1.基本的な考え方
(1)寿命故障率増加型故障モードと故障率一定型故障モード
(2)応力限界
2.寿命をもつ電子部品の故障モードとその構造因子の関係
(1)はんだ接続・基板(疲労、電極間リーク劣化寿命、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)
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とその構造因子の関係
(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.基本的な寿命予測法
(1)ファーストフェイラーポイントワイブルパラメータm当てはめ法
(2)対数直線化法
(3)べき乗則法
(4)極値確率紙法
(5)アレニウス則法
(6)ラーソンミラー則法
(7)ウイリアム・ランデル・フェリー則法
(8)重回帰分析による複数因子が絡む寿命の推定法
(9)材料S-Nデータをつかった寿命推定法
(10)市場回収品ないしは市場実験品からの劣化度測定データからの寿命推定法
(11)故障メカニズムに着目した損傷度比較による寿命推定法
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
①はんだ熱疲労寿命
Coffin-Mansonの修正式からの予測法
はんだ合金材S-N曲線からの予測法
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式からの予測法
Arrhenius則からの予測法
(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
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Mos-FET,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
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法
Coffin-Mansonnの式による予測法
(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
①熱疲労寿命
インピーダンス特性と位相特性の関係
熱疲労の逆n乗則による予測法
(5)バリスタ
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
①サージ耐久寿命
サージ電圧とサージ吸収特性の関係
②熱応力の逆n乗則による予測法
③累積損傷則による予測法
(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
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
熱疲労則による予則法
累積損傷則による予測法
(7)発光ダイオード
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
①パワーサイクル寿命
LED樹脂のガラス転移点との関係
Coffin-Mansonの式による予測法
(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
Arrehenius則からの予測法
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法
(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
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
べき乗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
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
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
べき乗分布のあてはめによる予測法
水蒸気圧則による予測法
②溶剤劣化寿命
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法
(12)コネクタ
寿命に影響する材料、構造、接合の要素と故障モード、メカニズム、寿命予測法と対策
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法
(13)リレー、スイッチ
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
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
べき乗分布のあてはめによる予測法
重回帰分析による予測法
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法
④腐食割れ寿命
応力腐食の理論式からの予測法
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)