자동차용 전장품 고장에 대한 근본원인분석 ( ) …itfind.or.kr/Report02/201112/KIAT-0891.pdf부품 소재신뢰성기반기확산사업 보고서 초록ㆍㆍㆍㆍ

자동차용 전장품 고장에 대한 근본원인분석자동차용 전장품 고장에 대한 근본원인분석자동차용 전장품 고장에 대한 근본원인분석자동차용 전장품 고장에 대한 근본원인분석

최종보고서최종보고서최종보고서최종보고서( )( )( )( )

2008. 72008. 72008. 72008. 7

총괄주관기관 덕일산업주식회사총괄주관기관 덕일산업주식회사총괄주관기관 덕일산업주식회사총괄주관기관 덕일산업주식회사

주관기관 엔엔사이언스 주주관기관 엔엔사이언스 주주관기관 엔엔사이언스 주주관기관 엔엔사이언스 주( )( )( )( )

지 식 경 제 부지 식 경 제 부지 식 경 제 부지 식 경 제 부

- 2 -

제 출 문제 출 문제 출 문제 출 문

한국부품소재산업진흥원장 귀 하한국부품소재산업진흥원장 귀 하한국부품소재산업진흥원장 귀 하한국부품소재산업진흥원장 귀 하

본 보고서를 자동차용 전장품 고장에 대한 근본원인분석 사업기간“ "( : 2007.07.01

과제의 최종 보고서로 제출합니다~ 2008.06.30) .

2008. 7. .2008. 7. .2008. 7. .2008. 7. .

총괄주관기관명총괄주관기관명총괄주관기관명총괄주관기관명 :::: 덕일산업주식회사덕일산업주식회사덕일산업주식회사덕일산업주식회사

총 괄 책 임 자총 괄 책 임 자총 괄 책 임 자총 괄 책 임 자 :::: 박 종 구박 종 구박 종 구박 종 구

연 구 원연 구 원연 구 원연 구 원 :::: 이 용 삼이 용 삼이 용 삼이 용 삼

김 창 남김 창 남김 창 남김 창 남

최 승 호최 승 호최 승 호최 승 호

주 관 기 관 명주 관 기 관 명주 관 기 관 명주 관 기 관 명 :::: 엔엔사이언스 주 고장분석연구소엔엔사이언스 주 고장분석연구소엔엔사이언스 주 고장분석연구소엔엔사이언스 주 고장분석연구소( )( )( )( )

주 관 책 임 자주 관 책 임 자주 관 책 임 자주 관 책 임 자 :::: 김 정 현김 정 현김 정 현김 정 현

연 구 원연 구 원연 구 원연 구 원 :::: 이 덕 보이 덕 보이 덕 보이 덕 보

강 수 근강 수 근강 수 근강 수 근

이 상 훈이 상 훈이 상 훈이 상 훈

이 태 자이 태 자이 태 자이 태 자

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부품 소재신뢰성기반기확산사업 보고서 초록부품 소재신뢰성기반기확산사업 보고서 초록부품 소재신뢰성기반기확산사업 보고서 초록부품 소재신뢰성기반기확산사업 보고서 초록ㆍㆍㆍㆍ

관리번호 07-2-044-RB

사 업 명 자동차용 전장품 고장에 대한 근본원인분석

키 워 드 전장품 스위치/ /B10 수명 고장분석 가속수명시험/ /

사업목표 및 내용사업목표 및 내용사업목표 및 내용사업목표 및 내용

최종 목표최종 목표최종 목표최종 목표1.1.1.1.

자동차용 전장품인 시트 스위치에서 발생한 소손고장의 원인을 규명하고 대책-

수립.

개선 대책을 적용한 개선품의 제작-

가속수명시험을 통해 기존품보다- B10수명 향상 검증

신뢰성 평가를 통한 개선품 검증- .

신뢰성 저해요인 정밀진단 내용신뢰성 저해요인 정밀진단 내용신뢰성 저해요인 정밀진단 내용신뢰성 저해요인 정밀진단 내용2.2.2.2.

스위치 내부로의 습기 및 수분 침투에 대한 신뢰성 미흡-

외부로부터의 과부하 유입에 따른 신뢰성 미흡-

고장원인분석 및 대처결과고장원인분석 및 대처결과고장원인분석 및 대처결과고장원인분석 및 대처결과3.3.3.3.

습기 및 수분 침투 방지 대책으로 스위치 내 외부 설계변경- .

과전류 유입 방지를 위한 개선 회로 제시- .

접점부 및 단지부 신뢰성향상 실재- .

신뢰성 적용결과 사업전후 정량적 비교신뢰성 적용결과 사업전후 정량적 비교신뢰성 적용결과 사업전후 정량적 비교신뢰성 적용결과 사업전후 정량적 비교4. ( )4. ( )4. ( )4. ( )․․․․

국산 시트 스위치의 신뢰성 저하 원인 규명- .

국산 시트 스위치의 수명 향상- (B10수명 기존품에 비해 배 향상4 )

기대효과 기술적 및 경제적 효과기대효과 기술적 및 경제적 효과기대효과 기술적 및 경제적 효과기대효과 기술적 및 경제적 효과5. ( )5. ( )5. ( )5. ( )

스위치 신뢰성평가에 대한 기술 확보-

여타 스위치 제조에의 기술 활용 및 적용- .

제조업체의 클레임비용 감소- .

완성차의 고브랜드화에 기여- .

신뢰성 향상 후 매출액 향상 기대- 40% .

적용분야적용분야적용분야적용분야6.6.6.6.

시트 스위치 및 기타 자동차용 스위치류-

접점을 가진 릴레이류 부품 등-

- 4 -

목 차목 차목 차목 차

제 장 서 론제 장 서 론제 장 서 론제 장 서 론1111

제 절 연구 배경제 절 연구 배경제 절 연구 배경제 절 연구 배경1111

제 절 대상 제품제 절 대상 제품제 절 대상 제품제 절 대상 제품2222

제 절 문제 현황제 절 문제 현황제 절 문제 현황제 절 문제 현황3333

제품의 신뢰성 문제현황제품의 신뢰성 문제현황제품의 신뢰성 문제현황제품의 신뢰성 문제현황1.1.1.1.

그동안의 개선노력그동안의 개선노력그동안의 개선노력그동안의 개선노력2.2.2.2.

제 장 연구 목표제 장 연구 목표제 장 연구 목표제 장 연구 목표2222

제 절 연구 목표제 절 연구 목표제 절 연구 목표제 절 연구 목표1111

제 절 연구 내용제 절 연구 내용제 절 연구 내용제 절 연구 내용2222

고장분석 및 대책안 수립고장분석 및 대책안 수립고장분석 및 대책안 수립고장분석 및 대책안 수립1.1.1.1.

가속수명시험을 통한 수명 예측가속수명시험을 통한 수명 예측가속수명시험을 통한 수명 예측가속수명시험을 통한 수명 예측2.2.2.2.

제 절 수행 체계 및 역할제 절 수행 체계 및 역할제 절 수행 체계 및 역할제 절 수행 체계 및 역할3333

제 장 본 론제 장 본 론제 장 본 론제 장 본 론3333

제 절 고장 분석제 절 고장 분석제 절 고장 분석제 절 고장 분석1111

필드 고장품 수집 및 분석필드 고장품 수집 및 분석필드 고장품 수집 및 분석필드 고장품 수집 및 분석1.1.1.1.

가 비파괴 분석가 비파괴 분석가 비파괴 분석가 비파괴 분석....

나 파괴 분석나 파괴 분석나 파괴 분석나 파괴 분석....

고장재현시험고장재현시험고장재현시험고장재현시험2.2.2.2.

가 모터 쇼트 시험가 모터 쇼트 시험가 모터 쇼트 시험가 모터 쇼트 시험....

나 스위치 수분 적하 시험나 스위치 수분 적하 시험나 스위치 수분 적하 시험나 스위치 수분 적하 시험....

결과 및 대책안결과 및 대책안결과 및 대책안결과 및 대책안3.3.3.3.

제 절 설계 변경 및 개선 내용제 절 설계 변경 및 개선 내용제 절 설계 변경 및 개선 내용제 절 설계 변경 및 개선 내용2222

스위치 단품 개선 내용스위치 단품 개선 내용스위치 단품 개선 내용스위치 단품 개선 내용1.1.1.1.

생산 공정 개선 내용생산 공정 개선 내용생산 공정 개선 내용생산 공정 개선 내용2.2.2.2.

제 절 가속수명시험제 절 가속수명시험제 절 가속수명시험제 절 가속수명시험3333

시험 계획시험 계획시험 계획시험 계획1.1.1.1.

가 시험 조건의 산정가 시험 조건의 산정가 시험 조건의 산정가 시험 조건의 산정....

나 가속 계수 추정나 가속 계수 추정나 가속 계수 추정나 가속 계수 추정....

- 5 -

다 시험 시료수 산출다 시험 시료수 산출다 시험 시료수 산출다 시험 시료수 산출....

가속시험장치가속시험장치가속시험장치가속시험장치2.2.2.2.

가속수명시험 결과가속수명시험 결과가속수명시험 결과가속수명시험 결과3.3.3.3.

가 기존품과 개선품 가속수명시험 결과가 기존품과 개선품 가속수명시험 결과가 기존품과 개선품 가속수명시험 결과가 기존품과 개선품 가속수명시험 결과....

시험 결과시험 결과시험 결과시험 결과(1)(1)(1)(1)

시료 관찰시료 관찰시료 관찰시료 관찰(2)(2)(2)(2)

가 기존품 및 개선품 접점부 비교가 기존품 및 개선품 접점부 비교가 기존품 및 개선품 접점부 비교가 기존품 및 개선품 접점부 비교( )( )( )( )

나 기존품 및 개선품 스프링 수지부 관찰나 기존품 및 개선품 스프링 수지부 관찰나 기존품 및 개선품 스프링 수지부 관찰나 기존품 및 개선품 스프링 수지부 관찰( )( )( )( )

다 기존품 및 개선품 기타 사항다 기존품 및 개선품 기타 사항다 기존품 및 개선품 기타 사항다 기존품 및 개선품 기타 사항( )( )( )( )

수명 추정수명 추정수명 추정수명 추정(3)(3)(3)(3)

결 과결 과결 과결 과(4)(4)(4)(4)

나 개선품과 경쟁사품 가속수명시험 결과나 개선품과 경쟁사품 가속수명시험 결과나 개선품과 경쟁사품 가속수명시험 결과나 개선품과 경쟁사품 가속수명시험 결과....



가 사 개선품 접점부 관찰가 사 개선품 접점부 관찰가 사 개선품 접점부 관찰가 사 개선품 접점부 관찰( ) A( ) A( ) A( ) A

나 사 개선품 내부이물 관찰나 사 개선품 내부이물 관찰나 사 개선품 내부이물 관찰나 사 개선품 내부이물 관찰( ) A( ) A( ) A( ) A

다 사 개선품 스프링부 케이스 마모 및 변형다 사 개선품 스프링부 케이스 마모 및 변형다 사 개선품 스프링부 케이스 마모 및 변형다 사 개선품 스프링부 케이스 마모 및 변형( ) A( ) A( ) A( ) A

라 사 접점부 관찰라 사 접점부 관찰라 사 접점부 관찰라 사 접점부 관찰( ) B( ) B( ) B( ) B

마 사 판스프링부 관찰마 사 판스프링부 관찰마 사 판스프링부 관찰마 사 판스프링부 관찰( ) B( ) B( ) B( ) B


결 과결 과결 과결 과(4)(4)(4)(4)

제 절 환경시험제 절 환경시험제 절 환경시험제 절 환경시험4444

고온방치시험고온방치시험고온방치시험고온방치시험1.1.1.1.

저온방치시험저온방치시험저온방치시험저온방치시험2.2.2.2.

열충격시험열충격시험열충격시험열충격시험3.3.3.3.

복합진동시험복합진동시험복합진동시험복합진동시험4.4.4.4.

제 장 결 론제 장 결 론제 장 결 론제 장 결 론4444

참 고 문 헌참 고 문 헌참 고 문 헌참 고 문 헌

별 첨 시험성적서별 첨 시험성적서별 첨 시험성적서별 첨 시험성적서( )( )( )( )

- 6 -

표 목 차표 목 차표 목 차표 목 차

표 신뢰성 향상 후 경제적 기대 효과표 신뢰성 향상 후 경제적 기대 효과표 신뢰성 향상 후 경제적 기대 효과표 신뢰성 향상 후 경제적 기대 효과[ 1][ 1][ 1][ 1]

표 목표달성 세부 전략표 목표달성 세부 전략표 목표달성 세부 전략표 목표달성 세부 전략[ 2][ 2][ 2][ 2]

표 정량적 목표표 정량적 목표표 정량적 목표표 정량적 목표[ 3][ 3][ 3][ 3]

표 사업 수행 체계표 사업 수행 체계표 사업 수행 체계표 사업 수행 체계[ 4][ 4][ 4][ 4]

표 주관기관 역할 분담표 주관기관 역할 분담표 주관기관 역할 분담표 주관기관 역할 분담[ 5][ 5][ 5][ 5]

표 스위치 설계 변경 및 개선 내용표 스위치 설계 변경 및 개선 내용표 스위치 설계 변경 및 개선 내용표 스위치 설계 변경 및 개선 내용[ 6][ 6][ 6][ 6]

표 스위치 생산 공정 개선 내용표 스위치 생산 공정 개선 내용표 스위치 생산 공정 개선 내용표 스위치 생산 공정 개선 내용[ 7][ 7][ 7][ 7]

표 시트 스위치 작동 조건표 시트 스위치 작동 조건표 시트 스위치 작동 조건표 시트 스위치 작동 조건[ 8][ 8][ 8][ 8]

표 스트레스 조건표 스트레스 조건표 스트레스 조건표 스트레스 조건[ 9][ 9][ 9][ 9]

표 가속계수 추정표 가속계수 추정표 가속계수 추정표 가속계수 추정[ 10][ 10][ 10][ 10]

표 시험 시료수 산출표 시험 시료수 산출표 시험 시료수 산출표 시험 시료수 산출[ 11][ 11][ 11][ 11]

표 가속시험 조건표 가속시험 조건표 가속시험 조건표 가속시험 조건[ 12][ 12][ 12][ 12]

표 기존품 및 개선품 시험 결과표 기존품 및 개선품 시험 결과표 기존품 및 개선품 시험 결과표 기존품 및 개선품 시험 결과[ 13][ 13][ 13][ 13]

표 기존품 가속시험 결과표 기존품 가속시험 결과표 기존품 가속시험 결과표 기존품 가속시험 결과[ 14][ 14][ 14][ 14]

표 개선품 가속시험 결과표 개선품 가속시험 결과표 개선품 가속시험 결과표 개선품 가속시험 결과[ 15][ 15][ 15][ 15]

표 기존품 분포 적합성표 기존품 분포 적합성표 기존품 분포 적합성표 기존품 분포 적합성[ 16][ 16][ 16][ 16]

표 개선품 분포 적합성표 개선품 분포 적합성표 개선품 분포 적합성표 개선품 분포 적합성[ 17][ 17][ 17][ 17]

표 기존품 및 개선품 수명비교표 기존품 및 개선품 수명비교표 기존품 및 개선품 수명비교표 기존품 및 개선품 수명비교[ 18][ 18][ 18][ 18]

표 기존품 및 개선품 가속시험 결과표 기존품 및 개선품 가속시험 결과표 기존품 및 개선품 가속시험 결과표 기존품 및 개선품 가속시험 결과[ 19][ 19][ 19][ 19]



표 경쟁사 제품 가속시험 결과표 경쟁사 제품 가속시험 결과표 경쟁사 제품 가속시험 결과표 경쟁사 제품 가속시험 결과[ 22][ 22][ 22][ 22]

표 개선품 사 분포 적합성표 개선품 사 분포 적합성표 개선품 사 분포 적합성표 개선품 사 분포 적합성[ 23] (A )[ 23] (A )[ 23] (A )[ 23] (A )

표 경쟁사 제품 사 분포 적합성표 경쟁사 제품 사 분포 적합성표 경쟁사 제품 사 분포 적합성표 경쟁사 제품 사 분포 적합성[ 24] (B )[ 24] (B )[ 24] (B )[ 24] (B )

표 사 및 사 스위치 수명 비교표 사 및 사 스위치 수명 비교표 사 및 사 스위치 수명 비교표 사 및 사 스위치 수명 비교[ 25] A B[ 25] A B[ 25] A B[ 25] A B

표 사와 사 가속시험 결과표 사와 사 가속시험 결과표 사와 사 가속시험 결과표 사와 사 가속시험 결과[ 26] A B[ 26] A B[ 26] A B[ 26] A B

표 환경시험 항목 및 시험조건표 환경시험 항목 및 시험조건표 환경시험 항목 및 시험조건표 환경시험 항목 및 시험조건[ 27][ 27][ 27][ 27]

표 고온방치시험 후 점검 항목표 고온방치시험 후 점검 항목표 고온방치시험 후 점검 항목표 고온방치시험 후 점검 항목[ 28][ 28][ 28][ 28]

표 고온방치시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 고온방치시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 고온방치시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 고온방치시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치[ 29][ 29][ 29][ 29]

표 저온방치시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 저온방치시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 저온방치시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 저온방치시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치[ 30][ 30][ 30][ 30]

표 저온방치시험 후 점검 항목표 저온방치시험 후 점검 항목표 저온방치시험 후 점검 항목표 저온방치시험 후 점검 항목[ 31][ 31][ 31][ 31]

- 7 -

표 열충격시험 후 점검 항목표 열충격시험 후 점검 항목표 열충격시험 후 점검 항목표 열충격시험 후 점검 항목[ 32][ 32][ 32][ 32]

표 열충격시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 열충격시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 열충격시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 열충격시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치[ 33][ 33][ 33][ 33]

표 복합진동시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 복합진동시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 복합진동시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 복합진동시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치[ 34][ 34][ 34][ 34]

표 복합진동 시험 후 점검 항목표 복합진동 시험 후 점검 항목표 복합진동 시험 후 점검 항목표 복합진동 시험 후 점검 항목[ 35][ 35][ 35][ 35]

그 림 목 차그 림 목 차그 림 목 차그 림 목 차

그림 완성차 업체별 수급 현황그림 완성차 업체별 수급 현황그림 완성차 업체별 수급 현황그림 완성차 업체별 수급 현황[ 1][ 1][ 1][ 1]

그림 스위치류 부품 생산 현황그림 스위치류 부품 생산 현황그림 스위치류 부품 생산 현황그림 스위치류 부품 생산 현황[ 2][ 2][ 2][ 2]

그림 차량용 시트 구성부품그림 차량용 시트 구성부품그림 차량용 시트 구성부품그림 차량용 시트 구성부품[ 3][ 3][ 3][ 3]

그림 시트 파워 스위치 필드고장품 소손 고장그림 시트 파워 스위치 필드고장품 소손 고장그림 시트 파워 스위치 필드고장품 소손 고장그림 시트 파워 스위치 필드고장품 소손 고장[ 4] ( )[ 4] ( )[ 4] ( )[ 4] ( )

그림 고장에 따른 클레임 비용그림 고장에 따른 클레임 비용그림 고장에 따른 클레임 비용그림 고장에 따른 클레임 비용[ 5][ 5][ 5][ 5]

그림 시트 파워 스위치 쇼트 시험그림 시트 파워 스위치 쇼트 시험그림 시트 파워 스위치 쇼트 시험그림 시트 파워 스위치 쇼트 시험[ 6][ 6][ 6][ 6]

그림 시트 파워 스위치 과부하 시험그림 시트 파워 스위치 과부하 시험그림 시트 파워 스위치 과부하 시험그림 시트 파워 스위치 과부하 시험[ 7][ 7][ 7][ 7]

그림 시트 파워 스위치의 신뢰성 향상으로 인한 기대효과그림 시트 파워 스위치의 신뢰성 향상으로 인한 기대효과그림 시트 파워 스위치의 신뢰성 향상으로 인한 기대효과그림 시트 파워 스위치의 신뢰성 향상으로 인한 기대효과[ 8][ 8][ 8][ 8]

그림 고장원인분석 및 신뢰성 향상 체계도그림 고장원인분석 및 신뢰성 향상 체계도그림 고장원인분석 및 신뢰성 향상 체계도그림 고장원인분석 및 신뢰성 향상 체계도[ 9][ 9][ 9][ 9]

그림 필드 고장품 및 고장부위그림 필드 고장품 및 고장부위그림 필드 고장품 및 고장부위그림 필드 고장품 및 고장부위[ 10][ 10][ 10][ 10]

그림 필드 고장품 비파괴 관찰그림 필드 고장품 비파괴 관찰그림 필드 고장품 비파괴 관찰그림 필드 고장품 비파괴 관찰I 11] X-rayI 11] X-rayI 11] X-rayI 11] X-ray

그림 예상 고장 요인그림 예상 고장 요인그림 예상 고장 요인그림 예상 고장 요인[ 12] (FTA)[ 12] (FTA)[ 12] (FTA)[ 12] (FTA)

그림 필드 고장품 파괴 관찰그림 필드 고장품 파괴 관찰그림 필드 고장품 파괴 관찰그림 필드 고장품 파괴 관찰[ 13][ 13][ 13][ 13]


그림 스위치 내부 패턴에서의그림 스위치 내부 패턴에서의그림 스위치 내부 패턴에서의그림 스위치 내부 패턴에서의[ 15] Cu(OH)[ 15] Cu(OH)[ 15] Cu(OH)[ 15] Cu(OH)

그림그림그림그림[ 16] Cu(OH)[ 16] Cu(OH)[ 16] Cu(OH)[ 16] Cu(OH)2222 의 생성과정의 생성과정의 생성과정의 생성과정

그림 마이크로 스위치 회로 패턴 개략도그림 마이크로 스위치 회로 패턴 개략도그림 마이크로 스위치 회로 패턴 개략도그림 마이크로 스위치 회로 패턴 개략도[ 17][ 17][ 17][ 17]

그림 모터 쇼트 시험그림 모터 쇼트 시험그림 모터 쇼트 시험그림 모터 쇼트 시험[ 18][ 18][ 18][ 18]

그림 모터 쇼트 시험 결과그림 모터 쇼트 시험 결과그림 모터 쇼트 시험 결과그림 모터 쇼트 시험 결과[ 19][ 19][ 19][ 19]

그림 스위치 수분 적하 시험 장치그림 스위치 수분 적하 시험 장치그림 스위치 수분 적하 시험 장치그림 스위치 수분 적하 시험 장치[ 20][ 20][ 20][ 20]

그림 스위치 수분 적하 시험 개략도그림 스위치 수분 적하 시험 개략도그림 스위치 수분 적하 시험 개략도그림 스위치 수분 적하 시험 개략도[ 21][ 21][ 21][ 21]

그림 적하 수분의 종류그림 적하 수분의 종류그림 적하 수분의 종류그림 적하 수분의 종류[ 22][ 22][ 22][ 22]

그림 스위치 외부 수분 적하 시험 결과그림 스위치 외부 수분 적하 시험 결과그림 스위치 외부 수분 적하 시험 결과그림 스위치 외부 수분 적하 시험 결과[ 23][ 23][ 23][ 23]

그림 돌입 및 유지전류 측정 시험 장치 및 개략도그림 돌입 및 유지전류 측정 시험 장치 및 개략도그림 돌입 및 유지전류 측정 시험 장치 및 개략도그림 돌입 및 유지전류 측정 시험 장치 및 개략도[ 24][ 24][ 24][ 24]

그림 돌입 및 유지전류 측정 시험 결과그림 돌입 및 유지전류 측정 시험 결과그림 돌입 및 유지전류 측정 시험 결과그림 돌입 및 유지전류 측정 시험 결과[ 25][ 25][ 25][ 25]

그림 스위치 수분 적하 위치 내부 쇼트 시험그림 스위치 수분 적하 위치 내부 쇼트 시험그림 스위치 수분 적하 위치 내부 쇼트 시험그림 스위치 수분 적하 위치 내부 쇼트 시험[ 26] ( )[ 26] ( )[ 26] ( )[ 26] ( )

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그림 스위치 내부 수분 적하 시험 결과 부하그림 스위치 내부 수분 적하 시험 결과 부하그림 스위치 내부 수분 적하 시험 결과 부하그림 스위치 내부 수분 적하 시험 결과 부하[ 27] (12A )[ 27] (12A )[ 27] (12A )[ 27] (12A )



그림 부하에서 스위치 내부 수분 적하 시험 장면그림 부하에서 스위치 내부 수분 적하 시험 장면그림 부하에서 스위치 내부 수분 적하 시험 장면그림 부하에서 스위치 내부 수분 적하 시험 장면[ 30] 48A[ 30] 48A[ 30] 48A[ 30] 48A


그림 과전류 수준별 스위치 내부 수분 적하 시험 결과그림 과전류 수준별 스위치 내부 수분 적하 시험 결과그림 과전류 수준별 스위치 내부 수분 적하 시험 결과그림 과전류 수준별 스위치 내부 수분 적하 시험 결과[ 32][ 32][ 32][ 32]

그림 과전류 유입 방지 조치그림 과전류 유입 방지 조치그림 과전류 유입 방지 조치그림 과전류 유입 방지 조치[ 33][ 33][ 33][ 33]

그림 수분 침투 방지 조치그림 수분 침투 방지 조치그림 수분 침투 방지 조치그림 수분 침투 방지 조치[ 34][ 34][ 34][ 34]

그림 가속시험장치 개략도 및 작동 간격그림 가속시험장치 개략도 및 작동 간격그림 가속시험장치 개략도 및 작동 간격그림 가속시험장치 개략도 및 작동 간격[ 35][ 35][ 35][ 35]

그림 시트 스위치 가속시험장치그림 시트 스위치 가속시험장치그림 시트 스위치 가속시험장치그림 시트 스위치 가속시험장치[ 36][ 36][ 36][ 36]

그림 시험 지그 스위칭압력그림 시험 지그 스위칭압력그림 시험 지그 스위칭압력그림 시험 지그 스위칭압력[ 37][ 37][ 37][ 37]

그림 시트 스위치 스위칭 방향그림 시트 스위치 스위칭 방향그림 시트 스위치 스위칭 방향그림 시트 스위치 스위칭 방향[ 38][ 38][ 38][ 38]

그림 접촉저항 측정그림 접촉저항 측정그림 접촉저항 측정그림 접촉저항 측정[ 39][ 39][ 39][ 39]

그림 가속수명시험 장면그림 가속수명시험 장면그림 가속수명시험 장면그림 가속수명시험 장면[ 40][ 40][ 40][ 40]

그림 기존품 및 개선품 양품 시료그림 기존품 및 개선품 양품 시료그림 기존품 및 개선품 양품 시료그림 기존품 및 개선품 양품 시료[ 41][ 41][ 41][ 41]

그림 기존품 가속시험 고장 시료그림 기존품 가속시험 고장 시료그림 기존품 가속시험 고장 시료그림 기존품 가속시험 고장 시료[ 42][ 42][ 42][ 42]

그림 개선품 가속시험 고장 시료그림 개선품 가속시험 고장 시료그림 개선품 가속시험 고장 시료그림 개선품 가속시험 고장 시료[ 43][ 43][ 43][ 43]

그림 사 개선품 가속시험 고장 시료 접점부 사진그림 사 개선품 가속시험 고장 시료 접점부 사진그림 사 개선품 가속시험 고장 시료 접점부 사진그림 사 개선품 가속시험 고장 시료 접점부 사진[ 44] A[ 44] A[ 44] A[ 44] A

그림 기존품 가속시험 시료 접점부그림 기존품 가속시험 시료 접점부그림 기존품 가속시험 시료 접점부그림 기존품 가속시험 시료 접점부[ 45][ 45][ 45][ 45]

그림 사 개선품 고장시료 스프링부 케이스그림 사 개선품 고장시료 스프링부 케이스그림 사 개선품 고장시료 스프링부 케이스그림 사 개선품 고장시료 스프링부 케이스[ 46] A[ 46] A[ 46] A[ 46] A

그림 기존품 및 개선품 가속시험 시료 스프링 수지부 비교그림 기존품 및 개선품 가속시험 시료 스프링 수지부 비교그림 기존품 및 개선품 가속시험 시료 스프링 수지부 비교그림 기존품 및 개선품 가속시험 시료 스프링 수지부 비교[ 47][ 47][ 47][ 47]

그림 기존품 및 개선품 접점부 및 단자지지대 관찰그림 기존품 및 개선품 접점부 및 단자지지대 관찰그림 기존품 및 개선품 접점부 및 단자지지대 관찰그림 기존품 및 개선품 접점부 및 단자지지대 관찰[ 48][ 48][ 48][ 48]

그림 기존품 및 개선품 와이블 차트그림 기존품 및 개선품 와이블 차트그림 기존품 및 개선품 와이블 차트그림 기존품 및 개선품 와이블 차트[ 491 (Confidence level 95%)[ 491 (Confidence level 95%)[ 491 (Confidence level 95%)[ 491 (Confidence level 95%)

그림 덕일산업 및 국내 경쟁사 제품 시료그림 덕일산업 및 국내 경쟁사 제품 시료그림 덕일산업 및 국내 경쟁사 제품 시료그림 덕일산업 및 국내 경쟁사 제품 시료[ 50][ 50][ 50][ 50]


그림 국내 경쟁사 제품 가속시험 고장 시료그림 국내 경쟁사 제품 가속시험 고장 시료그림 국내 경쟁사 제품 가속시험 고장 시료그림 국내 경쟁사 제품 가속시험 고장 시료[ 52][ 52][ 52][ 52]


그림 사 개선품 고장시료 접점부 분석그림 사 개선품 고장시료 접점부 분석그림 사 개선품 고장시료 접점부 분석그림 사 개선품 고장시료 접점부 분석[ 54] A SEM-EDX[ 54] A SEM-EDX[ 54] A SEM-EDX[ 54] A SEM-EDX

그림 사 개선품 고정시료 부위별 내부 이물그림 사 개선품 고정시료 부위별 내부 이물그림 사 개선품 고정시료 부위별 내부 이물그림 사 개선품 고정시료 부위별 내부 이물[ 55] A[ 55] A[ 55] A[ 55] A

그림 사 개선품 고장시료 접지부 이물 분석그림 사 개선품 고장시료 접지부 이물 분석그림 사 개선품 고장시료 접지부 이물 분석그림 사 개선품 고장시료 접지부 이물 분석[ 56] A EDX (A6)[ 56] A EDX (A6)[ 56] A EDX (A6)[ 56] A EDX (A6)

그림 사 개선품 고장시료 접점부 이물 분석그림 사 개선품 고장시료 접점부 이물 분석그림 사 개선품 고장시료 접점부 이물 분석그림 사 개선품 고장시료 접점부 이물 분석[ 57] A EDX (A6)[ 57] A EDX (A6)[ 57] A EDX (A6)[ 57] A EDX (A6)

그림 사 개선품 고장시료 단자지지대부 이물 분석그림 사 개선품 고장시료 단자지지대부 이물 분석그림 사 개선품 고장시료 단자지지대부 이물 분석그림 사 개선품 고장시료 단자지지대부 이물 분석[ 58] A EDX (A6)[ 58] A EDX (A6)[ 58] A EDX (A6)[ 58] A EDX (A6)


- 9 -

그림 사 고장시료 접점부 형상그림 사 고장시료 접점부 형상그림 사 고장시료 접점부 형상그림 사 고장시료 접점부 형상[ 60] B (B5, 25566cycle)[ 60] B (B5, 25566cycle)[ 60] B (B5, 25566cycle)[ 60] B (B5, 25566cycle)

그림 사 가속시험 고장 시료 접점부 사진그림 사 가속시험 고장 시료 접점부 사진그림 사 가속시험 고장 시료 접점부 사진그림 사 가속시험 고장 시료 접점부 사진[ 61] B[ 61] B[ 61] B[ 61] B

그림 사 고장시료 판스프링부 관찰그림 사 고장시료 판스프링부 관찰그림 사 고장시료 판스프링부 관찰그림 사 고장시료 판스프링부 관찰[ 62] B[ 62] B[ 62] B[ 62] B

그림 사 고장시료 복귀력 저하그림 사 고장시료 복귀력 저하그림 사 고장시료 복귀력 저하그림 사 고장시료 복귀력 저하[ 63] B[ 63] B[ 63] B[ 63] B

그림 사 및 사의 와이블 차트그림 사 및 사의 와이블 차트그림 사 및 사의 와이블 차트그림 사 및 사의 와이블 차트[ 64] A B (Confidence level 95%)[ 64] A B (Confidence level 95%)[ 64] A B (Confidence level 95%)[ 64] A B (Confidence level 95%)

그림 고온방치시험 온도 프로파일그림 고온방치시험 온도 프로파일그림 고온방치시험 온도 프로파일그림 고온방치시험 온도 프로파일[ 65][ 65][ 65][ 65]

그림 고온방치시험 시료 및 시험장치그림 고온방치시험 시료 및 시험장치그림 고온방치시험 시료 및 시험장치그림 고온방치시험 시료 및 시험장치[ 66][ 66][ 66][ 66]

그림 저온방치시험 온도 프로파일그림 저온방치시험 온도 프로파일그림 저온방치시험 온도 프로파일그림 저온방치시험 온도 프로파일[ 67][ 67][ 67][ 67]

그림 저온방치시험 시료 및 시험장치그림 저온방치시험 시료 및 시험장치그림 저온방치시험 시료 및 시험장치그림 저온방치시험 시료 및 시험장치[ 68][ 68][ 68][ 68]

그림 열충격시험 조건그림 열충격시험 조건그림 열충격시험 조건그림 열충격시험 조건[ 69][ 69][ 69][ 69]

그림 열충격시험 시료 및 시험장치그림 열충격시험 시료 및 시험장치그림 열충격시험 시료 및 시험장치그림 열충격시험 시료 및 시험장치[ 70][ 70][ 70][ 70]

그림 복합진동시험 조건그림 복합진동시험 조건그림 복합진동시험 조건그림 복합진동시험 조건[ 71][ 71][ 71][ 71]

그림 복합진동시험 시료 및 시험장치그림 복합진동시험 시료 및 시험장치그림 복합진동시험 시료 및 시험장치그림 복합진동시험 시료 및 시험장치[ 72][ 72][ 72][ 72]

그림 복합진동시험시료 내외관 관찰그림 복합진동시험시료 내외관 관찰그림 복합진동시험시료 내외관 관찰그림 복합진동시험시료 내외관 관찰[ 73][ 73][ 73][ 73]

- 10 -

제 장 서 론제 장 서 론제 장 서 론제 장 서 론1111

제 절 연구 배경제 절 연구 배경제 절 연구 배경제 절 연구 배경1111

자동차 산업은 일반적으로 국가의 산업발전을 선도하는 기간산업 및 전략산업으로

서 중요한 위치들 차지하고 있다 자동차 산업은 철강 기계 전기 전자 화학 섬. , , , , .

유 등 광범위한 관련 부품산업 약 여 종 여개 부품 이 결합되어 최종( 5,000 ,20,000 )

완성차를 생산하는 대표적인 종합기계산업으로 기술집약적일 뿐만 아니라 자본집약

적인 산업이다 현재까지 세계 자동차 산업의 판도를 이끌어 온 것은 국민경제의.

규모가 크고 자본과 기술에서 앞서가는 미국 서유럽 일본 등 소수의 선진국들이며, ,

최근 국내 완성차업체도 세계시장에서 두각을 나타내며 선전하고 있다.

현재 세계의 자동차 시장은 높은 품질과 내구성 신뢰성을 보유한 기업이 시장을,

선점하는 형태로 가고 있으며 특정 차종 자체의 브랜드에 대한 소비자의 평가와 인

지도가 우세해 지고 있는 상황이다 또한 생활이 윤택해짐에 따라 중대형 고급승용.

차의 수요가 급증하여 대미수출 시장에서도 소형차보다 중대형차의 선호도가 높아

지고 있는 추세이다 차종이 고급화됨에 따라 운전석 시트의 위치조절은 운전자의.

안락함과 편의성을 도모하기 위해 기존의 수동방식에서 시트를 자동 제어할 수 있

는 파워스위치를 탑재하는 자동방식으로 변화되고 있다.

완성차의 내구성과 신뢰성의 향상을 통한 고브랜드화를 위해서는 완성차에 탑재되

는 와 부품들의 내구성 및 신뢰성이 전반적으로 향상되어야 하며 본 연구에Ass'y ,

서 대상으로 하는 시트 파워 스위치 에 대해서도 높은 내구성과 신뢰성을 확Ass'y

보하게 된다면 완성차의 고 브랜드화에 기여할 수 있을 뿐 아니라 파워 스위치,

자체의 브랜드도 높은 가치를 인정받을 수 있어 국산 자동차 부품의 해외시Ass'y

장 진입을 촉진시킬 수 있을 것으로 기대된다 또한 세계 시트 파워 스위치 시장에.

서 압도적인 선점을 유지하고 있는 나 오므론사와 같은 외국 선진기업들이 국내FCI

시장을 이미 가량 점유한 상황에서 국산제품이 선진제품과 동일한 신뢰성과30%

제품경쟁력을 보유하게 되면 상당한 수입대체효과와 그로 인한 수출의 증대도 기대

할 수 있다.

제품이나 부품의 품질 및 신뢰성을 저하시키는 문제의 가장 큰 원인은 고장이며,

그 고장의 근본원인 을 밝혀내려면 고장물리적 접(Root Cause) (Physis of Failure)

근방법을 이용한 고장분석이 필요하다.

- 11 -

본 연구에서 대상으로 하는 시트 파워 스위치 에서 발생한 소손고장의 경우Ass'y ,

고장원인분석을 통해 그 대책안을 수립하여야 하지만 업체 자체적으로 아직 고장분

석기술을 보유한 전담조직 및 전문인력의 확보가 미흡한 실정이다.

또한 기업 자체적으로 제품의 수명을 평가하고 선진제품과의 우위를 가늠하여 더,

나은 제품을 생산하기 위해서는 가속수명시험 을 수행하여 이전제품이나 선진(ALT)

제품과의 수명 정도를 확인하고 개선을 위한 연구 개발을 수행하여야 하나 이에,

대한 이론적 시험적 기법의 이해 부족으로 생산품의 신뢰성 수명예측이 어려운 상․

황에 있다.

따라서 본 연구에서는 대상으로 하는 시트 파워 스위치에 대해서 주관기관이 공동,

으로 소손 고장에 대한 고장분석을 수행하고 제품을 개선하여 고장 발생을 예방할

대책을 제시하여 개선품을 제작한다 또한 스위치의 가속수명시험을 통해 기존품과.

개선품 및 경쟁사 제품과의 수명 비교를 수행함으로써 제품의 신뢰성 향상은 물론

연구수행에 따른 기업체 연구원들의 역량 향상과 기술력 확대 고장분석 및 수명예,

측에 대한 정보의 보유로 향후 고장분석에 대한 기업의 자체적 원천기술 확보를 꾀

하고자 한다.

제 절 대상 제품제 절 대상 제품제 절 대상 제품제 절 대상 제품2222

덕일산업 주 의 주요 생산품인 자동차용 류 제품의 생산은 그림 에 나타낸( ) Switch 1

바와 같이 전체 생산의 로 절반 이상을 차지하고 있다 또한 덕일산업 주 에서52% . ( )

생산하는 스위치류 제품을 포함한 전품목의 수급은 국내의 국산 및 외산자동차 완

성업체에 이루어 지고 있으며 본 연구의 대상의 시트 파워 스위치의 경우에는 전,

량 국내 완성차 업체 및 로 해외 현지 공장에도 납품이 되고 있다KD .

- 12 -

그림 완성차 업체별 수급 현황그림 완성차 업체별 수급 현황그림 완성차 업체별 수급 현황그림 완성차 업체별 수급 현황[ 1][ 1][ 1][ 1]

덕일산업 주 에서 생산하는 는 그림 에서와 같이( ) Switch 2 Remote Control & Horn

동의 와 냉난S/W, Seat Power S/W, Trunk Lid & Fuel Filler S/W Control Switch

방 공기 조절 스위치인 로 나뉘어 진다HVAC Switch .

본 연구에서 대상으로 하는 제품은 차량의 운전석 시트 하단부에 장착되어 시트를

전동으로 조절할 수 있도록 제어하는 역할을 하는 시트 파워 스위치(Seat Power

이다 이 스위치는 간단한 조작만으로 운전자의 체형에 따른 최적의 시트Switch) .

위치를 얻을 수 있도록 하며 시트의 전 후진 높낮이 조절 및 등받이의 각도 등을, , ,

제어한다.

- 13 -

그림 스위치류 부품 생산 현황그림 스위치류 부품 생산 현황그림 스위치류 부품 생산 현황그림 스위치류 부품 생산 현황[ 2][ 2][ 2][ 2]

그림 차량용 시트 구성부품그림 차량용 시트 구성부품그림 차량용 시트 구성부품그림 차량용 시트 구성부품[ 3][ 3][ 3][ 3]

- 14 -

제 절 문제 현황제 절 문제 현황제 절 문제 현황제 절 문제 현황3333

제품의 신뢰성 문제현황제품의 신뢰성 문제현황제품의 신뢰성 문제현황제품의 신뢰성 문제현황1.1.1.1.

승용차용 시트 파워 스위치는 덕일산업 주 가 국내 자동차업체에 전량납품하고 외( )

국계 업체에도 일부 납품하고 있으며 덕일산업 주 가 개발하여 납품하기 전에는 전, ( )

량 일본으로부터 수입하여 충당하는 실정이었다 자동차 시트 파워 스위치는 오므.

론사 일본 가 국외시장을 선점하고 있어 국산 자동차의 글로벌 경쟁력 강화를 위해( )

서는 사용자 조건 및 환경을 충분히 고려한 신뢰성설계기술이 절대적으로 필요한

상황이다.

한편 수입대체품으로 덕일산업 주 에서 개발한 시트 구동 스위치는 그림 에 나타, ( ) 4

낸 것과 같이 기판부에서 소손 고장이 간헐적으로 나타나고 있어 상당한 애로PCB

를 겪고 있는 상황이다 그림 에서와 같이 스위치부 단자부 패턴부 등에서. 4 , ,PCB

소손이 발생하여 시트 파워 스위치의 작동이 불량해지거나 스위치 기능이 상실되는

고장이 발생하여 문제가 되고 있으며 시트 재질의 특성상 스위치의 소손은 탑승자,

의 안전에 심각한 영향을 미칠 수 있어 시트 구동 스위치에서 발생하는 문제 중에

가장 심각한 고장현상으로 분류된다.

그림 시트 파워 스위치 필드고장품 소손 고장그림 시트 파워 스위치 필드고장품 소손 고장그림 시트 파워 스위치 필드고장품 소손 고장그림 시트 파워 스위치 필드고장품 소손 고장[ 4] ( )[ 4] ( )[ 4] ( )[ 4] ( )

- 15 -

덕일산업 주 에서 생산하여 납품한 중대형 승용차용 시트 구동 파워 스위치에서 발( )

생한 원인 불명의 소손고장은 완성차 업체의 요구에 따라 고장에 대한 근본원인분

석을 통하여 대책설계 신뢰성 설계 를 시급히 강구하여야 하는 실정이다( ) .

덕일산업 주 가 국내 자동차업체에 납품하는 시트 구동스위치는 에서의 연간( ) Field

고장률이 약 정도 되는 것으로 파악되고 있으며 시트 구동 스위치를 생산하는5% ,

선진기업이 미만일 것으로 예상되는 것에 비해 높은 수준으로 예상되고 이1-2% ,

중 소손에 의한 고장의 형태는 간헐 고장인 것으로 파악되고 있다 간헐 고장PCB .

은 빈도가 높은 고장에 비해 고장에 대한 근본원인분석 기, (Root Cause Analysis)

법을 통해 잠재적인 원인을 제거하지 않으면 고장 재발을 방지할 수 없다 더욱이.

시트 구동 스위치 는 고가의 내수 및 수출용 중대형 승용차 브랜드에 주로 탑Ass'y

재되므로 고장 발생 시 브랜드 자체에 대한 이미지 하락은 물론 완성차 업체 차량

안전성 및 신뢰성 하락의 우려가 클것으로 여겨지므로 소손 고장에 대한 철저한 분

석과 대책 마련이 시급하다고 할 수 있다.

그 외에도 스위치 내부에 장착된 마이크로 스위치 접점부에서 탄화의 빠른Ass'y

진행과 접점부에 발생하는 아크 현상 등에 따른 수명 감소 등 시트 파워 스위치에

서 발생하는 고장에 따른 클레임 비용은 해마다 점차 증가하는 추세에 있어(Claim)

그림 기업경영에 적지 않은 부담으로 작용하고 있다( 5) .

그림 고장에 따른 클레임 비용그림 고장에 따른 클레임 비용그림 고장에 따른 클레임 비용그림 고장에 따른 클레임 비용[ 5][ 5][ 5][ 5]

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그동안의 개선노력그동안의 개선노력그동안의 개선노력그동안의 개선노력2.2.2.2.

시트 파워 스위치 에서 발생한 소손고장을 재현하고 원인을 찾기 위해 파워Ass'y

스위치에 과부하를 인가하는 시험과 단자부 터미널부 등을 쇼트시키는 시험을 덕,

일산업 주 에서 자체적으로 여러 차례에 걸쳐 수행하였으나 소손 고장의 재현과 원( )

인의 분석에 어려움을 겪고 있다 아래의 그림 에서 보는 것처럼 과부하를 인. 6, 7 ,

가한 경우에는 스위치의 작동상태에 이상이 없거나 케이블 와이어가 일부 녹는 등

의 현상이 발생하였고 쇼트 시험을 한 경우에는 시트가 단지 작동 불량만을 보이,

거나 쇼트부의 탄화흔적만 나타나 자체적인 분석과 시험만으로는 소손 고장의 재현

과 원인 분석 및 근본적인 해결이 매우 어려운 상황이다.

그림 시트 파워 스위치 쇼트 시험그림 시트 파워 스위치 쇼트 시험그림 시트 파워 스위치 쇼트 시험그림 시트 파워 스위치 쇼트 시험[ 6][ 6][ 6][ 6]

- 17 -

그림 시트 파워 스위치 과부하 시험그림 시트 파워 스위치 과부하 시험그림 시트 파워 스위치 과부하 시험그림 시트 파워 스위치 과부하 시험[ 7][ 7][ 7][ 7]

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제 장 연구 목표제 장 연구 목표제 장 연구 목표제 장 연구 목표2222

제 절 연구 목표제 절 연구 목표제 절 연구 목표제 절 연구 목표1111

그림 시트 파워 스위치의 신뢰성 향성으로 인한 기대효과그림 시트 파워 스위치의 신뢰성 향성으로 인한 기대효과그림 시트 파워 스위치의 신뢰성 향성으로 인한 기대효과그림 시트 파워 스위치의 신뢰성 향성으로 인한 기대효과[ 8][ 8][ 8][ 8]

현재 세계의 자동차 시장은 높은 품질과 내구성 신뢰성을 보유한 기업이 장악하는,

형태로 가고 있으며 자동차 완성업체의 브랜드보다도 특정 차종 자체의 브랜드에

대한 소비자의 평가와 인지도가 우세한 상황이다 완성차의 내구성과 신뢰성의 향.

상을 위해서는 완성차에 탑재되는 와 부품들의 내구성 및 신뢰성이 전반적으Ass'y

로 향상되어야 한다 따라서 북미 등지에서 수출로 인기를 얻고 있는 국내 중대형.

승용차와 같이 중대형 승용차에 탑재되는 시트 파워 스위치 에 대해서 높은Ass'y

내구성과 신뢰성을 확보하게 되면 완성차의 고브랜드화에 기여할 수 있을뿐 아니

라 파워 스위치 자체의 브랜드도 높은 가치를 인정 받을 수 있으며 더 나아, Ass'y ,

가 국산 자동차 부품의 해외시장 진입을 촉진할 수 있을 것이다.

본 연구에서는 고장물리적 접근방법을 이용하여 시트 파워 스(Physics of Failure)

위치 에서 발생한 소손 고장 메커니즘에 대한 분석 및 검증을 실시함으로써Ass'y

최종적인 고장메커니즘을 추출하여 그 대책안을 수립하고 가속수명 시험의 공동수,

행을 통해 기업체의 가속수명시험에 대한 이론적 시험적 기법의 이해와 활용도를․

높임으로써 생산품의 신뢰성 수명예측에 대한 기술력을 확보할 수 있도록 하고자

한다.

- 19 -

경쟁사 제품과의 설계 및 구조에 대한 분석 고장원인분석을 통한 고장모드와 고장,

데이터를 종합하여 시트 파워 스위치 에 대한 설계변경을 수행하고 설계변경Ass'y

품에 대해서 가속수명시험 을 수행하여 이전제품이나 경쟁사 제품과의 우위를(ALT)

비교한다.

표 신뢰성 향상 후 경제적 기대 효과표 신뢰성 향상 후 경제적 기대 효과표 신뢰성 향상 후 경제적 기대 효과표 신뢰성 향상 후 경제적 기대 효과[ 1][ 1][ 1][ 1]

- 20 -

표 목표달성 세부 전략표 목표달성 세부 전략표 목표달성 세부 전략표 목표달성 세부 전략[ 2][ 2][ 2][ 2]

- 21 -

표 정량적 목표표 정량적 목표표 정량적 목표표 정량적 목표[ 3][ 3][ 3][ 3]

제 절 연구 내용제 절 연구 내용제 절 연구 내용제 절 연구 내용2222

고장분석 및 대책안 수립고장분석 및 대책안 수립고장분석 및 대책안 수립고장분석 및 대책안 수립1.1.1.1.

고장분석은 부품의 품질 및 신뢰성 문제의 근본원인 를 밝히는데 초점(Root Cause)

을 맞추고 있다 따라서 본 연구에서는 고장물리적 접근방법을. (Physics-of-Failure)

이용하여 시트 구동스위치 에서 발생한 소손 고장메커니즘에 대한 분석 및 검Ass'y

증을 실시함으로써 최종적인 고장메커니즘을 추출하여 그 대책안을 수립하고자 하,

며 고장분석 절차를 간단히 요약하면 다음과 같다.

가 고장발생이력 정리 고정의 설계 환경요인을 정리하여 각 요인에 대한 영향을. , ,

예측하고 고장메커니즘의 가설을 수립한다.

- 22 -

나 고장요인의 추정 외관분석 열화정도해석 재료분석 구조분석 등올 수행한다. , , , , .

다 고장분석의 순으로 이루어지며 이 절차에 따라 고장메커니즘을 추론하여 최적.

의 고장메커니즘을 추출하고 대책 안을 수립 신뢰성 설계기술 한다( ) .

근본원인분석 기법을 통한 고장원인 규명과 고장분석을 바탕(Root Cause Analysis)

으로 고장분석기술을 보유한 전담조직 내지 인력을 확보함으로써 기업체 연구원들

의 역량을 향상시키고 향후 고 신뢰성을 보유한 신제품 개발의 발판이 될 고장분석

에 관한 기업의 자체적 원천기술 확보를 지원한다.

가속수명시험을 통한 수명 예측가속수명시험을 통한 수명 예측가속수명시험을 통한 수명 예측가속수명시험을 통한 수명 예측2.2.2.2.

기존품 및 개선품 경쟁사 제품과의 수명 비교를 위한 가속수명시험 법과 가속, (ALT)

시험장치를 개발하여야 하며 그 절차는 다음과 같다, .

가 시장데이터를 이용한 고장분석을 통하여 주 고장모드를 찾아내고 모드별로 분. ,

류함과 동시에 고장에 대한 메커니즘을 파악한다.

나 재현시험 가속 스트레스 시험 과 근본원인분석 기법을 통. ( ) (Root Cause Analysis)

하여 고장의 원인규명을 하고 제품의 수명에 크게 영향을 미치는 주요 인자들을 결

정한다.

다 에서 발생하는 고정의 주요 스프레스 인자들에 대해 재현성이 있는 수준의. Field

가속시험장치를 개발하고 신뢰수준과 요구되는 수명 그리고 시험가능한 시간을 통,

해 시험할 시료수를 결정하는 일련의 가속시험계획을 수립한다.

라 가속수명시험을 통해 얻어진 고장데이터와 에서 수집된 테이터를 활용하여. Field

부품에 대한 필드에서의 수명을 예측한다.

경쟁사 제품과 국산제품의 설계 및 구조에 대한 분석 고장원인분석을 통한 고장모,

드와 고장 데이터를 종합하여 시트 파워 스위치 에 대한 설계변경을 수행한Ass'y

다 개발된 신 개발품 설계변경제품 에 대해서 가속수명시혐 을 수행하여 기존. ( ) (ALT)

제품과 경쟁사 제품보다 우위 성능과 수명의 정도를 확인한다.

가속수명시험의 공동수행을 통해 기업체의 가속수명시험에 대한 이론적 시험적 기·

법의 이해와 활용도를 높임으로써 생산품의 신뢰성 수명예측에 대한 기술력을 확보

할 수 있게 된다.

- 23 -

그림 고장원인분석 및 신뢰성 향상 체계도그림 고장원인분석 및 신뢰성 향상 체계도그림 고장원인분석 및 신뢰성 향상 체계도그림 고장원인분석 및 신뢰성 향상 체계도[ 9][ 9][ 9][ 9]

- 24 -

제 절 수행 체계 및 역할제 절 수행 체계 및 역할제 절 수행 체계 및 역할제 절 수행 체계 및 역할3333

표 사업 수행 체계표 사업 수행 체계표 사업 수행 체계표 사업 수행 체계[ 4][ 4][ 4][ 4]

표 주관기관 역할 분담표 주관기관 역할 분담표 주관기관 역할 분담표 주관기관 역할 분담[ 5][ 5][ 5][ 5]

- 25 -

제 장 본 론제 장 본 론제 장 본 론제 장 본 론3333

제 절 고장 분석제 절 고장 분석제 절 고장 분석제 절 고장 분석1111

필드 고장품 수집 및 분석필드 고장품 수집 및 분석필드 고장품 수집 및 분석필드 고장품 수집 및 분석1.1.1.1.

가 비파괴 분석가 비파괴 분석가 비파괴 분석가 비파괴 분석....

고장이 발생한 시트 파워 스위치는 국내 완성차 업체의 중대형 승용차에 장착되는

것으로 스위치부 및 단자부에서 소손이 발생하여 시트 파워 스위치 작동 불량 및

기능이 상실되는 고장이 발생되었다 고장 부위는 시트의 전 후진을 수행하는 마이. ,

크로스위치 였으며 고장발생지역은 국내 고장발생 시기는 장마철인(Micro Switch) , ,

월경인 것으로 조사되었다 아래 그림 은 수집된 고장품과 고장부위의 사진이7 . 10

다.

그림 필드 고장품 및 고장부위그림 필드 고장품 및 고장부위그림 필드 고장품 및 고장부위그림 필드 고장품 및 고장부위[ 10][ 10][ 10][ 10]

사진에서 보면 마이크로 스위치의 단자부에서 발생한 열로 몰딩부에서 소손이 발생

한 것을 알 수 있으며 소손 발생 부위의 투시 관찰을 실시하였다, X-ray .

- 26 -

그림 필드 고장품 비파괴 관찰그림 필드 고장품 비파괴 관찰그림 필드 고장품 비파괴 관찰그림 필드 고장품 비파괴 관찰[ 11] X-ray[ 11] X-ray[ 11] X-ray[ 11] X-ray

필드 고장품을 장비 시마즈시 로 비파괴검사한 결과 그림X-ray ( , X-ray 225CT) ,

에서 보는 바와 같이 소손이 발생한 마이크로 스위치 내부 딘자접점부가 고11. (b)

장이 발생하며 고착된 것을 알 수 있으며 문제가 된 단자부 번 단자 도 확인이, (3, 4 )

되었다 이와 같이 스위치 접점부에서의 고착이 발생하면서 소손이 일어날 가능성.

이 있는 상황을 그림 와 같이 정리하였다12 .

그림 예상 고장 요인그림 예상 고장 요인그림 예상 고장 요인그림 예상 고장 요인[ 12] (FTA)[ 12] (FTA)[ 12] (FTA)[ 12] (FTA)

- 27 -

스위치에서 소손이 발생하는 고장은 크게 모터의 열화 발생시 커넥터부나, PCB

에서 가 일어날 시 기타 사용자의 부주의 등으로 정리되었다 모터부Pattern Short , .

에서의 열화는 오랜 사용으로 인한 모터 코일부의 열화 외부로부터의 이물 유입, ,

모터 브러쉬의 열화 등이 원인이 될 수 있으며 커넥터부에서의 는 단자간, Short

발생 외부로부터 이물이나 습기의 침투 등이 원인이 될 수 있을 것으로Whisker ,

분석되었다 에서의 는 이물 유입으로 인한 간 쇼트 혹은 습기침. PCB Short Pattern ,

투에 따른 이온 마이그레이션 발생이 원인이 될 수 있다 또한 운전(Ion Migration) . ,

석 뒤편의 방해물로 인해 시트 스위치의 후진시 모터에 과부하가 걸리는 경우 그리

고 음용수 등의 스위치내부 침투 장마철의 빗물 유입 세차 시 수분 침투 등 사용, ,

자의 부주의로 발생하였을 가능성도 있다.

나 파괴 분석나 파괴 분석나 파괴 분석나 파괴 분석....

소손이 발생한 필드 고장품에 대해 파괴 분석을 실시하였다 시트 스위치 에. Ass'y

는 총 개의 마이크로 스위치가 장착되어 있는데 각각 시트의 전 후부 상하 조절4 , , ,

시트의 전 후진 등받이 각도 조절 등의 기능을 한다 소손이 발생한 필드 고장품, , .

스위치 에 있는 개의 마이크로 스위치 모두에서 접점이 고착된 흔적이 있는Ass'y 4

것을 관찰하였다.


소손이 발생한 마이크로 스위치 그림 에서 표시한 부분 에서는 접점부의 고착과( 13 )

함께 단자부에서 발생한 열로 몰딩부가 소손되어 있는 것이 관찰되어 고장발생 시,

상당히 과열되었던 것을 알 수 있었다 특히 스위치 내부의 단자 패턴부에서 녹색. ,

을 띄는 수산화물인 Cu(OH)2 수산화동 가 발견되어 고장 시 내부에 상당량의 습기( )

가 침투하여 있는 상태에서 작동이 되었음을 알 수 있었으며 실제로 마이크로 스,

위치의 분해 시 마이크로 스위치 내부의 단자부 등에서 소량의 수분 흔적을 확인할

수 있었다.

- 28 -


그림 스위치 내부 패턴에서의그림 스위치 내부 패턴에서의그림 스위치 내부 패턴에서의그림 스위치 내부 패턴에서의[ 15] Cu(OH)[ 15] Cu(OH)[ 15] Cu(OH)[ 15] Cu(OH)2222

Cu(OH)2 수산화동 은 로 만들어진 회로패턴사이에 수분이 존재하는 상태에서 패( ) Cu

턴간에 전원이 가해지면 물의 전기분해로 발생된, OH-기와 양극패턴에서 용출된

Cu2+

이온이 결합하면서 발생하는 수산화물이다.

- 29 -

따라서 스위치 내부 단자 패턴에서 수산화동이 검출된 것은 패턴 간에 수분이 존,

재하는 상태에서 전원이 인가되었던 이력을 나타낸다 그림 은 표준 시료에. 16 PCB

대해 이온 마이그레이션 테스트로 수행한 에서 수(Ion Migration) Water Drop Test

산화 등이 패턴에서 생성된 예시 사진과 그 반응식이다.

그림그림그림그림[ 16] Cu(OH)[ 16] Cu(OH)[ 16] Cu(OH)[ 16] Cu(OH)2222의 생성과정의 생성과정의 생성과정의 생성과정

고정재현시험고정재현시험고정재현시험고정재현시험2.2.2.2.

가 모터 쇼트 시험가 모터 쇼트 시험가 모터 쇼트 시험가 모터 쇼트 시험....

고장 예상 요인 중에서 우선 모터에서 쇼트가 발생하였을 경우를 가정한 시험을 실

시하였다 다음은 마이크로 스위치의 회로 패턴 개략도이다 대상으로한 마이크로. .

스위치는 고장이 발생하였던 시트 전 후진 스위치이다 모터가 열화나 기타 원인으, .

로 쇼트가 된 상황을 재현하기 위해 스위치에서 모터로 연결되는 배선 번 단(2, 3

자 을 강제 쇼트 시킨 후 시험을 실시하였다 전원의 공급은 를 사용) . Power Supply

하지 않고 차량용 배터리에서 직접 를 공급하였다, 12V .

- 30 -

그림 마이크로 스위치 회로 패턴 개략도그림 마이크로 스위치 회로 패턴 개략도그림 마이크로 스위치 회로 패턴 개략도그림 마이크로 스위치 회로 패턴 개략도[ 17][ 17][ 17][ 17]

그림 모터 쇼트 시험그림 모터 쇼트 시험그림 모터 쇼트 시험그림 모터 쇼트 시험[ 18][ 18][ 18][ 18]

- 31 -

그림 모터 쇼트 시험 결과그림 모터 쇼트 시험 결과그림 모터 쇼트 시험 결과그림 모터 쇼트 시험 결과[ 19][ 19][ 19][ 19]

그림 는 모터 단자 쇼트 후 마이크로 스위치 전진 시험 중인 장면과 시험 결과이19

다 모터 쇼트 시험에서는 시트 스위치 전 후진 시 마이크로 스위치에서 소손은 발. ,

생하지 않았으며 패턴부에서만 소손이 발생하여 단순한 모터 쇼트만으로는, PCB

필드에서 발생한 고장현상이 재현되지 않음을 확인하였다.

나 스위치 수분 적하 시험나 스위치 수분 적하 시험나 스위치 수분 적하 시험나 스위치 수분 적하 시험....

마이크로 스위치의 외부 단자 솔더링부와 마이크로 스위치 내부 단자에 수분을 적

하시킨 후 실체현미경으로 관찰하며 전원을 인가하여 이온 마이그레이션으로 인한

쇼트 시험을 실시하였다.

일반적으로 시트 스위치는 시트의 하단부에 외부로 노출되어 있으므로 차량의 창,

이 내려가 있거나 도어가 열려있는 상태 혹은 사용자의 부주의 등으로 수분의 침,

투 가능성이 있다 본 시험에서는 의 단자 솔더링부에는 실 사용환경에. Ass'y PCB

서 침투 가능한 수분을 종류별로 수집하여 적하하였다 그림 은 스위치 수분 적. 20

하 시험장치이다.

- 32 -

그림 스위치 수분 적하 시험 장치그림 스위치 수분 적하 시험 장치그림 스위치 수분 적하 시험 장치그림 스위치 수분 적하 시험 장치[ 20][ 20][ 20][ 20]

그림 스위치 수분 적하 시험 개략도그림 스위치 수분 적하 시험 개략도그림 스위치 수분 적하 시험 개략도그림 스위치 수분 적하 시험 개략도[ 21][ 21][ 21][ 21]

차량의 세차 시 혹은 내부 청소 시에 세제 등의 수분이 침투할 가능성이 있고 사, ,

용자가 차량 내에서 마시던 음료가 침투할 가능성도 있으며 우천 시에는 열어놓은

창으로부터 비가 들이칠 수도 있다 특히 이 경우는 식초를 물에 희석하여 산성비.

를 가정하고 시험하였다 그림 는 사용한 적하 수분의 종류를 나타내고 있다. 22 .

- 33 -

그림 직하 수분의 종류그림 직하 수분의 종류그림 직하 수분의 종류그림 직하 수분의 종류[ 22][ 22][ 22][ 22]

외부 수분 적하 시험 결과 세제 이온음료 탄산음료 등에서는 이온 마이그레이션, , ,

의 발생이 관찰되었으나 활발한 반응은 일어나지 않았다 그러나 식초아 증류수를, .

의 비율로 희석하여 적하한 경우에는 이온 마이그레이션 반응이 매우 활발하게3:7

일어났으며 단자간 쇼트로 인한 스파크 도 발생되는 것이 관찰되었다 그러, (Spark) .

나 단자 간에 덴드라이트만 발생할 뿐 필드에서 발생한 고장 현상은 관찰되지 않,

아 필드 고장과는 차이가 있었다 그림 은 외부 수분 적하 시험 결과를 나타낸. 23

것이다.

그림 스위치 외부 수분 적하 시험 결과그림 스위치 외부 수분 적하 시험 결과그림 스위치 외부 수분 적하 시험 결과그림 스위치 외부 수분 적하 시험 결과[ 23][ 23][ 23][ 23]

마이크로 스위치 외부 단자 솔더링부에 수분을 적하하여 한 시험에서는 필드 고장

현상이 나타나지 않았다.

- 34 -

따라서 필드 고장품에서 조사된 수산화동의 흔적을 근거로 스위치 내부에 직접 수

분을 적하하여 쇼트 시험을 실시하였다.

내부 수분 적하 시험을 실시하기 전에 열화된 모터의 돌입전류 및 유지전류 수준이

어느 정도인지 파악되어야 과전류의 수준을 정하여 내부 수분 적하 시험 시 인가할

수 있으나 필드 고장품의 수집 시 시트 전체를 수집하지 못하고 고장이 발생한 시,

트 스위치만 수거되어 실제 필드 고장 시 시트에서의 문제점 파악에 어려움이 있었

다 따라서 모터 열화 등으로 인한 시트 스위치로의 돌입 전류 및 유지 전류의 수. ,

준을 살펴보기 위해 시험에 사용하였던 모터 중 상태가 가장 좋지 않은 것으로 판

단되는 모터를 대상으로 돌입전류 및 유지전류의 수준을 측정하였다.

그림 돌입 및 유지전류 측정 시험 장치 및 개략도그림 돌입 및 유지전류 측정 시험 장치 및 개략도그림 돌입 및 유지전류 측정 시험 장치 및 개략도그림 돌입 및 유지전류 측정 시험 장치 및 개략도[ 24][ 24][ 24][ 24]

그림 돌입 및 유지전류 측정 시험 결과그림 돌입 및 유지전류 측정 시험 결과그림 돌입 및 유지전류 측정 시험 결과그림 돌입 및 유지전류 측정 시험 결과[ 25][ 25][ 25][ 25]

정상적인 모터의 경우 작동시 순간적인 돌입전류는 최대 발생하였고 유지전, 10.2A

류의 수준은 약 로 나타났으나 다소 열화가 일어난 것으로 판단된 열화 모터는6A ,

돌입전류가 최대 유지전류는 약 인 것으로 나타나 열화가 되면 돌입전류와17A, 9A

유지전류의 수준이 높아짐을 알 수 있었다.

- 35 -

따라서 실제 필드 고장 스위치가 장착되었던 시트 는 사용기간을 고려할 때Ass'y ,

더욱 높은 유지전류가 발생되었을 것으로 추정되었다.

마이크로 스위치가 작동되고 있는 상태에서 시험하기 위해 문제가 된 슬라이드 스

위치가 작동되는 위치에 단자를 고정하였다 적하한 수분의 양은 인가된. 300mg,

전원소스는 차량용 배터리였으며 모터 열화로 인한 과전류의 정도에 따른 결12V ,

과를 분석하기 위해 부하저항 을 사용하여 모터 단자부에 저항을 병렬로(300W, 1 )Ω

연결하고 부하저항의 개수를 조절하며 과전류 를 단계적으로 높여 시혐하(12A-48A)

였다 정상적인 경우 스위치의 전류는 정도이다. 7A .

그림 스위치 수분 적하 위치 내부 쇼트 시험그림 스위치 수분 적하 위치 내부 쇼트 시험그림 스위치 수분 적하 위치 내부 쇼트 시험그림 스위치 수분 적하 위치 내부 쇼트 시험[ 26] ( )[ 26] ( )[ 26] ( )[ 26] ( )

그림 스위치 내부 수분 적하 시험결과 부하그림 스위치 내부 수분 적하 시험결과 부하그림 스위치 내부 수분 적하 시험결과 부하그림 스위치 내부 수분 적하 시험결과 부하[ 27] (12A )[ 27] (12A )[ 27] (12A )[ 27] (12A )

- 36 -

과전류를 인가한 상태에서 실시한 스위치 내부 수분 적하 시험에서는 소손은12A

발생하지 않았으며 단자 패턴부에서 과열만 다소 나타났다 전면부에서는 단자 패, .

턴부의 과열로 변색이 나타났으나 전 후면부 전체적으로 필드의 소손고장과는 차, ,

이가 있었다 그림 의 점선은 수분의 적하 부위 화살표는 스위칭 방향을 나. 28 (a) ,

타낸다.

그림 스위치 내부 수분 적하 시험결과 부하그림 스위치 내부 수분 적하 시험결과 부하그림 스위치 내부 수분 적하 시험결과 부하그림 스위치 내부 수분 적하 시험결과 부하[ 28] (24A )[ 28] (24A )[ 28] (24A )[ 28] (24A )

의 과전류를 인가하며 마이크로 스위치 내부에 수분을 적하한 경우 내부 단자24A

패턴부의 과열로 변색 및 몰딩 수지의 소손이 다소 발생하였으나 시험 후 시료의,

전 후면은 필드 고장품과 차이가 있었다, .

저항 개 로 시험한 결과에서는 내부 단자 패턴부의 과열로 변색이300W 1 3 (36A)Ω

심하게 나타나고 몰딩 수지에서 상당한 소손도 발생되었다 그러나 단지 과열과 몰.

딩부 소손만 발생하였을 뿐 다른 현상은 나타나지 않았다 시험 후 시료의 전 후면. ,

도 필드 고장품과는 다소 차이가 있었다.

- 37 -


그림 부하에서 스위치 내부 수분 적하 시험 장면그림 부하에서 스위치 내부 수분 적하 시험 장면그림 부하에서 스위치 내부 수분 적하 시험 장면그림 부하에서 스위치 내부 수분 적하 시험 장면[ 30] 48A[ 30] 48A[ 30] 48A[ 30] 48A

의 과전류를 유입한 시험에서 내부 패턴부의 과열로 몰딩수지에서 소손이 발생48A

하였으며 스파크 및 발연과 함께 화재도 발생하여 스위치 소손고장이 재현되었다, .

그림 은 과전류 유입 상태에서 내부 수분 적하한 시험 후 사진으로 필드 고31 48A

장품의 소손현상과 상당히 유사한 형태로 나타났다 따라서 시트 스위치 소손 고장. ,

은 스위치 내부로의 습기 혹은 수분의 침투와 모터 측에서의 열화나 기타 원인으로

인한 과부하가 동시에 작용하면서 발생하였던 것으로 사료된다.

- 38 -


결과 및 대책안결과 및 대책안결과 및 대책안결과 및 대책안3.3.3.3.

과전류의 수준에 띠라 실시한 내부 수분 적하 시험의 결과는 다음과 같다 의. 12A

과전류하에서의 스위치 내부 수분 적하 시험 결과는 과열만 다소 나타났으며, 24A

의 과전류하에서부터는 몰딩부에서의 소손도 발생되기 시작하였다 이상에서는. 36A

몰딩수지의 소손이 상당한 수준으로 나타났으며 에서는 몰딩수지의 소손은 물48A

론 발연까지 나타났다.

앞서 설명한 바와 같이 고장품의 수집에 있어서 고장 발생 시트 스위치가 장착되,

었던 고장품 시트 전체를 입수하여 분석이 이루어져야 하지만 사용자의 편의상 시

트기 제외된 스위치 단품만 입수되어 실제 시트에 유입되었을 과전류에 대한 정확

한 원인분석은 불가능하였다 다만 재현시험에서 나타난 소손의 정도와 필드 고장. ,

품의 경우를 비교하여 볼 때 필드 고장품에는 고장 시 정도의 과전류24A - 36A

가 가해졌을 것으로 추정되었다 따라서 스위치에 유입된 과전류는 모터 열화 등.

어떠한 원인에 의해 정도로 유입되었을 것으로 추정된다24A - 36A .

- 39 -

그림 과전류 수준별 스위치 내부 수분 적하 시험 결과그림 과전류 수준별 스위치 내부 수분 적하 시험 결과그림 과전류 수준별 스위치 내부 수분 적하 시험 결과그림 과전류 수준별 스위치 내부 수분 적하 시험 결과[ 32][ 32][ 32][ 32]

필드 고장품 시트 의 입수가 어려웠으므로 과전류 유입 원인에 대한 정보가Ass'y

부족하여 과전류 유입에 대한 정확한 원인을 찾기는 어려웠으나 우선적으로 과전,

류의 유입을 최소화시키기 위한 방지조치 릴레이 퓨즈 등 가 스위치 자체적으로 필( , )

요할 것으로 사료되며 일부 고급형 승용차에는 이미 이러한 타입이 검토되어 장착,

되고 있지만 이는 스위치 단품의 생산단가를 상당히 높일 수 있어 수요업체와의 긴

밀한 검토가 요구되는 사항이다.

그림 과전류 유입 방지 조치그림 과전류 유입 방지 조치그림 과전류 유입 방지 조치그림 과전류 유입 방지 조치[ 33][ 33][ 33][ 33]

- 40 -

또한 추가적으로 습기 및 수분의 침투에 대한 대책도 요구된다 내부 단자 패턴 몰, .

딩부에 벽을 형성함으로써 단자간을 격리하여 내마이그레이션 성능의 향상이 요구

되며 스위치 내부 수분 침투 대책 스위칭 시 발생하는 틈을 제거하여 외부로부터( ),

마이크로 스위치 내부로의 수분 침투 방지가 필요하다 틈의 제거는 마이크로 스위.

치 외부 케이스의 설계 변경이나 내부 슬라이드부의 설계변경이 요구된다.

그림 수분 침투 방지 조치그림 수분 침투 방지 조치그림 수분 침투 방지 조치그림 수분 침투 방지 조치[ 34][ 34][ 34][ 34]

추가적으로 개선전 스위치는 구조상 접점부에서의 유통 등으로 인한 채터링 현상,

이 상당히 나타나고 있으므로 채터링 현상의 감소를 위해 접점부의 유동을 최소화

하는 설계변경이 요구되어지며 접점부 탄화와 발생에 대한 방지 대책도 더불, Arc

어 검토되어야 할 것으로 사료된다.

- 41 -

제 절 설계 변경 및 개선 내용제 절 설계 변경 및 개선 내용제 절 설계 변경 및 개선 내용제 절 설계 변경 및 개선 내용2222

스위치 단품 개선 내용스위치 단품 개선 내용스위치 단품 개선 내용스위치 단품 개선 내용1.1.1.1.

고장원인분석 결과에 따른 대책안과 평소 고질적인 문제가 되었던 탄화 발생, Arc

등에 대한 대책을 적용하여 스위치 단품에 대한 설계개선을 수행하였으며 그 내용,

은 다음과 같다.

표 스위치 설계 변경 및 개선 내용표 스위치 설계 변경 및 개선 내용표 스위치 설계 변경 및 개선 내용표 스위치 설계 변경 및 개선 내용[ 6][ 6][ 6][ 6]

- 42 -

우선 터미널의 유동으로 인해 발생하는 채터링 현상의 감소를 위해 단자지 지대부,

의 설계 변경을 행함으로써 터미널 유동 방지와 접점압을 개선하였다 또한 접점부. ,

에서의 사용 중 탄화현상을 감소시키기 위해 접점부를 보다 증대시키고 재질도 탄

화를 감소시킬 수 있는 재질로 개선하였다 내마이그레이션 성능의 향상을 위하여.

단자 간에 칸막이를 세워 습기 및 수분의 침투 시 이온 마이그레이션의 억제 효과

를 가지도록 하였으며 재질 자체에서의 흡습을 줄이기 위해 흡습정도가 덜한, Base

재질로 변경하였다 또한 단자부의 접촉 성능을 높이고 수분 유입시 발생. Ground

할 가능성이 있는 현상을 줄이기 위하여 부에 볼록한 형태의 을 추Arc GND EMBO

가하여 접촉이 양호하도록 개선하였으며 를 통한 이물 및 수분의 유입, Slide Cover

을 방지하기 위해 이동구간을 조절하여 시에도 이 없도록 설Slider Full Stroke Gap

계 개선하였다 그 외 에서 제품 조립 시 간헐적으로 발생하는 파손을. Slide Lever

방지하기 위해 의 부분 강성을 보강하는 설계변경도 수행하였다Slide Lever Rib .

생산 공정 개선 내용생산 공정 개선 내용생산 공정 개선 내용생산 공정 개선 내용2.2.2.2.

생산 공정 상에서도 청정도를 개선하는 등의 개선활동을 수행하였으며 그 내용은,

다음과 같다.

우선 수작업으로 이루어지던 조립공정을 반자동화하여 수작업에 의한 스위치 내부,

이물 유입을 최소화하여 청정도를 향상하였으며 사출 성형 후 로부터의, Case/Lever

이물 유입을 방지하기 위하여 에 대한 별도의 집진장치를 생산공정에Case/Lever

추가하여 청정도를 관리할 수 있도록 하였다 또한 최종검사절차를 강화하여 스위. ,

치 단품의 최종검사 시에 실차조건 상당의 부하조건하에서 최종 작동성능검사를 수

행하도록 함으로써 작동성능에 대한 신뢰도를 향상시켰다 그리고 파워 시트 스위. ,

치 품에 대한 청정도를 관리하기 위하여 살포 공정을 추가하여 이물 유입Sub Air

및 품 청정도 관리가 가능하도록 하였다 그 외에 협력업체에의 관리도 강화하Sub .

여 사출불량에 대한 검사를 전수검사하도록 요구함으로써 단자Base 100% GND

발생으로 인한 통전 불량현상의 예방조치를 수행하였다Burr .

- 43 -

표 스위치 생산 공정 개선 내용표 스위치 생산 공정 개선 내용표 스위치 생산 공정 개선 내용표 스위치 생산 공정 개선 내용[ 7][ 7][ 7][ 7]

- 44 -

제 절 가속수명시험제 절 가속수명시험제 절 가속수명시험제 절 가속수명시험3333

본 과제에서는 고장원인분석을 통해 개선된 스위치 제품과 개선전 제품과의 수명

비교를 위해 가속수명시험장치를 고안 제작하여 가속수명시험을 수행하였으며 이,

를 통해 개선 전 후 수명의 변화를 분석하였다 또한 수요업체의 특별한 요구에, . ,

따라 서로 구조가 상이한 덕일산업의 개선품과 국산경쟁사 제품과의 수명도 비교

검토하였다 국산 경쟁사 제품은 외산 선진업체 오므론사 일본 가 적용하고 있는. ( , )

판스프링 타입의 스위치로서 판스프링 타입의 스위치와의 수명 비교를 통해 외산,

제품과의 구조적 장단점을 상대적으로 비교 분석하였다.․

시험 계획시험 계획시험 계획시험 계획1.1.1.1.

일반적으로 알려진 수명 스트레스 관계식- [1]~[3]을 활용하여 시트 스위치의 가속계수

를 추정하고 그로부터 Novel concepts for reliability technology[4] 이론을 도입하

여 시험 시료수를 산출하였으며 그 과정은 다음과 같다, .

가 시험 조건의 산정가 시험 조건의 산정가 시험 조건의 산정가 시험 조건의 산정....

시트 스위치의 가속수명시험을 수행하기에 앞서 시트 스위치의 작동 조건을Cycle

산정하였다.

표 시트 스위치 작동 조건표 시트 스위치 작동 조건표 시트 스위치 작동 조건표 시트 스위치 작동 조건[ 8][ 8][ 8][ 8]

일반적으로 수요업체의 수출용 차량의 경우 적용되는 보증수명은 년이므로 시트10 ,

스위치의 보증수명 목표수명 도 년( ) 10 (B10 수명 으로 하였다 시트 스위치의 작동횟) .

수 는 여러 명이 같이 사용하는 차량의 경우 일 최대 회의 작동도 가능할(cycle) 1 10

것으로 추정되었다.

- 45 -

따라서 시트 스위치를 일 을 사용한다는 최악 조건을 가정할 때 목표사, 1 10cycle ,

이클수는 목표수명 년을 환산한 로 산정되었다10 36500cycle .

시트 스위치의 수명과 관련되는 스트레스 는 재질의 열화를 초래하는 온도(Stress) ,

절연성능 저하 및 부식의 요인이 되는 습도 접점부 탄화 및 손상 요인이 되는 전,

류 등이 있으며 정상조건 및 가속조건에서의 스트레스 수준은 다음 표와 같다, .

표 스트레스 조건표 스트레스 조건표 스트레스 조건표 스트레스 조건[ 9][ 9][ 9][ 9]

자동차의 내부온도는 일반적으로 차량 설계시 로 적용하고 있어 이를 사용온도50

조건으로 적용하였다 그러나 차량의 실내온도는 더운 여름철 까지 상승하. 70~80

는 것으로 알려져 있으므로 이러한 최악의 경우를 가정하여 온도 스트레스의 가속

수준은 수준으로 산정하였다 습도는 일반적인 사용조건을 로 하였으85 . 60%RH

며 가속수준은 로 하였다 전류의 경우 정상적인 사용조건에서 시트 스위, 85%RH . ,

치에는 이하로 흐르나 모터에 부하가 걸리는 경우에는 최대 까지 흐를 수7A , 30A

있는 것으로 조사되었다 가속시험에서는 모터에 완전한 부하가 걸리는 경우는 마.

모고장에 이르는 수명의 산출에 무리가 있을 것으로 판단하여 배제하고 모터가 정,

상조건과 부하조건의 평균치 수준에서 어느 정도 열화된 상태인 것으로 가정하여

18.5A 정도의 수준으로 전류 스트레스를 인가하였다 전압은 차량용 배터리 를. (12V)

만충전하였을 때 수준인 를 인가하여 시험을 수행하였다13.5V .

- 46 -

나 가속 계수 추정나 가속 계수 추정나 가속 계수 추정나 가속 계수 추정....

가속계수의 추정을 위해 전류 스트레스의 경우에는 역거듭제곱식을 온 습도 스트레, ,

스의 경우에는 일반적인 온 습도 스트레스식을 적용하였다, .[1]-[3]

여기서 는 시간 은 상수 는 활성화에너지 는 볼츠만 상수t , A, B, n, m , Ea , k

(8.617xlO-5

는 전류 는 절대온도 는 상대습도를 나타낸다[eV/K]), I , T , RH .

전류 스트레스 온 습도 스트레스에 대한 가속계수는 식과 식으로부터 전개, , (1) (2)

된 다음 식들로부터 추정한다.

표 의 사용 및 가속 스트레스 조건을 식에다 대입하여 추정한 가속계9 (3), (4), (5)

수는 다음과 같다 여기서 활성화에너지는 상수 은 각각 로 추정한. 0.3 eV, n, m 1.2

값을 사용하였다.

표 가속계수 추정표 가속계수 추정표 가속계수 추정표 가속계수 추정[ 10][ 10][ 10][ 10]

- 47 -

다 시험 시료수 산출다 시험 시료수 산출다 시험 시료수 산출다 시험 시료수 산출....

시트 스위치의 가속시험 시료수의 산출을 위해 앞에서 추정된 가속계수를 활용하고

식과 같이(6) Novel concepts for reliability technology[4] 이론을 도입하여 시험

시료수를 산출하였다.

여기서 은 시료수 는 백분위수 은 고장시료수 은 목표수명 사이클 는 가, n , x , r , L ( ), h

속시험시간 사이클 는 가속계수 는 형상모수이다 가속계수 형상모수( ), AF , . AF,β β

인 시료에 대해 시간 사이클 동안 시험하여 고장시료수가 개 이하이면 신뢰수준h ( ) r ,

에서60% Bx 수명 시간 사이클 을 보증하기 위한 시험시료수는 개가 된다L ( ) n .

표 시험 시료수 산출표 시험 시료수 산출표 시험 시료수 산출표 시험 시료수 산출[ 11][ 11][ 11][ 11]

표 은 허용고장시료수 별로 시험시료수를 산출한 것이다 표에서 보는바와 같이11 . ,

시료수 개를 가속시험하여 고장수가 개 이하이면 신뢰수준 에6 8900 cycle 6 60%

서 B10 수명 년을 보증하게 된다10 .

가속시험의 가속계수 추정으로부터 시험시료수의 산출에까지 가정된 팩터들이 존재

하므로 산출된 가속계수와 시험시료수는 실제에서 오차가 있을 수 있다 이와 같은, .

가정된 팩터들은 반복시험 및 필드데이터 분석으로부터 보정이 가능하지만 시트,

스위치의 경우 고장시료의 회수가 어려워 필드데이터가 확보되지 않고 있어 피드백

을 통한 팩터 보정에 어려움이 있었다 따라서 여기에서는 단지 시험시료수의 산출.

만을 위해 가정된 팩터들을 그대로 적용하였으며 산출된 가속계수는 실제 가속시험,

의 가속계수와 차이가 있을 수 있다.

- 48 -

가속시험장치가속시험장치가속시험장치가속시험장치2.2.2.2.

다음 그림은 가속시험장치의 개략도이다 가속시험장치는 전원공급부인 파워서플라.

이 시료가 장착되는 시험지그 작동을 제어하는 컨트롤러부 전류부하를 가하는 부, , ,

하저항 등으로 구성된다.

그림 가속시험장치 개략도 및 작동 간격그림 가속시험장치 개략도 및 작동 간격그림 가속시험장치 개략도 및 작동 간격그림 가속시험장치 개략도 및 작동 간격[ 35][ 35][ 35][ 35]

시험 장치는 가속수명시험시 고온 고습의 환경은 물론 저온에서도 작동할 수 있도,

록 고안되었으며 온도환경에 잘 견디도록 솔레노이드 밸브를 채용하였다 덕일산업, .

의 스위치 시료 개와 경쟁사 스위치 시료 개를 동시에 시험할 수 있도록 구성하6 6

였고 각 밸브가 순차적으로 작동하여 시료별로 시험 중 고장 발생시 독립적으로,

시험이 정지되도록 하였다.

- 49 -

전원은 파워서플라이 를 이용하여 를 공급하였고 시료에의 전류부(30V, 50A) 13.5V ,

하는 부하저항 을 병렬연결하여 가 흐르도록 하였다 컨트롤러부에(1 , 300W) 18.5V .Ω

서는 작동 의 제어 및 을 카운팅하도록 되어 있고 시료에Cycle On/Off Time cycle ,

서 이 발생하면 적색지시등이 점등되고 카운팅이 정지되면서 해당short/open cycle

시료의 동작을 개별적으로 정지시키도록 되어 있다.

그림 시트 스위치 가속시험장치그림 시트 스위치 가속시험장치그림 시트 스위치 가속시험장치그림 시트 스위치 가속시험장치[ 36][ 36][ 36][ 36]

그림 시험 지그 스위칭압력그림 시험 지그 스위칭압력그림 시험 지그 스위칭압력그림 시험 지그 스위칭압력[ 37][ 37][ 37][ 37]

시험 지그의 스위칭압력의 수준을 측정하기 위해 푸쉬풀 게이지를 이용하여 시트

장착상태에서의 사용자 스위칭압과 시험지그의 스위칭압을 측정 비교하였다 시트.

에 장착된 스위치를 사용자가 스위칭할 경우 최소 에서 최대 정도1.5kgf 4~7.2kgf

로 측정되었고 시험지그에서의 값은 평균 정도로 측정되었다, 6,4kgf .

- 50 -

일반적인 사용자 수준에서의 평균적인 스위칭압보다 시험지그의 스위칭압이 다소

높지만 통상 가속시험조건은 사용환경의 악조건으로 적용함을 감안할 때 시험지그,

의 스위칭압은 적당한 것으로 사료된다.

그림 시트 스위치 스위칭 방향그림 시트 스위치 스위칭 방향그림 시트 스위치 스위칭 방향그림 시트 스위치 스위칭 방향[ 38][ 38][ 38][ 38]

작동시험 시 시트 스위치의 스위칭방향을 구분하기 위하여 제조사별로 그림 에서38

와 같이 정의하였다.

작동시험을 할 때 시험전에는 시표의 커넥터 단자부를 통해 접촉저항을 측정하였으

나 시험 시 시료의 배선부를 절단하여 시험지그와 연결하게 되므로 시험 후 접촉,

저항의 측정은 시료의 절단된 배선부로부터 측정하였다 양품시료를 대상으로 커넥.

터 단자부 및 절단된 배선부에서의 접촉저항치를 비교한 결과 덕일산업의 경우 약,

경쟁사의 경우 약 의 차이가 났으며 이는 작동시험 전후 접촉저항치 비5m , 7m ,Ω Ω

교 시 결과에 반영하였다.

그림 접촉저항 측정그림 접촉저항 측정그림 접촉저항 측정그림 접촉저항 측정[ 39][ 39][ 39][ 39]

- 51 -

가속수명시험 결과가속수명시험 결과가속수명시험 결과가속수명시험 결과3.3.3.3.

가속수명시험을 기존품 및 개선품에 대해서 실시하고 개선품과 경쟁사품에 대해서,

도 실시하였다 다음은 가속수명시험을 위해 세팅된 시험장치와 시험장면이다 온. . ,

습도 조건을 가하기 위하여 항온항습챔버내에 시험지그를 장착하여 시험을 실시하

였다 가속시험 조건은 아래 표 와 같다. 12 .

그림 가속수명시험 장면그림 가속수명시험 장면그림 가속수명시험 장면그림 가속수명시험 장면[ 40][ 40][ 40][ 40]

표 가속시험 조건표 가속시험 조건표 가속시험 조건표 가속시험 조건[ 12][ 12][ 12][ 12]

가 기존품과 개선품 가속수명시험 결과가 기존품과 개선품 가속수명시험 결과가 기존품과 개선품 가속수명시험 결과가 기존품과 개선품 가속수명시험 결과....

덕일산업 시트 스위치 기존품과 고장원인분석을 통해 개선된 개선품에 대해 가속수

명시험을 실시하였다 시험조건은 표 와 동일하며 시료수는 각 별로. 12 Ass'y 3EA

씩의 마이크로 스위치를 시험하게 되므로 장착된 의 기존품 및 개선품 에2EA Ass'y

대해서 각 의 마이크로 스위치에 대해 시험하였다6EA .

- 52 -

시간은 로 하였고 목표 사이클수는 최대On/Off 0.6Sec On/10.2Sec Off , 100,000

회로 세팅하고 고정시까지 시험을 실시하였다.

그림 기존품 및 개선품 양품 시료그림 기존품 및 개선품 양품 시료그림 기존품 및 개선품 양품 시료그림 기존품 및 개선품 양품 시료[ 41][ 41][ 41][ 41]


기존품과 개선품에 대한 가속시험을 수행하여 표 과 같은 결과를 얻었다13 .


- 53 -

기존품의 경우 수명의 산포가 크며 미만에서 고장이 발생한 시료가, 10,000cycle

있었고 까지 고장 없이 살아있었던 시료도 개 있었다 반면 개선품, 100,000cycle 1 . ,

의 경우 이상에서부터 고장이 발생하기 시작하였으며 수명의 산포도30,000cycle ,

적게 나타났다.


표 기존품 가속시험 결과표 기존품 가속시험 결과표 기존품 가속시험 결과표 기존품 가속시험 결과[ 14][ 14][ 14][ 14]


- 54 -

기존품의 경우 작동력은 시험 후 큰 차이가 없거나 줄어드는 양상을 보였으나 시험

후 내부 케이스 및 스프링부 케이스의 마모 변형으로 작동력의 측정이 어려운 경,

우가 많았으며 개선품의 경우는 작동력이 시험 후 다소 증가하는 양상을 보였다.

접촉저항은 기존품과 개선품 모두 시험 후 접점부 마모 등으로 증가하는 양상을 보

였다.

그림 기존품 가속시험 고장 시료그림 기존품 가속시험 고장 시료그림 기존품 가속시험 고장 시료그림 기존품 가속시험 고장 시료[ 42][ 42][ 42][ 42]


- 55 -

기존품과 개선품의 내외관 관찰에서는 외부케이스 파손 및 변형 외에 특이사항은

나타나지 않았다 외부케이스의 파손은 반복된 작동으로 인한 진동으로 케이스와.

지그 간 고정부의 볼트가 조금씩 풀리면서 파손이 발생한 것으로 추정된다.

가 기존품 및 개선품 접점부 비교가 기존품 및 개선품 접점부 비교가 기존품 및 개선품 접점부 비교가 기존품 및 개선품 접점부 비교( )( )( )( )


기존품과 개선품의 접점부를 비교하여 보면 기존품에 비해 개선품의 접점부 마모부

위가 불규칙하지 않고 일정하게 나타나는 것을 알 수 있어 단자지지대 개선을 통,

해 작동시 접점부의 궤적이 안정된 것을 알 수 있었다 개선품의 접점부는 접점부.

외곽쪽으로 표면층이 밀려나는 형상을 하고 있으나 기존품의 경우는 요철이 불규,

칙하게 분포하며 나타나고 있음을 알 수 있어 접점의 수명을 저하시키는 요인이 될

것으로 사료된다.

- 56 -

그림 기존품 가속시험 시료 접점부그림 기존품 가속시험 시료 접점부그림 기존품 가속시험 시료 접점부그림 기존품 가속시험 시료 접점부[ 53][ 53][ 53][ 53]

나 기존품 및 개선품 스프링 수지부 관찰나 기존품 및 개선품 스프링 수지부 관찰나 기존품 및 개선품 스프링 수지부 관찰나 기존품 및 개선품 스프링 수지부 관찰( )( )( )( )


그림에서 보는 바와 같이 스프링부를 지지하는 내부 케이스의 수지부에서 마모 및,

변형이 발생된 것을 알 수 있었으며 작동된 시간이 길었던 시료일수록 이러한 변,

형은 더욱 심하였다.

이와 같이 스프링을 지지하는 수지부가 가 반복됨에 따라 스위칭방향으로On/Off

마모 및 변형되어 스위칭 시 의 구속력을 떨어뜨려 접점부의 정상적인 접촉을Ball

어렵게 하여 접점부에서 충분한 접촉이 이루어지지 못해 접촉저항이 높게 나타났던

것으로 추정되었다.

- 57 -

그림 기존품 및 개선품 가속시험 시료 스프링 수지부 비교그림 기존품 및 개선품 가속시험 시료 스프링 수지부 비교그림 기존품 및 개선품 가속시험 시료 스프링 수지부 비교그림 기존품 및 개선품 가속시험 시료 스프링 수지부 비교[ 55][ 55][ 55][ 55]

다 기존품 및 개선품 기타 사항다 기존품 및 개선품 기타 사항다 기존품 및 개선품 기타 사항다 기존품 및 개선품 기타 사항( )( )( )( )

그림 기존품 및 개선품 접점부 및 단자지지대 관찰그림 기존품 및 개선품 접점부 및 단자지지대 관찰그림 기존품 및 개선품 접점부 및 단자지지대 관찰그림 기존품 및 개선품 접점부 및 단자지지대 관찰[ 56][ 56][ 56][ 56]

- 58 -

기존품과 개선품 모두에서 접점부 주변에서는 상당량의 이물이 관찰되었다 이는.

반복적인 작동으로 인해 접점부가 마모되며 접점부의 도금층 혹은 접점재질이 떨어

져 나와 접점부 주변에 쌓인 것으로 추정된다 시소 타입을 적용한 스위치의 특성.

상 단자지지대에서도 마모가 상당히 발생하였으며 특히 기존품에서는 탄화흔적도,

다소 관찰되었다.


수명을 추정하기에 앞서 고장시간 사이클 의 적합한 분포를 찾기 위해( ) Average

값 값Goodness of Fit , Plotted Values Fit , The value of the Likelihood Function

값 등을 산출하여 각 순위를 매겨 전체 순위로써 가장 적합한 분포를 찾아내었다.

분석방법은 최우추정법 을 사용하였고 분포는 지(Maximum Likelihood Estimation) ,

수 와이블 그리고 대수정규 분포의 세 가지 중(Exponential), (Weibull), (Lognormal)

적합한 것을 찾았으며 수명을 추정하기 위해 사용한 소프트웨어는 상용, Weibull++

통계 소프트웨어이다.

표 기존품 분포 적합성표 기존품 분포 적합성표 기존품 분포 적합성표 기존품 분포 적합성[ 16][ 16][ 16][ 16]

표 개선품 분포 적합성표 개선품 분포 적합성표 개선품 분포 적합성표 개선품 분포 적합성[ 17][ 17][ 17][ 17]

분포 적합성을 분석한 결과 기존품과 개선품 모두 와이블 분포에 적합함, (Weibull)

을 알 수 있었다 따라서 기존품과 개선품의 고장시간 을 와이블차트에 도시. , (cycle)

하고 차이점을 분석하였으며 기존품과 개선품의 고장시간 에 대한 와이블차, (cycle)

트는 그림 과 같다57 .

- 59 -

그림 기존품 및 개선품 와이블 차트그림 기존품 및 개선품 와이블 차트그림 기존품 및 개선품 와이블 차트그림 기존품 및 개선품 와이블 차트[ 57] (Confidence level 95%)[ 57] (Confidence level 95%)[ 57] (Confidence level 95%)[ 57] (Confidence level 95%)

표 기존품 및 개선품 수명 비교표 기존품 및 개선품 수명 비교표 기존품 및 개선품 수명 비교표 기존품 및 개선품 수명 비교[ 18][ 18][ 18][ 18]

- 60 -

표 에 기존품 및 개선품의 추정된 수명을 비교하였다 수요기업에서 요구하는 내18 .

구시험 수준은 상 회로 되어 있으며 이는 회 일의 사용조건으로 할Spec 20,000 , 5 /

때 년의 수명에 해당한다 본 가속수명시험에서는 초기 시험시료수 산출시10.9 . 10

회 일의 악조건을 적용하였으므로 수명 비교에서도 이 기준을 적용한다면 기존품/ ,

의 B1O 수명은 약 년 개선품의2.7 B10 수명은 약 년인 것으로 분석되었다 이10.4 .

수치는 가속계수 가 감안되지 않은 것이므로 실제(AF) B10 수명은 가속계수에 비례

하여 더 높아질 것이다 그러나 초기 산출된 가속계수는 여러 팩터들이 가정된 상.

태에서 출발한 것이므로 필드 데이터와의 비교 분석을 통해 보정되어야 실질적인

값에 가까워지게 된다 하지만 필드데이터에 대한 정보가 충분하지 못하여 필드데.

이터로부터 실질적인 가속계수를 추정해내는 데에는 어려움이 있어 실질적인 가속

계수 산출과 수명추정에는 어려움이 있었다.

또한 가속시험을 통한 고장시료의 상태 관찰 결과를 볼 때 온 습도에 의한 가속은, ,

초기 시험계획 시 예상했던 만큼 큰 비중을 차지하지는 않는 것으로 여겨지며 따,

라서 활성화에너지 의 수준도 추정치보다 더 낮을 것으로 사료된(Activation Energy)

다 활성화에너지의 수준이 떨어지면 가속계수 도 그만큼 저하되므로 실질적인. (AF)

가속 수준이 초기 예상하였던 보다 훨씬 더 낮아지게 된다13.98 .

다만 위의 수명 추정 결과로부터 평균수명은 기존품과 개선품에서 차이가 없으나, ,

B10 수명은 개선품이 기존품에 비하여 약 배 가까이 향상된 것을 알 수 있으며4 ,

가속수준까지 감안한다면 개선품의 B10 수명은 최소 년 이상이 될 것으로 추정되10

어 기존품에 비해 개선품의 수명이 목표하였던 수준(B10 수명 년 이상으로 향상10 )

되었음을 확인하였다.

결과결과결과결과(4)(4)(4)(4)

가속수명시험 결과 개선품은 기존품보다 접점 궤적이 안정화되어 마모부위가 일정

해졌고 접촉부위에서 발생하는 탄화현상도 저하되었다 또한 초기고장 발생시기, . ,

가 기존품에 비해 배 가량 늦취졌으며(cycle) 5 , B10 수명은 개선품이 기존품에 비하

여 약 배 가까이 향상되었다4 .

그러나 기존품과 개선품 모두 스프링부 수지의 변형 내부 케이스의 마찰로 인한, ,

이물 발생 등 마이크로 스위치의 수명 저하 및 간헐고장의 요인이 될 가능성이 있

는 부분에 대해서는 추후 다양한 필드 데이터의 수집 및 분석과 함께 추가적인 보

완실험과 분석 및 개선이 필요할 것으로 사료된다.

- 61 -

표 기존품 및 개선품 가속시험 결과표 기존품 및 개선품 가속시험 결과표 기존품 및 개선품 가속시험 결과표 기존품 및 개선품 가속시험 결과[ 19][ 19][ 19][ 19]

나 개선품과 경쟁사품 가속수명시험 결과나 개선품과 경쟁사품 가속수명시험 결과나 개선품과 경쟁사품 가속수명시험 결과나 개선품과 경쟁사품 가속수명시험 결과....

덕일산업 사 시트 스위치 개선품과 선진사 오므론사 마이크로 스위치 타입을 적(A ) ( )

용한 국내 경쟁사 제품 사 에 대해 가속수명시험을 실시하였다 선진 외산품과의(B ) .

비교 시험을 검토하였었으나 선진사의 시트 스위치 단품 시료를 입수하는 데에 어,

려움이 있었고 특히 수요업체에서 덕일산업의 마이크로 스위치와 구조가 다른 판,

스프링 타입 오므론사 적용 타입 의 국내경쟁사 제품과의 비교 시험을 요청하여 이( )

로 대체하였다 비록 국내 경쟁사 제품이 선진 외산품과 판스프링 타입으로 같은.

방식의 제품이기는 하나 선뢰성면에서는 외산품이 우월할 것으로 추정되므로 덕일

산업 개선품과 국내 경쟁사 제품의 가속시험을 통한 수명 차이를 선진사 제품에 그

대로 반영하는데는 무리가 있을 것으로 사료되며 다만 본 분석을 통해 덕일산업에,

서 적용한 시소 타입 마이크로 스위치와 외산 및 경쟁사 제품에서 적용하는 판스프

링 타입 마이크로 스위치 상호간의 고장모드와 구조적 장 단점을 비교 분석하고자,

한다.

시혐조건은 전과 동일하며 사의 시료수는 각 별로 씩의 마이크로 스위치A Ass'y 3EA

를 시험하게 되므로 장착된 의 기존품 및 개선품 에 대해서 각 의 마2EA Ass'y 6EA

이크로 스위치에 대해 시험하였고 사의 경우는 마이크로 스위치를 각 씩 시, B 1EA

험할 수 있는 단품을 시험하였다 시간은 로8EA . On/Off 0.6Sec On/10.2Sec Off

하였고 목표 사이클수는 최대 회로 세팅하고 고장시까지 시험을 실시하였, 100,000

다.

덕일산업의 마이크로 스위치는 그림 에서 보는 바와 같이 시소 타입 슬라이드58 , (

타입 의 스위치로 내부의 을 미끄러트려 접점부를 하는 방식이다) Ball ON/OFF .

- 62 -

국내 경쟁사 제품에서 적용하는 판스프링 타입 푸쉬 타입 스위치는 판스프링의 복( )

귀력을 이용하여 하는 방식의 스위치로 선진 외산 제품 오므론사 일본 에ON/OFF ( , )

서 적용하고 있는 타입과 동일한 타입의 스위치이다.

그림 덕일산업 및 국내 경쟁사 제품 시료그림 덕일산업 및 국내 경쟁사 제품 시료그림 덕일산업 및 국내 경쟁사 제품 시료그림 덕일산업 및 국내 경쟁사 제품 시료[ 58][ 58][ 58][ 58]


개선품과 국내 경쟁사 제품에 대한 가속시험을 수행하여 다음과 같은 결과를 얻었

다.


- 63 -

개선품의 경우 이상에서부터 고장이 발생하기 시작하였으며 수명의30,000cycle ,

산포도 적게 나타났다 국내 경쟁사제품은 이전부터 고장이 발생하기. 10,000cycle

시작하였고 전반적으로 덕일산업의 제품보다 낮은 수명을 보였다 은, . B3-1, B6-1

시험 시료수를 좀 더 확보하기 위하여 여분의 시료를 재장착하여 시험한 것이다.


국내 경쟁사 시료의 경우 작동력은 시험 후 큰 차이가 없거나 줄어드는 양상을 보

였으며 이는 마이크로 스위치 내부 판스프링에서의 등으로 복원력이 저하되crack

어 나타났던 것으로 관찰되었다 덕일산업 개선품의 경우는 작동력이 시험 후 다소.

증가하는 양상을 보였다 접촉저항은 기존품과 개선품 모두 시험 후 접점부 마모.

등으로 증가하는 양상을 보였다.


- 64 -

표 경쟁사 제품 가속시험 결과표 경쟁사 제품 가속시험 결과표 경쟁사 제품 가속시험 결과표 경쟁사 제품 가속시험 결과[ 22][ 22][ 22][ 22]

기존품과 개선품의 내외관 관찰에서는 외부케이스 파손 및 변형 외에 특이사항은

나타나지 않았다 외부케이스의 파손은 덕일산업 시료의 경우 반복된 작동으로 인. ,

한 진동으로 경쟁사 제품의 경우 지그의 작동 스트로크의 오차로 인해 발생한 것,

으로 추정된다.


- 65 -

그림 국내 경쟁사 제품 가속시험 고정 시료그림 국내 경쟁사 제품 가속시험 고정 시료그림 국내 경쟁사 제품 가속시험 고정 시료그림 국내 경쟁사 제품 가속시험 고정 시료[ 60][ 60][ 60][ 60]

가 사 개선품 접점부 관찰가 사 개선품 접점부 관찰가 사 개선품 접점부 관찰가 사 개선품 접점부 관찰( ) A( ) A( ) A( ) A

사 개선품의 가속시험 시료의 접점부를 관찰한 결과는 다음 그림과 같다 측면관A .

찰 사진에서도 확인할 수 있듯이 반복되는 작동으로 인해 접점부에서의 마모가 상

당히 진행되어 있으며 시소 타입의 특성상 마모면이 경사를 이루고 있다, .

- 66 -


접점부를 확대 관찰한 결과 마모가 진행된 외에도 접촉되었던 면의 요철로 인해,

접촉저항이 증가하였던 것으로 사료된다.

- 67 -

접점부 면 전체가 거칠어지면서 접점부 외곽은 내부보다 다소 솟아 형태로Crown

되어 있다 접점부의 솟아있는 외곽부는 등 도금층과 로 나타났다. Ni, Ag Cu .

그림 사 개선품 고장시료 접점부 분석그림 사 개선품 고장시료 접점부 분석그림 사 개선품 고장시료 접점부 분석그림 사 개선품 고장시료 접점부 분석[ 62] A SEM-EDX[ 62] A SEM-EDX[ 62] A SEM-EDX[ 62] A SEM-EDX

나 사 개선품 내부이물 관찰나 사 개선품 내부이물 관찰나 사 개선품 내부이물 관찰나 사 개선품 내부이물 관찰( ) A( ) A( ) A( ) A

가속시험을 마치고 난 사 개선품의 마이크로 스위치 내부에서 여러 이물들이 관찰A

되었다 접점부 주위에서는 진회색의 이물 이 단자 지지부 주위에서는 적갈색의. (a) ,

이물 이 다량 관찰되었으며 백색의 이물 도 케이스 내부 접지부 등에서 상당량(c) , (b)

관찰되었다.

백색 이물이 관찰된 부위의 상단에 있던 내부 슬라이딩 케이스에서 마모가 관찰되

었으며 상단 케이스와 내부 이물의 분석 결과 과 같은 성분들이 함께, EDX C, Sb

나타나고 있어 내부의 백색이물은 내부 슬라이딩 케이스가 반복된 작동으로 마모되

면서 발생한 것으로 추정된다 이러한 이물이 접점부 및 접지부로 유입되면 스위치.

작동이 원활하지 못할 우려가 있을 것으로 사료된다.

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그림 사 개선품 고장시료 부위별 대부 이물그림 사 개선품 고장시료 부위별 대부 이물그림 사 개선품 고장시료 부위별 대부 이물그림 사 개선품 고장시료 부위별 대부 이물[ 63] A[ 63] A[ 63] A[ 63] A

그림 사 개선품 고장시료 접지부 이물 분석그림 사 개선품 고장시료 접지부 이물 분석그림 사 개선품 고장시료 접지부 이물 분석그림 사 개선품 고장시료 접지부 이물 분석[ 64] A EDX (A6)[ 64] A EDX (A6)[ 64] A EDX (A6)[ 64] A EDX (A6)

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그림 사 개선품 고장시료 접점부 이물 분석그림 사 개선품 고장시료 접점부 이물 분석그림 사 개선품 고장시료 접점부 이물 분석그림 사 개선품 고장시료 접점부 이물 분석[ 65] A EDX (A6)[ 65] A EDX (A6)[ 65] A EDX (A6)[ 65] A EDX (A6)

접점부 주위에서 관찰된 진회색의 이물은 등으로 나타나 접점부의 표면Ni, Ag, Cu

도금층 및 내부 에서 작동시 떨어져 나온 것으로 사료된다 또한 지지대 주위에서( ) .

관찰된 적갈색의 이물은 케이스 마모로 인한 이물 과 지지대의 마모로 인한(C, Sb)

이물 로 추정되었다(Cu) .

그림 사 개선품 고장시료 단자지지대부 이물 분석그림 사 개선품 고장시료 단자지지대부 이물 분석그림 사 개선품 고장시료 단자지지대부 이물 분석그림 사 개선품 고장시료 단자지지대부 이물 분석[ 66] A EDX (A6)[ 66] A EDX (A6)[ 66] A EDX (A6)[ 66] A EDX (A6)

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다 사 개선품 스프링부 케이스 마모 및 변형다 사 개선품 스프링부 케이스 마모 및 변형다 사 개선품 스프링부 케이스 마모 및 변형다 사 개선품 스프링부 케이스 마모 및 변형( ) A( ) A( ) A( ) A

스프링을 지지하는 수지부가 가 반복됨에 따라 스위칭 방향으로 마모 및 변On/Off

형되어 스위칭 시 의 구속력을 떨어뜨려 접점부의 정상적인 접촉을 어렵게 하Ball

여 접촉저항이 높게 나타났던 것으로 추정되었다.


라 사 접점부 관찰라 사 접점부 관찰라 사 접점부 관찰라 사 접점부 관찰( ) B( ) B( ) B( ) B

그림 사 고장시료 접점부 형상그림 사 고장시료 접점부 형상그림 사 고장시료 접점부 형상그림 사 고장시료 접점부 형상[ 68] B (B5, 25566cycle)[ 68] B (B5, 25566cycle)[ 68] B (B5, 25566cycle)[ 68] B (B5, 25566cycle)

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그림 사 기속시험 고장 시료 접점부 사진그림 사 기속시험 고장 시료 접점부 사진그림 사 기속시험 고장 시료 접점부 사진그림 사 기속시험 고장 시료 접점부 사진[ 69] B[ 69] B[ 69] B[ 69] B

- 72 -

사 가속시험 시료의 접점부 관찰 결과 접점부에서의 마모가 상당히 진행 되었으B ,

며 한쪽 접점은 패이고 다른 측은 솟아 오른 형상을 하고 있었다 긴 시간 작동된.

시료의 접점부일수록 마모부위가 넓었으며 면의 요철로 인해 접촉 저항이 증가되었

던 것으로 사료된다.

마 사 판스프링부 관찰마 사 판스프링부 관찰마 사 판스프링부 관찰마 사 판스프링부 관찰( ) B( ) B( ) B( ) B

사 시료의 경우 고장품 판스프링부에서 이나 부러짐이 발생하여 취약부인B Crack

것으로 나타났다 아래 그림은 판스프링부의 및 부러짐이 발생한 시료의 사. Crack

진이다 판스프링에서 발생하는 은 판스프링의 복귀력을 저하시켜 작동력을. Crack

떨어뜨리며 이 진전되면 복귀력을 상실하면서 의 원인이 되는 것으로 나Crack Short

타났다.

그림 사 고장시료 판스프링부 관찰그림 사 고장시료 판스프링부 관찰그림 사 고장시료 판스프링부 관찰그림 사 고장시료 판스프링부 관찰[ 70] B[ 70] B[ 70] B[ 70] B

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그림 사 고장시료 복귀력 저하그림 사 고장시료 복귀력 저하그림 사 고장시료 복귀력 저하그림 사 고장시료 복귀력 저하[ 71] B[ 71] B[ 71] B[ 71] B


수명을 추정하기에 앞서 고장시간 사이클 의 적합한 분포를 찾기 위해( ) Average

값 값Goodness of Fit , Plotted Values Fit , The value of the Likelihood Function

값 등을 산출하여 각 순위를 매겨 전체 순위로써 가장 적합한 분포를 찾아내었다.

분석방법은 최우추정법 을 사용하였고 분포는 지(Maximum Likelihood Estimation) ,

수 와이블 그리고 대수정규 분포의 세 가지 중(Exponential), (Weibull), (Lognormal)

적합한 것을 찾았으며 수명을 추정하기 위해 사용한 소프트웨어는 상용, Weibull++

통계 소프트웨어이다.

표 개선품 사 분포 적합성표 개선품 사 분포 적합성표 개선품 사 분포 적합성표 개선품 사 분포 적합성[ 23] (A )[ 23] (A )[ 23] (A )[ 23] (A )

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표 경쟁사 제품 사 분포 적합성표 경쟁사 제품 사 분포 적합성표 경쟁사 제품 사 분포 적합성표 경쟁사 제품 사 분포 적합성[ 24] (B )[ 24] (B )[ 24] (B )[ 24] (B )

분포 적합성을 분석한 결과 사와 사 시료 모두 와이블 분포에 적합함, A B (Weibull)

을 알 수 있었다 사 개선품과 사 시료의 고장시간 에 대한 와이블차트는. A B (cycle)

아래 그림과 같다.

그림 사 및 사의 와이블 차트그림 사 및 사의 와이블 차트그림 사 및 사의 와이블 차트그림 사 및 사의 와이블 차트[ 72] A B (Confidence level 95%)[ 72] A B (Confidence level 95%)[ 72] A B (Confidence level 95%)[ 72] A B (Confidence level 95%)

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표 사 및 사 스위치 수명 비교표 사 및 사 스위치 수명 비교표 사 및 사 스위치 수명 비교표 사 및 사 스위치 수명 비교[ 25] A B[ 25] A B[ 25] A B[ 25] A B

표에 기존품 및 개선품의 추정된 수명을 비교하였다 본 가속수명시험에서는 초기.

시험시료수 산출 시 회 일의 악조건을 적용하였으므로 수명 비교에서도 이 기준10 / ,

을 적용한다면 개선품 사 의(A ) B1O 수명은 약 년 국내 경쟁사 사 의10.4 , (B ) B10 수명

은 약 년인 것으로 분석되었다3 .

위의 수명 추정 결과로부터 평균수명은 덕일산업의 개선품이 배 이상2 , B10 수명은

약 배 이상 우월함을 알 수 있으나 구조적인 차이로 나타나는 장 단점은 상호3 , ,

검토하여 앞으로 보완하여 나가야 할 것으로 사료된다.

결과결과결과결과(4)(4)(4)(4)

가속수명시험 결과 사보다 사가 긴 수명을 가진 것으로 나타났으며 사는 케이B A , A

스부 마모와 스프링 사출부에 대한 보강이 사는 스위칭 부 케이스 사출 및, B Rod

판스프링에 대한 보완이 필요한 것으로 각각 나타났다.

추후 다양한 필드 데이터의 수집 및 분석을 통한 추가적인 보완실험과 분석이 필,

요할 것으로 사료된다.

표 사와 사 가속시험 결과표 사와 사 가속시험 결과표 사와 사 가속시험 결과표 사와 사 가속시험 결과[ 26] A B[ 26] A B[ 26] A B[ 26] A B

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제 절 환경시험제 절 환경시험제 절 환경시험제 절 환경시험4444

덕일산업의 기존품 개선품 및 경쟁사품에 대해 환경시험을 실시하였다 수행한 환, .

경시험은 고온방치시험 저온방치시험 열충격시험 복합진동시험 등이며 참고한 규, , ,

격은 자동차용 스위치류의 시험 방법 통칙 현대 기아KS R 1064( ), ES 93500-00( ․

자동차 기술표준 자동차용 일반 스위치 이다, ) .

표 환경시험 항목 및 시험조건표 환경시험 항목 및 시험조건표 환경시험 항목 및 시험조건표 환경시험 항목 및 시험조건[ 27][ 27][ 27][ 27]

고온방치시험고온방치시험고온방치시험고온방치시험1.1.1.1.

덕일산업 기존품 개선품 및 경쟁사품에 대하여 고온방치시험을 수행하였다 시험, .

시료는 덕일산업 기존품 개선품 경쟁사품 에 대해 실시하였고 시험5ea, 5ea, 5ea ,

조건은 시간 방치 조건으로 하였다 다음 그림은 시험 프로파일이다80 96 . .

시험 전후의 접촉저항 작동력 등을 측정한 결과 특이사항은 나타나지 않았다 그, .

외 솔더링부나 수지부의 이상 부식 등의 외관 검사에서도 특이사항은 나타나지 않,

았다.

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그림 고온방치시험 온도 프로파일그림 고온방치시험 온도 프로파일그림 고온방치시험 온도 프로파일그림 고온방치시험 온도 프로파일[ 74][ 74][ 74][ 74]

그림 고온방치시험 시료 및 시험장치그림 고온방치시험 시료 및 시험장치그림 고온방치시험 시료 및 시험장치그림 고온방치시험 시료 및 시험장치[ 75][ 75][ 75][ 75]

표 고온방치시험 후 점검 항목표 고온방치시험 후 점검 항목표 고온방치시험 후 점검 항목표 고온방치시험 후 점검 항목[ 28][ 28][ 28][ 28]

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표 고온방치시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 고온방치시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 고온방치시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 고온방치시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치[ 29][ 29][ 29][ 29]

- 79 -

저온방치시험저온방치시험저온방치시험저온방치시험2.2.2.2.

덕일산업 기존품 개선품 및 경쟁사품에 대하여 저온방치시험을 수행하였다 시험, .

시료는 덕일산업 기존품 개선품 경쟁사품 에 대해 실시하였고 시험3ea, 3ea, 3ea ,

조건은 시간 방치 조건으로 초기 계획한 보다 좀 더 가혹한 조건에-40 96 -30

서 실시하였다 다음 그림은 시험 프로파일이다. .

그림 저온방치시험 온도 프로파일그림 저온방치시험 온도 프로파일그림 저온방치시험 온도 프로파일그림 저온방치시험 온도 프로파일[ 76][ 76][ 76][ 76]

그림 저온방치시험 시료 및 시험장치그림 저온방치시험 시료 및 시험장치그림 저온방치시험 시료 및 시험장치그림 저온방치시험 시료 및 시험장치[ 77][ 77][ 77][ 77]

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표 저온방치시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 저온방치시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 저온방치시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 저온방치시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치[ 30][ 30][ 30][ 30]

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표 저온방치시험 후 점검 헝목표 저온방치시험 후 점검 헝목표 저온방치시험 후 점검 헝목표 저온방치시험 후 점검 헝목[ 31][ 31][ 31][ 31]

저온방지시험에서도 시험전 후 접촉저항 작동력 등의 측정 결과 특이사항은 나타, ,

나지 않았으며 내 외관검사에서도 특이사항은 관찰되지 않았다, , .

열충격시험열충격시험열충격시험열충격시험3.3.3.3.

열충격시험을 덕일산업 기존품 개선품 및 경쟁사품에 대하여 수행하였다 시험시료, .

는 덕일산업 기존품 개선품 경쟁사품 에 대해 실시하였고 시험조건3ea, 3ea, 3ea ,

은 시간 방치 시간 방치를 반복하였다 다음 그림은 시험80 1 , -20 1 3cycle .

프로파일이다.

그림 열충격시험 조건그림 열충격시험 조건그림 열충격시험 조건그림 열충격시험 조건[ 78][ 78][ 78][ 78]

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그림 열충격시험 시료 및 시험장치그림 열충격시험 시료 및 시험장치그림 열충격시험 시료 및 시험장치그림 열충격시험 시료 및 시험장치[ 79][ 79][ 79][ 79]

표 열충격시험 후 점검 항목표 열충격시험 후 점검 항목표 열충격시험 후 점검 항목표 열충격시험 후 점검 항목[ 32][ 32][ 32][ 32]

열충격시험을 실시한 결과에서도 시험 전 후 접촉저항 작동력 등에서 이상 없었, ,

고 그 외 솔더링부 수지부 부식 등에 대한 검사에서도 특이사항은 나타나지 않았, , ,

다.

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표 열충격시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 열충격시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 열충격시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 열충격시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치[ 33][ 33][ 33][ 33]

- 84 -

복합진동시험복합진동시험복합진동시험복합진동시험4.4.4.4.

복합진동시험을 덕일산업 개선품 및 경쟁사품 에 대하여 각 씩 시료를 준(A) (B) 1ea

비하여 수행하였다 시험 조건은 다음과 같다. .

주파수 회 분- : 10 - 50 Hz (600-3000 / )

기속도- : 0.2G - 5G

주기 분주기 진폭- : 5 ( 1mm)

온도조건- : -40 - 80

시험시간 시간- : 4

그림 복합진동시험 조건그림 복합진동시험 조건그림 복합진동시험 조건그림 복합진동시험 조건[ 80][ 80][ 80][ 80]

- 85 -

그림 복합진동시험 시료 및 시험장치그림 복합진동시험 시료 및 시험장치그림 복합진동시험 시료 및 시험장치그림 복합진동시험 시료 및 시험장치[ 81][ 81][ 81][ 81]

표 복합진동시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 복합진동시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 복합진동시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치표 복합진동시험 전후 작동력 및 접촉저항 측정치[ 34][ 34][ 34][ 34]

표 복합진동 시험 후 점검 항목표 복합진동 시험 후 점검 항목표 복합진동 시험 후 점검 항목표 복합진동 시험 후 점검 항목[ 35][ 35][ 35][ 35]

덕일산업 개선품과 경쟁사품에 대해 복합진동시험 전 후 작동력과 접촉저항을 측,

정하였으나 특이사항은 나타나지 않았다.

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그 외 단락 솔더링부 터미널부 스프링부 등에 대한 점검에서도 이상이 없었다, , , .

그림 복합진동시험시료 내외관 관찰그림 복합진동시험시료 내외관 관찰그림 복합진동시험시료 내외관 관찰그림 복합진동시험시료 내외관 관찰[ 82][ 82][ 82][ 82]

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제 장 결 론제 장 결 론제 장 결 론제 장 결 론4444

파워 시트 스위치의 소손 고장에 대한 원인분석과 가속수명시험을 통해 다음과 같

은 결론을 얻었다.

시트 스위치 소손 고장은 스위치 내부로의 습기 혹은 수분의 침투와 모터 측에1.

서의 열화나 기타 원인으로 인한 과부하가 동시에 작용하면서 발생한 간헐고장으로

나타났으며 습기와 과전류 유입에 대해 제시된 대책을 참고하여 개선품을 제작하,

였다.

덕일산업의 기존품 및 개선품에 대한 가속수명시험 결과 개선품은 기존품보다2.

접점 궤적이 안정화되어 마모부위가 일정해졌고 접촉부위에서 발생하는 탄화현상,

도 저하된 것으로 나타났다 또한 초기고장 발생시기 가 기존품에 비해 배. , (cycle) 5

가량 늦춰졌으며, B10 수영은 기존품에 비하여 약 배 가까이 향상되어 년으로4 10.4

추정되었다.

덕일산업의 개선품 및 경쟁사품에 대한 가속수명시험 결과 경쟁사보다 덕일의3.

개선품이 배 가량 긴3 B1O 수명을 가진 것으로 나타났으며 덕일산업은 케이스부,

마모와 스프링 사출부에 대한 보강이 경쟁사는 스위칭 부 케이스 사출 및 판, Rod

스프링에 대한 보완이 필요한 것으로 각각 나타났다.

덕일산업의 기존품 개선품 및 경쟁사품에 대해 실시한 환경시험에서는 특이사4. ,

항은 나타나지 않았다.

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기존품과 개선품 모두 스프링부 수지의 변형 내부 케이스의 마찰로 인한 이물 발,

생 등 마이크로 스위치의 수명 저하 및 간혈고장의 요인이 될 가능성이 있는 부분

에 대해서는 추후 다양한 필드 데이터의 수집 및 분석과 함께 추가적인 보완실험과

분석 및 개선이 필요할 것으로 사료된다.

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참고문헌참고문헌참고문헌참고문헌

[1] B.Reich and E.B. Hakim, "Environmental Factors Governing Field Reliability

of Plastic Transistor and Integrated Gircuits, "IEEE IRPS, pp. 82-87, 1972

[2] Pecht, M., Shukla, A., Kelkar, N, and Pecht, J., "Criteria for the

assessment of reliability Models", IEEE CPMT, Vol. 20, No. 3, pp. 229-233,

1997.

[3] Zhang, Y., et al., "Trends in Component Reliabilitv and Testing,"

Semiconductor International, September, 1999.

[4] Ryu, D., Chang, S., "Novel concepts for reliability technology",

Microelectronics reliability, Vol. 45, No. 3/4, pp. 611-622, 2005

자동차용 스위치류의 시험 방법 통칙[5] , KS R 1064

현대 기아 자동차 기술표준 자동차용 일반 스위치[6] , , Engineering Standard, ES․

93500-00.

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주 의

이 보고서는 지식경제부에서 시행한 부품 소재신뢰성기반기술확산사업의1. ·

최종보고서이다.

이 신뢰성기반기술확산사업 내용을 대외적으로 발표할 때에는 반드시 지식2.

경제부에서 시행한 부품소재신뢰성기반기술확산사업의 지원결과임을 밝혀야 한

다.

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Documents

자동차용 전장품 고장에 대한 근본원인분석 ( ) …itfind.or.kr/Report02/201112/KIAT-0891.pdf부품 소재신뢰성기반기확산사업 보고서 초록ㆍㆍㆍㆍ