WO2022216083A1 - 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금 및 전자 장치 - Google Patents
박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금 및 전자 장치 Download PDFInfo
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- C22F1/043—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon of alloys with silicon as the next major constituent
Definitions
- Various embodiments of the present invention relate to an aluminum alloy for die-casting thin products and an electronic device including a component manufactured therewith.
- Al-Si-based alloys such as ADC10 and ADC12 having a high Si content are used to obtain high fluidity required for filling thin products to improve castability.
- these alloys have difficulty in securing durability of thin-walled products because their impact resistance is reduced due to lack of toughness.
- the Si content may be increased in the composition of the aluminum alloy.
- commercial Al-Si alloys lack toughness and are easily corroded.
- ADC10 which is the most used alloy for die casting, has a high Si content, so it can secure fluidity and has excellent machinability by adding Cu. It falls off and is easily corroded in a corrosive environment, so it is not suitable for the application of exterior materials.
- metal elements such as Mg and Zn may be added to the aluminum alloy for die casting in order to secure the rigidity of the thin product.
- metal elements such as Mg and Zn may be added to the aluminum alloy for die casting in order to secure the rigidity of the thin product.
- AZ91D which is an Mg-based alloy used for die casting, has high specific strength and excellent electromagnetic shielding performance, so it is widely used as a material for mobile communication terminals.
- there is a problem in product application due to the difficulty in managing the molten metal and the complexity of various treatments to obtain a good-quality outer layer of the injection-molded product.
- an aluminum alloy for die-casting thin products that simultaneously satisfy high fluidity, high toughness, and high corrosion resistance, a thin-walled component manufactured therefrom, and an electronic device including the component.
- the aluminum alloy for die-casting of thin-walled products with respect to the total weight of the alloy, 9.0 wt% or more and 11.0 wt% or less of silicon (Si), 1.0 wt% or more and 1.3 wt% or less of magnesium (Mg), 0.0001 wt% or more and 0.9 wt% or less of iron (Fe), 0.0001 wt% or more and less than 0.1 wt% of copper (Cu), more than 2.0 wt% and 3.0 wt% or less of zinc (Zn), and the following strontium (Sr) content ratio strontium (Sr) in an amount satisfying It can be in the range of ⁇ 1000:1.
- the electronic device component may be made of the aluminum alloy for die casting of the thin product.
- the electronic device may include the electronic device component.
- Various embodiments of the present invention can provide an aluminum alloy for die casting of thin products with improved fluidity, toughness and corrosion resistance as well as suitable for die casting by using an aluminum alloy containing silicon and a specific metal element in a specific ratio.
- the thin part made of the aluminum alloy for die casting of the thin product is flexible, strong against external impact, and does not corrode well, it may be applied to at least one of a front plate, a back plate, and a support plate included in a mobile electronic device.
- bracket which is a thin-walled part having a complex shape while being disposed as a support plate inside an electronic device and adjacent to a front plate, display, printed circuit board, battery, etc., thereby providing a durable and safe electronic device.
- a bracket which is a thin-walled part having a complex shape while being disposed as a support plate inside an electronic device and adjacent to a front plate, display, printed circuit board, battery, etc., thereby providing a durable and safe electronic device.
- various effects directly or indirectly identified through this document may be provided.
- Example 1 shows the shape of casting defects and hot cracks of an aluminum alloy (Comparative Example 2-1) according to a comparative example of the present invention.
- FIG. 2 shows a comparison of microstructures of an aluminum alloy according to an embodiment of the present invention (Example 1) and an aluminum alloy according to a comparative example (Comparative Example 2-3).
- Figure 3a shows the corrosion resistance evaluation results of the aluminum alloy (Example 1) and the aluminum alloy (Comparative Example 1, Comparative Example 4-1, Comparative Example 4-2) according to the comparative example according to an embodiment of the present invention.
- Figure 3b shows the corrosion resistance evaluation results of the aluminum alloy (Example 3) and the aluminum alloy (Comparative Example 1) according to the comparative example according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 4 is a perspective view of a front side of a mobile electronic device according to various embodiments of the present disclosure
- FIG. 5 is a perspective view of a rear surface of the electronic device of FIG. 4 according to various embodiments of the present disclosure
- FIG. 6 is an exploded perspective view of the electronic device of FIG. 4 according to various embodiments of the present disclosure
- the aluminum alloy for die casting thin products contains 9.0 wt% or more and 11.0 wt% or less, preferably 10.2 wt% or more and 10.7 wt% or less of silicon (Si), based on the total weight of the alloy.
- Si silicon
- the alloy contains silicon in the above amount, latent heat is increased and liquidus is lowered, so that castability of the alloy can be improved, and hot cracks, which are shrinkage defects during solidification, can be prevented.
- Mg 2 Si is generated in the primary crystal together with magnesium to increase the strength of the thin product.
- the alloy contains less than 9.0% by weight of silicon, hot cracks occur at the weak flow portion during solidification during die casting of the thin product, and it is difficult to obtain sufficient fluidity in the final filling portion.
- the alloy contains more than 11.0 wt % of silicon, segregation is generated in the process, and supercrystalline silicon is crystallized from the segregation portion to lower the toughness and workability of the thin product.
- the aluminum alloy for die-casting thin products contains 1.0 wt% or more and 1.3 wt% or less, preferably 1.05 wt% or more and 1.25 wt% or less of magnesium (Mg), based on the total weight of the alloy.
- Mg magnesium
- the alloy contains magnesium in the above amount, it is possible to secure strength suitable for thin-walled products by solid solution in the aluminum primary crystal and hardening.
- the strength of the alloy increases.
- Magnesium forms Mg 2 Si in the primary crystal together with silicon, and when the Mg:Si ratio is 1.74, Mg 2 Si at the maximum solid solution level in the primary crystal may be produced.
- Mg exceeding the solid solution in the primary crystal is crystallized in the process region as Mg 2 Si phase.
- Mg 2 Si the strength and hardness of the material increase but toughness decreases do.
- the alloy contains less than 1.0% by weight of magnesium, it is difficult to secure strength suitable for thin products.
- the alloy contains more than 1.3 wt % of magnesium, Mg 2 Si is excessively produced and also causes segregation, thereby lowering elongation.
- the aluminum alloy for die-casting thin products contains 0.0001 wt% or more and 0.9 wt% or less, preferably 0.0001 wt% or more and 0.2 wt% or less iron (Fe), based on the total weight of the alloy.
- Fe iron
- the alloy contains iron in the above amount, mold burning can be alleviated.
- the alloy contains less than 0.0001 wt% of iron, the effect of improving the sintering may not appear.
- the alloy contains more than 0.9 wt % of iron, as the content increases, a ⁇ -Al 5 FeSi phase appears and elongation is greatly reduced, and oxidation occurs due to activation in a corrosive environment.
- the aluminum alloy for thin-walled product die-casting contains 0.0001% by weight or more and less than 0.1% by weight, preferably 0.0001% by weight or more and 0.005% by weight or less of copper (Cu).
- Cu copper
- the alloy contains copper in the above amount, strength suitable for thin-walled products can be secured by solid solution and hardening of the precipitate.
- the alloy contains copper in an amount of 0.1 wt% or more, intermetallic compounds are generated in the process to cause segregation, and do not have sufficient corrosion resistance in a corrosive environment.
- the aluminum alloy for die-casting of thin-walled products may contain more than 2.0% by weight and not more than 3.0% by weight, preferably more than 2.0% by weight and not more than 2.5% by weight of zinc (Zn), based on the total weight of the alloy.
- Zn zinc
- the alloy contains zinc in the above amount, a reinforcing effect is exhibited within the solid solution range in the Al primary crystal, and sufficient rigidity can be obtained.
- the alloy contains 2.0 wt% or less of zinc, the effect of increasing the stiffness is insignificant, and when the alloy contains more than 3.0 wt%, corrosion resistance is deteriorated due to the compound precipitated without being dissolved in solid solution during casting.
- the aluminum alloy for die casting thin products may contain strontium (Sr) in an amount satisfying the following strontium (Sr) content ratio with respect to the total weight of the alloy.
- strontium may serve as an eutectic Si modifier.
- Si improvement treatment consists of the reaction of Si and strontium remaining after the reaction with magnesium, and the amount of remaining Si is the amount of Si remaining after generating the Mg 2 Si compound. 1.74 times the weight of Mg in the weight of Si added to the alloy It is the amount of Si minus the value.
- the alloy does not contain strontium within the above range, silicon that has not been treated with strontium is crystallized into needles, and under impact conditions, stress is concentrated on the tip of the needles, which causes easy fracture, and elongation of thin products is reduced. .
- the alloy contains too much strontium out of the above range, the cost of the material increases, and the remaining strontium generates unnecessary compounds, thereby reducing physical properties.
- the aluminum alloy for die casting thin products may contain nickel (Ni) of 0.0001 wt % or more and 0.01 wt % or less based on the total weight of the alloy.
- Nickel in the alloy may serve to secure tensile properties in a high-temperature environment.
- Nickel has an allergic reaction to the human body, and in particular, in Europe, it is limited as an environmentally harmful substance, so the content of Ni is limited to the above range in the present invention.
- the aluminum alloy for die casting thin products may contain manganese (Mn) of 0.0001 wt% or more and 0.25 wt% or less based on the total weight of the alloy.
- Mn manganese
- the alloy contains manganese in the above amount, it is dissolved in Al primary crystal to have a strengthening effect, and it is possible to improve the tensile and yield strength of a thin product even in a non-heat treatment environment.
- the ⁇ -Al 5 FeSi phase to the ⁇ -AL(FeMn)Si phase, it is possible to improve the elongation and improve the sintering properties.
- the alloy contains less than 0.0001 weight % of manganese, the strength improvement is insignificant, and when it contains more than 0.25 weight % of manganese, segregation occurs and elongation of thin products is reduced.
- the aluminum alloy for die casting thin products may contain 0.35 wt% or more and 0.5 wt% or less of chromium (Cr) based on the total weight of the alloy.
- Cr chromium
- the alloy contains chromium in the above amount, strength can be improved through solid solution in the primary crystal.
- the alloy contains less than 0.35% by weight of chromium, the strength improvement effect is small, and when the alloy contains more than 0.5% by weight of chromium, more than chromium dissolved in the primary crystal is crystallized in the process, thereby lowering the corrosion resistance.
- the aluminum alloy for die casting thin products may contain 0.17 wt% or more and 0.25 wt% or less of titanium (Ti) based on the total weight of the alloy.
- Ti titanium
- the alloy may act as an effective element for grain reinforcement.
- the alloy contains titanium in the above amount, it can act as a nucleation site due to a scavenger reaction with Al, and can prevent hot cracks by refining the particles.
- the primary crystallized titanium plays a role of dispersion strengthening, and may act to increase the physical properties of the thin product, particularly the hardness. When the alloy contains less than 0.17% by weight of titanium, the increase in hardness is not sufficient.
- titanium is an element with very little solid solution with Al, when the alloy contains more than 0.25 wt% of titanium, an additional refining effect cannot be obtained, and segregation occurs to impair the uniformity of thin products.
- the alloy may contain tin (Sn) in an amount of 0.015 wt% or more and 0.035 wt% or less in addition to the silicon or metal elements.
- tin tin
- the alloy contains tin in the above amount, changes in low-temperature aging can be suppressed, thereby suppressing changes in physical properties during natural aging at room temperature.
- the alloy contains less than 0.015% by weight of tin, there is little effect of inhibiting aging, and when the alloy contains more than 0.035% by weight of tin, it is difficult to expect an additional effect.
- the alloy is more preferably, based on the total weight of the alloy, 10.2 wt% or more and 10.7 wt% or less of silicon (Si), 1.05 wt% or more and 1.25 wt% or less of magnesium (Mg), 0.0001 wt% or more and 0.9 wt% or less of iron (Fe), 0.0001 wt% or more and 0.005 wt% or less of copper (Cu), more than 2.0 wt% and 2.5 wt% or less of zinc (Zn), and the following strontium (Sr) content ratio strontium (Sr) in an amount satisfying Titanium (Ti) in weight % or more and 0.25 wt% or less, tin (Sn) in 0.015 wt% or more and 0.035 wt% or less, and the remaining amount of aluminum (Al), and the content of strontium (Sr) is (Si Weight % - 1.74 ⁇ weight % of Mg): weight %
- the aluminum alloy for die casting thin products may have a yield strength of 210 MPa or more, and an elongation of 2% or more.
- the thin-walled product particularly the exterior or interior material of a mobile electronic device such as a mobile phone
- a bracket which is a thin component adjacent to a battery
- the yield strength and elongation of the aluminum alloy for die casting of thin products need to be within the above ranges.
- the yield strength of the alloy is 210 MPa or more, permanent deformation of the thin-walled product is minimized, thereby providing an electronic device that is strong against external impact and is safe.
- the elongation of the alloy is 2% or more, casting defects occurring during die casting may be prevented, and flexibility suitable for components of mobile electronic devices may be provided.
- Example samples and comparative example samples having the compositions shown in Table 1 were prepared according to a conventional aluminum alloy production method (unit: wt%).
- Examples 1 to 3 are samples included within the range of the aluminum alloy composition for die casting thin products according to the present invention.
- Comparative Example 1 is a sample corresponding to the composition of ADC10, which is an aluminum alloy for commercial die casting.
- Comparative Examples 2-1, 2-2, 2-3 and 2-4 are samples in which the content of Si, Mg or Sr is outside the range of the alloy composition according to the present invention.
- Comparative Examples 3-1 and 3-2 are samples in which the Mg content is outside the range of the alloy composition according to the present invention.
- Comparative Examples 4-1 and 4-2 are samples in which the content of Fe, Zn, or Cu is outside the range of the alloy composition according to the present invention.
- Example 1 10.52 1.08 0.15 0.09 2.10 0.003 0.008 0.41 0.032 0.195 0.019 remaining amount
- Example 2 10.52 1.21 0.18 0.11 2.09 0.003 0.008 0.41 0.021 0.164 0.023 remaining amount
- Example 3 10.61 1.18 0.81 0.10 2.12 0.002 0.007 0.40 0.024 0.184 0.021 remaining amount
- Comparative Example 1 8.15 0.19 0.93 0.21 2.29 3.284 0.868 0.05 0.018 0.035 0.000 remaining amount Comparative Example 2-1 7.51 0.75 0.18 0.09 2.15 0.011 0.009 0.41 0.024 0.205 0.010 remaining amount
- Comparative Example 2-2 8.69 0.82 0.18 0.09 2.13 0.008 0.009 0.39 0.024 0.202 0.009 remaining amount
- Comparative Example 2-3 10.57 0.83 0.20 0.09 2.17 0.008 0.009 0.40 0.025 0.199 0.006 remaining amount
- Comparative Example 2-4 13.24 0.84 0.19 0.07 2.12 0.009
- Comparative Example 1 which is a material of ADC 10 that is commonly used for die casting due to its high fluidity, was used as a fluidity evaluation standard.
- the results of castability and hot cracking according to the alloy composition are shown in FIGS. 1 and 2 .
- Comparative Example 2-1 shows the casting defects of the specimen of Comparative Example 2-1 and the shape of cracks appearing during solidification of the thin plate. Referring to FIG. 1 , it can be seen that Comparative Example 2-1 exhibits significant casting defects such as shrinkage defects, pore defects, non-formation, and hot cracks in thin parts, and thus is not suitable for casting thin products.
- Table 2 shows the results of castability evaluation (thin filling amount and fluidity) and hot crack generation for Example 1 and Comparative Examples 2-1 to 2-4 of the present invention.
- Example 1 10.52 1.08 0.003 30.5 98.7 0 (0/20) Comparative Example 1 8.15 0.19 3.284 30.9 - 20 (4/20) Comparative Example 2-1 7.51 0.75 0.011 28.9 93.5 45 (9/20) Comparative Example 2-2 8.69 0.82 0.008 30 97 30 (6/20) Comparative Example 2-3 10.57 0.83 0.008 30.8 99.6 0 (0/20) Comparative Example 2-4 13.24 0.84 0.009 31.9 103.2 0 (0/20)
- Example 1 and Comparative Examples 2-1 to 2-4 of the present invention As shown in Table 2, as the amount of Si added in Example 1 and Comparative Examples 2-1 to 2-4 of the present invention increases within the range of 7.5 to 13.5 wt%, the thin filling amount of the alloy tends to increase. It was. In addition, the filling amount showed a tendency to be dominated by Si, and when the amount of Si added was 10 wt % or more, it showed filling properties similar to Comparative Example 1 used as a commercial die-casting material. In addition, such filling properties were not significantly changed even when the Mg content was changed. In particular, in the case of Comparative Examples 2-1 and 2-2 in which the Si content is smaller than that of Examples, it can be seen that the occurrence of hot cracks is large.
- Comparative Examples 2-1 and 2-2 there is little compensation for shrinkage through Si during solidification and lack of fluidity when filling thin-walled products, so the residual liquid having the process composition is filled, and in this part, the tension due to shrinkage The inventors speculate that cracks are easily generated.
- Examples 1 to 2 and Comparative Examples 2-3, Comparative Example 2-4, Comparative Example 3-1, Comparative Example 3-2 of the present invention were subjected to tensile evaluation and drop test, and the results are shown in Fig. 2 and Table 3.
- the falling weight test is an evaluation to check whether fracture or compression occurs in the cast material by dropping a 500 g weight from 50 cm to a plate-shaped cast material of 0.4T.
- Thin products particularly mobile electronic devices, such as mobile phones, have low yield strength and low elongation, and thus have low impact resistance, which may cause damage to frames and internal displays when dropped.
- Example alloy (Example 1) according to the present invention exhibits high elongation and yield strength at the same time as compared to the alloy of Comparative Example.
- Example 1 which was made within the alloy composition range according to the present invention by increasing the addition amount of Sr, the yield strength was increased and the elongation was improved at the same time as compared to Comparative Example 2-3.
- Example 2 is a view showing a comparison of the microstructure of Example 1 Comparative Example 2-3 of the present invention in order to compare the difference according to the presence or absence of Sr addition.
- FIG. 2 in the case of Example 1, due to the addition of Sr within the alloy composition range according to the present invention, the shape of eutectic Si was improved from a needle shape to a short rod shape, and it can be seen that the length was also reduced. This may cause initial fracture due to stress concentration at the tip of acicular Si when an external impact is applied to the alloy in which Si is added in large amounts, but the inventors speculate that the stress concentration point is removed by adding Sr and elongation is increased.
- Comparative Example 4-1 and Comparative Example 4-2 show that when the amount of Fe, Cu, or Zn added is higher than the composition range of the alloy according to the present invention, sufficient corrosion resistance cannot be secured.
- Example 1 showed excellent corrosion resistance because corrosion did not occur in a salt water environment even though the amount of Si added was higher than that of Comparative Example 1, and Example 3 had a Fe content similar to Comparative Example 1, but the content of Cu and Zn When this is low, it shows that it has excellent corrosion resistance.
- a component for an electronic device made of the aluminum alloy for die casting of the thin product may be provided.
- the thin part made of the aluminum alloy for die-casting of the thin-walled product may have characteristics that are flexible, strong against external impact, and do not easily corrode.
- the electronic device component may be an interior material or an exterior material of the mobile electronic device.
- the part for the electronic device may be a thin part of a mobile electronic device having a particularly complex shape.
- the electronic device component may be at least one of a front plate 320 , a rear plate 380 , and a first support plate 311 constituting the electronic device 300 . have.
- the electronic device component may be the first support plate 311 .
- the first support plate may be a bracket, which is a thin component having a complex shape while adjacent to the front plate 320 , the display 101 , the printed circuit board 340 , the battery 350 , and the like.
- the first support plate is disposed adjacent to the battery 350 in the electronic device because permanent deformation is minimized, bending or disconnection of the battery may be prevented.
- an electronic device including the electronic device component may be provided.
- FIG. 4 is a perspective view of the front of the mobile electronic device 100 according to various embodiments of the present disclosure.
- 5 is a perspective view of a rear surface of the electronic device 100 of FIG. 4 according to various embodiments of the present disclosure.
- the electronic device 100 includes a first surface (or front surface) 110A, a second surface (or rear surface) 110B, and a first surface 110A. and a housing 110 including a side surface 110C surrounding the space between the second surfaces 110B.
- the housing may refer to a structure forming a part of the first surface 110A, the second surface 110B, and the side surface 110C of FIG. 4 .
- the first surface 110A may be formed by the front plate 102 (eg, a glass plate including various coating layers, or a polymer plate) at least a portion of which is substantially transparent.
- the second surface 110B may be formed by the substantially opaque back plate 111 .
- the back plate 111 is formed by, for example, coated or colored glass, ceramic, polymer, metal (eg, aluminum, stainless steel (STS), or magnesium), or a combination of at least two of the above materials.
- the side surface 110C is coupled to the front plate 102 and the rear plate 111 and may be formed by a side bezel structure 118 (or "side member") including a metal and/or a polymer.
- the back plate 111 and the side bezel structure 118 are integrally formed and may include the same material (eg, a metal material such as aluminum).
- the front plate 102 has a first region 110D that extends seamlessly by bending from the first surface 110A toward the rear plate, a long edge of the front plate. edge) can be included at both ends.
- the rear plate 111 may include a second region 110E that extends seamlessly from the second surface 110B toward the front plate at both ends of the long edge. have.
- the front plate 102 or the back plate 111 may include only one of the first region 110D or the second region 110E.
- the front plate 102 may not include the first region and the second region, but only a flat plane disposed parallel to the second surface 110B.
- the side bezel structure 118 when viewed from the side of the electronic device, has a first thickness ( or width), and may have a second thickness thinner than the first thickness at the side surface including the first area or the second area.
- the electronic device 100 includes the display 101 , the input device 103 , the sound output devices 107 and 114 , the sensor modules 104 and 119 , and the camera modules 105 , 112 , 113 . , a key input device 117 , an indicator (not shown), and at least one of connectors 108 and 109 .
- the electronic device 100 may omit at least one of the components (eg, the key input device 117 or an indicator) or additionally include other components.
- the display 101 may be exposed through a substantial portion of the front plate 102 , for example. In some embodiments, at least a portion of the display 101 may be exposed through the front plate 102 forming the first area 110D of the first surface 110A and the side surface 110C.
- the display 101 may be disposed adjacent to or coupled to a touch sensing circuit, a pressure sensor capable of measuring the intensity (pressure) of a touch, and/or a digitizer that detects a magnetic field type stylus pen.
- at least a portion of the sensor module 104 , 119 , and/or at least a portion of a key input device 117 is located in the first area 110D and/or the second area 110E. can be placed.
- the input device 103 may include a microphone 103 .
- the input device 103 may include a plurality of microphones 103 arranged to sense the direction of the sound.
- the sound output devices 107 and 114 may include speakers 107 and 114 .
- the speakers 107 and 114 may include an external speaker 107 and a receiver 114 for calls.
- the microphone 103 , the speakers 107 , 114 , and the connectors 108 , 109 are disposed in the space of the electronic device 100 , and externally through at least one hole formed in the housing 110 . may be exposed to the environment.
- the hole formed in the housing 110 may be commonly used for the microphone 103 and the speakers 107 and 114 .
- the sound output devices 107 and 114 may include a speaker (eg, a piezo speaker) that operates while excluding a hole formed in the housing 110 .
- the sensor modules 104 and 119 may generate electrical signals or data values corresponding to an internal operating state of the electronic device 100 or an external environmental state.
- the sensor modules 104 and 119 include, for example, a first sensor module 104 (eg, a proximity sensor) and/or a second sensor module (not shown) disposed on the first surface 110A of the housing 110 . ) (eg, a fingerprint sensor), and/or a third sensor module 119 (eg, an HRM sensor) disposed on the second surface 110B of the housing 110 .
- the fingerprint sensor may be disposed on the first surface 110A (eg, the home key button 115 ) of the housing 110 , a partial region of the second surface 110B, or under the display 101 .
- the electronic device 100 includes a sensor module 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 and an illuminance sensor 104 .
- a sensor module 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 and an illuminance sensor 104 .
- the camera modules 105 , 112 , and 113 include a first camera device 105 disposed on the first surface 110A of the electronic device 100 , and a second camera device 112 disposed on the second surface 110B of the electronic device 100 . ), and/or a flash 113 .
- the camera modules 105 and 112 may include one or more lenses, an image sensor, and/or an image signal processor.
- the flash 113 may include, for example, a light emitting diode or a xenon lamp. In some embodiments, two or more lenses (a wide-angle lens, an ultra-wide-angle lens, or a telephoto lens) and image sensors may be disposed on one surface of the electronic device 100 .
- the key input device 117 may be disposed on the side surface 110C of the housing 110 .
- the electronic device 100 may not include some or all of the above-mentioned key input devices 117 and the not included key input devices 117 are displayed on the display 101 as soft keys or the like. It may be implemented in other forms.
- the key input device 117 may be implemented using a pressure sensor included in the display 101 .
- the indicator may be disposed, for example, on the first surface 110A of the housing 110 .
- the indicator may provide, for example, state information of the electronic device 100 in the form of light.
- the light emitting device may provide, for example, a light source that is interlocked with the operation of the camera module 105 .
- Indicators may include, for example, LEDs, IR LEDs and xenon lamps.
- the connector holes 108 and 109 include a first connector hole 108 capable of receiving a connector (eg, a USB connector) for transmitting and receiving power and/or data to and from an external electronic device, and/or an external electronic device. and a second connector hole (or earphone jack) 109 capable of accommodating a connector for transmitting and receiving audio signals.
- a connector eg, a USB connector
- a second connector hole or earphone jack
- Some of the camera modules 105 and 112 , some of the camera modules 105 , some of the sensor modules 104 and 119 , or some of the sensor modules 104 or indicators may be disposed to be exposed through the display 101 .
- the camera module 105 , the sensor module 104 , or the indicator may be in contact with the external environment through a through hole drilled from the internal space of the electronic device 100 to the front plate 102 of the display 101 . can be placed.
- some sensor modules 104 may be arranged to perform their functions without being visually exposed through the front plate 102 in the internal space of the electronic device. For example, in this case, the area of the display 101 facing the sensor module may not need a through hole.
- FIG. 6 is an exploded perspective view of the electronic device 100 of FIG. 4 according to various embodiments of the present disclosure.
- the electronic device 300 of FIG. 6 may be at least partially similar to the electronic device 100 of FIGS. 4 and 5 , or may include another embodiment of the electronic device.
- the electronic device 300 (eg, the electronic device 100 of FIG. 4 or 5 ) includes a side frame 310 (eg, a side bezel structure or side member), a first support plate ( 311) (eg, a bracket or support structure), a front plate 320 (eg, a front cover), a display 330 , a printed circuit board 340 , a battery 350 , a second support plate 360 (eg: rear case), an antenna 370 , and a rear plate 380 (eg, a rear cover).
- the electronic device 300 may omit at least one of the components (eg, the first support plate 311 or the second support plate 360 ) or additionally include other components. .
- At least one of the components of the electronic device 300 may be the same as or similar to at least one of the components of the electronic device 100 of FIG. 4 or 5 , and overlapping descriptions will be omitted below.
- the first support plate 311 may be disposed inside the electronic device 300 and connected to the side frame 310 , or may be integrally formed with the side frame 310 .
- the first support plate 311 may be formed of, for example, a metal material and/or a non-metal (eg, polymer) material.
- the first support plate 311 may have a display 330 coupled to one surface and a printed circuit board 340 coupled to the other surface.
- the printed circuit board 340 may be equipped with a processor, memory, and/or an 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.
- 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, for example, electrically or physically connect the electronic device 300 to an external electronic device, and may include a USB connector, an SD card/MMC connector, or an audio connector.
- the battery 350 is a device for supplying power to at least one component of the electronic device 300 and may include, for example, a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell. . At least a portion of the battery 350 may be disposed substantially on the same plane as the printed circuit board 340 . The battery 350 may be integrally disposed inside the electronic device 300 . In another embodiment, the battery 350 may be detachably disposed from the electronic device 300 .
- 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.
- the antenna 370 may, for example, perform short-range communication with an external device or wirelessly transmit/receive power required for charging.
- the antenna structure may be formed by a part of the side bezel structure 310 and/or the first support plate 311 or a combination thereof.
- the first support plate 311 of the side frame 310 may have a first surface 3101 facing the front plate 320 and a direction opposite to the first surface 3101 (eg, a rear plate direction). and a second surface 3102 facing toward
- the camera module 400 eg, the camera module 105 of FIG. 4
- the camera module 400 is directed to the front plate 320 through the first through hole 301 connected from the first surface 3101 to the second surface 3102 of the first support plate 311 . It may be arranged to protrude or be exposed.
- the portion protruding through the first through hole 301 of the camera module 400 is the front plate 320 through the second through hole 331 formed at a corresponding position of the display 330 . It may be arranged to be adjacent to or in contact with the rear surface of the .
- the first through hole 301 may be unnecessary.
- the second through hole 331 formed in the display 330 eg, a display panel
- the corresponding area of the display 330 (eg, a display panel) corresponding to the camera module 400 may be formed as an area having relatively higher transmittance than the surrounding area by rearranging the structure of pixels or electrical wiring.
- the camera module 400 at least partially penetrates the first through hole 301 and the second through hole 331 in the internal space of the electronic device 300 , and the front plate 320 . It may be arranged to detect the external environment through the camera exposure area 321 formed at the corresponding position of .
- the camera exposure area 321 is substantially at least one lens (eg, the first lens of FIG. 4 ) disposed on the barrel member (eg, the barrel member 420 of FIG. 4 ) of the camera module 400 .
- a transparent region facing the first region (eg, an effective region) of the lens 431 may be included.
- the camera exposure area 321 may include a printing area having a predetermined width surrounding the transparent area.
- the electronic device may have various types of devices.
- the electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance device.
- a portable communication device eg, a smart phone
- a computer device e.g., a smart phone
- a portable multimedia device e.g., a portable medical device
- a camera e.g., a portable medical device
- a camera e.g., a portable medical device
- a camera e.g., a portable medical device
- a wearable device e.g., a smart bracelet
- a home appliance device e.g., a home appliance
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Abstract
다양한 실시예에 따르면, 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 상기 합금의 총 중량에 대하여, 9.0 중량% 이상 11.0 중량% 이하의 규소(Si), 1.0 중량% 이상 1.3 중량% 이하의 마그네슘(Mg), 0.0001 중량% 이상 0.9 중량% 이하의 철(Fe), 0.0001 중량% 이상 0.1 중량% 미만의 구리(Cu), 2.0 중량% 초과 3.0 중량% 이하의 아연(Zn), 하기 스트론튬(Sr)의 함유 비율을 충족하는 양의 스트론튬(Sr), 및 잔여량의 알루미늄(Al)을 함유하고, 상기 스트론튬(Sr)의 함유 비율은 (Si의 중량% - 1.74 × Mg의 중량%) : Sr의 중량% = 200~1000 : 1의 범위일 수 있다. 그 밖에 다양한 실시예들이 가능할 수 있다.
Description
본 발명의 다양한 실시예들은 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금과 이로 제조된 부품을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
다이캐스팅을 이용하여 주조되는 박육 제품, 특히 모바일 전자 장치에 장착되는 부품은, 외부 충격에 저항하여 본래의 형상을 유지할 수 있어야 한다. 이는 보통 항복 강도, 내충격성 등의 지표로 평가되며, 다이캐스팅 주조 제품에 이러한 물성을 부여하기 위한 다양한 방법들이 연구되고 있다.
일반 다이캐스팅용 알루미늄 합금을 박육 제품에 적용하려는 시도가 있다. 예를 들어, 주조성 향상을 위해 박육 제품의 충진에 필요한 높은 유동성을 얻기 위해 Si 함량이 높은 ADC10, ADC12와 같은 Al-Si계 합금이 이용되고 있다. 그러나, 이 합금들은 인성(toughness) 부족에 의해 내충격치가 감소하여 박육 제품의 내구성을 확보하는 데 어려움이 있다.
상기 인성 저하 문제를 극복하기 위하여 Mg계 합금을 조합하는 시도가 있다. 그러나, 다이캐스팅용 합금에서 강성을 확보하고 내소착 특성을 보완하기 위해 첨가되는 원소들은 부식 발생을 피하기 어려운 원인이 된다. 특히, 다이캐스팅용 합금이 휴대폰 등의 전자 장치의 부품에 적용될 때, 전자 장치의 사용 환경에서 부식을 방지하는 것은 중요하다. 하지만, 종래의 다이캐스팅용 알루미늄 합금은 박육 제품의 다이캐스팅 공정 전반에 대한 기술적인 이해의 부족 등으로 인해 유동성, 인성 및 내식성 등이 떨어져 양산 적용에 어려움을 겪고 있다.
한편, 기계적 특성을 확보하기 위하여 단조 공법을 통한 박육 제품 생산이 시도되고 있다. 그러나 이 공법으로는 복잡한 형상의 제품을 제작하는 데에 한계가 있으며, 특히 보스(boss) 등 돌출부를 가진 제품을 성형하기 위해서는 추가적인 기계가공이 필요하다. 따라서, 이 공법으로는 낮은 비용으로 다양한 외관을 원하는 현대의 제품 생산 트렌드에 부응할 수 없다.
알루미늄 합금을 다이캐스팅하여 박육 제품을 주조할 때 발생되는 결함을 최소화하기 위해 알루미늄 합금의 조성에서 Si 함량을 높게 할 수 있다. 그러나 상용 Al-Si계 합금은 인성이 부족하고 쉽게 부식된다. 예를 들어, 다이캐스팅 주조용으로 가장 많이 활용되는 합금인 ADC10는 Si의 함량이 높아 유동성을 확보할 수 있고 Cu를 첨가하여 절삭성이 우수하지만, 경질의 Si 공정 영역에 의해 연신이 부족해져서 내충격성이 떨어지며, 부식 환경에서 쉽게 부식되어 외장재의 적용에 적합하지 않다.
또한, 박육 제품의 강성을 확보하기 위해 다이캐스팅용 알루미늄 합금에 Mg, Zn 등의 금속 원소를 첨가할 수 있다. 그러나, 이러한 금속 원소를 첨가하면 연신율이 떨어지는 경향이 있다. 예를 들어, Mg계 합금으로 다이캐스팅에 사용되는 AZ91D는 비강도가 높으며 전자 차폐 성능이 우수하여 이동통신 단말기의 소재로서 널리 사용된다. 그러나, 용탕 관리의 어려움과 사출품의 양질 외관층을 얻기 위한 각종 처리의 복잡성으로 인해 가격이 증가하고, 표면처리의 한계로 외관 품질이 나빠 제품 적용에 문제가 있다. 또한, 제품 응고시 수축 응력에 의한 파단 및 내부 수축공 발생으로 대표되는 핫크랙 발생 문제, 부식환경에서 외관이 쉽게 산화되는 내식성 문제, Al-Si계 합금에 비해 낮은 잠열 방출량으로 인한 유동성 부족 문제 등 박육 다이캐스팅 사출에 난점을 가지고 있다.
따라서, 박육 제품 충진에 적합한 높은 유동성/내크랙성, 항복 강도 및 인성, 부식 환경에서의 내식성을 동시에 만족하기 위한 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 성분 조성과 함량 범위가 제공될 필요가 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 고유동성, 고인성 및 고내식성을 동시에 만족하는 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금, 이로 제조된 박육 부품, 및 이 부품을 포함하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 상기 합금의 총 중량에 대하여, 9.0 중량% 이상 11.0 중량% 이하의 규소(Si), 1.0 중량% 이상 1.3 중량% 이하의 마그네슘(Mg), 0.0001 중량% 이상 0.9 중량% 이하의 철(Fe), 0.0001 중량% 이상 0.1 중량% 미만의 구리(Cu), 2.0 중량% 초과 3.0 중량% 이하의 아연(Zn), 하기 스트론튬(Sr)의 함유 비율을 충족하는 양의 스트론튬(Sr), 및 잔여량의 알루미늄(Al)을 함유하고, 상기 스트론튬(Sr)의 함유 비율은 (Si의 중량% - 1.74 × Mg의 중량%) : Sr의 중량% = 200~1000 : 1의 범위일 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치용 부품은, 상기 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금으로 제조될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치는, 상기 전자 장치용 부품을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들은 규소 및 특정 금속 원소를 특정 비율로 함유하는 알루미늄 합금을 사용함으로써, 다이캐스팅 주조에 적합할 뿐만 아니라 유동성, 인성 및 내식성이 향상된 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금을 제공할 수 있다. 또한, 상기 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금으로 제조된 박육 부품은 유연하면서도 외부 충격에 강하고 부식이 잘 되지 않으므로, 모바일 전자 장치에 포함되는 전면 플레이트, 후면 플레이트 및 지지 플레이트 중 적어도 하나에 적용될 수 있다. 그 중에서도 특히 전자 장치 내부에 지지 플레이트로서 배치되어 전면 플레이트, 디스플레이, 인쇄 회로 기판, 배터리 등과 인접하면서 복잡한 형상을 갖는 박육 부품인 브라켓에 우수하게 적용될 수 있고, 이를 통해 내구성 있고 안전한 전자 장치를 제공할 수 있다. 이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 비교실시예에 따른 알루미늄 합금(비교예 2-1)의 주조 결함 및 열간크랙의 형상을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 합금(실시예 1)과 비교실시예에 따른 알루미늄 합금(비교예 2-3)의 미세 조직을 비교하여 나타낸 것이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 합금(실시예 1)과 비교실시예에 따른 알루미늄 합금(비교예 1, 비교예 4-1, 비교예 4-2)의 내식성 평가 결과를 나타낸 것이다. 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 알루미늄 합금(실시예 3)과 비교실시예에 따른 알루미늄 합금(비교예 1)의 내식성 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 모바일 전자 장치의 전면의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 4의 전자 장치의 후면의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 4의 전자 장치의 전개 사시도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 상기 합금의 총 중량에 대하여, 9.0 중량% 이상 11.0 중량% 이하의 규소(Si), 1.0 중량% 이상 1.3 중량% 이하의 마그네슘(Mg), 0.0001 중량% 이상 0.9 중량% 이하의 철(Fe), 0.0001 중량% 이상 0.1 중량% 미만의 구리(Cu), 2.0 중량% 초과 3.0 중량% 이하의 아연(Zn), 하기 스트론튬(Sr)의 함유 비율을 충족하는 양의 스트론튬(Sr), 및 잔여량의 알루미늄(Al)을 함유하고, 상기 스트론튬(Sr)의 함유 비율은 (Si의 중량% - 1.74 × Mg의 중량%) : Sr의 중량% = 200~1000 : 1의 범위일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 상기 합금의 총 중량에 대하여, 9.0 중량% 이상 11.0 중량% 이하, 바람직하게는 10.2 중량% 이상 10.7 중량% 이하의 규소(Si)를 함유할 수 있다. 상기 합금이 규소를 상기 양으로 함유하는 경우, 잠열이 커지고 액상선이 낮아져 합금의 주조성을 향상시킬 수 있으며, 응고시 수축 결함인 열간크랙(hot crack)을 방지할 수 있다. 또한, 초정 고용시 마그네슘과 함께 초정 내에 Mg2Si를 생성하여 박육 제품의 강도를 증가시킬 수 있다. 상기 합금이 규소를 9.0 중량% 미만으로 함유하는 경우, 박육 제품의 다이캐스팅 중 응고시 유동 취약부에서 열간크랙이 발생하고, 또한 최종 충진부에서 충분한 유동성을 얻기 어렵다. 상기 합금이 규소를 11.0 중량% 초과하여 함유하는 경우, 공정상 편석이 생성되며, 편석부에서 초정 규소가 정출되어 박육 제품의 인성 및 가공성이 낮아진다.
일 실시예에 따르면, 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 상기 합금의 총 중량에 대하여, 1.0 중량% 이상 1.3 중량% 이하, 바람직하게는 1.05 중량% 이상 1.25 중량% 이하의 마그네슘(Mg)을 함유할 수 있다. 상기 합금이 마그네슘을 상기 양으로 함유하는 경우, 알루미늄 초정 내에 고용되어 경화됨으로써 박육 제품에 적합한 강도 확보가 가능하다. 또한, 상기 합금 중 마그네슘의 함량이 상기 함유량 범위 내에서 클수록 상기 합금의 강도는 증가하는 특징이 있다. 마그네슘은 규소와 함께 초정 내 Mg2Si를 생성하며, Mg:Si의 비율이 1.74일 때 초정 내 최대 고용 수준의 Mg2Si를 생성할 수 있다. Mg:Si의 비율이 1.74를 초과하는 경우 초정 내 고용한을 초과하는 Mg는 Mg2Si 상으로 공정 영역에서 정출되며, Mg:Si의 비율이 증가할수록 소재의 강도와 경도는 증가하지만 인성은 감소한다. 상기 합금이 마그네슘을 1.0 중량% 미만으로 함유하는 경우, 박육 제품에 적합한 강도를 확보하기 어렵다. 상기 합금이 마그네슘을 1.3 중량% 초과하여 함유하는 경우, Mg2Si가 과다 생성되고 또한 편석의 원인이 되어 연신이 저하된다.
일 실시예에 따르면, 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 상기 합금의 총 중량에 대하여, 0.0001 중량% 이상 0.9 중량% 이하, 바람직하게는 0.0001 중량% 이상 0.2 중량% 이하의 철(Fe)을 함유할 수 있다. 상기 합금이 철을 상기 양으로 함유하는 경우, 금형 소착이 완화될 수 있다. 상기 합금이 철을 0.0001 중량% 미만으로 함유하는 경우, 소착 개선 효과가 나타나지 않을 수 있다. 상기 합금이 철을 0.9 중량% 초과하여 함유하는 경우, 함유량이 증가할수록 β-Al5FeSi 상이 출현하여 연신율이 크게 저하되며, 부식 환경에서 활성화되어 산화가 발생한다.
일 실시예에 따르면, 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 상기 합금의 총 중량에 대하여, 0.0001 중량% 이상 0.1 중량% 미만, 바람직하게는 0.0001 중량% 이상 0.005 중량% 이하의 구리(Cu)를 함유할 수 있다. 상기 합금이 구리를 상기 양으로 함유하는 경우, 고용과 석출물 경화에 의해 박육 제품에 적합한 강도를 확보할 수 있다. 상기 합금이 구리를 0.1 중량% 이상으로 함유하는 경우, 공정 내 금속간 화합물이 발생하여 편석을 야기하며, 부식 환경에서 충분한 내식성을 가지지 못한다.
일 실시예에 따르면, 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 상기 합금의 총 중량에 대하여, 2.0 중량% 초과 3.0 중량% 이하, 바람직하게는 2.0 중량% 초과 2.5 중량% 이하의 아연(Zn)을 함유할 수 있다. 상기 합금이 아연을 상기 양으로 함유하는 경우, Al 초정 내 고용 범위 내에서 강화 효과가 나타나 충분한 강성을 얻을 수 있다. 상기 합금이 아연을 2.0 중량% 이하로 함유하는 경우 강성 증가 효과가 미미하며, 3.0 중량% 초과하여 함유하는 경우 주조 중 고용되지 않고 석출되는 화합물로 인해 내부식 특성이 저하된다.
일 실시예에 따르면, 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 상기 합금의 총 중량에 대하여, 하기 스트론튬(Sr)의 함유 비율을 충족하는 양의 스트론튬(Sr)을 함유할 수 있다. 상기 스트론튬(Sr)의 함유 비율은 (Si의 중량% - 1.74 × Mg의 중량%) : Sr의 중량% = 200~1000 : 1의 범위일 수 있으며, 바람직하게는 300~500 : 1의 범위일 수 있다. 상기 합금이 스트론튬을 상기 범위로 함유하는 경우, 박육 제품의 강성 및 연신을 향상시킬 수 있다. 상기 합금에서 스트론튬은 공정 Si 개량처리제의 역할을 할 수 있다. Si 개량처리는 마그네슘과 반응 후 잔류하는 Si와 스트론튬의 반응으로 이루어지며, 잔류하는 Si의 양은 Mg2Si 화합물을 생성하고 남은 Si의 양으로, 합금에 첨가된 Si의 중량에서 Mg 중량의 1.74배가 되는 값을 뺀 Si의 양이다. 상기 합금이 스트론튬을 상기 범위 내로 함유하지 않는 경우, 스트론튬에 의해 개량처리되지 않은 규소는 침상으로 정출되고, 충격 조건에서 응력이 침상의 끝단에 집중되어 쉽게 파단이 일어나 박육 제품의 연신이 저하하게 된다. 상기 합금이 스트론튬을 상기 범위를 벗어나 지나치게 많이 함유하는 경우 소재에 드는 비용이 커지고, 잔류하는 스트론튬이 불필요한 화합물을 발생시켜 물성을 저하시킨다.
일 실시예에 따르면, 상기 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 상기 합금의 총 중량에 대하여 0.0001 중량% 이상 0.01 중량% 이하의 니켈(Ni)을 함유할 수 있다. 상기 합금에서 니켈은 고온환경에서 인장 특성을을 확보하는 역할을 할 수 있다. 니켈은 인체에 대한 알러지 반응이 있으며 특히 유럽에서는 환경유해 물질로 제한하므로 본 발명에서는 Ni의 함유량을 상기 범위로 제한한다.
일 실시예에 따르면, 상기 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 상기 합금의 총 중량에 대하여 0.0001 중량% 이상 0.25 중량% 이하의 망간(Mn)을 함유할 수 있다. 상기 합금이 망간을 상기 양으로 함유하는 경우, Al 초정 내에서 고용되어 강화 효과를 가지며 비열처리 환경에서도 박육 제품의 인장 및 항복강도를 향상시킬 수 있다. 또한, β-Al5FeSi 상을 α-AL(FeMn)Si 상으로 변화시켜 연신율을 향상시키고 소착 특성을 개선할 수 있다. 상기 합금이 망간을 0.0001 중량% 미만으로 함유하는 경우 강도 향상이 미미하고, 0.25 중량%를 초과하여 함유하는 경우, 편석이 발생하고 박육 제품의 연신을 저하시킨다.
일 실시예에 따르면, 상기 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 상기 합금의 총 중량에 대하여 0.35 중량% 이상 0.5 중량% 이하의 크롬(Cr)을 함유할 수 있다. 상기 합금이 크롬을 상기 양으로 함유하는 경우, 초정 내 고용을 통해 강도를 향상시킬 수 있다. 상기 합금이 크롬을 0.35 중량% 미만으로 함유하는 경우 강도 향상 효과가 적으며, 상기 합금이 크롬을 0.5 중량% 초과하여 함유하는 경우 초정 내 고용한 이상의 크롬이 공정내 정출되어 내식성을 떨어뜨린다.
일 실시예에 따르면, 상기 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금은, 상기 합금의 총 중량에 대하여 0.17 중량% 이상 0.25 중량% 이하의 티타늄(Ti)을 함유할 수 있다. 상기 합금에서 티타늄은 결정립 강화(grain reinforcement)에 효과적인 원소로 작용할 수 있다. 상기 합금이 티타늄을 상기 양으로 함유하는 경우, Al과의 포정 반응에 의한 핵생성처로 작용할 수 있고, 입자 미세화가 이루어져 열간크랙을 방지할 수 있다. 또한 1차 정출된 티타늄이 분산 강화 역할을 하여, 박육 제품의 물성, 특히 경도를 높이는 작용을 할 수 있다. 상기 합금이 티타늄을 0.17 중량% 미만으로 함유하는 경우 경도 증가가 충분하지 않다. 또한 티타늄은 Al과의 고용이 매우 적은 원소이므로, 상기 합금이 티타늄을 0.25 중량% 초과하여 함유하는 경우 추가의 미세화 효과는 얻을 수 없고, 편석이 발생하여 박육 제품의 균일성을 저해한다.
일 실시예에 따르면, 상기 합금은 상기 규소 또는 금속 원소들 외에 주석(Sn)을 0.015 중량% 이상 0.035 중량% 이하 범위에서 함유할 수 있다. 상기 합금이 주석을 상기 양으로 함유하는 경우, 저온시효 변화가 억제되어 실온에서의 자연시효시 물성변화를 억제할 수 있다. 상기 합금이 주석을 0.015 중량% 미만으로 함유하는 경우 시효억제 효과가 거의 없으며, 상기 합금이 주석을 0.035 중량% 초과하여 함유하는 경우 추가적인 효과를 기대하기 어렵다.
일 실시예에 따르면, 상기 합금은 더욱 바람직하게는, 상기 합금의 총 중량에 대하여, 10.2 중량% 이상 10.7 중량% 이하의 규소(Si), 1.05 중량% 이상 1.25 중량% 이하의 마그네슘(Mg), 0.0001 중량% 이상 0.9 중량% 이하의 철(Fe), 0.0001 중량% 이상 0.005 중량% 이하의 구리(Cu), 2.0 중량% 초과 2.5 중량% 이하의 아연(Zn), 하기 스트론튬(Sr)의 함유 비율을 충족하는 양의 스트론튬(Sr), 0.0001% 이상 0.01 중량% 이하의 니켈(Ni), 0.0001% 이상 0.25% 이하의 망간(Mn), 0.35 중량% 이상 0.5 중량% 이하의 크롬(Cr), 0.17 중량% 이상 0.25 중량% 이하의 티타늄(Ti), 0.015 중량% 이상 0.035 중량% 이하의 주석(Sn), 및 잔여량의 알루미늄(Al)을 함유하고, 상기 스트론튬(Sr)의 함유 비율은 (Si의 중량% - 1.74 × Mg의 중량%) : Sr의 중량% = 300~500 : 1의 범위일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금은 항복 강도가 210 MPa 이상이고, 연신율이 2% 이상일 수 있다.
상기 박육 제품, 특히 휴대폰 등 모바일 전자 장치의 외장재 또는 내장재는 항복 강도와 연신율이 낮은 경우 내충격성이 떨어져 낙하시 프레임 및 내부 디스플레이의 파손을 야기한다. 예를 들어, 모바일 전자 장치에서 배터리와 인접하는 박육 부품인 브라켓은 배터리의 휨이나 단선 등의 문제를 방지하기 위해 영구변형이 최소화될 필요가 있다. 이를 위해서는 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 항복 강도 및 연신율이 상기 범위일 필요가 있다.
상기 합금의 항복 강도가 210 MPa 이상이면, 박육 제품의 영구변형이 최소화되어 외부 충격에 강하고 안전한 전자 장치를 제공할 수 있다.
상기 합금의 연신율이 2% 이상이면, 다이캐스팅 시 발생하는 주조 결함을 방지할 수 있고, 모바일 전자 장치의 부품에 적합한 유연성을 제공할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금에 대하여 바람직한 실시예를 통해 보다 구체적으로 설명한다.
박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 제작
표 1에 나타낸 조성을 갖는 실시예 샘플 및 비교실시예 샘플을 통상의 알루미늄 합금 제조 방법에 따라 제조하였다(단위: 중량%).
실시예 1 내지 3은 본 발명에 따른 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금 조성의 범위 내에 포함되는 샘플이다. 비교예 1은 상용 다이캐스팅용 알루미늄 합금인 ADC10의 조성에 해당하는 샘플이다. 비교예 2-1, 2-2, 2-3 및 2-4는 Si, Mg 또는 Sr의 함량이 본 발명에 따른 합금 조성의 범위를 벗어나는 샘플이다. 비교예 3-1, 3-2는 Mg의 함량이 본 발명에 따른 합금 조성의 범위를 벗어나는 샘플이다. 비교예 4-1, 4-2는 Fe, Zn 또는 Cu의 함량이 본 발명에 따른 합금 조성의 범위를 벗어나는 샘플이다.
Si | Mg | Fe | Mn | Zn | Cu | Ni | Cr | Sn | Ti | Sr | Al | |
실시예 1 | 10.52 | 1.08 | 0.15 | 0.09 | 2.10 | 0.003 | 0.008 | 0.41 | 0.032 | 0.195 | 0.019 | 잔량 |
실시예 2 | 10.52 | 1.21 | 0.18 | 0.11 | 2.09 | 0.003 | 0.008 | 0.41 | 0.021 | 0.164 | 0.023 | 잔량 |
실시예 3 | 10.61 | 1.18 | 0.81 | 0.10 | 2.12 | 0.002 | 0.007 | 0.40 | 0.024 | 0.184 | 0.021 | 잔량 |
비교예 1 | 8.15 | 0.19 | 0.93 | 0.21 | 2.29 | 3.284 | 0.868 | 0.05 | 0.018 | 0.035 | 0.000 | 잔량 |
비교예 2-1 | 7.51 | 0.75 | 0.18 | 0.09 | 2.15 | 0.011 | 0.009 | 0.41 | 0.024 | 0.205 | 0.010 | 잔량 |
비교예 2-2 | 8.69 | 0.82 | 0.18 | 0.09 | 2.13 | 0.008 | 0.009 | 0.39 | 0.024 | 0.202 | 0.009 | 잔량 |
비교예 2-3 | 10.57 | 0.83 | 0.20 | 0.09 | 2.17 | 0.008 | 0.009 | 0.40 | 0.025 | 0.199 | 0.006 | 잔량 |
비교예 2-4 | 13.24 | 0.84 | 0.19 | 0.07 | 2.12 | 0.009 | 0.008 | 0.37 | 0.024 | 0.211 | 0.005 | 잔량 |
비교예 3-1 | 10.56 | 0.87 | 0.14 | 0.09 | 2.10 | 0.009 | 0.008 | 0.40 | 0.031 | 0.195 | 0.027 | 잔량 |
비교예 3-2 | 10.81 | 1.45 | 0.20 | 0.08 | 2.09 | 0.007 | 0.008 | 0.41 | 0.023 | 0.177 | 0.021 | 잔량 |
비교예 4-1 | 10.63 | 1.29 | 0.34 | 0.10 | 2.32 | 0.378 | 0.014 | 0.40 | 0.024 | 0.168 | 0.010 | 잔량 |
비교예 4-2 | 10.52 | 1.26 | 0.38 | 0.11 | 4.41 | 0.007 | 0.008 | 0.41 | 0.021 | 0.174 | 0.018 | 잔량 |
박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 주조성 및 열간크랙 평가
박판부 및 칠벤트부의 충진된 부분의 무게를 소재 조성에 따라 비교하였다. 또한, 일반적으로 높은 유동성으로 인해 다이캐스팅에 많이 사용되는 ADC10종 소재인 비교예 1을 유동성 평가기준으로 활용하였다. 합금 조성에 따른 주조성 및 열간크랙 발생 결과를 도 1 및 표 2에 나타내었다.
도 1은 비교예 2-1 시편의 주조 결함과 박판 응고시 나타난 크랙의 형상을 나타낸 것이다. 도 1을 참고하면, 비교예 2-1는 수축결함, 기공결함, 미성형, 박육부 열간크랙 등 상당한 주조 결함을 나타내어 박육 제품의 주조에 적합하지 않음을 알 수 있다.
표 2는 본 발명의 실시예 1과 비교예 2-1 내지 비교예 2-4에 대해 주조성 평가(박육 충진량 및 유동도) 및 열간크랙 발생의 결과를 나타낸 것이다.
조성(일부 발췌) | 주조성 평가 | 열간크랙 발생(%) | ||||
Si
(중량%) |
Mg
(중량%) |
Cu
(중량%) |
박육 충진량(g) |
ADC10 대비
유동도(%) |
||
실시예 1 | 10.52 | 1.08 | 0.003 | 30.5 | 98.7 | 0 (0/20) |
비교예 1 | 8.15 | 0.19 | 3.284 | 30.9 | - | 20 (4/20) |
비교예 2-1 | 7.51 | 0.75 | 0.011 | 28.9 | 93.5 | 45 (9/20) |
비교예 2-2 | 8.69 | 0.82 | 0.008 | 30 | 97 | 30 (6/20) |
비교예 2-3 | 10.57 | 0.83 | 0.008 | 30.8 | 99.6 | 0 (0/20) |
비교예 2-4 | 13.24 | 0.84 | 0.009 | 31.9 | 103.2 | 0 (0/20) |
표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1과 비교예 2-1 내지 비교예 2-4에서 Si의 첨가량이 7.5~13.5 중량% 범위 내에서 증가할수록 합금의 박육 충진량은 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 충진량은 Si에 지배되는 경향을 보였으며, Si의 첨가량이 10 중량% 이상일 경우 상용 다이캐스팅 소재로 사용되는 비교예 1과 유사한 충진성을 보여준다. 또한 이러한 충진성은 Mg 함량이 변동되더라도 변화는 크지 않았다. 특히, Si의 함량이 실시예보다 적은 비교예 2-1 및 비교예 2-2의 경우, 열간크랙의 발생이 큰 것을 확인할 수 있다. 또한, 비교예 2-1 및 비교예 2-2는 응고시 Si를 통한 수축보상이 적을 뿐 아니라 박육 제품 충진시 유동성이 부족하여 공정 조성을 가지는 잔류 액상이 충진되며, 이러한 부분에서 수축에 의한 장력으로 크랙이 쉽게 발생되는 것으로 본 발명자들은 추측한다.
박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 기계적 특성 평가
본 발명의 실시예 1 내지 실시예 2, 및 비교예 2-3, 비교예 2-4, 비교예 3-1, 비교예 3-2에 대한 인장 평가 및 낙추시험을 실시하여, 그 결과를 도 2 및 표 3에 나타내었다. 낙추시험은 0.4T의 판형 주조재에 500g 추를 50cm에서 낙하하여 주조재에 파단 및 눌림이 나타나는지 확인하는 평가이다.
조성(일부 발췌) | 기계적 특성 | 낙추시험 | ||||||
Si
(중량%) |
Mg
(중량%) |
Sr
(중량%) |
Sr 지수 | 항복강도(Mpa) |
연신율
(%) |
경도
(HV) |
||
실시예 1 | 10.52 | 1.08 | 0.019 | 455 | 213.4 | 2.52 | 125.9 | 크랙 미발생 |
실시예 2 | 10.52 | 1.21 | 0.023 | 366 | 215.6 | 2.14 | 127.7 | 크랙 미발생 |
비교예 2-3 | 10.57 | 0.83 | 0.006 | 1521 | 197.9 | 0.93 | 110.1 | 미세 찍힘 / 파단 발생 |
비교예 2-4 | 13.24 | 0.84 | 0.005 | 2356 | 221.9 | 0.75 | 141.1 | 낙추시험 파단 |
비교예 3-1 | 10.56 | 0.87 | 0.027 | 335 | 191.9 | 3.25 | 108.1 | 낙추시험 눌림 |
비교예 3-2 | 10.81 | 1.45 | 0.021 | 395 | 224.6 | 1.54 | 138.7 | 낙추시험 파단 |
* Sr 지수: 유효 Sr의 비율 = (Si의 중량% - 1.74 × Mg의 중량%) / Sr의 중량%
박육 제품, 특히 휴대폰 등 모바일 전자 장치의 부품은 항복 강도와 연신율이 낮은 경우 내충격성이 떨어져 낙하시 프레임 및 내부 디스플레이의 파손을 야기할 수 있다.
표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 합금(실시예 1)의 경우, 비교예의 합금과 비교하여 높은 연신율 및 항복 강도를 동시에 나타낸다.
반면, 비교예 2-4와 같이 Si의 첨가량이 11%을 초과할 경우 Al-Si 이원계 합금의 공정점에 가까운 조성을 가지게 되며, 이때 응고중 위치별 조성편차에 따라 공정점을 넘는 조성을 가지는 위치에서 국부적으로 매우 경한 초정 Si상이 정출될 수 있다. 이는 조직 불안정 및 국부적인 경도차를 일으킬 수 있으며, 특히 소재의 연신을 크게 저해하여 충격에 취약하게 하므로 박육 외장제품에 적용하기 힘들다.
또한, Sr의 첨가량을 증가시켜 본 발명에 따른 합금 조성 범위 이내로 한 실시예 1은 비교예 2-3에 비하여 항복 강도의 상승과 함께 연신율이 동시에 향상되었다.
Mg 첨가량이 본 발명에 따른 합금 조성 범위를 미달하는 비교예 3-1 및 이를 초과하는 비교예 3-2의 경우, 연신율과 강도가 낮으며, Sr의 함유량이 본 발명에서 제시한 Sr의 함유 비율, 즉 (Si의 중량% - 1.74 × Mg의 중량%) : Sr의 중량% = 200~1000 : 1을 만족한다고 하더라도(표 3에서는 Sr의 함유 비율을 Sr 지수로 표기함), Mg의 양이 1.0%를 미달하는 경우 낮은 강성으로 눌림이 발생하고, Mg의 양이 1.3%를 초과하게 되면, Mg2Si의 생성량이 과다하게 되어 실제 낙추시험시 미세크랙 및 파단이 발생하였다.
도 2는 Sr 첨가 유무에 따른 차이점을 비교하기 위해, 본 발명의 실시예 1 비교예 2-3의 미세 조직을 비교하여 나타낸 것이다. 도 2를 살펴보면, 실시예 1의 경우 본 발명에 따른 합금 조성 범위 내의 Sr 첨가로 인해 공정 Si의 형상이 침상에서 짧은 막대 형상으로 개량되었으며 그 길이 또한 감소하였음을 알 수 있다. 이는 Si가 다량 첨가된 합금에 외부 충격이 작용할 때 침상 Si의 선단에서 응력집중이 일어나 초기 파단의 원인이 될 수 있지만, Sr을 첨가함으로써 응력집중점이 제거되어 연신이 증가한 것으로 본 발명자들은 추측한다.
박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금의 내식성 평가
본 발명의 실시예 1, 실시예 3 및 비교예 1, 비교예 4-1, 비교예 4-2에 대해 염수분무 평가를 실시하였다. 그 결과를 도 3a, 도 3b 및 표 4에 나타내었다.
조성(일부 발췌, 중량%) | 염수분무 결과 | ||||
Si | Fe | Cu | Zn | ||
실시예 1 | 10.52 | 0.15 | 0.003 | 2.1 | 부식 미발생 |
실시예 3 | 10.61 | 0.81 | 0.002 | 2.12 | 부식 미발생 |
비교예 1 | 8.15 | 0.93 | 3.284 | 2.29 | 부식 다량 발생 |
비교예 4-1 | 10.63 | 0.34 | 0.378 | 2.32 | 부식 발생 |
비교예 4-2 | 10.52 | 0.38 | 0.007 | 4.41 | 부식 미량 발생 |
도 3a, 도 3b 및 표 4에 나타난 바와 같이, 합금 내 Fe, Cu, Zn의 첨가량이 비교예 1과 같이 일반적인 다이캐스팅 소재의 범위일 경우 내식성이 급격히 저하되는 것을 확인할 수 있다. 비교예 4-1과 비교예 4-2는 Fe, Cu 또는 Zn의 첨가량이 본 발명에 따른 합금의 조성 범위보다 높을 경우 충분한 내식성을 확보할 수 없음을 보여준다. 반면, 실시예 1은 비교예 1보다 Si 첨가량이 높음에도 염수환경에서 부식이 발생하지 않아 우수한 내부식성을 나타내었으며, 실시예 3은 비교예 1과 유사한 Fe 함량을 가지고 있으나, Cu, Zn의 함량이 낮을 시 우수한 내부식성을 가짐을 보여준다.
전자 장치용 부품
다양한 실시예에 따르면, 상기 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금으로 제조되는 전자 장치용 부품이 제공될 수 있다. 상기 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금으로 제조된 박육 부품은 유연하면서도 외부 충격에 강하고 부식이 잘 되지 않는 특성을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치용 부품은 모바일 전자 장치의 내장재일 또는 외장재일 수 있다. 상기 전자 장치용 부품은 특히 복잡한 형상을 가지는 모바일 전자 장치의 박육 부품일 수 있다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치용 부품은 전자 장치(300)를 구성하는 전면 플레이트(320), 후면 플레이트(380) 및 제 1 지지 플레이트(311) 중 적어도 하나일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 전자 장치용 부품은 제 1 지지 플레이트(311)일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 지지 플레이트는 전면 플레이트(320), 디스플레이(101), 인쇄 회로 기판(340), 배터리(350) 등과 인접하면서 복잡한 형상을 갖는 박육 부품인 브라켓일 수 있다. 상기 제 1 지지 플레이트는 영구변형이 최소화되어 전자 장치에서 배터리(350)와 인접하여 배치되는 경우, 배터리의 휨이나 단선 등을 방지할 수 있다.
전자 장치
다양한 실시예에 따르면, 상기 전자 장치용 부품을 포함하는 전자 장치가 제공될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 모바일 전자 장치(100)의 전면의 사시도이다. 도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 4의 전자 장치(100)의 후면의 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 전자 장치(100)는, 제 1 면(또는 전면)(110A), 제 2 면(또는 후면)(110B), 및 제 1 면(110A) 및 제 2 면(110B) 사이의 공간을 둘러싸는 측면(110C)을 포함하는 하우징(110)을 포함할 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서는, 하우징은, 도 4의 제 1 면(110A), 제 2 면(110B) 및 측면(110C)들 중 일부를 형성하는 구조를 지칭할 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 제 1 면(110A)은 적어도 일부분이 실질적으로 투명한 전면 플레이트(102)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트)에 의하여 형성될 수 있다. 제 2 면(110B)은 실질적으로 불투명한 후면 플레이트(111)에 의하여 형성될 수 있다. 상기 후면 플레이트(111)는, 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상기 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다. 상기 측면(110C)은, 전면 플레이트(102) 및 후면 플레이트(111)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 베젤 구조(118)(또는 "측면 부재")에 의하여 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 후면 플레이트(111) 및 측면 베젤 구조(118)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다.
도시된 실시예에서는, 상기 전면 플레이트(102)는, 상기 제 1 면(110A)으로부터 상기 후면 플레이트 쪽으로 휘어져 심리스하게(seamless) 연장된 제 1 영역(110D)을, 상기 전면 플레이트의 긴 엣지(long edge) 양단에 포함할 수 있다. 도시된 실시예(도 5 참조)에서, 상기 후면 플레이트(111)는, 상기 제 2 면(110B)으로부터 상기 전면 플레이트 쪽으로 휘어져 심리스하게 연장된 제 2 영역(110E)을 긴 엣지 양단에 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 전면 플레이트(102) 또는 후면 플레이트(111)가 상기 제 1 영역(110D) 또는 제 2 영역(110E) 중 하나 만을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는 전면 플레이트(102)는 제 1 영역 및 제 2 영역을 포함하지 않고, 제 2 면(110B)과 평행하게 배치되는 편평한 평면만을 포함할 수도 있다. 상기 실시예들에서, 상기 전자 장치의 측면에서 볼 때, 측면 베젤 구조(118)는, 상기와 같은 제 1 영역(110D) 또는 제 2 영역(110E)이 포함되지 않는 측면 쪽에서는 제 1 두께 (또는 폭)을 가지고, 상기 제 1 영역 또는 제 2 영역을 포함한 측면 쪽에서는 상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는, 디스플레이(101), 입력 장치(103), 음향 출력 장치(107, 114), 센서 모듈(104, 119), 카메라 모듈(105, 112, 113), 키 입력 장치(117), 인디케이터(미도시 됨), 및 커넥터(108, 109) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 전자 장치(100)는, 구성 요소들 중 적어도 하나(예: 키 입력 장치(117), 또는 인디케이터)를 생략하거나 다른 구성 요소를 추가적으로 포함할 수 있다.
디스플레이(101)는, 예를 들어, 전면 플레이트(102)의 상당 부분을 통하여 노출될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 제 1 면(110A), 및 상기 측면(110C)의 제 1 영역(110D)을 형성하는 전면 플레이트(102)를 통하여 상기 디스플레이(101)의 적어도 일부가 노출될 수 있다. 디스플레이(101)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 자기장 방식의 스타일러스 펜을 검출하는 디지타이저와 결합되거나 인접하여 배치될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 상기 센서 모듈(104, 119)의 적어도 일부, 및/또는 키 입력 장치(117)의 적어도 일부가, 상기 제 1 영역(110D), 및/또는 상기 제 2 영역(110E)에 배치될 수 있다.
입력 장치(103)는, 마이크(103)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 입력 장치(103)는 소리의 방향을 감지할 수 있도록 배치되는 복수개의 마이크(103)를 포함할 수 있다. 음향 출력 장치(107, 114)는 스피커들(107, 114)을 포함할 수 있다. 스피커들(107, 114)은, 외부 스피커(107) 및 통화용 리시버(114)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는 마이크(103), 스피커들(107, 114) 및 커넥터들(108, 109)은 전자 장치(100)의 상기 공간에 배치되고, 하우징(110)에 형성된 적어도 하나의 홀을 통하여 외부 환경에 노출될 수 있다. 어떤 실시예에서는 하우징(110)에 형성된 홀은 마이크(103) 및 스피커들(107, 114)을 위하여 공용으로 사용될 수 있다. 어떤 실시예에서는 음향 출력 장치(107, 114)는 하우징(110)에 형성된 홀이 배제된 채, 동작되는 스피커(예: 피에조 스피커)를 포함할 수 있다.
센서 모듈(104, 119)은, 전자 장치(100)의 내부의 작동 상태, 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(104, 119)은, 예를 들어, 하우징(110)의 제 1 면(110A)에 배치된 제 1 센서 모듈(104)(예: 근접 센서) 및/또는 제 2 센서 모듈(미도시)(예: 지문 센서), 및/또는 상기 하우징(110)의 제 2 면(110B)에 배치된 제 3 센서 모듈(119)(예: HRM 센서)을 포함할 수 있다. 상기 지문 센서는 하우징(110)의 제 1 면(110A)(예: 홈 키 버튼(115)), 제 2 면(110B)의 일부 영역, 또는 디스플레이(101)의 아래에 배치될 수 있다. 전자 장치(100)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(104) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
카메라 모듈(105, 112, 113)은, 전자 장치(100)의 제 1 면(110A)에 배치된 제 1 카메라 장치(105), 및 제 2 면(110B)에 배치된 제 2 카메라 장치(112), 및/또는 플래시(113)를 포함할 수 있다. 상기 카메라 모듈들(105, 112)은, 하나 또는 복수의 렌즈들, 이미지 센서, 및/또는 이미지 시그널 프로세서를 포함할 수 있다. 플래시(113)는, 예를 들어, 발광 다이오드 또는 제논 램프(xenon lamp)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 2개 이상의 렌즈들 (광각 렌즈, 초광각 렌즈 또는 망원 렌즈) 및 이미지 센서들이 상기 전자 장치(100)의 한 면에 배치될 수 있다.
키 입력 장치(117)는, 하우징(110)의 측면(110C)에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서는, 전자 장치(100)는 상기 언급된 키 입력 장치(117)들 중 일부 또는 전부를 포함하지 않을 수 있고 포함되지 않은 키 입력 장치(117)는 디스플레이(101) 상에 소프트 키 등 다른 형태로 구현될 수 있다. 다른 실시예로, 키 입력 장치(117)는 디스플레이(101)에 포함된 압력 센서를 이용하여 구현될 수 있다.
인디케이터는, 예를 들어, 하우징(110)의 제 1 면(110A)에 배치될 수 있다. 인디케이터는, 예를 들어, 전자 장치(100)의 상태 정보를 광 형태로 제공할 수 있다. 다른 실시예에서는, 발광 소자는, 예를 들어, 카메라 모듈(105)의 동작과 연동되는 광원을 제공할 수 있다. 인디케이터는, 예를 들어, LED, IR LED 및 제논 램프를 포함할 수 있다.
커넥터 홀(108, 109)은, 외부 전자 장치와 전력 및/또는 데이터를 송수신하기 위한 커넥터(예를 들어, USB 커넥터)를 수용할 수 있는 제 1 커넥터 홀(108), 및/또는 외부 전자 장치와 오디오 신호를 송수신하기 위한 커넥터를 수용할 수 있는 제 2 커넥터 홀(또는 이어폰 잭)(109)을 포함할 수 있다.
카메라 모듈들(105, 112) 중 일부 카메라 모듈(105), 센서 모듈(104, 119)들 중 일부 센서 모듈(104) 또는 인디케이터는 디스플레이(101)를 통해 노출되도록 배치될 수 있다. 예컨대, 카메라 모듈(105), 센서 모듈(104) 또는 인디케이터는 전자 장치(100)의 내부 공간에서, 디스플레이(101)의, 전면 플레이트(102)까지 천공된 관통홀을 통해 외부 환경과 접할 수 있도록 배치될 수 있다. 다른 실시예로, 일부 센서 모듈(104)은 전자 장치의 내부 공간에서 전면 플레이트(102)를 통해 시각적으로 노출되지 않고 그 기능을 수행하도록 배치될 수도 있다. 예컨대, 이러한 경우, 디스플레이(101)의, 센서 모듈과 대면하는 영역은 관통홀이 불필요할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 도 4의 전자 장치(100)의 전개 사시도이다.
도 6의 전자 장치(300)는 도 4 및 도 5의 전자 장치(100)와 적어도 일부 유사하거나, 전자 장치의 다른 실시예를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 전자 장치(300)(예: 도 4, 또는 도 5의 전자 장치(100))는, 측면 프레임(310)(예: 측면 베젤 구조 또는 측면 부재), 제 1 지지 플레이트(311)(예: 브라켓 또는 지지 구조), 전면 플레이트(320)(예: 전면 커버), 디스플레이(330), 인쇄 회로 기판(340), 배터리(350), 제 2 지지 플레이트(360)(예: 리어 케이스), 안테나(370), 및 후면 플레이트(380)(예: 후면 커버)를 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(300)는, 구성 요소들 중 적어도 하나(예: 제 1 지지 플레이트(311), 또는 제 2 지지 플레이트(360))를 생략하거나 다른 구성 요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 전자 장치(300)의 구성 요소들 중 적어도 하나는, 도 4, 또는 도 5의 전자 장치(100)의 구성 요소들 중 적어도 하나와 동일, 또는 유사할 수 있으며, 중복되는 설명은 이하 생략한다.
제 1 지지 플레이트(311)는, 전자 장치(300) 내부에 배치되어 측면 프레임(310)과 연결될 수 있거나, 측면 프레임(310)과 일체로 형성될 수 있다. 제 1 지지 플레이트(311)는, 예를 들어, 금속 재질 및/또는 비금속 (예: 폴리머) 재질로 형성될 수 있다. 제 1 지지 플레이트(311)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.
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(300)를 외부 전자 장치와 전기적 또는 물리적으로 연결시킬 수 있으며, USB 커넥터, SD 카드/MMC 커넥터, 또는 오디오 커넥터를 포함할 수 있다.
배터리(350)는 전자 장치(300)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다. 배터리(350)의 적어도 일부는, 예를 들어, 인쇄 회로 기판(340)과 실질적으로 동일 평면상에 배치될 수 있다. 배터리(350)는 전자 장치(300) 내부에 일체로 배치될 수 있다. 다른 실시예로, 배터리(350)는 전자 장치(300)로부터 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
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, 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다. 다른 실시예에서는, 상기 측면 베젤 구조(310) 및/또는 상기 제 1 지지 플레이트(311)의 일부 또는 그 조합에 의하여 안테나 구조가 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 측면 프레임(310)의 제1지지 플레이트(311)는 전면 플레이트(320)를 향하는 제1면(3101) 및 제1면(3101)과 반대 방향(예: 후면 플레이트 방향)을 향하는 제2면(3102)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 카메라 모듈(400)(예: 도 4의 카메라 모듈(105))은 제1지지 플레이트(311)와 후면 플레이트(380) 사이에 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 카메라 모듈(400)은 제1지지 플레이트(311)의 제1면(3101)으로부터 제2면(3102)까지 연결된 제1관통홀(301)을 통해 전면 플레이트(320) 방향으로 돌출되거나 노출되도록 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 카메라 모듈(400)의 제1관통홀(301)을 통해 돌출된 부분은 디스플레이(330)의 대응되는 위치에 형성되는 제2관통홀(331)을 통해 전면 플레이트(320)의 배면과 근접하거나 접하도록 배치될 수 있다. 다른 실시예로, 카메라 모듈(400)이 디스플레이(330)와 제1지지 플레이트(311) 사이에 배치될 경우, 제1관통홀(301)은 불필요할 수 있다. 다른 실시예로, 카메라 모듈(400)이 디스플레이(330)와 제1지지 플레이트(311) 사이에 배치될 경우, 디스플레이(330)(예: 디스플레이 패널)에 형성되는 제2관통홀(331)은 불필요할 수 있다. 이러한 경우, 카메라 모듈(400)과 대응되는 디스플레이(330)(예: 디스플레이 패널)의 대응 영역은 화소 또는 전기 배선의 구조를 재배치함으로서 주변보다 상대적으로 투과율이 높은 영역으로 형성될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 카메라 모듈(400)은, 전자 장치(300)의 내부 공간에서, 제1관통홀(301) 및 제2관통홀(331)을 적어도 부분적으로 관통하고, 전면 플레이트(320)의 대응 위치에 형성되는 카메라 노출 영역(321)을 통해 외부 환경을 검출하도록 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 카메라 노출 영역(321)은 실질적으로 카메라 모듈(400)의 경통 부재(예: 도 4의 경통 부재(420))에 배치된 적어도 하나의 렌즈(예: 도 4의 제1렌즈(431))의 제1영역(예: 유효 영역)과 대면하는 투명 영역을 포함할 수 있다. 다른 실시예로, 카메라 노출 영역(321)은 투명 영역을 둘러싸는 일정 폭을 갖는 인쇄 영역을 포함할 수도 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 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 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.
Claims (12)
- 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금으로서,상기 합금의 총 중량에 대하여, 9.0 중량% 이상 11.0 중량% 이하의 규소(Si), 1.0 중량% 이상 1.3 중량% 이하의 마그네슘(Mg), 0.0001 중량% 이상 0.9 중량% 이하의 철(Fe), 0.0001 중량% 이상 0.1 중량% 미만의 구리(Cu), 2.0 중량% 초과 3.0 중량% 이하의 아연(Zn), 하기 스트론튬(Sr)의 함유 비율을 충족하는 양의 스트론튬(Sr), 및 잔여량의 알루미늄(Al)을 함유하고,상기 스트론튬(Sr)의 함유 비율은 (Si의 중량% - 1.74 × Mg의 중량%) : Sr의 중량% = 200~1000 : 1의 범위인, 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금.
- 제1항에 있어서,상기 합금은, 상기 합금의 총 중량에 대하여 0.0001 중량% 이상 0.25 중량% 이하의 망간(Mn)을 함유하는, 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금.
- 제1항에 있어서,상기 합금은, 상기 합금의 총 중량에 대하여 0.35 중량% 이상 0.5 중량% 이하의 크롬(Cr)을 함유하는, 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금.
- 제1항에 있어서,상기 합금은, 상기 합금의 총 중량에 대하여 0.17 중량% 이상 0.25 중량% 이하의 티타늄(Ti)을 함유하는, 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금.
- 제1항에 있어서,상기 합금은, 상기 합금의 총 중량에 대하여 0.0001 중량% 이상 0.01 중량% 이하의 니켈(Ni)을 함유하는, 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금.
- 제1항에 있어서,상기 합금은, 상기 합금의 총 중량에 대하여 0.015 중량% 이상 0.035 중량% 이하의 주석(Sn)을 함유하는, 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금.
- 제1항에 있어서,상기 합금은, 상기 합금의 총 중량에 대하여, 10.2 중량% 이상 10.7 중량% 이하의 규소(Si), 1.05 중량% 이상 1.25 중량% 이하의 마그네슘(Mg), 0.0001 중량% 이상 0.9 중량% 이하의 철(Fe), 0.0001 중량% 이상 0.005 중량% 이하의 구리(Cu), 2.0 중량% 초과 2.5 중량% 이하의 아연(Zn), 하기 스트론튬(Sr)의 함유 비율을 충족하는 양의 스트론튬(Sr), 0.0001% 이상 0.01 중량% 이하의 니켈(Ni), 0.0001% 이상 0.25% 이하의 망간(Mn), 0.35 중량% 이상 0.5 중량% 이하의 크롬(Cr), 0.17 중량% 이상 0.25 중량% 이하의 티타늄(Ti), 0.015 중량% 이상 0.035 중량% 이하의 주석(Sn), 및 잔여량의 알루미늄(Al)을 함유하고,상기 스트론튬(Sr)의 함유 비율은 (Si의 중량% - 1.74 × Mg의 중량%) : Sr의 중량% = 300~500 : 1의 범위인, 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금.
- 제1항에 있어서,상기 합금은 항복 강도가 210 MPa 이상이고, 연신율이 2% 이상인, 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금.
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금으로 제조되는 전자 장치용 부품.
- 제9항에 있어서,상기 전자 장치용 부품은 모바일 전자 장치에 장착되는 브라켓인, 전자 장치용 부품.
- 제9항의 전자 장치용 부품을 포함하는 전자 장치.
- 전자 장치에 있어서,전면 플레이트,후면 플레이트, 및전자 장치의 복수의 부품 중 적어도 일부가 배치되는 지지 플레이트를 포함하며,상기 전면 플레이트, 후면 플레이트 및 지지 플레이트 중 적어도 하나는 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금으로 제조되며,상기 박육 제품 다이캐스팅용 알루미늄 합금은,상기 합금의 총 중량에 대하여, 9.0 중량% 이상 11.0 중량% 이하의 규소(Si), 1.0 중량% 이상 1.3 중량% 이하의 마그네슘(Mg), 0.0001 중량% 이상 0.9 중량% 이하의 철(Fe), 0.0001 중량% 이상 0.1 중량% 미만의 구리(Cu), 2.0 중량% 초과 3.0 중량% 이하의 아연(Zn), 하기 스트론튬(Sr)의 함유 비율을 충족하는 양의 스트론튬(Sr), 및 잔여량의 알루미늄(Al)을 함유하고,상기 스트론튬(Sr)의 함유 비율은 (Si의 중량% - 1.74 × Mg의 중량%) : Sr의 중량% = 200~1000 : 1의 범위인, 전자 장치.
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