KR101195016B1 - 면상 발열체의 신뢰성 평가 방법 - Google Patents

면상 발열체의 신뢰성 평가 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 면상 발열체에 대하여 분석된 고장 메카니즘에 기초한 투 레벨 품질 기능 전개(Two Level Quality Function Deployment)에 따라 가속 수명 시험에 대한 가속 조건을 디자인하여 다수의 샘플들에 대한 정량 분석을 실시하고 정량 분석 결과에 따른 가속 모델을 수립하는 면상 발열체의 신뢰성 평가 방법을 개시하며, 상기 면상 발열체의 신뢰성 평가 방법은 상한과 하한을 갖는 면상 발열체의 온도 범위와 측정 간격을 설정하여 테스트 기준을 정하는 단계; 가속 전압이 인가된 상기 면상 발열체의 저항을 미리 설정된 측정 간격으로 측정하며 가속 수명 시험을 수행하는 단계; 상기 가속 수명 시험 중 시간 변화에 따른 상기 저항 변화를 그래프로 작성하는 단계; 및 상기 가속 수명 시험 중 저항의 이상으로 고장이 발생하는 상기 면상 발열체의 시료의 고장 시간을 기록하는 단계;를 포함함을 특징으로 한다.

Description

면상 발열체의 신뢰성 평가 방법{Reliability assessment method for flexible warming element}
본 발명은 면상 발열체의 신뢰성 평가 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 면상 발열체에 대하여 분석된 고장 메카니즘에 기초한 투 레벨 품질 기능 전개(Two Level Quality Function Deployment)에 따라 가속 수명 시험에 대한 가속 조건을 디자인하여 다수의 샘플들에 대한 정량 분석을 실시하고 정량 분석 결과에 따라 시험 시간을 단축할 수 있는 가속 모델을 수립하는 면상 발열체의 신뢰성 평가 방법에 관한 것이다.
면상 발열체는 전기 저항을 갖는 물질을 매개로 하여 전기 에너지를 열 에너지로 변환시켜주는 기능을 갖는 매트 형태의 경제적인 소재로서 가정용, 업소용, 산업용, 농업용 등 광범위하게 사용되고 있고 향후 난방 분야에서 기존의 배관식 난방을 대체할 필수 소재 부품이다.
도 1을 참조하면 면상 발열체는 상하의 절연코팅 사이에 전극을 갖는 탄소발열체와 폴리에틸렌이 적층된 구조를 가지며, 전극에 연결된 터미널이 인입선과 연결되는 구조를 갖는다.
면상 발열체는 형태 별로 구분하면 도 2의 전면 코팅형과 도 3의 부분 코팅형 및 도 4의 열선형으로 구분될 수 있다.
면상 발열체는 정 온도 계수(Positive Temperature Coefficient, PTC) 특성을 가지며, 정 온도 계수란 도 5와 같이 전압 증가에 따라 소비 전력이 증가해서 온도가 증가하고 온도의 증가는 저항을 증가시켜서 전류 밀도를 감소시키는 현상이다.
상술한 바와 같은 정 온도 계수 특성을 갖는 면상 발열체는 통상적으로 제품 인증을 위한 규격이 엄격하게 적용되어야 하나, 통상 건축 난방용으로 사용되는 면상발열체의 요구 수명은 10년이며 이러한 실사용 조건에서의 수명 보증 시험을 위해서는 많은 시간이 요구되어 실제 이러한 시험을 통과한 뒤 시장에 진출하는 것은 제품의 시장에서의 라이프 타임(Life time)을 고려할 때 적절하지 않다.
그러나, 현재 면상 발열체에 대한 신뢰성 수명 시험 방법이 마땅히 제시되지 않은 실정이다.
그러므로 면상 발열체를 대상으로 한 유효한 신뢰성 평가 방법의 제시가 필요한 실정이다.
본 발명의 목적은 면상 발열체의 고장 메카니즘을 분석에 기초한 투 레벨 품질 기능 전개(Two Level Quality Function Deployment) 기법으로 선정한 가속 수명 시험으로써 정량 분석을 실시하여 수명에 대한 가속 모델을 설정하는 면상 발열체의 신뢰성 평가 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 다양한 레벨의 가속 전압을 이용하며 다수의 시료를 대상으로 가속 수명 시험을 수행하면서 정량 분석하고 그에 따른 수명에 대한 가속 모델을 설정하는 면상 발열체의 신뢰성 평가 방법을 제공함에 있다.
본 발명에 따른 면상 발열체의 신뢰성 평가 방법은 상한과 하한을 갖는 면상 발열체의 온도 범위와 측정 간격을 설정하여 테스트 기준을 정하는 단계; 가속 전압이 인가된 상기 면상 발열체의 저항을 미리 설정된 측정 간격으로 측정하며 가속 수명 시험을 수행하는 단계; 상기 가속 수명 시험 중 시간 변화에 따른 상기 저항 변화를 그래프로 작성하는 단계; 및 상기 가속 수명 시험 중 저항의 이상으로 고장이 발생하는 상기 면상 발열체의 시료의 고장 시간을 기록하는 단계;를 포함함을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 가속 수명 시험 결과 얻어지는 상기 고장 시간으로써 비신뢰성(Unreliability) 대 시간의 상관 관계를 나타내는 그래프를 더 작성할 수 있다.
그리고, 상기 면상 발열체의 수명은
Figure 112010081010410-pat00001
로 정의하여 가속 모델을 정의하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 a는 일반 상수이고, 상기 b는 재료 상수이며, L은 가속 조건에서의 수명이고, V는 가속 전압으로 정의될 수 있다.
그리고, 가속 계수(AF)를
Figure 112010081010410-pat00002
으로 정의하는 단계를 더 포함할 수 있으며, V는 가속 전압이고 V0는 정격 전압으로 정의될 수 있다.
그리고, 상기 가속 수명 시험에서 구한 형상 모수와 와이블 분포를 이용하고 발췌 검사 방식으로 목표 수명(B10)과 신뢰 수준(1-β)을 정하여 수명 보증 시간은
Figure 112010081010410-pat00003
로 계산됨이 바람직하다.
그리고, 상기 수명 보증 시간은 상기 가속 계수를 고려하여
Figure 112010081010410-pat00004
로 계산되며 B 10use 는 실사용 조건에서에서의 목표 수명으로 정의될 수 있다.
본 발명에 의하면 고장 메카니즘을 분석한 결과 수명 시험을 위한 전압 가속 시험을 대상으로 정량 분석 및 모델링하여 면상 발열체의 신뢰성을 검증할 수 있는 신뢰성 평가 조건이 제시됨으로써 면상 발열체의 수명에 대한 신뢰성을 예측할 수 있어서 면상 발열체의 신뢰성을 향상하는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 면상 발열체의 적층 구조를 나타내는 개략도이다.
도 2는 전면 코팅형 면상 발열체의 사진이다.
도 3은 부분 코팅형 면상 발열체의 사진이다.
도 4는 열선형 면상 발열체의 사진이다.
도 5는 면상 발열체의 정 온도 계수 특성을 설명하는 그래프이다.
도 6은 투 레벨 QFD의 1 단계 분석 테이블이다.
도 7은 투 레벨 QFD의 2 단계 분석 테이블이다.
도 8은 면상 발열체의 주기적인 온도 승하강을 설명하는 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따른 면상 발열체의 신뢰성 분석 방법의 바람직한 실시예를 나타내는 흐름도이다.
도 10은 면상 발열체의 저항 대 시간의 그래프이다.
도 11은 가속 시험 결과 수명 분포의 그래프이다.
도 12는 가속 모델에 따른 전압과 수명 간의 상관관계를 나타내는 그래프이다.
도 13은 전압가속 V/V0=2, 신뢰수준(1-β)=90％일 경우 예시적인 시간 데이터이다.
도 14는 전압가속 V/V0=3, 신뢰수준(1-β)=90％일 경우 예시적인 시간 데이터이다.
도 15는 전압가속 V/V0=2, 신뢰수준(1-β)=60％일 경우 예시적인 시간 데이터이다.
도 16은 전압가속 V/V0=3, 신뢰수준(1-β)=60％일 경우 예시적인 시간 데이터이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 면상 발열체의 신뢰성 평가 방법은 수명 시험을 위한 전압 가속 시험을 시험 항목으로 선정하여 평가가 이루어진다.
본 발명에 따른 면상 발열체의 신뢰성 평가는 고장 메카니즘 분석, 투 레벨 품질 기능 전개 기법(Two Level Quality Function Deployment, 이하 '투 레벨 QFD'라 함) 에 따른 설계, 실험 디자인, 정량적 분석, 가속 모델 분석의 순으로 이루어진다.
<고장 메카니즘 분석>
면상 발열체는 저온형과 고온형으로 분류하는데 저온형과 고온형으로 구분되는 두 종류의 면상 발열체는 서로 다른 고장 메카니즘을 보인다.
- 고온형(400℃ 이상) 면상 발열체의 주요 고장 메카니즘
1) 전기-열적 불안정성: 면상 발열체는 적정 사용 온도가 넘을 경우 저항이 증가하며 위치마다 저항 증가율이 다를 경우 국부적인 전류 밀도의 폭주로 이어져 과열점(Hot spot)이 발생하여 탄소계의 용융 및 탄화를 일으킨다.
2) p-n 접합부의 전위장벽의 붕괴: 면상 발열체는 전압에 대한 전도도의 비선형적 특성을 가지며 이러한 비선형적인 특성은 나노 단위의 탄소 결정과 그 사이의 불순물 사이의 결정 경계 지역의 존재에 기인한다. 이 결정 경계는 p-n 접합을 이루게 되며 온도 상승에 의해 여기된 전자는 전위장벽을 넘어 다른 쪽으로 폭주하고 전자양공쌍을 형성한다. 양공도 전자장벽을 넘어서 닫힌전자와 결합하여 장벽을 파괴하여 폭주를 가속화한다. 폭주에 의해 과열점이 발생한다.
3) 기계적 스트레스: 과도한 기계적 스트레스에 의한 찢어짐 등이 발생하나.
4) 외곽 부분의 전류 밀도 집중: 외곽 부분의 전류 밀도가 면상 발열체보다 높으므로 용융점이 발생한다.
5) 금원 현상 : 금원 현상이란 전극이 형성되었을 때 탄소 성분이 외부 습기에 의해 분해 되는 현상이며 아래 <반응식 1>에 의해 분해되며 시간의 경과에 따라 양극 부분의 탄소 증발에 의한 밀도 저하에 의한 발열 성능 저하가 발생한다.
[반응식 1]
Figure 112010081010410-pat00005
- 저온형(400℃ 이하) 면상 발열체의 주요 고장 메카니즘
탄소 성분은 400℃ 이하에서는 산화, 탄화 등이 거의 발생하지 않으며 탄소 페이스트가 도포되는 기반성분인 폴리에틸렌(PE)이 열화된다. 폴리에틸렌은 열화에 의해 늘어나거나 주름이 져서 탄소 성분의 밀도가 적어지며 이로 인해 전체적으로 저항이 증가하게 된다.
<투 레벨 QFD에 따른 설계>
본 발명에 따른 투 레벨 QFD는 도 6과 같이 1단계로써 요구 조건(Requirements) vs 불량 모드(Failure mode) 간 분석이 이루어질 수 있고, 도 7과 같이 2단계로써 불량 모드 vs 테스트 모드 간 분석이 이루어질 수 있다.
먼저, 도 6의 1단계 분석에 있어서 요구 조건 항목은 수행도(Performance), 요소 수명(Component Life), 온도(Temperature), 습도(Humidity)로 구분되고, 불량 모드 항목은 컨택 파괴(Destruction of contact), 부식(Corrosion), 박리(Delamination), 성능 저하(Degradation), 핀 홀(Pin Hole)로 구분된다.
도 6의 1단계 분석에 있어서 성능저하가 가장 높은 고장 요인으로 분석됨을 알 수 있다.
그리고, 도 7의 2단계 분석에서 1단계에 제시된 불량 모드 별로 내환경 시험과 수명 시험에 대한 분석을 수행한 결과를 확인할 수 있고, 내환경 시험은 내전압 시험, 절연 시험, 내습성 시험, 열충격 시험, 저온 보존 시험, 염수 분무 시험을 포함하며, 수명 시험은 전압 가속 시험을 수행한다.
도 7의 2단계 분석에 있어서 내습성 시험과 전압 가속 시험이 상위에 랭크되었으나 이 중 전압 가속 시험이 가장 높은 효과적인 항목으로 판단할 수 있다.
이에 본 발명에 따른 면상 발열체의 신뢰성 평가 방법은 전압 가속 시험으로 가속 모델링을 설정하는 방법을 제시하여 면상 발열체의 신뢰성을 향상하기 위한 방법을 도모하는 실시예를 개시한다.
<실험 디자인>
면상 발열체의 수명 시험을 위한 전압 가속 시험은 상온 및 상습 상태에서 가속 전압을 인가하여 온도 포화 상태로 시험하며 저항의 변화는 초기 성능의 15％ 이하로 평가 기준이 제시될 수 있다.
이때 가속 전압은 220V, 267V, 293V로 설정될 수 있으며, 면상 발열체의 상하면을 이루는 절연 코팅층에 온도 측정을 위한 접점이 형성됨이 바람직하다.
그리고, 가속 전압은 3분간의 온 상태와 4분간의 오프 상태를 반복하도록 설정될 수 있다. 그에 따라 면상 발열체는 도 8과 같이 온도의 승하강이 주기적으로 이루어질 수 있다.
테스트를 위한 시스템은 면상 발열체를 장착하는 구조물과 가속 전압 인가 및 그의 조절을 위한 파워 서플라이 및 컨트롤러를 포함할 수 있으며, 측정 상태의 디스플레이를 위한 모니터링 장치가 구성될 수 있다. 면상 발열체를 장착하는 구조물은 상온 및 상습의 환경을 제공할 수 있도록 구성됨이 바람직하다.
<정량적 분석>
본 발명은 상술한 실험 디자인에 따라 설정된 가속 조건에 따라 면상 발열체에 가속 전압이 인가되면서 사이클이 반복됨으로써 정량적 분석이 수행될 수 있다. 본 발명에 따른 정량적 분석은 도 9의 순서도와 도 10 및 도 11의 그래프를 참조하여 설명할 수 있다.
면상 발열체의 수명 시험을 위한 시스템은 면상 발열체의 수명 시험을 위한 상한 및 하한 온도가 설정되며 주기적으로 면상 발열체의 저항을 측정할 측정 시간 간격 △T를 설정한다(S10). 그리고 최초 고장 시간 T=0으로 설정한다.
그리고, 수명 테스트가 시작되면 면상 발열체의 저항을 측정하는 사이클마다 고장 시간 T는 △T 단위로 증가하며(S12) △T로 증가되는 고장 시간 별 면상 발열체의 저항 측정을 한다(S14).
상술한 단계에서 측정된 면상 발열체의 저항에 이상이 있으면(S16) 면상 발열체의 고장으로 판단하여 고장 시료 번호 및 고장 시간(T)를 기록하고 테스트를 종료한다.
상술한 단계에서 측정된 면상 발열체의 저항에 이상이 없으면(S16) 면상 발열체의 저항 대 시간의 그래프를 도 10과 같이 작성한다.
도 10을 참조하면 시간에 따른 저항 변화 추이를 각 시료 별로 확인할 수 있다.
도 10의 그래프를 작성한 후 면상 발열체의 온도를 측정하고(S20), 측정된 면상 발열체의 온도가 미리 설정된 범위 내에 존재하는지 판단한다.(S22)
면상 발열체의 온도가 미리 설정된 범위 내에 존재하면 전압을 미리 설정된 3분간 턴온하고(S24) 온도가 미리 설정된 범위를 벗어나면 미리 설정된 4분간 턴오프한다.(S26) 이때 전압은 미리 설정된 가속 전압이 적용됨이 바람직하다.
상술한 바와 같이 일정 시간 턴온(S24) 또는 일정 시간 턴오프(S26)가 종료되면 그 후 다시 고장 시간(T)을 미리 설정된 측정 시간 간격 △만큼 누적시키고(S12) 저항 측정(S14)을 하는 과정을 반복한다.
상술한 바와 같이 면상 발열체의 수명 테스트를 수행한 후 시간 대 비신뢰성 확률 그래프를 가속 시험 결과로 작성하면 그 분포는 <수학식 1>로 정의되는 와이블 분포(Weibull Distribution)를 따르는 것으로 판단될 수 있다.
Figure 112010081010410-pat00006
상기에서 f(t)는 수명분포함수이고, A는 상수, t는 고장시간, m은 형상모수, μ는 척도모수를 의미한다.
도 11과 같은 가속 시험 결과 수명 분포는 형상 모수(m)가 약 7인 와이블 분포를 따르는 것으로 판명되었다.
가속 시험은 전압 가속에 의해 가속 전압 220V, 262V 및 293V 세 수준에서 실행하였으며 환경 조건은 상온 및 상습을 유지하였다.
일반적인 경우 전압 가속의 경우 역승 모델을 적용하며 본 발명도 이 모델을 적용할 수 있다. 역승 모델에 따른 일반 식은 <수학식 2>와 같다.
Figure 112010081010410-pat00007
여기에서, a는 일반 상수이고, b는 재료 상수이며, L은 가속 조건에서의 수명이고, V는 가속 전압이다.
<수학식 2>에서 a와 b만 알면 원하는 전압에서의 수명이 계산될 수 있다.
<수학식 2>에 의한 가속 계수를 구하면 <수학식 3>과 같이 정리될 수 있다.
Figure 112010081010410-pat00008
여기에서, Vo는 정격 전압이고 V는 가속 전압을 의미한다.
가속 전압이 220V, 262V 및 293V인 세 수준의 가속 시험에서 재료 상수 b=2.2인 것으로 판명될 수 있다.
따라서, 최종적으로 수립된 면상 발열체의 가속 모델은 <수학식 4>와 같다.
Figure 112010081010410-pat00009
상술한 모델에 대응하는 전압과 수명 간의 상관관계는 도 12를 통하여 확인할 수 있다.
<수명 시험 시간 산출>
발췌검사 방식으로 목표 B 10 수명과 신뢰수준을 정한 뒤 가속 전압을 정하는 방식으로 하였다.
발췌검사 보증방식은 로트에서 n개의 시료를 취하여 총 시험시간 T동안 시험한 후 고장수가 c개 이하이면 인증하는 것으로 발췌시험 보증방식을 적용하기 위해서는 목표 B 10 수명, 신뢰수준 (1-β)(또는 신뢰수준 CL), 시료수(n), 총 시험시간(T), 합격판정개수(c)를 결정하여야 한다.
본 발명에서는 면상 발열체의 사용수명을 5 년으로 하여, B 10 수명 5 년을 보장하는 시험시간과 시료 수를 결정한다. 이때 신뢰수준은 90 %를 사용한다
수명이 와이블 분포를 따르는 경우의 시료의 시험 시간을 정하는 방법은 일반 지수 분포에서의 방법과 다르다. n개의 시료를 t시간 시험하여 고장이 c개 이하이면 로트를 합격시킨다고 할 때, 생산자 위험을 α, 소비자 위험을 β라 하면 이항 정리에 의해 다음 관계가 성립한다.
Figure 112010081010410-pat00010
Figure 112010081010410-pat00011
여기서 R1(t)는 시간 t, 고장율 λ일 때의 신뢰도이고 F1(t)는 1-R1(t)이다. 또, Ro(t)는 시간 t, 고장율 λ0일 때의 신뢰도이고 F0(t)는 1-R0(t)이다. 여기서 형상 모수 m, 척도 모수 θ인 와이블 분포에서 수명 시험에 필요한 시험 시간을 유도해 보면, B 10 수명의 신뢰도는 이므로
Figure 112010081010410-pat00012
이므로
Figure 112010081010410-pat00013
또는
Figure 112010081010410-pat00014
이다.
따라서, <수학식 7>과 같이 정리될 수 있다.
Figure 112010081010410-pat00015
또한, <수학식 5>에 r=0을 입력하면,
Figure 112010081010410-pat00016
또는
Figure 112010081010410-pat00017
이다.
따라서,
Figure 112010081010410-pat00018
여기에,
Figure 112010081010410-pat00019
를 입력하고 균등 조건을 기준으로 수명을 정리하면
Figure 112010081010410-pat00020
가 된다.
면상발열체는 와이블 분포를 따르며 형상모수(m)가 약 7이 된다. 수명분포가 와이블 분포를 따르는 경우 신뢰수준(1-β), 시료수 n, 형상 모수 m일 경우 B 10 수명을 보증하는 각 시료당 시험 시간은 아래 <수학식 11>과 같다.
Figure 112010081010410-pat00021
전압 가속일 경우 <수학식 4>의 가속 계수 AF를 고려한 시험 시간 t test 는 아래 <수학식 12>와 같이 계산될 수 있다.
Figure 112010081010410-pat00022
여기서 t test 는 가속 계수를 고려하였을 경우의 단위 시료당 시험 시간이며 B 10test 는 가속 조건에서의 B 10 수명을, B 10use 는 실사용 조건에서에서의 B 10 수명을 의미한다.
최종 시험 시간식은 아래 <수학식 13>과 같다.
Figure 112010081010410-pat00023
본 발명에서 시료수 n=16개, 신뢰수준 (1-β)=90 %, 가속 전압
Figure 112010081010410-pat00024
=1.36으로 하였다.
이에 따라서 5 년을 시간으로 환산하면 시험 시간은 43,800 시간이 되며 면상 발열체의 연간 가동률 50 %라는 전제하면 21,900 시간이 된다. 면상 발열체는 상한 온도와 하한 온도를 지정해서 상한 온도를 넘어서면 하한 온도까지 전원이 차단되며 하한 온도보다 낮아지면 다시 전원이 들어오면서 일정한 범위 내에서 온도가 유지되도록 하는 도 8의 방식을 채택한다.
면상 발열체가 켜짐/꺼짐되는 것을 1 사이클로 지정할 때 측정 결과 전원 켜짐 시간은 도 8과 같이 1 사이클의 약 40 %로 측정이 될 수 있으며, 따라서 면상 발열체의 실제 5 년간 가동 시간은 아래 <수학식 14>와 같다.
Figure 112010081010410-pat00025
따라서 B 10use 를 8,760 시간으로 하여 시험 시간을 계산하여 <수학식 13>에 의하여 계산하면 단위 시료당 시험 시간은 4,629 시간이며 본 발명에서는 시료 시료 시험시간은 4,600 시간으로 하였다.
참고로, 전압가속 V/V0=2, 신뢰수준(1-β)=90％일 경우 시간 데이터는 도 13과 같이 구할 수 있고, 전압가속 V/V0=3, 신뢰수준(1-β)=90％일 경우 시간 데이터는 도 14와 같이 구할 수 있다.
또한, 전압가속 V/V0=2, 신뢰수준(1-β)=60％일 경우 시간 데이터는 도 15과 같이 구할 수 있고, 전압가속 V/V0=3, 신뢰수준(1-β)=60％일 경우 시간 데이터는 도 16과 같이 구할 수 있다.
상술한 바와 같이 고장 메카니즘을 분석한 결과 면상 발열체의 수명 시험을 항목으로 설정한 후 정량 분석 및 모델링함으로써 면상 발열체의 신뢰성을 검증할 수 있는 가속 모델이 제시될 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (6)

  1. 상한과 하한을 갖는 면상 발열체의 온도 범위와 주기적으로 상기 면상 발열체의 저항을 측정할 측정 시간 간격을 설정하여 테스트 기준을 정하는 단계;
    3분간의 온 상태와 4분간의 오프 상태를 반복하는 사이클로 설정된 가속 전압이 인가되는 상기 면상 발열체의 저항을 미리 설정된 상기 측정 시간 간격으로 측정하며 가속 수명 시험을 수행하는 단계;
    상기 가속 수명 시험 중 시간 변화에 따른 상기 저항 변화를 그래프로 작성하는 단계;
    상기 면상 발열체의 온도를 측정하고 측정된 면상 발열체의 온도가 미리 설정된 상기 온도 범위 내에 존재하는지 판단하는 단계;
    측정된 상기 면상 발열체의 온도가 상기 온도 범위 내에 존재하면 상기 가속 전압을 미리 설정된 3분간 턴온하고 측정된 상기 면상 발열체의 온도가 상기 온도 범위를 벗어나면 상기 가속 전압을 미리 설정된 4분간 턴오프하는 단계;
    고장 시간을 상기 측정 시간 간격 만큼 누적시키고 상기 면상 발열체의 저항을 측정하는 단계;
    상기 가속 수명 시험 중 저항의 이상으로 고장이 발생하는 상기 면상 발열체의 시료의 고장 시간을 기록하는 단계; 및
    상기 가속 수명 시험 결과 얻어지는 상기 고장 시간으로써 비신뢰성(Unreliability) 대 시간의 상관 관계를 나타내는 그래프를 작성하는 단계를 포함하며,
    상기 면상 발열체의 수명은
    Figure 112012012382362-pat00046
    (여기서, 상기 a는 일반 상수이고, 상기 b는 재료 상수이며, L은 가속 조건에서의 수명이고, V는 가속 전압임)로 정의하여 상기 가속 전압에서의 수명이 계산되며,
    상기 가속 수명 시험에서 구현 형상 모수와 와이블 분포를 이용하고 발췌 검사 방식으로 목표 수명(B10)과 신뢰 수준(1-β)을 정하여 수명 보증 시간은
    Figure 112012012382362-pat00047
    로 계산되는 것을 특징으로 하는 면상 발열체의 신뢰성 평가 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    가속 계수(AF)를
    Figure 112012012382362-pat00027
    으로 정의하는 단계를 더 포함하며, V는 가속 전압이고 V0는 정격 전압인 면상 발열체의 신뢰성 평가 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수명 보증 시간은 가속 계수를 고려하여
    Figure 112012012382362-pat00029
    로 계산되며 B10use 는 실사용 조건에서에서의 목표 수명인 면상 발열체의 신뢰성 평가 방법.
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주기형 스트레스 가속수명시험계획 및 수명추정방법 연구, 충남대학교 산업대학원 산업공학과 석사학위논문*
층상구조 세라믹스의 내구성 및 수명예측 기술개발, 대한금속재료학회 재료마당 Vol.17, No.5*

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