도료를 칠하는 이유

1. 도료를 칠해야만 하는 이유

하드디스크의 베이스에 도료를 칠해야만 하는 이유를 알기 위해서 우선 하드디스크 드라이브의 구조부터 생각해 보도록 하자.

위는 퀀텀사의 구형 EDIE 하드디스크를 모델로 한 구조도이다. 여기서, 우리가 보아야 할 부분은 베이스 부분이다. 베이스는 스핀들 모터를 비롯한 헤드 암 액츄에이터, 헤드 암 어셈블리 등을 모두 얹어놓는 부분이다. 따라서 그 형태가 매우 복잡해지게 됨은 당연한 일이다. 특히나 하드디스크 드라이브들이 고속화되어감에 따라서 RPM은 5,400을 지나서 7,200까지 상승해 있으며, 고가형 SCSI 모델의 경우 10,000RPM을 넘어서서 15,000RPM에 이르는 매우 빠른 RPM을 가지고 있다. 이러한 고속화는 필연적으로 그에 상응하는 발열을 수반한다. 이러한 발열을 효율적으로 소화해내기 위해서 하드디스크에 채택되는 방법은 '보다 복잡한 형태의 베이스'를 사용하는 것이다. 베이스의 형태가 복잡해짐으로써 하드디스크 베이스 자체가 마치 히트싱크의 역할을 하여서 온도의 상승을 억제하자는 전략이다. 아래의 사진들을 보자.

왼쪽은 7,200RPM의 회전속도를 가지는 바라쿠다, 오른쪽은 10,000RPM의 회전속도를 가지는 치타 모델이다. 치타 쪽의 베이스가 더 복잡한 모양을 하고 있음을 볼 수 있다.
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왼쪽의 사진은 7,200RPM의 속도를 가지는 바라쿠다 50GB모델이며, 왼쪽은 10,000RPM의 속도를 가지는 치타 72GB 모델이다. 양쪽의 기본적인 형태는 비슷하지만 치타 모델 쪽이 베이스의 형태에 더욱 많은 신경을 쓰고 있음을 알 수 있다. 이러한 복잡한 형태는 발열을 최소화하기 위한 연구의 결과물이다. 베이스의 형태에 대한 이야기를 하는 까닭은 위와 같은 복잡한 형태를 만들어내기 위한 방법을 생각해 보기 위해서이다. 금속 성형의 방법에는 여러 가지가 있는데, 그 중에서 복잡한 형상을 만들 수 있는 방법은 '직접 깎는' 방법과 '주조'를 하는 방법이 있다. 이 중에서 직접 깎아서 위와 같은 모습을 만든다는 것은 어려운 일이라는 것을 쉽게 상상할 수 있으며, 따라서 방법은 주조밖에 남지 않는다.

주조과정을 보여주는 일러스트

도료를 사용하는 이유는 바로 여기에 있다. 주조는 틀에 용융 상태의 쇳물을 집어넣고 이를 냉각시켜 전체적인 모양을 형성하는 방법이다. 이 방법은 일단 틀이 완성된 상태에서는 어떠한 복잡한 모양이라도 쉽게 형성할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러나 이 과정에서 아무리 조심한다고 해도 주조라는 과정의 특성상 어쩔 수 없이 표면에 미세한 금속 기포등이 남아있을 수밖에 없다. 이러한 기포들은 금속의 표면을 거칠 게 만들기도 하거니와 그 내부에 미세한 금속 분말을 가지고 있다. 만약 이들을 방치한다면 헤드와 플래터 사이에 들러붙어서 데이터의 안정성에 심각한 악영향을 가져오게 될 것이다.

도료를 칠하기 전과 후의 상태변화

이러한 문제점을 방지하기 위해서 하드디스크 표면에 도료를 칠하게 된다. 도료를 칠하면 표면상태를 고르게 만들 수 있고, 혹여 발생할지도 모르는 미세 금속분진등을 미연에 방지하는 효과까지 얻는다. 한편, 베이스가 은색 그대로인 제품도 심심찮게 발견할 수 있다. 시게이트의 바라쿠다 ATA 하드디스크 및 EIDE 메달리스트 제품군 계열이 그 대표적인 사례라고 할 수 있다. 그런데, 이들 하드디스크 드라이브를 자세히 보면 다른 제품들과는 좀 다른 모습을 찾아볼 수 있는데, 아래 사진을 자세히 보자.

메달리스트 13240 모델의 모습. 베이스가 날카롭고 각이 져 있다.
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앞서 보았던 바라쿠다나 치타 계열 제품군의 사진과 비교해 보면 뭔가가 많이 틀리다는 것을 쉽게 알 수 있다. 베이스의 모습이 매우 날카롭고 각이 져 있다는 것이 그것이다. 또한 그 형상이 단순하며, 필요한 최소한의 부분만을 성형해놓았다. 이것은 제조과정이 완전히 틀리기 때문이다. 이들은 주조로 만들어진 것이 아니라, 금속덩이를 깎아낸 것이다. 따라서 절삭과정을 거치면서 표면이 가공되기 때문에 굳이 추가적인 원가부담이 발생하는 도료 도포과정을 거치지 않았다. 그래서 은색의 표면색상이 그대로 유지되는 것이다. 물론 이전에는 주물 방법을 사용하면서도 은색의 표면을 그대로 유지하는 제품이 있었다.(맥스터사의 하드디스크 드라이브가 주로 그러했다.) 그러나 그런 방법으로는 앞서 언급했던 미세 금속분진 때문에 플래터의 표면이 상하거나 간혹 스틱션(sticktion : 헤드가 먼지 때문에 플래터에 유착되어서 떨어지지 않는 현상) 현상이 일어나곤 했기 때문에 곧 주물을 사용하는 제품들은 모두 도료가 도포되어 있는 검은색의 베이스를 가지게 되었다.

2. 하드디스크의 윗면은 도료를 안칠하던데?

하드디스크 드라이브의 윗면마저 검은색인 경우는 좀처럼 보기가 어렵다. 대개 윗면은 은색을 그대로 유지하고 있는데, 이 이유는 간단하다. 이 부분은 도색할 필요가 전혀 없는 것이다. 대개 하드디스크의 윗 커버는 주조가 아니라 프레싱에 의해서 만들어진다. 프레싱은 이미 만들어져 있는 철판을 눌러서 모양을 형성하는 과정이기 때문에 표면의 문제가 있을 수 없으며, 따라서 굳이 도색을 할 필요도 없다. 다만, 삼성전자의 하드디스크 드라이브 중에는 전체가 검은색인 모델이 많은데, 이것은 윗 커버의 형태도 상당히 복잡해서 이 부분까지 주조를 통해 제조해야만 했기 때문이다. 96년도 이전의 고가형 SCSI 하드디스크 드라이브 대부분도 마찬가지여서 당시의 고가형 하드디스크 드라이브들은 대개 검은색을 띄고 있었다.

왜 도색을 하는가는 이제 어느정도 궁금증이 해결되었을 것이다. 그러면 이제는 하고많은 색상중에서 왜 검은색을 택했는가를 생각해보자.