Untitled : About failure mode analysis

이번 주말은 오랜만에 시간이 남아서.. 그간 하고 싶었던 분야 공부를 조금 해봤습니다.

40 days 시리즈를 마무리 해야하지만ㅠ DS 관련 공부.. 갈 길이 멀어서 포스팅은 연기하기로 결정..! 

( 이미..벌써..진작에 해야 했던 공부..반성하자 ㅠ )

공부할 때 너무 계획없이 하는 듯 해서 만든 테이블

아무튼 이번주에는 주로 경제랑 직무 관련된 내용을 공부했고, 이번 포스팅에는 고장분석(직무)에 대해 이야기해봅니다.

 

 

 

 

Failure mode analysis

 

사실 대부분의 제품은 다수의 *고장모드를 가지지만, 일반적으로 신뢰성 분석에서 고장모드 별 분석을 진행하는 경우는

많지 않습니다. ( *고장모드 : 고장 메커니즘의 징후 -> 고장 부품에서 바로 확인할 수 있는 것은 고장모드임. )

따라서, 고장분석을 통해 근본적인 고장 원인과 발생 메커니즘을 찾아낼수만 있어도 해당 문제는 대응이 가능하다고

볼 수 있습니다. 

 

[0] 고장분석

  1. 고장의 정의

    : 요구 기능을 수행하지 못하게 되거나 요구 성능을 만족하지 못하게 되는 사건을 뜻합니다.

 

  2. 고장의 발생 과정

    : 고장의 발생과정은 부하의 증가에 따라 고장이 발생하는 Over-stress 와 사용시간 경과에 따른 강도저하로 발생하는

      Wearout으로 구분할 수 있습니다.

    1) Over-stress

      : 과도한 변형, 연성/취성 파괴, 항복, 좌굴 등

    2) Wearouts

      : 피로파괴, 마모, 크리프 등

 

  3. 고장분석 기법

    1) 용어

      - 고장 원인 ( Failure Cause ) : 고장을 유발하는 설계, 제조, 사용 환경

      - 고장 메커니즘 ( Failure Mechanism ) : 고장에 이르게 하는 물리적 과정

      - 고장 모드 ( Failure Mode ) : 고장이 발생하는 형태

      - 고장 영향 ( Failure Effect ) : 고장모드가 발생할 경우 상위 수준의 부품에 미치는 영향

    2) 분석 기법

     - FMEA ( 고장모드, 영향 분석) : 시스템을 구성하는 모든 구성요소를 찾아내고, 이 구성요소들의 고장모드가 타

      구성요소와 시스템이 미치는 영향과 원인을 Bottom-up방식으로 조사하는 방법입니다.

     - FTA ( Fault Tree Analysis ) : 시스템의 고장에 직/간접적으로 영향을 미치는 단위 부품들의 고장과 시스템의 고장

      관계를 정성적 또는 정량적으로 Top-down 방식으로 분석하는 방법을 말합니다.

    

고장분석에 대한 기본적인 내용을 알았으니, 실제 제품에서 고려해야할 요소들을 살펴보겠습니다.

 

[1] The classification of failure mechanisms

: Look for the type of stress that can grasp and utilize various stresses and conditions that cause failure. 

1. Mechanical
2. Thermal
3. Electrical
4. Pollution
5. Corrosion 

    1. Mechanical 
      : Refers to a failure caused by elastic deformation and plastic deformation, warpage, brittle fracture and deformation

        fracture, fatigue fracture initiation and propagation, creep, and creep fracture. 

    2. Thermal Failure 
      : Failure that occurs when the component is heated above its critical temperature, such as the glass transition

        temperature, melting point or flash point. 

    3. Electrical stress
      : Failure caused by electrostatic discharge, dielectric breakdown, click-through, hot electron injection, surface trapping

       and body trapping, surface breakdown, and the like. 

 

    4. Pollution failure 

      : The Pollutant carries conductive ions and introduces additional conductive channels.

 

    5. Corrosion failure
       : The pollution carries corrosive ions and develops into corrosion.

Designers need to find the source of stress that causes failure through the actual working environment of the component, including the electrical environment, temperature, and humidity environment and load environment. 

[2] Electric components failure analysis method

: After the fault diagnosis, it is necessary to go through the circuit design principle to check the component group that caused the fault and finds the core problem point. 

How to damage the key components of the fault, detect the characteristics and methods of component damage through technical means, find the root cause of the damage of key components and provide reference and guidance for future design, which is the fundamental driving force for the improvement of electric energy meter. 

[3] Failure analysis experiment.
: According to the certain time ratio, and actively strengthens the respective failure influencing factors. 

Accelerate the process of faults, locate corresponding defects in a short period of time, identify the main external factors that cause product failure and then propose improvement measures through failure mechanism analysis to effectively shorten high-quality products.

[3] Purpose
: The purpose of the component failure test is to determine the type of stress that causes component failure and the worst environmental impact factors for normal components that meet the requirements of the technical documentation. 

Before the experiment, it is necessary to eliminate the components that are inherently defective, in order to ensure that the component failure after the experiment is not caused by the inherent defects of the components. 

The failure verification experiments often performed on the whole machine and components mainly include printed board bending test, double 85 experiments, thermal shock test, long-term power-on type test and so on. 

Identify the various failure mechanisms triggered by the stresses in the life cycle of the system.
In the development stage, correct the errors in the development in time, thus shortening the development cycle; in the production, testing product.

[4] Ref.

*Research on Failure Modes and Impact Analysis of Key Electronic Components

(ZHANG, Wei, et al. Research on Failure Modes and Impact Analysis of Key Electronic Components. In: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing, 2019. p. 052062.)

 

 

Ref.에 표기한 자료는 실제 불량제품을 대상으로 고장 분석을 진행하는 방식과 유사하다고 생각되어, 내용 중 일부를 인용했습니다. 관심있으신 분들은 살펴보시면 좋을 듯 합니다.