컨포멀 코팅이란? 기판 방수·방습 코팅의 종류와 선택 가이드
컨포멀 코팅(기판 방수방습 코팅/방습 코팅)에 대하여
전자기기에 사용되는 인쇄회로기판이나 부품을 습기 등으로부터 보호하기 위해 매우 얇은 폴리머 층을 도포하는 것을 컨포멀 코팅이라고 하며, 분야를 불문하고 전자기기 제조 시 등에 실시됩니다.
- ・컨포멀 코팅이란?
- ・컨포멀 코팅의 목적
- ・방습 코팅제(= 컨포멀 코팅제)의 종류
위 3가지 포인트에 대해 설명해 드리겠습니다.
- 컨포멀 코팅이란?
-
컨포멀 코팅이란 기판이나 정밀한 전자부품에 폴리머(수지) 용액 등을 도포하여 표면을 코팅하는 것입니다.
기판 코팅이나 방습 코팅 등으로도 불리며, 기판・센서・LED・모터 등의 전자기기에 적용됩니다.
일반적으로 컨포멀 코팅에는 다음과 같은 코팅제가 사용되는 경우가 많습니다.- ・아크릴계
- ・에폭시계
- ・폴리우레탄
- ・실리콘
- ・우레탄
- ・불소계
사용하는 용액에 따라 코팅 공정도 다르며, 수축이나 온도 관리에 주의가 필요한 것들도 많이 있습니다.
컨포멀 코팅에는 전면 도포와 부분 도포의 2가지 패턴으로 나뉘며, 도포 작업도 다음과 같이 다릅니다.
- 컨포멀 코팅의 목적
-
컨포멀 코팅의 목적은,
- ・습기로부터 기판 등을 보호하여 부식이나 이온 마이그레이션을 방지
- ・수분에 의한 단락이나 아크 방전 방지
- ・녹 방지
- ・화학약품이나 용매로부터 전자기기 보호
- ・경량화와 기판 보호의 양립
- ・전해액 누출 시 발화사고 방지
전자기기 내부가 고밀도가 되면, 열이나 습기, 다른 부품에 사용하는 용제 등의 화학약품 등에 의해 기판에 가해지는 부하가 높아집니다.
기판이나 모터를 정상적으로 작동시키고, 작업 효율이나 제품의 동작성을 쾌적하게 유지하기 위해서도 컨포멀 코팅은 없어서는 안 될 작업입니다.
방습 코팅제(= 컨포멀 코팅제)의 종류
방습 코팅제는 용제형, 무용제형, 불소계 불연성 용제형의 3종류로 나눌 수 있습니다. 그 중에서도 뛰어난 성능을 발휘하는 것이 불소계 불연성 용제형 방습 코팅제입니다.
- 〇용제형
- 용제형은 예로부터 사용되어 왔습니다. 저렴하지만, 전기특성이나 방수성능은 위안 정도에 불과한 것이 많고, 또한 유기용제를 함유하고 있어 독성이나 인화성이 있어, 취급 시에는 법적으로 엄격하게 정해진 관리가 필요하다는 단점이 있습니다.
- 〇무용제형
- 무용제형은 UV 조사나 열경화, 습기경화 등의 화학반응으로 피막을 형성합니다. 두꺼운 피막을 형성할 수 있지만, 가열 등의 경화반응 공정이 필요하게 되고, 경화상황을 체크하는 방법이 없어 신뢰성이 떨어집니다.
- 〇불소계 불연성 용제형
- 불소계 불연성 용제형은 전기특성과 내산성에 뛰어난 성능을 얻을 수 있습니다. 또한, 독성・인화성이 극히 낮고, 저점도로 바르기 쉬운 데다 단시간에 건조됩니다. 성능, 안전성, 다루기 쉬움을 겸비한 점이 불소계 불연성 용제형의 특징이라고 할 수 있습니다.
컨포멀 코팅의 종류와 비교
컨포멀 코팅제는 수지 재료에 따라 크게 아크릴계·우레탄계·실리콘계·에폭시계·불소계의 5종류로 나뉩니다. 재료마다 막 두께·내열성·리워크성이 크게 다르므로, 기판의 사용 환경과 생산 공정에 맞춰 선택해야 합니다.
| 종류 | 막 두께 | 내열성 | 절연성 | 리워크성 | 경화 방법 |
|---|---|---|---|---|---|
| 아크릴계 | 25〜75μm | △ | ○ | ◎ | 용제 휘발 |
| 우레탄계 | 25〜75μm | ○ | ○ | △ | 용제 휘발 / 반응 |
| 실리콘계 | 50〜200μm | ◎ | ○ | △ | 가열 / 습기 |
| 에폭시계 | 25〜75μm | ○ | ◎ | × | 가열 / 2액 혼합 |
| 불소계(플로로서프) | 1μm 이하 | ○ | ◎ | ◎ | 상온 건조 |
일반적으로 아크릴계는 다루기 쉽고 리워크가 용이하며, 우레탄계는 내마모·내약품성, 실리콘계는 내열·유연성, 에폭시계는 높은 절연·보호 성능이 강점입니다. 불소계는 1μm 이하의 초박막으로 방습 성능을 내면서, 상온 건조와 리워크성을 양립하는 점이 다른 재료와의 큰 차이입니다.
선정 시에는 기판의 사용 온도 범위, 리워크(수리)의 빈도, 생산 수량과 도포 설비를 기준으로 비교하시기 바랍니다.
도포 방법
컨포멀 코팅제의 도포 방법은 붓 등을 사용한 수동 도포, 스프레이 도포, 디핑(침지), 디스펜서를 사용한 선택 도포의 4가지가 대표적입니다. 소량 다품종에는 수동 도포나 스프레이가, 대량 생산이나 균일한 막 두께가 필요한 경우에는 디핑·디스펜서가 적합합니다.
각 방법의 자세한 순서와 주의사항은 아래 칼럼에서 해설합니다.
막 두께
표준 막 두께는 위 비교표와 같이 아크릴계·우레탄계·에폭시계가 25〜75μm, 실리콘계가 50〜200μm입니다. 불소계는 0.1〜10μm의 박막으로 기능하며, 플로로서프는 1μm 이하로 성막할 수 있습니다.
막이 두꺼울수록 부품 클리어런스·방열·중량에 영향을 주므로, 부품이 밀집한 고밀도 기판일수록 박막 코팅의 장점이 커집니다. 실제로 플로로서프는 8μm 정도의 피막으로 기존 코팅제 40μm와 같은 수준의 방습성을 발휘하며, 같은 막 두께라면 투습량은 기존품의 약 1/3〜1/4입니다.
경화 방식
경화 방식은 용제 휘발(상온 건조)·가열 경화·습기 경화·2액 혼합·UV 경화로 나뉘며, 위 표의 '경화 방법' 열이 재료별 방식입니다. 가열로나 UV 조사 설비가 필요한 타입은 설비 투자와 경화 시간을 확보해야 합니다.
플로로서프는 상온 건조(막 두께에 따라 5초〜30분)만으로 경화가 완료되어, 가열 공정이 필요 없습니다.
리워크(제거) 방법
수리나 부품 교환 시에는 코팅막을 제거하는 리워크가 필요합니다. 아크릴계는 용제로 비교적 쉽게 제거할 수 있지만, 우레탄계·실리콘계는 연마나 박리 작업이 필요하고, 에폭시계는 제거가 사실상 어렵습니다.
플로로서프는 전용 용제로 피막을 다시 녹여 제거할 수 있어, 도포 후의 리페어(재작업)가 가능합니다. 수리·재작업이 많은 제품에서는 이 리워크성이 코팅제 선정의 결정적인 기준이 됩니다.
규제 고려사항
컨포멀 코팅제를 선정할 때는 제품에 적용되는 규격·규제도 확인해야 합니다. 대표적으로 전자기기의 특정 유해물질을 제한하는 RoHS, 컨포멀 코팅의 신뢰성 규격인 IPC-CC-830, 난연성 규격인 UL 인증 등이 있습니다.
플로로서프는 PFOS·PFOA에 해당하는 성분을 사용하지 않으며, 불연성 용제 타입은 인화성이 없어 안전하게 취급할 수 있습니다.
-
후로로사브의 특징
- ■ 고방온 방수성
- ■ 내리튬 전지전해액
- ■ 내산성 내산화가스
- ■ 고절연저항 저유전율
- ■ 비인화성 비위험물
후로로 사-브는 얇은막으로 방온성 내염수성 내수성 내산성 내리튬전지전해액 발수 발유성 등의 보호기능을 발휘하여 높은 절연저항치등의 저유전율등의 전기특성에도 뛰어나므로 전자부품의 방수와 절연보호 실장기판의 방온방수코팅에 최적입니다.
- ■ 우레탄과 아크릴계보온코트제와 비교해서 4배의 방온성능을 가지고 얇게 보온보호효가를 얻을수 있습니다. 코팅막에 의한 중량증가를 막고 모바일기기등의 경량기기를 최적으로 합니다.
- ■ 리튬전지의 전해액에도 내성이 있습니다. 전해액누액시 기판을 보호가능하고 발화사고의 방지가 가능합니다.
- ■ 산성가스 식염수 부식성액체등에 대해서도 경력한 보호효과를 발휘하고 방부효과도 발휘합니다.
- ■ 실리콘에 의해서 저분자화합물을 포함하지 않으므로 시공후에 전기접점의 접촉불량의 원인이 되지않습니다.
- ■ 실온건조로 건조시간은 5초에서 30분으로 가능합니다. 가열불요
- ■ 불연성용제형은 인화성이 없는 저독성입니다. PRTR법 소방법의 규제대상외입니다.
- ■ 저점도에서 취급이 간단합니다. 직장의 오염을 막습니다.
- ■ 포토라이프는 반영구적입니다. 낭비가 발생하지않습니다.
- ■ 코팅후 수리가 가능합니다.
보호용도 응용예
- ■ 스마트폰등의 모바일 기기의 실장기판의 방온방수 코트
- ■ 부식성 가스에서 동패튼 보호코팅
- ■ 리튬전전해액에서 기판보호코팅(발화방지)
- ■ 금속이온의 확산방지
- ■ 에어컨실외기와 급열기등의 옥외기기실장기판의 방수방옴보호코팅
- ■ 화장실 부엌등의 물저장기판의 보호코팅
- ■ 유황가스등으로 부터 전자기판고 금속부품의 보호코팅제
- ■ 유화대책 코팅
후로로사브에 의한 스마트폰 내수처리에
- ■ 후로로사브를 스마트폰내부의 기판으로 도포하는것에 의해 세탁기로 씻든지 물속에 빠드렸을 때도 고장이 나지않음.
- ■ 이처리는 기기의 파손 약한 화재등 여러가지의 위험을 동반하므로 일반가정에서 코팅을 하는 것은 삼가하십시오. 시공은 원하시면 하기의 전문업자에 문의하십시오.
보온 코팅제 후로로사브 대표특성
| 표면저항률 | 체적저항률 | 유전률 | 유전정접 | 절녹내력 |
|---|---|---|---|---|
| 1.6x10 16Ω·cm | 2.9x10 16Ω·cm | 2.25 | 0.0285 | 85KV/mm |
| 85˚C 85%RH DC10V 500hr | 85˚C 85%RH DC10V 500hr | 1GHz | 1GHz | 25˚C 35%RH |
※ 상기는 후로로사브 FG-3030 두께 1미크론의 특성입니다.
방온 코팅제 후로로사브 성능데이타
[ 방온성비교데이타 (JIS-Z-0208 40˚C 90%RH) ]
8미크론정도의 피막에서 종래의 코팅제의 40미크론과 같은정도의 방온성을 발휘합니다. 두께가 같으면 투습량은 종래품의 약 1/3-1/4이 됩니다.
| 품명 | (μ)두께 | 투습성（g/m2/24H）-24시간으로 수증기투과량 |
|---|---|---|
| 후로로사브 FG-3030TH-8.0 | 8 | 640 |
| a사우레탄계 방온코트제 | 40 | 670 |
| 후로로사-브 FG-3030-30 1회 칠함 | 30 | 220 |
| A사 아크릴계방온 코트제 | 10 | 230 |
| B사 아크릴계 방온 코트제 | 100 | 300 |
| C사 실리콘게 포팅구제 | 1000 | 350 |
| 후로로사-브 FG-3030-20 4회 칠함 | 120 | 37 |
[ 부식방지염 절연파괴 ]
이시험에서는 같은두께의 경우 귀사의 불소수지는 일반적인 절녹용우레탄수지를 비교해서
식염수에 의한 절연파괴에 대해서 확연한 내성을 가지는것을 알수
있습니다.
| 품명 | 두께 | 절연파괴까지의 시간 | 절연파괴시의 누전전류 |
|---|---|---|---|
| 후로로사브 FG-3030-20 | 15-20μm | 146분간 | 0.8μA |
| 타사 우레탄계 코팅제 | 15-20μm | 3초간 | 1000μA이상 |
- 1. 슬리트 폭 200미크론의 꼬치형전극배선상의 각 코팅제를 코팅하고 한시간이상 실온건조시킨다.
- 2. 5%식염수를 슬리트부분에 걸치는 3-5ml적하하고 좌도의 배선으로DC18-19V의 전압을 건다.
- 3. 전압을 건상태에서 식염수가 완전하게 건조 될때 까지 전유계에서 (측정한계0.01μA) 통전의 유무 체크한다.
- 4. 누전류가1000μA 넘을경우에는 거기에서 시험을 중지한다.
- ■ 도에대해 두께는0.1미크론에서 40미크론 이상까지 여러가지 사양설정(수지분농도)가 준비되어 있습니다.
- ■ 비인화성용제를 사용하고 있기때문에 안전하게 사용가능하고 소방법PRTR법의 법규제 대상외입니다.
- ■ 납댐보수등의 수리가능합니다.
- ■ 두께확인용으로 청색착색사양과 형광사양(블랙라이트 반사에 의한 두께가 반짝여서 확인가능합니다.)이 옵션으로 설정되어 있습니다.
방온 방수산성용도 상품라인업
| 제품시리즈 | 대표적용도 특징 |
|---|---|
| FG-3650 | 방습 내산 내 전기 분해액 코팅막이 두꺼움 기판 유연한 타입 내열 C6 타입 |
| FG-3020 | 방습 내산 내전기 분해액 코팅막이 두꺼움 일반방청용 |
| FG-3030 | 방습 내산 내전기 분해액 코팅막이 두꺼움 기판유연한 유형 |
| FG-5040 | 내산 발수 발유 연필 경도 3H |
기술적인 문의또는 납기확인등의 각종 문의의 담당자 직통다이얼입니다.
방염 발수 방온등의 문제해결의 서포트 합니다.
Tel. 053-600-8899 , 031-802-2899
E-mail : translate@fluorotech.co.jp(한국어 상담가능)
무료 샘플을 보내드립니다