• 기계저널
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• 제43권6호
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• pp.47-51
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• 2003

이 글에서는 전자 패키지 열적.기계적 신뢰성 평가 기술의 현황과, 전자 패키지의 신뢰성 설계를 위한 피로 실험, 미소 변형측정, 유한요소 해석을 통한 파손 해석 등의 관련 기술들을 소개한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.345-348
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• 2011

구조요소의 설계에서 유한요소해석은 매우 효과적인 방법이다. 이 방법은 시험 수행에 드는 시간과 비용을 줄여준다. 그러나 공정 과정과 환경에 의하여 생기는 입력 물성치들의 변화 때문에 우리는 유한요소해석의 결과를 전적으로 믿어서는 안 된다. 따라서 유한요소해석의 신뢰성을 증명하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 현장에 축적된 피로 수명 시험 데이터를 바탕으로 유한요소해석을 이용하여 피로수명 파라미터를 역 추정 하는 연구를 수행하였다. 베이지안 접근법을 이용하여 불확실성 피로 수명 파라미터의 사후분포를 구하였고, 마코프체인몬테카를로(Markov Chain Monte Carlo) 기법을 이용하여 역 추정된 파라미터의 샘플 데이터를 생성하였다. 얻어진 샘플 데이터를 기반으로 새로운 형상의 스프링에 대한 피로 수명을 예측한다. 신뢰성 기반 형상 최적화(RBDO)는 서스펜션 코일 스프링의 요구수명을 만족시키기 위하여 수행된다. 또한 크리깅 근사 모델은 유한요소해석의 연산 량 감소를 위해 이용한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권5호
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• pp.1-10
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• 2005

본 연구에서는 고속철도 강합성형 교통비 동적해석에 기반한 피로신뢰성평가 기법을 제시하고 동조질량감쇠기의 효과를 피로수명연장 측면에서 검토하였다. 피로 신뢰성 평가를 수행하기 위하여 S-N 곡선 및 선형누적손상이론을 이용하여 한계상태식을 설정하였다. 열차 속도와 교량 감쇠비의 불확실성을 고려하여 교량에 대한 반복적인 동적해석을 수행하고, 이 결과로부터 전체 교량수명동안에 교량이 받는 피로 손상도와 연관된 확률변수의 특성을 통계적으로 추정하였다. 최종적으로 결정된 확률변수와 한계상태식에 개선된 일계이차모멘트법(AFOSM)을 적용하여 피로 신뢰도 지수를 산정하였다. 40m 지간 강합성교량의 수치모사로부터 동조질량감쇠기 장착여부에 따라 피로 신뢰도 지수를 평가하고 그 결과를 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.594-599
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• 2011

본 논문은 마그네슘합금 AZ31의 피로파손수명의 확률론적 특성과 신뢰성에 미치는 경계조건의 영향을 평가하였다. 경계조건으로 시편두께와 응력비 그리고 최대피로하중을 적용하였으며, 각 경계조건별로 세부 실험조건에 대한 피로균열전파실험을 수행하여 피로파손수명에 대한 통계 데이터를 획득하였다. 마그네슘합금의 피로파손수명의 통계적 해석을 위하여 3-모수 와이블분포를 사용하였다. 시편두께가 두꺼울수록, 응력비가 클수록, 그리고 최대피로하중이 작을수록 통계적 피로파손수명이 길게 나타났다. 반면에 시편두께가 얇을수록, 응력비가 작을수록, 그리고 최대피로하중이 클수록 신뢰성이 급격히 감소하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권4호
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• pp.105-111
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• 2023

차세대 전자기기는 기계적인 굽힘이나 말림(rolling) 변형이 반복적으로 가능한 형태로 발전하고 있다. 이에 따라 전자기기 내부 소자들 간의 연결을 위한 금속 배선의 기계적인 신뢰성 확보가 필수적이며, 특히, 실제 사용 환경을 모사한 압축 환경에서의 굽힘 피로 변형에 대한 신뢰성 평가가 중요하다. 본 연구에서는 구리(Cu)와 폴리이미드(Polyimide, PI) 기판 간의 접착력을 향상시키고, 굽힘 피로 변형 환경에서 구리 배선의 신뢰성을 높이기 위한 방법을 탐구했다. 접착력 향상을 위해 폴리이미드 기판에 산소 플라즈마 처리와 크롬(Cr) 접착층 도입이라는 두 가지 방법을 적용하고, 이들이 압축 상황에서의 피로 거동에 미치는 영향을 비교 분석했다. 연구 결과, 접착력 향상 방법에 따라 압축 피로 거동에서 차이가 발생하는 것을 확인했다. 특히, 크롬 접착층을 도입한 경우 1.5% 변형률에서는 크랙 생성이 주된 변형 메커니즘이며, 피로 특성이 취약한 결과를 얻었으나, 2.0%의 높은 변형률에서는 플라즈마 처리법에 비해 박리가 발생하지 않아 가장 개선된 피로 특성을 나타냈다. 본 연구의 결과는 유연 전자기기의 사용 환경에 적합한 피로 저항 개선법을 제시하고, 크랙 발생 정도를 포함한 전자기기의 신뢰성 향상에 중요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.907-915
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• 1991

본 연구에서는 피로 크랙 발생 및 파단수명의 통계학적 분포특성을 명확히 하 기 위해서 단축인장을 받고, 크랙 선단 곡율반경이 일정한 중앙 크랙을 가진 81개의 시험편을 사용하여 4개의 응력 레벨하에서 피로 시험을 행한후 많은 데이터들로 부터 피로크랙의 발생, 파단특성에 대한 신뢰성 있는 통계학적 확률특성을 제시하고, 이들 데이터를 활용하여 수명예측을 행해보고저 한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.189-196
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• 1991

본 논문에서는 SWATH선의 횡 구조물에 신뢰성 해석법을 적용하였다. cross-structure와 strut의 윗부분에 있는 판부재를 선정하여 그 압축 최종강도에 대한 신뢰성해석을 수행하였고, 또한 cross-structure와 strut, sponson과 strut의 연결부에 대한 피로 신뢰성해석을 수행하였다. 피로손상의 허용수준의 설정에 대한 일례를 보여주었으며, 최종강도와 피로강도를 동시에 고려한 일종의 series system에 대한 신뢰성해석을 포함하였다. 이는 구조의 안전성 평가시 보다 정확한 결과를 얻을 수 있다는 점에서 바람직하다고 하겠다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권4호
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• pp.467-474
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• 2010

용접이음부의 신뢰성 확보는 구조물의 건전성과 내구성에 직접적인 영향을 미치기 때문에 가스용접 이음재의 피로설계기준(fatigue design criterion)을 정하기 위해서는 피로시험을 수행하여 ${\Delta}P$-Nf 관계를 이용하는 것이 일반적이다. 그러나 피로데이터를 장시간 획득하는 과정에서 여러 가지 변동인자에 의해서 피로데이터가 영향을 받기 때문에 피로데이터의 신뢰도가 떨어진다. 또한, 이음재의 재질 및 접합형태가 달라질 때마다, 각각의 경우에 대해서 새로운 피로시험이 요구됨으로 많은 시간과 비용이 소모된다. 따라서 이러한 문제점들을 개선하고 신뢰성 있는 설계를 하기 위해서 필렛 가스용접 이음재를 적용, 반복피로시험을 통한 데이터를 통계적으로 분석하여, 다양한 가스용접 이음재의 피로수명을 예측함과 동시에 실제 피로시험데이터와 비교 분석하여 예측된 수명의 신뢰도(reliability)와 신뢰구간(confidence interval)을 추정함으로서 새로운 피로설계기준 방법을 제시하고자 하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.74-82
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• 1998

해양구조물의 피로에 대해 확률론적으로 안전성을 평가하는 기법을 개발하기 위하여, 피로해석 과정에서 유입되는 불확실한 요소들을 검토하여 이들의 확률분포를 현재까지의 자료를 이용하여 최선으로 추정하였으며, 피로해석기법으로는 Simplified Method를 이용하여 피로신뢰성해석 모델을 개발하였다. 또한 실제의 자켓형 해양구조물을 대상으로 피로신뢰성 해석을 수행하였으며, 각 불확실성 요소가 피로수명에 미치는 영향을 파악하여 각 요소들의 상대적 중요성을 검토하였다.

• 한국신뢰성학회:학술대회논문집
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• 한국신뢰성학회 2006년도 학술발표대회 논문집
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• pp.32-39
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• 2006

전자 부품의 신뢰성 평가를 위해서 다양한 방법의 시험법이 사용된다. 전자 부품은 반복적인 작동과 휴식에 의한 열피로를 받게 된다. 이에 대한 신뢰성 평가를 위해 오래전부터 다양한 시험 규격이 만들어지고, 그에 따라 열챔버를 이용한 챔버 사이클링 시험이 수행되고 있다. 하지만, 최근에는 이러한 시험 규격들에 대한 문제가 지적되고 있으며, 또한 챔버 사이클링을 이용한 가속 실험의 경우 실제 작동환경을 완벽히 묘사하지 못하며, 가속할 수 있는 정도가 제한되고 있다. 본 연구에서는 파워 사이클링 시험을 묘사하는 시험 방법을 제안하고, 그를 이용하여 BGA 패키지의 솔더 조인트에 대한 열피로 시험을 수행하였다. 본 연구에서 제안된 파워 사이클링 시험기는 실제 작동 환경과 유사한 온도 구배를 패키지에 만들어 준다. 그리고 패키지에 열전도를 이용하여 열을 공급함으로써, 대류를 통해 열을 공급하는 챔버 사이클링 시험에 비해 빠르게 가열 및 냉각이 가능하다. 파워사이클링 테스트 방법을 이용하여 다양한 온도 조건에 대해 열피로 수행하여 솔더 조인트의 열피로 특성을 평가하였다.