최신 ADAS 차량의 전자 장치 및 센서에 대한 누출 테스트 작업

차량이 자율 또는 반자동으로 이동하려면 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS)이라는 다양한 센서와 전자 부품이 장착되어야 합니다.

승객과 다른 도로 사용자의 안전을 보장하기 위해 ADAS 구성 요소는 차량 수명 내내 안정적으로 작동해야 합니다. 그러나 물은 모든 전자 제품과 센서의 적입니다. 액체 상태의 물뿐만 아니라 대기 수분의 침투도 방지해야 하는 경우가 많습니다. 따라서 많은 ADAS 센서는 방수뿐만 아니라 기밀해야 합니다. 제조업체는 이를 보장하기 위해 신뢰할 수 있을 만큼 민감한 최신 테스트 가스 방법을 사용합니다.

6시그마가 아닌 무결점 전략

소비자 전자 장치에서 반도체 기술의 견고성과 기밀성에 대한 요구 사항은 차량의 안전 중요 부품에 비해 훨씬 낮습니다. 소비자 전자 제품에서는 0~40°C의 온도 범위에서 작동해야 하지만 차량 전자 제품은 일반적으로 -40~150°C의 온도 범위에서 안정적으로 작동해야 합니다. ADAS 센서 기술을 살펴보면 요구 사항이 소비자 전자 제품에 비해 훨씬 더 엄격합니다. 백만 부품에서 3.4개의 결함을 허용하는 Six Sigma 접근 방식은 상상도 할 수 없습니다. 대신 ADAS 구성 요소 제조업체는 밀집된 도시 교통 및 고속도로 속도에서 자율 또는 반자율로 이동하도록 설계된 차량의 안전한 작동을 보장하기 위해 10억 부품 중 1개 미만의 결함이 있는 무결함 전략을 추구합니다. .

밀봉 요소로서의 하우징 재료

차량의 모든 전기 및 전자 부품의 천적은 물입니다. 합선의 위험을 피하기 위해 전자 부품의 하우징을 물 침투로부터 보호하는 것이 중요합니다. ADAS 센서는 일반적으로 보호 등급 IP67 또는 IP69K를 준수해야 합니다.

인클로저 재료와 테스트할 제한 누출율 사이에는 밀접한 상관관계가 있습니다. 흥미롭게도 플라스틱 또는 강철로 만든 인클로저는 알루미늄으로 만든 인클로저보다 요구 사항이 덜 엄격합니다( 방출 보호 등급 IP67 – 테스트에서 누출율 사양 증명 참조 ). 이는 정의된 길이와 직경의 누출 채널을 통해 물이 인클로저를 통과하는 용이성이 인클로저 재료에서 물방울이 얼마나 쉽게 분리될 수 있는지에 결정적인 영향을 미치기 때문입니다.

예를 들어, 알루미늄은 물이 알루미늄에서 훨씬 더 쉽게 떨어지기 때문에 플라스틱 재료보다 훨씬 더 중요합니다. 플라스틱 인클로저에 물이 들어가지 않도록 하기 위해 단순 축적 방법을 사용하여 10 ^-3 mbar∙l/s의 헬륨 누출율에 대해 테스트할 수 있습니다. 여기에서 인클로저는 테스트 가스로 채워지고 단순 축적 챔버에 배치됩니다. 그런 다음 누출 감지기는 누출로 인한 테스트 가스가 주어진 시간 동안 인클로저에서 챔버로 얼마나 빠져나가는지를 측정하고 이러한 측정으로부터 누출률을 결정합니다.

알루미늄 하우징에 대한 진공 테스트

하우징이 플라스틱이나 강철이 아닌 알루미늄으로 만들어진 경우 100배 더 작은 누출에 대한 테스트가 필요합니다. 10 ^-5 mbar∙l/s의 누설률에 대한 이러한 테스트 의 경우 진공 챔버에서 헬륨 테스트가 유일한 옵션입니다. 알루미늄 하우징은 헬륨으로 채워져 나중에 공기로부터 배출되는 챔버에 배치됩니다. 진공 누출 감지기는 진공으로 빠져나가는 아주 작은 양의 헬륨도 감지합니다. 그러나 때로는 하우징을 채울 가능성이 없습니다. 예를 들어 이미 밀폐되어 있기 때문입니다. 이 경우 소위 Bombing 방법이 사용됩니다. Bombing 에서 테스트 부품은 먼저 헬륨 분위기에 노출되어 테스트 가스가 누출을 통해 하우징 내부로 침투할 수 있습니다. 그런 다음에 테스트 부품을 진공 챔버에 배치할 수 있으며 여기서 앞서 설명한 대로 빠져나가는 헬륨이 감지됩니다.

Gore-Tex® 멤브레인이 있는 제어 모듈

일부 제조 공정에서는 후속 누출 테스트의 필요성이 이미 고려되고 있으며 최종 밀봉 직전에 하우징을 1% 헬륨으로 채우면 bombing을 피할 수 있습니다. 그런 다음 진공 누출 테스트를 통해 누출을 다시 감지할 수 있습니다.

그러나 부품 내부에 테스트 가스를 공급하는 다른 방법이 있습니다. 제어 모듈에는 기압의 온도 관련 차이를 보상하고 하우징 내부와 환경 간의 압력 차이를 방지하기 위해 반투과성 Gore-Tex 멤브레인이 장착되는 경우가 많습니다. 이러한 인클로저가 멤브레인을 통해 호흡한다는 사실은 누출 테스트 중에 헬륨으로 압력을 가하는 데 사용됩니다. 그런 다음 누출되는 테스트 가스는 축적 챔버 또는 진공 챔버에서 감지될 수 있습니다. 진공 챔버에서의 테스트는 항상 더 빠른 테스트 속도와 더 짧은 주기 시간의 이점이 있는 반면 단순 축적 챔버에서의 테스트는 투자가 덜 필요하지만 일반적으로 더 긴 테스트 주기가 필요합니다.

ADAS 센서는 기밀해야 합니다.

많은 ADAS 센서는 방수뿐만 아니라 기밀해야 합니다. 기밀이 아닌 부품은 침투된 습도가 온도 변화와 함께 응축되어 절대적이고 영구적인 기능 신뢰성을 손상시킬 위험이 항상 있습니다. 습기로 인한 김서림은 LIDAR(Light Detection And Ranging) 및 카메라 광학 장치에서 유사하게 나타나는 문제입니다. 안전에 중요한 LIDAR 및 카메라 구성 요소의 기밀성을 확인하고 대기 수분의 침입을 배제하기 위해 10 ^-6 ~ 10 ^-7 mbar∙l/s 범위의 매우 작은 제한 누출율에 대한 누출 테스트가 필요합니다. 이러한 작은 누출률은 헬륨 진공 테스트를 통해서만 감지할 수 있습니다. 동일한 엄격한 기밀 요구 사항이 전기 피드스루가 있는 센서 하우징의 가스 씰에도 적용됩니다.

누출 테스트 없이는 자율 주행 불가능

부품 10억 개당 1건 미만의 고장률을 달성하려는 ADAS 구성 요소 제조업체의 목표는 야심 찬 것처럼 보일 수 있지만 필수적입니다. 모든 안전이 중요한 시스템의 기능은 장기적으로 보장되어야 합니다. 생산 중 기밀성을 위해 이러한 부품에 대한 집중적이고 신뢰할 수 있는 누출 검사를 수행하고 가장 작은 누출도 배제함으로써 수분 침투의 위험을 줄입니다. 작동 도중에 블라인드가 되는 센서는 더 높은 ADAS 자율성 수준 에서는 상상할 수 없습니다. 누출 테스트 없이는 자율 주행이 불가능합니다. 따라서 성공적인 누출 테스트 프로그램은 안전하고 신뢰할 수 있는 자율 주행으로 이어진다는 점을 기억하는 것이 중요합니다.

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