KR20010099356A - 파릴렌코팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자기기나 전자부품 등에 투명한 파릴렌 박막을 소정 두께로 코팅함으로써 전기적 절연성을 확보할 뿐만 아니라, 방수성, 방습성, 부식 및 산화방지를 위한 파릴렌코팅방법에 관한 것으로서, 이 방법은 시험용커넥터의 커넥터핀 부위에 우레탄고무튜브를 씌운 해당 기판을 증착챔버에 로드하는 기판로드단계; 파릴렌물질을 기화기에서 가열하는 1차가열단계; 상기 파릴렌물질이 가열됨에 따라 고체 다이머상태에서 기화되는 기화단계; 상기 파릴렌물질을 재가열하는 2차가열단계; 상기 파릴렌물질이 재가열됨에 따라 다이머상태에서 열분해되어 모노머상태로 변환되는 열분해단계; 상기 모노머상태의 파릴렌물질을 증착챔버 내부로 공급하고, 증착챔버 내부를 상온의 진공상태로 조성하여 냉각시키는 냉각단계; 콜드트랩과 진공펌프를 이용하여 상기 파릴렌물질이 냉각되면서 폴리머상태로 변환되어 상기 기판 주위에 코팅되는 파릴렌증착단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

파릴렌코팅방법{the Method for Coating using Parylene}

본 발명은 파릴렌코팅방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 전자기기나 전자부품 등에 투명한 파릴렌 박막(Parylene Thin Film)을 소정 두께로 코팅함으로써 전기적 절연성을 확보할 뿐만 아니라, 방수성(防水性), 방습성(防濕性), 부식(腐蝕) 및 산화(酸化)방지를 위한 파릴렌코팅방법에 관한 것이다.

일반적으로, 전자기기나 전기기기는 전류의 흐름에 의해서 소정의 기능을 수행하도록 구성되었기 때문에 습기가 발생하거나 수분이 접촉하게 되면 전기적 쇼트로 인해서 그 기능을 수행할 수 없을 정도의 에러상태(Error State)에 처하게 된다.

예컨대, 일상적으로 이용되는 휴대폰이나 전화기를 물에 빠뜨리게 될 경우에는 사용이 불가능한 상태에 이르는 것을 일상생활에서 목격할 수가 있다.

더욱이, 전자산업의 비약적인 발전에 따라서 전자제품을 구성하는 인쇄회로기판은 고집적화되고, 경박단소화되어 습기나 수분이 침투하게 될 경우에는 수리 조차도 곤란한 지경이 된다.

실제로, 매우 견고하게 보이는 전자제품도 고온 다습한 여름철에는 제어패널의 오동작으로 인해서 전자제품의 애프터서비스요청이 매우 증가된다.

본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 전자기기나 전자부품등에 소정 두께의 파릴렌코팅을 수행함으로써 방수, 방습, 부식방지, 산화방지, 절연을 구현한 파릴렌코팅방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 기판의 시험 및 수리를 위한 적어도 하나 이상의 시험용커넥터를 가진 기판을 투명한 파릴렌으로 부분적인 코팅방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 파릴렌코팅방법에 의해 코팅된 인쇄회로기판의 단면 구성을 나타낸 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 파릴렌코팅방법을 도시한 순서도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : PCB 12 : 합성수지플레이트

14 : 제 1 전자부품 14a : 제 1 부품핀

14b : 제 2 부품핀 16 : 제 2 전자부품

16a : 제 3 부품핀 16b : 제 4 부품핀

18 : 시험용커넥터 18a : 커넥터핀

20 : 도전패턴 22 : 우레탄고무튜브

24 : 파릴렌코팅막

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 시험용커넥터의 커넥터핀 부위에 우레탄고무튜브를 씌운 해당 기판을 증착챔버에 로드하는 기판로드단계; 파릴렌물질을 기화기에서 가열하는 1차가열단계; 상기 파릴렌물질이 가열됨에 따라 고체 다이머상태에서 기화되는 기화단계; 상기 파릴렌물질을 재가열하는 2차가열단계; 상기 파릴렌물질이 재가열됨에 따라 다이머상태에서 열분해되어 모노머상태로 변환되는 열분해단계; 상기 모노머상태의 파릴렌물질을 증착챔버 내부로 공급하고, 증착챔버 내부를 상온의 진공상태로 조성하여 냉각시키는 냉각단계; 콜드트랩과 진공펌프를 이용하여 상기 파릴렌물질이 냉각되면서 폴리머상태로 변환되어 상기 기판 주위에 코팅되는 파릴렌증착단계를 포함한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

참고로, 본 발명에서 적용된 파릴렌물질을 살펴보도록 한다.

박막형태의 파릴렌은 기존의 액상코팅과 달리 진공상태에서 고체상태인 파우더로부터 승화된 가스가 대상물의 표면에 증착됨에 따라, 액상코팅으로는 코팅할 수 없는 핀홀 및 브리지 부분까지 균일하게 도포되는 특징을 가진다.

이러한 파릴렌은 2.2 미만의 저유전율상수를 가지고, 0.001 미만의 낮은 디시페이션 팩터를 가지며, 750(Vum@1㎛)의 높은 항복전압을 가지며, 22%의 신장율과 2.7㎬의 계수를 가지며, 450℃(1%wt.loss/hr)의 온도저항을 가지며, 1.3×1014(ohms)의 표면저항을 가진다.

본 발명에 적용된 파릴렌의 코팅대상물은 매우 다양한 분야에서 이용되지만,전자기기의 인쇄회로기판(Printed Circuit Board; 이하, PCB라 칭함)에 적용된 경우를 예로써 설명하도록 한다.

실시예

본 실시예는 전기기기나 전자기기에 내장된 PCB 부분을 투명한 파릴렌박막을 코팅함으로써 방수성, 절연성, 부식방지 특성을 획기적으로 보완한 파릴렌코팅방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 파릴렌코팅방법에 의해 코팅된 PCB의 단면을 나타낸 단면도로서, PCB(10)는 합성수지로 이루어져, 다수개의 홀을 가진 합성수지플레이트(12)와, 상기 홀에 대응된 제 1 내지 제 4 부품핀(14a)(14b)(16a)(16b)이 삽입된 제 1 및 제 2 전자부품(14)(16)이 구비되어 있다.

해당 기기의 기능테스트나 애프터서비스를 위한 시험용커넥터(18)와, 소정의 회로설계에 의한 패터닝된 납을 통해 전기적으로 연결된 동박(20)과, 상기 시험용커넥터(18)의 커넥터핀(18a)이 파릴렌으로 코팅되는 것을 방지하기 위한 우레탄고무튜브(22)가 구비되어 있다.

이러한 PCB 외부를 투명한 파릴렌박막(24)으로 코팅하되, 그 두께는 2∼5㎛로 도포한다.

상기 PCB(10)에 적용된 파릴렌코팅방법을 좀더 구체적으로 예시하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 파릴렌코팅방법을 나타낸 순서도로서, 시험용커넥터의 커넥터핀 부위에 우레탄고무튜브를 씌운 캡슐링 기판을 증착챔버에 로드하는 기판로드단계(S110)를 진행한 다음, 상기 파릴렌물질을 기화기(Vaporizer)에서 가열하는 1차가열단계(S120)를 수행한다. 이때, 상기 우레탄고무는 기판의 파릴렌코팅시 씌워진 부분의 내부가 코팅되지 않도록 하는 기능을 수행하고, 상기 1차가열단계(S120)의 공정은 150℃의 온도와 1.0 Torr의 압력으로 진행하는 것이 가장 바람직하다.

이어서, 상기 파릴렌물질이 가열됨에 따라 고체 다이머(Solid Dimer) 상태에서 기화(Vaporize)되는 기화단계(S130)가 진행되고, 상기 파릴렌물질을 재가열하는 2차가열단계(S140)를 수행한다. 이때, 상기 2차가열단계(S140)의 공정은 680℃ 이하의 온도와 0.5 Torr 이상의 압력으로 진행하는 것이 가장 바람직하다.

계속해서, 상기 파릴렌물질이 재가열됨에 따라 다이머상태에서 열분해되어 모노머(Monomer)상태로 변환되는 열분해단계(S150)를 진행한 다음, 증착챔버 내부를 상온의 진공상태로 조성하여 냉각시키는 냉각단계(S170)가 진행된다.

이후, 상기 증착챔버에 연결되어 구비된 콜드트랩(Cold Trap)과 기계적진공펌프(Mechanical Vaccum Pump)를 이용하여 상기 파릴렌물질을 냉각시키면, 파릴렌물질은 모노머상태에서 폴리머상태로 변환되어 상기 기판 주위에 코팅되는 파릴렌증착단계(S180)를 수행한다. 이때, 상기 파릴렌증착단계(S180)의 공정조건은 상온 예컨대, 25℃의 온도와 0.1 Torr의 압력으로 진행하는 것이 가장 바람직하고, 상기 기판상에 증착되는 파릴렌의 코팅두께는 공급되는 파릴렌의 증착량, 증착시간에 비례적으로 제어할 수가 있고, 바람직한 코팅두께는 2∼5㎛이다.

참고로, 본 발명의 발명자들은 전술한 바와 같이 코팅된 기판을 물에 장시간담궈서 방치하여도 수분으로 인한 훼손이 전혀 발생되지 않는다는 것을 실험으로 확인하였다.

따라서, 본 발명의 코팅방법을 전자기기에 적용시키면, 휴대용 전자기기가 물에 젖어서 고장나는 문제점들을 방지할 수가 있게 된다.

전술한 바와 같은 실시예는 기판에만 한정되는 것이 아니라, 매우 다양한 분야의 제품에도 응용될 수가 있다.

예컨대, 안경테중에서 사용자의 땀이나 분비물로 인해서 변색되거나 표면의 일부가 벗겨져서 미관상, 사용상의 문제점들이 발생되던 것도 본 발명의 파릴렌코팅방법을 적용하면 손쉽게 해소할 수가 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 실시예의 바람직한 양태에 따르면 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 기판외부에 투명한 파릴렌박막을 코팅함으로써 방수성, 방습성, 절연성, 부식방지성, 산화방지성을 비약적으로 증대시켜 휴대용 전자기기나 습기에 장시간 노출되는 장소나 지역에서도 기기의 안정성을 확보해주는 장점이 있다.

둘째, 시험용커넥터가 구비된 부분적인 파릴렌코팅방법을 제공함으로써 파릴렌이 코팅된 기판의 시험이나 수리를 용이하게 하는 장점을 제공해준다.

셋째, 파릴렌이 냉각되면서 기판외부에 코팅되는 증착법을 적용함으로써 열에 약한 기판도 증착하기에 용이하면서도, 물에 해당 기판을 담궈두어도 고유성능을 발휘하는데 아무런 지장이 없을 정도로 완벽에 가까운 방수성능을 제공해주는장점이 있다.

Claims (5)

1. 시험용커넥터의 커넥터핀 부위에 우레탄고무튜브를 씌운 해당 기판을 증착챔버에 로드하는 기판로드단계;

   파릴렌물질을 기화기에서 가열하는 1차가열단계;

   상기 파릴렌물질이 가열됨에 따라 고체 다이머상태에서 기화되는 기화단계;

   상기 파릴렌물질을 재가열하는 2차가열단계;

   상기 파릴렌물질이 재가열됨에 따라 다이머상태에서 열분해되어 모노머상태로 변환되는 열분해단계;

   상기 모노머상태의 파릴렌물질을 증착챔버 내부로 공급하고, 증착챔버 내부를 상온의 진공상태로 조성하여 냉각시키는 냉각단계;

   콜드트랩과 진공펌프를 이용하여 상기 파릴렌물질이 냉각되면서 폴리머상태로 변환되어 상기 기판 주위에 코팅되는 파릴렌증착단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파릴렌코팅방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 기판상에 증착되는 파릴렌의 코팅두께는 공급되는 파릴렌의 증착량, 증착시간에 비례적으로 제어되고, 바람직한 코팅두께는 2∼5㎛인 것을 특징으로 하는 파릴렌코팅방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 1차가열단계의 공정조건은 상기 파릴렌물질을 150℃의 온도와 1.0 Torr의 압력으로 가열하는 것을 특징으로 파릴렌코팅방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 2차가열단계의 공정조건은 상기 파릴렌물질을 680℃ 이하의 온도와 0.5 Torr 이상의 압력으로 가열하는 것을 특징으로 하는 파릴렌코팅방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 파릴렌증착단계의 공정조건은 25℃의 온도와 0.1 Torr의 압력으로 진행하는 것을 특징으로 하는 파릴렌코팅방법.