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표제지

목차

보고서 요약서 3

요약문 4

1. 연구개발 과제의 개요 6

가. 연구개발의 목적 및 필요성 6

나. 연구개발의 범위 8

다. 연구개발 추진 계획 8

2. 연구수행내용 및 성과 10

가. 우주 부품 국산화와 표준지침 수립 필요성 10

(1) 미국 NASA 사례로 본 표준지침의 활용 및 중요성 11

(2) 유럽우주국 사례로 본 표준지침의 활용 및 중요성 13

(3) 표준지침의 필요성 15

나. 한국항공우주연구원 시스템 개발 관련 지침 현황 16

(1) 한국항공우주연구원의 우주용 전기전자부품 관리 16

(2) 위성용 재료 및 공정 관리 20

다. 외국의 우주 부품 개발 표준지침 현황 28

(1) 미국의 우주부품의 표준 및 규격 28

(2) 유럽의 우주부품 표준 및 규격 체계 29

(3) 일본의 우주부품 표준 및 규격 체계 32

라. 유럽과 일본의 규격 상세 비교 및 분석 34

(1) 각국의 품질보증 체계 비교 35

(2) ESA 와 JAXA 규격의 적용 범위 36

(3) 우주용 전자 부품 및 소자에 대한 규격 비교분석 38

마. 전자부품(EEE Parts) 검사 및 시험 장비 96

(1) EEE Parts 시험 규격 및 항목 96

(2) EEE Parts 시험 장비 98

(3)/(2) 전자부품(EEE Parts)의 우주 방사선 시험 설비 106

(4)/(3) Level 3, 4 품목 및 시험단위 구분 115

바. 기대효과 116

(1) 국산화 부품 선정 116

(2) 수입대체 효과 117

(3) 수출효과 119

(4) 산업파급효과 121

사. 후속 사업 조직 및 예산 분석 126

(1) 예상 조직 126

(2) 예상 소요 예산 (1년 연구비 기준) 127

3. 목표 달성도 및 기여도 130

가. 연구 진척도 130

나. 연구개발 목적 130

다. 정성적 목표달성 내역 130

라. 정량적 목표달성 내역 130

4. 연구개발 결과의 활용 계획 131

5. 참고문헌 132

6. (붙임) 우주용 부품 개발을 위한 관련 사항 정리 134

가. 위성용 전기전자부품 분류 134

나. 한국항공우주연구원 우주용 전기전자부품 제품 보증 요구사항 136

다. 직접회로 QML (Qualified Manufacturer List) 절차 148

[붙임] 수정ㆍ보완요구사항 반영내역(대비표) 151

표 1.1. 연구개발 추진 일정 9

표 2.1. NASA 기술표준 분류형식 10

표 2.2. ECSS 기술표준 분류형식 11

표 2.3. 위성프로그램에서 표준품으로 인정하는 부품목록 16

표 2.4. ESCC specification No.21001의 integrated circuit DPA 시험방법 18

표 2.5. ECSS SMT 관련 표준문서 26

표 2.6. NPSL의 레벨에 따른 위험요인 분류표 29

표 2.7. 유럽과 일본의 QML 표준서 체계 비교 32

표 2.8. 유럽과 일본의 QML 제도 비교 33

표 2.9. 유럽과 일본의 일반규격(Generic Specification) 비교 33

표 2.10. 용어 정의 요약 34

표 2.11. ESCC와 JAXA의 인증 체계 비교 35

표 2.12. ESA와 JAXA의 문서 체계 비교 36

표 2.13. ESA와 JAXA의 품질보증 규격 형식 차이 37

표 2.14. ESA와 JAXA의 품질보증 규격 적용성 차이 38

표 2.15. ESA와 JAXA의 내부 규격 차이 38

표 2.16. ESA와 JAXA의 적용 문서 차이 40

표 2.17. ESA와 JAXA의 적용 순서 차이 41

표 2.18. ESA와 JAXA의 작성 문서 차이 44

표 2.19. ESA 인증 단계 개략도 45

표 2.20. JAXA 인증 단계 개략도 46

표 2.21. ESA 인증 연장 절차 47

표 2.22. JAXA 인증 연장 절차 48

표 2.23. ESA/JAXA 각국의 인증 변경 절차 49

표 2.24. ESA의 조달구매 절차 50

표 2.25. ESA/JAXA의 상세규격 51

표 2.26. ESA/JAXA의 상세규격 51

표 2.27. ESA/JAXA의 관리 감독 범위 52

표 2.28. ESA/JAXA의 감독 권한 53

표 2.29. ESA/JAXA의 고객 감독 권한 53

표 2.30. ESA/JAXA의 초기인증 절차 비교 55

표 2.31. ESA/JAXA의 초기인증 검토 과정 56

표 2.32. ESA/JAXA의 웨이퍼 평가 지침 57

표 2.33. ESA/JAXA의 부품 평가 지침 58

표 2.34. ESA/JAXA의 공정 분석 59

표 2.35. ESA/JAXA의 복사 평가 60

표 2.36. ESA/JAXA의 전기적 특성 정의 방법 61

표 2.37. ESA/JAXA의 패키지 평가 62

표 2.38. ESA/JAXA의 인증품 내용 63

표 2.39. ESA/JAXA의 부품 요건 63

표 2.40. ESA/JAXA의 로트(Lot) 실패에 관한 규정 64

표 2.41. ESA/JAXA의 마킹 규정 65

표 2.42. ESA/JAXA의 제품 구성 및 마감 규정 66

표 2.43. ESA/JAXA의 Add-on 타입 부품 규정 68

표 2.44. ESA/JAXA의 복사 시험 규정 69

표 2.45. ESA/JAXA의 Die 부품 규정 71

표 2.46. ESA/JAXA의 제작공정 관리 절차 72

표 2.47. ESA/JAXA의 재작업 및 수리 방침 73

표 2.48. ESA/JAXA의 웨이퍼 로트 시험 비교 74

표 2.49. ESA/JAXA의 웨이퍼 로트 승인 시험 내용 75

표 2.50. Failure에 대한 규격별 특징 78

표 2.51. Lot 실패에 대한 규격 비교 79

표 2.52. ESA/JAXA의 screening test 항목 비교 79

표 2.53. ESA/JAXA의 시험항목 비교 81

표 2.54. Qualification test 비교 84

표 2.55. ESA/JAXA 결함 구분 89

표 2.56. 시험 항목별 비교 89

표 2.57. ESA/JAXA 작동 수명 기준 비교 92

표 2.58. ESA/JAXA 조립 규격 비교 93

표 2.59. ESA/JAXA 내부 가시화 진단 비교 94

표 2.60. 우주 EEE 부품시험 기준 문서 96

표 2.61. EEE Parts 검사 항목 97

표 2.62. 예측결과 그래프 106

표 2.63. SEE의 두 가지 분류 107

표 2.64. 위성 임무에 따른 방사선 환경 차이 108

표 2.65. 위성 임무에 따른 부품 규정 차이 108

표 2.66. TID 시험 규격 109

표 2.67. SEE 시험 규격 (입자별 구분) 109

표 2.68. SEE 시험 규격 (타입별 구분) 109

표 2.69. SEE 시험 규격 (유럽 및 미국 구분) 110

표 2.70. 우주 및 지상 자연환경 특성표 110

표 2.71. 무기/원자력 등 인위적 환경 특성표 111

표 2.72. 양성자 가속기의 표적실 제원표 112

표 2.73. 감마선 조사 장비 제원표 113

표 2.74. 국산화 부품 분류 116

표 2.75. 연도별 국내 공공위성 개발 수요 118

표 2.76. 표준탑재컴퓨터 부품 국산화에 따른 수입대체효과 119

표 2.77. 글로벌 위성 시장 추이 120

표 2.78. 표준탑재컴퓨터 부품 국산화에 따른 수출효과 121

표 2.79. 산업연관표의 구조 122

표 2.80. 기타 전자부품 분야 산업연관계수 124

표 2.81. 산업연관효과 분석 결과 125

표 2.82. 1년 기준 총 소요 예산 127

표 2.83. 예산 세부 내역 (연구장비, 재료비 등) 127

표 2.84. 예산 세부 내역 (연구활동비) 128

표 2.85. 예산 세부 내역 (연구과제추진비) 129

표 3.1. 성과 내역 130

표 6.1. JAXA의 위성용 전기전자부품 분류 135

표 6.2. EEE 부품에 대한 품질 요구사항 142

표 6.3. 부품 승인 문서 (Part Approval Documents; PAD) 147

그림 1.1. 2016년 세계 우주기술 시장 규모 (STEPI Insight Vol.226) 7

그림 1.2. 2012-2016 국내 우주산업 매출액 (한국항공우주연구원, 2017) 7

그림 1.3. 연구 개발 추진 체계 9

그림 2.1. Space System and Operation 관련 개발 단계에 따른 ISO 적용 기술 표준 13

그림 2.2. NASA 임무 개발 주기에 따른 표준 사용 13

그림 2.3. 지구관측 관련 프로젝트 A에 대한 상업 부품 사용 현황 14

그림 2.4. 주석 도금된 오실레이터 리드에서 발생한 whisker 19

그림 2.5. ECSS-Q-ST-60-14C 및 ECSS-Q-ST-60-14C rev.1의 부품 수명 연장기간 20

그림 2.6. 인공위성의 노출환경 21

그림 2.7. 인공위성의 우주환경 : 원자산소 침식 영향성 21

그림 2.8. PCB 제작의 IPC 기준 23

그림 2.9. PCB 제조 공정 24

그림 2.10. PCB 시험규격 비교 24

그림 2.11. PCB 시험 25

그림 2.12. 표면실장(SMT) 솔더링공정 시험 (예시) 26

그림 2.13. 기타 공정검증 필요 공정의 시험 27

그림 2.14. ECSS 표준 체계 개략도 29

그림 2.15. ESCC 12001 ESCC 문서 시스템 30

그림 2.16. 유럽, 미국의 우주용 IC 관련 규격 (TELEDYNE e2v 차트 참조) 31

그림 2.17. ESA Qualification 시험항목 85

그림 2.18. ESA Qualification 시험별 기간 85

그림 2.19. JAXA Group A 요소시험 86

그림 2.20. JAXA Group B 요소시험 86

그림 2.21. JAXA Group C 요소시험 87

그림 2.22. JAXA Group D 요소시험 88

그림 2.23. JAXA Group E 요소시험 88

그림 2.24. 실체 현미경 구성 98

그림 2.25. 엑스선 검사기 구성 99

그림 2.26. 입자 충격 소음 감지기 구성 99

그림 2.27. 번인시험장치 구성 100

그림 2.28. 솔더 젖음성 측정기 구성 101

그림 2.29. 헬륨 기밀성 시험기 구성 101

그림 2.30. 접속 이온빔 주사 전자 현미경 구성 102

그림 2.31. 인장/전단 시험 장비 구성 103

그림 2.32. 기계적 충격 시험 시스템 구성 104

그림 2.33. 일정 가속기 시험기 구성 104

그림 2.34. 광학 측정 현미경 구성 105

그림 2.35. 열주기/충격 시험기 구성 105

그림 2.36. 변위 손상(DD) 개략도 107

그림 2.37. Total Ionizing Dose 개략도 107

그림 2.38. SEE 개략도 108

그림 2.39. 100 MeV 시험장비 구성 (TR103) 112

그림 2.40. 20 MeV 시험장비 구성 (TR23) 113

그림 2.41. 고준위 감마선 조사장치 113

그림 2.42. 저준위 감마선 조사장치 114

그림 2.43. 중이온 가속기(RAON) 조감도 및 Experimental System 115

그림 2.44. 위성 표준탑재컴퓨터 연산 개략도 117

그림 2.45. 궤도별 및 주체별 향후 10년간 위성제작 시장 규모 120

그림 2.46. 향후 10년간 위성제작 시장 규모 120

그림 6.1. 위성용 전장품 종류 134

그림 6.2. PMPCB(Parts, Materials, and Processes Control Board) 순서도 137