15년 현장에서 바라본 스마트폰 초정밀 커넥터 기술과 미래｜20편 중 18편

Foldable 스마트폰은 접고 펼치는 구조 때문에 내부 커넥터와 FPCB의 연결 조건이 일반 스마트폰과 다릅니다.

메인보드와 Sub Board, 카메라, 디스플레이 등을 연결한 뒤 제품이 완성되면 내부 Connector가 큰 폭으로 움직일 일은 많지 않습니다.

그런데 Foldable 스마트폰은 전혀 다른 조건을 가지고 있습니다.

사용자가 스마트폰을 펼쳤다가 접을 때마다 힌지 주변의 구조가 반복적으로 움직이고, 그 사이를 지나가는 FPCB 역시 굽힘과 이동을 반복합니다.

제가 처음 Foldable 구조를 보면서 든 생각은 이것이었습니다.

“기존 스마트폰에서 잘 사용하던 Connector를 그대로 적용해도 장기간 문제가 없을까?”

결론부터 말하면 폴더블에서는 단순한 소형화만으로 충분하지 않습니다.

반복 굽힘 + 공간 변화 + 충격 + 열 + 고속신호

까지 동시에 고려해야 하기 때문입니다.

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일반 스마트폰과 Foldable 스마트폰의 연결 구조 비교

자료: Samsung 공식 기술자료 참고 / 이미지 재구성

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1. Foldable의 가장 큰 차이는 ‘움직이는 연결’이다

일반 스마트폰에서는 PCB와 Connector의 위치 관계가 거의 고정되어 있습니다.

하지만 Foldable에서는 메인보드가 좌우 또는 상하로 나뉘어 배치될 수 있고, 그 사이를 FPCB가 연결합니다.

삼성전자는 Galaxy Z Fold3의 구조를 설명하면서 힌지 양쪽 Main Board를 연결하는 Terminal과 FPCB Cable을 사용했으며, 액체 유입을 방지하기 위해 연결부에 Silicone 기반 CIPG 구조를 적용했다고 설명한 바 있습니다.

여기서 중요한 것은 Connector 자체를 계속 휘게 만드는 것이 아닙니다.

가능하면 Connector는 안정적인 위치에 고정하고,

움직임은 FPCB의 설계된 굽힘 구간에서 받아주는 것

이 기본적인 방향이라고 볼 수 있습니다.

2. 반복 굽힘에서는 ‘굽힘 반경’이 중요하다

FPCB를 한두 번 구부리는 것과 수만 번, 수십만 번 반복해서 구부리는 것은 전혀 다른 문제입니다.

굽힘 반경이 지나치게 작으면 특정 위치에 응력이 집중되고, 반복 동작이 계속되면 Copper Pattern이나 접착층에 피로가 누적될 수 있습니다.

따라서 Foldable 내부에서는 단순히

“FPCB가 들어갈 공간이 있는가?”

만 보는 것이 아니라

“어느 위치에서, 어느 반경으로, 얼마만큼 반복해서 움직이는가?”

까지 설계해야 합니다.

최근 Foldable 제품이 장기간 반복 동작 시험을 실시하는 것도 이런 이유입니다. 예를 들어 삼성의 Galaxy Z TriFold는 완제품 Main Display 기준으로 20만 회의 Multi-folding 시험을 진행했다고 밝혔습니다. 이는 Connector 단품 규격을 의미하는 것은 아니지만 Foldable 전체 구조에서 반복 동작 신뢰성이 얼마나 중요한가를 보여주는 사례입니다.

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반복 접힘이 FPCB와 Connector 고정부에 주는 영향

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3. 가장 위험한 곳은 ‘움직이는 곳과 고정된 곳의 경계’다

제가 중요하게 생각하는 부분이 바로 이 지점입니다.

FPCB 중앙 굽힘부만 본다고 문제가 해결되는 것은 아닙니다.

FPCB가 움직이다가 Connector나 PCB에 고정되는 부분에서는 Flexible 영역과 Fixed 영역의 기계적 특성이 갑자기 달라집니다.

이 경계에 응력이 집중되면

FPCB Pattern 피로
→ 접속부 응력 증가
→ 납땜부 또는 고정부 Stress
→ 장기 신뢰성 저하

로 이어질 가능성이 있습니다.

그래서 Connector 위치 역시 단순히 PCB에서 남는 공간을 찾아 배치하는 것이 아니라 힌지와 FPCB의 이동경로를 고려해 결정하는 것이 중요합니다.

4. Foldable에서도 Low Profile은 계속 중요하다

Foldable폰은 접었을 때 두께가 두 겹이 됩니다.

따라서 내부 부품 하나하나를 얇게 만드는 요구는 일반 스마트폰보다 오히려 더 강할 수 있습니다.

BTB Connector 역시 낮은 Mated Height가 유리하고, FPC Connector 역시 얇고 작은 구조가 필요합니다.

TE Connectivity도 스마트폰용 FPC Connector에서 0.25mm·0.3mm 등 Fine Pitch와 Low Profile을 공간 확보의 중요한 요소로 제시하고 있습니다.

하지만 우리가 7편에서 살펴봤듯이

높이를 낮추면 → Contact 설계공간이 줄고 → 조립공차가 작아지며 → 신뢰성 확보 난이도는 올라갑니다.

Foldable에서는 여기에 반복 움직임까지 추가되는 것입니다.

5. Fine Pitch와 고속신호도 동시에 해결해야 한다

Foldable이라고 해서 처리하는 데이터가 줄어드는 것은 아닙니다.

오히려 대형 Display, 고해상도 Camera, AP, Memory, 여러 Sensor가 추가되면서 내부 데이터량은 계속 증가합니다.

따라서 작은 Connector에는

더 많은 Pin

• Fine Pitch
• High Speed
• 작은 크기

가 동시에 요구될 수 있습니다.

9편에서 설명했던 Impedance, Insertion Loss, Return Loss, Crosstalk가 Foldable에서도 그대로 중요합니다.

그런데 Foldable에서는 FPCB가 움직이기 때문에 단순한 정적 상태뿐 아니라 실제 제품 구조 안에서의 신호경로 변화와 장기 신뢰성도 함께 생각해야 합니다.

6. 충격과 낙하에 대한 요구도 더 복잡해진다

Foldable은 힌지라는 움직이는 구조를 가지고 있기 때문에 완전히 펼쳐졌을 때와 접혔을 때 제품의 하중 전달 조건도 달라질 수 있습니다.

낙하 충격이 발생하면 Frame과 Hinge뿐 아니라 내부 PCB, FPCB와 Connector 고정부에도 영향을 줄 수 있습니다.

따라서 좋은 연결구조는

반복 접힘에는 유연하면서도
충격을 받을 때에는 쉽게 이탈하지 않아야 합니다.

이 역시 서로 반대되는 조건을 동시에 만족시켜야 하는 문제입니다.

삼성 역시 Foldable 개발 과정에서 Hinge의 외부 충격, 유연성, Slimness와 장기 동작을 동시에 해결해야 했다고 설명합니다.

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Foldable용 연결기술에서 중요한 7가지 요소

반복 굽힘 내구성 / Low Profile / Fine Pitch / 힌지 주변 공간설계 / 충격·낙하 신뢰성 / 조립 정밀도 / 열·고속신호 대응

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7. Foldable은 Connector와 FPCB를 따로 설계해서는 안 된다

제가 이번 글에서 가장 강조하고 싶은 내용입니다.

기존에는 Connector를 하나의 부품으로 보고 사양을 확인하기 쉬웠습니다.

하지만 Foldable에서는

Connector → FPCB → Hinge → PCB → Frame

을 하나의 연결 시스템으로 볼 필요가 있습니다.

FPCB의 굽힘 반경이 아무리 좋아도 Connector 위치가 좋지 않으면 응력이 집중될 수 있고, Connector가 아무리 강해도 FPCB 이동경로가 부적절하면 장기적인 문제가 발생할 수 있습니다.

결국 Foldable에서는 부품 하나의 성능보다 전체 기구 안에서 힘이 어떻게 움직이는지를 보는 것이 더욱 중요해집니다.

8. 앞으로 Multi-Fold가 등장하면 난이도는 더 올라간다

Foldable 기술은 한 번 접는 구조에서 끝나지 않고 이미 두 번 접히는 Multi-Fold 형태로도 발전하고 있습니다.

삼성이 2025년 공개한 Galaxy Z TriFold 역시 서로 다른 크기의 두 개 Hinge와 FPCB 정밀검사 등을 적용하고 있습니다. 생산 단계에서 고속 CT를 통해 FPCB가 설계대로 제작됐는지 검사한다고 밝힌 것도 연결구조의 중요성을 보여줍니다.

접히는 지점이 하나에서 둘로 늘어나면

움직이는 구간 증가
→ FPCB Routing 복잡화
→ 공간 제약 증가
→ 조립 정밀도 상승
→ 신뢰성 검증 난이도 상승

으로 이어질 가능성이 큽니다.

따라서 앞으로의 Connector 경쟁은 단순히 “가장 작은 Connector”에서 끝나지 않을 것입니다.

마무리｜고정된 연결에서 ‘움직이는 연결’의 시대로

일반 스마트폰에서 Connector의 중요한 임무는 한 번 정확하게 체결된 상태를 안정적으로 유지하는 것이었습니다.

Foldable에서는 여기에 새로운 조건이 추가됩니다.

스마트폰이 계속 움직여도 연결은 움직이지 않은 것처럼 안정적이어야 합니다.

저는 이것이 Foldable용 연결기술의 핵심이라고 생각합니다.

앞으로 Foldable과 Multi-Fold 제품이 발전할수록 Connector는

더 작게 + 더 얇게 + 더 빠르게 + 더 유연하게 + 더 오래

동작해야 합니다.

그리고 이것을 가능하게 하기 위해서는 Connector 한 개만 잘 만드는 것이 아니라 FPCB·Hinge·PCB·기구설계를 하나의 시스템으로 보는 기술이 더욱 중요해질 것입니다.

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다음 편 예고

[19편] 6G·위성통신 시대의 Connector｜고주파·고속전송은 무엇을 바꿀까?

19편에서는 6G와 위성통신 환경에서 Connector에 요구되는 변화를 살펴보겠습니다.

6G·위성통신이 확대되면 왜 Connector에서도 High Speed, High Frequency, EMI, Signal Integrity, Ground 구조, 소재가 더 중요해지는지 살펴보겠습니다.