故障を発生させないための信頼性技術と加速試験

～信頼性工学・信頼性保証・故障メカニズム・試験を加速させる考え方～

はじめに

第1章  故障を発生させないための信頼性技術の考え方
　1　信頼性工学と信頼性保証
　　～使う立場と作る立場の信頼性～
　2　バスタブカーブと故障率
　　2.1　バスタブカーブと故障の種類
　　2.2　品質の要求レベルのアップと故障率評価の課題
　3　信頼性は常に脅かされている
　　3.1　製品の軽薄短小化密閉化への課題
　　3.2　商品を取り巻く環境の変化への課題
　　3.3　課題を解決するためには
　4　キーとなる故障メカニズム
　　4.1　故障メカニズムと故障の芽
　　4.2　故障/故障モード/故障メカニズム
　　4.3　故障メカニズムの分類と対応
　　4.4　故障メカニズムの各分野共通性
　　4.5　信頼性解析は故障メカニズムを知らないとできない
　　4.6　故障メカニズムは難しいか
　　4.7　故障メカニズムが信頼性保証活動の中心
　　4.8　開発/設変/新規部品採用は故障メカニズムとの戦い
　5　信頼性保証加速試験と故障の芽解析の進め方

第2章  故障メカニズム
　1　熱ストレス
　　1.1　拘束応力
　　1.2　拡散、変態、軟化
　　1.3　状態変化（融解、蒸発、沸騰、凝縮、凝固）
　2　湿気ストレス
　　2.1　水の三体　
　　2.2　空気中の水分量
　　2.3　結露
　　2.4　水の極性と吸湿/透湿
　　2.5　水溶性 
　3　応力ストレス
　　3.1　不均一応力 応力集中
　　3.2　持続的応力
　　3.3　繰り返し応力
　　3.4　クリープと疲労の組み合わせ
　　3.5　微摺動摩耗
　4　ガスストレス
　　4.1　製品の外部環境と内部環境
　　4.2　樹脂とガス
　　4.3　高分子の加水分解
　　　4.3.1　高温で起こる加水分解
　　　4.3.2　常温で発生する加水分解
　　4.4　環境応力割れ
　　4.5　ブリード性
　　4.6　腐食
　　　4.6.1　（電気）化学腐食──酸化剤による腐食
　　　4.6.2　異種金属接触腐食（ガルバニック腐食）
　　　4.6.3　濃淡電池
　　　4.6.4　選択腐食
　　　4.6.5　孔食
　　4.7　応力腐食割れ（応力ストレスとガスストレスの組み合わせ。
　　　　SCC：Stress Corrsion Cracking）
　　4.8　水素脆性（応力ストレスとガスストレスの組み合わせ。
　　　　HE：Hydrogen Embrittlement）
　　4.9　銀（Ag）と硫化
　5　電気ストレス
　　5.1　ジュール熱
　　5.2　耐圧劣化
　　5.3　絶縁劣化
　　　5.3.1　電解腐食
　　　5.3.2　陰極腐食
　　5.4　電界拡散
　6　エレクトロケミカルマイグレーションの伸長メカニズムと対策
　　（Electro-Chemical Migration：ECM）
　　6.1　はじめに
　　6.2　Ag、Cu、SnのECM例
　　6.3　ー極からの伸長、＋極からの伸長の基本原理
　　6.4　金属イオンの溶出に必要な水分とペア
　　6.5　ECMの伸長形態の電流による変化
　　6.6　ペースト溶剤中で発生する高温ECM
　7　ウィスカ（Whisker）の伸長メカニズムと対策
　　7.1　はじめに
　　7.2　ウィスカはなぜSnとZnだけか
　　7.3　ウィスカを理解するためのSnの特性
　　7.4　Snウィスカの各種伸長メカニズム
　　　7.4.1　粒界に下地金属浸入によるウィスカ
　　　7.4.2　腐食（酸化）によるウィスカ
　　　7.4.3　温度サイクルウィスカ（空気中、窒素中、真空中）
　　　7.4.4　押圧によるウィスカ
　　　7.4.5　Inによるウィスカ伸長メカニズム
　　7.5　亜鉛めっきウィスカ
　　　7.5.1　亜鉛めっきはめっき時に圧縮応力が発生する
　　　7.5.2　ウィスカ発生の温度依存性
　　　7.5.3　めっき時の圧縮応力原因と対策
　8　無機りん（赤りん）系難燃剤による故障メカニズム
　　8.1　はじめに
　　8.2　赤りんによる難燃剤とは
　　8.3　赤りん難燃剤による故障事例
　　8.4　発生する故障メカニズムの基
　　8.5　成形と無機りん系難燃剤の粒
　　8.6　絶縁劣化から起きる故障メカニズム
　　8.7　ホスフィンガスから起きる故障メカニズム

第3章  信頼性保証加速試験
　1　試験を加速させる考え方
　　1.1　部品材料の寿命判定には機能寿命と特性寿命がある
　　1.2　試験を実施する前に
　　1.3　早く結果を出すことと加速試験
　　1.4　加速させ方の基本の5つ
　　1.5　加速試験で通常使用時を推定するときの組み立て
　2　加速を決めるストレスと故障メカニズム進展の関係
　　2.1　α型（増加型）のモデル式を活用した加速評価
　　2.2　β型（最適値型）のモデル式を活用した加速評価
　　2.3　γ型（減少型）のモデル式を活用した加速評価
　3　試験結果はストレスの組み合わせ方や順序で変わる
　　3.1　加速させるための要素を選ぶ
　　3.2　加速させるため律速過程を選ぶ
　　　3.2.1　故障メカニズムをフローで描く
　　　3.2.2　律速過程を選ぶ
　　3.3　多種類同時ストレス
　　3.4　多種類順次ストレス
　　3.5　ストレスは全行程を考えること
　　3.6　熱/湿気/振動ストレスの加える順序は
　　3.7　複数の要素のある製品の加速試験
　　3.8　ステップストレス試験
　4　わからない故障は市場ストレスを参考に決める
　　4.1　市場のストレスを把握すると再現できた例
　　4.2　市場のストレスを無視したため失敗した例
　5　故障メカニズムのフローを工夫する加速方法
　　5.1　小さいストレスをカットするする方法
　　5.2　ストレングスを弱くする方法
　　5.3　ある程度劣化させた試料で試験をする方法
　　5.4　劣化要因を明確にして強化する方法
　　5.5　試験環境を特化させる方法
　　5.6　故障判定を厳しいところに設定
　　5.7　要素による加速
　6　湿気加速試験
　　6.1　金属の腐食
　　6.2　樹脂と85 ℃85%環境の意味
　　6.3　樹脂の透湿は蒸気圧法
　　6.4　85 ℃85%試験のデータが温度試験データによく間違われている例
　　6.5　湿気加速試験の注意事項まとめ
　　6.6　線形累積損傷則の湿気ストレスへの応用
　　6.7　高温高湿試験が加速試験か、耐力試験か、参考試験かの見分け方
　7　環境変化とサイクル試験
　　7.1　高温通電試験
　　7.2　温度サイクル試験のストレス源には種類がある
　　7.3　温度サイクル試験と熱容量
　　7.4　温湿度サイクル試験
　　7.5　温湿度サイクル試験と熱容量
　　7.6　頻度を高くする方法の注意点
　　7.7　低サイクル疲労

あとがき
　　アイリングモデルが泣いている