내충격성이란? 전자 디바이스를 지원하는 SEKISUI의 기술

내충격성의 기초 지식과 평가 방법을 알아보고, 전자 디바이스를 지원하는 SEKISUI의 소재 기술을 소개합니다.

스마트폰과 PC를 비롯한 전자 디바이스는 현대 생활을 뒷받침하는 필수 요소입니다.
최근에는 웨어러블 디바이스를 비롯한 새로운 시장도 확대되고 있습니다.
이번에는 끊임없이 진화하는 전자 디바이스를 지원하는 SEKISUI의 충격 흡수 기술을 소개합니다.
제품의 특징과 활용 사례도 함께 확인해 보실 수 있습니다.

내충격성이란?

전자 디바이스 내부에는 IC 칩을 비롯한 다양한 정밀 부품이 사용됩니다. 이러한 부품은 매우 섬세하기 때문에 사용 중 손상되지 않도록 보호하는 것이 중요합니다.
‘내충격성’은 낙하 등의 충격으로부터 제품을 보호하는 성능을 나타내는 주요 지표 중 하나입니다.
내충격성은 크게 두 가지 관점에서 살펴볼 수 있습니다.
하나는 내부에 가해지는 충격을 흡수하는 방식(응력 완화)이며, 다른 하나는 외부 충격을 받더라도 부재 간 박리가 발생하지 않도록 하는 방식(박리 저항성)입니다.
SEKISUI의 제품 중에서는 박막 고기능 폼 XLIM™이 응력 완화에 기여하며, 방수/충격흡수 폼테이프 5200시리즈와 UV+습기 경화형 유연 접착제 Photolec™ B는 우수한 박리 저항성을 제공합니다.

내충격성 평가 방법 예시

응력 완화 성능을 평가하는 시험에서는 폼을 부착한 유리에 추를 낙하시켜 손상 발생 여부를 확인했습니다.

폼이 부착되지 않은 유리에서는 균열이 발생한 반면, 폼이 부착된 유리에서는 변화가 관찰되지 않았습니다.

박리 저항성을 평가하는 시험에서는 테이프로 부착한 피착체에 추를 낙하시켜 박리가 발생하는 낙하 높이를 측정합니다.

두 시험 모두 가해진 충격에 대해 얼마나 견딜 수 있는지를 평가하는 시험입니다.

내충격성을 지원하는 SEKISUI의 기술

전자 디바이스에서 가장 일반적으로 예상되는 충격은 낙하 충격입니다.
스마트폰을 한 번도 떨어뜨려 본 적이 없는 사람은 많지 않을 것입니다.
또한 스마트폰을 떨어뜨린 후 기기의 성능이 저하되거나 이상이 발생한 경험을 가진 사람도 적지 않을 것입니다.

일반적으로 내충격성을 높이기 위해서는 외장 구조를 더욱 견고하게 만드는 방법이 고려됩니다. 그러나 최근에는 디바이스의 소형화가 진행되면서 충격 보호를 위한 충분한 공간을 확보하기가 어려워지고 있습니다. 따라서 제한된 공간에서도 우수한 내충격 성능을 구현할 수 있는 기술이 중요해지고 있습니다.

이제부터 각 제품의 특징과 적용 사례를 구체적으로 소개해 드리겠습니다.

0.03mm의 두께에서도 충격을 흡수하는 초박형 발포체 '박막 고기능 폼 XLIM™'

박막 고기능 폼 XLIM™은 초박형 발포체 시트입니다.
기기 내부의 틈새를 메워 내충격성을 향상시킵니다.
얇은 두께에도 우수한 충격 흡수 성능을 발휘할 수 있는 것은 SEKISUI의 독자적인 발포 기술 덕분입니다.

독립 기포 구조가 제공하는 유연성과 충격 흡수성

SEKISUI의 발포체(폼)는 내부의 기포가 각각 독립적으로 형성된 구조를 가지고 있습니다.

기포가 각각 독립된 구조를 이루고 있기 때문에 얇은 두께와 유연성, 충격 흡수성을 동시에 실현할 수 있습니다.
또한 기포끼리 연결되어 있지 않아 공기, 물, 열, 약품, 전기 등이 통과하기 어려운 특성을 가지고 있습니다.

박막 고기능 폼 XLIM™은 스마트폰, PC, 스피커 등 다양한 제품에서 부품 보호 용도로 채택되고 있습니다.

용도에 맞춘 가공 가능

박막 고기능 폼 XLIM™은 단순한 시트 형태의 제품으로, 용도에 맞게 다양한 가공이 가능합니다. 또한 리워크(rework)를 고려한 단면 고정 등 접착제나 양면테이프로는 구현하기 어려운 가공에도 대응할 수 있습니다.

사용이 편리한 테이프 타입 '방수/충격흡수 폼테이프 5200시리즈'

방수/충격흡수 폼테이프 5200시리즈는 앞서 소개한 발포체의 양면에 점착제를 적용한 테이프 타입 제품입니다. 독립 기포 구조의 특성을 활용하여 내충격성, 방수성, 방진성 등의 기능 향상에 기여합니다.
최근에는 주로 전자 디바이스 외장 부품의 내충격성 향상 용도로 사용되고 있습니다.
점착제와 기재 종류에 따라 다양한 제품군이 마련되어 있으므로 사용 환경과 용도에 맞게 선택하실 수 있습니다.

1mm, 2mm 폭에서도 뛰어난 충격 흡수 성능

기재로 사용된 폼은 XLIM™과 마찬가지로 독립 기포 구조의 발포체입니다.
아래는 실제로 폭 1mm 및 2mm 제품을 대상으로 실시한 낙하 충격 저항성 시험 결과입니다.

평가 방법

1. 테이프를 타발 가공(3inch, 폭 2mm 및 1mm)한 후, 구멍이 있는 PC 판에 부착합니다.
2. 테이프 위에 PC 판을 올리고 5kg의 하중으로 10초간 압착합니다.
3. 상온에서 하루 동안 방치한 후 추를 낙하시켜 PC 판이 박리되는 높이를 측정합니다.

SEKISUI의 폼테이프는 폭이 좁은 경우에도 우수한 충격 흡수 성능을 제공합니다.
따라서 스마트폰 디스플레이 베젤과 같이 고정 공간이 제한된 부위에도 안심하고 사용할 수 있습니다.

높은 점착력으로 박리 억제

방수/충격흡수 폼테이프 5200시리즈는 우수한 점착력도 특징 중 하나입니다.
초기 점착력이 뛰어난 제품을 비롯해 다양한 요구사항에 맞춰 선택할 수 있는 제품 라인업을 갖추고 있습니다.

평가 방법

1. 구멍이 있는 PC 판에 평가용 테이프를 부착합니다.
2. 테이프 위에 다양한 피착체를 올리고 5kg의 하중으로 10초간 압착합니다.
3. 상온에서 하루 동안 방치한 후, 그림과 같이 PC 판의 구멍을 통해 하중을 가해 피착체가 분리될 때의 하중을 비교합니다.

PC뿐만 아니라 SUS(스테인리스강), 유리 등의 다양한 피착체에도 우수한 접착력을 발휘합니다.
다양한 테이프 제품 개발 경험을 보유한 SEKISUI에 맡겨 주십시오.

고온·저온 환경에도 대응

고온 또는 저온 환경에서 사용되는 디바이스의 경우, 온도 변화에 대응할 수 있는지도 중요한 요소입니다.
방수/충격흡수 폼테이프 5200시리즈는 고온 환경용 및 저온 환경용 제품 라인업을 갖추고 있습니다.
따라서 온도 변화가 우려되는 환경에서도 안심하고 사용할 수 있습니다.

0.5mm 이하 폭에서도 접착이 가능한 'UV+습기 경화형 유연 접착제 Photolec™ B'

테이프보다 더욱 적은 공간에서 이러한 성능을 구현할 수 있는 것이 UV+습기 경화형 유연 접착제 Photolec™ B입니다.
접착제는 흘러내림이 있어 좁은 공간에는 사용할 수 없다고 생각하는 분들도 있을 수 있습니다.
그렇다면 Photolec™ B가 어떻게 초협폭 영역에서도 사용될 수 있는지, 그 경화 방식에 대해 소개하겠습니다.

UV+습기 경화에 의한 고정밀 접착

Photolec™ B는 제품에 도포한 후 UV를 조사하여 임시 고정할 수 있습니다.
따라서 접착제가 흘러내리지 않아 좁은 폭에서도 안정적인 부품 고정이 가능합니다.

또한 기존의 접착제는 도포 전에 가열이 필요한 제품이 주류였습니다.
반면 Photolec™ B는 상온에서 도포가 가능하므로 별도의 가열 설비가 필요하지 않습니다.

협폭 접착과 높은 내충격성을 동시에 실현

Photolec™ B는 초협폭 접착이 가능할 뿐만 아니라 우수한 내충격성도 갖추고 있습니다.
낙하 충격 시험에서는 접착된 부재에 반복적으로 충격을 가해 접착부의 내구성을 평가했습니다. 그 결과 높은 접착 신뢰성을 확인할 수 있었습니다.

접착제이므로 3D 곡면 및 비직선 형상에도 대응

현재 정밀 부품을 고정하는 방법으로 가장 널리 사용되는 것은 양면테이프입니다.
그러나 양면테이프의 경우, 고정 위치가 기본적으로 직선 형태로 제한됩니다.
또한 부분적으로만 고정하려고 하면 작업 공정이 증가하기 때문에 적용이 어려워질 수 있습니다.

Photolec™ B는 접착제이기 때문에 직선뿐만 아니라 다양한 레이아웃에도 유연하게 대응할 수 있습니다.
곡면과 곡면의 접착 등 양면테이프로는 적용이 어려운 분야에 적합한 솔루션입니다.

또한 경화 후에도 유연성이 유지되기 때문에 부품의 휨(워페이지)이나 변형에도 안정적으로 대응할 수 있습니다.

실제로 차세대 폴더블 스마트폰을 비롯한 다양한 전자 디바이스에 적용되고 있습니다.