파릴렌 절연내력 데이터 — 5,600 V/mil이 말하는 것과 말하지 않는 것

이 글의 결론

• 유전강도 값 — Parylene C의 유전강도는 5,600 V/mil입니다(참고자료 1). N은 7,000, D는 5,500, HT는 5,400입니다.
• 측정 대상 — 막을 두께 방향으로 뚫는 관통 파괴의 상한선입니다. 표면을 타고 흐르는 연면 파괴는 전혀 다른 문제입니다.
• 적용 한계 — 이 수치 하나로 부품 내전압이 정해지지 않습니다. 연면 영역은 별도의 절연 거리 설계 규격을 따릅니다.
• 시험 규격 — ASTM D149-25는 측정 방법만 정합니다. 최종 합격 전압은 사양서에서 직접 지정해야 합니다(참고자료 2).

"Parylene은 얇아도 절연이 되나요"라는 질문에는 숫자로 답할 수 있습니다. Parylene(파릴렌) C의 유전강도는 5,600 V/mil입니다(참고자료 1). 다만 이 값 하나로 부품의 내전압을 계산하면 어긋납니다. 절연은 두 방향으로 무너지는데, 물성표가 말하는 것은 그중 한쪽뿐이기 때문입니다.

이 글은 절연 요구가 있는 부품에 코팅을 검토하는 개발·품질 담당자를 대상으로 씁니다. 유전강도가 무엇을 재는 값인지 정의하고, Parylene 4종의 전기 물성을 출처와 함께 싣습니다. 이어서 두께 방향과 표면 방향이 어떻게 다른지, 코팅으로 절연 거리를 줄이려면 무엇이 필요한지 정리합니다. 2026년 8월 기준입니다.

절연내력은 무엇을 재는 값인가?

절연 재료가 파괴되기 직전까지 견딘 전압을, 시편 두께로 나눈 값입니다. 그래서 단위가 V/mil처럼 두께당 전압입니다. 1 mil은 25.4 µm입니다. 5,600 V/mil은 두께 25.4 µm짜리 시편이 5,600 V에서 뚫렸다는 뜻에 가깝습니다. 절대 전압이 아니라, 재료가 단위 두께마다 얼마나 버티는지를 나타내는 지표입니다. 그래서 두께를 모르면 이 값만으로 아무것도 계산되지 않습니다.

측정은 ASTM D149로 합니다. ASTM D149-25는 상용 주파수에서 고체 절연 재료의 절연 파괴 전압과 유전강도를 재는 시험법입니다(참고자료 2). 이 시험법은 두 가지 파괴 모드를 다룹니다.

• 관통(puncture) — 시편의 두께 방향을 그대로 뚫고 나가는 파괴입니다.
• 연면(flashover) — 시편과 주변 기체·액체의 경계면, 즉 표면을 타고 넘어가는 파괴입니다.

재료 물성표에 실리는 값은 관통 쪽입니다. 두 모드를 구분하지 않고 유전강도 한 값만 보면, 실제 부품에서 연면으로 먼저 무너지는 상황을 설명할 수 없습니다. 아래에서 두 경로를 나눠 짚습니다.

Parylene 4종의 전기 물성은 얼마인가?

유전강도는 N이 가장 높고 C·D·HT가 비슷한 수준입니다. 아래 표는 (주)와인 사이트의 Parylene 물성표에 실린 값과 같으며, 항목마다 어느 출처를 따랐는지 표시했습니다. 값을 옮겨 쓰실 때는 단위를 그대로 두십시오. 임의로 환산하면 오차가 생기고 원문 대조가 불가능해집니다. 사양서에 V/mil 로 적고, 필요하면 환산값을 괄호로 덧붙이는 편이 안전합니다.

고주파 회로라면 유전강도보다 유전손실을 먼저 보십시오. 표에서 갈리는 폭이 가장 큰 항목이 손실입니다. 1 MHz에서 N은 0.001인데 C는 0.013으로 열 배 이상 차이 납니다. 절연만 필요하면 C로 충분하지만, 신호 손실이 문제가 되는 자리에서는 N을 검토할 이유가 여기 있습니다.

출처가 갈리는 항목이 하나 있습니다. D의 체적저항은 학술서가 2 × 10¹⁶, 제조사 자료가 1.2 × 10¹⁷로 어긋납니다. 물성표는 학술서 우선 원칙에 따라 학술서 값을 싣고 불일치를 함께 밝히고 있습니다. 사양서에 옮길 때는 어느 출처를 따랐는지 함께 적어 두시는 편이 안전합니다.

왜 얇은 막이 절연에 유리한가?

두께당 값이 높은 데다, 그 얇은 두께에서도 막이 끊기지 않기 때문입니다. 액상 코팅은 같은 두께로 발라도 표면장력 때문에 모서리에서 얇아집니다. 부품 그늘에는 아예 닿지 못하기도 합니다. 그 지점이 절연의 실제 한계가 됩니다. Parylene은 상온 기상 증착으로 형성돼 핀홀(pin-hole)이 거의 없는 컨포멀(conformal) 막을 만듭니다(참고자료 6).

절연에서 중요한 것은 평균 두께가 아니라 가장 얇은 지점입니다. 전기는 가장 약한 자리로 흐르므로, 평균이 아무리 두꺼워도 한 곳이 비면 그곳에서 무너집니다. 두께를 올리는 대신 연속성을 확보하는 쪽이 유리한 이유입니다. 얇은 막이 방습에서 이기는 원리도 같으며, PCB 방습 코팅에 두께와 연속성의 관계로 정리했습니다.

얇다는 것 자체가 설계 여유를 만듭니다. 막이 두꺼우면 조립 공차를 먹고 계면 응력이 커집니다. 고전압 부품에서는 절연과 경량화를 함께 요구받는 일이 흔합니다. 그 상충을 푸는 방법은 전기차 전장 부품 코팅에 정리했습니다.

5,600 V/mil에 두께를 곱하면 내전압이 나오는가?

나오지 않습니다. 그 곱셈은 이상적 조건의 상한만 알려 줍니다. 물성값은 규정된 시편과 전극, 규정된 승압 조건에서 얻은 값입니다. 실제 부품은 시편이 아닙니다. 형상이 꺾이고, 부품이 겹치고, 표면에 오염이 앉습니다. 같은 재료라도 그 조건에서 같은 값이 나오지 않습니다. 곱셈으로 나온 숫자를 사양서에 적으면, 시험 단계에서 그 값을 못 맞추게 됩니다.

게다가 파괴 경로가 하나가 아닙니다. 앞에서 본 대로 D149는 관통과 연면 두 모드를 다룹니다(참고자료 2). 두께를 곱해 얻은 값은 관통 쪽 상한입니다. 부품에서 전극 사이 표면 거리가 짧다면, 관통이 일어나기 훨씬 전에 표면을 타고 넘어갑니다.

그래서 물성값은 후보를 고르는 데 쓰고, 판정은 부품에서 합니다. 재료 선정 단계에서 4종을 견주는 데는 표 1이 충분합니다. 그러나 "이 부품이 몇 볼트를 견디는가"는 부품 형상 그대로 시험해야 나옵니다. 재료 자격과 부품 성능이 다른 층이라는 구조는 방산·항공 전자장비 코팅 규격 해설에 규격 원문을 근거로 정리했습니다.

두께 방향과 표면 방향은 어떻게 다른가?

결정하는 변수가 다릅니다. 관통은 막의 두께와 재질이 정합니다. 두껍고 유전강도가 높은 재료일수록 잘 견딥니다. 연면은 전극 사이의 표면 거리와 표면 상태가 정합니다. 표면에 수분이나 이온이 앉으면 거리가 같아도 훨씬 낮은 전압에서 넘어갑니다. 두 경로 가운데 어느 쪽이 먼저 무너지는지는 부품 형상이 정합니다.

그래서 두 경로에 듣는 대책도 다릅니다. 관통이 문제면 두께를 올리거나 유전강도가 높은 폴리머로 바꿉니다. 연면이 문제면 두께를 올려도 거의 달라지지 않습니다. 전극 사이 거리를 벌리거나, 표면을 오염에서 지키거나, 형상에 홈(gully)을 파 표면 경로를 물리적으로 늘리는 쪽이 답입니다.

절연 거리 자체는 설계 규격의 소관입니다. 공간거리와 연면거리의 판정 기준은 IEC 60664-1:2020이 정합니다(참고자료 3). 코팅의 유전강도가 아무리 높아도 그 규격이 요구하는 거리를 없애 주지는 않습니다. 두 층을 섞어 읽으면 "절연내력이 높으니 거리를 줄여도 된다"는 결론으로 새게 됩니다.

코팅으로 연면거리를 줄일 수 있는가?

줄일 수 있습니다. 다만 별도 규격의 요건을 만족해야 합니다. IEC 60664-3:2016은 코팅·포팅·몰딩으로 오염 보호를 확보한 조립체에 적용됩니다. 그 조립체에 한해 IEC 60664-1이 요구하는 공간거리와 연면거리의 축소를 허용합니다(참고자료 4). 유전강도 수치가 아니라 이 규격의 절차를 통과했는지가 조건입니다.

보호 방식은 두 형으로 나뉩니다. 1형은 보호막 안쪽의 오염도를 오염도 1로 낮추는 방식이고, 2형은 보호막을 고체 절연에 준해 다루는 방식입니다. 어느 형으로 갈지에 따라 요구되는 시험과 문서가 달라집니다. 다만 규격은 영구적 보호만 대상으로 하며, 기계적 조정이나 수리가 있는 조립체는 제외합니다(참고자료 4).

그래서 발주 단계에서 이 항목을 먼저 정해야 합니다. 단순 보호막이면 두께 설계만 하면 됩니다. 연면거리 축소를 인정받으려면 시험 계획이 따로 붙고 일정과 비용이 달라집니다. 도면을 보내실 때 "절연 거리 축소를 코팅으로 인정받아야 하는지"를 한 줄로 알려주시면 검토가 빨라집니다.

사양서에는 절연 요구를 어떻게 적는가?

시험 방법과 합격 전압을 나눠 적어야 합니다. ASTM D149-25는 합격 기준을 정하지 않습니다. 이 시험법을 인용하는 문서가 스스로 합격 기준을 정하라고 규정합니다. 전류 감지 소자의 파괴 판정 기준과, 권장 절차에서 벗어난 부분도 함께 밝히도록 요구합니다(참고자료 2). 규격 번호만 적은 사양서에는 판정 기준이 비어 있는 셈입니다.

측정 대상도 정해야 합니다. 시편에서 잴 것인지 실부품에서 잴 것인지에 따라 값이 달라집니다. 두 방식의 차이는 값보다 결과물에서 먼저 드러납니다.

• 실부품 측정 — 절연 파괴 시험은 시료를 망가뜨리는 파괴 시험입니다. 실부품으로 재면 그 부품은 폐기해야 하므로 납품할 수 없습니다.
• 동반 시편(witness sample) 측정 — 같은 배치에 시편을 함께 넣어 코팅한 뒤 그 시편에서 재는 방식입니다. 현장에서 쓰는 일반적인 방법입니다.

두 방식 중 어느 쪽인지 사양서에 남겨야 합니다. 적어 두지 않으면 시험 단계에서 부품을 깨야 하는지부터 되묻게 됩니다. 동반 시편으로 갈 경우, 시편을 몇 개 넣을지도 함께 정해 두는 편이 낫습니다.

요구가 관통인지 연면인지도 밝혀 주십시오. 같은 "절연 시험"이라도 두께를 뚫는 시험과 표면을 넘는 시험은 시료 준비와 전극 배치가 다릅니다. 어느 쪽인지 적히지 않으면 시험 계획 단계에서 되물어야 합니다.

절연내력 값이 재현되지 않는 조건은?

온도, 표면 오염과 습도, 형상이 만드는 얇은 자리 세 가지입니다. 세 조건 모두 재료를 바꾸는 것이 아니라 재료가 놓인 환경을 바꿉니다. 그래서 물성표를 다시 봐도 답이 나오지 않습니다. 값이 재현되지 않을 때 먼저 볼 곳은 재료 선정이 아니라 이 세 가지입니다. 아래에서 하나씩 짚습니다.

첫 번째는 온도입니다. 온도가 올라가면 물성 자체가 달라집니다. 표 1의 값은 상온 조건입니다. (주)와인이 상시 운영하는 Parylene C의 연속 사용 온도는 80 °C입니다(참고자료 7). 그 위에서는 절연 성능을 자사 기준으로 보증하지 못합니다. 고온 부품이라면 유전강도를 보기 전에 온도 조건부터 확인해야 합니다. 온도가 먼저 걸리면 나머지 물성은 볼 이유가 없습니다.

두 번째는 표면 오염과 습도입니다. 두 가지가 연면 쪽을 무너뜨립니다. 코팅 전 세정이 덜 된 기판은 이온성 오염을 막 안쪽에 가두게 되고, 수분이 들어오면 그 자리에서 누설이 시작됩니다. 절연 성능은 재료값이 아니라 코팅 전 표면 상태에서 갈리는 경우가 많습니다.

세 번째는 형상입니다. 형상이 만드는 얇은 자리가 실제 한계가 됩니다. 좁고 깊은 구멍의 안쪽, 부품이 겹쳐 가려진 면은 평면부보다 얇게 덮입니다(그늘 효과, shadowing). 절연이 요구되는 면이 그런 자리에 있다면, 평면 기준 목표 두께를 맞춰도 그 지점에서 무너집니다. 도면 검토 단계에서 절연이 필요한 면의 위치를 함께 알려주셔야 하는 이유입니다.

핵심 요약

• Parylene C의 유전강도는 5,600 V/mil입니다. N 7,000 · D 5,500 · HT 5,400입니다.
• 이 값은 두께 방향 관통 파괴의 상한입니다. 표면을 타고 넘는 연면 파괴는 별개 경로입니다.
• 두께를 곱해 얻은 값은 이상적 조건의 상한입니다. 부품의 내전압은 부품에서 시험해야 나옵니다.
• 연면 쪽은 IEC 60664-1이 정하는 절연 거리의 소관입니다. 유전강도가 거리를 대체하지 않습니다.
• 코팅으로 거리를 줄이려면 IEC 60664-3의 1형·2형 요건을 만족해야 합니다.
• ASTM D149-25는 합격 전압을 정하지 않습니다. 사양서에 시험 방법과 합격선을 나눠 적으십시오.

절연이 요구되는 면의 위치와 요구 전압, 상시 작동 온도를 함께 보내주십시오. 적용 가부와 폴리머·두께 제안, 절연 거리 축소가 필요한 경우의 검증 계획을 회신드립니다. 문의하기 · Parylene 물성표 보기

참고자료

번호는 성격별로 묶어 매겼습니다(제조사 기술자료 → 규격 → 학술 문헌 → 자사 데이터). 본문 괄호 안의 번호가 아래 목록의 번호와 같습니다. 표 1의 값은 규정된 시편과 시험 조건에서 얻은 재료 물성이며, 부품의 내전압이 아닙니다. 단위는 원문 표기를 그대로 두었습니다 — 임의로 환산하면 오차가 생기고 원문 대조가 불가능해집니다.

제조사 기술자료

1. Specialty Coating Systems, SCS Parylene Properties, 2018, Table 1(전기 특성). https://scscoatings.com/parylene-coatings/properties/ — 유전강도(N 7,000 · C 5,600 · D 5,500 · HT 5,400 V/mil), 1 kHz 유전상수와 유전손실. 이해관계가 있는 1차 자료이며, 학술서에 값이 있는 항목은 학술서를 우선합니다(참고자료 5).

규격

2. ASTM D149-25, Standard Test Method for Dielectric Breakdown Voltage and Dielectric Strength of Solid Electrical Insulating Materials at Commercial Power Frequencies, ASTM International (2025-09-10 발행, Active). https://store.astm.org/d0149-25.html (2026-08-27 확인) — 상용 주파수에서 고체 절연 재료의 절연 파괴 전압을 측정. 시편 두께를 뚫는 관통(puncture)과 시편·주변 매질 경계면을 따라가는 연면(flashover) 두 모드를 다룹니다. 합격 기준은 이 시험법이 정하지 않으며, 인용하는 문서가 스스로 정하도록 규정합니다.
3. 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) — 공간거리·연면거리 및 고체 절연 판정 기준과 전기 시험 방법을 규정. 절연 거리가 설계 규격의 소관이라는 근거.
4. 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.

학술 문헌

5. Fortin, J. B. & Lu, T.-M., Chemical Vapor Deposition Polymerization: The Growth and Properties of Parylene Thin Films, Springer, 2004, Table 6.1. https://doi.org/10.1007/978-1-4757-3901-5 — 1 MHz 유전상수·유전손실과 체적저항. D의 체적저항은 이 자료(2 × 10¹⁶)와 제조사 자료(1.2 × 10¹⁷)가 어긋나며, 사이트 물성표는 학술서를 우선해 싣고 불일치를 함께 밝힙니다. 유전강도는 이 자료가 MV/cm로 표기하는데 N=300이 그 단위로 해석되지 않아(단위 표기 손상) 채택하지 않았습니다.
6. 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 형성된다는 서술.

자사 데이터

7. Y-IN 자사 운영 기준 (2026-08) — Parylene C 연속 사용 온도 80 °C, Parylene C·N 상시 운영(D·HT는 사양 협의), 두께 운영 범위 0.5–50 µm, 마스킹 경계 정밀도 약 100 µm, 60L·300L·1100L 3-Tier 챔버 운영. 자사 설비 운영 기준이며 외부 시험기관 성적서가 아닙니다.