박막 코팅 신뢰성 시험 — 염수분무·고온고습·열충격 시험 조건

1분 요약 (Executive Summary)

• 주제 안내 — 이 글은 염수분무·고온고습·열충격 신뢰성 시험이 무엇을 비교하고 무엇을 예측하지 못하는지, 시험을 의뢰할 때 정할 항목은 무엇인지 다룹니다.
• 수명이 아닌 상대 비교 — 가속 시험은 부품 수명을 측정하는 방법이 아닙니다. 같은 조건에서 재료나 공정 조건을 비교해 나은 것을 고르는 방법입니다.
• 실환경 성능과 상관관계가 확인되지 않은 염수분무 — ASTM B117-26a 원문에도 염수분무 결과를 단독 데이터로 쓸 때 자연 환경 성능과 상관관계가 확인된 경우가 드물다고 적혀 있습니다[1].
• 시험마다 다른 가속 대상 — 염수분무는 표면 부식을, 고온고습은 수분·이온 누설을, 열충격은 계면 응력을 가속합니다. 가속하지 않은 항목은 그 시험으로 확인할 수 없습니다.
• 평판 시편과 실장 기판의 차이 — 평판 시편에서 열충격 100사이클을 통과한 액상 코팅이 부품을 실장한 시험판에서는 20–100사이클에서 파손됐습니다[7].
• 시편 구성·합격선·재판정 — 규격은 합격 기준을 정하지 않습니다[3]. 시험을 의뢰할 때 시편 구성, 합격선, 재판정 조건을 시험 조건과 함께 정해 두면 결과를 판정할 수 있습니다.

"염수분무 몇 시간 통과했나요?"

개발·품질 현장에서 흔히 나오는 질문입니다. 숫자로 답할 수는 있지만, 그 숫자가 현장에서 부품이 얼마나 견딜지를 보증하지는 않습니다. 시험 결과를 해석하려면 각 시험이 어떤 열화를 가속하는지부터 봅니다.

Parylene(파릴렌) 코팅 부품의 신뢰성 시험을 계획하거나 결과를 검토하는 개발·품질 담당자를 위해, 가속 시험이 수명을 측정하지 않는 이유부터 염수분무·고온고습·열충격 세 시험이 각각 가속하는 대상, 평판 시편 결과를 부품에 그대로 옮길 때 생기는 문제, 시험을 의뢰할 때 정할 항목, (주)와인의 지원 범위까지 차례로 정리합니다. 제어 보드에 여러 부하가 한꺼번에 가해지는 경우는 ECU 코팅에 정리했습니다.

신뢰성 시험 결과는 부품의 수명을 알려 주는가?

신뢰성 시험 결과는 부품 수명을 알려 주지 않습니다. 가속 시험은 같은 조건에서 여러 후보를 비교해 나은 것을 고르는 방법입니다.

ASTM B117-26a 원문에도 시험 결과로 실환경 성능을 예측하기 어렵다는 한계가 적혀 있습니다. 염수분무 결과를 단독 데이터로 쓸 때 자연 환경 성능과 상관관계가 확인된 경우가 드물고, 이 시험 환경의 부식 결과로 다른 조건의 성능을 추정하는 일도 늘 들어맞지는 않는다는 내용입니다[1].

이 한계는 '가속'의 성격에서 나옵니다. 가속 시험은 실제 환경을 짧은 시간에 그대로 재현하는 방법이 아닙니다. 특정 열화 기구(Degradation mechanism) 하나만 빠르게 진행시키는 방법입니다. 현장에서는 여러 열화가 낮은 강도로 함께 천천히 진행되므로, 시험 시간을 줄이려고 강도를 올리면 현장과 다른 양상의 열화가 나타날 수 있습니다.

Zhan 연구진이 무세척 플럭스로 납땜한 뒤 코팅한 기판으로 진행한 표면절연저항 시험이 그 예로, 40 °C/93 %RH 조건의 고장률이 85 °C/85 %RH보다 높았습니다. 연구진은 이 차이를 고온에서 잔사 속 약유기산이 빨리 증발한 결과로 보고, 85 °C/85 %RH 결과로는 낮은 온도의 신뢰성을 예측할 수 없다고 결론지었습니다[4].

Parylene C 막 자체에서도 비슷한 보고가 있습니다. Selbmann 연구진의 측정에서 22 °C에 약 5년 보관한 막과, 5년에 해당하도록 공기 중 87 °C에 472시간 둔 막의 영률은 3.93 GPa와 4.04 GPa로 비슷했지만, 압입 경도는 가열한 막에서만 높아졌습니다. 연구진은 가속 노화로 Parylene C의 신뢰성을 평가하면 잘못된 결론에 이를 수 있어 신중히 평가해야 한다고 적었습니다[6].

가속 시험은 상대 비교에 씁니다. 같은 조건에서 두 재료를 함께 시험하면 어느 쪽이 그 스트레스에 강한지 확인할 수 있습니다. 코팅 유무와 두께, 전처리 조건에 따른 차이를 비교하는 데는 충분합니다.

염수분무 시험은 무엇을 확인하고, 무엇을 확인하지 못하는가?

• 확인하는 것: 염분과 수분이 직접 닿는 표면에서 부식이 얼마나 빠르게 진행되는가
• 확인하지 못하는 것: 그 결과가 실제 사용 환경의 수명과 어떻게 연결되는가

ASTM B117-26a는 염수분무 시험 장비를 운전하는 방법과 절차를 규정합니다[1]. 목적은 장비와 조건을 통일해 시험 결과를 서로 비교할 수 있게 하는 것입니다. "몇 시간을 견뎌야 합격"이라는 기준은 정하지 않습니다.

코팅 부품에서 염수분무 시험으로 확인할 수 있는 것은 막의 연속성입니다. 막이 끊어진 부분, 모서리처럼 얇게 덮인 부위, 마스킹 경계에서 부식이 먼저 시작됩니다. "며칠을 견뎠다"보다 "부식이 어디에서 시작됐는가"가 더 유용한 정보입니다.

통과 시간을 그대로 비교하기 전에는 시험 조건부터 봅니다. 코팅 재료 회사의 Taylor·Kinner는 도포 방식이 다르면 같은 재료라도 염수분무 결과가 달라진다고 보고했습니다[7]. "몇 시간 통과"를 업체 간 비교에 쓰려면 시편 형상과 코팅 조건을 같게 맞춥니다.

시험 규격의 계열도 분야마다 다릅니다. 해양 장비 분야에서는 연속 분무가 아니라 주기식 염무 시험(Cyclic salt mist test)을 씁니다. 해양 장비 기준은 해양 전자장비 부식에 정리했습니다.

고온고습 시험에서 코팅이 실제로 막아 주는 것은 무엇인가?

코팅이 막아 주는 것은 수분과 이온이 회로 표면에 닿아 생기는 누설 전류와 이온 이동입니다. 고온고습 시험은 온도와 습도를 함께 높여 수분 침투와 전기적 열화를 가속합니다. 이 시험으로 확인하는 것은 보호막이 수분 침투를 얼마나 오래 늦추는가입니다. 표면절연저항이 떨어지거나 도체 사이에 이온 이동 흔적이 보이면 그 시점이 코팅의 보호 한계입니다.

이 시험으로는 코팅 전 기판에 남아 있던 오염의 양까지는 알 수 없습니다. 세정이 불충분했다면 이온성 오염(Ionic contamination)이 막 아래에 갇혀, 수분이 들어오는 순간 그곳에서 바로 누설이 시작됩니다. 결과가 나빠도 코팅막 문제인지 전처리 문제인지 시험만으로는 구별할 수 없습니다.

앞의 Zhan 연구진 결과에서도 기판과 코팅 안의 오염원을 최소로 줄였을 때만 코팅이 신뢰성을 높였습니다. 코팅 속에 섬유 오염이 섞인 곳은 수분 흡착과 이온 이동의 통로가 돼 표면절연저항이 더 빨리 떨어졌습니다[4]. 전처리 순서와 조건은 코팅 전처리 3단계에 정리했습니다.

고온고습 결과는 전처리 조건과 함께 기록할 때 해석할 수 있습니다. 세정 방법, 표면 활성화 후 경과 시간, 재질 로트를 남기지 않으면 다음 배치에서 같은 품질을 재현할 수 없습니다. 성적서 한 장만으로는 원인을 추적할 근거가 없습니다.

열충격 시험에서 코팅은 왜 변수가 되는가?

코팅을 하면 막과 기재 사이에 새로운 계면이 생기고, 온도가 바뀔 때마다 그 계면에 응력이 반복해서 생기기 때문입니다. 열충격 시험은 고온과 저온을 빠르게 오가며 이 응력의 영향을 가속합니다. 코팅막과 기재는 선팽창 계수(Coefficient of thermal expansion, CTE)가 달라, 온도가 바뀌면 둘이 서로 다른 비율로 늘고 줄어 계면에 응력이 남습니다.

열충격 항목에서 코팅은 보호재가 아닙니다. 새로운 변수입니다. 코팅을 추가한 뒤 열충격 결과가 나빠지는 사례도 있습니다. 이때는 재료를 의심하기 전에 두께부터 점검합니다. 코팅막이 두꺼울수록 계면에 생기는 응력도 커지기 때문입니다. 더 잘 보호하려고 두께를 늘렸다가 열충격에서 먼저 벗겨지는 경우가 생기는 이유입니다.

Riahi 연구진이 티타늄 위에 Parylene C를 1–20 µm로 증착해 시험한 결과, −80 °C와 +220 °C 사이를 반복하는 열충격 5사이클 뒤 20 µm 막의 분리력이 약 5.5 N으로 떨어졌습니다. 증착 직후보다 90 % 넘게 줄었고, 막은 거의 전면 박리됐습니다. 더 얇은 막의 감소 폭은 약 50 %였습니다[5].

이 온도 범위는 Parylene C 연속 사용 온도(약 80 °C)를 크게 넘으며, 연구진은 막과 기재 사이 실란(A-174) 처리층의 손상과 온도 초과에 따른 Parylene C 고분자 사슬 절단이 함께 작용했을 것으로 봤습니다. 이 결과는 두께가 박리에 주는 영향의 방향을 보여 주는 사례이며, 부품 수명 값은 아닙니다.

열충격 요구가 있는 부품이라면 코팅 적용 여부와 두께 증가 여부를 함께 검토합니다. 두께와 박리의 관계는 박막 코팅 박리 원인에 시점별로 정리했습니다.

반복되는 응력은 부품 모서리, 리드가 꺾이는 부위, 부품이 겹치는 좁은 틈새처럼 형상이 급하게 바뀌는 곳에 집중됩니다. 평판 시편에는 이런 입체 구조가 없습니다. 평판 결과를 실제 부품에 옮길 때 오차가 커지는 이유입니다.

평판 시편을 통과한 코팅이 실제 부품에서 벗겨지는 이유는 무엇인가?

규격 시험은 평판 시편으로 하고, 실제 부품은 형상이 다르기 때문입니다. IPC-CC-830C §1.1에는 시험을 양산 조립품이 아닌 표준 시편에서 하도록 정해져 있고, §1.2에는 이 규격이 재료의 자격과 적합성만 다루며 실사용 성능은 범위 밖이라고 적혀 있습니다[2].

Taylor·Kinner는 그 차이를 수치로 보고했습니다. 평판 FR-4 시편에서 열충격 100사이클을 통과한 UV 경화형 코팅이 부품을 실장한 시험판에서는 20–100사이클에서 파손됐습니다[7]. 재료는 그대로이고 시험 대상의 형상만 바뀌었습니다.

재료 자격 판정과 부품 실측 성능 판정은 서로 다른 단계입니다. 재료 성적서는 후보를 좁히는 데 씁니다. 최종 판정에는 실제 부품을 형상 그대로 시험한 결과를 쓰며, 시험 조건과 판정 항목은 고객사 또는 외부 시험기관과 협의해 정합니다. 재료 판정 결과를 부품 판정에 그대로 옮기면 "규격을 통과한 재료를 썼으니 부품도 통과한다"는 잘못된 결론에 이릅니다. 같은 문제를 비용 관점에서 본 내용은 Parylene vs 액상 코팅 총소유비용에 정리했습니다.

신뢰성 시험을 의뢰할 때 함께 정할 세 항목은 무엇인가?

시편 구성, 합격선, 재판정 조건 세 가지를 시험 조건과 함께 정합니다. 시험 조건만 적고 판정 기준을 빠뜨리기 쉽습니다.

규격은 측정 방법만 정하고, 어디까지를 합격으로 볼지는 정하지 않습니다. ASTM D3359-23도 밀착을 0–5 등급으로 나누는 방법만 정할 뿐, 몇 등급 이상이 합격인지는 제시하지 않습니다[3].

각 항목에 적을 내용은 아래와 같습니다.

1. 시편 구성 — 평판 시편인지, 부품 형상과 같은 더미 시편인지, 실제 제품인지 적습니다. 파괴 시험이 있다면 같은 배치에 넣을 동반 시편으로 대체할지도 정합니다.
2. 합격선 — 시간이나 사이클 수 외에, 어떤 현상을 불합격으로 볼지 적습니다. 부식 시작점 발생 여부, 절연저항 하한, 박리 등급이 그 예입니다.
3. 재판정 조건 — 환경 시험 뒤 재판정을 할지, 초기 판정으로 끝낼지 정합니다. 초기 검사 통과가 환경 시험 뒤의 합격을 보증하지는 않습니다.

발주할 때 세 항목이 정해져 있으면 코팅 배치를 알맞게 구성할 수 있습니다. 동반 시편은 코팅 때 같은 배치에 들어가므로, 납품 직전에 시험을 추가하면 배치를 처음부터 다시 진행할 수도 있습니다.

(주)와인은 신뢰성 시험을 어떻게 지원하는가?

요청이 있으면 (주)와인은 제품과 같은 배치에 동반 시편을 함께 넣고, 그 배치의 공정 조건을 기록합니다. 환경 시험은 시험 조건과 판정 항목을 함께 정한 뒤, 고객사 또는 외부 시험기관과 협의해 진행합니다.

위 내용은 (주)와인 자사 운영 기준(2026년 8월)이며, 규격이 정한 절차가 아닙니다. 고객사 시험 계획이 있으면 그 계획을 따릅니다.

시험 데이터를 인용할 때는 조건을 함께 기록합니다. 시편 형상, 코팅 두께, 전처리 이력, 시험 규격과 개정판이 그 조건입니다. 조건이 빠진 숫자는 재검토에서 근거로 쓸 수 없습니다. 어떤 조건에서 얻은 값인지 확인할 수 없기 때문입니다.

핵심 요약

• 수명이 아닌 상대 비교 — 가속 시험은 같은 조건의 상대 비교에 쓰며, 시험 시간을 줄이려고 강도를 올리면 현장과 다른 열화가 생길 수 있습니다. Zhan 연구진의 무세척 플럭스 기판 시험에서는 40 °C/93 %RH 조건의 고장률이 85 °C/85 %RH보다 높았습니다. 85 °C/85 %RH 결과만으로는 낮은 온도의 신뢰성을 예측할 수 없습니다[4].
• 실환경 성능과 상관관계가 확인되지 않은 염수분무 — 염수분무 통과 시간은 실환경 수명과 바로 연결되지 않으므로, "며칠을 견뎠는가"보다 "부식이 어디에서 시작됐는가"가 더 유용합니다. 부식 시작점이 막이 끊어진 부위를 보여 주기 때문입니다. 통과 시간을 업체 간에 비교하려면 시편 형상과 코팅 조건을 같게 맞춥니다.
• 시험마다 다른 가속 대상 — 고온고습은 수분·이온 누설을 가속하지만 그 결과만으로는 코팅막 문제와 전처리 문제를 구별할 수 없어, 결과를 전처리 조건과 함께 기록해 원인을 추적합니다. 열충격은 계면 응력을 가속하며, 막이 두꺼울수록 그 응력이 커집니다. Riahi 연구진의 시험에서 티타늄 위 Parylene C 막의 분리력은 열충격 5사이클 뒤 20 µm에서 90 % 넘게, 더 얇은 막에서 약 50 % 줄었습니다[5].
• 평판 시편과 실장 기판의 차이 — IPC-CC-830C는 시험을 표준 시편에서 하도록 정하고, 실사용 성능은 규격 범위 밖으로 둡니다[2]. 재료 성적서는 후보를 좁히는 데 쓰고, 최종 판정에는 실제 부품을 형상 그대로 시험한 결과를 씁니다.
• 시편 구성·합격선·재판정 — 세 항목은 발주할 때 정해 둡니다. 동반 시편이 제품과 같은 배치에 들어가기 때문입니다. (주)와인은 요청 시 동반 시편을 함께 넣고 그 배치의 공정 조건을 기록합니다. 환경 시험은 시험 조건과 판정 항목을 함께 정한 뒤 고객사 또는 외부 시험기관과 협의해 진행합니다[8].

(주)와인은 고객사의 요구 시험 항목과 부품 형상, 사용 온도를 확인하고, 그에 맞는 Parylene 종류와 두께, 동반 시편 구성을 제안합니다.

이 글의 지원 기준은 (주)와인의 자사 운영 기준입니다[8]. 시험 규격의 범위와 시편·부품 차이는 참고자료의 규격·기술자료를 따르고, 온습도 조건·오염의 영향과 두께·열충격의 관계는 학술 문헌을 따릅니다.

요구 시험 항목, 부품 형상, 목표 두께 세 항목을 알려 주시면 동반 시편 구성과 배치 계획을 안내하고, 시험 조건에 맞는 Parylene 종류와 두께도 함께 제안합니다. 일반 준비 사항은 부품 코팅 견적 체크리스트에 정리했습니다. 문의하기 · 코팅 사양서 합격선 보기

참고자료

번호는 성격별로 묶어 매겼습니다(규격 → 학술 문헌 → 산업 기술자료 → 자사 데이터). 본문의 번호가 아래 목록의 번호입니다. 이 글은 시험 결과를 해석하는 방법을 다루며, 특정 시간이나 사이클 수를 자사 고유의 성능 지표로 제시하지 않습니다. (주)와인은 시험 조건과 판정 항목을 함께 정하고, 환경 시험은 고객 또는 외부 시험기관과 협의하며, 시편과 공정 기록을 제공합니다(참고자료 8). 참고자료 4·7은 액상 코팅, 5는 티타늄 위 Parylene C 연구로, 그 수치를 Parylene 코팅 PCB의 합격값으로 옮기지 않습니다.

규격

1. ASTM B117-26a, Standard Practice for Operating Salt Spray (Fog) Apparatus, ASTM International (Active, 2026-09-22 갱신). https://store.astm.org/b0117-26a.html — 염수분무 장치 운전 절차 규격. 3.2: 단독 자료로는 자연 환경 성능 예측과 상관된 사례가 드물고 상관·외삽은 장기 대기 노출 결과가 뒷받침될 때만 고려하라고 적음. 합격 기준 시간은 규격에서 정하지 않음. 이전 버전에서 인용한 B117-26은 같은 날 Historical로 바뀌었고 3.2 문구는 26a도 같음. B117-25·B117-19도 현행 아님.
2. IPC-CC-830C (2018-12), Qualification and Performance of Electrical Insulating Compound for Printed Wiring Assemblies, IPC. https://www.electronics.org/TOC/IPC-CC-830C-toc.pdf (공개 목차·적용 범위 PDF) — §1.1에서 시험을 실제 생산 조립품이 아닌 표준 시편에서 수행하도록 규정하며, §1.2에서 재료 자격 및 적합성만 다룰 뿐 실사용 환경 성능은 평가 범위 밖임을 명시함.
3. ASTM D3359-23, Standard Test Methods for Rating Adhesion by Tape Test, ASTM International, 2023-03-07 갱신. https://store.astm.org/d3359-23.html (상태 Active) — 테이프 시험을 통해 밀착을 0–5 등급으로 평가함. 합격 등급 기준은 규격에서 정하지 않음.

학술 문헌

4. Zhan, S., Azarian, M. H. & Pecht, M. G., "Surface Insulation Resistance of Conformally Coated Printed Circuit Boards Processed With No-Clean Flux", IEEE Transactions on Electronics Packaging Manufacturing 29(3), 217–223, 2006. https://doi.org/10.1109/TEPM.2006.882496 (출판사 PDF 전문) — Maryland(CALCE)의 무세척 플럭스 잔사 위 액상 코팅(아크릴·우레탄·실리콘 25–75 µm) 표면절연저항 시험. 40 °C/93 %RH와 85 °C/85 %RH, 168시간. 빗살 구조 216개 중 28개 고장, 대부분 코팅 속 섬유 오염이 원인. 보호 효과는 실리콘 > 우레탄 > 아크릴 순이고 40 °C가 85 °C보다 고장이 많았음. Parylene은 시험 대상이 아니며, 액상 코팅(아크릴·우레탄·실리콘)과 무세척 플럭스 조합의 결과입니다.
5. Riahi, S., Braiek, S., Martins, N., Bouville, D., Lafosse, X., Mahut, F., Bosseboeuf, A., Thomasset, M., David, C., Becan, G., Boutaud, B., Lefeuvre, E. & Ammar, M., "Highly Controlled Parylene C Coating on Titanium for Invasive Biomedical Applications", Micromachines 17(8), 953, 2026. https://doi.org/10.3390/mi17080953 (Europe PMC 전문 PMC13515705, CC BY 4.0) — Grade 1 티타늄에 A-174 처리 뒤 Parylene C 1·5·10·20 µm 증착. MIL-STD-202 Method 107G에 따른 −80 °C ↔ +220 °C 열충격 5사이클 뒤 20 µm 막은 약 5.5 N(90 % 넘게 감소, 거의 전면 박리), 나머지 두께는 약 50 % 감소. 능동형 이식기기용 연구이며 열충격은 연속 사용 온도를 넘는 가혹 조건입니다. 출판본 표 6은 표 5와 같은 수치라 열충격 뒤 값은 초록·본문 서술로만 확인했습니다.
6. Selbmann, F., Scherf, C., Langenickel, J., Roscher, F., Wiemer, M., Kuhn, H. & Joseph, Y., "Impact of Non-Accelerated Aging on the Properties of Parylene C", Polymers 14(23), 5246, 2022. https://doi.org/10.3390/polym14235246 (PubMed Central 전문 PMC9740118, CC BY 4.0) — 실리콘 칩 위 Parylene C를 22 °C 약 5년 보관한 막과 87 °C·472시간(5년 상당으로 설정) 가열한 막을 나노압입으로 비교. 영률 3.93·4.04 GPa, 경도는 가열한 막만 상승. 연구진은 가속 노화 결과의 해석에 주의를 당부. 코팅 부품의 시험이 아니고, 염수분무·고온고습·열충격을 다루지 않았습니다.

산업 기술자료

7. Taylor, C. & Kinner, P. (Electrolube), "IPC-CC-830B vs. the 'Real World'", Printed Circuit Design & Fab, 2015-04-01(IPC APEX Expo 2015 발표 원고 재수록). https://pcdandf.com/pcdesign/index.php/magazine/9992-conformal-coatings-1504 — Electrolube의 업계 기술자료. 실장 시험판에 IPC-CC-830 적합 액상 코팅을 여러 방식으로 도포해 열충격(−65 ↔ 125 °C, 1,000사이클)→염무→항온항습 순으로 시험. 평판 FR-4에서 100사이클을 견딘 UV 경화형이 시험판에서는 20–100사이클 사이에 파손됨. 연구진은 공칭 두께보다 막이 고르게 덮였는지가 보호 수준을 정한다고 결론. 학술 출처가 아닌 업계 기술자료이며(연구진은 코팅 재료 회사 소속), Parylene이 아닌 액상 코팅 기준 자료임.

자사 데이터

8. (주)와인 자사 운영 기준 (2026-08) — Parylene C·N 상시 운영(D·VT4는 사양 협의, HT는 현재 운영하지 않음), 동반 시편 투입, 배치별 공정 조건 보관, Parylene C 연속 사용 온도 80 °C 기준. 기본 검사는 두께·외관이며 밀착 크로스컷(ASTM D3359)은 요청 시 별도 시편(사내 합격선 4B 이상). 자사 설비 운영 및 품질 관리 기준이며 외부 시험기관의 공식 성적서가 아님. 환경 시험 자체는 고객사 또는 외부 기관에서 진행함.