IR52장영실상

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제목	[제15주차 IR52 장영실상] 삼성전자 / 방수 USB 소켓
등록일	2019-04-11
내용	△왼쪽부터 김창재 책임, 정순완 수석, 김윤성 선임 삼성전자가 개발한 `우레탄아크릴레이트 소재 적용 일체형 디스펜싱 기술 기반 방수 USB 소켓`이 2019년 15주 차 IR52 장영실상을 수상했다. 스마트폰을 물속에 넣어도 고장 나지 않도록 하려면 이어폰을 연결하는 부위인 `이어폰 단자` 부분의 방수가 필수적이다. 이 같은 부위를 USB 소켓이라고 하는데, 단자를 끼거나 빼는 일이 잦은 만큼 변형이 발생해 방수에 취약하다. 삼성전자 연구진은 방수 스마트폰을 개발하기 위해 USB 소켓 부위를 `오링(부품 틈 사이에 끼워넣는 도넛 형태 제품)`으로 감싸는 방안을 고안했다. 그런데 오링을 걸기 위해 필요한 금속 구조물이 문제였다. 정순완 삼성전자 수석연구원은 "스마트폰 프레임은 알루미늄으로 만드는데 안테나 역할도 한다"며 "오링을 걸기 위해 만든 알루미늄 구조와 스마트폰 프레임이 가까이 위치하다 보니 안테나 성능이 저하되는 문제가 발생했다"고 말했다. 두 알루미늄이 거의 붙어 있는 만큼 안테나 성능이 저하되는 예상치 못한 부작용이 생긴 것이다. 삼성전자 연구진은 이 같은 문제를 해결하기 위해 일체형 `디스펜싱` 기술을 적용했다. 디스펜싱이란 마치 주삿바늘에서 액체가 흘러나오듯 액체를 실린더에 넣고 압력을 가해 짜내는 기술이다. USB 소켓 부위에 있는 부품 사이 틈에 디스펜싱 기술을 이용해 우레탄아크릴레이트를 뿌려주면 틈이 막혀 물이 스마트폰 내부로 들어가는 것을 방지할 수 있다. 연구진은 방수 소재인 우레탄아크릴레이트 특성을 분석한 뒤 이를 토대로 소재 개발에 들어갔다. 정 수석연구원은 "최고의 공정 엔지니어들이 베트남과 중국 현지 생산라인에서 주야 2교대로 근무하면서 문제점을 찾아냈다"며 "디스펜싱 과정을 최적화함으로써 일정 내에 목표 수율(투입 수에 대한 완성된 양품(良品) 비율)을 달성하는 데 성공했다"고 말했다. 삼성전자가 빠른 시간 안에 디스펜싱을 이용한 방수 기술을 개발할 수 있었던 것은 선행 연구개발(R&D) 덕분이다. 정 수석연구원은 "일체형 디스펜싱 기술이 모바일 제품 방수에 필요한 기술이라고 판단해 2년 전부터 선행기술을 개발하고 있었다"며 "선행연구가 없었다면 USB 방수 소켓 개발은 시도조차 못했을 것"이라고 말했다. 이처럼 디스펜싱 기술을 적용한 USB 소켓 덕분에 갤럭시 스마트폰은 안테나 성능 확보에 유리한 구조를 유지함과 동시에 최고 방수 등급을 확보했다. 일반적으로 스마트폰 방수 능력은 수심 1m에서 30분 정도 유지해도 물이 새지 않으면 `7등급`으로 표현한다. 삼성전자는 스마트폰을 수심 1.5m에서 30분 동안 놓아도 물이 새지 않아 세계 최고 수준의 방수 기능을 확보했다. 정 수석연구원은 "앞으로 방수 USB 소켓은 물론 웨어러블 제품의 경박단소 방수 부품으로 적용을 확대하겠다"고 말했다. 그는 또 "디스펜싱 기술을 이용한 방수 USB 소켓 기술은 금속은 물론 플라스틱 부품의 방수 일체화 부품 개발에도 활용할 수 있을 것"이라고 덧붙였다.