발사환경 하 수직 장착 우주용 전장품에 대한 구조설계 방법론 유효성 검증에 관한 연구 = Validation of Structural Design Methodology for Vertically Mounted Spaceborne Electronic Equipment under Launch Environments

국문 초록 (Abstract)

수직 장착 경계조건으로 실장되는 우주용 전장품 PCB (printed circuit board)의 경우 발사환경 하에서 그 경계조건에 의해 수평 장착 대비 더 가혹한 환경에 노출되며 종래 우주용 전장품 구조건 전성 평가에 적용되던 스타인버그 이론은 큰 오차를 유발하여 부정 확한 결과를 야기한다. 전장품의 수직 장착은 열/구조적 장점으로 인해 증가하는 추세이지만, 발사환경 하 구조건전성 확보에 대한 고 신뢰도 방법론 및 연구가 미비하다. 이에 본 연구에서는 PCB 의 변형률을 기반으로 우주용 전장품 솔더접합부 구조건전성을 평가하는 고신뢰도 기법인 Oh-Park 방법 론을 수직 전장품에 대해 검증하였다. 이를 위해, 실제 우주용 전장 품과 유사한 구조의 시편을 제작하여 피로수명시험을 수행하였으며, 그 결과를 각각 스타인버그 이론 및 Oh-Park 방법론을 통한 예측 과 비교 분석하였다. Oh-Park 방법론의 강점은 다수 전자 패키지 간 경계조건 변화 와 복잡한 구조 구성에서 정확한 피로수명 예측이 가능하다는 점이 며, 단순화된 유한요소 모델링 기법을 통해 분석 효율성을 확보하면 서도 정확도를 유지할 수 있다는 것이다. 본 연구는 선행 연구가 단일 전자 패키지의 수직 장착 조건에서 방법론을 검증한 것과 달리, 다중 전자 패키지 구성으로 검증 범위 를 확장함으로써 실제 우주용 전장품의 설계에서의 적용 가능성을 입증하였다. 따라서, Oh-Park 방법론은 스타인버그 이론 대비 예 측 정확성과 실무 적용성을 가지고 있는, 수직 장착 우주용 전장품 설계를 위한 신뢰성 높고 효율적인 설계 기법임을 검증하였다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 제 2 장 구조설계 방법론 7
• 2.1 스타인버그 이론 7
• 2.2 Oh-Park 방법론 8
• 제 3 장 수직 전장품 피로수명시험 12
• 3.1 수직 전장품 모듈 구성 12
• 3.2 피로수명시험 구성 15
• 3.3 피로수명 측정 결과 15
• 제 4 장 구조설계 방법론 검증 19
• 4.1 구조 해석 개요 19
• 4.2 단순화 모델링 기법 21
• 4.3 피로수명 예측 및 결과 분석 24
• 제 5 장 결 론 31
• 참 고 문 헌 32
• ABSTRACT 37