何が信頼性テスト（Reliability Testing）ですか？？

信頼性テストは、製品が販売された後、使用寿命の間にどれだけの製品が故障するかを予測することを指し、同時に信頼性の評価を通じて保証期間内にどれだけの割合の返品製品（Return Material Authorization, RMA）があるかを推定することもできます。

製品の研究開発設計段階において、設計者は製品の信頼性要件を設計要件およびパラメータに変換するために最大限の努力を尽くします。アメリカ国防省の電子機器信頼性コンサルタントグループは1957年に信頼性を以下のように定義しました。「信頼性とは、製品が定められた時間内に特定の使用（環境）条件下で特定の性能または機能を実行する際に任務を完了する確率（成功確率）または故障が発生する確率である。」

バスタブ曲線Bathtub Curve

バスタブ曲線は、信頼性試験で最も一般的なモデルであり、製品のライフサイクル全体（使用開始から廃棄まで）における故障率の変化を説明するために使用されます。その傾向のグラフがバスタブの形に似ているため、この名前が付けられ、標準故障率曲線とも呼ばれます。。このモデルは、電子部品の故障挙動を説明するのに特に適しており、製品の異なる段階における信頼性の特徴を明確に反映することができます。

典型的浴槽曲線は図のように示されており、製品またはシステムの故障率は時間の経過とともに大きく3つの時期に分けられます：

1. 初期故障（Early Failure）：設計、材料、製造プロセスがまだ完全に安定していないため、この段階では失敗率が高いですが、改善に伴い徐々に低下します。環境ストレススクリーニング（例えば、バーンイン）を通じて初期故障製品を除外し、良品率を向上させることができます。
2. ランダム故障（Random Failure）：製品は安定した状態に入り、失敗率は固定され、主に設計と材料に依存します。この段階で一般的な失敗原因は、過剰な使用（例えば、Electrical Over Stress, EOS）や環境の影響であり、寿命試験（例えば、HTOL）を通じてその信頼性を評価することができます。
3. 摩耗故障（Wear Out Failure）：製品が設計寿命を超えると、故障率は時間とともに増加します。この段階では、定期的なメンテナンスを通じて故障リスクを低減できます。

加速寿命試験

一般製品の設計寿命は通常1年以上が求められますが、常温環境下で直接完全な寿命テストを行うと、過剰な時間がかかり、迅速な市場投入のニーズに応えられません。そのため、信頼性試験は加速試験条件（Accelerated Stress Test）と寿命予測モデル（Life Prediction）を通じて、検証期間を短縮しながらも、製品の寿命を効果的に推定し、メーカーの開発プロセスを加速するのを支援します。

一般的な加速因子には、電力負荷、温度、湿度、圧力、機械的ストレスが含まれます。これらの加速因子を通じて、エンジニアは相対的に短い時間内に製品の長期使用における信頼性のパフォーマンスをシミュレートし、潜在的な故障リスクを迅速に把握することができます。

完全な信頼性テストと計画

数十年の発展を経て、現在、多くの国や国際組織は、異なる製品の使用環境や使用条件に基づいて、多くの応用基準を策定しています。よく引用されるものにはIPC、MIL-STD、JEDEC、IEC、EIAなどがあります。そして近年、非常に人気のある車載電子規範、AEC-Q100 / 101 / 102 / 104 / 200やISO 16750などの採用者も少なくない。

アメリカ国防総省の信頼性の定義によれば、製造欠陥（Defect）や変動（Variation）を除外した場合、製品の品質と寿命に影響を与える要因は主に以下の通りです：電力負荷、温度、湿度、圧力、汚染物（Contamination）、機械的ストレスなど。テスト検証プロセスを通じて、製品の臨界能力（Criteria）を見つけることができ、製品設計の参考として使用できるだけでなく、製品の品質水準の適用にも役立ち、さらには早期故障製品の選別技術に転換し、出荷製品の品質保証水準を確保することができます。

影響因子以外、サンプルサイズ（Sample Size）と信頼水準（Confidence Level）も寿命評価の考慮要素であり、入荷と出荷検査でAQLサンプリング方式を採用するのとは異なり、信頼性実験は拒否基準LTPD（Lot Tolerance Percent Defective）を基にし、消費者のリスク率を考慮する。

MA-tekは材料分析から始まり、2008年に信頼性試験室を設立し、業界で経験豊富な専門家を広く招待しました。現在まで、サービスの対象は上流の部品設計、部品製造業者、プリント基板（PCB）、板級（Board Level）テスト、下流のシステム製品の信頼性検証などを含み、電気試験、環境試験、機械応力テスト等。MA-tekの信頼性実験室は、実験の品質と安定性を確保するために、国際的に有名な設備ブランドを採用しており、MA-tekの顧客は最も安定したテスト機器と最良のテスト環境を享受できます。実験室のサービスの幅を不断に充実させるだけでなく、中国地域の顧客のニーズを満たすために上海に信頼性テスト実験室を設立し、外部教育訓練、実験設計および計画などを担当する統合技術サービス（Total Solution）専任者を設置し、顧客により便利な技術相談と最も包括的な信頼性サービスを提供しています。

 

 

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よくある質問

Q1. Mechanical shock は何Gまで可能ですか？

A. 最大12000G。一般的には10000G、0.2mS~0.25mS および 1500G 0.5mS。

Q2. サイクリックベンディングは可能ですか？

A. 顧客のニーズに応じて治具設計を行い、Cyclic bendingを実行できますが、同期ひずみゲージ測定機能はありません。

Q3. 三点および四点の曲げ試験は可能ですか？

A. 特殊なサイズの場合は治具を作成する必要がありますが、IPC 9702/IPC 9704の三点または四点曲げを実行できます。

Q4. 動的測定方法にはどのようなものがありますか？

A. 単軸または三軸ひずみゲージの測定を貼り付けるか、イベント検出器/データロガーを使用して測定します。

Q5. 製品の故障に対してどのようなFA（故障解析）ができますか？

A. 3D X-Ray または 赤インク試験。