Feeder cable assembly는 정보통신용 자동차부품이다 기능을 제대로 하지 않으면 자동차의 제어와 안전에 큰 문제가 발생한다. 가속수명시험은 시험시간을 단축할 목적으로 짧은 시간에 잠재적인 고장모드와 고장을 찾기 위하여 기속조건(스트레스, 스트레인, 온도 등)에서 실험을 실시하는 것이다. 고장원인은 부품의 품질과, 고장으로 유도하는 공정, 디자인에 의해 발생하는 결함이다. 열충격은 온도차에 의하여 부품의 열팽창 정도가 다른 것에 기인한다. 열충격시험은 부품이 급격한 온도차를 견디는 능력을 실험하는 것이다. 본 연구에서는 가속시험의 coffin-manson 식을 이용하여 정상조건(최고온도 $80^{\circ}C$, 최저온도 $-40^{\circ}C$)과 가속조건(최고온도 $120^{\circ}C$, 최저온도 $-60^{\circ}C$)을 이용하여 가속계수를 계산하여 2.25 값을 얻었다. 정상조건에서 1,000 사이클 실험이 가속조건에서 444 사이클 실험만하여도 됨을 알 수 있었다. Bx 수명 식을 이용하여 가속조건에서 시료가 5개, B0.04%.10years 조건에서 747 사이클 결과를 얻었다. 정상조건에서 1,000 사이클, 가속조건에서 747 사이클 실험한 feeder cable assembly 시료 5개를 각각 네크워크 분석기를 이용하여 성능시험을 실시하고, 와이블분포의 모수분포값을 비교한 결과 가속이 잘 되었음을 알 수 있었다. 동등한 신뢰도에서 가속실험을 통하여 시험시간을 1/4 정도 단축할 수 있었다.
Feeder cable assembly는 정보통신용 자동차부품이다 기능을 제대로 하지 않으면 자동차의 제어와 안전에 큰 문제가 발생한다. 가속수명시험은 시험시간을 단축할 목적으로 짧은 시간에 잠재적인 고장모드와 고장을 찾기 위하여 기속조건(스트레스, 스트레인, 온도 등)에서 실험을 실시하는 것이다. 고장원인은 부품의 품질과, 고장으로 유도하는 공정, 디자인에 의해 발생하는 결함이다. 열충격은 온도차에 의하여 부품의 열팽창 정도가 다른 것에 기인한다. 열충격시험은 부품이 급격한 온도차를 견디는 능력을 실험하는 것이다. 본 연구에서는 가속시험의 coffin-manson 식을 이용하여 정상조건(최고온도 $80^{\circ}C$, 최저온도 $-40^{\circ}C$)과 가속조건(최고온도 $120^{\circ}C$, 최저온도 $-60^{\circ}C$)을 이용하여 가속계수를 계산하여 2.25 값을 얻었다. 정상조건에서 1,000 사이클 실험이 가속조건에서 444 사이클 실험만하여도 됨을 알 수 있었다. Bx 수명 식을 이용하여 가속조건에서 시료가 5개, B0.04%.10years 조건에서 747 사이클 결과를 얻었다. 정상조건에서 1,000 사이클, 가속조건에서 747 사이클 실험한 feeder cable assembly 시료 5개를 각각 네크워크 분석기를 이용하여 성능시험을 실시하고, 와이블분포의 모수분포값을 비교한 결과 가속이 잘 되었음을 알 수 있었다. 동등한 신뢰도에서 가속실험을 통하여 시험시간을 1/4 정도 단축할 수 있었다.
The feeder cable assembly is an automotive part used for telecommunication. If it malfunctions, the control and safety of the automobile can be put at risk. ALT (Accelerated Life Testing) is a testing process for products in which they are subjected to conditions (stress, strain, temperatures, etc.)...
The feeder cable assembly is an automotive part used for telecommunication. If it malfunctions, the control and safety of the automobile can be put at risk. ALT (Accelerated Life Testing) is a testing process for products in which they are subjected to conditions (stress, strain, temperatures, etc.) in excess of their normal service parameters in an attempt to uncover faults and potential modes of failure in a short amount of time. Failure is caused by defects in the design, process, quality, or application of the part, and these defects are the underlying causes of failure or which initiate a process leading to failure. Thermal shock occurs when a thermal gradient causes different parts of an object to expand by different amounts. Thermal shock testing is performed to determine the ability of parts and components to withstand sudden changes in temperature. In this research, the main causes of failure of the feeder cable assembly were snapping, shorting and electro-pressure resistance failure. Using the Coffin-Manson model for ALT, the normal conditions were from Tmax = $80^{\circ}C$ to Tmin = $-40^{\circ}C$, the accelerated testing conditions were from Tmax = $120^{\circ}C$ to Tmin = $-60^{\circ}C$, the AF (Acceleration Factor) was 2.25 and the testing time was reduced from 1,000 cycles to 444 cycles. Using the Bxlife test, the number of samples was 5, the required life was B0.04%.10years, in the acceleration condition, 747 cycles were obtained. After the thermal shock test under different conditions, the feeder cable assembly was examined by a network analyzer and compared with the Weibull distribution modulus parameter. The results obtained showed good results in acceleration life test mode. For the same reliability rate, the testing time was decreased by a quarter using ALT.
The feeder cable assembly is an automotive part used for telecommunication. If it malfunctions, the control and safety of the automobile can be put at risk. ALT (Accelerated Life Testing) is a testing process for products in which they are subjected to conditions (stress, strain, temperatures, etc.) in excess of their normal service parameters in an attempt to uncover faults and potential modes of failure in a short amount of time. Failure is caused by defects in the design, process, quality, or application of the part, and these defects are the underlying causes of failure or which initiate a process leading to failure. Thermal shock occurs when a thermal gradient causes different parts of an object to expand by different amounts. Thermal shock testing is performed to determine the ability of parts and components to withstand sudden changes in temperature. In this research, the main causes of failure of the feeder cable assembly were snapping, shorting and electro-pressure resistance failure. Using the Coffin-Manson model for ALT, the normal conditions were from Tmax = $80^{\circ}C$ to Tmin = $-40^{\circ}C$, the accelerated testing conditions were from Tmax = $120^{\circ}C$ to Tmin = $-60^{\circ}C$, the AF (Acceleration Factor) was 2.25 and the testing time was reduced from 1,000 cycles to 444 cycles. Using the Bxlife test, the number of samples was 5, the required life was B0.04%.10years, in the acceleration condition, 747 cycles were obtained. After the thermal shock test under different conditions, the feeder cable assembly was examined by a network analyzer and compared with the Weibull distribution modulus parameter. The results obtained showed good results in acceleration life test mode. For the same reliability rate, the testing time was decreased by a quarter using ALT.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 연구에서는 Feeder cable assembly의 고장원인을 분석하고, 고장원인을 설명할 수 있는 가속모델과 가속 계수를 규명하고, 가속수명시험을 실시하여 Feeder cable assembly의 신뢰성 수준을 향상시키는 것이다.
가설 설정
x : cumulative failure rate
제안 방법
가속조건에서 적용한 최고온도와 최저온도는 feeder cable assembly에 사용하는 고분자소재 12개를 DSC, TGA, MI 등 분석기기를 이용하여 각각 소재의 물성이 변하지 않는 온도로 결정하였다.
성능시험을 실시한 시료는 컨넥터 및 잭을 10회 반복 삽입 이탈한 후 암, 수를 결합한 상태로 아래 그림으로 설명한 방법으로 1,000 cycle 열충격실험을 실시하였다.
시료 5개를 정상조건에서 1,000사이클 열충격시험을 실시하였고, 다른 시료 5개를 준비하여 가속조건에서 747사이클로 열충격시험을 실시하였다.
열충격시험 전후에 모든 Feeder cable assembly의 성능시험인 (내전압, 순간단락, 임피던스)을 네크워크분석기를 이용하여 검사하였다.
열충격시험을 실시하기 전에 Feeder cable assembly의 성능시험(내전압, 순간단락, 임피던스 등)을 먼저 실시하였다.
열충격시험을 실시한 뒤 다시 Feeder cable assembly의 성능시험을 실시하여 이상 없이 작동하고 있는 지를 확인한다.
정상조건에서 1,000사이클 열충격시험을 시료와 가속조건에서 747사이클 열충격시험을 한 시료의 열충격 시험 전후 임피더스 시험치를 이용하여 와이블분포 모수와 수명분포를 도식화하였다.
대상 데이터
열충격시험장치는 Weiss사의 TS-300 으로 온도 조절이 가능한 두 개의 챔버로 구성되어 있다. 위챔버는 50–220℃, 아래 챔버는 –80℃ ~ 70℃.
이론/모형
내전압불량은 Rohdee&Schwarz사의 네트워크분석기 모델 ZN 88을 이용하여 측정하였다.
성능/효과
1. Feeder cable assembly의 고장원인은 단선과 쇼트, 내전압불량이 많이 발생하며, 각각 고장 원인을 분석하여 제조공정과 운반공정을 개선하였고, 작업자의 표준작업서를 개정하여 제품의 신뢰도를 향상시킬 수 있음을 발견하였다.
2. Feeder cable assembly는 정상조건(최저온도-40℃, 최고온도80℃)에서 1,000 사이클 열충격시험을 실시하나, 가속조건(최저온도-60℃, 최고온도120℃)에서 B0,04%10년 수명을 만족하는 747사이클을 실시하여도 같은 신뢰수준을 갖으며, 가속조건에서 열충격 시험시간을 253시간 단축함으로서 신뢰도를 만족하는 제품 개발시간을 단축할 수 있었다.
네트워크분석기로 성능검사를 실시한 결과 정상조건과 가속조건에서 시험한 feeder cable assembly는 정상작동함을 알 수 있었다.
외부 이물질이 유입되지 않도록 조립장치 후면에 확대경과 반사경을 설치하였으며, 작업자가 이 물질 유입을 획인하고 조립하도록 작업표준서를 수정하였다. 작업 시간이 1분 단축되었으며, 불량률도 80% 감소하였다.
정상조건에서 실험을 실시하면 실험시간이 오래 걸려 비용과 개발기간이 과도하게 소요되지만, 가속시험을 실시하면 신뢰도는 유지하면서 개발비용과 기간을 단축할 수 있는 이점이 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
가속수명시험이란 무엇인가?
Feeder cable assembly는 정보통신용 자동차부품이다 기능을 제대로 하지 않으면 자동차의 제어와 안전에 큰 문제가 발생한다. 가속수명시험은 시험시간을 단축할 목적으로 짧은 시간에 잠재적인 고장모드와 고장을 찾기 위하여 기속조건(스트레스, 스트레인, 온도 등)에서 실험을 실시하는 것이다. 고장원인은 부품의 품질과, 고장으로 유도하는 공정, 디자인에 의해 발생하는 결함이다.
본 연구에서 사용한 열충격시험장치(TS-300, Weiss사)의 챔버 설정은 어떻게 이루어져 있는가?
열충격시험장치는 Weiss사의 TS-300 으로 온도 조절이 가능한 두 개의 챔버로 구성되어 있다. 위챔버는 50–220℃, 아래 챔버는 –80℃ ~ 70℃. 바스켓 이동시간을 10초이내이다.
가속시험에는 어떤 방법들이 많이 쓰이는가?
가속시험은 시험시간을 단축할 목적으로 가혹한 조건에서 실시하는 시험이다.(KS A 3004) 가속시험은 고장이 발생하는 메카니즘을 단축하기 위한 시험으로서 다음의 4가지 방법, 1) PCT(Pressure Cooker Test), 2) 온도에 의한 화학반응촉진 3) Load 증가에 따른 피로 가속 4) 고온에 의한 Migration 이 많이 사용되고 있다.
참고문헌 (4)
H. Cui and RF M. Devices, "Acceleration temperature cycle test and coffin-manson model for electronics packaging," 2005 Annual RAMS IEEE, pp. 556-560, 2005. DOI: http://dx.doi.org/10.1109/RAMS.2005.1408421
D.S. You, "Technology of quality and reliability for success of product," pp. 146-161, Luxmedia, 2011.
B. Bertsche, "Quality engineering for mechanics and automotive industries," Sigmapress, 2016.
J.H. Lee et., "Inside of acceleration life test", KIAT/RAKO, 2012.
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