초록 ▼

○인공위성 및 발사체는 시스템의 특성상 개발 완료된 제품에 대한 운용 후 추가 수정 및 보완이 어렵기 때문에 설계 제작기술과 더불어 안정성과 신뢰성 확보가 개발성공의 관건이다. 따라서 시스템에 대한 보증기준이 되는 보증체계와 검증 기술 개발이 동반되어야 한다. 특히 우주용 전기전자부품은 위성 및 발사체의 핵심기능 분야를 구성하는 부품으로서 개발 및 제작단계에서 품질보증(PA)을 수행하여야 한다. 미국, 유럽, 일본 등 우주산업의 선진국에서는 위성의 통합시스템에서부터 서브시스템 및 단위부품에 이르기까지 신뢰도 수준을 정해 우주 품질

○인공위성 및 발사체는 시스템의 특성상 개발 완료된 제품에 대한 운용 후 추가 수정 및 보완이 어렵기 때문에 설계 제작기술과 더불어 안정성과 신뢰성 확보가 개발성공의 관건이다. 따라서 시스템에 대한 보증기준이 되는 보증체계와 검증 기술 개발이 동반되어야 한다. 특히 우주용 전기전자부품은 위성 및 발사체의 핵심기능 분야를 구성하는 부품으로서 개발 및 제작단계에서 품질보증(PA)을 수행하여야 한다. 미국, 유럽, 일본 등 우주산업의 선진국에서는 위성의 통합시스템에서부터 서브시스템 및 단위부품에 이르기까지 신뢰도 수준을 정해 우주 품질 요건을 국가적 차원에서 규정하고 있다. 우리나라에는 현재 위성용 전기전자부품에 대한 체계적인 품질보증 절차가 존재하지 않고 이에 대한 기술 및 전문가가 매우 부족한 실정이다.
○본 과제에서는 국산화 개발하는 DC-DC 컨버터는 위성의 전력계 개발에 있어 전략적 중요도 및 우선순위가 매우 높음 부품이며, 위성용 컴퓨터 등에 탑재되는 메모리 모듈은 위성의 명령계 개발에 있어 필수적으로 요구되는 전기전자부품이다. 이들 부품에 대한 개발, 설계, 제작을 진행하고 우주용 고신뢰성 전기전자부품의 보증기술을 적용하였다. 보증기술의 개발을 위해 우주용 고신뢰성 전기전자부품의 보증시험 체계를 구축하고, 보증시험개발 및 수행을 하고, 보증을 위한 해석기술을 개발하였다. 또한 신뢰성해석 기술을 개발 및 적용하고 내방사선 시험 체계 구축 및 적용을 통해 인공위성에 탑재할 수 있는 DC-DC 컨버터 모듈 및 메모리 모듈을 개발하였다.

Abstract ▼

The reliability and stability of satellites and their launch vehicle are very critical because these can't be maintained or replaced after launching. Therefore, the development of them as well as their assurance system and verification technology should be developed and applied. Especially, in the c

The reliability and stability of satellites and their launch vehicle are very critical because these can't be maintained or replaced after launching. Therefore, the development of them as well as their assurance system and verification technology should be developed and applied. Especially, in the case of space application, assurance and verification test should be applied to both component and module level.
Advanced countries in space industry such as USA, Europe and Japan have their own criteria of assurance and verification for subsystem including integrated system. However, there is no systematic criterion for assurance and verification of electronic components for space application in domestic and there is only limited specialist in related fields. Therefore, the technology for assurance and verification should be developed at the beginning.
In this research, hybrid type DC-DC converter and 3D stacked memory module used frequently in space applications are assembled domestically and its assurance and verification system are established.
In order to accomplish these, circuits for converter and memory module are designed and their components in bare die type are secured. Module assembly process using ceramic substrate is proposed and completed. Higher reliability criteria are developed and applied to components and module for space application. Advanced analysis methods for circuit and thermal design are applied to satisfy stringent reliability criteria. Also, irradiation test methods such as TID and SEE are developed and established. Developed hybrid type DC-DC converter satisfies developed irradiation test criterion to be loaded in space satellite successfully.
The capacity, size, and weight of developed SDRAM module are more than 4Gbits, roughly (20×14×1.3) mm3, and lighter than 6g, respectively. The way to make high density SDRAM module is combination of several pieces of SDRAM chip in a single package by using semiconductor packaging design, assembly, test, and certification technology. It is expected that our SDRAM module is superior to that of 3D-plus in the mechanical features because SDRAM modules of 3D-plus have maximum 4Gbits capacity, (25.6×11.0×11.1) mm3 size, and 6.95g weight. The certification technology standard for high density SDRAM module for satellite applications is gained through this research and it will be also the basis of domestic certification test for other satellite parts.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 12
• CONTENTS ... 14
• 목차 ... 16
• 제 1 장 연구개발의 개요 ... 18
• 제 1 절 연구개발의 목적 ... 18
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 19
• 1. 안보적 필요성 ... 19
• 2. 경제적 필요성 ... 19
• 3. 기술적 필요성 ... 20
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 21
• 제 1 절 미국의 우주용 전기전자부품 보증기술개발 현황 ... 21
• 제 2 절 유럽의 우주용 전기전자부품 보증기술개발 현황 ... 23
• 제 3 절 일본의 우주용 전기전자부품 보증기술개발 현황 ... 24
• 제 4 절 한국의 우주용 전기전자부품 보증기술개발 현황 ... 25
• 제 3 장 연구개발의 내용 및 결과 ... 26
• 제 1 절 하이브리드 타입 DC-DC 컨버터 회로설계 ... 26
• 제 2 절 하이브리드 타입 DC-DC 컨버터 회로분석 ... 27
• 제 3 절 하이브리드 타입 DC-DC 컨버터 WCCA ... 28
• 제 4 절 하이브리드 타입 DC-DC 컨버터 열해석 및 설계 ... 29
• 제 5 절 하이브리드 타입 DC-DC 컨버터 부품 확보 ... 30
• 제 6 절 하이브리드 타입 DC-DC 보증 기준 제정 ... 31
• 제 7 절 하이브리드 타입 DC-DC 보증 시험 수행 ... 32
• 제 8 절 하이브리드 타입 DC-DC 컨버터 모듈 분석 ... 33
• 제 9 절 하이브리드 타입 DC-DC 컨버터 모듈 제작 ... 34
• 제 10 절 3차원 적층형 메모리 모듈 사양 ... 37
• 제 11 절 3차원 적층형 메모리 모듈 설계 ... 38
• 제 12 절 3차원 적층형 메모리 모듈 해석 ... 39
• 제 13 절 3차원 적층형 메모리 모듈 제작 ... 40
• 제 14 절 3차원 적층형 메모리 모듈 전기적 특성 평가 ... 41
• 제 15 절 3차원 적층형 메모리 모듈 Outgassing 시험 ... 42
• 제 16 절 3차원 적층형 메모리 모듈 신뢰성 시험 ... 43
• 제 17 절 3차원 적층형 메모리 모듈 우주방사선 시험 ... 44
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 45
• 제 1 절 목표 달성도 ... 45
• 제 2 절 관련분야 기여도 ... 52
• 제 3 절 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 53
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 58
• 제 6 장 참고문헌 ... 60