신제품 고장 취약 부위를 설계단계에서 날려버리는 CHART 초가속수명시험 챔버

최근 자동차 및 전자선업 분야에서 이슈가 되고 있는 초가속수명시험(HALT, Highly Accelerated Life Test)은 부품 및 제품의 설계 ㆍ 개발 단계에서 온도나 진동 등을 이용해 파괴 한계에 이르는 가혹한 복합스트레스를 테스트하는 신뢰성 시험 기술이다.

품질보증과 수명평가 차원의 시험이 아닌 동작 상태에서 빠른 시간 내에 고장 취약 부위를 도출하고, 고장 분석과 설계 개선을 지원함으로 신뢰성을 미리 확보하고자 하는 것이 HALT의 목적. 몇 개의 중요한 유닛만을 사용하여 디자인과 제조상에서 취약한 요소를 발견하는 것으로 제품이 가지는 파괴한계에 도달할 때까지 필드 환경 이상의 스트레스를 가한다.

국내 최초로 제품 평균수명(MTBF)을 예측하고 고장영향분석을 할 수 있는 신뢰성영향분석 솔루션 상용화에 성공한 프론티스(대표 정현석 www.frontis.co.kr)는 2005년 말부터 미국 CHART사와 HALT 챔버 독점 공급 계약을 맺고, 시험장비시장에서도 적극적인 마케팅을 진행하고 있다.

현재 국내 대표적인 신뢰성시험 및 연구기관인 한국산업기술시험원 신뢰성종합기술지원센터와 한국생산기술연구원 등이 프론티스로부터 CHRAT HALT 챔버를 구축해 제조기업의 신뢰성테스트를 지원하고 있다.

CHART HALT 챔버의 신뢰성시험은 온도시험, 진동시험, 온도 및 진동 복합시험으로 구성된다.

온도시험은 먼저 온도를 다운시키며 실험부품의 동작 하한 레벨을 파악한 후, 서서히 온도를 상승시켜 상한 레벨을 파악한다. 이 두 단계에서 확인된 상 ㆍ 하한 동작 레벨 내에서 분당 60℃ 온도변화를 가해 열충격을 파악하는 것이 바로 온도시험의 핵심. 온도시험의 최대 범위는 -100℃에서 +200℃다.

진동시험의 경우 1,200mm x 1,200mm의 진동테이블 위에 테스트 제품을 올려 0~10,000Hz의 진동 주파수 범위 내 최대 60 Grms 랜덤진동으로 스트레스를 테스트하는 방식이다. 기존 진동시험이 오직 한 방향에서만 제품을 가속화시키는 단일 축 전기력 shaker를 사용한데 비해, HALT에서는 여섯 축에서 진동을 가해 정확하게 동작 한계 및 파괴 레벨을 파악할 수 있다.

온도 및 진동 복합시험은 앞서 말한 온도시험과 진동 시험을 조합해 진행하는 테스트 방식이다.

기존에 공급되던 시험 챔버는 온도시험 및 진동시험만 측정이 가능했다. 또한 두 가지 테스트를 각각 따로 진행해야 하기 때문에 테스트 기간만 5~7개월이 소요됐다. 반면 CHART HALT 챔버는 온도 및 진동 그리고 온도-진동 복합 시험이 하나의 챔버로 동시에 테스트가 가능하여 5일이면 신뢰성 테스트를 마칠 수 있다.

개발 초기에는 장비와 인력이 더 요구되지만 빠르고 정확하게 제품의 보완 사항을 파악하고 이를 설계에 반영할 수 있기에 촌각을 다투는 신제품 개발에서 우위를 점할 수 있는 것이 바로 CHART HALT 챔버의 가장 큰 특징. 현재 각종 의료기기 및 자동차전장품, 디스플레이제품, 전기전자 부품, 각종 PCB, IT 정보통신 장비, 가전제품, 군수무기 등이 HALT 챔버를 통해 기술의 근본 한계를 개선하고 있다.

프론티스는 매달 정기적인 HALT/HASS 시험요원 양성교육 및 신뢰성기술세미나를 무료로 진행 중이다. 이 뿐 아니라 HALT 시험센터에 보유하고 있는 챔버를 신뢰성 및 품질 담당자 직접 운용해 보도록 실습교육을 제공할 뿐 아니라 중소기업에는 무상으로 테스트를 지원한다.

[전자신문인터넷] 김유리기자 yul@etnews.co.kr