평판 시편은 통과하고 현장에서 깨진다 — Parylene vs 액상 코팅 비용 비교

이 글의 결론

• 판단 기준 — "고장 난 부품을 회수해 수리하는 비용이 코팅비 차액보다 큰가?" 부등식 하나가 정합니다.
• 근거 — 평판 시편에서 열충격 100 사이클을 견딘 코팅이 실장 기판에서는 20–100 사이클에 깨졌습니다.
• 두께 — 규정 두께가 Parylene(파릴렌) 13–51 µm 대 아크릴·우레탄·에폭시 25–127 µm로 2배 이상 차이 납니다.
• 불리한 항목 — Parylene은 용제로 제거되지 않아 재작업 비용이 붙습니다.

평판 FR-4 시험 시편에서 진행된 열충격 시험에서 100 사이클을 이상 없이 견디며 공식 인증까지 획득한 코팅재가 있습니다. 하지만 실제 부품들이 실장된 실전 기판에 동일한 코팅을 적용했더니, 불과 20–100 사이클 만에 코팅층이 깨지고 박리되는 현상이 발생하곤 합니다(참고자료 5). 제조사로부터 받는 견적서에는 이런 실전 환경에서의 성능 차이가 수치로 표기되지 않습니다.

결국 방습·절연 코팅 방식의 선택은 다음과 같은 하나의 간단한 부등식으로 귀결됩니다. "필드에서 고장 난 부품을 회수하여 수리·교체하는 비용이 코팅 초기 도입 비용의 차액보다 큰가?"

본 글에서는 단순 견적서가 놓치기 쉬운 숨은 항목부터 규격별 권장 두께, 평면 측정 데이터가 가진 한계, Parylene이 가진 명확한 약점, 그리고 위 부등식의 양변을 구체적인 숫자로 채우는 방법까지 순서대로 정리해 드립니다. Parylene 두께가 무엇을 정하고 어떻게 재는지는 Parylene 코팅 두께 설계에 있습니다.

코팅 견적서는 무엇을 보여주고 무엇을 놓치는가?

견적서가 보여주는 것은 단순 1회 도포 단가일 뿐, 제품이 출하된 이후 발생하는 필드 고장 비용을 알려주지 않습니다.

• 액상 코팅(아크릴, 우레탄, 실리콘 등) — 단가가 주로 재료비와 도포·경화 시간에 의해 결정됩니다. 사용 환경별로 어느 계열이 맞는지는 컨포멀 코팅 선정 가이드에 매핑표로 정리되어 있습니다.
• Parylene 코팅 — 진공 챔버를 1회 가동하는 배치(Batch) 고정비와 마스킹 작업 시간에서 결정됩니다. 챔버 배치 비용은 처리할 부품이 1개든 100개든 거의 동일하게 발생합니다.

특히 Parylene은 마스킹 공정에 가장 많은 인력이 투입됩니다. 기체 상태로 증착되는 단량체(Monomer) 분자는 공기가 통하는 미세한 틈새라면 어디든 침투하므로, 코팅 침투를 막아야 하는 구역을 수작업으로 정밀하게 마스킹해야 합니다. (주)와인 공정 기준으로도 사람의 손이 가장 많이 가는 단계가 바로 이 작업입니다.

단순히 1회 도포 단가만 놓고 보면 Parylene이 다소 비싸 보일 수 있습니다. 그 단가를 무엇이 좌우하는지는 가격 결정 요인에 일곱 가지로 정리했습니다. 하지만 이는 제품이 공장 문을 나서는 '첫날'까지만 단순 계산한 금액입니다.

규격을 만족하더라도 코팅 두께는 얼마나 차이 나는가?

Parylene의 두께 상한치(51 µm)는 실리콘 코팅의 하한치(51 µm)와 정확히 일치하며, 아크릴·우레탄·에폭시와 비교하면 상한 및 하한 두께가 모두 2배 이상 얇습니다. 코팅 유형별 규정 두께는 주요 국제 표준에서 일관되게 규정하고 있습니다. 아래 표는 전문이 공개된 NASA 규격 수치이며, IPC J-STD-001 및 IPC-A-610 규격의 두께표 역시 동일한 범위를 가리킵니다(참고자료 2).

여기서 반드시 짚고 넘어가야 할 단서가 있습니다. 규격집에 명시된 이 두께 범위는 "평평하고 방해물이 없는 평면 영역"에서 측정한 값이라는 점입니다(참고자료 4).

코팅의 두께는 곧 제품의 무게이자 물리적 치수를 의미합니다. 커넥터 간 피치(Pitch)가 매우 좁거나 미세 조립 공차가 엄격한 정밀 부품의 경우, 100 µm 안팎의 두께를 가지는 액상 코팅은 물리적으로 적용이 불가능합니다. 이러한 설계 구조에서는 액상 코팅과 비용을 비교하는 것 자체가 성립하지 않으며, 초박막 적용이 가능한 Parylene이 유일한 선택지가 됩니다.

평면에서 잰 두께가 왜 현장 성능을 대변하지 못하는가?

액상 코팅은 액체 특유의 표면장력으로 인해 경화 과정에서 흘러내립니다. 그 결과, 평평한 면에서 측정한 두께와 부품 모서리 등 절연이 가장 먼저 파괴되는 지점의 두께 사이에 큰 격차가 발생합니다. 날카로운 엣지(Edge)나 리드(Lead) 상단에서는 막이 얇게 늘어나고, 상대적으로 낮은 골짜기 지점으로 액상 코팅이 흘러 고이게 됩니다. 에지 씨닝·섀도잉·디웨팅 등 액상 결함 8종의 원인 물리는 컨포멀 코팅 공법 비교에 표로 정리되어 있습니다.

IPC 기술보고서(IPC-TR-587)의 단면 분석 결과에 따르면, 다양한 액상 코팅재 및 도포 방식을 적용한 조립품을 조사한 결과 부품 리드의 중간 지점, 수직면, 그리고 날카로운 엣지 부위를 균일하게 덮는 것이 기술적으로 매우 까다롭다는 점이 확인되었습니다. 특히 QFP 리드의 꺾임부(Knee bend) 모서리에는 코팅막이 거의 형성되지 않고 극도로 얇아진 단면이 관찰되었습니다(참고자료 4).

실증 연구 결과

평판 FR-4 시편 시험에서 열충격 100 사이클을 통과한 UV 경화형 코팅이 실제 부품이 실장된 시험판에서는 20–100 사이클 사이에 파손되었습니다. 또한 동일한 아크릴 재료라 하더라도 도포 방식(스프레이, 디핑 등)에 따라 염수 분무 시험의 결과가 달랐습니다. 연구자들은 이에 대해 다음과 같이 결론지었습니다(참고자료 5).

"IPC-CC-830 요건을 충족한 코팅재라고 해서 실제 작동 환경에서의 실전 성능까지 보장하는 것은 아니다."

반면, Parylene은 진공 상태에서 기체 분자가 자발적으로 부착되는 기상 증착(CVD) 방식이므로, 핀홀이 거의 없이 복잡한 3차원 형상 전체에 균일한 두께의 보호막을 형성합니다. 같은 논리를 기판 방습 관점에서 정리한 PCB 방습 코팅 글도 참고하실 수 있습니다.

위 수치는 2026년 8월 자사 실측 기준값이며 보증 사양은 아닙니다. 아크릴·우레탄·실리콘·에폭시·Parylene 등 IPC-CC-830C 7종을 규정 두께·강점·약점·용도 기준으로 비교한 자료는 컨포멀 코팅 종류 비교에 정리해 두었습니다.

단순히 "인증 규격을 통과했다"는 결과만 믿고 액상 코팅과 Parylene을 동일선상에 두고 비교한다면, 아래 부등식에서 '줄어드는 고장 비용' 항목을 0으로 놓고 계산하는 실수를 범하게 됩니다.

Parylene이 불리한 항목은 무엇인가?

Parylene의 가장 대표적인 약점은 재작업(rework)의 어려움입니다. IPC-7711/7721D 규격에서는 컨포멀 코팅 제거 방법을 식별, 용제(Solvent), 박리, 열, 연마·긁기, 마이크로 블라스트 등 6가지로 분류합니다(참고자료 3). 여섯 가지 중 Parylene에 남는 방법과 국부 제거 순서는 코팅 제거와 재작업에 정리했습니다. 이 중 가장 간편하고 부품 손상이 적은 '용제 녹임' 방식이 화학적으로 안정한 Parylene에는 적용되지 않습니다.

Parylene을 제거하려면 해당 부위를 물리적으로 연마하거나 마이크로 블라스트로 긁어내야 하며, 부품 수리 후 다시 코팅하려면 진공 챔버 배치를 한 번 더 가동해야 합니다. 따라서 현장 수리나 부품 교체가 자주 발생하는 설계 구조라면 건당 재작업 비용이 추가 발생할 수 있습니다.

우리 제품에는 어떤 코팅 방식이 유리한가?

아래 부등식의 좌변(고장 감소로 이득을 보는 금액)이 우변(Parylene 적용 추가 비용)보다 크면, Parylene을 선택하는 것이 결과적으로 전체 제조 및 품질 비용을 절감하는 길입니다.

(액상 대비 줄어드는 연간 고장 건수) × (고장 1건당 회수·교체·다운타임 비용) > (Parylene 추가 단가) × (생산 수량)

마지막 행의 「경화열을 견디지 못하는 경우」를 숫자로 판정하는 방법은 상온 증착의 의미에 정리했습니다.

핵심 요약

• 견적서는 초기 1회 도포 단가만 보여줍니다. 출하 이후 발생하는 필드 고장 및 수리 비용은 발주사에서 별도로 계산해야 합니다.
• 규정 두께는 큰 차이를 보입니다. Parylene(13–51 µm)은 아크릴·우레탄·에폭시(25–127 µm) 대비 2배 이상 얇고 균일합니다.
• 규격 두께는 평면 기준입니다. 액상 코팅은 엣지 및 리드 부위에서 얇아지므로, 평판 시편의 규격 통과가 실전 필드에서의 성능을 보증하지는 못합니다.
• Parylene은 화학 용제로 제거되지 않습니다. 수리 및 Rework가 잦은 부품 설계라면 액상 코팅이 작업성 측면에서 유리할 수 있습니다.

"어떤 코팅이 무조건 더 우수한가?"라는 질문에는 정답이 없습니다. 제품을 선택하기 전 던져야 할 진짜 질문은 "이 부품이 필드에서 고장 났을 때, 한 건당 정확히 얼마의 손실이 발생하는가?"입니다. 이 손실 비용을 명확히 파악한 후 코팅 방식을 결정하는 것이 합리적인 품질 관리의 시작입니다.

부품 사양과 사용 환경, 예상 수량을 알려주시면 어떤 두께·폴리머가 맞는지와 배치 기준 단가를 함께 회신드립니다. 문의하기 · 기술 자료 보기

참고자료

번호는 성격별로 묶어 매겼습니다(규격 → 산업 기술자료). 본문 괄호 안의 번호가 해당 항목을 가리킵니다. (주)와인의 증착 시간·두께 편차·운영 두께는 자사 실측 기준으로, 규격이 정한 값이 아닙니다.

규격

1. NASA, Workmanship Standard for Polymeric Application on Electronic Assemblies, NASA-STD-8739.1B with Change 1 (2016-06-30), 표 10-1 Conformal Coating Thickness. https://s3vi.ndc.nasa.gov/ssri-kb/static/resources/nasa-std-8739.1b.pdf — 경화 후 코팅 두께 범위(아크릴·우레탄·에폭시 0.025–0.127 mm, 실리콘 0.051–0.203 mm, Parylene 0.013–0.051 mm).
2. IPC J-STD-001 Requirements for Soldered Electrical and Electronic Assemblies 및 IPC-A-610 Acceptability of Electronic Assemblies, 컨포멀 코팅 두께 표 — 위와 같은 범위(반올림 표기 차이). 상용 규격이라 원문은 유료입니다.
3. IPC, IPC-7711/7721D — Rework, Modification and Repair of Electronic Assemblies, 개정 D, 2023-12, 절차 1.14.2.1–1.14.2.6 Coating Removal. https://www.electronics.org/TOC/IPC-7711D-7721D_TOC.pdf (2026-08-28 확인) — 식별·용제·박리·열·연마/긁기·마이크로 블라스트 6종(목차 원문 확인). 2026-08-28 정정: 이전 판은 개정 C(2017-01)의 절차 번호 2.3.1–2.3.6을 인용했으나, 개정 D가 C를 대체하면서 번호 체계가 1.14.2.x로 바뀌어 현행판으로 교체했습니다.

산업 기술자료

4. 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 — 규정 두께가 평평하고 방해물 없는 영역에만 적용된다는 서술, IPC-TR-587 단면 분석에서 확인된 리드·엣지 도포 난이도. 학술 출처가 아닌 업계 기술자료.
5. Taylor, C. & Kinner, P. (Electrolube), "IPC-CC-830B vs. the 'Real World'", Printed Circuit Design & Fab, 2015. https://pcdandf.com/pcdesign/index.php/magazine/9992-conformal-coatings-1504 — 평판 시편 인증과 실장 시험판 성능 차이(열충격 100 사이클 대 20–100 사이클), 도포 방식에 따른 염수 분무 성능 차이. 학술 출처가 아닌 업계 기술자료.