레이더 센서 코팅 — 77 GHz 밀리미터파 유전손실과 적용 영역

1분 요약 (Executive Summary)

• 주제 안내 — 이 글은 77 GHz 레이더 센서에 Parylene 코팅을 검토할 때 물성표의 유전 데이터가 1 MHz에서 끝나는 한계, Parylene 종류별 유전손실 차이, 얇은 막이 고주파에 주는 영향, 77 GHz 실측 검증 원칙을 다룹니다.
• 1 MHz에서 끝나는 물성표 — 물성표에 나온 유전 데이터는 1 MHz가 끝입니다. 학술 문헌의 유전값 실측은 60–67 GHz 아래와 0.45 THz 위에 있습니다. 77 GHz의 유전손실 값은 직접 나와 있지 않습니다[2–5].
• 표 안에서도 달라지는 tan δ — 표에 나온 세 점(60 Hz·1 kHz·1 MHz) 안에서도 Parylene C의 tan δ는 0.020에서 0.013으로 바뀝니다. 마지막 값을 77 GHz까지 늘려 쓰는 것은 근거 없는 외삽입니다[1, 6].
• 저손실 쪽인 Parylene N·HT — 낮은 유전손실이 필요하면 Parylene C 대신 N이나 HT를 검토합니다. 두 종류는 1 MHz tan δ가 C보다 10배 넘게 낮습니다. (주)와인은 N을 상시 운영하며, HT는 현재 운영하지 않습니다.
• 얇아도 남는 영향 — 막이 파장보다 훨씬 얇아도 영향이 없다고 볼 수는 없습니다. 10 µm 막은 77 GHz 자유공간 파장(약 3.9 mm)의 약 390분의 1이지만, 5 µm Parylene C가 MMIC 증폭기에 1.04 dB 손실을 만든 실측이 있습니다[3].
• 77 GHz 실측 검증 — 밀리미터파 특성은 그 주파수에서 직접 측정해 확인합니다. 판정 근거는 시편 측정값보다 모듈 단위의 코팅 전후 비교입니다. (주)와인은 77 GHz 특성값을 제시하거나 보증하지 않습니다[7].

77 GHz 레이더 모듈의 기판 한 장에는 금색 패치 안테나 배열과 RF 회로부가 함께 실장돼 있고, 그 위를 레이돔 덮개가 덮습니다. 회로부는 결로와 오염에서 보호할 대상이지만, 안테나 위에 형성된 막은 신호를 흡수하고 위상을 늦춥니다. 막이 신호를 얼마나 흡수하고 위상을 얼마나 늦추는지가 코팅 검토의 두 질문입니다.

Parylene(파릴렌) 코팅을 검토하면 유전상수와 유전손실부터 보게 되지만, 물성표에는 그 답이 없습니다. 유전 데이터가 1 MHz에서 끝나 77 GHz는 표 밖에 있기 때문입니다.

밀리미터파(Millimeter wave, mmWave) 레이더 모듈에 Parylene 코팅을 검토하는 개발·품질 담당자를 위해, 물성표 유전값의 한계, Parylene 4종의 차이, 얇은 막의 영향, 코팅 영역을 나누는 기준, 77 GHz 영향 확인 방법, 발주 전에 정할 세 조건, (주)와인과의 협의 방식을 차례로 정리합니다.

레이더 센서 코팅에 물성표 유전값을 77 GHz로 그대로 쓸 수 있는가?

쓸 수 없습니다. 표에 나온 유전 데이터의 최고 주파수가 1 MHz이기 때문입니다.

77 GHz는 1 MHz의 77,000배입니다(이 글에서 계산한 값). 물성표에는 그 사이 값이 없습니다. 표의 마지막 값을 77 GHz까지 늘려 쓰면 근거 없는 외삽이 됩니다.

표 안에서도 달라지는 값

값이 주파수에 따라 실제로 달라진다는 증거는 물성표에 나온 세 점(60 Hz·1 kHz·1 MHz)에 있습니다.

Parylene C의 유전손실(tan δ)은 60 Hz에서 0.020, 1 kHz에서 0.019, 1 MHz에서 0.013입니다[1, 6]. 1 kHz에서 1 MHz로 1,000배만 올라가도 값이 바뀝니다. 유전상수도 3.15, 3.10, 2.95로 내려갑니다. Parylene HT의 tan δ는 0.0002 미만, 0.0020, 0.0010으로 한 방향으로 변하지도 않습니다[6].

물성표 밖의 밀리미터파 실측

Sharifi 연구진이 Parylene N을 60 GHz까지 측정한 결과, 유전상수는 2.35–2.4로 거의 일정했고 tan δ는 0.0006 미만이었습니다[2]. Kärnfelt 연구진은 Parylene C를 67 GHz까지 측정하고 100 GHz까지 시뮬레이션했으며, 측정값으로 주파수별 유전손실을 계산했습니다[3]. Pawlik 연구진은 Parylene C 막을 형성한 코플래너 도파관을 물이나 식염수(PBS)에 두 달 담근 뒤 100 MHz–110 GHz에서 측정했고, 신호 특성이 변하지 않았다고 보고했습니다[4].

이 연구들의 초록에도 77 GHz의 유전손실 값 자체는 없습니다. Gatesman 연구진은 77 GHz보다 위쪽인 0.45–2.8 THz에서 Parylene C와 D의 굴절률을 1.62로 구했습니다[5]. 77 GHz는 실측이 있는 67 GHz와 0.45 THz 사이에 놓여 있어, 어느 쪽 값도 그대로 옮겨 쓸 수 없습니다.

필요한 것은 숫자가 아니라 확보 계획

외삽한 값을 사양서에 적으면 그 값이 그대로 판정 기준이 되므로, 표에서 옮긴 숫자 대신 77 GHz 값을 확보할 계획을 적습니다.

Parylene 4종의 유전 특성은 어떻게 다른가?

저손실이 필요하면 Parylene C 대신 Parylene N과 HT를 검토합니다. 두 종류의 1 MHz tan δ는 C보다 10배 넘게 낮습니다.

Parylene 4종의 유전 특성을 표 1에 정리했습니다. 값은 (주)와인 사이트의 Parylene 물성표에 나온 값과 같습니다. 어느 주파수의 값인지도 항목마다 함께 적었습니다. 주파수 표기가 빠진 유전값은 비교에 쓸 수 없습니다.

1 MHz에서 10배 넘는 차이

표 1의 굵은 값처럼 Parylene N과 HT의 tan δ는 C보다 낮습니다. Parylene N의 1 MHz 값은 학술서가 0.001, 제조사 자료가 0.0006으로 다릅니다. 60 GHz까지의 실측(0.0006 미만)은 제조사 값에 가깝습니다[1, 2, 6].

절연이 목적이라면 Parylene C로 충분합니다. 신호 손실이 문제가 될 때는 이 tan δ 차이 때문에 Parylene 종류를 다시 고릅니다. 77 GHz에서도 이 순서가 유지되는지는 표만으로는 알 수 없습니다. 저손실 쪽 종류 가운데 (주)와인이 상시 운영하는 것은 N이며, HT는 현재 운영하지 않습니다.

유전상수 차이는 손실 차이보다 작음

Parylene 4종의 유전상수는 1 MHz에서 2.17–2.95에 모여 있으므로, 위상 지연이 문제라면 Parylene 선택보다 막 두께가 더 큰 변수입니다.

막이 파장보다 얇으면 영향이 없다고 보아도 되는가?

아닙니다. 막이 파장보다 훨씬 얇아도 실측에서는 영향이 확인됩니다. 77 GHz의 자유공간 파장은 약 3.9 mm(빛의 속도를 주파수로 나눠 이 글에서 계산한 값)이고, 두께 10 µm 막은 그 약 1/390입니다.

유전체 안에서는 파장이 짧아지지만, 막은 그 짧아진 파장보다도 훨씬 얇습니다. 이렇게 얇은 막에서도 영향이 남는다는 것이 아래 측정에서 드러납니다.

실측으로 확인되는 얇은 막의 영향

Kärnfelt 연구진의 측정에서 5 µm Parylene C 막은 밀리미터파 공진기의 공진 주파수를 0.4 % 옮겼습니다. 플립칩 MMIC 증폭기에 5 µm로 코팅했을 때는 총 손실이 1.04 dB였습니다[3]. Sharifi 연구진의 측정에서 Parylene N 막에 의한 링 공진기의 주파수 이동은 5 µm에서 0.05 % 미만, 10 µm에서 1.51 %였습니다. 10 µm 막은 40 GHz에서 코플래너 도파관의 삽입 손실을 0.007 dB/mm 늘렸습니다[2].

얇은 막이 영향을 주는 경로는 세 가지로 나뉩니다.

• 두께에 비례한 손실 누적 — 손실은 전파가 막을 지난 거리만큼 누적됩니다.
• 반복 투과와 반사 — 전파가 막을 여러 번 지나는 구조라면 손실도 그만큼 더해집니다.
• 전계 집중부의 정합 변화 — 안테나 패치 바로 위처럼 전계가 몰리는 지점에서는 얇은 층도 임피던스 정합(안테나와 회로가 전력을 손실 없이 주고받는 상태)을 어긋나게 할 수 있습니다.

시뮬레이션이나 실측으로 확인할 것

위 측정값은 특정 회로 구조에서 얻은 값이라, 같은 두께라도 안테나 형상과 주파수가 다르면 영향의 크기가 달라집니다. 세 경로의 기여가 무시할 수준인지는 해당 모듈의 전자계 시뮬레이션이나 실측으로 확인합니다.

두께 공차

같은 목표 두께라도 부품 위치에 따라 실제 두께가 다르면 영향도 함께 달라집니다.

레이더 모듈에서 코팅 영역은 어떻게 나누는가?

전파가 지나는 경로와 회로부를 나눠 판단합니다. 안테나 방사면과 레이돔 안쪽은 코팅 업체가 단독으로 정할 영역이 아닙니다.

방사 경로에 들어가는 층은 안테나와 레이돔 설계에 함께 영향을 줍니다. 그 경로에 막을 더할지는 RF 설계자가 먼저 판단합니다. 코팅 업체는 그 판단을 받아 마스킹 경계로 옮깁니다.

회로부는 코팅의 영역

전원부, 신호 처리부, RF 회로부에서는 결로와 오염을 막는 코팅이 제 역할을 합니다. 전파 경로와 회로부를 나누는 이 구분은 카메라 모듈에서 광 경로 영역과 내부 전자 영역을 나눈 것과 같은 구조이고, 나누는 축만 다릅니다. 카메라 모듈의 영역 구분은 ADAS 카메라 모듈 코팅에 정리했습니다.

접점·체결면·접지면은 마스킹

커넥터 접점과 하우징 체결면, 접지면은 마스킹 대상입니다. 절연막이 접점을 덮으면 신호와 전원이 통하지 않습니다. 단자에서 코팅이 맡는 부위와 맡지 않는 부위는 커넥터 부식과 프레팅 부식에 정리했습니다.

77 GHz에서의 영향은 어떻게 확인하는가?

77 GHz에서 직접 측정합니다. 시편으로 재료의 밀리미터파 유전 특성을 측정하거나, 모듈 단위로 코팅 전후 성능을 비교하는 두 방법이 있습니다. 시편 측정에는 공진기법이나 자유공간법을 씁니다.

판정 근거는 모듈 비교

재료값이 실제 안테나 패턴과 회로 위에서 어떻게 나타나는지는 모듈에서만 보입니다. 모듈 단위로 볼 항목은 세 가지이며, 항목마다 코팅 전후를 같은 조건에서 비교합니다.

• 안테나 반사 특성(S11) — 코팅한 뒤 임피던스 정합이 얼마나 바뀌는지 봅니다.
• 송수신 이득과 방사 패턴(Radiation pattern) — 감쇠와 빔 패턴 왜곡이 함께 드러납니다.
• 탐지 성능 — 반사 단면적(RCS)을 아는 기준 표적으로 실효 탐지 거리와 신호 대 잡음비(SNR)를 비교합니다.

시편 측정은 조건을 함께 기록

시편으로 측정할 때는 기판 재질, 막 두께, 측정 방법과 온도를 함께 기록합니다. 조건을 적지 않으면 다음 검토에서 다시 쓸 수 없습니다.

레이더 모듈 코팅 발주 전에 정할 세 조건은 무엇인가?

동작 주파수와 대역폭, 코팅 대상 영역, 검증 방법 세 조건입니다. 두께는 이 셋 다음입니다.

세 조건이 정해지면 (주)와인은 Parylene 종류와 두께를 함께 제안합니다. 조건이 비어 있으면 견적은 나와도 검증 계획을 세울 수 없습니다. 아래 순서로 적으면 RF 설계와 코팅 발주가 어긋나지 않습니다.

1. 동작 주파수와 대역폭 — 77 GHz인지 79 GHz 대역인지, 광대역인지에 따라 검토 범위가 달라집니다.
2. 코팅 대상 영역 — 방사면·레이돔 안쪽을 포함할지, 회로부만 코팅할지 RF 설계자와 먼저 정해 도면에 표기합니다.
3. 검증 방법 — 모듈 단위 비교인지 시편 측정인지, 누가 수행하는지 적습니다.

두께를 먼저 정할 때의 문제

두께를 먼저 정해 두면 방사면 포함 여부가 바뀔 때마다 검토를 처음부터 다시 하게 됩니다. 영역과 검증 방법이 먼저이고, 두께는 그 결과로 나오는 값입니다.

레이더 모듈 코팅은 (주)와인과 어떻게 협의하는가?

(주)와인은 동작 주파수와 코팅 대상 영역을 먼저 확인하고, 밀리미터파 특성은 실측으로 확인하도록 안내합니다.

협의 기준을 표 2에 정리했습니다. 고객사 RF 설계 판단이 있으면 그 판단을 따릅니다.

위 내용은 (주)와인 자사 운영 기준(2026년 8월, [7])이며, 규격이 정한 절차나 계약 보증 사양이 아닙니다.

(주)와인이 제시하지 않는 77 GHz 유전값

표 1의 값은 60 Hz·1 kHz·1 MHz 조건의 문헌·제조사 자료입니다. 밀리미터파 문헌값[2–4]은 특정 회로 구조에서 얻은 값입니다. 밀리미터파 대역의 값은 그 대역에서 측정해 확인하며, (주)와인은 이 측정에 쓸 시편과 공정 조건 기록을 제공합니다.

핵심 요약

• 1 MHz에서 끝나는 물성표 — 물성표의 유전 데이터는 1 MHz가 끝입니다. 학술 문헌의 유전값 실측은 60–67 GHz 아래와 0.45 THz 위에 있습니다. 77 GHz의 유전손실 값은 직접 나와 있지 않습니다.
• 표 안에서도 달라지는 tan δ — 1 kHz에서 1 MHz로 1,000배만 올라가도 Parylene C의 tan δ는 0.019에서 0.013으로 바뀝니다. 표의 마지막 값을 77 GHz까지 늘려 쓰는 것은 근거 없는 외삽입니다.
• 저손실 쪽인 Parylene N·HT — 1 MHz tan δ는 Parylene C 0.013, N 0.001, HT 0.0010으로 10배 넘는 차이입니다. 77 GHz에서도 이 순서가 유지되는지는 표만으로는 알 수 없습니다. (주)와인은 N을 상시 운영하며, HT는 현재 운영하지 않습니다.
• 얇아도 남는 영향 — 10 µm 막은 77 GHz 자유공간 파장(약 3.9 mm)의 약 390분의 1이지만, 5 µm Parylene C가 MMIC 증폭기에 1.04 dB 손실을 만든 실측이 있어 영향이 없다고 가정할 수 없습니다.
• 77 GHz 실측 검증 — 77 GHz 특성은 그 주파수에서 직접 측정해 확인하며, 판정 근거는 모듈 단위의 코팅 전후 비교(S11, 이득과 방사 패턴, 탐지 성능)입니다. (주)와인은 77 GHz 특성값을 제시하거나 보증하지 않습니다. 방사면 포함 여부는 RF 설계자의 판단이 먼저이고, 발주 전에 동작 주파수, 코팅 대상 영역, 검증 방법을 정하면 두께는 그다음에 정합니다.

(주)와인은 고객사 레이더 모듈의 동작 주파수와 대역폭, 코팅 대상 영역(방사면 포함 여부는 RF 설계 판단), 검증 방법을 확인하고, 그에 맞는 Parylene 종류와 두께, 마스킹 계획을 제안합니다. 밀리미터파 대역의 특성값은 해당 주파수에서의 실측으로 확인합니다.

동작 주파수와 대역폭, 코팅 대상 영역, 검증 방법 세 항목을 모듈 도면과 함께 알려 주시면 마스킹 계획과 두께를 제안합니다. 밀리미터파 검증이 필요하면 동반 시편 구성도 함께 회신합니다. 일반 준비 사항은 부품 코팅 견적 체크리스트에 정리했습니다. 문의하기 · Parylene 물성표 보기

참고자료

번호는 성격별로 묶어 매겼습니다(학술 문헌 1–5 → 제조사 기술자료 6 → 자사 데이터 7). 본문의 번호가 아래 목록의 번호입니다. 표 1의 값은 60 Hz·1 kHz·1 MHz 조건의 재료 물성이며, 밀리미터파 대역의 값이 아닙니다. 참고자료 2–5는 출판사가 등록한 초록 범위에서만 인용했습니다. 주파수 배수(77,000배)와 자유공간 파장(약 3.9 mm)은 이 글에서 계산한 값이며, 문헌이 제시한 측정값이 아닙니다.

학술 문헌

1. 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 — 1 MHz 유전상수와 유전손실. 사이트 물성표의 1 MHz 행이 이 자료를 따릅니다. 원문을 열람하지 못했으며, N의 1 MHz 값(2.66 · 0.001)은 참고자료 6(2.65 · 0.0006)과 다릅니다.
2. Sharifi, H., Lahiji, R. R., Lin, H.-C., Ye, P. D., Katehi, L. P. B. & Mohammadi, S., "Characterization of Parylene-N as Flexible Substrate and Passivation Layer for Microwave and Millimeter-Wave Integrated Circuits", IEEE Transactions on Advanced Packaging 32(1), 84–92, 2009. https://doi.org/10.1109/tadvp.2008.2006760 — Purdue University 외. 초록: 마이크로스트립 링 공진기와 전송선으로 Parylene N의 전기 특성을 60 GHz까지 측정. 비유전율 2.35–2.4로 거의 일정, tan δ 0.0006 미만. 5 µm 보호막은 코플래너 도파관 삽입 손실을 측정 정확도 이하로만 바꿨고 10 µm는 40 GHz에서 0.007 dB/mm 증가. 링 공진기 주파수 이동은 5 µm 0.05 % 미만, 10 µm 1.51 %. 10 µm 보호막, 25 °C·상대습도 100 %에서 MTTF 약 481.6일.
3. Kärnfelt, C., Tegnander, C., Rudnicki, J., Starski, J. P. & Emrich, A., "Investigation of parylene-C on the performance of millimeter-wave circuits", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques 54(8), 3417–3425, 2006. https://doi.org/10.1109/tmtt.2006.877834 — Chalmers University of Technology·Omnisys Instruments. 초록: Parylene C가 밀리미터파 수동 회로에 미치는 영향을 100 GHz까지 전자계 시뮬레이션, 67 GHz까지 측정. 5 µm 막으로 공진기의 공진 주파수 0.4 % 이동, Q 값 소폭 변화. 플립칩 MMIC 증폭기에 5 µm 코팅 시 총 손실 1.04 dB, 뒷면 온도가 최대 10 °C 낮아짐. dc–67 GHz에서 보호 코팅으로 적합하다는 결론.
4. Pawlik, J. T., Barrera, N. D., Yoon, E. J., Booth, J. C., Long, C. J., Orloff, N. D., Meng, E. & Stelson, A. C., "The Influence of Intrinsic Water and Ion Permeation on the Dielectric Properties of Parylene C Films", IEEE Journal of Electromagnetics, RF and Microwaves in Medicine and Biology 7(4), 328–335, 2023. https://doi.org/10.1109/jerm.2023.3285049 — NIST·University of Southern California. 초록: Parylene C 막을 형성한 코플래너 도파관을 물 또는 PBS에 20 °C·37 °C로 두 달 담근 뒤 100 MHz–110 GHz 광대역 S 파라미터에 변화가 없었고, 침지로 인한 박리도 없었음(결함이 없고 밀착이 최적인 영역 대상). 초록에 주파수별 유전상수·손실 값은 없습니다.
5. Gatesman, A. J., Waldman, J., Ji, M., Musante, C. & Yngvesson, S., "An anti-reflection coating for silicon optics at terahertz frequencies", IEEE Microwave and Guided Wave Letters 10(7), 264–266, 2000. https://doi.org/10.1109/75.856983 — UMass Lowell·Amherst. 양면에 Parylene을 증착한 고저항 실리콘 판의 투과 스펙트럼을 0.45–2.8 THz에서 측정하고 3층 모델로 굴절률과 흡수 계수를 구함. Parylene C와 D의 굴절률 1.62, 흡수 계수는 "적당한 수준"이라 실리콘 반사 방지막으로 적합하며 1 THz를 훌쩍 넘어서도 손실이 낮다는 결론. 테라헤르츠 대역 결과이며 초록에 흡수 계수 수치와 77 GHz 값은 없습니다. 원문을 확보하지 못해 초록 범위에서만 인용했습니다.

제조사 기술자료

6. Specialty Coating Systems, SCS Parylene Properties, 2018. https://scscoatings.com/parylene-coatings/properties/ · 본문 확인은 공개 미러본 https://nrf.aux.eng.ufl.edu/_files/documents/176.pdf — 표 1(ASTM D150): 60 Hz 유전상수 N 2.65 · C 3.15 · D 2.84 · HT 2.21, 유전손실 N 0.0002 · C 0.020 · D 0.004 · HT 0.0002 미만. 1 kHz와 1 MHz 값도 실려 있음(1 MHz는 N 2.65 · 0.0006, C 2.95 · 0.013, D 2.80 · 0.002, HT 2.17 · 0.0010). 이해관계가 있는 1차 자료이며, 학술서에 값이 있는 항목은 학술서를 우선합니다. 참고자료 1과 이 자료는 밀리미터파 대역 값을 제시하지 않습니다.

자사 데이터

7. (주)와인 자사 운영 기준 (2026-08) — 레이더 모듈 코팅 협의 시 동작 주파수와 코팅 대상 영역 우선 확인, 방사면 포함 여부는 고객사 RF 설계 판단에 따름, 커넥터·체결면 마스킹 지정, 요청 시 동반 시편 투입. 자사 설비 운영 기준이며 밀리미터파 측정 성적서가 아닙니다. 77 GHz 유전 특성값은 자사가 제시하지 않습니다.