염소 함유량이 전자기기에 미치는 영향

서론 (Low-Chlorine Epoxy 수지가 필요한 이유)

전자기기 내부에 사용되는 소재는 단순히 외형을 완성하는 역할만 하지 않습니다.
그 소재가 가진 화학적 성분 하나하나가 제품의 수명, 성능, 안정성에 결정적인 영향을 미칩니다.
그 중에서도 전자 산업에서 가장 민감하게 다뤄지는 원소가 바로 **‘염소(Chlorine, Cl)’**입니다.

‘염소가 왜 문제야?’라고 생각할 수도 있지만, 반도체, PCB, 고속 통신장비처럼 전류가 흐르는 회로와 금속 부품이 밀집된 제품에서는 염소가 미세하게 존재하는 것만으로도 부식, 단락, 누전, 심지어 폭발적 고장까지 유발할 수 있습니다.

이 글에서는 에폭시 수지에 포함된 염소 함유량이 왜 문제가 되는지, 그리고 이를 해결하기 위한 기술로 주목받고 있는 Low-Chlorine Epoxy에 대해 자세히 알아봅니다.

전자소재 산업에 종사하거나 관련 협업을 고려 중인 분이라면, 반드시 알고 있어야 할 핵심 정보입니다.

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1. 염소(Cl)가 전자기기에 미치는 화학적 영향

염소는 자연계에서도 흔히 존재하는 할로겐 원소로, 그 자체로는 독성도 강하지 않고 다양한 화학물에 사용됩니다.
하지만 **전자기기 내부에서만큼은 ‘매우 위험한 불순물’**로 간주됩니다.

왜 그런가요?

전자기기 내부는 전류가 흐르고, 고온 상태로 작동하며, 금속 부품이 매우 정밀하게 배치된 공간입니다.
이런 환경에서 염소는 다음과 같은 문제를 유발합니다:

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① 전기화학적 금속 부식 (Electrochemical Migration)

• 염소 이온(Cl⁻)이 수분과 결합해 전해질(전기 전도체)로 작용
• 미세 금속 패턴 위에서 전류 경로 외의 방향으로 도전성 물질을 형성
• 결과: 미세 회로 간 쇼트(short), 누전 발생

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② 절연 파괴 (Insulation Breakdown)

• 염소는 수지의 전기절연 특성을 급격히 저하시킴
• 특히 고온·고습 환경에서 더 빠르게 절연성을 파괴
• 결과: 제품이 정상적으로 동작해도, 내부에서 잠재적 고장 요인 누적

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③ 패턴 부식 및 접착력 저하

• 염소는 금속과 반응해 CuCl, AgCl, SnCl 등의 부식 생성물을 만들며, 이들은 수분을 끌어당기고 부식의 확산을 가속화함
• 결과: 회로 패턴 무결성 손상 + 접착력 감소

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④ 수명 단축 및 예측 불가능한 고장

• 위 현상들이 누적되면, 기기 수명이 단축되고, 고장이 발생하더라도 외부에서는 원인을 파악하기 어려움

👉 즉, 초기 불량이 아닌 ‘지연된 고장(Latent Failure)’의 핵심 원인 중 하나가 염소입니다.

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 2. 어느 정도의 염소 함유량이 위험한가?

전자소재 산업에서는 일반적으로 다음과 같은 기준을 사용합니다:

구분	염소 함량 기준 (ppm)	적용 영역
일반 수지	50~200 ppm	건축, 접착, 일반 산업용
Low-Chlorine Epoxy 수지	5~20 ppm 이하	전자기기, LED, 자동차 부품
Ultra-Low Chlorine 수지	1~5 ppm 이하	반도체, 항공우주, 5G 장비

일반 에폭시 수지에는 아무 제어 없이 염소가 남아 있을 수 있지만, 전자용으로 사용되는 수지는 반드시 염소 함유량을 10ppm 이하로 제어해야 합니다.

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3. Low-Chlorine Epoxy 기술이란?

‘Low-Chlorine Epoxy’는 단순히 깨끗한 수지를 말하는 게 아닙니다.
다음과 같은 과정을 통해 염소 성분을 최소화한 고기능성 수지입니다:

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① 염소계 원료 배제

• 수지 합성 시 염소계 경화제, 용제 사용 금지
• Bisphenol-A, Epichlorohydrin 등 고순도 정제 원료 사용

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② 이온 교환 정제 (Ion Exchange)

• 수지 또는 용제 내 Cl⁻ 이온을 교환 수지에 통과시켜 제거
• 다단계 필터링과 병행 시 최대 99.99% 제거 가능

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③ 경화 공정 중 잔류 염소 증발 방지

• 고온 경화 시 생성될 수 있는 잔류 HCl을 진공 탈기로 동시에 배출
• 밀폐 챔버 내 Cl 재흡착 방지 설비 필요

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④ Cl-free 첨가제 사용

• 난연제, 충진제, 착색제 등에도 염소계 화합물 배제
• RoHS 기준 및 친환경 인증 동시 충족 가능

👉 이처럼 Low-Chlorine Epoxy는 공정 설계 단계부터 염소를 고려한 수지입니다.

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4. 한국 시장에서의 시사점

현재 국내 전자부품 업체는 대부분 저염소 수지를 수입에 의존하고 있습니다.
Low-Chlorine 수지를 안정적으로 확보하려면 다음과 같은 전략이 필요합니다:

1. Zillion과 같은 해외 제조사와의 기술협력 또는 수입 계약
2. 전자기기 OEM·ODM 업체와의 사양 맞춤 수지 매칭
3. 고신뢰 수지 기반 블로그 + PDF 제안서를 통한 유입 유도

👉 이 블로그를 통해 정보를 제공하면서 동시에 협업 제안을 받을 수 있는 플랫폼을 만들 수 있습니다.

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✅ 마무리: 작지만 치명적인 존재, 염소

염소는 작지만, 그 존재만으로도 수많은 전자기기를 망가뜨릴 수 있는 잠재적 폭탄과도 같습니다.
이 작은 성분 하나를 제어하는 기술이 바로, 오늘날 전자소재 산업의 품질을 결정하는 핵심이 되었죠.

 

Low-Chlorine Epoxy 수지는 단순한 고급 수지를 넘어서, 미래 전자기기의 안정성과 신뢰성을 지탱하는 핵심 인프라입니다.