오늘날 자동차 관련 혁신의 85% 이상은 전기·전자와 연관된 부문에서 이뤄지고 있다고 한다. 기존의 기계식 혹은 유압방식의 기능을 점차 기계전자공학이 대체하고 소비자들 역시 전자식 기능을 선호함에 따라 자동차 내의 전장부품 비중이 40% 정도가 될 날이 멀지 않았다는 예측도 있다. 이는 10년 전에는 생각도 못 할 일이었다. 이런 기대와 함께 다른 한편으로 우려되는 것은 전기·전자 부품의 오작동으로 인한 불량률 역시 증가 추세에 있다는 점이다. 이에  완성차 업체와 주요 부품업체들이 매우 엄격한 신뢰성 기준을 필요로 하고 있을 뿐 아니라, 이를 해결할 수 있는 신규 물질을 찾고 있다.
자동차 후드 아래에서 작동하는 부품의 오작동은 주로 다습하고 극한 외부 환경에서 높은 열로 인해 발생하곤 한다. 자동차 구동 시 큰 폭의 온도변화가 있게 되면 각종 부품 및 연결 부위에서 열 확장 및 수축으로 인한 스트레스가 불량과 기계적 고장을 일으킬 수 있다. 밀폐된 회로 구조에서 금속 상에 생겨난 결정은 단선이나 부품 고장의 원인이 되기도 한다. 특히 반도체 소자의 신뢰성과 수명은 접합점의 온도에 따라 달라지기 때문에, 이 온도를 10 ℃에서 15 ℃ 낮추는 것만으로도 수명이 두 배 가까이 늘어나기도 한다.

기존의 화학재료

전장부품의 신뢰성을 개선하기 위한 용도로 다양한 화학재료가 여러 가지 애플리케이션에 사용되고 있다. 그 중 일반적인 것으로는 에폭시, 우레탄, 폴리이소부틸렌(polyisobutylene, PIB), 파라크실렌(paraxylene), 아크릴 등이 있다. 물론 각 물질에는 고유의 장단점이 있다. 적용 애플리케이션으로는 접착 및 실링, 코팅, 몰딩, 방열 등이 일반적이다.
에폭시는 다양한 기제를 접착하는 데 쓰이며 상온에서 경화되거나 혹은 가열 조건에서 가속 경화된다. 그러나 에폭시는 일반적으로 고온 조건에서 장기적 사용에 한계가 있다.
에폭시는 딱딱하고 불투명하며 마모나 수분, 화학성분에 대한 저항성이 우수하다. 하지만 다른 딱딱한 코팅제와 마찬가지로 부품과 회로, 기판 사이의 서로 다른 열팽창 정도에서 오는 스트레스를 흡수하지 못하고 극한 온도나 열 사이클에서 오히려 스트레스를 증가시키기도 한다.
우레탄 역시 다양한 기제에 접착이 가능하고 경화 후 광범위한 모듈러스를 갖고 있다. 일반적으로 마모나 화학성분, 오일 등에 대한 저항성이 우수하지만 금속에 접착이 필요할 경우 종종 프라이머를 적용해야 한다. 우레탄은 낮은 수분 투과성과 저온 안정성이 있고 일정 정도의 물리적 스트레스를 흡수할 수 있다. 하지만 많은 경우 고온, 특히 다습한 환경에서 안정성이 떨어지며 재작업이 매우 어렵다.
PIB는 우레탄과 마찬가지로 경화 후 다양한 기제에 접착이 되고 광범위한 모듈러스를 갖고 있다. 저온에서 안정성은 뛰어나지만 솔벤트와 오일, 연료 및 화학재료에 대한 안정성은 떨어진다.
파라크실렌은 코팅 두께를 일정하게 유지하는 특성과 복잡한 구조에 잘 스며드는 특성으로 인해 컨포멀 코팅(conformal coating)에 사용된다. 이런 장점에도 불구하고 비교적 비싼 가격과 오염에 대한 민감성, 진동으로 인한 크랙, 진공상태에서 적용되어야 하는 이유로 그 적용이 제한적이다.
아크릴은 다양한 기제에 접착이 잘 되고 상온 경화 혹은 가열 조건에서 가속 경화가 가능하다. 저흡습성과 긴 가사시간, 빠른 휘발시간(drying time)으로 많이 알려져 있지만, 열과 가수분해 안정성에 제한이 있다. 일반적으로 솔벤트를 첨가하여 경화 후 딱딱하면서 내마모성을 가지는 고상이 되게 하는 아크릴은 싼 가격이 장점이지만, 각종 환경규제와 솔벤트에 대한 우려로 인해 경쟁력을 잃어가고 있다. 딱딱한 특성 때문에 열 사이클을 통한 팽창과 수축에서 오는 스트레스를 흡수하지 못하는 것도 단점으로 작용한다.

실리콘 제품

실리콘(Silicone)은 전자산업에서 일반적으로 다양한 폴리머 형태의 물질을 지칭하는 데 쓰이곤 한다. 가장 많이 알려진 실리콘 배합은 PDMS(Polydimethylsiloxane) 분자를 바탕으로 만들어진 것이다. 전자산업에서는 접착제, 몰딩제, 젤, 보호 코팅 및 방열, 칩 패키징이나 웨이퍼 레벨 코팅에 사용된다.
한편 실리콘(Silicon)은 실리콘(Silicone)의 기본 구성요소이며 결정 상태에서 반도체 특성을 띄고 다양한 반도체 제품의 기본 구성 재료가 된다. 실리콘은 다양한 형태의 보호 재료로 사용할 수 있는데, 단단하고 내마모성을 지닌 레진 형태의 코팅에서부터 소프트하고 스트레스 흡수를 할 수 있는 엘라스토머 제품이 있다. PCB 제조업체는 상온에서 수분으로 경화되거나 가열 조건에서 가속 경화되는 제품뿐만 아니라 솔벤트를 사용한 제품, 빠른 작업을 가능하게 하는 열경화 제품까지 다양한 선택을 할 수 있다. 특히 실리콘은 전장부품의 안정성과 내구성을 증진시킬 수 있는 여러 물성을 갖추고 있다. 즉 광범위한 온도에서의 안정성, 유연성, 내습성, 다양한 기제에 대한 접착성, 매우 낮은 정도의 이온불순물 및 일반적 작업공정에 적용이 쉬운 특성 등을 들 수 있다.
전자부품에 실리콘이 처음 쓰이기 시작한 30여년 전부터 가장 잘 알려진 특성은 큰 온도변화에서도 안정적인 절연성이다. 실리콘 폴리머의 분자 간 결합력은 장시간 거의 변화가 없으며 큰 온도변화에도 물리적으로나 전기적으로 안정성을 유지한다.
또 다른 중요한 특성은 부품의 안정성을 증진시키는 내습성이다. 실리콘이 갖고 있는 소수성은 물분자를 잘 흡수하지 않도록 한다. 동시에 높은 가스 투과성을 갖고 있어서 내부의 수분을 신속히 증발시켜 부식이 발생할 가능성을 현저히 낮춘다. 또한 매우 낮은 표면에너지, 뛰어난 표면 웨팅성, 접착성 등은 공극(void)을 없게 하여 전자부품의 안정성을 한층 더 증진시킨다.
낮은 모듈러스 또한 전자부품의 스트레스를 줄이는데 매우 중요한 역할을 한다. 이는 충격이나 진동으로 인한 영향을 최소화 할 수 있도록 하는 유연한 물질로 완충 작용을 하는 것이다. 동시에 민감한 부품과 기판에 영향을 줄 수 있는 열팽창 정도 차이로 인한 스트레스를 흡수할 수 있다. 실리콘은 자동차 전자부품이 일반적으로 구동하는 온도에서 유리전이(glass transition, Tg)가 없으며, 따라서 해당 온도 구간에서 모듈러스가 매우 일정하게 유지된다. 이 점은 전자부품에 흔히 쓰이는 에폭시와 크게 대비되는 점이다. 에폭시는 전장부품 구동 온도의 최저점 대비 최고점에서 3배 이상의 모듈러스 차이를 갖고 있다.
경화된 실리콘은 화학적으로 불활성이고 매우 안정하다. 대부분의 실리콘 제품은 250 ℃에 이르는 온도 구간(-50 ℃~200 ℃)에서 물리적 특성을 그대로 유지한다. 이 때문에 자동차의 후드 아래서도 무리 없이 작동해야 하는 전장품이 극한 환경을 견뎌낼 수 있도록 해주는 몇 안되는 화학재료로 쓰일 수 있다.