JP3602782B2 - 劣化度測定キットおよびこの劣化度測定キットによる電子回路基板の劣化寿命診断法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大気環境で使用される電子回路基板の使用中に進行する劣化を診断する劣化度測定キットおよびこの劣化度測定キットによる電子回路基板の劣化寿命診断法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、大気環境で使用される電子回路基板は、環境中の腐食性ガスや浮遊塵埃や温・湿度等の複合的な影響で劣化が進行する。例えば、配線導体材料の銅の腐食による導体パターンの断線や、コネクタの金めっき下地金属である銅やニッケルの腐食による接触障害が発生し、寿命に到る。また、電子回路基板表面に塵埃や腐食性ガスが推積すると、絶縁距離が小さい部品やコネクタのリード間で絶縁低下が発生し、装置誤動作の原因となる。
【０００３】
従来、電子回路基板の劣化による装置の停止を防止するために、ある時期に製品として機能している電子回路基板を引取り、現状の劣化状態を調査する方法がとられている。例えば、導体の断線寿命を予測するためには、その電子回路基板の導体部分を切断し、導体の断面観察により、残存する導体厚さから余寿命を予測する。また、絶縁劣化状態を定量的に判定するためには、導体を切断して、測定箇所を電気的に独立させて測定する必要があった。そのためには、製品として機能している電子回路基板を引取り破壊調査をするため、引取り基板の代わりに新たな電子回路基板を調整し、納品しなければならなかった。
【０００４】
そこで、非破壊で電子回路基板における腐食やマイグレーションに起因する短絡等の劣化をモニタリングし、早期に診断する方法として、特開平７−２４９８４０号公報「プリント基板及び劣化診断方法」が提案されている。この従来技術は、劣化検出用の１対の電極導体をプリント基板に予め印刷し、電極導体相互間における低周波領域での誘電正接を測定し、この誘電正接の値に基づいて電極導体相互間における短絡に到るまでの時間を予測する劣化診断方法である。この方法は、劣化の進行をモニタリングできるという利点があるが、電極導体を予め製品である電子回路基板に印刷する必要があり、既納品の劣化診断には向いていない。
【０００５】
また、電子回路基板のコネクタは、大気環境の影響を受けて接触ピン表面に腐食皮膜が形成されて接触抵抗が増大し接触不良を起こすので、劣化状態を調査するためには、コネクタを電子回路基板から取り外して接触抵抗を測定することで、劣化状態を判定している。また、コネクタの余寿命を予測するために、加速劣化試験を実施する場合もある。いずれも製品として機能している電子回路基板を引取り、破壊検査や劣化試験を実施するため、代わりの基板を用意する必要があった。
【０００６】
以上の劣化診断方法は、電子回路基板の劣化要因が大気環境因子であっても、大気環境の有害度を測定して、その結果を劣化判定に反映するものでない。あくまでも電気特性値を測定して劣化程度を判定する方法である。大気環境因子が原因で劣化する機器のメンテナンス周期を、大気環境因子を測定することで予測する方法が特開平７−２２５７７７号公報「点検周期の決定方法及び装置」で提案されている。この従来故障は、種々の電子式機器について、保守点検周期を左右する最も重要な環境因子を測定して、それらの測定結果から最適な保守点検周期を決定する、或いは保守点検周期を延長するために必要な設置環境の改善策を決定する方法である。しかし、この方法は、機器の劣化を定量的に判定する方法ではない。
【０００７】
大気環境で使用される電子回路基板の劣化の進行を予測するためには、その環境状態を把握する必要があるが、一般に機器の劣化診断は環境測定と別のメニューになっており、環境測定に基づく機器の劣化診断、寿命診断を実施しようとすると、使用している機器を引取り破壊調査により定量的に劣化状態を判定したり、使用環境を考慮した長期の加速劣化試験により余寿命を推定したりすることになり、費用は膨大なものになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、大気環境中で使用される電子機器を構成する電子回路基板の腐食状態や絶縁劣化状態等の診断は、電子回路基板を回収し破壊試験や加速劣化試験によって特性を調査する方法がとられている。しかし、複数の環境因子の影響を考慮に入れた診断を実施するのは技術的に難しく、実施したとしても費用が非常に高かった。使用環境の影響を考慮に入れた診断方法として電子回路基板の一部に劣化判定用の電極導体を印刷する診断があるが、既設の電子回路基板にこの診断方法は適用できなかった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、電子回路基板の回収や破壊試験を行うことなく、環境因子の劣化に及ぼす影響を考慮に入れた電子回路基板の劣化寿命の診断を低コストで行うことができ、また環境有害度の指標値を、電子回路基板の劣化指標値により環境評価点、簡易環境評価点、汚損度と使い分けることで、より精度の高い劣化寿命診断を行うことができる劣化度測定キットおよびこの劣化度測定キットによる電子回路基板の劣化寿命診断法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、診断対象となる電子回路基板が使用されている大気環境の有害度測定用の測定試料を含む所定の試料が収納された劣化度測定キットであって、前記劣化度測定キット内には、測定試料、この測定試料を支持する治具、前記測定試料を保管する試料保管ケース、測定マニュアル及び調査票が収納され、これらの収納品のうちの前記測定試料は、温度記録計、湿度記録計、酸性ガス測定用のアルカリろ紙、アルカリ性ガス測定用の酸性ろ紙、海塩粒子測定布、汚損度測定布及び汚損速度測定暴露基板を含み、前記劣化度測定キット内の測定マニュアルには、前記測定試料の選択方法、前記測定試料の取扱方法、及び導体の腐食断線寿命診断に必要な電子回路基板導体表面に印刷されているソルダレジストの厚さレベルを判定するための色見本が掲載されていることを要旨とする。この構成により、測定試料の選択方法では、ユーザが環境評価点に基づく劣化診断か又は簡易環境評価点に基づく劣化診断かの何れかを希望する場合の測定試料の選択が容易になる。導体の腐食特性は導体表面に印刷されているソルダレジストの膜厚に左右されるので、劣化診断にはソルダレジストの厚さ情報が不可欠である。色見本をユーザに提示することで、導体表面に印刷されているソルダレジストの厚さレベル判定が容易になる。
請求項２記載の発明は、診断対象となる電子回路基板が使用されている大気環境の有害度測定用の測定試料を含む所定の試料が収納された劣化度測定キットにおける前記測定試料を前記大気環境に所定期間暴露する測定試料の暴露ステップと、その後、当該測定試料を分析して前記大気環境の有害度を表す指標値を求め、この指標値の関数として定式化した電子回路基板の劣化指標値の経時変化式に、この指標値を当てはめて前記電子回路基板の劣化状態を診断し、その診断結果及び処方箋を提示する分析ステップとを有する劣化度測定キットによる電子回路基板の劣化寿命診断法であって、前記劣化指標値が前記電子回路基板の導体金属の腐食厚さである場合は、前記指標値は環境評価点とし、導体金属表面に印刷されたソルダレジストの厚さレベル毎に用意されたこの環境評価点の関数として定式化した暴露期間に対する前記電子回路基板の導体金属の腐食厚さの関係式に、前記環境評価点を当てはめて当該電子回路基板の導体の腐食劣化状態を判定することを要旨とする。この構成により、環境有害度を環境評価点又は簡易環境評価点等の指標値として定量化し、電子回路基板の劣化指標値の経時変化を、この指標値の関数として定式化したことで、あらゆる環境における電子回路基板の劣化寿命診断を行うことが可能となる。そして、劣化指標値が導体金属の腐食厚さである場合、環境評価点を求めることで電子回路基板の劣化寿命診断を行うことが可能となる。また、導体金属の腐食速度は、環境評価点が同じでもソルダレジストの厚さレベルによって異なることから、暴露期間に対する導体金属の腐食厚さの関係曲線をソルダレジストの厚さレベル毎に設けることで、導体表面にソルダレジストが印刷されていても電子回路基板の劣化寿命を精度良く診断することが可能となる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の劣化度測定キットによる電子回路基板の劣化寿命診断法において、前記大気環境の有害度を表す指標値は、大気環境中の温度、湿度、酸性ガス及びアルカリ性ガスを含む腐食性ガス、並びに海塩粒子を含む複数の環境因子の各々の量を測定し、その量によって割り付けた各因子別評価点と各因子別重み係数の積の和から算出した環境評価点であることを要旨とする。この構成により、電子回路基板が使用されている大気環境中の温度、湿度、腐食性ガス及び海塩粒子を含む複数の環境因子が電子回路基板の劣化に及ぼす影響を環境評価点として定量化することが可能となる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の劣化度測定キットによる電子回路基板の劣化寿命診断法において、前記大気環境の有害度を表す指標値は、大気環境中の温度、湿度、及び汚損速度を含む複数の環境因子の各々の量を測定し、その量によって割り付けた各因子別評価点と各因子別重み係数の積の和から算出した簡易環境評価点であることを要旨とする。この構成により、電子回路基板が使用されている大気環境中の温度、湿度及び汚損速度を含む複数の環境因子が電子回路基板の劣化に及ぼす影響を簡易環境評価点として定量化することが可能となる。制御盤等内に配置された電子回路基板の中で、例えば冷却風が当たり局部的に塵埃が推積するような部分は環境の影響が濃縮された状態になっており、このような部分で導体金属の腐食断線や絶縁低下が早期に発生する。局部的な環境有害度を判定するのに適した汚損速度を含む環境因子から求めた簡易環境評価点から電子回路基板の劣化状態を判定することで、より精度の高い劣化寿命診断を行うことが可能となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１乃至図５は、本発明の第１の実施の形態を示す図である。まず、図１を用いて、本実施の形態における診断業務のフローを説明する。診断者はユーザに劣化度測定キット１を無償で供与する。劣化度測定キット１内には、診断者が回収して分析する測定試料、測定試料を支持する治具、測定試料を保管する試料保管ケース、測定マニュアル及び調査票が収納されている。上記の測定試料は、温度記録計、湿度記録計、酸性ガス測定用のアルカリろ紙、アルカリ性ガス測定用の酸性ろ紙、海塩粒子測定布、電子回路基板の導体金属と同等の金属からなる金属板、汚損度測定布及び汚損速度測定暴露基板からなっている。また、測定マニュアルには、測定試料一覧、測定試料の選択方法、測定試料の取扱方法、及び導体の腐食断線寿命診断に必要な電子回路基板導体表面に印刷されているソルダレジストの厚さレベルを判定するための色見本が掲載されている。測定試料の選択方法により、ユーザは、環境評価点に基づく劣化診断か又は簡易環境評価点に基づく劣化診断かの何れかを希望する場合の測定試料の選択が容易になる。ユーザは、この劣化度測定キット１内から選択した測定試料を電気機器が設置されている大気環境に１〜３ヶ月暴露し、環境測定２を行う。暴露終了後、温度、湿度を測定した記録、腐食性ガスを捕捉した酸性ろ紙、アルカリ性ろ紙、海塩粒子を捕捉した海塩粒子測定布を診断者に送付する。ユーザが短時間で診断結果を知りたいときは、温度、湿度は保有するデータか設置地域の気象データで代替し、電子回路基板が使用されている場所が空調管理されている場合は温度、湿度の管理値で代替することができる。また、海塩粒子のデータは、電子回路基板が使用されている場所から地図上で測定できる海岸までの直線距離で代替することができる。診断者はユーザから送付された測定試料を分析及びデータ処理し、その結果を環境評価点算出部４に送り当該環境の環境評価点を算出する。環境評価点を、劣化診断部５に格納されている環境評価点の関数として定式化した電子回路基板の劣化指標値の経時変化式に代入して、現状の劣化程度及び今後の劣化進行程度を判定３し、診断結果と対策案を盛り込んだ処方箋６をユーザに有償で提供する。診断者は、劣化度測定キット１内の使用してしまった測定試料を無償で補充し、次回診断に備える。
【００２５】
環境評価点算出部４と劣化診断部５の構成について図２を用いて説明する。まず、環境評価点算出部４の構成から説明する。ユーザから送付された測定試料の分析結果は環境因子入力装置１１により入力され、因子別評価点演算部１２に送られる。因子別評価点演算部１２は因子別評価点データベース１３により、環境因子の量と因子別評価点との関係を示すデータを読取り、因子別評価点を算出する。因子別評価点データベース１３には、図３に示すようなクラス分けされた環境因子の量による因子別評価点のテーブルが格納されている。テーブル中の腐食性ガスの中で酸性ガスであるＳＯ_２ ，Ｈ_２Ｓ，ＮＯ_２ ，Ｃｌ⁻ の量はアルカリろ 紙の分析値であり、アルカリ性ガスであるＮＨ_３ の量は酸性ろ紙の分析値である。Ｃｌ⁻ としてアルカリろ紙に検出される腐食性ガスはＣｌ_２ ，ＨＣｌ等の塩化物ガスである。
【００２６】
環境評価点演算部１４では、因子別評価点演算部１２にて算出された各因子別の評価点ｅに対して因子別重み係数データベース１５から因子別重み係数ｋを読み出し、式（１）により環境評価点Ｅを算出する。
【００２７】
【数１】

因子別重み係数データベース１５には、診断対象部位の構成金属と当該環境の支配的な腐食性ガスの組み合わせにより予め決められた重み係数のテーブルが格納されている。因子別評価点データベース１３に格納されている因子別評価点は、銅、銀、アルミニウム、鉄、ニッケル、クロム、亜鉛等の金属全般の腐食劣化の予測に適用することができるが、例えば、地熱発電所や下水処理場等の硫化水素ガスが支配的な環境では銅の腐食速度が非常に大きいため、因子別評価点データベース１３に格納された因子別評価点による診断では、銅を構成金属とする部位の診断精度が低下する。例えば、電子回路基板の場合、銅で構成される導体の腐食診断の場合、硫化水素ガス因子別評価点に乗ずる重み係数は適切な数値に、他の因子別評価点の重み係数は１に設定されている。同様に、金属と環境因子の組み合わせ毎に設定された各因子別の重み係数が因子別重み係数データベース１５に格納されている。
【００２８】
次に、劣化診断部５の構成を説明する。環境評価点演算部１４で算出された環境評価点Ｅは、劣化指標値算出部１６に送られる。劣化指標値算出部１６では、劣化寿命診断関数データベース１７に格納されている環境評価点Ｅと暴露された期間ｄ（日数）の関数である劣化指標値の経時変化式（２）に、環境評価点Ｅと暴露期間ｄを代入して現状の劣化指標値Ｆを算出し、診断結果表示部１８に診断結果を表示する。劣化寿命診断関数の概念を図４に示す。
【００２９】
Ｆ＝ｆ（Ｅ，ｄ） …（２）
電子回路基板の導体金属の腐食断線診断の劣化指標値は腐食厚さである。したがって、劣化寿命診断関数データベース１７に格納されている導体の腐食厚さの劣化寿命診断関数を用いて診断を行う。腐食厚さの腐食診断関数は暴露された時間ｄの平方根で一次式として表され、一次式の各係数は環境評価点の多項式として表される。つまり、一次式の係数をαとβとした場合、導体の腐食厚さＦは、（３）式で示される。
【００３０】
Ｆ＝α（Ｅ）・√ｄ＋β（Ｅ） …（３）
図５に、劣化指標値が導体腐食厚さである場合の導体の劣化寿命診断関数の概念図を示した。導体パターンの厚さは電子回路基板により１８μｍ，３５μｍ等様々であるが、（３）式のＦに寿命と判定する腐食厚さ限界値Ｆ_Ｌ を代入すると、当該環境で寿命と判定する腐食厚さに到る期間ｄ_Ｌ を予測することができる。また、電子回路基板の導体表面にはソルダレジストが印刷されているが、ソルダレジストの厚さのレベルによって環境評価点が同じでも導体の腐食速度が異なるため、図５に示すように、ソルダレジストの厚さレベル別に複数の関数が格納されている。例えば、ソルダレジストが２μｍ以下の場合は関数Ｆ_１＝ｆ_１（Ｅ，ｄ）を、厚くなるにつれて関数をＦ_２＝ｆ_２（Ｅ，ｄ），Ｆ_３＝ｆ_３（Ｅ，ｄ）と使い分けて診断する。
【００３１】
診断対象電子回路基板のソルダレジスト厚さの判定は、劣化度測定キット１内の測定マニュアルに掲載されたソルダレジスト厚さレベル判定色見本によりユーザが判定する。ソルダレジストの厚さは、パターン幅、パターン配線により異なるが、一般にパターン幅が小さい程薄く、連続パターンより孤立パターンの方が薄く印刷される。したがって、ソルダレジスト厚さレベルは最も薄い部分で判定する。色見本は緑色のソルダレジストから導体金属である銅の色が透過する程度を、ソルダレジストの厚さレベル別に表示してある。
【００３２】
次に、電子回路基板のコネクタの劣化寿命診断関数について説明する。劣化指標値は接触抵抗である。したがって、劣化寿命診断関数データベース１７に格納されている劣化寿命診断関数は、環境評価点Ｅと暴露期間ｄを代入することで接触抵抗が算出できる関数である。この関数もコネクタの材質（金めっき、錫めっき等）、接触圧別に複数の関数が格納されている。
【００３３】
以上のように、本実施の形態によれば、ユーザが任意の時期に診断者から無償供与されている劣化度測定キット１を使用して環境測定を実施するだけで、診断者は測定結果から得られた環境評価点と期間を、予め求めておいた劣化寿命診断関数に代入することにより電子回路基板の劣化寿命診断ができる。これによりユーザは安い料金で、かつ製品基板を破壊することなく診断結果を得ることができ、診断者もユーザが環境調査を実施することで、低コストの診断を提供でき、劣化度測定キットを無償供与することで診断ビジネスの拡販が容易になる。
【００３４】
本発明の第２の実施の形態を図６乃至図８を用いて説明する。本実施の形態は、環境有害度を定量化した指標値として簡易環境評価点を用いた劣化診断方法である。劣化度測定キットにより大気環境因子である温度、湿度、汚損速度の各々の量を測定し、その量によって割り付けた各因子別評価点と各因子別重み係数の積の和から求めた値が簡易環境評価点である。汚損度は表面に付着している汚損物質中のイオン性成分の塩化ナトリウムの量に換算した値で、付着している総イオン量に相当する値である。電子回路表面に環境中の腐食性ガスや海塩粒子が吸着した塵埃が推積し、腐食や絶縁劣化の原因となる。本実施の形態は、電子回路表面の汚損度を測定することで、腐食性ガスと海塩粒子の影響程度を推定する診断方法である。特に汚損度が環境有害度の指標として有効な場合を説明する。制御盤内に収納された電子回路基板の中で、例えば冷却風が当たり局部的に塵埃が推積するような部分は環境が濃縮した状態になっており、このような部分で導体金属の腐食断線や絶縁低下が早期に発生する。局部的な環境有害度を判定するのに適した汚損度から求めた簡易環境評価点により、電子回路基板の劣化状態を推定することで、より精度が高い電子回路基板の劣化診断ができる。
【００３５】
本実施の形態による診断フローは、第１の実施の形態の図１と同様である。環境評価点（簡易環境評価点）算出部４Ａと劣化診断部５Ａの構成を図６に示す。ユーザは無償供与された劣化度測定キット１内の測定試料で１〜３ヶ月測定した温度、湿度記録と、やはり１〜３ヶ月当該環境に暴露した汚損速度測定暴露基板と、現状の汚損度を測定した汚損度測定布を診断者に送付する。ユーザが短時間で診断結果を知りたいときは、温度、湿度は保有するデータ又は設置地域の気象データで代替し、汚損速度は現状の汚損度を機器の稼働年数で割った数値で代替することができる。この方法で汚損速度を算出するときは、メンテナンスによる清掃の有無及び時期を考慮し、できるだけ正確な汚損速度を算出する。
【００３６】
ユーザから送付された測定試料の分析結果は環境因子入力装置２１により入力され、簡易環境評価点演算部２２に送られる。簡易環境評価点演算部２２は因子別評価点データベース２３により、環境因子量と因子別評価点との関係データを読取る。因子別評価点データベース２３には、図７に示すようなクラス分けされた環境因子の量による因子別評価点のテーブルが格納されており、簡易環境評価点演算部２２では、入力された環境因子量に対応する因子別評価点から、式（４）により簡易環境評価点Ｅ_ｓ を算出する。
【００３７】
【数２】

次に、劣化診断部５Ａの構成を説明する。簡易環境評価点演算部２２で算出された簡易環境評価点Ｅ_ｓ は劣化指標値算出部２４に送られる。劣化指標値算出部２４では、劣化寿命診断関数データベース２５に格納されている簡易環境評価点Ｅ_ｓ と暴露された期間ｄ（日数）の関数である劣化指標値の経時変化式（５）に、簡易環境評価点Ｅ_ｓ と暴露期間ｄを代入して現状の劣化指標値Ｆを算出し、診断結果表示部２６に診断結果を表示する。
【００３８】
Ｆ＝ｇ（Ｅ，ｄ） …（５）
電子回路基板の導体金属の腐食断線診断の劣化指標値は腐食厚さである。したがって、劣化寿命診断関数データベース２５に格納されている導体の腐食厚さの劣化寿命診断関数を用いて診断を行う。（５）式のＦに寿命と判定する腐食厚さ限界値Ｆ_Ｌ を代入すると、当該環境で寿命と判定する腐食厚さに到る期間ｄ_Ｌ を予測することができる。また、第１の実施の形態で述べたように、電子回路基板の導体表面にはソルダレジストが印刷されている。したがって、電子回路基板表面の汚損度が同じでも腐食断線寿命は異なる。ソルダレジストの膜厚が薄くなると汚損物質中のイオン成分が導体に達する速度が加速度的に大きくなり、腐食を加速する。したがって、図８に示すように、ソルダレジストの厚さレベル別に複数の関数が格納されている。例えば、ソルダレジストが２μｍ以下の場合は関数Ｆ_１＝ｇ_１（Ｅ_ｓ ，ｄ）を、厚くなるにつれて関数をＦ_２＝ｇ_２（Ｅ_ｓ ，ｄ），Ｆ_３ ＝ｇ_３（Ｅ_ｓ ，ｄ）と使い分けて診断する。
【００３９】
診断対象電子回路基板のソルダレジスト厚さの判定は、劣化度測定キット１内の測定マニュアルに掲載されたソルダレジスト厚さレベル判定色見本によりユーザが判定する。
【００４０】
以上のように、本実施の形態によれば、ユーザが任意の時期に診断者から無償供与されている劣化度測定キット１を使用して環境測定を実施するだけで、診断者は測定結果から得られた簡易環境評価点と期間を、予め求めておいた劣化寿命診断関数に代入することにより電子回路基板の劣化寿命診断ができる。冷却ファンにより風を外部から取り込んでいる盤内に収納され、冷却風が直接当たり、環境中の塵埃が推積するような使用環境の場合は、汚損度をベースにした簡易環境評価点により環境有害度を判定し、簡易環境評価点により腐食寿命を診断することで、精度の良い診断ができる。また、汚損度は分析コストが安いため、非常に安い料金で診断が可能である。汚損度自動測定装置をユーザに無償供与すれば、インターネット等によるデータのやりとりだけで、診断者が保有する診断データベースにより非常に安価な診断ができる。
【００４１】
本発明の第３の実施の形態を図９乃至図１１を用いて説明する。本実施の形態は、環境有害度の指標値を電子回路基板表面の汚損度とし、汚損度により電子回路基板の導体間の絶縁抵抗を推定する劣化診断方法である。劣化度測定キットにより大気環境因子である温度、湿度、汚損度、汚損速度の各々の量を測定する。汚損度は表面に付着している汚損物質中のイオン性成分を塩化ナトリウムの量に換算した値で、付着している総イオン量に相当する値である。電子回路表面に環境中の腐食性ガスや海塩粒子が吸着した塵埃が推積し、絶縁劣化の原因となる。
【００４２】
本実施の形態による診断フローは、第１の実施の形態の図１と同様であるが、環境評価点（簡易環境評価点）算出部は必要ない。劣化診断部５Ｂの構成を図９に示す。ユーザは無償供与された劣化度測定キット１内の測定試料で１〜３ヶ月測定した温度、湿度記録と、やはり１〜３ヶ月当該環境に暴露した汚損速度測定暴露基板と、現状の汚損度を測定した汚損度測定布を診断者に送付する。ユーザが短時間で診断結果を知りたいときは、温度、湿度は保有するデータ又は設置地域の気象データで代替し、汚損速度は現状の汚損度を機器の稼働年数で割った数値で代替することができる。この方法で汚損速度を算出するときは、メンテナンスによる清掃の有無及び時期を考慮し、できるだけ正確な汚損速度を算出する。
【００４３】
ユーザから送付された測定試料の分析結果は環境因子入力装置３１により入力され、劣化指標値算出部３２に送られる。劣化指標値算出部３２は劣化寿命診断関数データベース３３により、汚損度と劣化指標値つまり絶縁抵抗値との関係データを読取る。劣化寿命診断関数データベース３３には、電子回路基板上に所定間隔で配線された所定の長さの電極間の汚損度Ｃと絶縁抵抗Ｉの関係関数である劣化寿命診断関数Ｉ＝ｍ（Ｃ）が格納されている。関係関数の模式図を図１０に示す。この関数は、温・湿度により異なるので、温・湿度の組み合わせ別の複数の劣化寿命診断関数Ｉ_１＝ｍ_１（Ｃ），Ｉ_２＝ｍ_２（Ｃ），Ｉ_３＝ｍ_３（Ｃ）…が格納されている。当該環境がなり得る最悪の温・湿度の組み合わせ条件での劣化寿命診断関数に現状の電子回路基板表面の汚損度Ｃａを代入して絶縁抵抗値Ｉａを算出し、劣化診断結果表示部３４で現状の絶縁抵抗値Ｉａを表示する。
【００４４】
次に、寿命診断を行う。電子回路基板の絶縁抵抗値の寿命しきい値が格納されている寿命データベース３６から寿命しきい値Ｉｃを読み出して、寿命判定汚損度算出部３５に送る。劣化指標値算出部３２で使用した劣化寿命診断関数データベース３３内の所定温・湿度条件での汚損度と絶縁抵抗値の相関関数Ｉ＝ｍ_１（ Ｃ）に寿命しきい値Ｉｃを代入して寿命判定汚損度Ｃｃを算出し、差分汚損度算出手段としての差分汚損度算出部３７に送る。劣化指標値算出部３２には、劣化寿命診断関数データベース３３内に格納されている温・湿度条件の異なる関数を選択する時に、温度、湿度が一致する関数が無い場合には、温度より湿度による絶縁抵抗の依存性が大きいことから、湿度の値ができるだけ一致した条件で作成した関数を選択する機能が含まれている。差分汚損度算出部３７では、環境因子入力装置３１から送られた汚損度と寿命判定汚損度算出部３５から送られた寿命判定汚損度との差を算出し、余寿命算出手段としての余寿命算出部３８に送る。余寿命算出部３８では差分汚損度算出部３７から送られた差分汚損度を、環境因子入力装置３１から送られた汚損速度で割って余寿命を算出し、算出結果を診断結果表示部３９に表示する。図１１に汚損度の経時変化の図を示し、余寿命の算出概念を示した。
【００４５】
以上のように、本実施の形態によれば、ユーザが任意の時期に診断者から無償供与されている劣化度測定キットを使用して環境測定（温度、湿度、汚損度、汚損速度測定）を実施するだけで、診断者は予め求めておいた汚損度と絶縁抵抗の相関関数である劣化寿命診断関数を用いて電子回路基板の絶縁劣化寿命診断ができる。温度・湿度の条件が異なる条件で作成した劣化寿命診断関数により診断することから、ユーザの使用環境に応じた精度の良い診断ができる。ユーザが絶縁感度の高い部分の診断を希望する場合には、当該箇所の汚損度及び汚損速度を測定することで局所的な絶縁診断が可能になる。また、汚損度は分析コストが安いため、非常に安い料金で診断ができ、さらに汚損度自動測定装置をユーザに無償供与すれば、インターネット等によるデータのやりとりだけで、診断者が保有する診断データベースにより非常に安価な診断ができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、ユーザによる希望する指標値に応じた測定試料の選択が容易になり、また、導体表面に印刷されているソルダレジストの厚さレベルの判定が容易になる。
請求項２記載の発明によれば、電子回路基板の回収や破壊試験を行うことなく、環境因子の劣化に及ぼす影響を考慮に入れた電子回路基板の劣化寿命の診断を低コストで行うことができる。特に、劣化指標値が導体金属の腐食厚さである場合、環境評価点を求めることで電子回路基板の劣化寿命診断を行うことができる。また、導体表面にソルダレジストが印刷されていても電子回路基板の劣化寿命を精度良く診断することができる。
【００４７】
請求項３記載の発明によれば、前記大気環境の有害度を表す指標値は、大気環境中の温度、湿度、酸性ガス及びアルカリ性ガスを含む腐食性ガス、並びに海塩粒子を含む複数の環境因子の各々の量を測定し、その量によって割り付けた各因子別評価点と各因子別重み係数の積の和から算出した環境評価点としたため、温度、湿度、腐食性ガス及び海塩粒子を含む複数の環境因子が電子回路基板の劣化に及ぼす影響が、環境評価点として定量化されて、診断処理が容易となる。
【００４８】
請求項４記載の発明によれば、前記大気環境の有害度を表す指標値は、大気環境中の温度、湿度、及び汚損速度を含む複数の環境因子の各々の量を測定し、その量によって割り付けた各因子別評価点と各因子別重み係数の積の和から算出した簡易環境評価点としたため、上記請求項２記載の発明の効果と略同様の効果に加えてさらに、局部的な環境有害度を判定するのに適した汚損速度を含む環境因子から求めた簡易環境評価点から電子回路基板の劣化状態を判定することで、より精度の高い劣化寿命診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態である劣化度測定キットによる電子回路基板の劣化寿命診断法における診断業務の流れを説明するための図である。
【図２】第１の実施の形態における環境評価点算出部及び劣化診断部の構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施の形態においてクラス分けされた環境因子の量による因子別評価点のテーブルである。
【図４】第１の実施の形態において暴露期間と劣化指標値の関係を示す図である。
【図５】第１の実施の形態においてソルダレジストの厚さレベル毎に設けた暴露期間に対する導体腐食厚さの関係曲線を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態における簡易環境評価点算出部及び劣化診断部の構成を示すブロック図である。
【図７】第２の実施の形態においてクラス分けされた環境因子の量による因子別評価点のテーブルである。
【図８】第２の実施の形態においてソルダレジストの厚さレベル毎に設けた暴露期間に対する導体腐食厚さの関係曲線を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態における劣化診断部の構成を示すブロック図である。
【図１０】第３の実施の形態において温・湿度の組み合わせ毎に設けた汚損度と絶縁抵抗値の関係曲線を示す図である。
【図１１】第３の実施の形態において汚損度の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
１ 劣化度測定キット
４ 環境評価点算出部
４Ａ 簡易環境評価点算出部
５，５Ａ，５Ｂ 劣化診断部
６ 報告書（診断結果・処方箋）

Claims (4)

1. 診断対象となる電子回路基板が使用されている大気環境の有害度測定用の測定試料を含む所定の試料が収納された劣化度測定キットであって、前記劣化度測定キット内には、測定試料、この測定試料を支持する治具、前記測定試料を保管する試料保管ケース、測定マニュアル及び調査票が収納され、これらの収納品のうちの前記測定試料は、温度記録計、湿度記録計、酸性ガス測定用のアルカリろ紙、アルカリ性ガス測定用の酸性ろ紙、海塩粒子測定布、汚損度測定布及び汚損速度測定暴露基板を含み、前記劣化度測定キット内の測定マニュアルには、前記測定試料の選択方法、前記測定試料の取扱方法、及び導体の腐食断線寿命診断に必要な電子回路基板導体表面に印刷されているソルダレジストの厚さレベルを判定するための色見本が掲載されていることを特徴とする劣化度測定キット。
2. 診断対象となる電子回路基板が使用されている大気環境の有害度測定用の測定試料を含む所定の試料が収納された劣化度測定キットにおける前記測定試料を前記大気環境に所定期間暴露する測定試料の暴露ステップと、その後、当該測定試料を分析して前記大気環境の有害度を表す指標値を求め、この指標値の関数として定式化した電子回路基板の劣化指標値の経時変化式に、この指標値を当てはめて前記電子回路基板の劣化状態を診断し、その診断結果及び処方箋を提示する分析ステップとを有する劣化度測定キットによる電子回路基板の劣化寿命診断法であって、前記劣化指標値が前記電子回路基板の導体金属の腐食厚さである場合は、前記指標値は環境評価点とし、導体金属表面に印刷されたソルダレジストの厚さレベル毎に用意されたこの環境評価点の関数として定式化した暴露期間に対する前記電子回路基板の導体金属の腐食厚さの関係式に、前記環境評価点を当てはめて当該電子回路基板の導体の腐食劣化状態を判定することを特徴とする劣化度測定キットによる電子回路基板の劣化寿命診断法。
3. 前記大気環境の有害度を表す指標値は、大気環境中の温度、湿度、酸性ガス及びアルカリ性ガスを含む腐食性ガス、並びに海塩粒子を含む複数の環境因子の各々の量を測定し、その量によって割り付けた各因子別評価点と各因子別重み係数の積の和から算出した環境評価点であることを特徴とする請求項２記載の劣化度測定キットによる電子回路基板の劣化寿命診断法。
4. 前記大気環境の有害度を表す指標値は、大気環境中の温度、湿度、及び汚損速度を含む複数の環境因子の各々の量を測定し、その量によって割り付けた各因子別評価点と各因子別重み係数の積の和から算出した簡易環境評価点であることを特徴とする請求項２記載の劣化度測定キットによる電子回路基板の劣化寿命診断法。

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