화면 보호창(cover glass)과 조명까지 포함해 케이스 내부 높이를 정합니다

먼저 알아둘 용어

시계 유리(watch crystal)·보호창(cover glass) — 시계 유리는 원형 화면의 보호창으로 검토할 수 있는 기성 부품입니다. 지름뿐 아니라 두께·가장자리·곡률·투명도와 고정 방법이 맞아야 합니다.

적층 높이(stack height)·접착층(adhesive layer) — 적층 높이는 PCB(Printed Circuit Board)·테이프·화면·보호창 등 각 층을 더한 기구 높이입니다. 접착층의 두께를 PCB 두께로 혼동하면 조립 높이와 압력이 달라집니다.

리비전(revision)·공차(tolerance) — 리비전은 설계 버전(version), 공차는 허용되는 치수 차이입니다. 도면·부품·실장 상태가 같은 버전인지 맞추고 각 층의 공차를 함께 고려합니다.

보호창을 정한 뒤 결합 형상을 맞춥니다

예를 들어 지름 39.5 mm의 시계 유리를 화면 보호창으로 사용하는 설계를 생각해 보겠습니다. 이 값은 한 설계 선택이며 원형 화면의 공통 규격이 아닙니다. 구할 수 있는 부품의 지름·두께·가장자리 형상과 공급 편차를 확인한 뒤 안착부·고정 방식·개구(opening)를 맞춥니다.

보호창이 들어간다고 해서 화면과 케이스의 여유까지 확보되는 것은 아닙니다. 화면의 높이, 접착층, 보호창 아래 간격, 케이스 안쪽과의 간섭을 단면에서 확인합니다. 필요하면 실제 부품으로 조립해 국부 압력·들뜸·시야 가림을 검사합니다.

두께 숫자에는 어떤 층인지 적습니다

설명용 치수 구성으로 PCB 1.2 mm와 화면 부착용 테이프 0.6 mm가 함께 있다면 두 숫자는 서로 대체할 수 없습니다. 실크(silkscreen)에 적힌 0.6 mm를 기판 주문 두께로 오해하면 전체 높이가 달라집니다. 도면과 부품표에 PCB, 접착층, 화면, 보호창의 이름을 붙여 치수를 각각 기록합니다.

기판이나 접착재를 바꿀 때는 표시 두께뿐 아니라 눌렸을 때의 두께와 공차, 접착 조건도 비교합니다. 같은 외경의 부품도 높이가 달라지면 걸쇠나 나사 체결, 부품 간섭과 화면 압력이 달라질 수 있습니다.

화면을 옮길 때는 원래 조명도 함께 검토합니다

완성된 기기의 화면을 새 케이스에 넣으면서 표시판만 떼어 오면, 숫자는 바뀌는데 어두운 곳에서는 잘 보이지 않을 수 있습니다. 원래 화면을 비추던 부품이 별도로 남아 있기 때문입니다. 액정 표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)는 자체적으로 빛을 내는 대신 빛의 통과를 조절해 표시합니다. 뒤쪽이나 옆쪽에서 빛을 공급하는 조립체를 백라이트(backlight)라고 합니다.

LCD라고 모두 같은 조명이 필요한 것은 아닙니다. 투과형(transmissive)은 뒤에서 오는 빛을 사용하고, 반사형(reflective)은 주변 빛을 반사해 읽습니다. 반투과형(transflective)은 두 방식을 함께 사용합니다. 부품 자료에서 방식을 확인하고, 외관만 보고 조명 부품을 생략하지 않습니다.

원래 백라이트를 사용하는 모듈이라면 발광 다이오드(Light-Emitting Diode, LED)뿐 아니라 빛을 화면 전체로 퍼뜨리는 도광판(light guide)과 확산층도 조립 상태대로 검토합니다. 무엇이 어느 쪽에 놓였는지 분해 전에 기록하고, 떼어 낼 수 있게 설계되지 않은 광학층을 억지로 분리하지 않습니다. 화면이 켜진다고 해서 읽을 수 있는 것은 아닙니다.

케이스 치수를 확정하기 전에 실제 보호창, 표시 모듈과 조명을 임시로 조립합니다. 사용할 거리와 각도에서 밝은 환경과 어두운 환경을 각각 확인하고, 창 가장자리의 가림·반사·밝기 얼룩을 봅니다. 조명이 필요하면 그 부품의 두께, 전선과 커넥터 공간까지 단면에 넣습니다. 백라이트의 구동 전압·전류는 표시 회로와 별도로 확인하며, 밝기를 높이려고 정격을 넘기지 않습니다.

기판을 앞판으로 쓸 때도 화면은 따로 지지합니다

화면 주변의 앞판을 PCB로 만들고, 가운데에 화면이 보일 구멍을 내는 구조도 가능합니다. 이때 앞판(front panel)은 외형과 회로를 함께 구성하는 기판이고, 화면 개구부(display cutout)는 그 기판을 잘라 낸 빈 공간입니다. 투명한 보호창과 같은 부품이 아닙니다. 보호창이 필요하다면 별도의 층으로 추가하고 그 두께와 고정 공간도 계산합니다.

앞판의 구멍에 화면을 맞춘 뒤 그 가장자리로 화면을 눌러 고정하려고 하면, 앞판 체결 힘이 표시부에 전달될 수 있습니다. 표시 모듈에 지정된 장착 구멍이 있는 구조라면 케이스의 받침과 나사로 모듈을 따로 고정하고 앞판을 닫는 순서를 검토합니다. 장착 구멍이 없는 표시판에 임의로 구멍을 뚫거나, 유리 가장자리를 나사로 직접 누르지는 않습니다.

모듈을 고정한 상태에서 앞판을 임시로 올려 화면 가장자리의 가림, 앞판 뒷면 부품과 화면의 간섭, 연결 전선이 눌리는 지점을 확인합니다. 나사를 조여야만 앞판이 평평해진다면 표시 모듈의 높이, 받침 위치나 배선이 맞지 않을 수 있습니다. 원인을 고친 뒤 다시 조립하고, 화면이 정상적으로 보이는지와 케이스를 다시 열어 배선에 접근할 수 있는지까지 확인합니다.

기판 뒷면도 케이스에 실제로 넣어 확인합니다. 안쪽 지지대나 보강 돌출부가 충전용 집적회로(IC, integrated circuit)처럼 낮아 보이는 실장 부품에 닿으면 기판이 뜨거나 납땜부에 힘이 걸릴 수 있습니다. 부품을 실장한 기판과 케이스를 맞대어 닿는 위치를 표시하고, 지지대 위치와 부품 배치·높이를 함께 다시 검토합니다. 나사를 조여 간섭을 억지로 없애지 마세요.

화면을 접착하기 전에 표시 동작부터 확인합니다

치수와 높이가 맞아도 화면이 정상적으로 동작하는지는 별도로 확인해야 합니다. 양면테이프를 붙인 뒤에 연결 불량을 발견하면 얇은 표시판과 케이블을 다시 떼어 내야 합니다. 접착 전에 회로를 시험하고, 접착 후 같은 시험을 반복하면 전기적 문제와 장착 과정에서 생긴 문제를 구분하기 쉽습니다.

1. 전원을 분리한 상태에서 화면용 커넥터의 납땜 상태와 이웃 단자 사이의 불필요한 연결을 검사합니다. 케이블의 접점 방향과 삽입 상태를 확인하고, 표시판을 휘지 않게 임시로 받칩니다.
2. 해당 표시 모듈에 맞는 전원과 시험 프로그램으로 화면을 갱신합니다. 시험 패턴(test pattern)은 표시 상태를 확인하려고 보내는 그림입니다. 글자나 도형의 위치, 빠진 줄과 깨진 영역을 확인하며 실제로 새 그림으로 바뀌는지 봅니다.
3. 전자종이(e-paper)처럼 전원을 꺼도 이전 그림이 남는 화면은 그림이 보인다고 해서 통신에 성공했다고 판단하지 않습니다. 서로 다른 그림을 순서대로 보내 갱신을 확인합니다. 갱신 속도와 구동 조건은 해당 모듈에 맞춥니다.
4. 동작을 확인한 뒤 전원을 끄고 지정된 위치와 방법으로 고정합니다. 접착재가 케이블이나 커넥터를 당기지 않는지 확인하고, 장착 후 같은 시험을 다시 수행합니다.

접착 뒤에만 표시가 이상해지면 프로그램부터 바꾸기 전에 케이블 빠짐, 접힌 부분과 국부 압력을 살펴봅니다. 처음부터 갱신되지 않았다면 화면을 고정하지 않은 상태에서 전원·신호 연결과 시험 설정을 해결합니다.

실제 리비전의 조립 상태로 검증합니다

설계 버전과 실물 부품 번호를 맞추고 보호창의 안착, 화면의 고정, 케이블(cable) 여유, 커넥터 접근과 분해 가능성을 확인합니다. 각 층의 두께와 치수 공차, 고정 방법을 기록하고 실제 조립 결과와 비교합니다. 이전 버전의 두께 메모를 새 구조에 그대로 옮기지 않습니다.