Parylene vs 실리콘
두께와 유연성 대 균일성실리콘은 51–203 µm의 두꺼운 탄성막을 만들고 넓은 온도 범위에서 유연합니다. Parylene은 13–51 µm의 얇고 균일한 막입니다. 열팽창 차이로 생긴 응력을 막이 흡수해야 하거나 절연 여유를 절대 두께로 확보해야 한다면 실리콘입니다.
치수 여유가 없고 틈새까지 균일해야 하면 Parylene, 두께와 탄성으로 버텨야 하면 실리콘입니다.
사용 환경·요구 성능·재작업·형상·물량이 정해지면 재료와 공법이 따라 정해집니다
절차
선정은 다섯 단계로 좁혀집니다
재료 목록을 먼저 보고 고르면 정해지지 않습니다. 조건을 차례로 확정해 후보를 줄이는 순서로 진행해야 하며, 앞 단계를 건너뛰면 뒤 단계에서 판단 근거가 사라집니다.
사용 환경 정의
온도 범위, 습도와 결로 조건, 노출 화학종, 진동·충격, 옥외 여부를 숫자로 적습니다. 이 단계가 비면 나머지 네 단계가 전부 추측이 됩니다.
요구 성능 우선순위
방습·절연·내화학·내열·생체적합 중 무엇이 1순위인지 하나만 고릅니다. 전부 중요하다고 하면 재료가 정해지지 않습니다.
재작업 필요 여부
수리·설계 변경·부품 교체가 제품 수명 주기에 포함되는지 확인합니다. 이 항목은 다른 성능 요구를 뒤집을 만큼 무겁습니다.
형상 · 피치 · 간극
3차원 형상, 언더컷, 부품 간 최소 간극, 허용 가능한 막 두께 상한을 확인합니다. 공법이 여기서 갈립니다.
물량 · 리드타임 · 단가
회당 수량과 발주 주기, 납기 여유, 단가 상한을 확인합니다. 앞 네 단계가 좁혀 놓은 후보 중 실행 가능한 것을 남기는 단계입니다.
매핑
사용 환경에서 재료로 내려오기
아래 표에서 열 개 환경 중 다섯 개는 (주)와인이 취급하지 않는 계열이 권장 답입니다. 그 행을 지우면 표가 판단 도구로 기능하지 않기 때문에 그대로 실었습니다.
| 사용 환경 | 권장 계열 | 판단 근거 |
|---|---|---|
| 고습 · 결로 반복 | 파라자일릴렌 (XY) | 수분 차단에서는 평균 두께보다 막의 연속성이 결과를 좌우합니다. 결손 한 곳이 곧 실패 지점이 되는 조건에서 액상 단계가 없다는 성질이 의미를 갖습니다. |
| 염수 · 해양 · 옥외 노출 | 파라자일릴렌 (XY) — 두께가 필요하면 우레탄 (UR) | 염수 환경은 차단성과 함께 물리적 내구를 요구합니다. 막 두께로 버텨야 하는 조건이라면 25 µm 이상을 올릴 수 있는 UR 쪽이 현실적입니다. |
| 연료 · 오일 · 세척제 접촉 | 우레탄 (UR) 또는 에폭시 (ER) | 내용제성과 내마모가 동시에 필요한 구간입니다. 아크릴은 이 조건에서 녹고, 두꺼운 막으로 버티는 편이 유리해 액상 계열이 맞습니다. |
| 연속 150 °C 이상 고온 | 실리콘 (SR) — 특수 조건에서 HT 계열 | 실리콘은 넓은 온도 범위에서 탄성을 유지하고 두께 상한이 높습니다. Parylene 계열 중 이 온도를 견디는 것은 HT(AF-4)뿐이며 원료비가 높아 특수 용도에 한정됩니다. |
| 저온 열충격 · 큰 온도 사이클 | 실리콘 (SR) | 열팽창 차이로 생기는 응력을 막이 흡수해야 하는 조건입니다. 경질 막은 같은 조건에서 모서리에 응력이 집중돼 크랙으로 갑니다. |
| 두꺼운 절연층이 필요한 고전압 | 실리콘 (SR) 또는 에폭시 (ER) | 절연 여유를 두께로 확보해야 한다면 51–203 µm를 올릴 수 있는 계열이 맞습니다. 얇은 막의 단위 두께당 절연 성능이 높아도 절대 두께가 필요한 경우가 있습니다. |
| 고주파 · 정전용량 민감 회로 | 파라자일릴렌 (XY) | 막이 유전체로 작용해 임피던스와 정전용량에 영향을 줍니다. 얇게 올리면서 유전 특성을 관리할 수 있는지가 판단 기준입니다. |
| 의료 · 이식형 · 체내 접촉 | 파라자일릴렌 (XY) | 생체 적합성 평가 이력과 얇고 균일한 막을 동시에 요구하는 구간입니다. 적용 가능한 계열이 몇 개로 좁혀집니다. |
| 초미세 피치 · 좁은 갭 | 파라자일릴렌 (XY) 또는 초박막 (UT) | 간극을 잠식하지 않으면서 틈 안쪽까지 막이 이어져야 합니다. 목표 두께가 12.5 µm 이하라면 규격상 Type UT로 분류됩니다. |
| 설계 변경이 잦은 개발 단계 | 아크릴 (AR) | 일반 용제로 제거하고 다시 올릴 수 있다는 성질이 이 단계에서는 다른 모든 성능보다 앞섭니다. 양산 사양이 확정된 뒤에 재선정하면 됩니다. |
1:1 비교
자주 저울질하는 세 조합
Parylene vs 아크릴
제거 가능성 대 차단 성능아크릴은 일반 용제로 녹여 제거하고 도포가 빠르며 단가가 낮습니다. Parylene은 제거가 사실상 불가능한 대신 액상 결함군이 발생하지 않습니다. 두 계열은 성능 서열이 아니라 제품 수명 주기의 다른 지점을 위한 선택입니다.
수리·설계 변경이 예정돼 있으면 아크릴, 사양이 확정됐고 필드 신뢰성이 지배 조건이면 Parylene입니다.
Parylene vs 우레탄
화학 내성 대 형상 추종성우레탄은 연료·오일 노출과 마모가 있는 환경에서 두꺼운 막으로 버팁니다. Parylene은 같은 환경에서도 안정하지만 두께로 버티는 방식이 아닙니다. 노출 화학종과 접촉 빈도, 그리고 부품 형상의 복잡도가 판단을 가릅니다.
액이 닿지 못하는 면이 있으면 Parylene, 평면 위주 형상에 화학·마모 부하가 크면 우레탄입니다.
자격 판정
Parylene CVD가 맞는 경우와 맞지 않는 경우
두 목록을 함께 읽으셔야 합니다. 왼쪽에서 세 개 이상 해당하고 오른쪽에서 하나도 해당하지 않을 때 검토할 근거가 됩니다. 오른쪽에 하나라도 강하게 해당한다면 그 항목이 나머지를 뒤집습니다.
검토할 근거가 되는 조건
세 개 이상 해당하면 검토를 권합니다
- 부품에 3차원 형상 · 언더컷 · 좁은 틈이 있어 액이 도달하지 못하는 면이 있습니다
- 조립 공차나 부품 간 갭이 좁아 25 µm 이상의 막을 허용할 수 없습니다
- 수분 차단이 1차 목적이고, 결손 한 곳이 곧 필드 불량으로 이어집니다
- 현재 액상 코팅에서 모서리 · 부품 뒤 · 두께 편차 문제가 반복되고 있습니다
- 생체 적합성 평가가 요구되는 의료 용도입니다
- 사양이 확정되어 재작업을 전제하지 않습니다
- 코팅 불량으로 인한 회수 · 수리 비용이 코팅 단가보다 큽니다
권하지 않는 조건
하나라도 강하게 해당하면 다른 계열을 보십시오
수리 · 재작업이 전제된 제품
일반 용제에 녹지 않아 국부 제거가 사실상 불가능합니다. 부품 교체나 리워크가 수명 주기에 포함된다면 이 한 가지로 부적합입니다. 아크릴을 검토하십시오.
대량 · 저단가 소비재
진공 배치 공정이라 단위 단가가 액상 라인보다 높습니다. 코팅비가 제품 원가에서 유의미한 비중을 차지하는 대량 소비재에서는 경제성이 성립하지 않습니다.
100 µm 이상 두꺼운 절연층이 필요한 경우
증착 속도가 정해져 있어 두꺼운 막은 챔버 점유 시간에 그대로 반영됩니다. 절연 여유를 절대 두께로 확보해야 한다면 실리콘·에폭시나 포팅이 맞습니다.
납기가 촉박한 경우
감압 · 증착 · 강온이 배치 단위로 진행되고 챔버 스케줄 대기가 앞에 붙습니다. 당일·익일 납기가 조건이면 연속 공정인 액상 라인이 맞습니다.
단순 형상 대량 기판에서 단가가 지배적인 경우
평면 위주 기판은 액상 도포로도 커버리지 문제가 크지 않습니다. Parylene의 강점인 형상 추종성이 값을 하지 못하는 조건에서 단가만 올라갑니다.
기계적 보강 · 충전이 목적인 경우
컨포멀 코팅은 얇은 보호막이며 구조 보강 수단이 아닙니다. 진동·충격 지지가 목적이라면 코팅이 아니라 포팅을 검토하셔야 합니다.
오른쪽 목록을 더 자세히 보시려면 블로그 Parylene 코팅의 단점 솔직 리뷰에 사례와 함께 정리해 두었습니다.
비용
비용 기준으로도 갈립니다
도포 단가와 총소유비용은 다른 기준입니다. 코팅 단가만 보면 액상이 거의 항상 낮고, 필드 불량에 따른 회수·수리·신뢰 손실까지 같은 표에 놓으면 순서가 바뀌는 경우가 생깁니다. 분기점은 불량 회수 비용이 코팅비 차이를 넘는가 한 가지이며, 이 계산은 물량과 불량률에 따라 결과가 달라집니다.
두께
용도별 두께 설계의 출발점
두께는 요구 성능이 하한을, 치수 여유가 상한을 정합니다. 아래는 목적별 출발 구간이며, 부품별 확정값은 형상과 노출 조건을 확인한 뒤 개별로 정합니다.
| 목적 | 출발 구간 | 무엇이 값을 정하는가 |
|---|---|---|
| 치수 여유가 없는 미세 피치 · 좁은 갭 | 0.5–5 µm | 갭과 조립 공차를 잠식하지 않는 것이 상한을 정합니다. 이 구간은 규격상 Type UT로 분류됩니다. |
| 일반 PCB 방습 · 절연 | 5–15 µm | 결로와 이온성 오염에 대한 보호가 목적인 구간입니다. 연속성이 확보되면 두께를 더 올려도 얻는 것이 적습니다. |
| 옥외 · 부식성 가스 · 화학 노출 | 10–25 µm | 노출 강도와 사용 기간이 하한을 올립니다. 노출 화학종을 알려주셔야 구간 안에서 값이 정해집니다. |
| 절연 여유를 두께로 확보해야 하는 경우 | 재검토 필요 | 요구 두께가 계속 올라간다면 계열 선택 자체를 다시 봐야 합니다. 두께가 목적이면 액상 계열이 맞습니다. |
위 구간은 규격이 정한 값이 아니라 (주)와인의 운영 범위(0.5–50 µm) 안에서의 설계 출발점입니다. 두께가 정하는 것과 측정 방법은 두께 설계에서 다룹니다.
다음 단계
판단이 서지 않을 때
위 표로 답이 나오지 않는 경우가 있습니다. 조건이 서로 충돌하거나, 실제 부품에서 어떻게 나올지가 판단의 전제일 때입니다. 그때는 추정으로 결정하지 마시고 부품 1점부터 평가하십시오 — 두께 실측값과 외관 검사, ASTM D3359 크로스컷 밀착 결과를 리포트로 받아 보시고 판단하시면 됩니다.
준비
견적 요청에 필요한 여섯 가지
아래가 갖춰지면 한 번의 회신으로 방식·두께·단가·납기를 함께 드릴 수 있습니다. 전부 준비되지 않았더라도 있는 것만 보내주시면 무엇이 더 필요한지부터 회신드립니다.
01
도면 또는 3D 파일
치수와 형상이 있어야 마스킹 범위와 챔버 적재량을 산정할 수 있습니다.
02
키프아웃(코팅 금지) 영역 지정
커넥터 접점, 테스트 패드, 방열면, 나사 체결면, 개구부를 도면에 표기해 주십시오.
03
기재 재질
재질에 따라 전처리 설계가 달라집니다. 이종 재질이 섞여 있으면 각각 알려주십시오.
04
사용 환경 스펙
온도 범위, 습도·결로 조건, 노출 화학종, 사용 기간을 숫자로 주시면 두께가 정해집니다.
05
요구 규격 · 클래스
도면이 부르는 규격 번호와 개정 문자, IPC-A-610 클래스를 확인해 주십시오.
06
수량 · 발주 주기
회당 수량과 반복 주기가 챔버 선택과 단가를 정합니다.
취급 범위 고지
(주)와인은 컨포멀 코팅 중 Parylene(파릴렌) CVD 코팅만 수행합니다. 위 매핑표에서 아크릴 · 실리콘 · 우레탄 · 에폭시가 권장되는 조건은 (주)와인이 대응할 수 없는 영역이며, 그 사실을 감추지 않기 위해 그대로 실었습니다. 부품 조건이 타 계열에 더 맞는 경우에는 그렇게 말씀드립니다.
출처
- IPC-CC-830C (2018년 12월) §1.1 · §1.3.1 — 컨포멀 코팅의 용도 정의(기계적 지지의 유일한 수단이 아님)와 Type UT의 두께 기준(12.5 µm 이하). IPC 공개 목차 · 1장 전문(PDF)
- NASA-STD-8739.1B 표 10-1 — 매핑표와 1:1 비교에서 인용한 계열별 규정 두께 범위 (AR · UR · ER 25–127 µm, SR 51–203 µm, XY 13–51 µm).
- 두께 출발 구간 — 규격값이 아니라 (주)와인의 운영 범위(0.5–50 µm) 안에서의 설계 관행입니다. 규격이 정한 값으로 인용하지 마십시오.
- 환경별 권장 — 각 행의 근거는 계열별 규정 두께와 경화 거동, 그리고 도포 방식이 형상에 미치는 영향에서 도출한 판단입니다. 특정 부품에 대한 보증이 아니며, 조건이 겹치는 경우 우선순위는 사용 환경이 정합니다.
위 내용은 선정 판단을 돕기 위한 일반 기준이며 (주)와인이 보증하는 계약 사양이 아닙니다. 재료 · 공법 · 두께의 확정은 도면과 사용 환경 스펙, 요구 규격을 확인한 뒤 개별로 정합니다.
맞지 않으면 맞지 않는다고 말씀드립니다
부품 1점이면 실측 리포트를 받아 보실 수 있습니다. 위 “권하지 않는 조건”에 해당한다고 판단되면 샘플 진행 전에 그 사실부터 회신드립니다.