커패시터 가이드

세라믹 커패시터의 신뢰성 기술이란 무엇인가요?

02/28/2012

INDEX
신뢰성 엔지니어링이란 무엇인가요?
실패란 무엇인가요?
신뢰성 테스트란 무엇인가요?

신뢰성 엔지니어링이란 무엇인가요?

신뢰성 엔지니어링이란 정확히 무엇일까요? 여기서부터 시작하겠습니다.
신뢰성 엔지니어링은 고장 공학이라고도 합니다. 제품의 고장 원인을 평가하고 분석하여 제품의 신뢰성을 높이는 공학의 한 분야입니다. 즉, 고장난 제품을 만드는 공학이라고 할 수 있습니다.

*실패와 결함의 차이
- 불량 제품은 생산되는 순간부터 결함이 있는 제품입니다.
- 불량 제품은 생산 당시에는 정상 제품이었지만 시간이 지나면서 불량 제품이 된 것입니다.

신뢰성 엔지니어링은 적합 제품이 결함이 있는 제품으로 바뀌는 과정을 다룹니다.
불량을 유발하는 세 가지 요인이 있습니다:

1. 처음부터 제품에 존재했던 잠재적 내부 원인(소인)
2. 사용 환경에서 가해지는 열, 습도 등의 외부 스트레스 요인(외부 원인)
3. 시간이 지남에 따른 성능 저하

실패란 무엇인가요?

앞부분에서 "신뢰성 공학을 고장 공학이라고도 한다"고 말씀드렸는데, 실제로 고장에는 여러 가지 유형이 있습니다. 아래의 욕조 곡선은 고장률과 시간 간의 상관관계를 보여주는 그래프입니다.

제품의 수명이 다하는 동안 제품의 고장 원인은 각각 다른 세 가지(초기 고장, 기회 고장, 마모 고장)를 연속적으로 거치게 됩니다.

초기 실패

제품 사용 시작 직후 고장이 발생하고 시간이 지남에 따라 고장률이 점차 감소합니다. 주요 원인은 잠재적 결함으로 추정됩니다. 이러한 제품이 시장에 유출되는 것을 방지하기 위해서는 설계 및 필터링 프로세스의 개선과 제품 검사가 필수적입니다.

기회 실패

초기 고장 기간이 지나면 우연히 고장이 발생할 수 있는 기간이 시작됩니다. 이러한 고장은 일반적으로 제품의 낙뢰와 같은 예측할 수 없는 사건으로 인해 발생합니다. 즉, 이러한 고장은 시간이 경과한 정도와 무관하게 거의 일정한 고장률로 발생합니다. 목표는 생산 과정에서의 우발적 결함과 사용 중 환경적 스트레스 요인의 변동을 줄여 고장률 제로에 근접하는 것입니다.

마모 실패

우발적 고장 기간이 지나면 시간이 지남에 따라 고장률이 점차 증가하기 시작합니다. 이는 주로 제품의 수명이 다함에 따라 제품의 마모로 인한 것으로 생각됩니다.

따라서 다양한 유형의 장애가 있으며 각 장애에는 고유한 원인이 있음을 알 수 있습니다. 품질 보증을 위해서는 이러한 요소를 자세히 검토하고 최적의 테스트 방법(신뢰성 테스트)을 선택해야 합니다.

신뢰성 테스트란 무엇인가요?

다음으로 신뢰성 테스트에 대해 설명하겠습니다. 신뢰성 테스트는 공장 출하부터 시장에서 기계적 수명이 다할 때까지 제품이 사용되는 기간 동안의 품질을 예측하는 테스트입니다. 시장 환경과 밀접한 관련이 있는 스트레스 요인을 선정하고 스트레스 크기와 적용 기간을 설정하여 최대한 짧은 시간 내에 제품의 신뢰성을 정확하게 평가하는 것이 목표입니다.
테스트에는 다양한 테스트 항목이 있습니다. 일부 테스트는 단순한 스트레스 요인을 살펴보는 것을 넘어 여러 스트레스 요인이 동시에 작용할 때의 영향을 테스트하고, 고장 메커니즘을 조사하기 위해 개발된 테스트도 있습니다.

다음 표는 전자 부품에 사용되는 가장 일반적인 신뢰성 테스트 중 일부를 보여줍니다.

테스트 항목	테스트 목표	추정 환경
고온 테스트 - 고온 선반 테스트 - 고온 부하 테스트	고온에서 부품에 미치는 영향 평가 부품에 미치는 영향 평가 구성 요소에 미치는 영향을 평가합니다.	다음과 같은 장치에서 사용되는 것으로 추정 컴퓨터 및 차량과 같이 사용 중 내부가 사용 중 내부가 매우 뜨거워지는 기기에서 사용하는 것으로 추정됩니다.
고온, 고습 테스트 - 고온, 고습 선반 테스트 - 고온, 고습 부하 테스트	구성 요소에 미치는 영향 평가 고온 부품에 미치는 영향을 평가합니다.	습한 동남아시아 지역, 비가 많이 오는 동남아시아 지역, 일본의 장마철 일본의 장마철, 욕실 및 샤워실
열 충격 테스트	구성 요소에 미치는 영향 평가 부품에 미치는 영향 평가 구성 요소에 미치는 영향을 평가합니다.	주변 온도 변화에 따른 사용 추정 이동 시 주변 온도 추운 방에서 더운 방으로 이동하거나 차량과 같은 장치에서 갑자기 매우 뜨거워지는 시동을 걸었을 때
낙하 테스트	구성 요소에 미치는 영향 평가 공정 중 떨어뜨렸을 때 또는 시장에서 사용 중 떨어뜨렸을 때 부품에 미치는 영향을 평가합니다.	제품이 드롭되는 조건을 가정합니다. 가 떨어졌다고 가정합니다. 휴대폰에 사용되는 경우 테스트는 모의 섀시를 사용하여 테스트합니다.
정전기 테스트 - HBM - MM 등	제품에 미치는 영향 평가 사람의 신체, 금속 기기 또는 신체, 금속 기기 또는 기기에서 전하가 방출될 때 제품에 미치는 영향을 평가합니다.	HBM: 인체와 접촉할 때 방출되는 전하 모델 인체에서 전극 단자에 닿을 때 전하 모델. MM: 금속 기기에 닿았을 때 금속 기기가 전극 단자에 닿았을 때 전하 모델.