왼쪽부터 권혁삼 선임연구원, 강창우 연구위원, 여인택 책임연구원, 박종찬 선임연구원.

디스플레이, 카메라 모듈 등 스마트폰 부품의 형상이 복잡해지고 소형화되면서 마이크로 단위의 비정형 형상을 정밀하게 분사하는 게 중요해졌다. 특히 각종 전자제품 부품에 빛 차단, 접지, 방습, 방진과 같은 기능을 강화하기 위해 정밀 3D 분사(디스펜싱) 기술을 적용하는 사례가 많아지고 있다.

제39주 차 IR52 장영실상 수상 제품으로 LG전자의 정밀 미세 3D 디스펜서가 선정됐다. 이전에 개발된 디스펜서가 직선 분사만 가능하고 곡면, 측면 등 다양한 형태의 제품에 대한 분사가 힘들었던 반면 수상 제품은 제품 형상에 따라 자유롭게 도포하면서 품질을 확보할 수 있다는 특징이 있다.

연구팀은 디스플레이 제품의 빛샘·정전기 방지를 위한 미세 분사 공법이 필요해 자체 연구개발(R&D)을 통해 디스펜서를 개발했다. 이를 활용해 분사 공정에 필요한 장비를 개발했고 카메라 모듈, 웨어러블 제품, 모바일 제품 등에 다양하게 적용하고 있다.

LG전자 3개 부서와 협력사가 2년간 협력해 탄생한 수상 제품은 기존 제품과 달리 자체 노즐, 고속 컨트롤러, 실시간 검사 시스템이 가능하다. 또 기존에 사용하던 상용 디스펜서의 단점인 기포, 품질, 속도 등을 개선했다.

제팅 방식을 사용하는 기존 해외 제품은 시간에 따른 미세 기포, 1회 도포 시 도포라인 형성에 대한 제약이 있다. 반면 LG전자 방식은 원리상 기포 발생이 없고 ㎛ 단위에서 ㎜ 단위까지 노즐만 변경하면 1회 분사가 가능해 투자비와 설비 측면에서 유리하다.

자체 개발한 제어부 임베디드 시스템을 적용해 기존에 많이 사용하던 에어 디스펜싱 방식 대비 도포 품질에 대한 변동이 적고 도포 시 토출에 대한 반응성이 20배 이상 빨라 디스펜싱 품질을 균일하게 구현할 수 있었다.

2019년 개발을 시작해 2020년 완료됐다. 2021년까지 장비 매출 금액은 200억원이고, 2022년에는 440억원이 발생했다. 올해는 매출 400억원 이상 을 예상하고 있다. 2021년부터 2023년까지 현재 누적 제작 장비 매출 수량은 약 66대다.

개발 초기에는 모바일 제품과 카메라 모듈 제작 공정에 적용했고 2022년부터 태블릿, 노트북 등 정보기술(IT) 제품으로 확대했다. 올해부터는 증강현실(AR)·가상현실(VR) 제품의 제작 공정에 적용하고 있고 향후 반도체 및 웨어러블 제작 공정에도 활용하는 것을 검토하고 있다.

[강민호 기자]