엔지니어링 플라스틱, PCB용 기판(copper clad industrial laminate)과 같은 고분자 물질 등과 절연시스템과 같은 시스템에 대해서 UL인증을 준비하다보면, 엔지니어로부터 필요에 따라 LTTA (Long Term Thermal-Aging program) 시험이 요구된다는 서신을 받게 됩니다.

이때 이해되어지는 LTTA (Long Term Thermal-Aging program)이란 정확히 무엇일까요?

대부분의 제품 엔지니어들과 재료 공급자들은 특정 완제품에 사용되는 재료의 적합성을 결정할 때에 사용하는 “Maximum Operation Temperature(MOT)”나 “Temperature Rating”,
“Temperature Index” 또는 “Relative Thermal Index(RTI)” 라는 용어에 익숙할 것입니다. 완제품 평가에서 완제품에 사용되는 재료의 실제 구동 온도, Operating Temperature가
적용되는 온도 rating보다 높을 경우, 적용되는 재료는 해당 완제품에 적합하지 않기 때문에, 완제품의 디자이너는 아래 세 가지 선택사항 중에 한가지를 선택해야 할 것입니다.

1. 보다 높은 온도 rating을 가지고 있는 다른 재료의 사용에 대한 고려
2. Operating Temperature가 낮아지도록 완제품을 Re-design 고려
3. 적용되는 해당 재료에 대해 Long-Term Thermal Aging(LTTA) 시험을 통한 검증
앞의 두 가지 선택 사항은 바로 시행할 수 있는 것처럼 보이지만 때때로 많은 비용이 들거나 오랜 시간이 필요할 수 있고, 또는 비용과 시간을 동시에 요구 할 수도 있습니다. 따라서 어떤 경우에는 LTTA 시험이 가장 실용적인 선택사항이 될 수도 있습니다.

1. LTTA 란 무엇인가?

LTTA는 UL의 기본적인 시험 프로그램 중 하나입니다. 이 시험은 보통 엔지니어링 플라스틱, PCB용 기판(copper clad industrial laminate)과 같은 고분자 물질뿐만 아니라 절연시스템과 같은 시스템 평가에도 적용됩니다. 엔지니어들은 약 5,000에서 10,000 시간의 thermal aging을 통해서 얻은 시험결과에 의거하여 특정물질의 100,000 hour Half-life에 해당하는 (10만시간이 되었을 때에 초기 물성의 50%의 물성 값을 유지하는) 최고 사용온도(RTI)를 예측할 수 있게 됩니다. Relative Thermal Index(RTI)란 어떤 물질이 장시간 동안 고온에 노출 되었을 때에 특정 물성(물리적 물성, 전기적 물성 등등)을 유지할 수 있는 능력을 나타내며 이것은 물질의 내열성이라고 말할 수도 있습니다.

2. 왜 LTTA가 필요한가?

만일 어떤 물질이 thermal-aging 프로그램에 의해 평가 받지 않았다면 그 물질은 generic
class에 의해 RTI값을 부여 받게 됩니다. Generic class 즉, Generic RTI는 UL 746B(Standard for Polymeric Materials-Long Term Property Evaluations)에 table에서 확인할 수 있습니다. 이것은 과거의 현장 시험 수행결과 및 물질의 화학구조를 기반으로 정해진 기본적인 값입니다. 예를 들어, polycarbonate(PC)의 generic RTI는 80℃ 이고 acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) generic RTI는 60℃ 입니다.
어떤 물질이 특정 제품에서 사용될 때, 해당 제품의 operating temperature 가 물질의 generic RTI보다 높다면 그 물질은 더 높은 온도의 RTI가 필요하기 때문에 LTTA평가를 통해 generic RTI보다 더 높은 온도의 RTI를 받을 수 있는지 확인될 수 있습니다. LTTA를 통해서 더 높은 RTI를 받게 된다면 그 물질을 해당 제품에 사용 적합성을 인정받게 되는 것입니다.

3. 어떤 물질이 LTTA시험을 필요로 하는가?

열가소성 수지, 열경화성 수지, 엘라스토머 등과 같은 유기물의 고분자를 포함하는 물질이라면 LTTA 시험을 할 수 있습니다. 이러한 물질들은 중합에 의한 고분자와 반응제의 혼합물이며 이러한 고분자 물질들의 물성은 분자구조, 분자분포 및 분자의 크기나 분자량에 따라 달라질 수 있습니다. 비교적 낮은 에너지로 결합되어있는 물질들은 가공이 쉽고 이것은 결합이 쉽게 깨어진다는 것을 의미합니다.
반면에 철이나 알루미늄, 실리콘과 같은 물질은 LTTA 시험이 적합하지 않습니다. 그 이유는 이러한 물질들은 반복하여 heating과 cooling을 하더라도 이렇다 할 만한 물성저하가 잘
나타나지 않기 때문입니다.또한,세라믹과 같은 저분자 무기물질은 일반적인 전자제품들에는 해당되지 않는 1000℃이상의 고온에서만 물성저하 및 분해가 일어나기 때문에 LTTA가 불필요하다고 할 수 있습니다.

4. LTTA 시험은 어떻게 하는 것인가?

각각의 물질의 RTI(Relative Thermal Index)는 LTTA 프로그램 하에서 얻어지는 Long Term
Thermal Aging 시험결과를 기초로 예상되는 값입니다. 물성저하에 영향을 미치는 다른 기타 요소들을 배제하는 이상적인 상황이라면 오직 온도와 시간이 물성저하에 영향을 미치는 요소가 되기 때문에 LTTA는 온도와 시간에 대한 물성저하 현상을 평가하는 것입니다. 이를 위한 시험방법으로 “Fixed Temperature Method” 또는 “Fixed Time Frame Method(FTFM)” 가 사용되고 있습니다.
LTTA에서 물리적 전기적인 물성에 대한 물성치는 여러 온도에서의 aging을 통해 계속하여
모니터링 됩니다. aging한 후의 물성값이 초기 물성값(unaged level)과 비교하여 50%로 격감 되었을 때의 시간을 “end of life”라고 하며, thermal aging을 통해 각각의 설정 온도에서 “end of life” 시간을 측정합니다. 평가되는 물질은 Control material과 함께 thermal aging 하게 되는데 Control material이란 이미 LTTA를 통해 좋은 RTI값을 입증 받은 것으로 실제로 좋은 시험기록들을 가지고 있는 제품을 말합니다. 시험물질의 RTI 값은 Control material의 thermal aging 특성과 비교하여 부여됩니다.

위의 내용을 참고하시어 UL인증에 도움되시길 바랍니다.

고맙습니다.


Posted by imskorea

BLOG main image
IMS는 정확하고 편리한 One-Stop통합 컨설팅으로 귀사의 해외시장진출을 도와드립니다. by imskorea

공지사항

카테고리

분류 전체보기 (34)
회사소개 (4)
주요업무 (1)
주요실적 (2)
정보광장 (25)
해외인증마크 (1)
Total : 96,586
Today : 10 Yesterday : 14