웨어러블 시대, 부품열전 ③PCB·충전모듈


삼성전기·LG이노텍, 플렉서블 기판·무선충전 모듈 개발 '박차'

[양태훈기자] 웨어러블 시장의 급성장에 맞춰 삼성전기와 LG이노텍도 플렉서블 인쇄회로기판(PCB), 무선충전 모듈 등 핵심 부품 개발에 매진하고 있다.

디자인 차별화 및 편의성이 웨어러블 시장에서 주요한 경쟁요소로 부각되는 만큼 이에 적합하도록 얇고 효율적인 제품 구현을 콘셉트로 기술개발에 박차를 가하고 있다.

이는 디스플레이 업체들이 폴더블 등 차세대 플렉서블 유기발광다이오드(OLED) 기술에 대한 연구·개발(R&D)에 집중하고 있는 것과 같은 맥락이다. 폼팩터 차별화가 웨어러블 시장 선점에 필수인 만큼 이에 맞는 부품을 적기공급, 시장을 선점하겠다는 전략이다.

현대증권 김동원 연구원은 "최근 출시된 애플워치가 시장에서 주목을 받는 것을 보면, 웨어러블 시장의 주요 포인트는 '기능'이 아닌 '디자인'과 같이 소비자 수요를 끌어낼 수 있는 요소"라며, "국내 업체들이 웨어러블 시장에서 성과를 얻으려면 폼팩터 차별화를 끌어낼 수 있어야 한다"고 설명했다.

◆ 플렉서블 기판, '디자인 차별화의 필수조건'

삼성전기와 LG이노텍은 플렉서블 웨어러블 제품 개발에 필요한 기판으로 각각 '리지드 플렉스(Rigid Flex)'와 '칩온필름(COF)'을 개발, 시장상황에 대비하고 있다.

리지드 플렉스는 다층의 구조로 이뤄진 경성(Rigid) PCB와 연성(Flexible) PCB를 결합한 기판으로 여러 장의 기판 쌓으면서 3차원(3D)로 회로선(배선)을 연결해 소형화 및 경량화에 유리한 강점을 제공한다.

예컨대 카메라 모듈 등의 두꺼운 부품을 탑재할 경우, 기판의 단차를 둬 전체적인 두께를 줄일 수 있는 것.

삼성전기의 리지드 플렉스 기판은 약 10만회에 달하는 구부러짐에도 견딜 수 있는 신뢰성을 확보한 상태. 두께도 시중에 출시된 일반 상용 제품(10층을 기준) 대비 얇은 0.8mm 이하 기술개발에 박차를 가하고 있다.

칩온필름은 폴리이미드(PI) 필름 위해 미세회로를 그려 드라이브 집적회로(IC) 등을 실장할 수 있는 기판을 말한다. 드라이브 IC 실장 후, 화면 구동용 전기적 신호를 디스플레이 패널로 전달하는 기능을 담당, 웨어러블 기기의 두께와 베젤(테두리)을 최소화 할 수 있는 기능성을 제공한다.

플렉서블 타입의 필름을 사용해 접거나 말 수 있는 게 특징으로, 모듈을 소형화하고 부품의 두께를 대폭 줄일 수 있는 게 이점.

또 LG이노텍은 최근 필름의 양면(위·아래)을 모두 활용할 수 있는 '2-메탈 양면 필름온칩' 기술개발을 완료한 것으로 알려졌다.

이는 기존 대비 회로 집적도를 최대 1.8배 높여 두께를 더욱 줄일 수 있는 제품 상용화에 집중하고 있다.

◆ 무선 충전, 자기유도 vs 자기공명

양사는 웨어러블 기기의 사용성 측면에서 편의성을 제공하는 무선충전 기술개발도 집중하고 있다.

다만 방식은 LG이노텍이 충전모듈 및 송·수신기를 접촉하는 '자기유도' 방식에, 삼성전기는 충전모듈 및 송·수신기간의 거리가 수미터(m) 떨어져도 충전이 가능한 '자기공명(리젠스)' 방식에 집중하고 있다.

자기유도 방식의 경우, 현재 시중에 출시된 상용제품은 5W급 충전효율을 제공하고 있다. 또 지난달 말 무선충전 기술 국제표준화단체인 무선전력컨소시엄(WPC)이 15W급 급속 무선충전 관련 표준인 '치(Qi)'의 세부 기준안을 마련·공개함에 따라 내년 상반기부터 15W급 제품의 활성화가 기대된다.

LG이노텍은 앞서 지난 4월 무선충전패드에 장착되는 송신모듈의 양산기술을 확보, 자기유도 방식 무선충전 시장에서 경쟁력을 강화하기 위한 준비를 끝마친 상태다.

LG이노텍에 따르면 15와트급 무선충전 모듈의 경우, 기존의 65% 내·외였던 충전효율이 70% 이상으로 향상, 충전패드의 두께도 11.4mm로 슬림하기 디자인할 수 있게 된다.

LG이노텍은 "치 표준의 경우, 무선충전 규격 중 가장 보편화된 기술인 만큼 동일 규격의 수신모듈을 장착한 스마트폰이면 제조사나 모델에 상관없이 모두 사용이 가능하다"며, 자기유도 방식의 범용성을 강조했다.

또 삼성전기는 무선충전연합(A4WP)와 함께 수년간 자기공명 방식 무선전력전송 기술에 공들여오고 있다. 충전패드와 모바일 기기에 동일한 주파수의 공진 코일을 탑재, 근거리에서 발생하는 전자파 자기장을 통해 기기를 충전하는 기능을 제공한다.

삼성전기는 "자기유도 방식의 경우, 반드시 충전패드와 접촉된 기기만 충전이 가능하지만 '자기공명(리젠스)'은 여러 기기를 동시에 무선으로 충전할 수 있어 더욱 유용하다"며 자기공명 방식의 편의성을 강점으로 꼽았다.

예컨대 자기공진 방식을 지원하는 충전패드 하나만 있으면 스마트폰부터 태블릿PC, 웨어러블 기기를 동시에 충전할 수 있어 편리하다는 것.

또 자기유도 방식은 이론상 최대 90% 이상의 충전효율을 제공하나 송신 코일과 수신 코일의 중심이 정확히 일치하지 않으면 전력 충전 효율이 급격히 저하되는 반면, 자기공명 방식은 송·수신 코일 간 1미터 떨어진 곳에서 최대 90%의 충전 효율을 제공하는 것도 강점으로 꼽았다.

삼성전기는 최근 출시되는 프리미엄 스마트폰이 메탈케이스를 적용함에 따라 이에 대비해 메탈케이스의 모바일 기기도 무선으로 충전히 가능한 '스마트 무선충전 솔루션' 기술도 확보한 상태다.

양태훈기자 flame@inews24.com







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