신뢰성 기술 동향

Download Report

Transcript 신뢰성 기술 동향

신뢰성 기술 동향
산업기술시험원
신뢰성 분야의 발전 과정
The Evolution of the Reliability Field
Period
Main Features
Domain
1945-1960
Normal tests on finite products
Collection of reliability data
Failure analysis
Final inspections
1960-1975
Accelerated life tests
Statistical process control (SPC)
Physics of failure
Reliability prediction
Control
1975-1990
Failure prevention
Process reliability
Screening strategies
Testing-in reliability
Assurance
After 1990
Total quality management (TQM)
Concurrent engineering (CE)
Building-in reliability
Acquisition reform
Management
Source : T.I.Bajenescu, M.I.Bazu, Reliability of Electronic Components, Springer, 1999
분야별 기술 동향
신뢰성 예측 방법
신뢰성 예측방법 의 기술 동향
통계적 접근방법
통계적 접근방법
MIL-HDBK-217F,
BELCORE
TELCORDIA, PRISM
고장물리에 기반한
접근방법
CALCE Electronic
Packaging Research
Center
90년대 말까지 통계적 접근방법으로는 MIL-HDBK-217과 BELCORE 방법이 주로 이
용되어 왔다. 하지만 현재 MIL-HDBK-217은 더 이상 업데이트가 되지 않고 있고 대안
으로서 RAC(Reliability Analysis Center)에서 PRISM이라는 방법을 제시하였으나 아직
까지도 MIL-HDBK-217에 의한 방법이 많이 사용되고 있는 실정. 하지만 향후 PRISM
방법이 활성화될 것으로 예측됨. BELCORE 방법도 현재는 TELCORDIA TR-332로 대
체됨.
신뢰성 예측방법에 대한 기술적 큰 흐름으로는 통계적 접근방법 대신 고장물리에 기반
한 접근방법을 사용하려는 시도들이 진행되고 있음.
분야별 기술 동향

신뢰성 예측 방법
고장물리에 기반한 접근방법
Identification
Inputs
of
failure Sites,
failure modes,
failure mechanism
Operational Loads
including power dissipation,
voltage, current, and frequency
Environmental Loads
on products including temperature,
relative humidity, pressure, shock,
and their cyclic ranges, rate of
change and time and spatial
gradients.
The life cycle includes
transportation, storage, handling
and application environments
Product materials, geometry,
architecture, and defectives
Life Cycle
Stress Profiles
Employment of specific
failure mechanism
model
Stress Analysis
Calculation of the time to
failure for each potential
failure mechanism
Thermal
Thermo-mechanical
Radiation
Hygro-mechanical
Electromagnetic
Vibration-shock
Diffusion
Determination of
dominant failure sites
and failure mechanisms
as those resulting in the
least time to failure
출처: M. Pecht, Why the traditional reliability prediction models do not work –
Is there an alternative?, Electronic Cooling, Vol 2. pp. 10-12, 1996.
분야별 기술 동향
신뢰성 시험
신뢰성시험의 기술 동향
수명평가
수명시험
가속수명시험
가속열화시험
Virtual
Qualification
수명평가를 위한 신뢰성시험에서는 시험시간을 단축시키는 방향으로 계속 발전해 옴.
정상 사용조건에서 시험하던 것을 높은 스트레스 조건에서 시험하여 고장을 빨리 발생시키는
가속수명시험으로 대체하면서 시험시간을 단축하였고, 제품 특성이 일정한 경향을 가지고 열
화되는 경우 열화패턴을 모델링하여 고장에 이르지 않은 상태에서 고장시간을 예측할 수 있
게 함으로써 시험시간을 단축함. 최근에는 고장물리를 활용하여 시간에 따른 고장메커니즘의
진행과정을 모델링하여 시험을 하지 않고 수명을 예측하는 Virtual Qualification에 대한 연구
가 진행되고 있음.
초기 결함
제거
번인
ESS
HASS
초기 결함을 제거하는 방법은 고온에 일정 기간 방치하는 번인시험이 주로 진행되었으나 환
경시험을 통하여 온도싸이클과 랜덤진동이 초기 결함을 제거하는데 효과적이라는 것이 알려
지면서 온도싸이클 스트레스와 랜덤 진동을 활용한 ESS(Environmental Stress Screening)
가 적극적으로 활용됨. 최근에는 ESS를 변형한 HASS가 주목을 받고 있음.