効率的加速試験の進め方，故障モード別故障モデル式，加速係数の求め方，寿命予測の方法，
トラブル発生時の市場相当年数・余寿命推定方法，各種の劣化寿命について実践的に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
- 会場
- 受講料
- 1名：48,600円 同時複数人数申込みの場合 1名：43,200円
- テキスト
受講概要
予備知識
特にないが、ワイブル解析、累積ハザード解析の概念は知っているのが望ましい。
習得知識
1)故障モード別の故障モデル式 2)加速係数の求め方 3)寿命予測のしかた 4)試験の目的にあわせた正しい試験のやり方 5)設計への展開のしかた（規格、設計法、試験法）
講師の言葉
本講座は、効率的な加速試験の進め方と、そのポイント、解析手法ついてなどについて自動車電装部品からの 事例に基づいて実践的にわかり易く解説する。 自動車部品は世の中で最も過酷な使われ方をする部品のうちのひとつである。材料的に見ると車室内では －４０～８５℃、エンジンルームにいたってはー４０～１２０℃でこれはプラスチック、ゴムなどの材料や 接合技術から見たらちょうど物性が切り替わる境界付近で限度いっぱいで使うということであり、電気的には 車両の電源電圧は５～１３Vまでの変動に対応しうるものでなければならず、結露、雨水、日光、砂塵、 振動といった環境条件の厳しさもある。自動車部品ではこれを１０－１５年ほどの期間、その信頼性を 確保することが絶対条件になってくる。 そういう中ではどういう条件だったら故障するのか、その故障モードは車両としてはどうなるのかといった 限界条件の把握をもとに故障時はどれくらいの市場相当時間になるのか、実用条件から見たらどれくらいの 余裕があるのかを判断していくことになる。 そのための加速係数の求め方を故障モードをできるだけ固定して多角面からの加速係数の求め方をデータ、写真、 図を多用してより実践的な解説をする。 また、市場でクレームが発生したときの寿命予測のやり方をはじめ、現在、用いている試験は一体何を想定して 何年の条件に相当するのかといった試験規格、限界試験の考え方やその試験結果からの評価のあり方までを 紹介・解説する。 さらに、市場でトラブルが起きた時の市場相当年数（回数）の推定のしかたや、市場回収品から余寿命が どれくらいあるかを推定するやり方などについても解説する。
プログラム
１．加速試験とは （１）特性保証・動作保証・故障モード保証 （２）市場再現性と加速性 （３）限界試験 ２．加速試験の成り立つ条件と制約条件 （１）故障モード変曲点 （２）プラスチック材料・金属材料それぞれの物性と故障モード変曲点 ３．加速試験のもとになっている故障モデル ４．加速試験の種類と考え方 （１）ストレス加速とその制約条件 （２）頻度加速とその制約条件 （３）判定加速とその制約条件 ５．加速試験と寿命予測のやり方 （１）劣化の定義 （２）劣化の測定尺度と測定のしかた （３）市場回収品・返却品からの劣化度の測定 ６．加速係数・寿命のもとめ方の実施例 （１）ポリエステル被覆銅線の耐湿寿命 温度湿度の試験条件で複数点での限界試験からワイブル解析で形状パラメータｍを導いたのち、 加速が成り立つ温湿度条件の領域で蒸気圧則に乗っ取って加速係数を求める。試験データの加速係数を 求めたあと、市場での基準点としたい温湿度（蒸気圧）に対する点を挿入して外挿法で加速係数を 修正する方法も示す。プラスチック樹脂、ゴムならびに成型部品、シート部品の耐湿寿命の加速係数、 寿命予測に展開できる事例として紹介する。 （２）はんだ接続熱疲労寿命 はんだ接続のクラックは自己発熱を含む温度の変動ΔＴで決まり、その繰り返しで熱疲労劣化していく。 そのうち、幾つかのやりかたを示す。 一つは熱衝撃試験のΔＴを変えてクラックを判定条件にした 試験条件を複数条件で実施してワイブル解析した後に形状パラメータｍを導き、加速が成り立つ領域の 試験条件でのデータから温度変化ΔＴに対する加速係数を求める。 もう一つははんだのクラックはＳｎの拡散と組織の粗大化の関係があり、はんだ組織の大きさが同じ 市場条件、長時間試験条件で同じ損傷度のものを置き、そのサンプルの熱サイクル履歴の年数ないしは 日数比で加速係数を求める。 さらにもう一つははんだ材の温度サイクル試験でその試験条件で かかるひずみとクラックを生ずるサイクル数との材料データがあれば、それをもとに基板実装した はんだ部位の温度がかかることによるひずみを測定してはんだ材料データのひずみの時のサイクル数から 寿命を推定する方法がある。 （３）プリント基板熱疲労寿命 積層板の銘柄ごとに熱衝撃試験並びに湿度試験を実施した基板試験結果と積層板の材料物性（線膨張係数、 吸水率、ガラス転移点）を並べ、対比してみることにより、必要な熱衝撃寿命並びに耐湿寿命を待たせる ための材料物性とその値をつかむ。 これは積層板だけでなく、成形樹脂、金属材料、接点材料などの材料の材料物性と部品化した後の部品の 試験結果と対比して影響の大きい材料物性をつかむ時にも展開ができる。 （４）プリント基板耐結露寿命 結露サイクル試験はなかなか再現性に乏しい、制御が難しい試験法である。 これを確実に代用する滴水試験があるが、結露サイクル試験と滴水試験との間には加速が成り立ち、その 加速係数を求めている。 （５）プラスチック樹脂耐熱寿命 プラスチック樹脂の耐熱寿命は過酷温度条件での８０％強度、８０％絶縁抵抗などの測定点のデータを 複数打点して直線化したS－N図に基づき、市場で実際に使われる温度に対する寿命を推定する。 プラスチック樹脂の銅線への薄膜皮膜を形成したポリウレタン皮膜銅線も厚い、薄いはあるものの プラスチック樹脂の劣化として適用できる。 また、市場で使われるある一点の温度の寿命（点推定） 並びにある温度変動範囲のある場合の寿命（区間推定）のやりかたも示す。 （６）ゴム劣化寿命 ゴムの劣化は酸化劣化、オゾン劣化が代表的なものであるが、そのうち酸化劣化（熱劣化）についての ゴム種類ごとの寿命予測（実験式）を示す。 （７）めっきの腐食寿命 めっきは市場で発生している故障モードを再現させる試験条件を模索することがまず大事なことである。 市場ではありえないようなぼろぼろになる腐食を起こさせることは簡単なことであるが、それで市場故障と 再現性があるかといえばそういうことではない。 そういう意味では中性塩水噴霧試験、酸性塩水噴霧試験、塩水噴霧・乾燥・湿潤サイクル試験のどれに 適合するかの検証をした上で進めないといけない。 その上に立ってめっき皮膜寿命はめっき皮膜付着量と腐食速度を割った数値で示される。 また、試験条件ごとの加速は腐食速度（腐食量／時間）の比でもって表される。 （８）めっきの硫化寿命 めっきの硫化についても同じことがいえる。 めっきの硫化試験では単一ガス試験でなく、混合ガス試験が硫化皮膜を大きく形成させ、市場との再現性も あるとされている。 そういう意味で濃度加速ではなく、二硫化ガス、硫化水素ガス、二酸化窒素ガス、塩素ガスの混合比でその 硫化皮膜の形成には大きく左右される。 （９）リレー、スイッチの繰り返し動作寿命 リレー、スイッチの繰り返し動作寿命は機械的寿命と電気的寿命に分けられる。 そのうち電気的寿命については接点開閉部の寿命につきるといってよい。 接点の寿命は消耗・移転・ 溶着の故障モードでいずれもとらえる時期の差で起こる故障モードが変わるだけである。 この寿命を決める因子はアーク（温度、持続時間）、開閉頻度であり、アークは負荷（種類、電圧、 電流）である。 これらの試験では負荷ごとに頻度アップして寿命を求める頻度加速法で実施される。 （１０）構造体の等価振動６．５乗則による振動加速試験 振動による破壊には加速度Ｇモードで壊れる場合と共振Ｈｚモードで壊れる場合がある。 そのうち加速度モードで壊れるものの加速法には６．５乗則がある。 これは構造体の耐久振動寿命は耐久限界回数と耐久限界の加速度振動振幅／加速振動試験の振動振幅の 比の６．５乗で割りかけした回数になるというものである。 （１１）半導体劣化寿命 故障モード別の代表的な故障モードとそのメカニズムごとの劣化の寿命式と活性化エネルギーを表で 与え、その予測式を示す。 基本的にはアレニウス則である。 ただ、半導体の故障はこうした理論式で予測できないメーカ、ライン、構造、材料などの欠陥で故障する ものが大半でその予防のための評価法の方が必要である。 （１２）パワーデバイス繰り返し寿命 パワーデバイスの代表格であるパワーＭＯＳ－ＦＥＴは大電流をＯＮ／ＯＦＦするメカ機構のリレーに 相当する半導体である。 負荷のＯＮ／ＯＦＦが繰り返されることによるアルミ二ウムワイヤの根元部に応力集中してセルが破壊、 リークを起こしながら熱破壊に向かって劣化が進んでいく。 ＯＮ条件でのＰＮ接合部での温度とＯＦＦ条件との温度差ΔＴをパラメータにパワーサイクル試験をすると パワーサイクルに対する寿命曲線が得られる。 （１３）コンデンサ劣化寿命 コンデンサの種類別の高温寿命に対する寿命予測式を紹介する。 アルミ電解コンデンサでは温度、電圧、リップル率で内部発熱が始まり、電解液がガス化して内圧が 高まっていくと早くにドライアップすることになる。１０℃２倍則はここからきた寿命予測式である。 （１４）セラミック振動子温度サイクル寿命 セラミックで構成される振動子は温度変動が繰り返されると分極がとけ、インピーダンス特性が変化、 共振抵抗が上昇するという劣化が起こっていく。温度差ΔＴと温度サイクル数によって寿命が決まっていく。 （１５）バリスタ耐サージ寿命 バリスタはサージ電流がかかるとある一定以上の電流は自らの自己発熱で吸収して後段回路への電流の 流れ込みを止める素子である。 回路に繰り返しのサージ電流（電圧）がかかると熱が発生することにより、セラミック組織の分極が とけ、バリスタ電圧が低下、劣化していく。 サージ電流、サージ波尾長に対するメーカの耐久回数 データからサージエネルギーに対するＳ－Ｎ図に置き換える事例を紹介する。 （１６）センサ温冷浴寿命 投光素子を組み込んだ光電スイッチの耐水性について故障判定水準を水分が樹脂注入した回路部に 入り込んで動作不能となる回路故障とその前兆でもあるレンズ部に水滴がはいり込んで曇りを生ずる 故障の２点から耐水寿命を追求した事例。 多数の加速因子が考えられる中でまず田口メソッドを つかって要因を絞り込んだのちその影響度の高い因子での試験条件で試験を実施して市場データと 比較して形状パラメータｍの比較、解析と加速係数を追求したもの。 （１７）電球寿命 電球の寿命はフィラメントの昇華による寿命で決まるが、その予測式を紹介する ７．試験法の生い立ちと加速データの実用試験への展開 （１）高温 （２）低温 （３）温度サイクル （４）湿度 （５）乾湿サイクル （６）振動 （７）ノイズ／サージ （８）電圧変動 （９）動作繰返し ８．故障モード別モデル式 （１）プラスチック樹脂／ゴム材料／金属材料における故障モードに対する故障モデル式 （２）半導体／コンデンサ／抵抗／ＬＥＤの故障モードに対する故障モデル式 （３）モータ／コイル／コネクタ／表示管／電球における故障モードに対する故障モデル式 （４）半田接続／プリント基板における故障モードに対する故障モデル （５）振動・衝撃の市場データ測定と時系列解析、スペクトル解析、頻度解析並びにＳ－Ｎ則、最大値分布 （６）ノイズ・サージの市場データ測定と時系列解析並びに最大値分布 ９．設計への展開 （１）試験規格 （２）寿命の定義 （３）ボトルネックを把握した設計 ①シングルフェイラーポイント ②車両・ユニットから部品・材料への管理点の展開 （４）余裕度設計 ①限界試験における故障モードと限界条件の評価 ②特性保証・動作保証・故障モード保証 ③Ｃｐｋ/変動率/安定度 ④回路の実力余裕の技術的評価法 （５）信頼性設計と安全設計 ①長寿命設計と死にざま設計 ②安全設計レベル （６）マイコン暴走予防設計 ①動作限度値・閾値 ②ノイズ/サージ ③状態遷移図 （７）熱設計 ①負荷軽減設計 ②放熱設計 （８）結露予防設計 ①結露・融霜・融氷 ②毛細管凝縮・化学凝縮 （９）振動予防設計 ①時系列解析・スペクトラム解析・頻度解析 ②加速度モードによる故障 ③周波数モードによる故障