기판 방습 코팅제의 필요성과 종류·선택법

인쇄회로기판은 전자기기에 없어서는 안 될 컴포넌트입니다. 인쇄회로기판을 습기로부터 보호하기 위해서는 방습 코팅을 시공하는 것이 중요합니다. 인쇄회로기판의 방습 코팅제에는 몇 가지 종류가 있으며, 각각 특징이 있습니다. 본 글에서는 인쇄회로기판용 코팅제의 종류와 특성, 추천하는 방습 코팅에 대해 소개하겠습니다.

★결로
★침수
★금속 마이그레이션
★황화수소나 염화수소 등 산성물질
★리튬 배터리 전해액

코팅제의 수지 피막으로 이러한 물질이나 현상으로부터 회로를 차단·보호함으로써 트러블을 미연에 방지할 수 있습니다. 인쇄배선판과 실장부품의 보호용 코팅제로는 상온형 불소 코팅제를 비롯하여 우레탄계, 아크릴계, 실리콘계, 올레핀계 등 다양한 수지를 피막 성분으로 하는 코팅제가 오랫동안 사용되어 왔습니다.

・이물질 부착 방지 기판용 방습 코팅제에는 먼지나 티끌 등의 이물질 부착을 방지하는 효과가 있습니다. 인쇄회로기판에 이물질이 부착되면 쇼트나 접촉 불량의 원인이 되어 제품이 정상적으로 작동하지 않게 됩니다.
・화학적 부식 방지 사용 환경에 따라서는 화학물질의 영향을 받아 인쇄회로기판이 열화되기 쉬운 경우가 있습니다. 기판용 방습 코팅제로 피막을 형성함으로써 화학적 부식을 방지하는 효과도 기대할 수 있습니다.
・절연 효과 향상 방습 코팅을 시공함으로써 회로의 접속 부분을 보호하고 절연을 강화할 수 있습니다. 쇼트나 누전은 인쇄회로기판의 손상으로 이어지기 때문에 높은 절연성이 요구됩니다.
・내구성 향상 코팅제의 피막으로 마찰이나 흠집 등 물리적 자극으로부터 기판을 보호하여 내구성을 향상시킵니다. 인쇄회로기판의 내구성이 높아지면 안정적인 성능 발휘와 제품 수명 연장을 기대할 수 있습니다.

1．방습성이 그다지 높지 않아서 보호 기능을 얻기 위해서는 높은 막 두께가 필요합니다. 그 결과 기판의 중량이 증가합니다
2．내산성도 높지 않아서 황화수소 등의 산성물질로부터 기판을 보호할 수 없습니다.
3．인화성 유기용제를 사용하고 있어서 화재나 폭발의 위험성과 중독 등의 건강 영향이 있으며, 법적으로는 다음과 같은 관리가 의무화되어 있습니다

소방법
①위험물 수량 관리(법정 수량을 초과하는 사용 또는 보관의 경우는 위험물 취급소·위험물 저장소 인정이 필요합니다.)
②환기팬이나 조명기구 등의 전기기기가 방폭 사양이어야 합니다.
③위험물 취급 책임자 선임

안전보건법
①취급자의 정기적 건강진단(6개월마다 유기용제 검진)
②작업장의 정기적 환경 측정
③작업 현장에서의 표지 표시

1．습도를 통과시키기 쉬워서 방습성은 앞서 언급한 우레탄계 아크릴계보다도 더 떨어지므로, 막 두께를 높여서 방습 기능을 얻게 됩니다. 기판 중량은 대폭 증가합니다. 2．타입에 따라서는 저분자 환상 실리콘 화합물(오일 형태 물질)이 발생 확산됩니다. 스위치 접점 등의 접촉 불량 원인이 되기도 합니다. 최근에는 환상 실리콘 화합물의 환경 확산이 문제시되고 있습니다. 3．사용 현장이 오염되어 취급 작업자가 꺼려합니다. 4．포트 라이프를 가진 것이 대부분으로, 라이프가 끝나서 낭비가 생기는 경우가 있습니다.

1．유기용제를 함유하고 있어, 취급 시에는 위의 우레탄계·아크릴계와 같은 관리가 법적으로 의무화되어 있습니다. 2．앞서 언급한 우레탄계·아크릴계, 실리콘계, 불소계는 피막의 불연성 규격 UL-94의 V0(수지편의 연소가 지속되지 않고 자연 소화함)이라는 불연성을 유지하고 있지만, 올레핀계의 일부 제품에서는 불연성이 아닌 것이 있습니다.

☆같은 막 두께로 비교한 경우, 다른 수지에 비해 수배 이상의 방습성과 내산성이 있습니다. 다시 말해 불소계 코팅제는 다른 수지보다 얇은 피막으로 효과를 발생시키므로, 도포 후 기판 중량이 적게 듭니다. ☆피막에 내산성이 있어, 리튬 배터리 전해액이나 황화수소 등으로부터도 기판을 보호할 수 있습니다. ☆인화성이 없어서 안전성이 높고, 소방법 안전보건법 유기칙 등 법적 규제도 없으므로 관리가 용이하며, 설비 투자도 방폭성이 불필요하여 여분의 비용이 들지 않습니다. ☆저점도로 도포가 용이하고 저취기이므로 작업 환경에도 친화적입니다.
기존에는 불소계 코팅제로서 발수발유용으로 개발된 제품이 유용되어 왔습니다. 불소계 발수발유 처리제는 피막이 취약하여 영하 20℃에서 100℃가 반복되는 열충격에서 크랙이 발생하기 쉽고, 수 미크론 이상으로 막 두께를 높일 수 없는 단점도 있었습니다. 막 두께와 방습성·내산성은 비례하기 때문에, 애써 방습성·내산성이 높은 수지를 사용해도 충분한 성능을 발휘할 수 없는 딜레마가 생기는 것입니다. 저희 회사에서는 그 약점을 극복하기 위해 기판용 방습 코팅제로서 전용 분자 설계로 플루오로서프 FG-3000 시리즈를 개발했습니다. 이 시리즈는 20미크론 이상의 피막 두께에서도 열충격으로 크랙이 발생하지 않는 유연한 피막이 되어 있으며, 불소 수지가 본래 가진 높은 방습성과 높은 내산성을 충분히 얻을 수 있는 막 두께로 인쇄배선판을 강력하게 보호할 수 있게 되었습니다.

・적절한 시공 환경 정비
・용도·사용 환경에 맞는 코팅제 선정
・적절한 막 두께 확보
각각에 대해 자세히 확인해보겠습니다.

사용하는 방습 코팅제에 따라 다르지만, 습도나 온도가 너무 높으면 충분한 성능이 발휘되지 않습니다. 또한 방습 코팅에는 건강에 악영향을 미치는 유기용제가 포함되어 있어, 안경이나 장갑 등의 보호구 착용과 충분한 환기도 중요합니다.

"어느 정도의 방습성이 필요한가" "다른 중시해야 할 성능은 무엇인가"를 고려하여 코팅제를 선택하십시오. 희망에 맞는 코팅제를 모르는 경우는 제조사에 용도나 사용 환경을 전달하여 상담하는 것이 좋습니다.

적절한 막 두께를 확보할 수 있도록 제품 사양을 철저히 확인하고 도포량이나 절차를 조정할 필요가 있습니다.

방습성과 방수성은 다른 특성이므로, 방습성이 있어도 방수성을 갖지 않을 수도 있고, 그 반대도 있을 수 있습니다. 습도로부터도 수분으로부터도 제품을 보호하고 싶은 경우는 두 가지 기준을 모두 충족하는 코팅제를 사용할 필요가 있습니다.

상온 불소 코팅제는 높은 방습성과 추가적인 우수한 성능으로 다양한 분야·상황에서 광범위하게 활용되고 있습니다. 생활의 모든 면에서 기계화·IT화가 진행되는 현대에서는 제품의 내구성과 품질 향상을 위해 상온 불소 코팅제는 없어서는 안 될 존재가 되었다고 할 수 있습니다.

스마트폰 등 모바일 기기의 기판 보호 상온 불소 코팅제의 사용이 중요시되는 상황으로 먼저 꼽을 수 있는 것이 모바일 기기 기판의 보호입니다. 스마트폰 등의 모바일 기기에서는 경량화가 큰 성능 요소입니다. 상온 불소 코팅제는 수 미크론 정도의 얇은 막에서도 효과를 발휘하므로 무게를 늘리고 싶지 않은 경우에 최적입니다. 또한 모바일 기기에는 단시간 충전으로 장시간 작동하는 고성능 리튬 배터리가 탑재되어 있습니다. 모바일 기기에 낙하 등의 충격을 가한 경우, 배터리 전해액이 누설되어 강산이 발생하고 기판이 단락되어 발화하는 사고가 종종 발생합니다. 불소 코팅제는 수지계 코팅제 중에서도 배터리 전해액에 대한 저항성이 가장 우수하며, 전해액 누설이 일어나도 기판 회로를 보호하므로 발화 사고를 미연에 방지할 수 있습니다.
같은 이유(경량화, 전해액 대책)로 최신 항공기의 전자 기판에도 저희 회사의 불소 코팅제 플루오로서프가 사용되고 있습니다.

실외 기기의 기판 보호 실외 기기의 기판 보호 에어컨이나 온수기 등의 실외 기기는 옥외에서 사용되기 때문에 부품이나 기판이 열화되기 쉽습니다. 따라서 실외기의 기판에 대해서도 상온 불소 코팅제로 보호를 실시함으로써 모바일 기기와 마찬가지로 방습성에 의한 이점을 얻을 수 있습니다. 비바람이 직접 닿을 가능성이 있는 실외기는 더욱 세심한 보호가 필요합니다. 오염물도 부착하기 쉬운 환경에서 사용하기 때문에 상온 불소 코팅제의 방습성 외에도 발수발유성·방오성으로 기판을 확실하게 보호할 수 있습니다. 마찬가지로 LED 간판이나 LED 신호기의 옥외 기기 기판에도 최적입니다.

습기와 수분은 기판 회로를 열화시키는 큰 원인이 되고 있습니다. 그래서 방습 코팅제는 다양한 분야의 인쇄회로기판에 광범위하게 사용되고 있습니다. 사용을 검토하는 경우는 용도나 사용 상황에 맞춰 적절한 방습재를 구분하여 사용하는 것이 중요합니다. 특히 상온 불소 코팅제는 방습 성능 외의 기능에도 우수하여 다방면에서의 활용이 기대됩니다. 방습 코팅제의 도입을 검토할 때는 대상 제품이 방습성 이외에도 필요로 하는 기능이 있는지에 대해서도 주목해 주시면 감사하겠습니다.