIA(420)에 의해 신호 라인(410)으로 전달되는 RF 신호가 차폐될 수 있다. 그라운드 VIA(420)는 유연 인쇄 회로 기판(400)과 인접하게 배치된 전자 부품에서 방출될 수 있는 전자기파가 신호 라인(410)에 주는 영향을 감소시킬 수 있다.
유연 인쇄 회로 기판의 레이어 구조에 따라 안테나 연결 구조의 방사 효율이 달라질 수 있다. 도 4b를 참조하면, 약 1800MHz 내지 약 2100MHz 대역에서는 두 개의 레이어로 구성된 유연 인쇄 회로 기판(400B)을 포함하는 안테나 연결 구조의 방사 효율이 네 개의 레이어로 구성된 유연 인쇄 회로 기판(400A)을 포함하는 안테나 연결 구조의 방사 효율보다 보다 높고, 약 2200MHz 내지 약 2700MHz 대역에서는 네 개의 레이어로 구성된 유연 인쇄 회로 기판(400A)을 포함하는 안테나 연결 구조의 방사 효율이 두 개의 레이어로 구성된 유연 인쇄 회로 기판(400B)을 포함하는 안테나 연결 구조의 방사 효율보다 보다 높은 것을 확인할 수 있다. 안테나 연결 구조가 주로 송신 또는 수신하는 주파수 대역에 따라 유연 인쇄 회로 기판의 레이어의 개수를 변경할 수 있다.
도 5a는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 유연 인쇄 회로 기판의 도면이다. 도 5b는, 도 5a에 도시된 다양한 실시예에 따른 유연 인쇄 회로 기판을 포함하는 안테나 연결 구조의 성능을 설명하기 위한 도면이다. 도 5a에 도시된 다양한 유연 인쇄 회로 기판은 도 2 및 도 3a를 통해 설명한 안테나 연결 구조에 포함된 유연 인쇄 회로 기판의 다양한 예일 수 있다.
도 5a의 (a)를 참조하면, 유연 인쇄 회로 기판(501)에는 도전성 패드(540)가 배치될 수 있다. 도전성 패드(540)는 예를 들어, 제1 패드(540-1) 및 제2 패드(540-2)를 포함할 수 있다. 제1 패드(540)는 유연 인쇄 회로 기판(501)과 전자 장치의 메인 기판을 연결하는 제1 연결부(예: 도 3a의 제1 연결부(310))와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 패드(540-2)는 도전성 소재로 형성된 전자 장치의 프레임(예: 도 3c의 프레임(304))과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 패드(540-2)는 제2 연결부(예: 도 3a의 제2 연결부(320))에 의해 전자 장치의 프레임과 전기적으로 연결될 수 있다. 경우에 따라서는, 제2 패드(540-2)에 개구가 형성되고, 제2 패드(540-2)에 형성된 개구에 볼트가 삽입된 뒤, 볼트가 전자 장치의 프레임에 형성된 나사홈에 볼트 결합됨으로써, 제2 패드(540-2)와 전자 장치의 프레임이 전기적으로 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 유연 인쇄 회로 기판(501)에는 RF 신호를 전달하기 위한 신호 라인(510)과 신호 라인(510) 주변에 배치되는 그라운드 VIA(550)가 배치될 수 있다. 신호 라인(510)은 제1 패드(540-1)와 제2 패드(540-2)를 전기적으로 연결할 수 있다. 이상 설명한 구성 요소들은 앞서 설명한 구성 요소들과 실질적으로 동일하므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
제2 패드(540-2)와 회로부에 포함된 매칭 회로(530)의 거리 또는 유연 인쇄 회로 기판(501)의 그라운드 VIA(550)의 배치를 다양하게 변경할 수 있다. (a)는 제2 패드(540-2)와 매칭 회로(530)를 약 0.5mm 이격시켜 배치한 경우, (b)는 제2 패드(540-2)와 매칭 회로(530)를 약 9mm 이격시켜 배치한 경우, (c)는 (b)와 동일하게 제2 패드(540-2)와 매칭 회로(530)를 약 9mm 이격시켜 배치하되, 제2 패드(540-2)와 매칭 회로(530) 사이에 그라운드 VIA(550)를 배치하지 않은 경우, (d)는 제2 패드(540-2)와 매칭 회로(530)를 약 16mm 이격시켜 배치한 경우, (e)는 (d)와 동일하게 제2 패드(540-2)와 매칭 회로(530)를 약 16mm 이격시켜 배치하되, 제2 패드(540-2)와 매칭 회로(530) 사이에 그라운드 VIA(550)를 배치하지 않은 경우이다.
도 5b를 참조하면, 약 1600MHz 내지 약 2800MHz 대역에서 (a)의 경우에 방사 효율이 가장 좋게 나타난 것을 확인할 수 있다. 또한, (b)와 (c)를 비교하면, 제2 패드(540-2)와 매칭 회로(530) 사이에 그라운드 VIA(550)가 존재하지 않는 (c)의 경우가 (b)의 경우보다 비교적 방사 효율이 좋게 나타남을 확인할 수 있다. (d)와 (e)를 비교하는 경우에도, 제2 패드(540-2)와 매칭 회로(530) 사이에 그라운드 VIA(550)가 존재하지 않는 (e)의 경우가 (d)의 경우보다 비교적 방사 효율이 좋게 나타남을 확인할 수 있다. 이러한 실험 결과를 통해, 제2 패드(540-2)와 매칭 회로(530)는 가깝게 배치하고, 제2 패드(540-2)와 매칭 회로(530) 사이에는 그라운드 VIA(550)를 배치하지 않는 것이 방사 효율을 증가시킬 수 있는 설계 요소임을 확인할 수 있다. 따라서, 본 문서에 개시된 안테나 연결 구조를 설계함에 있어서, 매칭 회로(530)는 제2 패드(540-2)와 인접하게 배치하고, 매칭 회로(530)와 제2 패드(540-2) 사이에는 그라운드 VIA(550)를 배치하지 않을 수 있다.
도 6a는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 안테나 연결 구조와 안테나 연결 구조가 결합된 전자 장치의 일부를 도시한 도면이다. 도 6b는, 전자 장치의 플레이트의 분리 사시도이다. 도 6c는, 플레이트 결합된 전자 장치를 도시한 도면이다. 도 6a 내지 도 6c에 도시된 안테나 연결 구조 및 전자 장치는 도 3b에 도시된 안테나 연결 구조와 전자 장치와 유사한 실시예일 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 안테나 연결 구조는, 유연 인쇄 회로 기판(601)(flexible printed circuit board; FPCB), 제1 연결부(610), 제2 연결부(620), 제3 연결부(630) 및 회로부(640)(integrated cicuit)을 포함할 수 있다. 이상에서 언급한 안테나 연결 구조의 구성 요소는 예시에 불과하며, 언급된 구성 요소 중 어느 하나가 생략되거나 언급된 구성 요소 이외의 구성 요소가 안테나 연결 구조에 포함될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 유연 인쇄 회로 기판(601)은 유연 소재로 형성되고 신호 라인(예: 도 4a의 신호 라인(410))이 배치된 기판일 수 있다. 유연 인쇄 회로 기판(601)은 유연성이 낮은 소재로 형성된 일반적인 인쇄 회로 기판과 다르게 협소한 공간에도 배치될 수 있고, 형태 면에서 제작 자유도가 높다. 따라서, 유연 인쇄 회로 기판(601)은 전자 장치 내부의 협소 공간에 배치되는데 더 유리할 수 있다. 예를 들어, 도 6a에 도시된 것과 같이, 유연 인쇄 회로 기판(601)은 전자 장치 내부에 배치된 기구물이나 전자 부품 사이 공간에 배치될 수 있는 형태로 제작될 수 있다. 또한, 유연 인쇄 회로 기판(601)은 절곡될 수 있으므로, 단차가 존재하는 표면에도 배치될 수 있다. 유연 인쇄 회로 기판(601)은 본 문서에 개시된 안테나 연결 구조의 베이스로써, 다양한 구성 요소들이 유연 인쇄 회로 기판(601)에 결합되거나 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 연결부(610)는 유연 인쇄 회로 기판(601)과 전자 장치의 메인 기판(602)을 전기적으로 연결할 수 있다. 여기서 전자 장치의 메인 기판(602)은 통신 모듈(예: 도 1의 통신 모듈(190))이 배치된 기판 또는 통신 모듈이 배치된 기판과 전기적으로 연결된 기판을 포함할 수 있다. 제1 연결부(610)는 다양한 방식으로 유연 인쇄 회로 기판(601)과 메인 기판(602)을 전기적으로 연결할 수 있다. 제1 연결부(610)는 솔더링 방식, 클립 방식, 소켓 방식, 볼트 방식, 및/또는 본딩 방식과 같은 전기적 연결 방법에 의해 유연 인쇄 회로 기판(601)과 메인 기판(602)을 연결할 수 있다. 예를 들어, 제1 연결부(610)는 소켓에 삽입될 수 있는 형태의 커넥터일 수 있다. 메인 기판(602)에 배치된 통신 모듈에서 생성된 RF 신호는 제1 연결부(610)를 통해 유연 인쇄 회로 기판(601)으로 전달될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2 연결부(620)는 유연 인쇄 회로 기판(601)과 전자 장치의 제1 프레임(604)을 전기적으로 연결할 수 있다. 전자 장치의 제1 프레임(604)은 적어도 일부분이 전자 장치 외부로 드러날 수 있고, 금속 소재로 형성될 수 있다. 금속 소재로 형성된 제1 프레임(604)은 RF 신호를 송신하거나 수신하는 안테나로 기능할 수 있다. 제2 연결부(620)는, 적어도 일부분이 절곡될 수 있다. 제2 연결부(620)는 제1 프레임(604)과 유연 인쇄 회로 기판(601)의 배치 관계에 따라 일부 변형될 수 있다. 제2 연결부(620)는 제1 프레임(604)과 이격된 유연 인쇄 회로 기판을 전기적으로 연결할 수 있는 모양으로 형성될 수 있다. 이와 같이, 일부 구간이 변형될 수 있는 형태의 제2 연결부(620)에 의해 제1 프레임(604)과 유연 인쇄 회로 기판(601)이 연결됨에 따라, 유연 인쇄 회로 기판(601)의 배치 자유도가 향상될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2 연결부(620)에 형성된 홈(예: 도 7의 홈(620-1))에 삽입된 볼트 부재(650)가 제1 프레임(604)에 형성된 볼트 홈(예: 도 7의 볼트 홈(604-1))에 볼트 결합되어 제2 연결부(620)가 제1 프레임(604)에 결합될 수 있다. 볼트 부재(650)는 제1 프레임(604)에 형성된 볼트 홈에 삽입되는 볼트 몸체(예: 도 7의 볼트 몸체(651))와, 볼트 몸체와 일체로 형성되는 볼트 머리(652)를 포함할 수 있다. 볼트 머리(652)에는 볼트 부재(650)의 조립을 위한 조립 홈(653)이 형성될 수 있다. 조립 홈(653)의 형상은 예를 들어, 십(+)자, 일(-)자, Y 모양, 별 모양, 사각형, 삼각형, 육각형 등 다양하게 변경될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 프레임(604)에 형성된 볼트 홈은 제1 방향(예: 도 6a의 +Z 방향)과 나란한 방향에 형성될 수 있다(도 7 참조). 볼트 홈에 볼트 부재(650)가 볼트 결합되면, 볼트 부재(650)의 볼트 머리(652)는 제1 프레임(604)에 대하여 제1 방향에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 도 6b에 도시된 것과 같이, 플레이트(606)는 제1 방향에서 제1 프레임(604)에 결합될 수 있다. 플레이트(606)가 제1 방향에서 제1 프레임(604)에 결합되면, 플레이트(606)와 볼트 부재(650)의 볼트 머리(652)는 서로 마주본 상태가 될 수 있다(도 7 참조). 볼트 부재(650)의 볼트 머리(652)와 인접하게 배치된 플레이트(606)에 의해, 볼트 부재(650)의 움직임이 제한될 수 있다. 전자 장치에 충격이 가해져, 볼트 몸체가 볼트 홈에 대하여 일부 회전하더라도, 볼트 머리(652)와 인접하게 배치된 플레이트(606)가 볼트 부재(650)의 움직임을 제한할 수 있다. 이 때문에 볼트 부재(650)를 통한 제2 연결부(620)와 제1 프레임(604)의 결합은 외부 충격에도 불구하고 유지될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제2 연결부(620)는 도 6a에 도시된 것과 같이, 복수 개일 수 있다. 복수의 제2 연결부(620)는 절연 소재(605)에 의해 분절된 제1 프레임(604)의 제1 영역(604A)과 제2 영역(604B)에 각각 연결될 수 있다. 복수의 제2 연결부(620) 중 일부는 제1 프레임(604)의 제1 영역(604A)에 연결되고, 복수의 제2 연결부(620) 중 나머지 일부는 제1 프레임(604)의 제2 영역(604B)에 연결될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 서로 분절된 제1 영역(604A)과 제2 영역(604B)을 통신 신호 송신 또는 수신을 위한 안테나로 사용할 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(604A)과 연결된 제2 연결부(620)를 통해 RF 신호를 제1 영역(604A)에 전달하여, 제1 영역(604A)을 통해 RF 신호가 송신될 수 있도록 할 수 있고, 제2 영역(604B)과 연결된 제2 연결부(620)를 통해 RF 신호를 제2 영역(604B)에 전달하여, 제2 영역(604B)을 통해 RF 신호가 송신될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 제1 영역(604A) 및/또는 제2 영역(604B)이 안테나로 기능하면서, 제2 프레임(603)과 연결된 제3 연결부(630)는 그라운드로 기능하여 제1 영역(604A) 및/또는 제2 영역(604B)은 PIFA(planar Inverted f antenna)가 될 수 있다. 그리고, 제1 영역(604A)과 제2 영역(604B)은 유연 인쇄 회로 기판의 회로부(640)에 포함된 스위칭 회로를 통해 서로 단락될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제3 연결부(630)는 유연 인쇄 회로 기판(601)과 제2 프레임(603)을 전기적으로 연결할 수 있다. 제3 연결부(630)는 제2 연결부(620)와 유사하게 적어도 일부 영역이 절곡 가능하도록 형성될 수 있다. 제3 연결부(630)와 제2 프레임(603)은 볼트 결합으로 연결될 수 있다. 제2 프레임(603)은 전자 장치 내부에 배치된 프레임일 수 있다. 제3 연결부(630)가 제2 프레임(603)에 연결되어 유연 인쇄 회로 기판(601)의 그라운드가 강화될 수 있다. 제2 프레임(603)은 전자 장치 내부에 큰 면적을 차지하고 있으므로, 안정적인 그라운드로 기능할 수 있다. 제3 연결부(630)가 유연 인쇄 회로 기판(601)을 제2 프레임(603)에 연결함으로써, 유연 인쇄 회로 기판(601)의 그라운드가 강화될 수 있다. 이로 인하여, 유연 인쇄 회로 기판(601)과 전기적으로 연결되어 안테나 기능을 수행하는 제1 프레임(604)의 안테나 성능이 향상될 수 있다. 제3 연결부(630)는 유연 인쇄 회로 기판(601) 보다 높은 경도를 가진 소재(예: 금속 소재)로 형성될 수 있다. 따라서, 제3 연결부(630)는 유연 인쇄 회로 기판(601)이 배치되기 어려운 부분에 배치될 수 있다. 예를 들어, 주변 구성의 형태에 따라 제3 연결부(630)의 형태를 자유롭게 변경할 수 있다. 또한, 유연 인쇄 회로 기판(601)을 제2 프레임(603)과 직접 연결하지 않고, 제3 연결부(630)를 통해 연결함으로써, 유연 인쇄 회로 기판(601)과 제2 프레임(603)의 전기적 연결 상태가 안정적으로 유지될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 회로부(640)는 유연 인쇄 회로 기판(601)에 배치될 수 있다. 회로부(640)는 예를 들어, 임피던스 매칭을 위한 매칭 회로, 안테나 연결 구조가 광대역 특성에 대응하기 위한 스위칭 회로와 같은 다양한 안테나 관련 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스위칭 회로는 서로 전기적으로 오픈(open)된 안테나를 단락(short)시켜 안테나의 물리적인 길이를 증가시킬 수 있다. 회로부(640)에 포함될 수 있는 매칭 회로가 전자 장치에서 안테나 기능을 수행하는 제1 프레임(604)과 인접한 유연 인쇄 회로 기판(601에 배치될 수 있다. 매칭 회로가 제1 프레임(604)과 인접한 위치에 배치되기 때문에 RF 신호의 손실이 감소될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 유연 인쇄 회로 기판(601)은 도전성 소재로 형성되어 유연 인쇄 회로 기판(601)에 전기적으로 연결된 적어도 하나의 안테나 방사체(660)를 포함할 수 있다. 이 안테나 방사체(660)는 예를 들어, 고주파수(GHz 이상의 주파수)의 RF 신호를 송신 또는 수신하는 안테나일 수 있다. 안테나 방사체(660)는 적어도 일부가 제1 프레임(604)에 지지될 수 있다. 안테나 방사체(660)는 주로 제1 방향으로 통신 신호를 수신하고, 송신할 수 있도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 6a에 도시된 것과 같이, 안테나 방사체(660)의 주된 면(면적이 넓은 부분)은 제1 방향을 향하도록 배치될 수 있다. 경우에 따라서, 유연 인쇄 회로 기판(601)과 연결되는 안테나 방사체(660)의 일부는 전자 장치 외부로 노출될 수도 있다. 안테나 방사체(660)와 인접한 위치에는 매칭 회로가 배치될 수 있다. 안테나 방사체(660)의 모양은 도 6a에 도시된 모양으로 한정되지 않고 다양하게 변경될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 방사체(660)는 금속 재질(예: SUS(stainless), 알루미늄, 구리, 및/또는 철)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 안테나 방사체(660)는 SUS(stainless)로 형성되어, 유연 인쇄 회로 기판(601)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 7은, 도 6c의 도면을 A-A선을 따라 절개한 단면도이다. 도 8은, 외부 플레이트와 내부 플레이트를 포함하는 전자 장치의 단면도이다. 이하 설명에서는, 도 6a 내지 도 6c에서 설명된 구성과 동일 또는 유사한 구성 요소에 대하여 동일한 부재 번호를 사용하고 자세한 설명은 생략하도록 한다.
다양한 실시예에 따르면, 볼트 부재(650)는 제2 연결부(620)와 제1 프레임(604)을 볼트 결합시킬 수 있다. 볼트 부재(650)는 제2 연결부(620)에 형성된 홈(620-1)을 경유하여, 볼트 부재(650)의 볼트 몸체(651)가 제1 프레임(604)에 형성된 볼트 홈(604-1)에 삽입될 수 있다. 볼트 부재(650)의 볼트 몸체(651)는 외면에 나선형으로 나사 선(651-1)이 형성될 수 있다. 인접한 나사 선(651-1) 사이의 거리를 피치(pitch)(P)로 정의할 수 있다. 피치(P)는 볼트 몸체(651)가 한 바퀴 회전했을 때, 볼트 부재(650)가 볼트 홈(604-1)에 대하여 이동하는 거리와 같을 수 있다. 볼트 몸체(651)와 일체로 형성된 볼트 머리(652)는 제1 프레임(604)의 제1 방향(예: 도 7의 +Z 방향)에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 플레이트(606)는 제1 방향에서 제1 프레임(604)에 결합될 수 있다. 플레이트(606)는 예를 들어, 적어도 일부 면이 전자 장치의 외부로 노출될 수 있는 외부 플레이트(606)일 수 있다. 또한, 도 8에 도시된 것과 같이, 전자 장치의 내부에 배치되는 내부 플레이트(607)일 수 있다. 도 8을 참조하면, 내부 플레이트(607)는 외부 플레이트(606)와 제1 프레임(604) 사이에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 프레임(604)의 제1 방향에 배치된 볼트 머리(652)와 제1 방향에서 제1 프레임(604)에 결합되는 플레이트(606) 사이의 거리(D)는 조립 마진을 고려하여, 약 0.1um보다 클 수 있다. 또한, 볼트 머리(652)와 플레이트(606) 사이의 거리(D)는 볼트 부재(650)의 볼트 몸체에 형성된 나사선의 간격에 해당하는 피치(P)(예: 0.3mm)와 같거나 작을 수 있다. 경우에 따라서는 볼트 머리(652)와 플레이트(606) 사이의 거리(D)가 피치(P)의 2배와 같거나 작을 수 있다. 따라서, 볼트 부재(650)는 두 바퀴 이상 풀릴 수 없다. 예를 들어, 볼트 머리(652)와 플레이트(606) 사이의 거리(D)가 볼트 부재(650)의 볼트 몸체에 형성된 나사선의 간격에 해당하는 피치(P)의 2배 거리와 같은 경우, 볼트 부재(650)가 두 바퀴 회전하여 볼트 홈(604-1)에 후퇴하면, 도 7의 (b)에 도시된 것과 같이, 볼트 머리(652)와 플레이트(606)가 접촉될 수 있다. 도 7의 (b)와 같은 상태에서 볼트 부재(650)는 더 이상 풀릴 수 없다. 전자 장치에 충격이 가해져 볼트 몸체(651)가 볼트 홈(604-1)에서 일부 회전하더라도, 볼트 머리(652)가 플레이트(606)에 간섭 받기 때문에 볼트 부재(650)가 볼트 홈(604-1)에서 완전히 이탈될 수 없다. 따라서, 볼트 부재(650)는 제2 연결부(620)가 제1 프레임(604)에 결합된 상태를 유지할 수 있도록 할 수 있다. 이와 같이, 본 문서에 개시된 다양한 실시예는 다양한 요인에 의하여 전자 장치에 충격이 가해지더라도, 볼트 부재(650)가 볼트 홈(604-1)에서 이탈할 수 있을 만큼 풀리지 않으므로, 제1 프레임(604)과 제2 연결부(620)의 결합이 안정적으로 유지될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 조립 공차에 따라 제1 프레임(604)의 제1 방향에 배치된 볼트 머리(652)와 제1 방향에서 제1 프레임(604)에 결합되는 플레이트(606) 사이의 거리(D)가 가변될 수 있다. 예를 들어, 볼트 머리(652)와 플레이트(606) 사이를 일정 거리(D)(예: 0.1um) 이상 이격되도록 배치하고, 조립 공차(예: 0.1um)가 발생하는 경우에는 볼트 머리(652)와 플레이트(606)가 접촉될 수도 있다.
도 8을 참조하면, 내부 플레이트(607)에 의해 볼트 부재(650)의 움직임이 제한될 수 있다. 도 7에 도시된 것과 유사하게 내부 플레이트(607)와 볼트 부재(650) 사이의 거리(D)는 볼트 부재(650)의 피치(P) 보다 작을 수 있다. 따라서, 볼트 부재(650)는 볼트 홈(640-1)에서 이탈할 수 있을 만큼 풀리지 않으므로, 제1 프레임(604)과 제2 연결부(620)의 결합이 안정적으로 유지될 수 있다.
도 9는, 본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 볼트 부재(650)와 전자 장치의 디스플레이 사이의 거리를 설명하기 위한 단면도이다. 이하 설명에서는, 도 6a 내지 도 6c에서 설명된 구성과 동일 또는 유사한 구성 요소에 대하여 동일한 부재 번호를 사용하고 자세한 설명은 생략하도록 한다.
다양한 실시예에 따르면, 볼트 부재(650)는 제1 프레임(604)에 형성된 볼트 홈(604-1)에 삽입될 수 있다. 제1 프레임(604)에 형성된 볼트 홈(604-1)은 제1 방향(예: 도 9의 +Z 방향)과 나란한 방향으로 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 디스플레이(690)(예: 도 1의 디스플레이 모듈(160))는 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향(예: 도 9의 -Z 방향)에서 제1 프레임(604)에 결합될 수 있다.
도 9에 도시된 것과 같이, 볼트 홈(604-1)에 볼트 부재(650)가 삽입되더라도, 볼트 부재(650)와 디스플레이(690) 사이의 거리가 충분히 이격될 수 있다. 따라서, 디스플레이(690)의 동작 신호가 볼트 부재(650)에 미치는 영향이 감소할 수 있다. 따라서, 볼트 부재(650)로 전달되는 RF 신호는 지정된 품질을 유지할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예에 따른 전자 장치는, 적어도 일부분이 상기 전자 장치의 외부로 드러나고 금속 소재로 형성된 제1 프레임, 적어도 일부분이 상기 제1 프레임에 인접하게 배치되는 유연 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board), 상기 유연 인쇄 회로 기판과 상기 전자 장치의 메인 기판을 전기적으로 연결시키는 제1 연결부, 절곡 가능하게 형성되어 상기 유연 인쇄 회로 기판과 상기 제1 프레임을 전기적으로 연결시키는 제2 연결부, 상기 제2 연결부에 형성된 홈을 경유하여 상기 제1 프레임에 형성된 볼트 홈에 볼트 결합되는 볼트 몸체와, 상기 볼트 몸체에 일체로 형성되고 상기 제1 프레임에 대하여 제1 방향에 배치되는 볼트 머리를 포함하는 볼트 부재, 상기 볼트 부재의 볼트 몸체가 상기 제1 프레임에 형성된 볼트 홈에 결합된 상태로 유지되도록 상기 제1 방향에서 상기 제1 프레임에 결합되고 상기 볼트 부재의 볼트 머리와 인접하게 배치되는 플레이트 및 상기 유연 인쇄 회로 기판에 배치되는 회로부(integrated circuit)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 볼트 부재의 볼트 머리와 상기 플레이트의 이격 거리는, 0.1um보다 같거나 크고 상기 볼트 부재의 볼트 몸체에 형성된 나사 선의 간격에 해당하는 피치(pitch)와 같거나 작을 수 있다.
또한, 상기 볼트 부재의 볼트 머리와 상기 플레이트의 이격 거리는, 0.1um보다 같거나 크고 상기 볼트 부재의 볼트 몸체에 형성된 나사 선의 간격에 해당하는 피치(pitch)의 두 배와 같거나 작을 수 있다.
또한, 상기 플레이트는, 적어도 일부가 상기 전자 장치의 외부로 노출되는 외부 플레이트일 수 있다.
또한, 상기 플레이트는, 상기 전자 장치 내부에 배치되는 내부 플레이트일 수 있다.
또한, 상기 전자 장치의 내부에 배치되는 제2 프레임 및 절곡 가능하게 형성되어 상기 유연 인쇄 회로 기판과 상기 제1 프레임을 전기적으로 연결시키는 제3 연결부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 유연 인쇄 회로 기판은 적어도 일부분이 상기 제2 프레임에 의해 지지될 수 있다.
또한, 상기 유연 인쇄 회로 기판은, 상기 메인 기판과 상기 제1 프레임 사이 공간에 배치될 수 있는 형태로 형성될 수 있다.
또한, 상기 유연 인쇄 회로 기판은, 상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부가 위치하는 제1 영역과, 상기 제1 영역에서 분기되어 연장되는 적어도 하나의 제2 영역을 포함할 수 있고, 상기 유연 인쇄 회로 기판의 적어도 하나의 제2 영역은, RF 신호를 송신 또는 수신하는 추가 안테나일 수 있다.
또한, 상기 유연 인쇄 회로 기판은, 도전성 소재로 형성되어 상기 유연 인쇄 회로 기판에 전기적으로 연결되고 RF 신호를 송신 또는 수신하는 추가 안테나를 적어도 하나 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 프레임은, 절연 소재에 의해 제1 영역 및 제2 영역을 포함하는 복수의 영역으로 분절될 수 있다.
또한, 상기 제2 연결부는 복수 개 마련될 수 있고, 상기 복수의 제2 연결부 중 적어도 하나는 상기 제1 프레임의 제1 영역과 상기 유연 인쇄 회로 기판을 전기적으로 연결할 수 있고, 상기 복수의 제2 연결부 중 적어도 하나는 상기 제1 프레임의 제2 영역과 상기 유연 인쇄 회로 기판을 전기적으로 연결할 수 있다.
또한, 상기 유연 인쇄 회로 기판은, 복수의 레이어를 포함할 수 있고, 상기 복수의 레이어 중 적어도 하나에는 RF 신호를 전달하기 위한 신호 라인이 배치될 수 있고, 상기 신호 라인 주위에는 상기 복수의 레이어를 관통하도록 형성된 그라운드 VIA가 배치될 수 있다.
또한, 상기 회로부는, 임피던스 매칭을 위한 매칭 회로를 포함할 수 있고, 상기 매칭 회로는 상기 제2 연결부와 상기 유연 인쇄 회로 기판이 연결된 부분과 인접한 부분에 배치될 수 있다.
그리고 본 명세서와 도면에 개시된 본 문서에 개시된 실시예들은 본 문서에 개시된 실시예에 따른 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 문서에 개시된 실시예의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 문서에 개시된 실시예의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 문서에 개시된 다양한 실시예의 범위는 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 문서에 개시된 다양한 실시예의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 문서에 개시된 다양한 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
301 : 유연 인쇄 회로 기판 310 : 제1 연결부
320 : 제2 연결부 330 : 회로부

Claims (14)

  1. 전자 장치에 있어서,
    적어도 일부분이 상기 전자 장치의 외부로 드러나고 금속 소재로 형성된 제1 프레임;
    적어도 일부분이 상기 제1 프레임에 인접하게 배치되는 유연 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board);
    상기 유연 인쇄 회로 기판과 상기 전자 장치의 메인 기판을 전기적으로 연결시키는 제1 연결부;
    절곡 가능하게 형성되어 상기 유연 인쇄 회로 기판과 상기 제1 프레임을 전기적으로 연결시키는 제2 연결부;
    상기 제2 연결부에 형성된 홈을 경유하여 상기 제1 프레임에 형성된 볼트 홈에 볼트 결합되는 볼트 몸체와, 상기 볼트 몸체에 일체로 형성되고 상기 제1 프레임에 대하여 제1 방향에 배치되는 볼트 머리를 포함하는 볼트 부재;
    상기 볼트 부재의 볼트 몸체가 상기 제1 프레임에 형성된 볼트 홈에 결합된 상태로 유지되도록 상기 제1 방향에서 상기 제1 프레임에 결합되고 상기 볼트 부재의 볼트 머리와 인접하게 배치되는 플레이트; 및
    상기 유연 인쇄 회로 기판에 배치되는 회로부(integrated circuit);를 포함하는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 볼트 부재의 볼트 머리와 상기 플레이트의 이격 거리는,
    0.1um보다 같거나 크고 상기 볼트 부재의 볼트 몸체에 형성된 나사 선의 간격에 해당하는 피치(pitch)와 같거나 작은 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 볼트 부재의 볼트 머리와 상기 플레이트의 이격 거리는,
    0.1um보다 같거나 크고 상기 볼트 부재의 볼트 몸체에 형성된 나사 선의 간격에 해당하는 피치(pitch)의 두 배와 같거나 작은 전자 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트는,
    적어도 일부가 상기 전자 장치의 외부로 노출되는 외부 플레이트인 전자 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트는,
    상기 전자 장치 내부에 배치되는 내부 플레이트인 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전자 장치의 내부에 배치되는 제2 프레임; 및
    절곡 가능하게 형성되어 상기 유연 인쇄 회로 기판과 상기 제1 프레임을 전기적으로 연결시키는 제3 연결부;를 더 포함하는 전자 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유연 인쇄 회로 기판은 적어도 일부분이 상기 제2 프레임에 의해 지지되는 전자 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유연 인쇄 회로 기판은,
    상기 메인 기판과 상기 제1 프레임 사이 공간에 배치될 수 있는 형태로 형성되는 전자 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 유연 인쇄 회로 기판은,
    상기 제1 연결부와 상기 제2 연결부가 위치하는 제1 영역과, 상기 제1 영역에서 분기되어 연장되는 적어도 하나의 제2 영역을 포함하고,
    상기 유연 인쇄 회로 기판의 적어도 하나의 제2 영역은,
    RF 신호를 송신 또는 수신하는 추가 안테나인 전자 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 유연 인쇄 회로 기판은,
    도전성 소재로 형성되어 상기 유연 인쇄 회로 기판에 전기적으로 연결되고 RF 신호를 송신 또는 수신하는 추가 안테나를 적어도 하나 포함하는 전자 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프레임은,
    절연 소재에 의해 제1 영역 및 제2 영역을 포함하는 복수의 영역으로 분절되는 전자 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 연결부는 복수 개 마련되고,
    상기 복수의 제2 연결부 중 적어도 하나는 상기 제1 프레임의 제1 영역과 상기 유연 인쇄 회로 기판을 전기적으로 연결하고,
    상기 복수의 제2 연결부 중 적어도 하나는 상기 제1 프레임의 제2 영역과 상기 유연 인쇄 회로 기판을 전기적으로 연결하는 전자 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 유연 인쇄 회로 기판은,
    복수의 레이어를 포함하고,
    상기 복수의 레이어 중 적어도 하나에는 RF 신호를 전달하기 위한 신호 라인이 배치되고,
    상기 신호 라인 주위에는 상기 복수의 레이어를 관통하도록 형성된 그라운드 VIA가 배치되는 전자 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 회로부는,
    임피던스 매칭을 위한 매칭 회로를 포함하고,
    상기 매칭 회로는 상기 제2 연결부와 상기 유연 인쇄 회로 기판이 연결된 부분과 인접한 부분에 배치되는 전자 장치.
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