PCB 재료 특성에 따른 고장 물리에 관한 연구

• 해당 논문은 2025 한국신뢰성학회 춘계학술대회에서 발표되었습니다.

김성태 · 최서영 · 김창균 · 이종화 · 이기영

모아소프트㈜

A STUDY ON PHYSICS OF FAILURES ACCORDING TO PCB MATERIAL PROPERTIES

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Key Words : OBP, 위성 데이터 처리, PCB, SI, PI

서론

최근 저궤도 위성은 기술적, 경제적, 산업 구조적 변화에 따라 수요가 증가 하여 위성 자체에 데이터 처리 능력을 탑재하여, 우주에서 데이터를 실시간 또는 사전 처리하는 기술 OBP(On-Board Processing) 기술을 채택 하고 있다. 이는 기존에 위성에서 데이터를 수집한 뒤. 지상국(지구에 있는 센터)으로 전송하여 처리했지만, OBP 기술은 위성이 직접 데이터를 분석하거나 필터링한 뒤 필요한 정보만 지상으로 보내는 방식이다.OBP 기술을 원활히 수행 하기 위해서는 VPX 구조를 채택 하고, 이 구조에 대한 신뢰도 공학 측면에서 PCB 재질에 따른 특성에 변화를 연구가 필요하다.

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결론

본 연구에서는 회로카드 조립체의 전기적 성능지표인 SI, PI 중 PCIe GEN3 8 Gbps 에 대한 검증을 우선 확인 한 후, ANSI/VITA 51.2 에서 언급한 Ansys Sherlock 을 활용하여, 저궤도 위성 운영조건에서 PCB 재질에 따른 Thermal Mechanical 와 Mechanical Shock 특성을 확인 하였다. 신뢰도 측면에서는 2가지 재질의 차이는 없어 보이지만, SI, PI 측면에서 고속 신호를 사용하는 데는 I-Tera® MT-40적합하고, 185 HR 부적합하다. 회로카드 조립체에 대한 신뢰도를 확보하기 위해서는 제품의 SI, PI 검증 후, 수명분석을 단계적으로 시행 및 검증 절차를 필수적인다.