전자 산업에서의 금속 프레스 가공의 활용 분야는 무엇인가요?

Aug 12, 2025

소형 전자 부품 제작을 위한 정밀 금속 프레스 가공

스마트폰, 노트북, 웨어러블 기기에서 마이크로 정밀 프레스 가공의 역할

마이크로 정밀 금속 프레스 가공 기술은 현대 기기들이 원활하게 작동하도록 하는 작지만 중요한 부품들을 제작할 수 있게 해줍니다. 작년 업계 자료에 따르면 오늘날의 스마트폰에는 80개 이상의 다양한 금속 프레스 부품이 포함되어 있다고 합니다. 0.8밀리미터 두께의 극히 얇은 SIM 카드 슬롯이나 사람 머리카락보다도 얇은 안테나 브라켓 같은 부품들을 생각해보면 됩니다. 특히 놀라운 점은 이러한 부품들이 제작될 때 요구되는 정밀도로, 흔히 5마이크론(0.005밀리미터) 이하의 공차 범위에서 제작된다는 점입니다. 이러한 수준의 정밀도는 예를 들어, 가장 미세한 편차조차 신호 품질에 영향을 줄 수 있는 5G 휴대폰 커넥터 같은 부품에서는 특히 중요합니다. 다단계 프로그레시브 다이를 활용하면 전기 접점들을 형성하면서 동시에 노트북의 히트싱크에 통풍 패턴까지 일괄적으로 설계하여 기능과 형태를 동시에 처리할 수 있습니다. 또한 속도 측면에서도 이 기술은 뛰어난데, 분당 1,200개 이상의 부품을 제작할 수 있을 뿐 아니라, 1,000만 개 이상의 대량 생산에서도 품질을 일관되게 유지합니다. 레이저 절단과 같은 다른 가공 방식과 비교할 때, 이 프레스 성형 방식은 대량 생산 효율성 측면에서 확실히 우수합니다.

프로그레시브 다이 기술을 이용한 금속 프레스 부품의 대량 생산

전자 커넥터용 고속 프로그레시브 다이 프레스 가공

프로그레시브 다이 프레스 공법은 한 번의 프레스 사이클 동안 절단, 굽힘, 성형 등 여러 공정을 동시에 수행할 수 있다. 그래서 제조업체에서는 전자 커넥터 대량 생산에 이 방식을 선호한다. 이 공정은 분당 1,200회 이상의 속도를 달성하면서도 ±0.05mm 이내의 위치 정확도를 유지할 수 있다. USB-C 포트 및 SIM 카드 슬롯과 같이 미세한 부품들이라도 엄격한 허용오차를 요구하기 때문에 이는 상당히 인상적인 성능이다. 최근 제조업계 보고서에 따르면, 기존의 프레스 가공 방식에 비해 프로그레시브 프레스 방식을 도입한 기업들은 추가 가공 공정을 약 40%까지 줄일 수 있었다고 한다. 이는 접점 스프링 및 민감한 전자기기의 간섭을 방지하는 금속 실드와 같은 섬세한 부품 제작 시 특히 큰 차이를 보인다.

대량 생산에서 금속 프레스 가공의 확장성 및 비용 효율성

연속형 다이 시스템은 일관되게 공정을 반복할 수 있는 내재적 능력을 가지고 있어서 제조사가 매달 1,000만 개 이상의 부품을 생산할 수 있습니다. 그리고 무엇을 의미할까요? 대부분의 기업이 필요로 하는 기본 커넥터의 경우, 부품당 단가는 10센트 이하로 유지됩니다. 이러한 시스템에 자재를 공급할 때는 현대 기술이 매우 효율적입니다. 구리 합금 및 인청동 소재의 경우 자재 사용률이 약 92% 이상에 달하는 수준입니다. 5G 안테나 및 배터리 단자용 부품 제작 시에는 비용 절감이 특히 중요하며, 이러한 효율성은 매우 의미가 큽니다. 프레스 기계에는 이제 IoT 센서가 내장되어 있습니다. 이러한 스마트 장치는 사이클 시간을 약 15~20%까지 단축시키고 생산 라인에서 금형 마모 상태를 실시간으로 모니터링합니다.

정밀블랭킹 및 복합다이 프레스 성형이 적용된 복잡한 전자 부품

정밀가공은 EMI 실드 캔과 마이크로 SD 카드 하우징과 같은 소형 부품 제작에 매우 효과적입니다. 이 공정을 통해 표면 거칠기가 약 3.2마이크론 Ra 이하인 깔끔하고 매끄러운 가장자리를 만들 수 있습니다. 복합 금형의 경우, 동시에 두 가지 작업을 수행하는데, 펀칭과 압출이 동시에 이루어집니다. 이는 0.2mm 피치 공차 내에서 정밀하게 맞물려야 하는 금도금 접촉 핀 제작에 매우 유리합니다. 제조사들은 최근 들어 상당한 기술적 발전을 이루었습니다. 이제 다단계 히트싱크를 한 번에 제작할 수 있는데, 여기에는 마운팅 클립과 열전달 경로까지 일체형으로 설계되어 있습니다. 이는 서버 부품 제작 시 3~5단계의 조립 공정을 줄여 생산 시간과 비용을 절감할 수 있습니다.

스탬핑 금속 케이싱을 활용한 EMI/RFI 차폐 솔루션

전자기기에서 스탬핑 금속 케이싱이 EMI/RFI 차폐 기능을 어떻게 효과적으로 수행하는가

구리 또는 알루미늄 합금과 같은 전도성 소재를 사용해 금속 재질의 외함을 프레스 가공함으로써 전자기 간섭(EMI) 및 무선주파수 간섭(RFI)에 대응할 수 있습니다. 이러한 소재는 들어오는 신호를 반사시키며, 페로우스 스테인리스강은 잔여 에너지를 흡수합니다. 하지만 미세한 틈새도 매우 중요합니다. 0.3mm보다 큰 개구부가 존재할 경우, 차폐 성능은 1GHz 주파수 대역에서 약 40dB까지 현저히 저하됩니다. 이 때문에 프레스 공정에서 정밀도가 매우 중요하며, 현재 대부분 ±0.05mm 이내의 공차를 달성하고 있습니다. 시장에 출시된 5G 네트워크와 사물인터넷(IoT) 기기들의 증가로 이러한 차폐 부품에 대한 수요가 뚜렷하게 증가하고 있습니다. 실제로 산업 보고서에 따르면 2022년 이후 약 22% 증가한 것으로 나타났습니다. 오늘날 대부분의 제조사들은 외함 설계 시 접지 기능을 후가하는 방식이 아닌 설계 초기 단계에서부터 통합적으로 설계하는 데 중점을 두고 있습니다.

최적의 차폐 성능을 위한 소재 선택 및 설계 고려사항

차폐 성능을 결정하는 세 가지 요소:

인자	고성능 예시	상충 고려사항
전도도	구리 (100% IACS*)	알루미늄 대비 높은 비용
부식 방지	304 스테인리스 스틸	전도도 18% 낮음
가공성	경질 알루미늄 6061	얇은 두께는 휨 현상 발생 가능

*국제 연질 구리 표준

설계자는 소비자 전자기기에서 전자기 누설 포인트의 90%를 차지하는 날카로운 모서리를 제거하면서도, 진동 하에서 일관된 전도성을 유지하기 위해 스프링 부하형 접촉점을 유지해야 합니다. 자동차 응용 분야에서는 스탬핑 차폐 부품이 성능 저하 없이 -40°C에서 125°C까지의 온도 사이클을 견뎌내도록 설계되었습니다.

전자 시스템에서의 금속 스탬핑 부품의 다기능 통합

스탬핑 부품에서 기계적 기능과 전기적 기능 통합

최근에는 전자기기들이 여러 가지 기능을 동시에 수행하는 스탬핑 부품에 크게 의존하고 있습니다. 이는 구조적 강도뿐 아니라 전기를 전도할 수 있는 능력도 요구됩니다. 예를 들어 EMI 차폐판을 들 수 있습니다. 많은 제조사들이 이를 이제는 5G 라우터 하우징의 프레임 역할도 하도록 설계하고 있습니다. 이는 제조 및 조립이 필요한 별도 부품들의 수를 줄일 수 있으며, 생산 비용을 통제하려는 입장에서는 매우 중요한 점입니다. 지난해 여러 산업 분야에 걸쳐 발표된 연구에 따르면, 통신 장비를 제조하는 기업들 중 약 3분의 2가량이 이러한 접근 방식을 채택하고 있습니다. 주된 이유는 무엇일까요? 바로 복잡한 장비 조립을 훨씬 간단하게 만들어 주기 때문이며, 특히 현대 기기 내부의 좁은 공간과 관련된 문제를 해결하는 데 효과적입니다.

소비자 전자제품에서 다기능 금속 스탬핑 부품의 활용

스마트폰이 보여주는 이러한 트렌드는 다음과 같습니다:

히트 싱크(heat sink) 역할을 하는 안테나 브라켓
접지 포인트(grounding point)로 작동하는 SIM 카드 트레이
EMI 가스켓(EMI gasket)을 통합한 버튼 하우징
이러한 기능 통합을 통해 스마트워치 및 초슬림 노트북과 같은 기기에서 전통적인 적층형 부품 대비 15~20%의 공간 절약이 가능합니다.

설계에서 기계적 내구성과 전기적 성능의 균형 조절

엔지니어들은 80,000 PSI 인장 강도와 98% IACS 전도성을 균형 있게 갖춘 구리-베릴륨 합금을 사용하여 다기능 설계를 최적화합니다. 레이저로 새긴 표면 패턴은 폴더블 디스플레이 기기에서 50,000회 이상의 굽힘 사이클 후에도 전기 접촉 신뢰성을 유지합니다. 시뮬레이션 기반 설계는 이제 ±5%의 기계적 응력 하에서 0.1Ø 미만의 저항 변동을 달성하는데, 이는 자동차 센서 응용 분야에서 매우 중요한 기준입니다.