KR101893952B1 - 고장 감지 장치 - Google Patents

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KR101893952B1
KR101893952B1 KR1020170083281A KR20170083281A KR101893952B1 KR 101893952 B1 KR101893952 B1 KR 101893952B1 KR 1020170083281 A KR1020170083281 A KR 1020170083281A KR 20170083281 A KR20170083281 A KR 20170083281A KR 101893952 B1 KR101893952 B1 KR 101893952B1
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KR1020170083281A
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권대일
이진우
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울산과학기술원
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    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2801—Testing of printed circuits, backplanes, motherboards, hybrid circuits or carriers for multichip packages [MCP]
    • G01R31/281—Specific types of tests or tests for a specific type of fault, e.g. thermal mapping, shorts testing
    • G01R31/2812—Checking for open circuits or shorts, e.g. solder bridges; Testing conductivity, resistivity or impedance
    • G01R31/048—
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages

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Abstract

실시예는 디지털 신호를 생성하는 대상체에 인가하는 디지털 신호 생성부; 상기 대상체를 통과한 신호의 아이 하이트를 측정하는 측정부; 상기 아이 하이트를 이용하여 상기 대상체의 고장 유무를 판단하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 기 설정된 시간에서 측정된 상기 대상체의 아이 하이트인 제1 신호를 이용하여 상기 기 설정된 시간 이후에 측정된 상기 대상체의 아이 하이트인 제2 신호와 비교하는 고장 감지 장치를 개시한다.

Description

고장 감지 장치{DEVICE FOR DETECTING DEGRADATION}
실시예는 고장 감지 장치 및 고장 감지 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전자 제품 내에는 적어도 하나의 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, 이하 PCB)이 구비된다. 그리고 이러한 인쇄회로기판 상에는 다양한 종류의 전자 부품들이 실장되어 있다. 이러한 전자 부품이 실장된 인쇄회로기판의 불량 유무를 판단하기 위하여 전자 부품의 실장 상태를 검사할 필요가 있다.
그리고 실장 부품의 실장 상태는 조명에서 발생된 격자 패턴광의 반사 이미지를 카메라를 이용하여 촬영하고, 촬영된 반사 이미지를 이용하여 인쇄회로기판과 같은 측정 대상물의 높이에 기반한 3차원 형상을 측정해서 검사한다.
한편, 실장 부품들은 인쇄회로기판 상에 솔더 조인트(solder joint) 방식을 통해 실장된다. 이때, 전자제품의 사용 중의 환경 및 운용 조건에 의해, 기계적 부하 조건 등의 부하 조건이 인쇄회로기판의 패드 상에 도포되는 솔더 조인트의 고장을 유발하는 문제가 있다.
하지만, 전자 제품 내에 실장된 인쇄회로기판의 솔더 조인트 부분을 검사하기 위해서는 해당 전자 제품로부터 검사하고자 하는 인쇄회로기판을 일일이 분해해서 검사해야만 하므로, 제품에 조립된 후에는 솔더 조인트 부분의 손상 여부를 탐지하기가 어려운 실정이다.
실시예는 솔더 조인트 등의 고장 여부를 판단하는 고장 감지 장치를 제공한다.
또한, 연속 확률비 테스트를 이용하여 고장을 감지하는 고장 감지 장치를 제공한다.
또한, 고장 감지 시간이 개선된 고장 감지 장치를 제공한다.
실시예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.
실시예에 따른 고장 감지 장치는 디지털 신호를 생성하는 대상체에 인가하는 디지털 신호 생성부; 상기 대상체를 통과한 신호의 아이 하이트를 측정하는 측정부; 상기 아이 하이트를 이용하여 상기 대상체의 고장 유무를 판단하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 기 설정된 시간에서 측정된 상기 대상체의 아이 하이트인 제1 신호를 이용하여 상기 기 설정된 시간 이후에 측정된 상기 대상체의 아이 하이트인 제2 신호와 비교한다.
상기 제어부는, 상기 제1 신호에 대한 귀무가설을 산출하는 제1 산출부; 상기 제1 신호에 대한 대립가설을 산출하는 제2 산출부; 상기 제2 신호에 대한 확률 밀도 함수를 산출하는 제3 산출부; 및 상기 귀무가설, 상기 대립가설, 상기 제2 신호에 대한 확률 밀도 함수를 비교하여 상기 제2 신호가 상기 귀무가설 및 상기 대립가설 중 어디에 속하는지 판단하는 판단부를 포함할 수 있다.
상기 판단부는, 상기 제2 신호의 테스트 지수가 제1 기준값(A)보다 큰 경우, 대립가설이 참인 것으로 판단하고, 가능도가 제2 기준값(B)보다 작거나 같으면 귀무가설이 참인 것으로 판단하고, 상기 테스트 지수는 하기 수학식1을 만족하고, 상기 제1 기준값 및 상기 제2 기준값은 하기 수학식2를 만족할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112017062955492-pat00001
[수학식 2]
Figure 112017062955492-pat00002
(여기서, α는 귀무가설(H0)이 참일 때 대립가설(H1)을 수용하는 확률(이는 거짓 경보 확률이며, β는 대립가설(H1)이 참일 때, 귀무가설(H0)을 수용하는 확률임)
상기 귀무가설이 참일 확률은하기 수학식3을 만족할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112017062955492-pat00003
(여기서, σ2은 귀무가설의 확률 밀도 함수에서 분산임)
상기 대립가설이 참일 확률은하기 수학식4를 만족할 수 있다.
[수학식4]
Figure 112017062955492-pat00004
(여기서, σ2은 대립가설의 확률 밀도 함수에서 분산이며, M은 대립가설에서 평균임)
상기 판단부는 대립가설이 참인 경우 고장으로, 귀무가설이 참인 경우 정상으로 판단할 수 있다.
상기 판단부는 상기 테스트 지수에 의해 상기 정상으로 판단되는 경우 상기 테스트 지수를 리셋할 수 있다.
상기 제2 산출부는 상기 귀무가설에서 오경보 확률 (α) 및 누락된 경보 확률 (β)에 따라 상기 대립가설을 산출할 수 있다.
상기 대립가설의 평균은 상기 귀무가설의 평균으로부터 음의 방향의 값일 수 있다.
상기 제어부는 연속 확률비 테스트(SPRT)에 의해 고장 감지를 판단 할수 있다.
실시예에 따른 고장 감지 방법은 디지털 신호를 생성하여 대상체에 인가하는 단계; 상기 대상체를 통과한 신호의 아이 하이트를 측정하는 단계; 및 측정된 상기 아이 하이트를 이용하여 상기 대상체의 고장 유무를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 고장 유무를 판단하는 단계는, 기 설정된 시간에서 측정된 상기 대상체의 아이 하이트인 제1 신호를 이용하여 상기 기 설정된 시간 이후에 측정된 상기 대상체의 아이 하이트인 제2 신호와 비교한다.
실시예는 솔더 조인트 등의 고장 여부를 판단하는 고장 감지 장치를 제공한다.
또한, 연속 확률비 테스트를 이용하여 고장을 감지하는 고장 감지 장치를 제공한다.
또한, 전자 제품 내에서 물리적 장치의 추가 없이 실시예에 따른 고장 감지 장치를 통한 고장 감지를 제공한다.
또한, 고장 감지 시간이 개선된 고장 감지 장치를 제공한다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 실시예에 따른 고장 감지 장치의 개념도이고,
도 2는 실시예에 따른 고장 감지 장치가 복수의 노드를 감지하는 예를 도시한 도면이고,
도 3 내지 도 4는 아이 다이어 그램 및 아이 다이어그램으로부터 아이 하이트를 측정하는 예를 도시한 도면이고,
도 5는 귀무가설과 대립가설의 확률 밀도 함수를 도시한 도면이고,
도 6은 정상 상태 및 고장 상태에서 아이 하이트의 변화를 도시한 도면이고,
도 7은 실시예에 따른 고장 감지 장치와 DC 저항을 이용한 고장 감지와의 고장 감지 시간 차이를 도시한 도면이고,
도 8은 실시예에 따른 고장 감지 방법에 대한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 실시예에 따른 고장 감지 장치의 개념도이고, 도 2는 실시예에 따른 고장 감지 장치가 복수의 노드를 감지하는 예를 도시한 도면이고, 도 3 내지 도 4는 아이 다이어 그램 및 아이 다이어그램으로부터 아이 하이트를 측정하는 예를 도시한 도면이고, 도 5는 귀무가설과 대립가설의 확률 밀도 함수를 도시한 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 고장 감지 장치는 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.
실시예에 따른 고장 감지 장치(100)는 디지털 선호를 이용해서 대상체인 전자제품 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, 이하 PCB)의 솔더 조인트(solder joint) 부분 또는 와이어의 고장을 감지할 수 있다.
실시예에 따른 고장 감지 장치(100)는 신호 생성부(110), 측정부(120) 제어부(130) 및 출력부(140)을 포함한다.
신호 생성부(110)는 탐지 신호를 생성하고, 대상체인 전자제품 PCB의 솔더 조인트 부분에 생성된 탐지 신호를 인가한다. 여기서, 대상체는 앞서 설명한 바와 같이 고장의 감지 대상으로 솔더 조인트 또는 와이어 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
신호 생성부(110)는 본 발명의 한 실시예예 따라 디지털 신호 생성부(112) 및 디지털 신호 인가부(114)를 포함할 수 있다.
디지털 신호 생성부(112)는 디지털 신호를 생성하고, 디지털 신호 인가부(114)는 생성된 디지털 신호를 대상체에 인가할 수 있다. 여기서, 디지털 신호는 1기가 바이트 이상의 초고주파(Ultra High Frequency, UHF) 신호를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
측정부(120)는 대상체에서 고장 판단이 이루어지는 부분에서 통과한 신호를 측정할 수 있다. 예컨대, 측정부(120)는 솔더 조인트 부분을 통과한 신호를 측정하 수 있다.
측정부(120)는 아이 하이트 측정부(122)를 포함할 수 있다.
아이 하이트 측정부(122)는 솔더 조인트 부분을 통과한 신호의 아이 하이트를 측정한다.
도 2를 참조하면, 고장 감지 장치(100)는 솔더 조인트를 통과한 신호를 측정부(120)인 오실로스코프에서 아이 하이트을 포함한 아이 다이어그램으로 나타내고, 아이 하이트를 측정할 수 있다.
예를 들어, 고장 감지 장치(100)는 챔버(10) 내에 검사하고자 하는 솔더 조인트를 포함한 전자제품을 보드(16)를 장착하고, 각 보드(16)의 전자제품의 PCB에 디지털 신호를 인가할 수 있다. 이때, 고장 감지 장치(100)는 챔버(10)와 연결된 제1 스위치(12) 및 제2 스위치(14)를 이용해서 복수의 보드(16)에 장착된 복수의 전자제품 PCB를 동시에 검사할 수 있다.
그리고 고장 감지 장치(100)는 측정부(120)를 통해 솔더 조인트를 흐르는 신호에 대한 아이 하이트를 측정할 수 있다. 이에, 고장 감지 장치(100)는 측정된 아이 하이트를 이용하여 PCB의 솔더 조인트 부분의 손상 여부를 판단할 수 있다.
도 3을 참조하면, 디지털 신호 생성부는 (a)와 같은 디지털 신호를 생성할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 디지털 신호 인가부는 생성된 디지털 신호를 대상체에 인가할 수 있다.
측정부는 도 3(b)와 같이 디지털 신호에 대해 소정의 비트마다 반복적으로 누적할 수 있다. 이에, 측정부는 아이 다이어 그램을 산출할 수 있다.
도 4를 참조하면, 측정부는 도 3(b)에서 예컨대 1비트마다 반복적으로 누적하여 얻어진 아이 다이어그램을 산출할 수 있고, 아이 다이어그램을 통해 아이 하이트를 얻을 수 있다.
아이 하이트는 1level과 0level 레벨의 히스토그램 내부 상의 3σ 지점 사이의 차이일 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 측정부(120)는 실시간 아이 하이트를 측정할 수 있다. 이에, 아이 하이트는 전압차로서 연속적인 신호이며, 이하 아이 하이트 신호로 설명한다.
제어부(130)는 아이 하이트 신호를 이용하여 대상체의 고장 여부를 판단할 수 있다. 예컨대, 제어부(130)는 연속 확률비 테스트(SPRT)를 이용하여 고장 여부를 판단할 수 있다.
제어부(130)는 아이 하이트 신호를 이용하여 상기 대상체가 제1 상태를 벗어나 제2 상태가 되면 고장이 발생했다고 판단하여 경고 신호를 제공할 수 있다.
연속 확률비 테스트(SPRT)는 데이타가 축적되면서 두 확률 가설을 비교하도록 하는 방법이다. 즉,　실시예에 따른 고장 판단 장치는 아이 하이트 신호의 결과를 이용하여 대상체가 고장났는지 판단하는 통계적 방법인 연속 확률비 테스트(SPRT)를 이용할 수 있다.
예시적　연속 확률비 테스트(SPRT)에서, 연속 확률비 테스트(SPRT)는 귀무가설 (null hypothesis) 및 대립가설 (alternative hypothesis)을 이용하여 이루어질 수 있다.
귀무가설 (null hypothesis, H0)은 고장 나지 않은 경우로 정상(normal) 아이 하이트 신호를 수용한다. 그리고 귀무가설은 아이 하이트 신호가 평균(μ0)이 0이고 분산이 σ2인 가우시안 확률 밀도 함수에 따를 수 있다.
도 5를 참조하면, H0은 귀무가설이고, H1-은 대립가설이다.
대립가설 (alternative hypothesis, H1)은 고장 난 경우로 비정상(normal) 아이 하이트 신호를 수용한다. 그리고 대립가설은 아이 하이트 신호가 평균(μ1)이 A이고 분산이 σ2인 가우시안 확률 밀도 함수에 따를 수 있다. 여기서, 비정상 아이 하이트 신호는 대상체의 열화 등으로 감소하므로, 대립가설의 경우 평균(μ1)인 음의 값을 가질 수 있다. 예컨대, 대립가설은 아이 하이트 신호가 평균이 -M일 수 있다. 여기서, 귀무가설과 대립가설은 분산이 동일할 수 있다. 이는 통계적 유의성을 이용하여 확률적 검정을 하기 위함이다.
이에 따라, 제어부(130)는 측정된 아이 하이트 신호를 분석하여 측정된 아이 하이트 신호가 귀무가설에 속하는지 또는 대립가설과 속하는지에 따라 대상체의 고장 여부를 판단할 수 있다.
제어부(130)는 제1 산출부(132), 제2 산출부(134), 제3 산출부(136) 및 판단부(138)를 포함할 수 있다.
제1 산출부(132), 제2 산출부(134) 및 제3 산출부(136)는 아이 하이트 신호의 평균 및 분산을 계산할 수 있다.
먼저, 제1 산출부(132)는 측정된 아이 하이트 신호를 통해 아이 하이트 신호의 평균 및 분산를 포함하는 귀무가설의 확률 밀도 함수를 도출할 수 있다. 즉, 제1 산출부(132)는 아이 하이트 신호로부터 상기 정상 아이 하이트 신호를 산출할 수 있다. 예컨대, 귀무가설을 도출하기 위한 데이터는 대상체가 열화되지 않은 정상 상태인 경우에 수집될 수 있다. 예를 들어, 정상 아이 하이트 신호는 대상체의 사용 전 또는 현재로부터 이전에 일정 시간 동안(기설정된) 수집될 수 있다. 또한, 일정 기간은 사용자에 의해 다양하게 설정될 수 있다. 예컨대, 기 설정된 시간은 측정된 첫 5시간으로 설정될 수 있다. 다만, 이러한 제한에 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 귀무가설을 도출하기 위한 데이터인 제1 신호는 대상체가 열화되지 않은 정상 상태인 경우 수집될 수 있다. 즉, 일정 작동 기간 동안 수집될 수 있다.
또한, 제1 산출부(132)는 정상 상태에서 아이 하이트 신호의 평균이 0이 아니더라도 계산 된 평균을 사용하여 모듈 모니터링 단계에서 신호를 정규화할 수 있다.
제2 산출부(134)는 제1 산출부(132)에서 측정된 아이 하이트 신호를 이용하여 대립가설의 확률 밀도 함수를 도출할 수 있다. 또한, 제2 산출부(134)는 확률 밀도 함수로부터 대립가설에서 평균 및 분산을 산출할 수 있다.
도 5를 참조하면, 연속 확률비 테스트(SPRT)에서 귀무가설은 확률 밀도 함수가 H0이고, 대립가설은 확률 밀도 함수 H1이다.
또한, 제2 산출부(134)는 앞서 설명한 바와 같이 제1 산출부(132)로부터 얻은 기 측정된 아이 하이트의 평균 및 분산에 오경보 확률 (α) 및 누락된 경보 확률 (β)을 적용하여 대립가설의 평균 및 분산을 산출할 수 있다.
여기서, 각각 오경보 확률 (α) 및 누락된 경보 확률 (β)은 아이 하이트 신호의 시계열 분석을 시작하기 위해 사용자로부터 입력받을 수 있다. (도 5에 도시됨)
다시 도 1을 참조하면, 그리고 오경보 확률 및 누락된 경보 확률이 제어되면 대상체의 열화 기준이 조절될 수 있다. 이에, 오경보 확률 (α) 및 누락된 경보 확률 (β)도 변경될 수 있다.
제3 산출부(136)는 기 설정된 시간 이후 소정의 샘플링 간격을 통해 얻은 대상체의 아이 하이트 신호를 이용하여 평균 및 분산을 갖는 확률 밀도 함수를 산출할 수 있다. 제3 산출부(136)는 대상체의 고장 여부를 판단하기 위해 측정된 신호를 이용하여 상기 확률 밀도 함수를 도출할 수 있다.
이하에서 제1 산출부(132)에서 이용하는 아이 하이트 신호를 제1 신호, 제3 산출부(136)에서 이용하는 아이 하이트 신호를 제2 신호라 한다.
판단부(138)는 제3 산출부(136)에서 제2 신호에 의해 산출된 확률 밀도 함수와 제1 및 제2 산출부(134)에서 제1 신호에 의해 산출된 귀무가설 및 대립가설에 대한 확률 밀도 함수를 비교하여 대상체의 고장 여부를 판단할 수 있다.
구체적으로, 판단부(138)는 먼저 테스트 지수(index)를 산출할 수 있다. 여기서, 테스트 지수(indext)는 귀무가설(H0)이 참(true)일 확률에 대한 대립가설(H1)이 참(ture)일 확률의 확률비인 우도 비율(Ln)의 자연 로그값이다. (아래 수학식 1 참조)
Figure 112017062955492-pat00005
판단부(138)는 제2 신호에 대해 가능도와 소정의 기준값을 비교하여 귀무가설 또는 대립가설 중 어느 가설이 참인지 결정한다.
예컨대, 판단부(138)는 가능도가 제1 기준값(A)보다 큰 경우, 대립 가설이 참인 것으로 결정한다. 또한, 제어부(130)는 가능도가 제2 기준값(B)보다 작거나 같으면 귀무가설이 참인 것으로 결정한다.
또한, 가능도가 제1 기준값(A)보다 작고, 제2 기준값(B)보다 큰 경우에 제어부(130)는 어떠한 결정을 내리지 않는다. 이러한 경우, 제어부(130)는 연속 확률비 테스트(SPRT)를 수행하기에(통계적 신뢰도로 샘플을 분류하기에) 아이 하이트 신호가 충분하지 않다는 것을 의미하는 미분류로 판단할 수 있다.
즉, 판단부(138)는 대립가설이 참인 경우 대상체를 고장으로 판단한다. 반면에 귀무가설이 참인 경우 판단부(138)는 연속 확률비 테스트(SPRT)에 대한 테스트 지수를 0으로 리셋하여, 설정된 샘플링 간격동안 수신된 제2 신호에 대해 귀무가설 또는 대립가설 중 어느 가설이 참인지 반복 결정할 수 있다. 즉, 테스트 지수는 대립가설이 참인 경우 기 설정된 샘플링 간격 마다 초기에 리셋되고 반복 산출된 후 고장 여부 판단에 이용될 수 있다.
그리고 판단부(138)는 대립가설을 수용하는 경우 프로세스가 저하되었다고 선언되고 센서 또는 프로세스 오류를 나타내는 알람 플래그를 출력하라는 출력신호를 출력부(140)로 송신할 수 있다. 이에, 출력부(140)는 소리, 디스플레이 등 다양한 방식으로 출력할 수 있다.
또한, 판단부(138)는 예외적으로 기설정된 샘플링 간격만으로 대립가설 또는 귀무가설이 참인지 판단이 이루어지지 않는 경우, 추가적으로 샘플링을 계속하도록 판단할 수 있다. 예컨대, 판단부(138)는 제2 신호를 확률 밀도함수로 표현하기에 데이터가 부족한 경우 추가적인 샘플링을 판단할 수 있다.
여기서, 제1 기준값(A)과 제2 기준값(B)은 오판 확률인 오경보 확률 (α) 및 누락된 경보 확률 (β)와 관련이 있고, 각각 아래의 수학식 2에 따른다.
Figure 112017062955492-pat00006
여기서, α는 귀무가설(H0)이 참일 때 대립가설(H1)을 수용하는 확률(이는 거짓 경보 확률(the false-alarm probability)라 한다)
β는 대립가설(H1)이 참일 때, 귀무가설(H0)을 수용하는 확률(이는 누락된 경보 확률(the missed alarm probability)라 한다)
자세하게, 아이 하이트 신호(yn)가 가우시안 화귤 밀도 함수에 만족하면, 귀무가설(H0)이 참일 확률 (즉, 평균 0과 분산 σ2)은 수학식 3과 같다.
Figure 112017062955492-pat00007
(이하에서, 평균이 -M이고, 분산 σ2이다)
유사하게, 대립가설(H1)이 참일 확률은 수학식 4와 같다.
Figure 112017062955492-pat00008
이러한 수학식 3, 수학식 4를 이용하여 앞서 설명한 연속 확률비 테스트(SPRT) 테스트 지수를 산출하면 아래 수학식 5와 같다.
Figure 112017062955492-pat00009
이와 같이, 판단부(138)는 제1 신호와 제2 신호를 비교하여 대상체의 고장을 판단할 수 있다.
이로써, 실시예에 따른 고장 감지 장치(100)는 연속 확률비 테스트(SPRT)로 분석된 아이 하이트 신호를 최소화하여 소정의 통계적 검증력 및 정확도를 제공할 수 있다.
도 6은 정상 상태 및 고장 상태에서 아이 하이트의 변화를 도시한 도면이고, 도 7은 실시예에 따른 고장 감지 장치와 DC 저항을 이용한 고장 감지와의 고장 감지 시간 차이를 도시한 도면이다.
도 6 및 도 7에서 테스트 조건으로 디지털 신호는 PRBS 7 패턴으로 1.25 Gbps이고, 샘플링 간격은 1분이며, 연속 확률비 테스트에서 정상 상태로 처음 5시간을 기준으로 제1 신호를 수집하고, 대립가설에서 평균은 귀무가설의 분산에 -6배한 값으로 설정하였다. 그리고 오경보 확률 (α)은 0.001이고, 누락된 경보 확률 (β)은 0.005로 설정하였다.
도 6을 참조하면, 각각 정상 상태로 판단된 아이 하이트 신호(a)와 고장 상태로 판단된 아이 하이트 신호(b)에 대한 아이 다이어 그램이 나타난다.
정상 상태의 경우 아이 다이어 그램에서 아이 하이트 신호가 크나, 고장 상태에서는 아이 하이트 신호가 작아짐을 알 수 있다.
그리고 정상 상태의 경우 아이 다이어 그램에서 1level 및 0level 신호가 고장 상태의 경우 아이 다이어 그램에서 1level 및 0level 신호보다 얇음을 알 수 있다. 즉, 고장 상태에서 신호의 노이즈가 많아 신호 품질이 저하됨을 알 수 있다.
또한, 도 6 및 도 7을 참조하면, 실시예에 따른 고장 감지 장치는 DC 저항(DC resistance)로 고장을 감지하는 경우보다 고장 감지 시간을 단축함을 알 수 있다. 이로써, 실시예에 따른 고장 감지 장치는 솔더 조인트의 고장을 미리 보다 빨리 감지하여, 솔더 조인트의 열화를 미리 인지하도록 사용자에게 제공할 수 있다. 예컨대, DC 저항을 이용한 경우보다 실시예에 따른 고장 감지 장치는 5 내지 6시간 미리 고장을 감지할 수 있다.
또한, 추가적인 장치의 필요 없이 아이 다이어 그램 및 아이 하이트의 신호만을 이용하여 전자 제품의 솔더 조인트, 와이어 등의 열화를 용이하게 감지할 수 있다.
도 8은 실시예에 따른 고장 감지 방법에 대한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 실시예에 따른 고장 감지 방법은 디지털 신호를 생성하는 단계 생성된 디지털 신호를 대상체인 전자제품 PCB의 솔더 조인트 등에 에 인가하는 단계(S210), 인가된 디지털 신호에 의해 대상체를 통과하는 신호의 아이 하이트를 측정하는 단계(S220) 및 아이 하이트를 이용하여 대상체의 고장을 감지하는 단계(S230)을 포함한다.
이에 대한 구체적인 설명은 상기 고장 감지 방법과 동일하게 적용될 수 있다.
본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 디지털 신호를 생성하는 대상체에 인가하는 디지털 신호 생성부;
    상기 대상체를 통과한 신호의 아이 하이트를 측정하는 측정부;
    상기 아이 하이트를 이용하여 상기 대상체의 고장 유무를 판단하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    기 설정된 시간에서 측정된 상기 대상체의 아이 하이트인 제1 신호를 이용하여 상기 기 설정된 시간 이후에 측정된 상기 대상체의 아이 하이트인 제2 신호와 비교하고,
    상기 제1 신호에 대한 귀무가설을 산출하는 제1 산출부;
    상기 제1 신호에 대한 대립가설을 산출하는 제2 산출부;
    상기 제2 신호에 대한 확률 밀도 함수를 산출하는 제3 산출부; 및
    상기 귀무가설, 상기 대립가설, 상기 제2 신호에 대한 확률 밀도 함수를 비교하여 상기 제2 신호가 상기 귀무가설 및 상기 대립가설 중 어디에 속하는지 판단하는 판단부를 포함하고,
    상기 제2 산출부는
    상기 귀무가설에서 오경보 확률 (α) 및 누락된 경보 확률 (β)에 따라 상기 대립가설을 산출하는 고장 감지 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서
    상기 판단부는,
    상기 제2 신호의 테스트 지수가 제1 기준값(A)보다 큰 경우, 대립가설이 참인 것으로 판단하고, 가능도가 제2 기준값(B)보다 작거나 같으면 귀무가설이 참인 것으로 판단하고,
    상기 테스트 지수는 하기 수학식1을 만족하고, 상기 제1 기준값 및 상기 제2 기준값은 하기 수학식2를 만족하는 고장 감지 장치.
    [수학식1]
    Figure 112018048697232-pat00010

    [수학식2]
    Figure 112018048697232-pat00011

    (여기서, α는 귀무가설(H0)이 참일 때 대립가설(H1)을 수용하는 확률(이는 거짓 경보 확률이며, β는 대립가설(H1)이 참일 때, 귀무가설(H0)을 수용하는 확률임)
  4. 제3항에 있어서,
    상기 귀무가설이 참일 확률은하기 수학식3을 만족하는 고장 감지 장치.
    [수학식3]
    Figure 112017062955492-pat00012

    (여기서, σ2은 귀무가설의 확률 밀도 함수에서 분산임)
  5. 제3항에 있어서,
    상기 대립가설이 참일 확률은하기 수학식4를 만족하는 고장 감지 장치.
    [수학식4]
    Figure 112017062955492-pat00013

    (여기서, σ2은 대립가설의 확률 밀도 함수에서 분산이며, M은 대립가설에서 평균임)
  6. 제3항에 있어서,
    상기 판단부는 대립가설이 참인 경우 고장으로, 귀무가설이 참인 경우 정상으로 판단하는 고장 감지 장치.
  7. 제6항에 있어서
    상기 판단부는 상기 테스트 지수에 의해 상기 정상으로 판단되는 경우 상기 테스트 지수를 리셋하는 고장 감지 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 대립가설의 평균은 상기 귀무가설의 평균으로부터 음의 방향의 값인 고장 감지 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 연속 확률비 테스트(SPRT)에 의해 고장 감지를 판단하는 고장 감지 장치.
  11. 디지털 신호를 생성하여 대상체에 인가하는 단계;
    상기 대상체를 통과한 신호의 아이 하이트를 측정하는 단계; 및
    측정된 상기 아이 하이트를 이용하여 상기 대상체의 고장 유무를 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 고장 유무를 판단하는 단계는,
    기 설정된 시간에서 측정된 상기 대상체의 아이 하이트인 제1 신호를 이용하여 상기 기 설정된 시간 이후에 측정된 상기 대상체의 아이 하이트인 제2 신호와 비교하고,
    상기 제1 신호에 대한 귀무가설을 산출하는 단계;
    상기 제1 신호에 대한 대립가설을 산출하는 단계;
    상기 제2 신호에 대한 확률 밀도 함수를 산출하는 단계; 및
    상기 귀무가설, 상기 대립가설, 상기 제2 신호에 대한 확률 밀도 함수를 비교하여 상기 제2 신호가 상기 귀무가설 및 상기 대립가설 중 어디에 속하는지 판단하는 단계;를 포함하고,
    상기 대립가설을 산출하는 단계는,
    상기 귀무가설에서 오경보 확률 (α) 및 누락된 경보 확률 (β)에 따라 상기 대립가설을 산출하는 고장 감지 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220089576A (ko) * 2020-12-21 2022-06-28 효성중공업 주식회사 회전기 이상 진단 방법 및 장치

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0180213B1 (ko) * 1995-12-04 1999-04-01 김광호 반도체 테스트에서의 데이터 검증 방법
JP2002057454A (ja) * 2000-08-11 2002-02-22 Tesmik:Kk 集積回路の接合状態判定方法、及び集積回路の接合状態検査装置
KR20160019749A (ko) * 2014-08-12 2016-02-22 서울대학교산학협력단 반도체 소자의 제조 장치의 공정 모니터링 방법 및 이를 이용한 모니터링 시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0180213B1 (ko) * 1995-12-04 1999-04-01 김광호 반도체 테스트에서의 데이터 검증 방법
JP2002057454A (ja) * 2000-08-11 2002-02-22 Tesmik:Kk 集積回路の接合状態判定方法、及び集積回路の接合状態検査装置
KR20160019749A (ko) * 2014-08-12 2016-02-22 서울대학교산학협력단 반도체 소자의 제조 장치의 공정 모니터링 방법 및 이를 이용한 모니터링 시스템

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220089576A (ko) * 2020-12-21 2022-06-28 효성중공업 주식회사 회전기 이상 진단 방법 및 장치
WO2022139193A1 (ko) * 2020-12-21 2022-06-30 효성중공업 주식회사 회전기 이상 진단 방법 및 장치
KR102485082B1 (ko) * 2020-12-21 2023-01-05 효성중공업 주식회사 회전기 이상 진단 방법 및 장치

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