01
수분 · 결로
전기화학적 마이그레이션(ECM)과 덴드라이트 성장
표면에 물 분자층이 생기고 도체 사이에 전위차가 걸리면 금속이 이온으로 녹아 나와 반대 극으로 이동합니다. 이동한 금속은 다시 석출되며 나뭇가지 모양의 도전 경로를 만듭니다. 이 덴드라이트가 두 도체를 이으면 절연 저항이 무너집니다. 상시 침수가 아니라 온도 변화에 따른 결로만으로도 진행됩니다.
막으려는 대상이 정해지면 재료 계열과 도포 공법이 따라 정해집니다
정의
컨포멀 코팅이란 무엇인가
컨포멀 코팅(conformal coating)은 전자 조립품의 표면 형상을 따라 도포되는 얇은 고분자 절연 보호막입니다. 두께는 통상 12.5–200 µm(0.5–8 mil) 범위이며, 수분·오염 보호와 전기 절연을 목적으로 합니다.
국문으로는 컨포멀 코팅 · 컨포말 코팅 · 등각 코팅을 함께 씁니다. 도면은 영문 conformal coating 이나 IPC 타입 문자(AR · UR · SR · ER · XY · UT · SC)로 지정하는 경우가 많습니다. 재료 계열이 달라도 한 이름으로 묶는 기준은 조성이 아니라 형상을 따라간다는 성질입니다.
필요성
코팅이 없으면 무엇이 먼저 고장 나는가
코팅은 막연한 보험이 아니라 특정 고장 경로를 끊는 처리입니다. 아래 여섯 가지 중 어느 경로가 문제인지가 정해져야 재료 계열이 정해집니다. 반대로 어느 것도 해당하지 않는다면 코팅이 필요하지 않을 수도 있습니다.
02
이온성 잔사
흡습한 플럭스 잔사가 전해질이 되는 경로
리플로우 후 남은 플럭스 활성제와 세정 잔사는 그 자체로는 문제를 일으키지 않다가, 습기를 흡수하면 이온을 내놓는 전해질이 됩니다. 전해질이 도체를 잇는 순간 누설 전류와 전해 부식이 시작됩니다. 코팅 전 세정이 코팅 자체만큼 중요한 이유가 여기 있습니다 — 잔사 위에 막을 덮으면 전해질을 안에 가두는 셈이 됩니다.
03
도전성 분진
금속 가루 · 카본 분진에 의한 브리지 단락
가공 현장의 금속 칩, 브레이크 분진, 카본 계열 토너 분진은 그 자체가 도체입니다. 부품 사이 좁은 간극에 쌓이면 습기가 없어도 브리지를 형성합니다. 팬으로 강제 공랭하는 제어반과 인버터가 대표적인 노출 조건이며, 이 경우 방습보다 물리적 절연막의 존재 자체가 목적이 됩니다.
04
화학 물질 침투
연료 · 냉각수 · 세척제 · 부식성 가스
차량 하부와 엔진 주변은 연료와 냉각수 증기에, 반도체 배기 라인 주변 부품은 산성 응축에, 세척 공정을 거치는 조립체는 세척제에 노출됩니다. 노출 화학종에 따라 견디는 재료 계열이 갈리므로, 사용 환경 정의 없이 코팅을 고르면 이 항목에서 어긋납니다.
05
열충격 · 진동
반복 응력에 의한 기계적 피로
기판·솔더·부품 몸체의 열팽창 계수가 서로 달라, 온도 사이클이 반복되면 접합부에 응력이 누적됩니다. 코팅막은 응력 분산에 기여하지만 만능은 아닙니다. IPC-CC-830C는 컨포멀 코팅이 수분·오염 보호와 전기 절연을 위한 것이며 기계적 지지의 유일한 수단이 아니라고 규정합니다 — 구조적 보강이 목적이라면 포팅을 검토해야 합니다.
06
절연 거리 부족
고밀도 실장에서 좁아진 도체 간 간격
실장 밀도가 올라갈수록 도체 사이 거리가 짧아지고, 같은 전압에서 연면 방전과 누설의 여지가 커집니다. IPC-2221은 도체 간 최소 간격을 표면 조건별로 나누어 규정하며 코팅된 표면과 코팅되지 않은 표면을 구분합니다. 즉 코팅은 사후 보호일 뿐 아니라 설계 단계의 간격 조건을 정하는 입력값이기도 합니다.
판단
코팅을 하고 있는데도 불량이 나는 경우
이미 코팅을 적용했는데 필드 불량이 이어진다면, 원인은 재료보다 도포 방식 쪽에 있는 경우가 많습니다. 아래 네 가지는 재료를 바꿔도 같은 자리에서 다시 나타납니다 — 결함의 원인이 재료 조성이 아니라 액체가 표면에 올라간 뒤 흐르고 마르는 과정에 있기 때문입니다.
필드 불량이 특정 부품의 모서리에서 반복된다
액상 코팅은 표면장력 때문에 볼록한 모서리에서 얇아지고 오목부에 고입니다. 평평한 면에서 규정 두께를 만족해도 모서리 두께는 그에 못 미칩니다.
배부품 뒷면과 부품 아래가 도포되지 않았다
분무·디스펜싱은 노즐에서 나온 액체가 직진합니다. 키 큰 부품에 가려진 영역은 그림자가 지고(섀도잉), 커넥터 셸 안쪽처럼 시선이 닿지 않는 면은 비어 있게 됩니다.
코팅이 들뜨거나 벗겨진다
밀착 실패의 원인은 코팅 자체보다 그 아래 남은 잔사인 경우가 많습니다. 이온성 잔사·이형제·유분 위에 막을 올리면 막은 잔사에 붙지 기재에 붙지 않습니다.
같은 로트인데 두께 편차가 크다
수동 스프레이는 도포 거리·각도·이송 속도가 작업자와 회차에 따라 달라집니다. 편차 자체보다, 편차의 하한이 어디까지 내려가는지를 실측해 본 적이 있는지가 판단의 갈림길입니다.
네 가지 모두 도포 방식에서 오는 문제입니다. 원인이 되는 물리와 공법별 차이는 도포 공법과 액상 결함에서 결함 8종 표로 정리했습니다.
요약
재료 계열을 한눈에 보기
IPC-CC-830C는 경화 후 화학 조성으로 타입을 나누되, 목표 두께 12.5 µm 이하는 조성과 무관하게 Type UT로 정의합니다. 아래는 분기 판단용 요약이며, 계열별 상세와 물성 비교는 하위 페이지에 있습니다.
| 타입 | 계열 | 규정 두께 | 먼저 검토하는 조건 | 주의점 |
|---|---|---|---|---|
| AR | 아크릴 | 25–127 µm | 용제로 제거 가능 — 재작업이 전제인 단계 | 내용제성이 낮아 화학 노출 환경에 부적합 |
| UR | 우레탄 | 25–127 µm | 내마모 · 내화학 부하가 큰 산업 보드 | 제거 난이도가 높고 경화 조건 관리가 필요 |
| SR | 실리콘 | 51–203 µm | 규정 두께 상한이 가장 높고 고온에서 유연 | 막이 무르고 표면 오염이 쉬움 · 전용 제거제 필요 |
| ER | 에폭시 | 25–127 µm | 경도와 기계적 보강이 함께 필요한 조립체 | 국부 제거가 사실상 불가 · 경화 수축 응력 |
| XY | 파라자일릴렌 (파릴렌) | 13–51 µm | 액상 단계가 없어 모서리·틈새도 같은 두께 | 진공 배치 공정이라 리드타임이 길고 단가가 높음 |
| UT | 초박막 | 12.5 µm 이하 | 치수 여유가 없는 부품 — 조성과 무관한 별도 타입 | 두께가 얇아 기계적 보호와 화학 차단 기대치가 낮음 |
규정 두께는 NASA-STD-8739.1B 표 10-1 값입니다. Type SC(스티렌 블록 공중합체)는 IPC-CC-830C에서 신설된 타입이라 공개된 규정 두께 자료를 확보하지 못해 위 표에서 제외했습니다 — 값을 추정해 채우지 않습니다. 7개 타입 전체와 물성 비교는 재료 계열 비교표를 보십시오.
구성
어디부터 확인하시겠습니까
전문화
왜 한 가지 계열만 하는가
컨포멀 코팅에서 결과를 가르는 것은 재료만이 아니라 그 재료를 올리는 방식입니다. 액상 도포와 기상 증착은 목적이 같고 관리하는 변수가 다릅니다.
액상 도포
스프레이 · 디스펜싱 · 딥 · 브러시
관리하는 변수
- 점도
- 표면장력
- 경화 온도·시간
- 도포 경로·이송 속도
진공 기상 증착
CVD
관리하는 변수
- 진공도
- 승화·열분해 온도
- 증착 속도
- 챔버 배치 스케줄
설비도 공정 변수도 검사 항목도 서로 공유하지 않습니다. 두 체계를 동시에 운영하려면 인력과 설비를 나눠 써야 하고, 그러면 어느 쪽도 공정 조건을 부품 단위로 다듬을 여유가 줄어듭니다. (주)와인은 그래서 한쪽을 택했습니다 — 진공 CVD 한 가지만 하고, 60L · 300L · 1100L 세 챔버로 시제품에서 양산까지 같은 파라미터를 유지하는 데 자원을 씁니다.
이 선택에는 대가가 따릅니다. 아크릴이 맞는 부품에 (주)와인은 아무것도 해 드릴 수 없습니다. 대신 무엇을 권하든 자사 물량 배분과 무관하므로, 언제 이 공법이 맞고 언제 맞지 않는지를 그대로 말씀드립니다.
취급 범위 고지
(주)와인은 컨포멀 코팅 중 Parylene(파릴렌) CVD 코팅만 수행합니다. 아크릴 · 실리콘 · 우레탄 · 에폭시 도포는 취급하지 않으며, 이 페이지의 타 계열 정보는 비교 판단을 돕기 위한 것입니다. 부품 조건이 타 계열에 더 맞는 경우에는 그렇게 말씀드립니다.
출처
- IPC-CC-830C (2018년 12월), Qualification and Performance of Electrical Insulating Compound for Printed Wiring Assemblies — §1.1 용도 정의(수분·오염 보호와 전기 절연, 기계적 지지의 유일한 수단이 아님)와 §1.3.1 타입 분류. IPC 공개 목차 · 1장 발췌(PDF)
- NASA-STD-8739.1B 표 10-1 — 계열별 규정 두께 범위. 전문이 공개된 자료라 두께 기준으로 인용했습니다.
- IPC-2221 — 도체 간 최소 간격을 표면 조건별로 규정하며 코팅 표면과 비코팅 표면을 구분합니다. 절연 거리 항목의 근거입니다.
위 값은 공개된 규격·문헌의 대표값이며 (주)와인이 보증하는 계약 사양이 아닙니다. 부품에 적용할 두께와 사양은 형상·사용 환경·요구 규격을 확인한 뒤 개별로 정합니다.
어느 방식이 맞는지부터 회신드립니다
부품 도면, 사용 환경, 코팅 제외(마스킹) 영역, 요구 규격을 보내주시면 방식 선택부터 검토해 회신드립니다. Parylene이 맞지 않는 조건이면 그렇게 말씀드립니다.