実務的・現実的に寿命を予測するための
電子部品における寿命故障モードとその故障寿命予測法
~電子部品には寿命故障モード存在、その予測法探る~【会場/WEB選択可】

セミナー
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寿命をもつ電子部品の故障モード,電子部品に欠陥を内在した場合の寿命故障モード,寿命予測の考え方,部品ごとの寿命予測法について様々なやり方を実務的・現実的に,事例・データを交えて解説する特別セミナー!!
講師
技術コンサルタント 伊藤 千秋 先生
 オムロン株式会社 品質保証部長,部品技術部長等歴任後現職
 制御機構部品の品質保証を15年,自動車電装部品の品質保証23年経験,品質・信頼性一筋のプロフェッショナル
 この間,日本科学技術連盟 信頼性開発技術研究会 委員長などを歴任
日時
2022/7/27(水)10:00〜16:50
会場

TH企画 セミナールームA

会場案内
受講料 (消費税等込み)1名:49,500円 同一セミナー同一企業同時複数人数申込みの場合 1名:44,000円
講師
技術コンサルタント 伊藤 千秋 先生
 オムロン株式会社 品質保証部長,部品技術部長等歴任後現職
 制御機構部品の品質保証を15年,自動車電装部品の品質保証23年経験,品質・信頼性一筋のプロフェッショナル
 この間,日本科学技術連盟 信頼性開発技術研究会 委員長などを歴任
日時
2022/7/27(水)10:00〜16:50
会場

TH企画 セミナールームA

会場案内
受講料 (消費税等込み)1名:49,500円 同一セミナー同一企業同時複数人数申込みの場合 1名:44,000円
受講形式 
 会場・WEB 

受講対象
 設計、試験、品質保証、クレーム処理に従事する技術者

予備知識
 特に必要ないが、ワイブル解析の基本的なことをしっているとより理解が深まる。

習得知識
 1)寿命をもつ電子部品とその故障モード
 2)電子部品に一定の欠陥を内在した場合の寿命故障モード
 3)寿命予測の考え方
 4)部品ごとの寿命予測法


講師の言葉
 この講座は、電子部品、なかでも「半導体には寿命がない」そう思われている方々、あるいは形あるものいずれは壊れるのだらか寿命はあるとおもいながらもどう考えていいかわからない方々に対する講座である。半導体から枠を電子部品に広げて寿命のある部品ごとに故障モード、メカニズム並びに寿命予測と対策について解説する。
 寿命対策は、最も良いのは寿命がこない応力限界の条件のもとで使うこと、次いで寿命を延命して商品ライフの中では寿命が来ないようにすること、最後に寿命を知ってメンテナンス設計に生かすことである。メンテナンスフリーの部品なのに限られたデータ、限られた時間しかない中で寿命予測にあれこれ時間を費やすのは間違うと時間を持て余したスタッフ仕事になる。それを十分知った上で実務的、現実的な寿命予測法、その方向付けを考えてみる。寿命は故障率が増加に転ずる時間、回数の変曲点であって、この寿命点には正規の材料、構造ではあるが劣化が起きて寿命となるというパターンとある一定の弱さや欠陥をもった時におこってくる寿命のパターンがあり、これらに分けて考えてみる。
 また、加速係数は相対値であるからまだ比較的容易に求まるが、寿命は絶対値であるので材料、構造によって変わり、これを求めるのは容易なことではない。
 最終的には、試験する以外にないがそれぞれの故障モードの理論式を実験で補正したり、複数の実験から定数をもとめたり、既知のワイブルパラメータm、η、γをつかって外挿法で予測したりするなど様々なやりかたを紹介する。


受講者の声
・電子部品毎の故障モードがわかり満足している。詳しい解説ありがとうございました。
・貴重な経験、資料を伝えていただきました。テキストが充実していて驚きました。
・有意義なセミナーでした。テキストも分厚い辞書のようで、内容も充実しているのでありがたいです。

プログラム

1.基本的な考え方
(1)寿命とは
(2)故障率増加型故障モードと故障率一定型故障モード
(3)応力限界
2.寿命をもつ電子部品とその故障モード
(1)はんだ接続・基板(はんだ熱疲労、はんだ電極間リーク劣化寿命、はんだクリープ劣化寿命)
(2)アルミ電解コンデンサ(ドライアップ寿命)
(3)パワーMOSFET、パワートランジスタ、三端子レギュレータ(パワーサイクル劣化寿命)
(4)炭素皮膜抵抗(電食、パルスサージ破壊寿命)
(5) フィルムコンデンサ(熱劣化寿命)
(6) 発光ダイオード(パワーサイクル劣化寿命)
(7) バリスタ(サージ劣化寿命)
(8) セラミック振動子(熱応力劣化寿命)
(9) リレー・スイッチ(接点開閉寿命、トラッキング寿命、応力腐食寿命)
(10)コネクタ(摺動摩耗寿命)
(11)トランス、ソレノイド、コイル(熱水劣化寿命、溶剤劣化寿命)
(12)EE-PROM(書き込み消去寿命)
(13)電気二重層キャパシタ(充放電寿命)

3.電子部品に一定の欠陥を内在した場合の寿命故障モード
(1)積層フィルムコンデンサ(フィルム裂け目によるリーク劣化寿命)
(2)積層セラミックコンデンサ(電極間割れによる毛細管凝縮リーク劣化寿命)
(3)整流ダイオード(PN接合面保護膜形成不足によるリーク劣化寿命)
(4)アルミ電解コンデンサ(封止ゴム弾性劣化による電解液漏れ寿命、封止ゴム溶剤劣化による電解液漏れ寿命、電極箔短絡による電解液漏れ寿命)

4.寿命予測の考え方
(1)基本的な考え方
(2)基本的な寿命予測法
  ①ファーストフェイラーポイント法
  ②寿命理論式から導き出す法
  ③寿命規格値を最悪値として導き出す法
  ④材料S-Nデータから導き出す法
  ⑤市場戻入品から劣化測定をしてそれをもとに導き出す法
  ⑥類似の故障モードの学会等文献から導き出す法

5.部品ごとの寿命予測法
(1)はんだ接続並びに基板
  寿命に影響する材料、構造、接合要素と故障モード、メカニズム、寿命予測法と対策を解説。
  ①はんだ熱疲労寿命
   Coffin-Mansonの修正式からの予測
   はんだ合金材S-N曲線からの予測
   Coffin-Manson修正式による理論値と実験値
  ②はんだ接続間リーク劣化寿命
   水の表面付着メカニズム(結露作用)、(呼吸作用)、(拡散凝縮作用)
   マイグレーション理論式からの予測
   蒸気圧則からの予測
   絶縁劣化理論式からの予測
  ③はんだクリープ寿命
   故障モード、メカニズム
   はんだ軟化温度(最高使用温度)
   はんだ材のクリープ耐性と応力の関係
   Larson-Miller式からの予測
   Arrhenius則からの予測
(2)アルミ電解コンデンサ
  寿命に影響する材料、構造、接合要素と故障モード、メカニズム、寿命予測法と対策を解説。
  ①電解液揮発(ドライアップ)寿命
   電圧による劣化寿命式ならびに温度による劣化寿命予測式
  ②封止ゴム弾力劣化ならびに溶剤劣化による電解液漏れ寿命
   ゴム劣化寿命式
  ③電極箔短絡による電解液漏れ寿命
(3)パワーMOSFET,パワートランジスタ、三端子レギュレタ
  寿命に影響する材料、構造、接合要素と故障モード、メカニズム、寿命予測法と対策を解説。
  ①パワーサイクル寿命
   パワーサイクル寿命曲線
   疲労の逆n乗則による寿命予測
   Manson-Coffinの式による予測
(4)セラミック振動子
  寿命に影響する材料、構造要素と故障モード、メカニズム、寿命予測法と対策を解説。
  ①熱疲労寿命
   インピーダンス特性と位相特性の関係
   分極処理
   熱疲労の逆n乗則による予測
(5)バリスタ
  寿命に影響する材料、構造、接合の技術要素と故障モード、メカニズム、寿命予測法と対策を解説。
  ①サージ耐久寿命
  サージ電圧とサージ吸収特性の関係
  熱応力の逆n乗則による予測
  累積損傷則による予測
(6)炭素皮膜抵抗
  寿命に影響する材料、構造要素と故障モード、メカニズム、寿命予測法と対策を解説。
  ①電食寿命
   マイグレーション理論式からの予測
   蒸気圧則による予測
  ②パルスサージ寿命
   パルス限界電圧
   サージ波形と試験波形の置き換え
   熱疲労則による予測
   累積損傷則による予測
(7)発光ダイオード
  寿命に影響する材料、構造、接合の技術要素と故障モード、メカニズム、寿命予測法と対策を解説。
  ①パワーサイクル寿命
   LED樹脂のガラス転移点との関係
   Coffinn―Mansonの式による予測
(8)フィルムコンデンサ
  寿命に影響する材料、構造要素と故障モード、メカニズム、寿命予測法と対策を解説。
  ①フィルム熱疲労劣化寿命
   内部フィルムの耐熱性
   内部フィルムのはんだ熱の温度上昇と熱収縮度
   Arrhenius則からの予測
  ②フィルム裂け目リーク劣化寿命
   溶射金属のフィルム間への金属の入り込みとリークとの関係
   電極形成時、しリード溶接時のフィルムの圧縮応力による裂け目とークとの関係
   水蒸気圧則による予測
(9)積層セラミックコンデンサ
  寿命に影響する材料、構造要素と故障モード、メカニズム、寿命予測法と対策を解説。
  ① セラミック割れ隙間の毛細管凝縮によるリーク劣化寿命
   市場データワイブル解析からのワイブルパラメータm、η、γ
   基板分割方式ごとの基板にかかるひずみ
   分布のあてはめによる寿命予測
  ②高電界短絡現象によるリーク寿命
(10)整流ダイード
  寿命に影響する材料、構造、接合要素と故障モード、メカニズム、寿命予測法と対策を解説。
  ①PNジャンクションリーク劣化寿命
   水蒸気圧則による予測
(11)トランス、ソレノイド、コイル
  寿命に影響する材料、構造の要素と故障モード、メカニズム、寿命予測法と対策を解説。
  ①熱水劣化寿命
   ワイブル解析からのワイブルパラメータm、η、γ
   分布のあてはめによる予測
   水蒸気圧則による予測
  ③溶剤劣化寿命
   SP(ソルベントパラメータ)値
   コイル絶縁故障モデルと寿命式
   電圧劣化の逆n乗則による予測、インパルス電圧劣化による予測
(12)コネクタ
  寿命に影響する材料、構造、接合の技術要素と故障モード、メカニズム、寿命予測法と対策を解説。
  ①摺動摩耗寿命
   各種めっきコンタクトの微摺動摩耗試験
   酸化式による予測
  ②局部電池腐食寿命
   標準電位、異種金属組み合わせの接触電位
   水蒸気圧則による予測
(13)リレー、スイッチ
  寿命に影響する材料、構造、接合の技術要素と故障モード、メカニズム、寿命予測法と対策を解説。
  ①接点開閉寿命(接点消耗、接点転移、接点溶着)
   開閉寿命試験データからのワイブルパラメータm、η、γ
   接点開閉アークの挙動、接点乖離時のアーク持続時間
   分布のあてはめによる予測
  ②トラッキング寿命
   トラッキング並びにマイグレーションの理論式からの予測
  ④応力腐食割れ寿命 
  応力腐食の理論式からの予測
(14)その他

質疑・応答


講師紹介
社歴   
昭和無線工業(現SMK):5年2ヶ月
トリオ(現JVCケンウッド):3ヶ月 
立石電機(現オムロン):38年7ヶ月
職歴    
スイッチ製造技術:3年2ヶ月
コネクタ製造技術:1年
圧着・ハーネス製造技術:2年 
アンプ・チューナ製造技術:3ヶ月
部品メーカ監査(加工部品):20年
             (電子部品・機構部品):25年
制御機構部品(リレー・スイッチ・タイマ・センサ)品質保証 :15年 
自動車電装部品(ECU・リレー・センサ・スイッチ)品質保証 :25年
最終職位    
品質保証部並びに部品技術部 部長
韓国オムロン電装 理事(役員)
上海欧姆龍控制電器 顧問
福達合金材料 顧問
学会活動     
日本信頼性学会会員:23年
日本信頼性学会企画委員(地域委員):2年
日本科学技術連盟講師:24年
日本科学技術連盟信頼性開発技術研究会 委員長:2年(1期)
日本科学技術連盟信頼性開発技術研究会 副委員長:4年(2期)