이 글의 결론
- 문제 — 고전압화는 절연을, 주행거리는 경량화를 요구합니다. 수지를 두껍게 바르면 무게와 발열이, 얇게 바르면 두께 편차가 문제입니다.
- 해법 — Parylene(파릴렌)은 상온 기상 증착으로 모서리까지 균일한 연속막을 만들어 무게 부담 없이 절연층을 확보합니다.
- 한계 — 코팅은 절연 설계를 보강할 뿐입니다. 연면거리(Creepage distance)·공간거리(Clearance) 축소는 규격이 정한 시험을 통과해야 인정됩니다.
- 다음 단계 — 도면·전압 조건·마스킹 영역·사용 환경을 정리해 사양 검토를 요청하십시오.
전기차 전동화 기술은 엔지니어들에게 '고전압화에 따른 강력한 절연'과 '주행거리 확보를 위한 경량화'라는 상충된 요구를 동시에 부여합니다. 기존 방식대로 절연 수지를 두껍게 바르면 무게와 발열이 문제가 되고, 반대로 얇게 바르면 절연 성능이 떨어지기 때문입니다.
Parylene 코팅은 극도로 얇은 두께로도 확실한 절연층을 형성하여 무게나 방열 부담 없이 이 문제를 해결합니다. 본 글에서는 Parylene 코팅의 정의부터 기술적 필요성, 증착 방식, 공정 조건, 노면 환경 요구사항, 그리고 규격상의 한계점까지 순서대로 정리해 드립니다.
전기차 전장 부품 Parylene 코팅이란 무엇인가?
전기차 전장 부품 Parylene 코팅은 진공 챔버 내부에서 기체 상태의 원료가 부품 표면에 직접 쌓여 형성되는 마이크로미터(µm) 단위의 고분자 절연막입니다.
액체 수지를 바르거나(Spray) 담그는(Dip) 방식이 아니기 때문에 표면장력이 작용하지 않으며, 부품의 예리한 모서리나 칩 리드(Lead) 사이까지 동일한 두께로 형성됩니다. 주로 인버터, 컨버터, BMS, 센서 기판처럼 고전압이 걸리면서 무게와 방열을 엄격하게 관리해야 하는 전장 부품에 적용됩니다.
Parylene 코팅의 목적은 '절연 보강'과 '환경 보호' 두 가지입니다. 고전압 회로에서 도체 간 절연 성능을 높여주는 동시에, 도로 위에서 발생하는 염수, 결로, 오일 미스트 등 외부 오염물질로부터 표면을 보호합니다. 코팅 계열별 세부 차이는 컨포멀 코팅 방식 비교 자료에 정리되어 있습니다.
전장 부품에 절연과 경량화가 왜 동시에 요구되는가?
전기차 구동계는 작동 전압이 DC 60 V를 초과하고 1,500 V 이하인 회로를 '전압 등급 B'로 분류하여 엄격한 전기 안전 요구사항을 적용합니다(참고자료 3). 이처럼 절연 기준은 갈수록 까다로워지는 반면, 1회 충전 주행거리를 늘리기 위해서는 부품 무게를 극한으로 줄여야 하고 패키징 공간 역시 매우 비좁습니다.
전장 회로를 보호하던 기존의 방식은 액상 수지를 부어 부품을 통째로 덮는 포팅(Potting) 이나 바니시 함침 방식이었습니다. 절연력은 확실하지만 다음과 같은 명확한 한계가 존재합니다.
- 무게 증가 — 수지는 부품당 그램(g) 단위의 무게를 추가합니다. 인버터, 컨버터, BMS 등 모듈이 늘어날수록 차량 전체의 무게 부담이 가중됩니다.
- 열 가둠 현상 — 두꺼운 수지는 절연체인 동시에 단열재 역할을 합니다. 발열이 심한 전력 반도체 소자 주변의 열이 밖으로 방출되지 못하고 내부에 갇히는 부작용이 생깁니다.
- 공간 효율 저하 — 수지층 두께만큼 전체 부피가 늘어나 패키징 설계와 조립 공정에 부담을 줍니다.
- 도포 편차 — 무게를 줄이기 위해 액상 수지를 얇게 바르면 두께가 불균일해집니다. 액상 수지는 표면장력을 따라 흐르므로 모서리 부위는 얇아지고, 골짜기 형태의 홈에는 고이게 됩니다.
주의할 점
이러한 도포 편차는 작업자의 숙련도 문제가 아닙니다. 산업 기술자료에 따르면, 규정된 코팅 두께는 평평하고 방해물이 없는 영역에서만 유지되며, 리드선이나 모서리는 구조적으로 균일한 도포가 어려운 지점임이 단면 분석을 통해 확인되었습니다(참고자료 9).
Parylene은 어떻게 얇은 두께로 확실한 절연층을 만드는가?
Parylene은 진공 챔버 내부에서 기체 분자가 부품 표면에 직접 쌓이는 상온 기상 증착(CVD) 방식을 사용합니다(증착 3단계 · 참고자료 6, 7). 액상 수지처럼 흐르지 않기 때문에 모서리가 얇아지거나 오목한 구석에 액이 고이는 현상이 발생하지 않습니다.
전기적 절연 파괴는 '가장 얇고 결함이 있는 지점'에서 시작됩니다. 따라서 평균 두께를 늘리는 것보다 전체 표면의 두께 편차를 없애는 것이 절연 확보에 훨씬 유리합니다.
Parylene의 증착 방식은 다음 세 가지 핵심 이점을 제공합니다.
- 균일한 두께 (Conformal Coating) — 표면장력이 작동하지 않아 부품 모서리나 미세한 리드 사이에도 동일한 두께로 증착됩니다.
- 핀홀 프리 (Pinhole-free) — 미세 구멍이 거의 없는 연속적인 단일막을 형성하여 결함 지점을 최소화합니다. 같은 논리를 기판 방습 관점에서 정리한 PCB 방습 코팅 글도 참고하실 수 있습니다.
- 초박막·경량화 — µm 단위의 초박막은 무게 증가가 거의 없어 포팅 수지 방식과는 자릿수 자체가 다릅니다. 부피를 거의 차지하지 않아 기존 방열 경로와 정밀 조립 공차를 그대로 유지할 수 있습니다. 실제로 더해지는 무게를 g/m² 단위로 환산한 계산은 드론·UAV 방수 코팅에 정리돼 있습니다.
코팅 두께와 공정 조건은 어떻게 정하는가?
(주)와인은 2026년 8월 자사 운영 기준으로 0.5–50 µm 범위에서 Parylene 코팅을 제공하고 있습니다. 전장 부품의 목표 두께는 요구 절연 전압, 방열 조건, 마스킹 경계 공차를 종합적으로 고려해 결정합니다.
| 항목 | 운영 기준 | 적용 한계 |
|---|---|---|
| 코팅 두께 | 0.5–50 µm | 절연 특성은 폴리머 종류 및 시험 조건에 좌우되므로 두께만으로 단순 확정 불가 |
| 마스킹 경계 | 약 100 µm 수준의 정밀도 관리 | 커넥터 핀·방열 패드처럼 형상이 복잡한 면은 지그 설계에 따라 편차 발생 |
| 챔버 용량 | 60L · 300L · 1100L 3종 | 인버터 하우징처럼 대형 부품은 챔버 용량이 1차 제약 조건임 |
| 공정 조건 이관 | 시제품 단계 조건을 양산으로 이관 가능 | 부품 형상이나 전압 조건이 변경될 경우 공정 재검토 필요 |
표 1. Parylene 코팅 공정 운영 기준 및 적용 한계 (출처: Y-IN 자사 운영 기준, 2026-08)
챔버 선택은 부품의 크기뿐만 아니라 개발 단계와도 직결됩니다. 일반적으로 시제품 단계에서는 60L 챔버로 조건을 잡은 후, 양산 단계에서 300L 또는 1100L로 스케일업(Scale-up)하는 흐름을 따릅니다.
실제 도로 환경에서 코팅은 어떤 복합 부하를 견뎌야 하는가?
전장 부품이 도로 위에서 노출되는 환경은 실험실의 정밀한 항온항습 조건과 다릅니다. 차량용 전장품의 환경 조건과 시험 방식을 규정하는 ISO 16750 시리즈에서는 부하의 종류를 기계적, 기후적, 화학적 부하로 나누어 규정하고 있습니다(참고자료 4).
| 환경 요소 | 부품에 미치는 영향 | ISO 16750 구분 |
|---|---|---|
| 염수 (제설제) | 표면에 남은 염분이 부식을 유발하고 누설 전류 경로 생성 | 화학적 / 기후적 부하 |
| 온도차 | 주야간 온도차 및 주행 후 냉각으로 인한 반복적인 결로 발생 | 기후적 부하 |
| 진동 | 주행 중 지속적인 진동으로 접점 및 솔더 조인트에 미세 응력 누적 | 기계적 부하 |
| 화학물질 | 오일, 쿨런트(냉각수) 미스트에 의한 표면 오염 및 침식 | 화학적 부하 |
표 2. 차량 전장품이 받는 주요 환경 부하 (출처: ISO 16750 시리즈, 2023 — 참고자료 4)
가장 중요한 점은 이러한 악조건들이 단독이 아닌 '복합적'으로 작용한다는 사실입니다. 예를 들어, 표면에 염분이 남아있는 상태에서 결로가 맺히고 전위차가 걸리면 즉시 누설 전류가 흐르기 시작합니다. 자동차 부식 시험이 단순 염수 분무 시험이 아니라 염수 노출 → 건조 → 습윤을 번갈아 반복하는 순환 부식 시험(SAE J2334)으로 설계된 이유도 바로 이 때문입니다(참고자료 5).
따라서 코팅에 요구되는 핵심 성능은 단순 단일 수치가 아니라, 방습·절연·내화학성을 단 하나의 층으로 일정하게 유지하는 내구성입니다.
코팅으로 연면거리 및 공간거리를 줄일 수 있는가?
조건부로 가능하지만, 규격이 정한 검증 시험을 통과해야만 인정됩니다. 연면거리(Creepage distance)는 절연물 표면을 따라 측정한 도체 간 거리이며, 공간거리(Clearance)는 공기를 가로지르는 최단거리로, 저전압 계통 기기의 절연 협조 규격(IEC 60664-1)에 의해 정해집니다(참고자료 1). 코팅, 포팅, 몰딩 등으로 오염 보호를 확보한 조립체는 별도 규격(IEC 60664-3)에 따라 가공 거리를 축소할 수 있는 기준이 마련되어 있습니다(참고자료 2).
단, 다음과 같은 엄격한 전제 조건이 붙습니다.
- 보호 유형의 구분 — 보호 방식을 1형(Type 1) 과 2형(Type 2) 으로 구분합니다. 1형은 보호막 내부의 미세 환경을 개선해 오염도를 '오염도 1' 수준으로 낮추는 방식이며, 2형은 고체 절연에 준하는 것으로 취급합니다.
- 시험을 통한 입증 — 적용된 코팅이 어느 유형에 해당하는지는 규격이 명시한 환경 및 전기 시험을 통과해야만 정식 인정됩니다. 단순히 코팅을 적용했다는 사실만으로는 인정되지 않습니다.
- 영구적 보호 대상 — 해당 규격은 영구적으로 보호되는 조립체만 다루며, 분해 후 기계적 조정이나 수리가 이루어지는 부품은 대상에서 제외됩니다.
따라서 연면거리·공간거리 축소 여부를 판단하는 주체는 코팅 업체가 아닌 해당 적용 규격과 완제품 인증 기관입니다. 코팅 업체는 이에 필요한 재료 데이터, 공정 조건, 시험용 샘플을 제공할 수 있습니다.
안전한 설계를 위해서는 초기에 코팅을 '절연 성능 보강' 목적으로 접근하고, 규격 시험을 통해 자격이 정식 확인되기 전까지는 무리하게 물리적 설계 여유(거리)를 줄이지 않는 것이 바람직합니다.
전장 부품에 적용하기 전 무엇을 검토해야 하는가?
Parylene 코팅을 전장 부품에 적용하기 전에는 마스킹 영역, 부품 크기, 리워크(Re-work) 가능성을 반드시 미리 검토해야 합니다.
- 마스킹 제외 영역 지정 — 커넥터 핀, 접지(GND)면, 방열 패드, 테스트 포인트 등 전기적·열적 접촉이 필요한 부위는 코팅이 되지 않도록 사전 도면에 명확히 지정해야 합니다. 전장 모듈은 마스킹 지점이 많아 전체 코팅 단가에 큰 영향을 미칩니다(코팅 비용 구조).
- 부품 크기와 챔버 용량 — 인버터 하우징과 같이 덩치가 큰 부품은 챔버 용량의 제한을 받습니다. 도면 설계 단계에서 최대 외형 치수를 확인하여 60L, 300L, 1100L 중 적합한 설비를 선정해야 합니다.
- 리워크(재작업) 대책 — Parylene은 일반 화학 용제에 녹지 않아 국부적인 코팅 제거가 까다롭습니다(참고자료 8). 따라서 회로 수정이 빈번한 개발 초기 단계보다는 설계가 완전히 확정된 이후 단계에 적용하는 것을 권장합니다(단점 솔직 리뷰).
핵심 요약
- 전기차 전장 부품의 절연 강화와 경량화는 상충하지만, 두께 편차가 없는 초박막 연속막(Parylene)을 사용하면 무게와 방열 성능을 유지하면서 확실한 절연을 확보할 수 있습니다.
- (주)와인 자사 기준 — 0.5–50 µm 두께, 약 100 µm 마스킹 정밀도, 60L·300L·1100L 챔버 라인업을 운영 중입니다. 규격이 정한 값이 아닌 자사 공정 범위입니다.
- 코팅은 절연 설계를 보강해 주지만, 연면거리·공간거리를 실제로 축소하려면 규격에 따른 정식 인증 시험을 거쳐야 합니다.
- 적용 전 마스킹 영역, 부품 크기, 리워크 가능성을 사전 검토해야 시행착오를 줄일 수 있습니다.
본 내용은 (주)와인의 자사 운영 기준 및 관련 국제 표준 규격을 바탕으로 작성되었습니다. 부품의 형상, 전압 조건, 마스킹 영역에 따라 최적의 적용 조건이 달라질 수 있으므로, 상세 사양을 전달해 주시면 검토 후 적합한 공정을 제안해 드리겠습니다.
부품 사양(도면·전압 조건·마스킹 영역·사용 환경)을 공유해 주시면 가장 적합한 폴리머 종류와 두께를 제안해 드립니다. 준비 사항은 견적 요청 체크리스트에 정리되어 있습니다. 자동차 적용 사례 보기 · 상담 문의
참고자료
번호는 성격별로 묶어 매겼습니다(규격 → 학술 문헌 → 산업 기술자료). 본문 괄호 안의 번호가 해당 항목을 가리킵니다. 아래는 절연 협조·환경 시험·증착 물리에 대한 자료이며, (주)와인의 두께 범위(0.5–50 µm)·마스킹 정밀도(약 100 µm)·챔버 용량(60L·300L·1100L)은 자사 운영 기준으로 규격이 정한 값이 아닙니다. 규격 문서는 대부분 유료이며 본 글은 발행 기관이 공개한 범위·목차 정보를 근거로 작성했습니다.
규격
- IEC 60664-1:2020 (Ed. 3.0), Insulation coordination for equipment within low-voltage supply systems — Part 1: Principles, requirements and tests, International Electrotechnical Commission. https://webstore.iec.ch/en/publication/59671 (2026-08-09 확인) — AC 1,000 V·DC 1,500 V 이하 기기의 절연 협조를 다루며, 공간거리·연면거리 및 고체 절연 판정 기준과 전기 시험 방법을 규정. 연면거리·공간거리가 설계 규격의 소관이라는 근거.
- IEC 60664-3:2016 (Ed. 3.0), Insulation coordination for equipment within low-voltage supply systems — Part 3: Use of coating, potting or moulding for protection against pollution, International Electrotechnical Commission. https://webstore.iec.ch/en/publication/26148 (2026-08-09 확인) — 코팅·포팅·몰딩으로 오염 보호를 확보한 조립체에 적용되며 IEC 60664-1의 공간거리·연면거리 축소를 허용. 1형(보호막 안쪽 오염도를 오염도 1로 낮춤)과 2형(고체 절연에 준함)의 요구사항과 시험 절차를 규정하고, 영구적 보호만 대상으로 하며 기계적 조정·수리가 있는 조립체는 제외.
- ISO 6469-3:2021 (4판), Electrically propelled road vehicles — Safety specifications — Part 3: Electrical safety, International Organization for Standardization. https://www.iso.org/standard/81746.html (2026-08-09 확인) — 전압 등급 B의 정의(작동 전압 DC 60 V 초과 1,500 V 이하, 또는 AC 30 V 초과 1,000 V rms 이하)와 해당 회로의 전기 안전 요구.
- ISO 16750 시리즈(2023), Road vehicles — Environmental conditions and testing for electrical and electronic equipment, 1부 General · 2부 Electrical loads · 3부 Mechanical loads · 4부 Climatic loads · 5부 Chemical loads. 링크는 1부(General): https://www.iso.org/standard/77578.html (2026-08-09 확인) — 차량 장착 위치에서 예상되는 환경 부하를 기계·기후·화학으로 나누어 시험 조건을 규정. 본문 표 2의 네 항목이 이 구분에 대응. 5부(화학 부하)는 오일·연료·세정제 등 오염 물질에 대한 일시 노출 영향을 다룹니다.
- SAE J2334 (2016 개정), Laboratory Cyclic Corrosion Test, SAE International. https://www.q-lab.com/corrosion/corrosion-test-standards/sae-j2334 (2026-08-09 확인) — 염수 노출·건조·습윤을 번갈아 반복하는 순환 부식 시험. 제설제 노출을 모사하는 자동차 업계 시험으로, 단일 조건이 아닌 복합 조건이 문제라는 근거.
학술 문헌
- Ortigoza-Diaz, J., Scholten, K., Larson, C., et al., "Techniques and Considerations in the Microfabrication of Parylene C Microelectromechanical Systems", Micromachines 9(9), 422, 2018. https://doi.org/10.3390/mi9090422 — 상온 기상 증착으로 컨포멀·핀홀 프리 막이 형성됨.
- Kim, B. J. & Meng, E., "Micromachining of Parylene C for bioMEMS", Polymers for Advanced Technologies 27(5), 564–576, 2016. https://doi.org/10.1002/pat.3729 — Parylene 계열 물성 및 증착 특성.
- Fortin, J. B. & Lu, T.-M., Chemical Vapor Deposition Polymerization: The Growth and Properties of Parylene Thin Films, Springer, 2004. https://doi.org/10.1007/978-1-4757-3901-5 — Parylene 막의 내용제성 등 물성. 국부 제거가 어려운 이유의 근거.
산업 기술자료
- Allen, C. E., Duffy, A., Turner, B. G. & Kinner, P. J. (Electrolube), "The Importance of Conformal Coating Thickness and Edge Coverage", Proceedings of SMTA International, 2018. https://www.circuitinsight.com/pdf/importance_conformal_coating_thickness_edge_coverage_smta.pdf (2026-08-09 확인) — 규정 두께가 평평하고 방해물 없는 영역에만 적용된다는 서술, 단면 분석에서 확인된 리드·엣지 도포 난이도. 학술 출처가 아닌 업계 기술자료.
