위성 운용 환경하의 PCB 수명 시뮬레이션 연구

• 해당 논문은 THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF ELECTROMAGNETIC ENGINEERING AND SCIENCE에 발표되었습니다.

김창균*1, 홍근표2, 송동호2

모아소프트㈜

PCB Lifecycle Simulation Study in Satellite Operation Environment

Chang-Gyun Kim1․KunPyo Hong2․DongHo Song3

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Key Words : OBP(on board processing), PCB(printed circuit board), ANSI / VITA 51.2, 고장물리, VITA 51.3, 초기고장배제(ESS)

서론

OBP(on board processing) 기술은 지능형 디지털 위성의 핵심 기술이다. PCB(printed circuit board)인 디지털 회로 카드에 발사 및 위성 운용 시나리오를 적용 하여 발사 후 발생할 수 있는 초기고장을 설계 단계에서 대응하는 시뮬레이션으로 향후 실제 운용상황에서 발생할 수 있는 초기고장 분석에 관한 연구이다. ANSI / VITA 51.2는고장물리, VITA 51.3은 초기고장배제(ESS)에 대한 표준이다. 군(軍)위성 운용 중에 회로카드의 수명 분석을 진행하였다. ESS는 전자기 적합성 분석 외 최종제품의 설계, 부품 및 제조 및 조립공정까지 관계되며 다각적인 검토가 요구되는 아주 중요한 최종선택 중 하나이다. 본 연구는 가상설계원형(virtual prototype)을 VITA 51.3에서 권고된 시뮬레이션 도구를 활용해 고장 분석 및 대책하여 위성 예상 수명 연장에 기여 하므로 차후 연구에 활용할 것을 제안한다

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결론

우주 환경 운용 시나리오 중 부품과 연계된 땜납으로 인한 수명 관련 초기 결함을 발견하는시뮬레이션을 진행하였다. SAC305가 적용되었을 경우 8.55년이라는 기대 수명이라면, 초기고장배제(ESS)를 위한 시뮬레이션에서 접합 재료를 니켈이 함유된 M794의 적용만으로 약 2배인 17.41년 이라는 기대 수명을 연장할 수 있는 의미 있는 결과를 얻을수 있었다. 향후 많은 위성 과제에서도 위성의 수명을 늘리기 위한 초기고장배제를 위한 시뮬레이션 적용을 적극 활용할 것을 제안한다.