맞춤형 커넥터 솔루션을 제공하는 다양한 모듈형 설계
글/ 데이비드 파이크(David Pike), 마우저 일렉트로닉스(Mouser Electronics)

(출처: Junior/ stock.adobe.com; AI로 생성)
커넥터 시장은 전자 산업계 전체에서 가장 다양한 제품군을 가진 시장 중 하나입니다. 한 세대가 다음 세대의 제품들로 대체되는 반도체와 달리, 커넥터는 수십 년 동안 사용될 수 있습니다. 그 결과, 커넥터 시장은 엄청난 범위의 옵션을 축적해 왔습니다.
이러한 다양성에도 불구하고, 엔지니어들은 자신의 설계에 필요한 기능과 정확히 일치하는 커넥터를 찾지 못하는 상황이 발생하곤 합니다. 많은 엔지니어들은 요구 사항을 절충하기도 하고, 다른 선택지가 없다는 이유만으로 완벽하지 않은 커넥터를 선택해야 할 때도 있습니다. 이럴 경우, 커넥터가 자신이 원하는 크기보다 크거나 필요한 핀 수보다 더 많은 핀을 가질 수 있습니다.
고객의 특수한 요구 사항을 충족하기 위해 많은 제조회사들은 맞춤형 제품을 제공하기도 하고 개별 요구 사항에 따라 독특한 커넥터를 제작하기도 합니다. 그러나 '맞춤화'라는 단어는 종종 비용, 복잡성, 지연이라는 인식을 동반합니다.
맞춤형 제품은 제조사가 추가 시간을 들여 제작해야 하는데, 이는 고객이 엔지니어링 비용으로 부담하게 됩니다. 일부 변경 사항은 신속하게 처리되어 비용이 그리 많이 들지 않을 수 있습니다. 그러나 맞춤형 금형 도구 제작과 같은 다른 작업은 수천 달러의 비용이 들며 상당한 시간이 소요될 수 있습니다. 이러한 지연은 제품 출시 시기를 늦출 수 있으며, 이는 빠르게 변화하는 현대 산업에서 중요한 고려 사항입니다.
맞춤형 커넥터를 위한 모듈형 설계
완전한 맞춤 제작에 대한 대안도 존재합니다. 모듈형 방식으로 제작된 커넥터는 다양한 조합의 구성 요소를 결합함으로써 방대한 옵션을 제공합니다. 일부 커넥터 제품군은 설계자가 표준화된 부품군에서 선택하기만 하면 필요한 기능 조합을 정확히 구성할 수 있게 합니다. MIL-DTL-38999 커넥터 규격이 바로 이러한 방식으로 발전해 왔으며, 제조회사들은 공통적인 셸(shell) 디자인에 장착 가능한 수많은 접점 배열을 제공합니다.
모듈형 구조는 산업용 커넥터에도 적용됩니다. 공장 현장에서는 독일 DIN 표준을 준수하는 대형 직사각형 커넥터가 널리 사용됩니다. DIN 표준은 커넥터의 외부 치수와 공통 접점 배열을 규정하여 타사 유사 제품과의 호환성을 보장합니다.
그러나 진정한 다용도성을 위해 제조사는 공통 셸에 장착 가능한 모듈형 부품 시스템도 제공합니다(그림 1). 이러한 커넥터는 다양한 옵션을 블록 조립 방식으로 조합하여 조립한 후 쉘에 장착됩니다. 이를 통해 대형 산업용 하우징에 신호 및 전원 접점과 함께 광섬유, 네트워킹, 심지어 공압 기능까지 조합하여 설치할 수 있습니다.

그림 1. 모듈형 커넥터는 표준 쉘 규격 내에서 방대한 맞춤 옵션을 제공합니다. (출처: 마우저 일렉트로닉스)
이러한 다용도성에는 단점도 따릅니다. 이 독특한 커넥터를 구현하려면 고객이 개별 부품을 주문해서 조립해야 합니다. 궁극적인 유연성을 확보하는 대신 공급망 복잡성 이슈는 감수해야 한다는 뜻입니다. 기존 커넥터는 일반적으로 한 쌍으로 공급되는 반면, 이러한 모듈형 유형의 개별 하위 부품은 별도로 구매해야 하며, 직접 조립하는 데 필요한 처리 시간도 상당할 수 있습니다.
사전 조립형 모듈형 커넥터
따라서 엔지니어들은 완전한 모듈형 커넥터가 실용적이지 않다고 판단할 수 있습니다. 최고의 다용성을 제공하지만 물류상의 어려움으로 인해 이러한 솔루션이 그리 매력적이지 않을 수 있기 때문입니다.
일부 커넥터 제조회사는 사용자가 자체 조립할 필요 없이 동일한 기능을 이용할 수 있는 제품도 제공합니다. 이러한 제품의 경우, 고객은 필요한 기능을 선택한 다음, 온라인 설계 구성 도구를 사용해 자신이 선택한 커넥터의 가상 복제본을 확인할 수 있습니다.
그러면 제조사는 완성된 설계에 부품 번호를 부여하고 자체 공장에서 조립하여 완성된 부품 형태로 고객에게 커넥터를 제공합니다. 이는 진정한 맞춤 제작 비용 없이 맞춤형 커넥터의 유연성을 제공하며, 비카탈로그 제품 주문 시 발생하는 구매 및 물류 문제를 단순화합니다.
이 방법은 엔지니어가 직접 커넥터를 수정할 수 없고 유연성도 떨어지지만, 이는 더 쉬운 구매 과정을 얻기 위해 지불할 만한 작은 대가일 수 있고, 직접 조립해야 하는 시간도 단축시킬 것입니다.
새로운 커넥터 제작
지금까지 소개한 많은 기술은 새로운 금형 공구의 필요성을 대체하기 위한 것입니다. 플라스틱 절연체는 거의 모든 커넥터에 필수적이며 일반적으로 성형이 가능합니다. 이를 제작하는 금형은 복잡하고 내구성이 있어야 하므로, 새로운 공구나 금형은 제작 비용이 매우 비싼 장비입니다. 이는 새로운 커넥터 제작 비용에 상당한 영향을 미칩니다.
일부 제조사는 모듈형 금형 도구를 개발하여 이 문제를 해결했습니다. 개별 부품으로 커넥터를 조립하는 대신, 이 기술은 모듈형 금형으로 일체형 커넥터 본체를 제작합니다. 엔지니어는 익숙한 구성 소프트웨어에서 옵션을 선택하면, 제조사가 전기 접점이 장착되는 일체형 플라스틱 하우징을 만듭니다. 이는 맞춤형 커넥터의 유연성을 제공하면서도 관련 엔지니어링 비용을 절감합니다. 조립식 모듈형 대비 이 기술의 장점은 일체형 커넥터가 제공하는 물리적 안정성입니다. 결과물이 더 견고할 뿐만 아니라, 조작 오류나 부적절한 취급으로 커넥터가 분해될 위험이 전혀 없습니다.
맺음말
커넥터 산업은 100년 이상 혁신을 거듭해 오면서 시장에 다양한 옵션을 제공해 왔습니다. 고객 역시 지속적으로 혁신하며 비표준 커넥터 제품에 대한 수요를 창출하고 있습니다.
모듈형 커넥터는 비용, 유연성, 사용 편의성의 이상적인 조합을 제공합니다. 이를 통해 엔지니어들은 맞춤형 솔루션과 관련된 추가 비용 없이도 요구 사항의 많은 특성을 정의할 수 있습니다. 이제 특수 커넥터는 더 이상 대량 생산 회사나 대기업만의 전유물이 아닙니다. 커넥터 기업의 창의성과 모듈형 솔루션은 엔지니어들에게 진정으로 독특한 것을 창조할 기회를 제공합니다.
저자 소개

데이비드 파이크(David Pike)는 인터커넥트(Interconnect) 업계에서 그의 열정과 전반적인 공학적 지식으로 널리 인정받고 있다. 그의 온라인 닉네임은 ‘커넥터 긱(Connector Geek)’이다.