휴대용 전자기기의 품질보증 남용방지용 장치에 대한 성능 저하 모델 개발

학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 기계항공공학부, 2013. 8. 윤병동.최근 스마트폰이나 태블릿 PC와 같은 휴대용 전자기기가 보편화 되면서 그에 대한 시장규모가 꾸준히 성장하고 있다. 이에 따라 전자제품의 품질보증 서비스에 대한 관심이 높아지고 있는데, 이와 관련하여 품질보증 남용을 위해 설치된 침수라벨의 성능에 대한 논란이 확대되고 있다. 침수라벨은 전자제품 출시 전 기기 내부에 부착되며 물이나 액체에 닿으면 변색되는 기능을 가지고 있으며, 소비자가 제품 사용 중에 기기를 물에 빠뜨렸는지 판단할 수 있는 기준이 되고 있다. 변색된 침수라벨을 가지고 있는 제품은 소비자의 과실로 인한 파손 가능성이 크다고 판단되어 추후 품질보증 서비스의 제공이 되지 않는다. 하지만 최근까지 품질보증 서비스를 받지 못한 다수의 소비자에게서 침수라벨의 오작동에 대한 주장이 끊임없이 제시되면서 이에 대한 집단 소송으로 문제가 확산되고 있다. 이러한 문제의 해결을 위해서는 다양한 환경에서 침수라벨의 성능을 보이는 정량적인 기준과 올바른 침수라벨의 설치 방법에 대한 공학적 근거가 필요하다. 이에 본 논문에서는 침수라벨의 가속수명시험을 통해 성능저하 모델을 제안하여 다양한 환경 내 침수라벨의 성능을 정량화하였다. 가속수명시험의 결과 분석에는 RGB 색상 모델을 이용한 이미지 프로세싱 기법을 도입하였다. 다양한 환경에서 수행된 가속수명시험의 결과로부터 침수라벨의 성능을 예측하는 모델 구축에는 Arrhenius Relationship을 도입하여 실제 제품 이용 환경에서의 침수라벨의 성능을 예측하였다. 또한 실제 스마트폰을 이용하여 모델 검증 시험을 수행함으로써 제안된 성능저하 모델의 유효성을 밝혔으며, 침수라벨의 올바른 설치 기준에 대한 공학적 의견을 도출하였다.The market for portable electronics (i.e. smartphones, tablet PCs, laptops) has been expanding gradually and customers expectations for high reliability cause various controversial issues. Industry use of a liquid damage indicator (LDI) as a method for warranty abuse is one of the problems receiving customers attention. As the price for electronic devices has increased, customers have become more concerned about warranty policies of electronic device manufacturers. Some customers have even abused the warranty service and made unfair profit. As a result, electronic device manufacturers have decided not to provide warranty service for damage resulting from the fault of customers, especially as it relates to liquid-damaged products. Electronic device manufacturers have increasingly employed LDIs in products to detect if a device has been damaged by liquid. An LDI is a sticker which consists of multiple layers. The LDI changes in color from white to red when it comes in contact with liquids. When a customer takes his/her device to a service center, the staff will first check the LDIs color in the device and will refuse to provide warranty service for any device with red LDIs. However, existing LDIs exhibit inconsistencies in characteristics which can lead to improper warranty denials. Many websites and a few broadcast media sources have presented examples of LDIs showing a faulty alarm based on environmental conditions. At least one major electronics manufacturer, Apple Inc., has been sued over the LDIs poor performance and therefore a possibly unreasonable warranty policy. However, no quantified engineering data existed for objective evaluation of the LDIs performance. Therefore, for the benefit of the public and the protection of electronics manufacturers, a need arose to develop a method that quantifies LDI performance. In this study, a performance degradation model for an LDI has been developed and validated. The model was developed with following three steps1) accelerated life testing of LDIs on two substrates, 2) performance degradation model development based on the test results, and 3) model validation with environmental cyclic test of LDIs attached in iPhone 3 handsets.Chapter 1. Introduction 1 Chapter 2. Review of Warranty Abuse Detection Methods in Electronic Devices 3 Chapter 3. Overview of Accelerated Life Tests 6 3.1 Stress Acceleration 7 3.1.1 Acceleration method 7 3.1.2 Stress applying method 7 3.2 Types of Stress and Related Stress-Life Models 9 3.2.1 Types of Stress and Related Stress-Life Model 9 3.2.2 Humidity for stress acceleration 10 3.2.3 Non-thermal parameters for stress acceleration 11 3.3 Procedures for Accelerated Life Tests 11 3.3.1 Major failure mechanism 11 3.3.2 Condition settings 12 3.3.3 Data analysis 13 Chapter 4. Pre-tests for Accelerated Life Tests of Liquid Damage Indicators 14 4.1 Main Stress Factor 14 4.1.1 High humidity resistive test 14 4.1.2 Temperature cyclic test 15 4.2 Condition Setting 16 4.2.1 Temperature cyclic test under high and low temperature ranges 16 4.2.2 Temperature stabilization test 18 Chapter 5. Accelerated Life Tests of Liquid Damage Indicators 21 5.1 Procedure of the Accelerated Life Tests 21 5.1.1 Steps for the accelerated life tests 21 5.1.2 Quantification of performance degradation 23 Chapter 6. Development of a Performance Degradation Model 30 6.1 Arrhenius Relationship 30 6.2 Performance Degradation Model for LDI 31 Chapter 7. Validation Tests for the Performance Degradation Model 34 Chapter 8. Conclusion and Discussion 36 Bibliography 38 국문 초록 42Maste