단일보드컴퓨터 구조해석을 통한 집적회로 균열현상의 구조적 개선 = Structural Improvement for Crack of Integrated Circuit in Single Board Computer by Structure Analysis

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, we aim to derive a solution from the structural analysis for electrical failure of single board computers for computing navigation information. By analyzing the characteristic factor, we identify that crack occur on the central processing unit board due to a certain structural problem, and that the physical effect by the crack make communication function be impossible to perform, which it causes booting error. In order to find the location of excessive stress causing the crack, structural analysis for the single board computer is done. From the structural analysis, the areas where stress concentration occurs are identified, and improvement methods changing the structures are developed. As a result, we shows that stresses are reduced entirely on the stress distribution for the improved structure. In addition, heat analysis shows that changing the structure to reduce stresses is not affect to the heat radiation, and the thermal resistance of the actual equipment is verified by measuring the temperature of the heat sink applied with the improved structure.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 항법정보 산출용 컴퓨터에 탑재되는 단일보드컴퓨터를 대상으로 야전 운용간 발생한 전기적 고장현상에 대하여 구조해석 관점에서 해소방안을 도출하고자 하였다. 특성요인도 분석을 통해 단일보드컴퓨터의 구조적인 문제로 중앙처리장치 기판에 크랙이 발생한 것을 확인할 수 있었고, 크랙발생 부위에 가해진 물리적인 영향으로 인해 통신기능 수행이 불가해지면서 동시에 부팅이 불가한 현상이 나타난 것으로 확인되었다. 이에 대하여 크랙현상을 유발시키는 과도응력의 위치를 찾고자 구조해석을 수행하였다. 구조해석을 통해 응력집중현상이 발생하는 부위를 확인할 수 있었고, 이를 해소시키기 위해 과도응력의 원인이 되는 부품과 구조물을 변경하는 개선방안을 수립하였다. 개선방안에 대한 검증은 구조해석을 통해 개선 전과 후의 구조물에 작용하는 응력분포를 비교하여 응력의 감소정도를 보였다. 추가적으로, 열 해석을 통해 부품 및 구조물 변경으로 인한 방열기능 유지여부를 확인하였고, 개선방안을 적용한 실 장비의 방열판 온도를 측정함으로써 실제 장비의 방열 영향성을 확인하였다.

참고문헌 (Reference)

1 최인호, "항공전자장비의 구조해석 및 설계에 대한 연구" 한국산학기술학회 13 (13): 2015-2022, 2012

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