JP4100024B2

JP4100024B2 - Quality control method for electronic components

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Publication number: JP4100024B2
Application number: JP2002106306A
Authority: JP
Inventors: 岳神谷; 充裕小島
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-04-09
Filing date: 2002-04-09
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2022-04-09
Also published as: JP2003302436A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品の品質管理方法に関し、特に絶縁性電子部品の品質管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品において、例えば、高誘電率磁器を用いた積層磁器蓄電器では、誘電体磁器に欠陥があったり、異物が混入していたりすると、使用初期において全く問題のない電気特性を示していても、長期的には絶縁抵抗が低下し、やがて短絡に至るおそれがある。
【０００３】
このような欠陥を含む電子部品の被検体を排除するために、例えば、特開２０００−１６４４７１号公報や、特開平２０００−２０８３８０号公報に開示されているように、バーンイン試験を実施する。
【０００４】
すなわち、高温下で通常の使用時よりも高い電圧を被検体に印加することで欠陥を含む被検体の絶縁抵抗を速やかに低下させ、これを排除することが有効であることが示されている。
【０００５】
これは、欠陥などの影響で寿命が本来的に短い被検体のその寿命を、高温高電圧による負荷によって短時間に使い果たさせていると考えることができる。
【０００６】
よって、これらの方法によれば、工業的には確認することが不可能な数１０時間〜数１００時間以上使用して初めて故障するような被検体を短時間のうちに検出可能であり、信頼性を確保できると考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、適切な負荷印加条件（バーンイン条件等）を求めることができれば、被検体の信頼性を確保できるものの、適切な負荷条件そのものを求めることが極めて困難であるという問題があった。
【０００８】
すなわち、ある負荷印加条件で負荷印加（バーンイン等）を行った後の被検体の信頼性が確保できているかどうかを確認するには信頼性試験を実施する必要があるが、これには非常な長時間を要する。
【０００９】
加えて、ある負荷印加条件で信頼性が確保されていなければ、負荷条件を変えて再び負荷印加を行い、信頼性試験を実施するということを試行錯誤的に繰返さなければならない。
【００１０】
また、被検体の故障率が低い場合や、極めて高い信頼性が要求される場合には、信頼性が確保できているかどうかの確認に非常に多くの被検体を用いなければならない。
【００１１】
例えば、信頼性不良率１ｐｐｍ未満が要求される場合は、信頼性試験に投入する被検体は最低でも１００万個程度必要であるが、高価な装置と長時間を要する信頼性試験でこのように大量の被検体を用いて試行錯誤的に負荷印加条件を探索することは実際上不可能であり、被検体の無駄でもある。
【００１２】
また、従来において、例えば、高誘電率磁器を用いた積層磁器蓄電器は、大容量蓄電器のうちで非常に信頼性の高いものとされるが、故障の形態が主に短絡であることから一旦故障するとその部品で発熱するおそれがある。
【００１３】
このため、積層磁器蓄電器の寿命を予め推定しておくことが回路基板などにその積層磁器蓄電器を搭載する上で重要である。
【００１４】
しかしながら、非常に長寿命の積層磁器蓄電器を直接測定することはきわめて困難であるので、高温下で高電圧を印加することで、短時間で製品を故障に至るようにすることで故障率を短時間に求める、いわゆる加速試験が行われる。
【００１５】
加速試験を行っている下での電子部品の寿命と、本来的な使用条件下での寿命とを対応づけるため、温度条件、電圧条件とも多くの水準で故障率試験を行い、その温度や電圧による加速係数を求め、この加速係数をもとに本来の使用条件下での寿命を計算して推定することが行われている。
【００１６】
しかしながら、従来においては、このように温度条件や電圧条件などで水準を多数設定するため故障率試験を多く行わなければならず、非常に長時間を要していた。また、故障率試験は一般に恒温槽や絶縁抵抗測定器を備えた高価な装置が必要であって、１回の試験でも数１００〜１０００時間かかるものであり、コスト的な問題もある。
【００１７】
さらに、加速係数に高い精度が要求される場合には、故障率のばらつきを吸収するため数多くの被検体を用いなければならない。そして、故障率試験は破壊試験であるので、これを数多く行う必要がある従来技術では、被検体の無駄でもある。
【００１８】
また、電子部品の本来の使用条件での寿命が所望の寿命以上となる定格使用条件を決定するにも、従来は上記加速試験を行っていたが、その場合も上述した不具合があった。
【００１９】
さらに、例えば、高誘電率磁器を用いた積層磁器蓄電器が製品に組み込まれて使用されているときに故障した場合、この故障原因を追求する必要があるが、その積層磁器蓄電器がどのような条件下（例えば温度や電圧などの条件）で使用されてきたか不明であることが多い。
【００２０】
そのため、その積層磁器蓄電器の使用法の誤りによって故障が生じたのか、それともその積層磁器蓄電器の内部に欠陥がありこれが原因で故障したのか判断することがきわめて困難である。そのような判断をするため、従来は、故障した被検体を研磨して断面観察を行うなどして原因の推定を行っていた。
【００２１】
しかしながら、上記のように被検体を研磨して断面観察を行うのでは、その研磨などに時間が掛かるという問題があるのみならず、被検体の故障の原因が発見されない場合が多々有る。例え、その故障の原因が特定できたとしても、その故障が被検体の誤った使用によって生じたものか、それとも初期欠陥などによるものか判断が極めて困難である。
【００２２】
さらにまた、出荷される積層磁器蓄電器が実際に使用されたときに、ある時間使用されることによってどの程度の割合で故障が発生するかを見積もっておくことが品質管理上重要である。
【００２３】
これも、従来においては、上述したように加速試験によって求めることになるが、故障率試験を数多く行わなければならないという問題があった。
【００２４】
したがって、製品に搭載された電子部品が故障したことが判明した場合、潜在的な故障がどのくらい市場の製品に存在するか把握すること、あるいは将来どの程度の故障が見込まれるか速やかに知ってそれに対応しなければならないが、迅速な対応は困難であった。
【００２５】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたものであって、バーンインや加速試験のための負荷条件の設定、電子部品の寿命を推定するための負荷条件の設定、あるいは故障に至った電子部品の使用状態での負荷条件の推定などを短時間で行うことのできる電子部品の品質管理方法を提供することを解決しようとする共通の課題としている。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る電子部品の品質管理方法は、予め電子部品における所定電気特性の初期特性を測定する第１工程と、前記電子部品に対して同一の負荷条件で所定負荷を時間的に累積するように与え、その所要累積時間ごとに該電子部品の電気特性をそれぞれ測定して、この測定結果に基づいて該電気特性の前記初期特性に対する時間的な変化の度合いを求める第２工程と、前記電子部品に対して負荷条件のうち少なくとも１つの物理因子を異ならせた複数の負荷条件を設定し、それぞれの負荷条件を所定の一定時間与えた後、それぞれの場合ごとに該電子部品の電気特性を測定し、この測定結果に基づいて前記物理因子をパラメータとしたときの該電気特性の前記初期特性に対する変化の度合いを求める第３工程と、前記電子部品に関して、少なくとも１回の故障率試験を行い、時間をパラメータとしたときの前記電子部品の故障率を求める第４工程と、前記第２工程及び第３工程で求められた前記特性の変化の度合いから、所定の負荷条件および負荷印加時間で電子部品に蓄積される負荷量を定式化し、前記第４工程で求められた故障率と、該電子部品に蓄積される負荷量との関係を求め、該関係に基づいて、負荷条件または負荷印加時間または故障率を求める第５工程とを有する、ことを特徴とする。
【００２７】
本発明の請求項１に係る構成によれば、未使用状態の電子部品が有する所定電気特性の初期特性を予め測定し、同一の負荷条件で所定負荷を時間的に累積するように与え、所要累積時間ごとに電気特性を測定し、初期特性と対比させることで負荷を累積的に時間的に与えたときの電子部品に蓄積される負荷量の変化の度合いを求めることができ、同じく、負荷条件のうち少なくとも１つの物理要因を変えたときの電子部品に蓄積される負荷量のその物理要因に対する変化の度合いを求めることができ、さらに少なくとも１回の故障率試験により時間をパラメータとしたときの電子部品の故障率が求められ、これらの結果に基づいて、時間と、負荷条件としての物理要因の少なくとも一つと、負荷量との関係がわかるので、その関係に基づいて、電子部品に対する負荷条件または負荷印加時間または故障率が容易に求められることになる。
【００２９】
本発明の請求項１に記載の電子部品の品質管理方法において、好ましくは、前記第３工程における前記物理因子とは、処理温度、処理湿度、印加電圧のいずれか、またはこれらの組み合わせである（請求項２の発明）。
【００３０】
本発明の請求項１または２に記載の電子部品の品質管理方法において、好ましくは、前記電子部品とは、磁器蓄電器である（請求項３の発明）。
【００３１】
本発明の請求項３に記載の電子部品の品質管理方法において、好ましくは、前記所定の電気特性とは、容量、損失係数、絶縁抵抗、充電特性のいずれか、またはこれらの組み合わせである（請求項４の発明）。
【００３２】
本発明の請求項５に記載の電子部品の品質管理方法は、請求項１から４のいずれかに記載の電子部品の品質管理方法において、前記第５工程において、前記第２工程及び第３工程で求められた前記特性の変化の度合いに基づいて、前記電子部品の内在故障が顕在化する負荷条件及び該負荷条件の付与に要する必要時間を算出し、この算出された負荷条件及び必要時間で品質管理対象の電子部品に負荷を与えるとともに、該負荷印加処理中及び該負荷を与えた後の少なくとも一方において、該電子部品の特性を測定して良品と不良品とを判別する第６工程を有する、ことを特徴とする。
【００３３】
本発明の請求項５に係る構成によれば、未使用状態の電子部品が有する所定電気特性の初期特性を予め測定し、同一の負荷条件で所定負荷を時間的に累積するように与え、所要累積時間ごとに電気特性を測定し、初期特性と対比させることで、負荷を累積的に時間的に与えたときの電子部品に蓄積される負荷量の変化の度合いを求めることができ、同じく、負荷条件のうち少なくとも１つの物理要因を変えたときの電子部品に蓄積される負荷量のその物理要因に対する変化の度合いを求めることができ、さらに少なくとも１回の故障率試験により時間をパラメータとしたときの電子部品の故障率が求められ、これらの結果に基づいて、時間と、負荷条件としての物理要因の少なくとも一つと、負荷量との関係がわかるので、その関係に基づいて、電子部品が内在する故障を顕在化させる負荷条件と該負荷条件を付与する負荷印加時間としての必要時間とを算出し、この算出された負荷条件及び必要時間で品質管理対象の電子部品に負荷を与え、その負荷が与えられた電子部品の特性測定により良不良を判別して、その選別を行うことができる。
【００３４】
よって、負荷を与える物理因子をパラメータとしてそのパラメータ毎にどれだけ与える負荷が強くなるかを求めるので、負荷条件設定に必要な予備実験回数を大幅に少なくできる。
【００３５】
本発明の請求項５に記載の電子部品の品質管理方法において、好ましくは、前記第５工程における「電子部品の内在故障が顕在化する負荷条件」とは、前記第４工程で求められた前記故障率から「累積故障率のワイブル分析により初期故障が収束したと判断される条件」、または、「所定条件で電子部品を使用した場合に予想される故障率がある一定値未満になると判断される条件」である（請求項６の発明）。
【００３６】
本発明の請求項５または６に記載の電子部品の品質管理方法において、好ましくは、前記第５工程において、前記負荷印加処理中及び前記負荷印加後の少なくとも一方における電子部品の良不良を判別するための特性の測定とは絶縁抵抗測定である（請求項７の発明）。
【００３７】
本発明の請求項７に記載の電子部品の品質管理方法において、好ましくは、前記電子部品に負荷を与える工程で被検体にかけた電圧の印加方向と、絶縁抵抗測定を行う際に被検体にかける電圧の印加方向を互いに一致させる（請求項８の発明）。
【００３８】
本発明の請求項９に記載の電子部品の品質管理方法は、請求項１から４のいずれかに記載の電子部品の品質管理方法において、前記第５工程において、前記第２工程及び第３工程で求められた前記特性の変化の度合いに基づいて、使用環境下での負荷条件における前記電子部品の寿命を推定する、ことを特徴とする。
【００３９】
本発明の請求項９に係る構成によれば、未使用状態の電子部品が有する所定電気特性の初期特性を予め測定し、同一の負荷条件で所定負荷を時間的に累積するように与え、所要累積時間ごとに電気特性を測定し、初期特性と対比させることで、負荷を累積的に時間的に与えたときの電子部品に蓄積される負荷量の変化の度合いを求めることができ、同じく、負荷条件のうち少なくとも１つの物理要因を変えたときの電子部品に蓄積される負荷量のその物理要因に対する変化の度合いを求めることができ、さらに少なくとも１回の故障率試験により時間をパラメータとしたときの電子部品の故障率が求められ、これらの結果に基づいて、時間と、負荷条件としての物理要因の少なくとも一つと、負荷量との関係がわかるので、その関係に基づいて、電子部品の負荷印加時間としての寿命に相当する負荷量がわかることになる。したがって、寿命を知りたい電子部品に対して、その電子部品が受けた負荷量と寿命に相当する負荷量との比較を行ってその電子部品がどのくらいで寿命が尽きるか推定できる。
【００４０】
本発明の請求項９に記載の電子部品の品質管理方法において、好ましくは、前記第５工程における「電子部品の寿命」とは、前記第４工程で求められた前記故障率から「累積故障率のワイブル分析により偶発故障が収束し摩耗故障領域に推移したと判断される寿命」、または、「ある条件で被検体を使用した場合に予想される故障率が、初期故障が収束してかつ偶発故障領域で低く安定していた値が徐々に増加してある一定値以上になった寿命」である（請求項１０の発明）。
【００４１】
本発明の請求項１１に係る電子部品の品質管理方法は、請求項１から４のいずれかに記載の電子部品の品質管理方法において、前記第５工程において、前記第２工程及び第３工程で求められた前記特性の変化の度合いに基づいて、前記電子部品が正常に使用可能な寿命に対応する使用条件を導出する、ことを特徴とする。
【００４２】
本発明の請求項１１に係る構成によれば、未使用状態の電子部品が有する所定電気特性の初期特性を予め測定し、同一の負荷条件で所定負荷を時間的に累積するように与え、所要累積時間ごとに電気特性を測定し、初期特性と対比させることで、負荷を累積的に時間的に与えたときの電子部品に蓄積される負荷量の変化の度合いを求めることができ、同じく、負荷条件のうち少なくとも１つの物理要因を変えたときの電子部品に蓄積される負荷量のその物理要因に対する変化の度合いを求めることができ、さらに少なくとも１回の故障率試験により時間をパラメータとしたときの電子部品の故障率が求められ、これらの結果に基づいて、時間と、負荷条件としての物理要因の少なくとも一つと、負荷量との関係がわかるので、その関係に基づいて、負荷量と電子部品の寿命に相当する負荷量がわかることになる。したがって、電子部品を使用していく上で寿命に達するまでに負荷条件としてどのような使用条件が可能であるかがわかり、例えば、特殊な使用条件であっても、その電子部品が十分使用可能か判断できる。
【００４３】
本発明の請求項１１に係る電子部品の品質管理方法は、好ましくは、前記第５工程における「電子部品が正常に使用可能な寿命に対応する使用条件」とは、前記第４工程で求められた前記故障率から「累積故障率のワイブル分析により偶発故障が収束し摩耗故障領域に推移したと判断される条件」、または、「ある条件で被検体を使用した場合に予想される故障率が、初期故障が収束してかつ偶発故障領域で低く安定していた値が徐々に増加してある一定値以上になった条件」である（請求項１２の発明）。
【００４４】
本発明の請求項１３に係る電子部品の品質管理方法は、請求項１から４のいずれかに記載の電子部品の品質管理方法において、未知の使用状態で使用されてきた被検体電子部品の所定の電気特性を測定する未知使用状態の電子部品特性測定工程を有し、前記第５工程において、前記未知使用状態の電子部品特性測定工程での測定結果と、前記第２工程及び第３工程で求められた前記特性の変化の度合いに基づいて、前記被検体電子部品の使用状態を推定する、ことを特徴とする。
【００４５】
本発明の請求項１３に係る構成によれば、未使用状態の電子部品が有する所定電気特性の初期特性を予め測定し、同一の負荷条件で所定負荷を時間的に累積するように与え、所要累積時間ごとに電気特性を測定し、初期特性と対比させることで、負荷を累積的に時間的に与えたときの電子部品に蓄積される負荷量の変化の度合いを求めることができ、同じく、負荷条件のうち少なくとも１つの物理要因を変えたときの電子部品に蓄積される負荷量のその物理要因に対する変化の度合いを求めることができ、さらに少なくとも１回の故障率試験により時間をパラメータとしたときの電子部品の故障率が求められ、これらの結果に基づいて、時間と、負荷条件としての物理要因の少なくとも一つと、負荷量との関係がわかるので、その関係に基づいて、製品に搭載されて使用されてきた電子部品に対し、その電子部品の電気特性を測定し、その測定結果と、時間、物理要因の少なくとも一つの関係とから、負荷条件または負荷印加時間としてどのような使用状態であったかを推定できる。
【００４６】
本発明の請求項１３に係る電子部品の品質管理方法において、好ましくは、前記未知使用状態の電子部品特性測定工程において、「未知の使用状態で使用されてきた電子部品」は、「使用中に故障に至った電子部品」である、または、「使用中に故障に至った電子部品と同じ使用条件で使用されていたことが既知である電子部品」である（請求項１４の発明）。
【００４７】
本発明の請求項１４に係る電子部品の品質管理方法において、好ましくは、前記第５工程は、前記第４工程で求められた前記故障率、及び前記第２工程及び第３工程で測定された前記特性の変化の度合いに基づいて、故障に至った電子部品が摩耗故障か、初期欠陥が原因の故障かを判断する工程を備える（請求項１５の発明）。
【００４８】
本発明の請求項１４または１５に係る電子部品の品質管理方法において、好ましくは、前記電子部品は積層磁気蓄電器であるとともに、故障した積層磁器蓄電器の正常層の電気特性を測定し、これから故障前の電気特性を推定して、未知の使用状態で使用されてきた電子部品の電気特性とする（請求項１６の発明）。
【００４９】
本発明の請求項１７に係る電子部品の品質管理方法は、請求項１から４のいずれかに記載の電子部品の品質管理方法において、未知の使用状態で使用されてきた被検体電子部品の所定の電気特性を測定する未知使用状態の電子部品特性測定工程を有し、前記第５工程は、前記第２工程及び第３工程で求められた前記特性の変化の度合い、及び前記第４工程によって求められた故障率に基づいて、所望条件下で使用されている電子部品のある時点での故障率を推定する工程を備える、ことを特徴とする。
【００５０】
本発明の請求項１７に係る構成によれば、未使用状態の電子部品が有する所定電気特性の初期特性を予め測定し、同一の負荷条件で所定負荷を時間的に累積するように与え、所要累積時間ごとに電気特性を測定し、初期特性と対比させることで、負荷を累積的に時間的に与えたときの電子部品に蓄積される負荷量の変化の度合いを求めることができ、同じく、負荷条件のうち少なくとも１つの物理要因を変えたときの電子部品に蓄積される負荷量のその物理要因に対する変化の度合いを求めることができ、これらの結果に基づいて、時間と、負荷条件としての物理要因の少なくとも一つと、負荷量との関係がわかり、さらに、少なくとも１回の故障率試験の結果と合わせて、所望条件下での負荷量に対応して故障率がどの程度になるかわかることになる。したがって、例えば、同一時間負荷を与えた場合でも負荷の大小に対応してどのように故障率が推移していくかわかることになる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００５２】
（実施の形態１）
まず、請求項１に係る発明の実施の形態について説明する。
【００５３】
（１）絶縁性電子部品の一例としての積層磁器蓄電器からなる同一品種の被検体１を複数個準備し、図１に示す測定装置によって、第１工程として、この被検体１の初期充電特性、すなわち負荷が与えられたことのない未使用状態での初期特性である充電特性を測定する。
【００５４】
図１に示すように、この測定装置は、収容した被検体１の温度環境を一定に保つ恒温槽２と、この恒温槽２内の被検体１に対して充電用の直流電圧を印加する電源部３と、被検体１に流れる電流を測定する電流計４と、恒温槽２の温度制御、電源部３の電圧制御を行うとともに電流計４から測定データを取り込んで記憶装置に記憶保存する制御装置（この制御装置は例えばパーソナルコンピュータである）５と、電源部３から被検体１へ電圧を印加する状態とその印加を停止する状態とに切り換えるリレー６とを備えて構成されている。
【００５５】
そして、この充電特性の測定は、被検体１に一定の電圧を印加し、印加開始後に被検体１を流れる電流の時間変化を十分短い時間間隔（例えば１０ｍｓ以下）で経時的に監視することで行う。
【００５６】
この測定された充電特性は、電流をｉ、印加開始時点からの経過時間をｔとすると、ａ〜ｅを定数として近似的にｉ＝ａ・ｅｘｐ（−ｂｔ）＋ｃｔ^d＋ｅという式に従う。
【００５７】
詳述すると、図２のグラフに示すように、充電特性電流ｉのうち、ａ・ｅｘｐ（−ｂｔ）で示される成分は、真の容量成分、すなわち容量として被検体１に蓄積されていく電流成分である（図２において、一点鎖線で示す）。充電特性電流ｉのうち、ｃｔ^dで示される成分はいわゆる吸収電流成分であって、両対数グラフ上では直線を描きながら減少していく直線成分となる（図２において、破線で示す）。充電特性電流ｉのうち、ｅで示される成分は絶縁抵抗を流れる漏洩電流成分である（図２において、２点鎖線で示す）。なお、図２の実線は、真の容量成分、直線成分、漏洩成分の各要素を総和した実際の電流を示す。図２のグラフは、充電特性を測定しているときの時間を対数目盛りの横軸に、充電特性電流を対数目盛りの縦軸にして示している。
【００５８】
この初期充電特性の実測結果は、制御装置５に設けられた記憶装置５ａに記憶されるとともに、図２に示すように、各測定ごとにプロットしてグラフ化した状態で図示しない表示装置に表示できるようにする。
【００５９】
ここで、式中の各定数は測定結果から決定することができるが、後述するように、充電特性の変化率Δは、ｃの大きさを用いて求めることが望ましい。
【００６０】
（２）第２工程として、前記第１工程で用いた測定装置を使用して、適当な負荷条件（温度Ｔ₂₁で電圧Ｖ₂₁を印加）で初期充電特性ｉ₂₀が測定された被検体１に時間ｔ₂₁だけ負荷を印加し、この後、放電してその被検体１の充電特性ｉ₂₁を測定する。さらに、同じ被検体１に、負荷印加の累積時間がｔ₂₂，ｔ₂₃になるように同じ負荷条件で負荷を印加して、前記負荷が印加されたそれぞれの時点で充電特性ｉ₂₂，ｉ₂₃を測定する。その測定結果が、図３に示されるグラフである。このグラフは、充電特性を測定しているときの時間を対数目盛りの横軸に、充電特性電流を対数目盛りの縦軸にして、一定負荷を与えた累積時間が異なる場合の充電特性を示している。
【００６１】
なお、この場合、ｔ₂₁、ｔ₂₂、ｔ₂₃の関係は、ｔ₂₁＜ｔ₂₂＜ｔ₂₃である。また、その累積負荷印加時間を３つ以上異ならせた上で、それぞれにおいて充電特性が測定される。
【００６２】
次いで、これらの結果から被検体の特性の変化率と負荷の印加時間の関係を求めることができる。
【００６３】
図３のグラフから、第２工程において、一定の所定負荷条件であっても印加時間が長くなるほど、その印加後の充電特性の測定結果により充電特性における電流が増大することが判明し、その増大する電流の主なものは吸収電流または漏洩電流であった。
【００６４】
したがって、印加時間に対する充電電流の特性変化率は、充電開始後の経過時間のうちで真の容量成分の電流の影響のないと思われる経過時間、例えば図３のグラフにおいては充電開始から０．１秒の時点など特定の時点における電流値で、初期充電特性の電流に対して、各充電特性での電流の増大した割合により求められる。そして、この割合を百分率にした値を縦軸として、第２工程での累積印加時間を横軸として、求めた結果をプロットし、各プロット点を数学的手法で補間したのが図４のグラフである。
【００６５】
（３）第３工程として、前記第１工程や第２工程で用いた測定装置を使用して、初期充電特性ｉ₃₁₀の被検体３１に温度Ｔ₃₁の条件で時間ｔ₃₁だけ負荷を印加し、このときの印加電圧はＶ₃₁とし、この後に放電してから充電特性ｉ₃₁₁を測定する。この場合、印加電圧が複数の異ならせた負荷条件を設定する物理因子である。同様に、初期充電特性ｉ₃₂₀の被検体３２に対して、温度と印加時間は同じＴ₃₁，ｔ₃₁とする条件で、印加電圧Ｖ₃₂とした負荷を印加した後、放電してから充電特性ｉ₃₂₁を測定する。さらに、初期充電特性ｉ₃₃₀の被検体３３に対して、温度と印加時間は同じＴ₃₁，ｔ₃₁とする条件で、印加電圧Ｖ₃₃とした負荷を印加した後、放電してから充電特性ｉ₃₃₁を測定する。なお、この場合、Ｖ₃₁、Ｖ₃₂、Ｖ₃₃の関係は、Ｖ₃₁＜Ｖ₃₂＜Ｖ₃₃である。また、その印加電圧値を３つ以上異ならせた上で、それぞれにおいて充電特性が測定される。その測定結果の一例のグラフを、図５に示す。
【００６６】
したがって、印加電圧に対する充電電流の特性の変化の度合い、すなわち特性変化率は、充電開始後の経過時間のうちで真の容量成分の電流の影響のないと思われる経過時間、例えば図５のグラフにおいては充電開始から０．１秒の時点などの特定の時点における電流値で、初期充電特性の電流に対して、各充電特性での電流の増大した割合により得られる。そして、上記印加電圧を横軸にとり、その割合を百分率にした値を縦軸として、求めた結果をプロットし、各プロット点を数学的手法で補間したのが図６のグラフである。
【００６７】
（４）同じく第３工程として、前記第１工程や第２工程で用いた測定装置を使用して、初期充電特性ｉ₄₁₀の被検体４１に電圧Ｖ₄₁、温度Ｔ₄₁の条件で時間ｔ₄₁だけ負荷を印加し、この後に放電してから充電特性ｉ₄₁₁を測定する。この場合、温度が複数の異ならせた負荷条件を設定する物理因子である。同様に、初期充電特性ｉ₄₂₀の被検体４２には電圧と印加時間を同じＶ₄₁，ｔ₄₁とし、温度をＴ₄₂とした負荷を印加した後、放電してから充電特性ｉ₄₂₁を測定する。さらに、初期充電特性ｉ₄₃₀の被検体４３には電圧と印加時間を同じＶ₄₁，ｔ₄₁とし、温度Ｔ₄₃とした負荷を印加した後、放電してから充電特性ｉ₄₃₁を測定する。その測定結果が、図７に示されるグラフである。なお、この場合、Ｔ₄₁、Ｔ₄₂、Ｔ₄₃の関係は、Ｔ₄₁＜Ｔ₄₂＜Ｔ₄₃である。また、その温度条件を３つ以上異ならせた上で、それぞれにおいて充電特性が測定される。
【００６８】
したがって、物理因子としての温度条件に対する充電電流の特性の変化の度合い、すなわち特性変化率は、充電開始後の経過時間のうちで真の容量成分の電流の影響のないと思われる経過時間、例えば図７のグラフにおいては充電開始から０．１秒の時点などの特定の時点における電流値で、初期充電特性の電流に対して、各充電特性での電流の増大した割合により得られる。そして、上記温度条件の温度を横軸にとり、その割合を百分率にした値を縦軸として、求めた結果をプロットし、各プロット点を数学的手法で補間したのが図８のグラフである。
【００６９】
（５）ところで、図３のグラフからもわかるように、一定負荷条件が継続されて与えられたとき、その与えられた時間に比例して、被検知体が受けた負荷量ｓは大きくなることが判明している。
【００７０】
ここで、負荷量ｓとは、被検体に蓄積する疲労を表す指標として導入した抽象的な量である。負荷量ｓと時間ｔは比例する（例えば同じ条件で２倍の時間負荷を印加すれば、被検体には２倍の疲労が蓄積する）ことは明らかであるので、時間と特性変化率との関係は負荷量ｓと特性の変化率との関係に一致する（図４のグラフ参照）。つまり、ｔ＝ｃｓ（ｃは定数）である。さらに、特性の変化率をΔ、時間をｔ、負荷の量をｓとすると、Δ＝ａｔ^b（ａ、ｂは定数）という関係が得られることが見出せる。結局、負荷の量ｓと特性変化率Δには、Δ＝αｓ^βという関係がある。比例定数αは、ｓの定義の仕方によって決定するものであって、例えば最高使用温度・定格電圧のもとで１秒間被検体に負荷を印加した際の負荷量を１と定義するなどすれば決定する値である。指数βは、詳述しないが、第２工程での各測定結果からの計算で求められる。
【００７１】
例えば、図４に例示されるグラフによれば、充電特性の変化率と時間の関係がΔ＝２．１２×１０^-4×ｔ^0.682−０．０８（式１）として得られる。なお、式１の右辺第２項は時間０における変化率を表し、本来は０であるべきものであるが、測定誤差などの影響で現れた数値である。
【００７２】
（６）上記した所定の一定負荷条件で負荷印加時間が異なる場合の時間と、その後の充電特性における吸収電流または漏洩電流の変化率との関係と同様に、上記（３）で示した第３工程での各測定結果から、負荷印加時間と温度とを一定にして、印加電圧を異ならせた場合における被検体の充電特性の変化率と印加電圧との関係（図６のグラフ参照）を求めることができる。また、前式Δ＝αｓ^βによりΔとｓとの関係がわかっているので印加電圧と負荷量ｓとの関係を知ることができる。すなわち、その関係は、印加電圧をＶとすると、負荷量ｓと、印加電圧Ｖとが、ｓ＝γＶ^δｔ（γ，δは定数）という関係になることを見出せる。この比例定数γは、温度条件とも関連するからこの時点では決定しない。指数δは、詳述しないが、上記（３）で説明した第３工程での各測定結果からの計算で求められる。
【００７３】
例えば、図６に例示されるグラフによれば、充電特性の変化率と印加電圧の関係がΔ＝２．０２×１０^-7×Ｖ^3.18−０．０８（式２）として得られ、これを元にｓとＶの関係が得られる。
【００７４】
（７）上記した所定の一定負荷条件で負荷印加時間が異なる場合の時間と、その後の充電特性における吸収電流または漏洩電流の変化率との関係と同様に、上記（４）で示した第３工程での各測定結果から、負荷印加時間と印加電圧とを一定にして、温度条件を異ならせた場合における被検体の充電特性の変化率と温度条件との関係を求めることができる（図８のグラフ参照）。また、前式Δ＝αｓ^β，ｓ＝γＶ^δｔにより変化率Δと負荷量ｓとの関係がわかっているので温度と負荷量ｓとの関係を知ることができる。
【００７５】
その関係は、上記（６）での結果とあわせて温度をＴとすると、ｓ＝ζＶ^ηｅｘｐ（κＴ）ｔ（η、κは定数）という関係になることを見出せる。ζはこの時点では決定しない。κは、上記（５），（７）での結果から簡単な計算で求められる。
【００７６】
例えば、図８に例示されるグラフによれば、充電特性の変化率と温度の関係がΔ＝２．８４×１０^-9×ｅｘｐ（４．３０×１０^-2×Ｔ）−０．０８（式３）と得られる。
【００７７】
上記（式１），（式２），（式３）から、時間と電圧との関係は、次の（式４）となる。
【００７８】
ｔ＝３．７２×１０^-7×Ｖ^4.66（式４）
また、上記（式１），（式２），（式３）から、時間と温度との関係は、次の（式５）となる。
【００７９】
ｔ＝７．１６×１０^-8×２^T/10.99（式５）
この場合、充電特性の変化率と、温度・電圧・時間との関係から、電圧の４．６６乗倍に比例して負荷が大きくなる（寿命が短くなる）こと、温度が、１０．９９℃上昇するたびに負荷が２倍になる（寿命が半分）になることが求まる。
【００８０】
（８）次に、例えば、対象となる被検体において最高使用温度でかつ定格電圧を印加したときに１秒あたりに被検体に蓄積する負荷量ｓを１と定義すれば比例定数ζを決めることができる。以上のようにして、温度Ｔ、電圧Ｖ、時間ｔの条件で被検体に蓄積する負荷の量ｓ＝ζＶ^ηｅｘｐ（κＴ）ｔを定式化することができる。
【００８１】
（９）次に、被検体を多数用意して、所定の温度Ｔ₉、電圧Ｖ₉の条件で故障率試験を行なう。この故障率試験を行う工程は、第４工程に相当する。故障率試験の結果の故障率は、図９に示すように、バスタブ曲線を描き、試験開始直後の故障率の高い領域が初期故障領域Ｓ、その後の故障率の低い部分が偶発故障領域Ｇ、そしてその後故障率が高くなる領域は摩耗故障領域Ｍと呼ばれている。この条件では、単位時間当たり、つまり毎秒Ｖ₉ ^ηｅｘｐ（κＴ₉）という負荷が蓄積している。なお、図９は、時間軸となる横軸が対数目盛である。
【００８２】
実際にユーザーが使用する条件は最高使用温度Ｔｍａｘ定格電圧Ｖｍａｘの環境下が最高であるので、その場合、被検体には毎秒ζＶｍａｘ^ηｅｘｐ（κＴｍａｘ）という負荷しか蓄積しない。よって、実際の市場での故障率曲線は、この試験で得られたグラフの時間軸目盛りを（Ｖ₉ ^ηｅｘｐ（κＴ₉））／（Ｖｍａｘ^ηｅｘｐ（κＴｍａｘ））倍に拡大したものになる。
【００８３】
信頼性を確保するとは、市場での故障確率がある一定値（必要故障率）未満である状態を保証することである。換言すれば、最高使用温度・定格電圧で例えば１ヶ月間使用した際に故障する電子部品が１００万個中、０．１個未満であるような状態を保証することである。このような故障率は電子部品の性格や用途によって決定される。
【００８４】
このように換算して得た市場での故障率が、前述の必要故障率に下がる時点での負荷量を前述拡大された故障率曲線のうち初期故障領域Ｓから偶発故障領域Ｇへ移行する時点をｔ₉としてｓ＝ζＶ^ηｅｘｐ（κＴ）ｔ（η、κは定数）の式によって計算し、この負荷の量をｓ₉とする。
【００８５】
なお、電子部品の信頼性を確保することが目的であるので、実際には故障率試験で摩耗故障領域に至るまで試験を継続する必要はなく、換算した故障率が前述の必要故障率未満になった時点で試験を打ち切れば良い。
【００８６】
（１０）量産する電子部品にｓ₉の負荷を与えた後不良品を排除する判別を行うことで市場での故障率を所望の値以下に保つ、すなわち信頼性を確保することができる。したがって、この信頼性を確保するバーンイン試験での負荷条件の温度をＴ₁₀、電圧をＶ₁₀とすると、このような負荷を被検体に与えるには、ｓ₉／（Ｖ₁₀ ^ηｅｘｐ（κＴ₁₀））の時間だけ負荷印加を行なえば良い。このような条件をみたす温度・電圧・時間の組み合わせは無限に考えられるが、生産性の観点から時間をできるだけ短くするように条件設定するのが望ましい。ただし、例えば被検体のブレークダウン電圧を超える電圧や、被検体を構成する材料が溶解する温度のような極端な条件設定はできない。このように、バーンイン試験での負荷条件を設定する工程が第５工程に相当する。
【００８７】
（１１）以上のような過程で求めた条件で、量産する商品にバーンインによる負荷印加を行い、この後に負荷印加で故障した電子部品を取り除くために絶縁抵抗測定を行なう。この絶縁抵抗測定中に不良と判別するとただちにその測定を停止してその不良品を排除しても良い。また、多数の電子部品について同時に絶縁抵抗測定している場合、その測定している全てについて測定完了後、判別された不良品のみを排除するようにしても良い。また、同じく多数の電子部品を同時に絶縁抵抗測定している場合、その測定途中であっても不良品と判別したものを測定ステーションから排除していくようにしても良い。ここで、（１０）の工程において設定した負荷条件でバーンインを行い、その後絶縁抵抗測定によって良品と不良品とを判別するこの工程（１１）が第６工程に相当する。
【００８８】
なお、バーンインによる負荷印加の電圧の極性を絶縁抵抗測定での測定用直流信号の電圧の極性とを電子部品に対して一致させておくことが望ましい。すなわち、印加電圧の極性がバーンインと絶縁抵抗測定とで一致したものにしておけば、故障したものについて絶縁抵抗の測定精度がより高いものとなる。
【００８９】
以上、（１）〜（９）までの工程によって、短時間で故障に至るような信頼性の低い電子部品を出荷前に事前に故障させて判別するバーンインを行う際に電子部品に与える必要のあるダメージの量、すなわち負荷の量が予め求められる。さらに、この負荷を短時間で効率良く電子部品に与えることができる条件を求めることができる。このため、工程（１０）にて、信頼性の低い電子部品を効率良く故障させる条件を設定して、工程（１１）にて、その負荷条件で負荷印加させて故障を内在している電子部品を故障させ、その故障した電子部品を除去することができる。
【００９０】
次に、上記実施の形態１における短時間で故障に至るような信頼性の低い電子部品を出荷前に事前に故障させて判別するバーンインで電子部品に与える必要のある負荷量の別の算出方法について説明する。
【００９１】
上記工程（８）の次の工程において、被検体を複数個用意して、所定の温度Ｔ₉、電圧Ｖ₉の負荷条件で故障率試験を行なう。故障率試験の結果の累積故障率を、図１０に示すように、ワイブル確率紙にプロットする。これによって、初期故障領域Ｓが偶発故障領域Ｇに推移する時点ｔ₉がわかるから、Ｔ₉，Ｖ₉，ｔ₉を負荷の量を前述の式ｓ＝ζＶ^ηｅｘｐ（κＴ）ｔに代入して計算し、この時点ｔ₉までに被検体に蓄積した負荷の量をｓ₉とする。この負荷の量ｓ₉に基づいて、前述（１０）の工程で示した式に基づいて、バーンインするための時間、電圧、温度の各条件を比較的短時間でバーンインが済むように設定して、バーンインすることで、初期故障の生じるおそれのある電子部品を故障させて、その後、絶縁抵抗測定を行って不良品を除去する。
【００９２】
以上の処理を、本発明者が３６個の被検体に適応した実験による具体的結果は次のとおりである。
【００９３】
１．最高使用温度８５℃、定格電圧６．３Ｖの１０μＦの容量の磁器積層蓄電器の被検体３６個に１２５℃・２１Ｖの条件で故障率試験を行なったところ、約４４時間で必要な故障率（実質的には０）を実現できることがわかった。
【００９４】
２．この被検体を上記の手法で調査したところ、１２５℃・１０５Ｖの負荷条件であればわずか２分程度であることがわかった。
【００９５】
３．そこで、同じ品種の別の被検体３６個に１３５℃・１０５Ｖ・２分間の負荷を与え、これの絶縁抵抗を測定したところ６個の被検体が故障していた。
【００９６】
４．故障しなかった被検体を、さらに１２５℃・２１Ｖの条件で５６時間処理したがこの処理で故障に至る被検体は１つも検出されなかった。
【００９７】
上記の結果は、１３５℃・１０５Ｖという条件でわずか２分間負荷を与えることでこの電子部品の信頼性を確保できることを意味し、本発明の有効性を示している。
【００９８】
さらに、所定の温度、電圧の負荷条件について、ユーザーが対象となる磁気蓄電器（セラミックコンデンサ）をある条件である期間使用するのと同じ条件の負荷を被検体に与える試験で、この負荷を被検体に与えたときに故障率がある値以下であれば品質事故が起こる可能性は十分小さいとみなせる。ところで、製造されたままの電子部品の被検体群には、初期不良を多く含むため故障率が高いが、試験において、負荷を与えつづけると、信頼性の低いものは故障してしまい、その不良品を排除していくと、残りの群全体の故障確率は徐々に低下する。この故障確率が商品として必要な目標故障確率を下回るようになったときの負荷の量が、バーンインに必要な負荷量であるとみなすこともできる。
【００９９】
次に、そのように目標故障確率を下回るときの負荷量を求める方法について具体例によって説明する。
【０１００】
図１１に、３６個の同一品種のセラミックコンデンサに温度条件１３５℃、電圧８．５ＷＶを印加してその故障率を時間を横軸としてワイブル確率紙にプロットしたものを示している。なお、この場合、蓄積される負荷量が時間と電圧との関係、時間と温度との関係で前述した式４，式５に対応するセラミックコンデンサについて故障率試験を行なったものである。
【０１０１】
この場合、例えば、ある期間における故障確率が３００ｐｐｍになる時点を探すことが信頼性を確保できる条件を求めることになるが、図１１において、ハッチングで示す量の負荷の印加で故障させてしまうことがこのバーンインの目的となる。
【０１０２】
この図１１のワイブルチャートは横軸が対数目盛りであり、累積故障率を示す曲線の傾きが直接故障率に対応しないことから、図１２のようなグラフを別途作成して故障確率が３００ｐｐｍ未満になる部分を探すことになる。
【０１０３】
すなわち、図１２に示すように、故障率試験を行なって故障した被検体を除いていったときの残りの被検体における不良率を縦軸にとり、故障率試験の経過時間を横軸にとると、この負荷条件が温度条件１３５℃、電圧８．５ＷＶ場合、不良率３００ｐｐｍ未満となる時点が、おおよそ０．０９時間であることがわかる。この時間前記負荷条件を与えて蓄積される負荷量を求め、この求められた負荷量と同じ負荷量をより短時間で印加できる温度条件や電圧条件を求めることで、より短時間のバーンインを行なえることになる。
【０１０４】
なお、図１３に、上記実施形態１に関して各工程の流れを概略的にフローチャートとして示している。ステップＳ１〜Ｓ３が印加電圧と充電特性変化率との関係を求める工程（第３工程）に相当し、ステップＳ４〜Ｓ６が温度条件と充電特性変化率との関係を求める工程（第３工程）に相当し、ステップＳ７〜Ｓ９が負荷の累積時間と充電特性変化率との関係を求める工程（第２工程）に相当する。この図１３では、ステップＳ１からＳ９まで順に経過していくように示しているが、実際の工程は、上述したように、ステップＳ１〜Ｓ３と、ステップＳ４〜Ｓ６と、ステップＳ７〜Ｓ９とは、並列的に行っても良いとともに、順序が前後しても良い。ステップＳ１０は、上述した工程（８）に相当する。このステップＳ１〜Ｓ１０までの工程が後述する別の各実施形態と共通する工程である。そして、ステップＳ１１は、上述した工程（９）に相当する。ステップＳ１２は、上述した工程（９）に相当する。ステップＳ１３は、上述した工程（１０）に相当する。ステップＳ１４は、上述した工程（１１）に相当する。
【０１０５】
上記実施の形態１により得られる効果
従来、負荷印加条件の決定は適切な条件が見出されるまで試行錯誤的に信頼性試験を何度も繰り返して行なう必要があり、非常に長時間を要していたが、本発明では信頼性試験は１回行なうだけで良く、負荷印加条件決定に掛かる時間を大幅に短縮することができる。
【０１０６】
従来、負荷条件のパラメータ（例えば雰囲気温度・湿度・印加電圧等）が増えると設定可能な負荷印加条件の組み合わせが非常に多くなり、試行錯誤的に適切な負荷条件を求めることは極めて困難であったが、本発明ではパラメータ毎にどれだけ与える負荷が強くなるかを求めるので、負荷条件設定に必要な予備実験回数が大幅に少なくて済む。
【０１０７】
本発明では、多くの被検体を用いなければならない信頼性試験を１回行なうだけで良く、信頼性試験以外で必要な被検体の数は負荷パラメータあたりせいぜい数１０個程度であるので、従来の試行錯誤的な手法に比べて負荷印加条件決定に必要な被検体の数を大幅に減ずることができる。
【０１０８】
従来の手法では、設定した条件が被検体に過大な負荷を与えて余分な疲労を与えていてもこれを判定することが困難であったが、本発明では適切な量の負荷を与える条件を決定でき、良品である被検体に余分な疲労を与えることを回避できる。
【０１０９】
ワイブル確率紙に累積故障率をプロットして描かれた曲線から判明する初期故障領域から偶発故障領域に推移する時点に基づいて負荷条件を決定する場合、次の効果を奏する。すなわち、信頼性が比較的高い電子部品では初期故障が収束し偶発故障領域に推移すれば、市場での故障率は充分に低いことが明らかであるが、このような場合、故障率を精度良く求めるには少数の被検体で故障率試験を行なっても、初期故障の収束が確認できれば目的を達成できるので、初期故障試験に必要な被検体数を少なくすることができる。
【０１１０】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。なお、上記実施の形態１と共通する工程については説明を省略する。すなわち、上記実施の形態１の工程のうち、（１）〜（８）の工程は共通するものである。したがって、それよりも後の工程について説明する。
【０１１１】
この実施の形態２は、請求項９及び１０に係る発明に関するものであって、使用条件に応じて絶縁性電子部品の製品としての使用可能な負荷印加時間としての寿命を推定する方法である。
【０１１２】
（１２）被検体を多数用意して、所定の温度Ｔ₁₂電圧Ｖ₁₂の条件で第４工程としての故障率試験を行なう。故障率試験の結果の故障率は、いわゆるバスタブ曲線（図９参照、実施の形態１と共通のグラフ）を描き、試験開始直後の故障率の高い領域が初期故障領域Ｓ、その後の故障率の低い部分が偶発故障領域Ｇ、そしてその後故障率が高くなる領域は摩耗故障領域Ｍと呼ばれている。この条件では、被検体に毎秒ζＶ₁₂ ^ηｅｘｐ（κＴ₁₂）という負荷量が蓄積していることが求められる。
【０１１３】
製品の寿命とは、市場での故障確率がある一定値（限界故障率）を超える状態になるまでの使用可能な時間のことである。換言すれば、きわめて低い故障率であった製品が、最高使用温度・定格電圧で例えば１ヶ月間使用した際に１００万個中０．１個以上故障してしまうような状態となることである。なお、どの程度の故障率になれば商品の寿命であると判定するかは商品の性格や用途によって決定されるものである。
【０１１４】
実際にユーザーが使用する条件は最高使用温度Ｔｍａｘ、定格電圧Ｖｍａｘの環境下が最高であるので、被検体には毎秒ζＶｍａｘ^ηｅｘｐ（κＴｍａｘ）という負荷量しか蓄積しない。よって、故障率のグラフ（図９）の時間軸目盛りをＶ₁₂ ^ηｅｘｐ（κＴ₁₂）／Ｖｍａｘ^ηｅｘｐ（κＴｍａｘ）と拡大したものが実際にユーザーが使用する条件での故障率グラフであり、これを用いて故障率試験結果を市場での故障率に換算できる。
【０１１５】
（１３）上記のように換算して得た市場での故障率が、前述の限界故障率に上がる時点での時間をｔ₁₃とすると、このｔ₁₃こそが実際の市場での製品寿命の推定値である。
【０１１６】
上述した工程（１）〜（８）、（１２）によって、電子部品の寿命が尽きるまでの電子部品が受け得るダメージの量、すなわち負荷の量が求められ、さらに任意の条件で単位時間当たりに電子部品にどれだけの負荷を与えるかが求められたので、工程（１３）において電子部品が市場で使用された際にどれだけの時間で寿命が尽きるかを推測することができる。この電子部品の負荷印加時間としての寿命を推測する工程が第５工程に相当する。
【０１１７】
次に、上記実施の形態２における電子部品が市場で使用された際にどれだけの時間で寿命が尽きるかを予測する品質管理方法の別の実施形態について説明する。
【０１１８】
上記工程（８）の次の工程において、被検体を複数個用意して、所定の温度Ｔ₉、電圧Ｖ₉の条件で故障率試験を行なう。故障率試験の結果の累積故障率を、図１０（実施の形態１と共通のグラフ）に示すように、ワイブル確率紙にプロットして偶発故障領域Ｇが摩耗故障領域Ｍに推移する時点ｔ₁₃がわかるから、負荷の量を前述の式ｓ＝ζＶ^ηｅｘｐ（κＴ）ｔによって計算し、この負荷の量をｓ₁₂とする。この負荷の量ｓ₁₂に基づいて、寿命が尽きるまでその電子部品が受ける総負荷量ｓ₁₂を、実際にユーザーが使用する条件は最高使用温度Ｔｍａｘ、定格電圧Ｖｍａｘに基づく単位時間当たりの負荷量ｓ、すなわちＶｍａｘ^ηｅｘｐ（κＴｍａｘ）で除することにより寿命がわかることになる。この場合、所定負荷で所定時間使用されてきたことがわかっている電子部品についての残り寿命もわかる。つまり、寿命が尽きるまでその電子部品が受ける総負荷量ｓ₁₂から所定負荷と所定時間との積分量を差し引いた負荷量をＶｍａｘ^ηｅｘｐ（κＴｍａｘ）で除することにより残り寿命がわかることになる。
【０１１９】
なお、図１４に、実施形態２に関して各工程の流れを概略的にフローチャートとして示している。ステップＳ１〜Ｓ１０は、前述したように、実施形態１と共通する工程である。そして、ステップＳ１５は、上述した工程（１２）に相当する。ステップＳ１６は、上述した工程（１３）に相当する。
【０１２０】
この実施の形態２による効果は次のとおりである。
【０１２１】
従来、磁器蓄電器の寿命の推定は、故障率試験を何度も繰り返して行う必要があり、非常に長時間を要していたが、本発明では信頼性試験は１回行うだけで良く、寿命推定にかかる時間を大幅に短縮することができる。
【０１２２】
また、本発明では、多くの被検体を用いなければならない信頼性試験を１回行うだけで良く、故障率試験以外で必要な被検体の数は負荷パラメータあたりせいぜい数１０個程度であるので、従来の手法に比べて寿命推定に必要な被検体の数を大幅に減ずることができる。
【０１２３】
摩耗故障領域での累積故障率が急激に大きくなる電子部品（寿命ばらつきの小さい電子部品）では、故障率で判定しなくとも摩耗故障領域に入ったことだけが確認できれば、これを製品寿命とみなしても十分な場合が多い。このような場合、故障率を精度良く求めるには少数の被検体で故障率試験を行っても、摩耗故障領域に入ったことが確認できれば目的を達成できるので、初期故障試験に必要な被検体数を少なくすることができる。
【０１２４】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。なお、実施の形態１と共通する工程については、その説明を省略する。この実施の形態３において実施の形態１と共通する工程は（１）〜（８）である。この工程以降について説明する。
【０１２５】
この実施の形態３は、請求項１１及び請求項１２に係る発明に関するものである。すなわち、絶縁性電子部品を使用する上での必要な寿命に対して、その寿命を全うするには、どのような使用条件で使用していけばよいかを予め知るための品質管理方法である。
【０１２６】
（１４）所望寿命を全うするための使用条件を知りたい被検体を多数用意して、ある温度Ｔ₁₄、電圧Ｖ₁₄の条件で第４工程としての故障率試験を行う。故障率試験の結果の故障率はいわゆるバスタブ曲線（図９参照、実施の形態１と共通のグラフ）を描き、試験開始直後の故障率の高い領域が初期故障領域Ｓ、その後の故障率の低い部分が偶発故障領域Ｇ、そしてその後、故障率が高くなる領域は摩耗故障領域Ｍと呼ばれている。この条件では、被検体に毎秒ζＶ₁₄ ^ηｅｘｐ（κＴ₁₄）という負荷量が蓄積していることが求められる。
【０１２７】
製品の寿命とは、市場での故障確率がある一定値（限界故障率）を超える状態になるまでの使用時間のことである。換言すれば、きわめて低い故障率であった製品が、最高使用温度・定格電圧で例えば１ヶ月間使用した際に１００万個中０．１個以上故障してしまうような状態になることである。どの程度の故障率になれば商品の寿命であると判定するかは商品の性格や用途によって決定されるものである。
【０１２８】
仮に、最高使用温度Ｔｍａｘ、定格電圧Ｖｍａｘとすると、その最高使用温度でかつ定格電圧で使用している場合、被検体には毎秒ζＶｍａｘ^ηｅｘｐ（κＴｍａｘ）という負荷量が蓄積する。よって、故障率のグラフの時間軸目盛りをＶ₁₄ ^ηｅｘｐ（κＴ₁₄）／（ζＶｍａｘ^ηｅｘｐ（κＴｍａｘ））としたものが、その条件における故障率グラフである。
【０１２９】
このようにして、故障率試験の結果を仮に設定した最高使用温度・定格電圧における故障率試験結果、すなわち、市場での故障率に換算できる。
【０１３０】
（１５）上記のように換算して得られた市場での故障率が、前述の限界故障率にあがる時点での時間をｔ₁₃とすると、このｔ₁₃こそがこの製品の予測寿命である。
【０１３１】
この予測寿命ｔ₁₃がその電子部品に求められる寿命よりも長ければその使用条件を用いることができる。短ければ、より弱い使用条件を設定する必要があるので、条件を再設定して、上記工程を繰り返せば良い。もちろん、予測寿命ｔ₁₃が所望の寿命よりも十分に長い場合には、さらに過酷な環境でその電子部品を使用できる可能性があるので、やはり条件を再設定して上記工程を繰り返しても良い。この使用条件を導出する工程が第５工程に相当する。
【０１３２】
（１６）単位時間当たりに製品に与える負荷の量が等しければ寿命はほぼ変化しないとみなせるので、上記（１５）の工程を繰り返して特殊な使用条件の組を設定することも可能である。すなわち、高温で使用できるが電圧は低く抑えなければならない条件や、高電圧で使用できるが使用可能温度の上限が低いような条件である。これにより、負荷条件としての特定の使用条件についても電子部品の寿命との関係で適宜設定可能であるから、過酷な特殊環境下で製品を使用したいユーザーの要求に応えることができる。
【０１３３】
（１７）求めた製品の使用条件は、製品の寿命の観点で定めた条件である。もし、これらの条件における製品の電気特性が規格を満足しない場合（例えば温度特性によって容量が変化してしまう場合）には、これを満足するような条件範囲で上記（１５）の工程を繰り返せば良い。
【０１３４】
上述した工程（１）〜（８）、（１４）までによって、電子部品の寿命が尽きるまでに商品が受け得るダメージの量、すなわち負荷の量が求められ、さらに任意の条件で単位時間当たりに電子部品にどれだけの負荷を与えるかが求められたので、工程（１５）である使用条件での電子部品の寿命を計算することができ、これによって電子部品の寿命が所望の条件を満たすような使用条件を決定することができる。
【０１３５】
さらに、上記（１６）の工程において、特定の条件が通常の使用範囲外で電子部品を使用したいような特殊な状況に対しても、十分な寿命を期待できるように他の条件を設定することが可能である。
【０１３６】
次に、上記実施の形態３における電子部品の寿命が所望の条件を満たすような使用条件を決定することができる品質管理方法の別の実施形態について説明する。
【０１３７】
上記工程（８）の次の工程において、被検体を複数個用意して、所定の温度Ｔ₉、電圧Ｖ₉の条件で故障率試験を行なう。故障率試験の結果の累積故障率を、図１０（実施の形態１と共通のグラフ）に示すように、ワイブル確率紙にプロットして偶発故障領域Ｇが摩耗故障領域Ｍに推移する時点ｔ₁₃がわかるから、負荷の量を前述の式ｓ＝ζＶ^ηｅｘｐ（κＴ）ｔによって計算し、この負荷の量をｓ₁₂とする。この負荷の量ｓ₁₂に基づいて、寿命が尽きるまでその電子部品が受ける総負荷量ｓ₁₂を、実際にユーザーが使用する条件は最高使用温度Ｔｍａｘ、定格電圧Ｖｍａｘに基づく単位時間当たりの負荷量ｓ、すなわちＶｍａｘ^ηｅｘｐ（κＴｍａｘ）で除することにより寿命がわかることになる。その後、上記（１５）〜（１７）の工程によって、その寿命での使用条件を適宜設定できる。
【０１３８】
なお、図１５に、実施形態３に関して各工程の流れを概略的にフローチャートとして示している。ステップＳ１〜Ｓ１０は、前述したように、実施形態１と共通する工程である。そして、ステップＳ１７は、上述した工程（１４）に相当する。ステップＳ１８は、上述した工程（１５），（１６）に相当する。ステップＳ１９は、上述した工程（１５），（１６）に相当する。
【０１３９】
この実施の形態３による効果は次のとおりである。
【０１４０】
従来、磁気蓄電器の寿命の推定は故障率試験を何度も繰り返して行う必要があり、非常に長時間を要していたが、この実施形態３の場合、信頼性試験は１回行なうだけで良く、寿命推定に掛かる時間を大幅に短縮することができる。
【０１４１】
従って、多くの被検体を用いなければならない信頼性試験を１回行なうだけで良く、故障率試験以外で必要な被検体の数は負荷パラメータあたりせいぜい数１０個程度であるので、従来の手法に比べて寿命推定に必要な被検体の数を大幅に減ずることができる。
【０１４２】
ワイブル確率紙に累積故障率をプロットして描かれた曲線から判明する偶発故障領域から摩耗故障領域に推移する時点に基づいて負荷条件を決定する場合、次の効果を奏する。すなわち、摩耗故障領域に入ったことだけが確認できれば、これを製品寿命と考えても良い。このような場合、故障率を精度良く求めるには少数の被検体で故障率試験を行なっても、摩耗故障領域に入ったことが確認できれば目的を達成できるので、初期故障試験に必要な被検体数を少なくできる。
【０１４３】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４について説明する。なお、実施の形態１と共通する工程については、その説明を省略する。この実施の形態４において実施の形態１と共通する工程は（１）〜（８）である。この工程以降について説明する。
【０１４４】
この実施の形態４は、請求項１３から請求項１６に係る発明に関するものである。すなわち、製品に搭載されて使用されていた絶縁性電子部品が故障した場合、どのような状態で使用されていたのかを見積もるための分析を行うことを可能とする品質管理方法である。
【０１４５】
（１８）そのような品質管理をする対象となる試料を多数用意して、ある温度Ｔ₂₁、電圧Ｖ₁₈の条件で故障率試験を行う。故障率試験の結果の故障率はいわゆるバスタブ曲線（図９参照、実施の形態１と共通）を描き、試験開始直後の故障率の高い領域が初期故障領域Ｓ、その後の故障率の低い部分が偶発故障領域Ｇ、そしてその後故障率が高くなる領域は摩耗故障領域Ｍと呼ばれている。この条件では、試料に毎秒ζＶ₁₈ ^ηｅｘｐ（κＴ₁₈）という負荷が蓄積している。
【０１４６】
（１９）さて、故障率を求めたい温度をＴ₁₉、電圧をＶ₁₉とすると、試料には毎秒ζＶ₁₉ ^ηｅｘｐ（κＴ₁₉）という負荷が蓄積する。よって、故障率のグラフの時間軸目盛りをＶ₁₈ ^ηｅｘｐ（κＴ₁₈）／Ｖ₁₉ ^ηｅｘｐ（κＴ₁₉）としたものが、その条件における故障率グラフである。このようにして、故障率試験の結果を必要な条件での故障率に換算することができる。
【０１４７】
（２０）使用状態を知りたい被検体を用意する。積層磁器蓄電器の故障は、通常誘電体層１層のみで発生しており、この層を除く誘電体層は正常であることが多い。その被検体の正常層に関して充電特性の測定を行い、この結果から全ての誘電体層が正常である場合の充電特性ｉ20を求める（例えば、ｎ個の小蓄電器からなる積層磁器蓄電器の１層のみが故障している場合、測定結果をｎ／（ｎ−１）倍すれば良い）。この充電特性を求める工程が、特許請求の範囲に言う未知使用状態の電子部品特性測定工程に相当する。
【０１４８】
（２１）この被検体の通常の充電特性からｉ₂₀がどれほどの割合（Δ₂₁）変化しているかを求める。その変化率Δと負荷量ｓとの関係は工程８までに求められているので、Δ₂₁から被検体が受けた負荷ｓ₂₁を求めることができる。
【０１４９】
（２２）負荷がｓ₂₁になるような温度・電圧・時間条件の組み合わせは工程（８）のｓ＝ζＶ^ηｅｘｐ（κＴ）ｔの式からいくつも求めることができる。
【０１５０】
ところで、例えば、使用時間等は被検体を出荷してからの経過時間以上になり得ないことは明白であるので、このような既知の情報によって温度・電圧の取り得る範囲を絞り込むことができる。
【０１５１】
（２３）もし、温度・電圧の取り得る値が、その製品の最高使用温度や定格電圧を超えたものである場合、故障は被検体の不適切な使用法が原因である可能性が高いと判断できる。
【０１５２】
（２４）被検体が受けた負荷ｓ₂₁は、この製品の故障率のワイブルプロット上で、初期故障領域Ｓ・偶発故障領域Ｇ・摩耗故障領域Ｍのどの領域にくるかを工程（２５）で得た任意の条件に適応できる故障率試験結果から判定する。適切にスクリーニングされた製品では初期故障であることはありえない。摩耗故障領域の負荷を受けた結果故障したのであれば、これは製品の本質的な寿命でありやむを得ないといえる。偶発故障域の負荷しか受けていないにも関わらず故障したのであれば、通常のスクリーニングでは除去できない特殊な欠陥を内在していた可能性が高いと判断できる。
【０１５３】
上述した工程（１）〜（８），（１８）において、電子部品が受けるダメージの量、すなわち負荷の量と電子部品の故障率との関係が求められ、さらに任意の条件で単位時間当たりに電子部品にどれだけの負荷を与えるかが求められたので、工程（１９）において任意使用条件での故障率を推定できる。
【０１５４】
工程（２０）では、故障した被検体の正常層のみを測定することによって、被検体が故障していないという仮想的な場合の電気特性を測定している。
【０１５５】
工程（２１）では、被検体の電気特性変化から、被検体がどれだけの疲労を蓄積しているかを推定している。
【０１５６】
工程（２２）では、被検体が蓄積した疲労から、どのような使用状態でこの被検体が使用されてきたのかを推定している。さらに、先見情報を元に、より詳細な被検体の使用状態を推定している。この推定する工程が電子部品の負荷条件または負荷印加時間としての使用状態を推定する第５工程に相当する。
【０１５７】
工程（２４）では、推定した使用状態を元に、被検体の故障原因が、使用法にあるのかそれとも被検体自体にあるのかを判断している。
【０１５８】
工程（２５）では、この故障が製品の本質的な寿命による避け得ないものであるのか、それとも被検体になんらかの欠陥があったのかを判断している。
【０１５９】
なお、図１６に、実施形態４に関して各工程の流れを概略的にフローチャートとして示している。ステップＳ１〜Ｓ１０は、前述したように、実施形態１と共通する工程である。そして、ステップＳ２０は、上述した工程（２０）に相当する。ステップＳ２１は、上述した工程（２１）に相当する。ステップＳ２２は、上述した工程（２２）に相当する。
【０１６０】
この実施の形態４により奏される効果について説明する。
【０１６１】
故障した積層磁器蓄電器がどのような状態で使用されていたのかを見積もること（推定すること）ができる。
【０１６２】
積層磁器蓄電器の故障が、本質的な寿命による避け得ないものであったのか、試料が何らかの欠陥を内在していたと考えられるのかを判定することができる。
【０１６３】
上記の効果により、積層磁器蓄電器の故障が原因で積層磁器蓄電器を搭載した機器が不具合を生じた場合に、故障が使用者の責に帰するものかを明確にできる。
【０１６４】
また、実際に積層磁器蓄電器が故障する以前にこれの使用法が適切であるかどうかを判定できる。
【０１６５】
特に実稼動状態での温度などの測定が困難な場合に、どのような環境下で使用されてきたかを知ることができる。
【０１６６】
また、故障部品に対して正常層を取り出すような処理を行わずに、使用状態を推定できる。積層磁器蓄電器は、１つの機器中に同じ物が複数使用される場合が珍しくなく、このような場合は１つが故障した場合に同様の使い方をされている他の試料から使用状態を推定でき、手間がかからない。また、ほぼ同じ条件で使用されている同一機種の機器（別の個体）中で使用されている試料を用いても同じ効果がある。
【０１６７】
（実施の形態５）
次に、実施の形態５について説明する。なお、実施の形態１と共通する工程については、その説明を省略する。この実施の形態５において実施の形態１と共通する工程は（１）〜（８）である。この工程以降について説明する。
【０１６８】
この実施の形態５は、請求項１７に係る発明に関するものである。すなわち、製品に搭載された電子部品が故障した場合、市場において潜在的にどの程度の数故障しているのか、あるいは、これから故障するおそれがあるかを見積もる分析を行う品質管理方法である。
【０１６９】
（２６）被検体を多数用意して、ある温度Ｔ₂₆、電圧Ｖ₂₆の条件で第４工程としての故障率試験を行う。故障率試験の結果の故障率はいわゆるバスタブ曲線（図９参照、実施の形態１と共通）を描き、試験開始直後の故障率の高い領域が初期故障領域Ｓ、その後の故障率の低い領域が偶発故障領域Ｇ、そしてその後故障率が高くなる領域は摩耗故障領域Ｍと呼ばれている。この条件では、被検体に毎秒ζＶ₂₆ ^ηｅｘｐ（κＴ₂₆）という負荷が蓄積している。
【０１７０】
（２７）さて、故障率を求めたい温度をＴ₂₇、電圧をＶ₂₇とすると、その場合、被検体には毎秒ζＶ₂₇ ^ηｅｘｐ（κＴ₂₇）という負荷が蓄積する。よって、故障率のグラフの時間軸目盛りをＶ₂₆ ^ηｅｘｐ（κＴ₂₆）／Ｖ₂₇ ^ηｅｘｐ（κＴ₂₇）としたものが、その条件における故障率グラフである。このようにして、故障率試験の結果を必要な条件での故障率に換算できる。
【０１７１】
（２８）上記のように換算して得た故障率グラフから、任意の時間における製品の故障率の推定値を読み取ることができる。
【０１７２】
上述した工程（１）〜（８）までによって、電子部品が受けるダメージの量、すなわち負荷の量と電子部品の故障率との関係が求められ、さらに任意の条件で単位時間当たりに電子部品にどれだけの負荷を与えるかが求められので、工程１８において任意使用条件での故障率を推定することができる。
【０１７３】
さらに、工程（２７）、（２８）において必要な条件における電子部品の故障率を推定することが可能である。この故障率を推定する工程が第５工程に相当する。
【０１７４】
実施の形態５により奏される効果を説明する。
【０１７５】
従来、磁器蓄電器の故障率を推定するには故障率試験を何度も繰り返して行う必要があり、非常に長時間を要していたが、本発明では故障率試験は１回行うだけで良く、故障率推定にかかる時間を大幅に短縮することができる。
【０１７６】
本発明では、多くの被検体を用いなければならない故障率試験を１回行うだけで良く、故障率試験以外で必要な被検体の数は、負荷パラメータあたりせいぜい数１０個程度であるので、従来の手法に比べて故障率推定に必要な被検体数を大幅に減ずることができる。
【０１７７】
本発明は、故障率推定にかかる時間が従来と比して極めて短くできるので、電子部品が市場で故障を発生したような場合に、どの程度の数の電子部品が潜在的に故障しているのか、あるいは、これから故障するのかを見積もる類の分析を速やかに完了することができる。このため、電子部品故障が深刻な問題を生じる前に対策を実行できる可能性が高くなる。
【０１７８】
上記各実施の形態では、所定電気特性として、充電特性について示したが、本発明は、この充電特性に限定されるものではなく、磁器蓄電器の場合、例えば、その容量特性、損失係数、絶縁抵抗などの特性を測定しても良いとともに、これらを組み合わせた特性の測定でも良い。
【０１７９】
また、上記各実施の形態では、負荷条件の物理因子として、被検体に対する印加電圧、温度、時間を示したが、これ以外に例えば湿度などの物理因子を負荷条件としても良い。
【０１８０】
【発明の効果】
本発明によれば、負荷を与える物理因子をパラメータとしてそのパラメータ毎にどれだけ与える負荷が強くなるかを求めるので、負荷条件設定に必要な予備実験回数を大幅に少なくできることになり、きわめて短時間で負荷条件を設定できることになる。
【０１８１】
従って、バーンインや加速試験のための負荷条件の設定、電子部品の寿命を推定するための負荷条件の設定、あるいは故障に至った電子部品の使用状態での負荷条件の推定などを短時間で行うことができ、各作業効率を大幅に向上できるとともに、それに要するコストも低下できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】充電特性を測定する測定装置を示す説明図
【図２】充電特性電流及びその各成分電流を示す両対数グラフ
【図３】所定負荷の累積印加時間を異ならせた場合の充電特性電流を示す両対数グラフ
【図４】累積印加時間と充電特性電流の変化率との関係を示す片対数グラフ
【図５】印加電圧を異ならせた場合の充電特性電流を示す両対数グラフ
【図６】印加電圧と充電特性電流の変化率との関係を示すグラフ
【図７】温度条件を異ならせた場合の充電特性電流を示す両対数グラフ
【図８】温度条件と充電特性電流の変化率との関係を示すグラフ
【図９】単位時間当たりの故障率をバスタブ曲線として示す片対数グラフ
【図１０】累積故障率をワイブル確率紙にプロットして示す片対数グラフ
【図１１】具体例の累積故障率をワイブル確率紙にプロットして示す片対数グラフ
【図１２】不良率と時間との関係を示すグラフ
【図１３】実施の形態１を示すフローチャート
【図１４】実施の形態２を示すフローチャート
【図１５】実施の形態３を示すフローチャート
【図１６】実施の形態４を示すフローチャート
【符号の説明】
１被検体（電子部品）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a quality control method for electronic components, and more particularly to a quality control method for insulating electronic components.
[0002]
[Prior art]
In electronic parts, for example, in laminated ceramic capacitors using high dielectric constant porcelain, if the dielectric porcelain is defective or foreign matter is mixed, even if it shows electrical characteristics that have no problem at the beginning of use, In the long term, the insulation resistance decreases, and there is a risk of eventually short circuiting.
[0003]
In order to eliminate the specimen of the electronic component including such a defect, a burn-in test is performed as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-164471 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-208380.
[0004]
In other words, it has been shown that it is effective to quickly lower the insulation resistance of a subject including defects by applying a higher voltage to the subject at a high temperature than during normal use and to eliminate this. .
[0005]
This can be considered that the life of the subject whose life is inherently short due to the defect or the like is used up in a short time by the load due to the high temperature and high voltage.
[0006]
Therefore, according to these methods, it is possible to detect in a short time a subject that fails for the first time after being used for several tens of hours to several hundred hours or more that cannot be confirmed industrially. It is thought that the sex can be secured.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the prior art, if an appropriate load application condition (burn-in condition or the like) can be obtained, the reliability of the subject can be ensured, but it is extremely difficult to obtain an appropriate load condition itself.
[0008]
In other words, it is necessary to perform a reliability test to confirm whether or not the reliability of the subject after applying a load (burn-in, etc.) under certain load application conditions is secured. It takes a long time.
[0009]
In addition, if the reliability is not ensured under a certain load application condition, it is necessary to repeat trial and error that the load test is performed again by changing the load condition and the reliability test is performed.
[0010]
When the failure rate of the subject is low or extremely high reliability is required, a very large number of subjects must be used to check whether the reliability is ensured.
[0011]
For example, when a reliability defect rate of less than 1 ppm is required, a minimum of about 1 million specimens are required for the reliability test. In this way, the reliability test requires an expensive apparatus and a long time. It is practically impossible to search for a load application condition using a large amount of subjects by trial and error, and it is also a waste of the subject.
[0012]
Conventionally, for example, a laminated ceramic capacitor using a high-permittivity ceramic is considered to be very reliable among large-capacity capacitors. Then, there is a possibility that the parts generate heat.
[0013]
For this reason, it is important to estimate the life of the laminated ceramic capacitor in advance when mounting the laminated ceramic capacitor on a circuit board or the like.
[0014]
However, it is extremely difficult to directly measure a laminated ceramic capacitor with a very long life, so applying a high voltage at a high temperature shortens the failure rate by causing the product to fail in a short time. A so-called acceleration test, which is required in time, is performed.
[0015]
In order to correlate the lifetime of electronic components under accelerated testing with the lifetime under the original operating conditions, failure rate tests are conducted at many levels for both temperature and voltage conditions. The acceleration coefficient is calculated and the life under the original use condition is calculated and estimated based on this acceleration coefficient.
[0016]
However, in the past, in order to set a large number of levels according to temperature conditions, voltage conditions, etc., a lot of failure rate tests had to be performed, which required a very long time. In addition, the failure rate test generally requires an expensive device equipped with a thermostatic chamber and an insulation resistance measuring instrument, and even a single test takes several hundred to 1000 hours, and there is a problem of cost.
[0017]
Furthermore, when high accuracy is required for the acceleration coefficient, a large number of subjects must be used to absorb variations in failure rates. Since the failure rate test is a destructive test, the conventional technique that needs to perform many of these tests is also a waste of the subject.
[0018]
In addition, the acceleration test has been conventionally performed to determine the rated use condition in which the life under the original use condition of the electronic component is equal to or greater than the desired life.
[0019]
In addition, for example, when a laminated ceramic capacitor using a high-permittivity porcelain breaks down when used in a product, it is necessary to pursue the cause of the failure. It is often unclear whether it has been used under conditions (eg conditions such as temperature and voltage).
[0020]
For this reason, it is extremely difficult to determine whether a failure has occurred due to an incorrect usage of the laminated ceramic capacitor or whether there is a defect in the laminated ceramic capacitor and the failure has occurred. In order to make such a determination, conventionally, the cause of the failure has been estimated by, for example, polishing a broken specimen and observing a cross section.
[0021]
However, when the specimen is polished and the cross section is observed as described above, not only does the polishing take time, but there are many cases where the cause of the specimen failure is not found. Even if the cause of the failure can be identified, it is extremely difficult to determine whether the failure is caused by the incorrect use of the subject or an initial defect.
[0022]
Furthermore, it is important in terms of quality control to estimate how much a failure will occur when a shipped laminated ceramic capacitor is actually used for a certain period of time.
[0023]
Conventionally, this is obtained by the acceleration test as described above, but there is a problem that many failure rate tests have to be performed.
[0024]
Therefore, when it is determined that an electronic component installed in a product has failed, it is necessary to grasp how much potential failure exists in the product in the market, or quickly know how much failure is expected in the future. We had to respond, but it was difficult to respond quickly.
[0025]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to set a load condition for burn-in or an acceleration test, set a load condition for estimating the life of an electronic component, or an electronic component that has failed. It is a common problem to solve the problem of providing a quality control method for an electronic component that can estimate a load condition in a use state in a short time.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
  According to a first aspect of the present invention, there is provided a quality control method for an electronic component comprising: a first step of measuring an initial characteristic of a predetermined electrical characteristic in an electronic component in advance; A second step of measuring the electrical characteristics of the electronic component for each required cumulative time and determining the degree of temporal change of the electrical characteristics with respect to the initial characteristics based on the measurement results A plurality of load conditions in which at least one physical factor among the load conditions is made different for the electronic component, and the respective electronic components are given for each case after each load condition is given for a predetermined period of time. A third step of determining the degree of change of the electrical characteristic with respect to the initial characteristic when the physical factor is used as a parameter based on the measurement result; and Then, at least one failure rate test is performed, and the change in the characteristic obtained in the second step and the third step is obtained in the fourth step for obtaining the failure rate of the electronic component when time is used as a parameter. DegreeThen, the load amount accumulated in the electronic component under the predetermined load condition and load application time is formulated, the failure rate obtained in the fourth step, and the load amount accumulated in the electronic componentAnd a fifth step of determining a load condition, a load application time, or a failure rate based on the relationship.
[0027]
According to the configuration of the first aspect of the present invention, the initial characteristics of the predetermined electrical characteristics of the unused electronic parts are measured in advance, and the predetermined loads are given to accumulate over time under the same load conditions. By measuring the electrical characteristics at each cumulative time and comparing it with the initial characteristics, the degree of change in the amount of load accumulated in the electronic component when the load is given cumulatively over time can be determined. When the degree of change of the load accumulated in the electronic component when at least one physical factor of the conditions is changed can be obtained, and when time is a parameter by at least one failure rate test Based on these results, the relationship between time, at least one of the physical factors as the load condition, and the amount of load can be found based on these results. So that the load conditions or load applying time or the failure rate for the electronic component can be easily determined.
[0029]
  Claims of the invention1Preferably, the physical factor in the third step is any one of processing temperature, processing humidity, and applied voltage, or a combination thereof.2Invention).
[0030]
  Claim 1 of the present inventionOr 2In the electronic component quality control method according to claim 1, preferably, the electronic component is a porcelain capacitor.3Invention).
[0031]
  Claims of the invention3Preferably, the predetermined electrical characteristic is any one of a capacity, a loss factor, an insulation resistance, a charging characteristic, or a combination thereof.4Invention).
[0032]
  Claims of the invention5The method for quality control of electronic components according to claim 1 starts from claim 1.4In the quality control method for electronic components according to any one of the above, in the fifth step, an intrinsic failure of the electronic component is manifested based on the degree of change in the characteristics obtained in the second step and the third step. The load condition to be converted and the necessary time required to apply the load condition are calculated, and the load is applied to the quality control target electronic component with the calculated load condition and the required time, and the load is applied during and during the load application process. In at least one of the following steps, the method has a sixth step of determining a good product and a defective product by measuring characteristics of the electronic component.
[0033]
  Claims of the invention5According to the configuration, the initial characteristics of the predetermined electrical characteristics of the unused electronic component are measured in advance and given so as to accumulate the predetermined loads in time under the same load conditions. Is measured and compared with the initial characteristics, the degree of change in the amount of load accumulated in the electronic component when the load is cumulatively applied in time can be obtained. Similarly, at least one of the load conditions can be obtained. It is possible to determine the degree of change in the amount of load accumulated in an electronic component when one physical factor is changed, and the failure of the electronic component when time is used as a parameter by at least one failure rate test Based on these results, the relationship between time, at least one of the physical factors as the load condition, and the load amount can be found. Calculate the load condition that makes the failure to manifest and the required time as the load application time to give the load condition, and apply the load to the electronic component that is the quality control target under the calculated load condition and the required time. It is possible to discriminate between good and bad by measuring the characteristics of the given electronic component and select them.
[0034]
Therefore, since the physical factor giving the load is used as a parameter to determine how much the load to be applied is increased for each parameter, the number of preliminary experiments necessary for setting the load condition can be greatly reduced.
[0035]
  Claims of the invention5In the electronic component quality control method described in the above, preferably, the “load condition under which an internal failure of the electronic component is manifested” in the fifth step is “accumulated failure from the failure rate obtained in the fourth step. "Condition for determining that initial failure has converged by Weibull analysis of rate" or "Condition for determining failure rate expected to be less than a certain value when electronic components are used under predetermined conditions" ( Claim6Invention).
[0036]
  Claims of the invention5 or 6Preferably, in the electronic component quality control method according to claim 5, in the fifth step, it is insulated from measurement of characteristics for determining good or defective electronic components during at least one of the load application process and after the load application. Resistance measurement (Claims)7Invention).
[0037]
  Claims of the invention7In the quality control method for electronic parts described in the above, preferably, the application direction of the voltage applied to the object in the step of applying a load to the electronic part and the application direction of the voltage applied to the object when performing the insulation resistance measurement are mutually Match (claims)8Invention).
[0038]
  Claims of the invention9The method for quality control of electronic components according to claim 1 starts from claim 1.4In the quality control method for electronic components according to any one of the above, in the fifth step, based on the degree of change in the characteristics obtained in the second step and the third step, The life of the electronic component is estimated.
[0039]
  Claims of the invention9According to the configuration, the initial characteristics of the predetermined electrical characteristics of the unused electronic component are measured in advance and given so as to accumulate the predetermined loads in time under the same load conditions. Is measured and compared with the initial characteristics, the degree of change in the amount of load accumulated in the electronic component when the load is cumulatively applied in time can be obtained. Similarly, at least one of the load conditions can be obtained. It is possible to determine the degree of change in the amount of load accumulated in an electronic component when one physical factor is changed, and the failure of the electronic component when time is used as a parameter by at least one failure rate test Based on these results, the relationship between time, at least one of the physical factors as the load condition, and the load amount can be found. Load corresponding to the lifetime of the application time will be seen. Therefore, it is possible to estimate how long the electronic component will run out of life by comparing the load received by the electronic component with the load corresponding to the lifetime of the electronic component whose life is to be known.
[0040]
  Claims of the invention9In the electronic component quality control method described in the above, preferably, the “lifetime of the electronic component” in the fifth step is “accidental failure by Weibull analysis of cumulative failure rate” from the failure rate obtained in the fourth step. The life expectancy is considered to have shifted to the wear failure area ”, or“ the failure rate expected when the subject is used under certain conditions is low and stable in the accident failure area when the initial failure has converged. The lifespan when the value that had been increased gradually exceeds a certain value ”(Invention of Claim 10).
[0041]
  Claims of the invention11The electronic component quality control method according to claim 1 starts from claim 1.4In the electronic component quality control method according to any one of the above, in the fifth step, the electronic component can be normally used based on the degree of change in the characteristics obtained in the second step and the third step. It is characterized in that a use condition corresponding to a long life is derived.
[0042]
  Claims of the invention11According to the configuration, the initial characteristics of the predetermined electrical characteristics of the unused electronic component are measured in advance and given so as to accumulate the predetermined loads in time under the same load conditions. Is measured and compared with the initial characteristics, the degree of change in the amount of load accumulated in the electronic component when the load is cumulatively applied in time can be obtained. Similarly, at least one of the load conditions can be obtained. It is possible to determine the degree of change in the amount of load accumulated in an electronic component when one physical factor is changed, and the failure of the electronic component when time is used as a parameter by at least one failure rate test Based on these results, the relationship between time, at least one of the physical factors as the load condition, and the load amount can be found. So that the apparent load amount corresponding to goods of life. Therefore, it is possible to know what usage conditions are possible as load conditions before reaching the end of life when using electronic components. For example, even under special usage conditions, the electronic components can be used sufficiently Can be judged.
[0043]
  Claims of the invention11In the quality control method for an electronic component according to the present invention, preferably, the “use condition corresponding to the life in which the electronic component can be normally used” in the fifth step is “from the failure rate obtained in the fourth step” `` Conditions where contingent faults have converged due to the Weibull analysis of the cumulative fault rate and it has been determined that they have shifted to the wear fault range '' or `` Condition that the value that was low and stable in the accidental failure area gradually increased to a certain value or more ''(Invention of Claim 12).
[0044]
  Claims of the invention13The electronic component quality control method according to claim 1 starts from claim 1.4In the electronic component quality control method according to any one of the above, a predetermined electrical characteristic of the electronic component under test that has been used in an unknown use state is measuredMeasurement of characteristics of electronic parts in unknown usageThe fifth stepInThe aboveMeasurement of characteristics of electronic parts in unknown usageBased on the measurement results in the process and the degree of change in the characteristics obtained in the second and third processes, the usage state of the subject electronic component is estimated.ToIt is characterized by that.
[0045]
  Claims of the invention13According to the configuration, the initial characteristics of the predetermined electrical characteristics of the unused electronic component are measured in advance and given so as to accumulate the predetermined loads in time under the same load conditions. Is measured and compared with the initial characteristics, the degree of change in the amount of load accumulated in the electronic component when the load is cumulatively applied in time can be obtained. Similarly, at least one of the load conditions can be obtained. It is possible to determine the degree of change in the amount of load accumulated in an electronic component when one physical factor is changed, and the failure of the electronic component when time is used as a parameter by at least one failure rate test Based on these results, the relationship between time, at least one of the physical factors as the load condition, and the amount of load can be found. Measure the electrical characteristics of electronic components that have been used in the past, and determine the load condition or load application time in any usage state from the measurement results and the relationship between at least one of time and physical factors. Can be estimated
[0046]
  Claims of the invention13In the electronic component quality control method according to claim 1,Measurement of characteristics of electronic parts in unknown usageIn the process, “electronic parts that have been used in an unknown use state” are “electronic parts that have failed during use” or “use under the same use conditions as electronic parts that have failed during use” An electronic component known to have been made "14Invention).
[0047]
  Claims of the invention14In the electronic component quality control method according to the present invention, it is preferable that the fifth step includes the failure rate obtained in the fourth step and the degree of change in the characteristics measured in the second step and the third step. And determining whether the failed electronic component is a wear-out failure or a failure due to an initial defect.15Invention).
[0048]
  Claims of the invention14 or 15In the quality control method for electronic components according to the above, preferably, the electronic component is a laminated magnetic capacitor, and the electrical characteristics of the normal layer of the failed laminated ceramic capacitor are measured, and the electrical characteristics before the failure are estimated therefrom, Electrical characteristics of electronic parts that have been used in an unknown usage state (claims)16Invention).
[0049]
  Claims of the invention17The electronic component quality control method according to claim 1 starts from claim 1.4In the electronic component quality control method according to any one of the above, a predetermined electrical characteristic of the electronic component under test that has been used in an unknown use state is measuredMeasurement of characteristics of electronic parts in unknown usageThe fifth step is used under desired conditions based on the degree of change in the characteristics obtained in the second step and the third step and the failure rate obtained in the fourth step. And a step of estimating a failure rate at a certain point in time for the electronic component being provided.
[0050]
  Claims of the invention17According to the configuration, the initial characteristics of the predetermined electrical characteristics of the unused electronic component are measured in advance and given so as to accumulate the predetermined loads in time under the same load conditions. Is measured and compared with the initial characteristics, the degree of change in the amount of load accumulated in the electronic component when the load is cumulatively applied in time can be obtained. Similarly, at least one of the load conditions can be obtained. The degree of change in the amount of load accumulated in an electronic component when one physical factor is changed can be obtained. Based on these results, time and at least one physical factor as a load condition Thus, the relationship with the load amount can be understood, and further, together with the result of at least one failure rate test, it can be understood how much the failure rate corresponds to the load amount under the desired conditions. Therefore, for example, even when a load is applied for the same time, it can be understood how the failure rate changes in accordance with the magnitude of the load.
[0051]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0052]
(Embodiment 1)
First, an embodiment of the invention according to claim 1 will be described.
[0053]
(1) Prepare a plurality of specimens 1 of the same type composed of laminated ceramic capacitors as an example of an insulating electronic component, and use the measurement apparatus shown in FIG. That is, the charging characteristic which is an initial characteristic in an unused state where no load is applied is measured.
[0054]
As shown in FIG. 1, this measuring apparatus includes a thermostat 2 that keeps the temperature environment of the contained subject 1 constant, and a power source that applies a DC voltage for charging to the subject 1 in the thermostat 2. Control unit 3, ammeter 4 that measures the current flowing through subject 1, temperature control of thermostat 2, voltage control of power supply unit 3, and control to capture measurement data from ammeter 4 and store it in a storage device A device (this control device is a personal computer, for example) 5 and a relay 6 that switches between a state in which a voltage is applied from the power supply unit 3 to the subject 1 and a state in which the application is stopped are configured.
[0055]
The charging characteristic is measured by applying a constant voltage to the subject 1 and monitoring the time change of the current flowing through the subject 1 over time at a sufficiently short time interval (for example, 10 ms or less) after the start of application. Do.
[0056]
This measured charging characteristic is approximately i = a · exp (−bt) + ct, where a is a constant and e is an elapsed time from the application start time.^dFollow the equation + e.
[0057]
More specifically, as shown in the graph of FIG. 2, the component indicated by a · exp (−bt) in the charging characteristic current i is a true capacitance component, that is, a current accumulated in the subject 1 as a capacitance. It is a component (indicated by an alternate long and short dash line in FIG. 2). Of the charge characteristic current i, ct^dThe so-called absorption current component is a linear component that decreases while drawing a straight line on the log-log graph (indicated by a broken line in FIG. 2). Of the charging characteristic current i, the component indicated by e is a leakage current component flowing through the insulation resistance (indicated by a two-dot chain line in FIG. 2). Note that the solid line in FIG. 2 indicates the actual current obtained by summing up the elements of the true capacitance component, the linear component, and the leakage component. The graph of FIG. 2 shows the time when the charging characteristic is measured on the horizontal axis of the logarithmic scale and the charging characteristic current on the vertical axis of the logarithmic scale.
[0058]
The actual measurement result of the initial charging characteristics is stored in the storage device 5a provided in the control device 5, and is displayed on a display device (not shown) in a state of being plotted and graphed for each measurement as shown in FIG. It can be so.
[0059]
Here, each constant in the equation can be determined from the measurement result, but as will be described later, it is desirable to obtain the rate of change Δ of the charging characteristic using the magnitude of c.
[0060]
(2) As the second step, using the measuring apparatus used in the first step, an appropriate load condition (temperature T_{twenty one}At voltage V_{twenty one}Initial charge characteristics i)₂₀The time t is applied to the subject 1 for which_{twenty one}Only after applying a load, and then discharging and charging characteristics i of the subject 1_{twenty one}Measure. Furthermore, the accumulated time of load application to the same subject 1 is t_{twenty two}, T_{twenty three}The load characteristics are applied under the same load conditions so that the charging characteristics i at each time point when the load is applied_{twenty two}, I_{twenty three}Measure. The measurement result is a graph shown in FIG. This graph shows the charging characteristics when the accumulated time for a given load is different, with the horizontal axis of the logarithmic scale indicating the time when the charging characteristics are measured and the vertical axis of the charging characteristic logarithmic scale. Yes.
[0061]
In this case, t_{twenty one}, T_{twenty two}, T_{twenty three}The relationship is t_{twenty one}<T_{twenty two}<T_{twenty three}It is. In addition, the charging characteristics are measured in each of the accumulated load application times after varying three or more.
[0062]
Then, from these results, the relationship between the change rate of the characteristics of the subject and the load application time can be obtained.
[0063]
From the graph of FIG. 3, in the second step, it was found that as the application time becomes longer even under a certain predetermined load condition, the current in the charging characteristic increases according to the measurement result of the charging characteristic after the application, and the increase The main current to be absorbed was absorption current or leakage current.
[0064]
Therefore, the rate of change in the characteristic of the charging current with respect to the application time is an elapsed time after the start of charging that is considered to be unaffected by the current of the true capacitive component, for example, in the graph of FIG. It is a current value at a specific time point such as a time point of 1 second, and is obtained by a rate of increase of the current in each charging characteristic with respect to the current of the initial charging characteristic. The graph in FIG. 4 shows the results obtained by plotting the obtained results with the ratio of the ratio in percentage as the vertical axis and the cumulative application time in the second step as the horizontal axis, and interpolating each plot point by a mathematical method. It is.
[0065]
(3) As the third step, the initial charge characteristic i is measured using the measuring device used in the first step or the second step.₃₁₀Temperature T on the subject 31₃₁Time t₃₁Only the load is applied, and the applied voltage at this time is V₃₁And after this, the charge characteristics i₃₁₁Measure. In this case, the applied voltage is a physical factor that sets a plurality of different load conditions. Similarly, initial charge characteristics i₃₂₀The temperature and the application time for the subject 32 are the same T₃₁, T₃₁The applied voltage V₃₂After applying the load, the charge characteristics i₃₂₁Measure. Furthermore, the initial charging characteristics i₃₃₀The temperature and the application time for the subject 33 are the same T₃₁, T₃₁The applied voltage V₃₃After applying the load, the charge characteristics i₃₃₁Measure. In this case, V₃₁, V₃₂, V₃₃The relationship is V₃₁<V₃₂<V₃₃It is. In addition, the charging characteristics are measured for each of the applied voltage values after differentiating three or more. A graph of an example of the measurement result is shown in FIG.
[0066]
Therefore, the degree of change in the characteristic of the charging current with respect to the applied voltage, that is, the characteristic change rate is the elapsed time after the start of charging, which is considered to be unaffected by the current of the true capacitance component, for example, the graph of FIG. Is a current value at a specific time point such as a time point of 0.1 second from the start of charging, and is obtained by an increase ratio of the current in each charging characteristic with respect to the current of the initial charging characteristic. FIG. 6 is a graph in which the obtained voltage is plotted on the horizontal axis, the obtained results are plotted on the vertical axis, and the plotted points are interpolated by a mathematical method.
[0067]
(4) Similarly, as the third step, the initial charge characteristic i is measured using the measuring device used in the first step and the second step.₄₁₀The voltage V across the subject 41₄₁, Temperature T₄₁Time t₄₁Only when a load is applied and then discharged,₄₁₁Measure. In this case, the temperature is a physical factor that sets a plurality of different load conditions. Similarly, initial charge characteristics i₄₂₀The same voltage and application time are applied to the subject 42 of V₄₁, T₄₁And the temperature is T₄₂After applying the load, the charge characteristics i₄₂₁Measure. Furthermore, the initial charging characteristics i₄₃₀The subject 43 has the same voltage and application time of V₄₁, T₄₁And temperature T₄₃After applying the load, the charge characteristics i₄₃₁Measure. The measurement result is a graph shown in FIG. In this case, T₄₁, T₄₂, T₄₃The relationship is T₄₁<T₄₂<T₄₃It is. In addition, the charging characteristics are measured for each of the temperature conditions after making three or more different temperature conditions.
[0068]
Therefore, the degree of change in the characteristics of the charging current with respect to the temperature condition as a physical factor, that is, the characteristic change rate is the elapsed time after the start of charging, which is considered not to be affected by the current of the true capacity component, for example, In the graph of FIG. 7, the current value at a specific time such as 0.1 second from the start of charging is obtained by the ratio of the increase in current in each charging characteristic to the current in the initial charging characteristic. The graph of FIG. 8 shows the results obtained by plotting the obtained results, with the horizontal axis representing the temperature of the above temperature condition and the vertical axis representing the percentage of the ratio, and interpolating each plotted point by a mathematical method.
[0069]
(5) By the way, as can be seen from the graph of FIG. 3, when a constant load condition is continuously applied, the load amount s received by the detected object increases in proportion to the given time. Is known.
[0070]
Here, the load amount s is an abstract amount introduced as an index representing fatigue accumulated in the subject. Since it is clear that the load amount s and the time t are proportional (for example, if a double time load is applied under the same conditions, double fatigue is accumulated in the subject), the time and the characteristic change rate The relationship coincides with the relationship between the load amount s and the characteristic change rate (see the graph of FIG. 4). That is, t = cs (c is a constant). Further, if the change rate of the characteristic is Δ, the time is t, and the amount of load is s, Δ = at^bIt can be found that the relationship (a and b are constants) is obtained. As a result, the load amount s and the characteristic change rate Δ are expressed as follows: Δ = αs^βThere is a relationship. The proportionality constant α is determined depending on how s is defined. For example, if the load amount when a load is applied to the subject for 1 second under the maximum operating temperature and rated voltage is defined as 1, for example. The value to be determined. Although not described in detail, the index β is obtained by calculation from each measurement result in the second step.
[0071]
For example, according to the graph illustrated in FIG. 4, the relationship between the change rate of the charging characteristics and time is Δ = 2.12 × 10 6.^-FourXt^0.682-0.08 (Equation 1) Note that the second term on the right side of Equation 1 represents the rate of change at time 0, which should originally be 0, but is a numerical value that appears due to the influence of measurement error and the like.
[0072]
(6) Similar to the relationship between the time when the load application time is different under the above-mentioned predetermined constant load condition and the rate of change of the absorption current or leakage current in the subsequent charging characteristics, the third shown in the above (3) From each measurement result in the process, the relationship between the change rate of the charging characteristics of the subject and the applied voltage when the applied voltage is varied while keeping the load application time and temperature constant (see the graph of FIG. 6) is obtained. be able to. Also, the previous equation Δ = αs^βSince the relationship between Δ and s is known, the relationship between the applied voltage and the load amount s can be known. That is, when the applied voltage is V, the load amount s and the applied voltage V are s = γV.^δIt can be found that the relationship is t (γ and δ are constants). The proportionality constant γ is not determined at this point because it is related to the temperature condition. Although not described in detail, the index δ is obtained by calculation from each measurement result in the third step described in (3) above.
[0073]
For example, according to the graph illustrated in FIG. 6, the relationship between the change rate of the charging characteristics and the applied voltage is Δ = 2.02 × 10 6.^-7× V^3.18-0.08 (Formula 2) is obtained, and based on this, the relationship between s and V is obtained.
[0074]
(7) Similar to the relationship between the time when the load application time is different under the above-mentioned predetermined constant load condition and the rate of change of the absorption current or leakage current in the subsequent charging characteristics, the third shown in the above (4) From each measurement result in the process, the relationship between the change rate of the charging characteristics of the subject and the temperature condition when the load application time and the applied voltage are constant and the temperature condition is different can be obtained (FIG. 8). See the graph). Also, the previous equation Δ = αs^β, S = γV^δSince the relationship between the change rate Δ and the load amount s is known from t, the relationship between the temperature and the load amount s can be known.
[0075]
The relationship is as follows: s = ζV, where T is the temperature together with the result in (6) above.^ηIt can be found that exp (κT) t (η and κ are constants). ζ is not determined at this point. κ can be obtained by simple calculation from the results of (5) and (7) above.
[0076]
For example, according to the graph illustrated in FIG. 8, the relationship between the change rate of the charging characteristics and the temperature is Δ = 2.84 × 10.^-9Xexp (4.30x10^-2× T) −0.08 (Formula 3)
[0077]
From the above (Formula 1), (Formula 2), and (Formula 3), the relationship between time and voltage is the following (Formula 4).
[0078]
t = 3.72 × 10^-7× V^4.66(Formula 4)
From the above (Formula 1), (Formula 2), and (Formula 3), the relationship between time and temperature is the following (Formula 5).
[0079]
t = 7.16 × 10^-8× 2^{T / 10.99}(Formula 5)
In this case, from the relationship between the rate of change in charging characteristics and the temperature, voltage, and time, the load increases (life shortens) in proportion to the voltage multiplied by 4.66, and the temperature is 10.99 ° C. The load is doubled (life is halved) each time it rises.
[0080]
(8) Next, for example, if the load amount s accumulated in the subject per second when the rated voltage is applied at the maximum operating temperature in the subject is defined, the proportionality constant ζ is determined. Can do. As described above, the amount of load s = ζV accumulated in the subject under the conditions of temperature T, voltage V, and time t.^ηexp (κT) t can be formulated.
[0081]
(9) Next, a large number of subjects are prepared, and a predetermined temperature T₉, Voltage V₉The failure rate test is performed under the following conditions. The step of performing the failure rate test corresponds to the fourth step. As shown in FIG. 9, the failure rate resulting from the failure rate test draws a bathtub curve. A region where the failure rate becomes high thereafter is called a wear failure region M. Under this condition, V per unit time, ie V / s₉ ^ηexp (κT₉) Has accumulated. In FIG. 9, the horizontal axis serving as the time axis is a logarithmic scale.
[0082]
The conditions that the user actually uses are the highest under the environment of the maximum use temperature Tmax and the rated voltage Vmax. In this case, the subject has ζVmax per second.^ηOnly a load of exp (κTmax) is accumulated. Therefore, the failure rate curve in the actual market is the time axis scale of the graph obtained in this test (V₉ ^ηexp (κT₉)) / (Vmax^ηIt is expanded to exp (κTmax)) times.
[0083]
Ensuring reliability is to guarantee a state in which the failure probability in the market is less than a certain value (necessary failure rate). In other words, it is to guarantee a state in which less than 0.1 out of 1 million electronic parts fail when used at the maximum operating temperature and voltage for one month, for example. Such a failure rate is determined by the nature and application of the electronic component.
[0084]
When the failure rate in the market obtained in this way is reduced to the above-mentioned necessary failure rate, the load amount when the failure rate curve shifts from the initial failure region S to the accidental failure region G in the expanded failure rate curve. T₉S = ζV^ηIt is calculated by the expression exp (κT) t (η, κ is a constant), and the amount of this load is expressed as s₉And
[0085]
Since the purpose is to ensure the reliability of electronic components, it is not actually necessary to continue the test until reaching the wear failure area in the failure rate test, and the converted failure rate is less than the above-mentioned required failure rate. The test can be terminated at that point.
[0086]
(10) For electronic parts to be mass produced₉By determining that the defective product is excluded after the load is applied, the failure rate in the market can be kept below a desired value, that is, reliability can be ensured. Therefore, the temperature of the load condition in the burn-in test to ensure this reliability is T_Ten, Voltage to V_TenThen, to give such a load to the subject, s₉/ (V_Ten ^ηexp (κT_TenIt is sufficient to apply the load only for the time of)). There are infinite combinations of temperature, voltage, and time satisfying such conditions, but it is desirable to set conditions so that the time is as short as possible from the viewpoint of productivity. However, extreme conditions such as a voltage exceeding the breakdown voltage of the subject and a temperature at which the material constituting the subject is dissolved cannot be set. As described above, the step of setting the load condition in the burn-in test corresponds to the fifth step.
[0087]
(11) A load is applied by burn-in to a mass-produced product under the conditions obtained in the above process, and then an insulation resistance measurement is performed to remove an electronic component that has failed due to the load application. As soon as it is determined that there is a defect during the measurement of the insulation resistance, the measurement may be stopped to eliminate the defective product. Further, when the insulation resistance is measured for a large number of electronic components at the same time, only the determined defective products may be excluded after the measurement is completed for all the measured components. Similarly, when a large number of electronic components are simultaneously measured for insulation resistance, those determined to be defective may be excluded from the measurement station even during the measurement. Here, this step (11), in which burn-in is performed under the load conditions set in the step (10) and then a good product and a defective product are discriminated by measuring the insulation resistance, corresponds to the sixth step.
[0088]
It is desirable that the polarity of the voltage applied to the load due to burn-in is made to coincide with the polarity of the voltage of the DC signal for measurement in the insulation resistance measurement. That is, if the polarity of the applied voltage is the same between the burn-in and the insulation resistance measurement, the measurement accuracy of the insulation resistance is higher with respect to the failure.
[0089]
As described above, the steps (1) to (9) need to be applied to the electronic component when performing burn-in in which a low-reliability electronic component that is likely to fail in a short time is failed and determined before shipping. A certain amount of damage, that is, a load amount is obtained in advance. Further, it is possible to obtain a condition that can efficiently apply this load to an electronic component in a short time. For this reason, in step (10), a condition for efficiently failing an unreliable electronic component is set, and in step (11), the load is applied under the load condition, and the fault is inherent. And the failed electronic component can be removed.
[0090]
Next, another calculation method of the load amount that needs to be applied to the electronic component by burn-in in which the electronic component with low reliability that causes failure in a short time in the first embodiment is determined in advance before shipment is determined. Will be described.
[0091]
In the next step of the above step (8), a plurality of specimens are prepared and a predetermined temperature T₉, Voltage V₉The failure rate test is performed under the following load conditions. The cumulative failure rate as a result of the failure rate test is plotted on the Weibull probability paper as shown in FIG. As a result, the time t when the initial failure area S transitions to the accidental failure area G₉T₉, V₉, T₉The amount of load is the above-mentioned formula s = ζV^ηsubstituting into exp (κT) t and calculating, at this time t₉The amount of load accumulated in the subject up to s₉And The amount of this load s₉Based on the above, based on the equation shown in the above step (10), by setting the burn-in time, voltage, and temperature conditions so that the burn-in is completed in a relatively short time, An electronic component that may cause an initial failure is failed, and then an insulation resistance measurement is performed to remove the defective product.
[0092]
The concrete result by the experiment in which the present inventor applied the above processing to 36 subjects is as follows.
[0093]
1. A failure rate test was conducted on 36 specimens of a laminated ceramic capacitor with a capacity of 10 μF with a maximum operating temperature of 85 ° C and a rated voltage of 6.3V under the conditions of 125 ° C and 21V. In other words, it was found that 0) can be realized.
[0094]
2. When this specimen was investigated by the above-described method, it was found that it took only about 2 minutes under a load condition of 125 ° C. and 105V.
[0095]
3. Therefore, a load of 135 ° C., 105 V, 2 minutes was given to another 36 specimens of the same type, and when the insulation resistance was measured, 6 specimens were out of order.
[0096]
4). The subject that did not fail was further treated for 56 hours under the conditions of 125 ° C. and 21 V, but no subject that failed due to this treatment was detected.
[0097]
The above results mean that the reliability of the electronic component can be ensured by applying a load for only 2 minutes under the conditions of 135 ° C. and 105 V, which shows the effectiveness of the present invention.
[0098]
Furthermore, for a load condition of a predetermined temperature and voltage, this load is applied to the subject in a test in which the user is subjected to a load under the same conditions as when the user uses the target magnetic capacitor (ceramic capacitor) for a certain period of time. If the failure rate is below a certain value, the possibility of a quality accident is considered to be sufficiently small. By the way, the specimen group of electronic parts as manufactured contains a lot of initial defects, so the failure rate is high. As non-defective products are eliminated, the failure probability of the entire remaining group gradually decreases. The load amount when the failure probability becomes lower than the target failure probability required for the product can be regarded as the load amount necessary for burn-in.
[0099]
Next, a method for obtaining the load amount when the target failure probability is lower than that will be described with a specific example.
[0100]
FIG. 11 shows a plot of the failure rate on Weibull probability paper with time conditions on the horizontal axis after applying a temperature condition of 135 ° C. and a voltage of 8.5 WV to 36 ceramic capacitors of the same type. In this case, a failure rate test was performed on the ceramic capacitor corresponding to the above-described Equations 4 and 5 in terms of the accumulated load amount between time and voltage and the relationship between time and temperature.
[0101]
In this case, for example, searching for a time point at which the failure probability in a certain period becomes 300 ppm is to obtain a condition that can ensure reliability, but in FIG. 11, failure may occur due to application of a load indicated by hatching. Is the purpose of this burn-in.
[0102]
In the Weibull chart of FIG. 11, the horizontal axis is a logarithmic scale, and since the slope of the curve indicating the cumulative failure rate does not directly correspond to the failure rate, a graph as shown in FIG. Find the part that becomes.
[0103]
That is, as shown in FIG. 12, when the failure rate test is performed and the failed sample is removed, the defect rate in the remaining subjects is plotted on the vertical axis, and the elapsed time of the failure rate test is plotted on the horizontal axis. When the load condition is a temperature condition of 135 ° C. and a voltage of 8.5 WV, the time point when the defect rate becomes less than 300 ppm is approximately 0.09 hours. By calculating the load amount accumulated by giving the load condition during this time, and determining the temperature condition and voltage condition that can apply the same load amount in a shorter time, the burn-in can be performed in a shorter time. Will be.
[0104]
In addition, in FIG. 13, the flow of each process regarding the said Embodiment 1 is shown schematically as a flowchart. Steps S1 to S3 correspond to the step of obtaining the relationship between the applied voltage and the charge characteristic change rate (third step), and steps S4 to S6 are the step of obtaining the relationship between the temperature condition and the charge characteristic change rate (third step). Steps S7 to S9 correspond to a step (second step) for obtaining a relationship between the accumulated load time and the charging characteristic change rate. In FIG. 13, steps S1 to S9 are shown to pass in order. However, as described above, the actual steps are steps S1 to S3, steps S4 to S6, and steps S7 to S9. These may be performed in parallel and the order may be changed. Step S10 corresponds to step (8) described above. The steps from S1 to S10 are the steps common to other embodiments described later. And step S11 is corresponded to the process (9) mentioned above. Step S12 corresponds to the above-described step (9). Step S13 corresponds to step (10) described above. Step S14 corresponds to step (11) described above.
[0105]
Effects obtained by the first embodiment
Conventionally, it has been necessary to repeat a reliability test repeatedly by trial and error until an appropriate condition is found, and determination of the load application condition has required a very long time. Can be performed only once, and the time required for determining the load application condition can be greatly reduced.
[0106]
Conventionally, as the load condition parameters (for example, ambient temperature, humidity, applied voltage, etc.) increase, the number of combinations of load application conditions that can be set increases, and it is extremely difficult to find an appropriate load condition by trial and error. However, since the present invention determines how much load is applied for each parameter, the number of preliminary experiments required for setting the load condition can be greatly reduced.
[0107]
In the present invention, it is only necessary to perform a reliability test in which a large number of subjects must be used, and the number of subjects required other than the reliability test is about several tens per load parameter. Compared with the trial and error method, the number of subjects required for determining the load application condition can be greatly reduced.
[0108]
In the conventional method, it is difficult to determine this even if the set condition gives an excessive load to the subject and causes excessive fatigue.However, in the present invention, the condition that gives an appropriate amount of load is difficult. It can be determined, and it is possible to avoid giving extra fatigue to a non-defective subject.
[0109]
When the load condition is determined on the basis of the transition from the initial failure area determined from the curve drawn by plotting the cumulative failure rate on the Weibull probability paper to the accidental failure area, the following effects are obtained. In other words, it is clear that the failure rate in the market is sufficiently low when the initial failure converges and transitions to the accidental failure region for electronic components with relatively high reliability. For this purpose, even if a failure rate test is performed with a small number of subjects, the purpose can be achieved if the convergence of the initial failure can be confirmed, so the number of subjects required for the initial failure test can be reduced.
[0110]
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment will be described. Note that description of steps common to those of the first embodiment is omitted. That is, among the steps of the first embodiment, the steps (1) to (8) are common. Therefore, the process after that will be described.
[0111]
  The second embodiment is claimed as follows.9 and 10This is a method for estimating the lifetime as a load application time that can be used as a product of an insulating electronic component in accordance with use conditions.
[0112]
(12) A large number of subjects are prepared, and a predetermined temperature T₁₂Voltage V₁₂The failure rate test as the fourth step is performed under the conditions described above. The failure rate as a result of the failure rate test draws a so-called bathtub curve (see FIG. 9, a graph common to the first embodiment), the region with a high failure rate immediately after the start of the test is the initial failure region S, and the failure rate thereafter The low part is called the accidental failure region G, and the region where the failure rate becomes high thereafter is called the wear failure region M. Under this condition, subject is subject to ζV per second₁₂ ^ηexp (κT₁₂) Is required to accumulate.
[0113]
The lifetime of a product is a usable time until the failure probability in the market exceeds a certain value (limit failure rate). In other words, a product with a very low failure rate will be in a state where 0.1 or more out of 1 million products will fail when used at the maximum operating temperature and rated voltage for one month, for example. . Note that the failure rate at which the product life is determined is determined by the character and use of the product.
[0114]
Since the conditions actually used by the user are the highest under the environment of the maximum use temperature Tmax and the rated voltage Vmax, the subject has ζVmax per second.^ηOnly a load amount exp (κTmax) is accumulated. Therefore, the time axis scale of the failure rate graph (FIG. 9) is expressed as V₁₂ ^ηexp (κT₁₂) / Vmax^ηWhat is expanded as exp (κTmax) is a failure rate graph under conditions actually used by the user, and the failure rate test result can be converted into a failure rate in the market using this graph.
[0115]
(13) The time at which the failure rate in the market obtained by conversion as described above rises to the above-mentioned limit failure rate is expressed as t.₁₃Then, this t₁₃This is an estimate of product life in the actual market.
[0116]
By the steps (1) to (8) and (12) described above, the amount of damage that can be received by the electronic component until the end of the life of the electronic component, that is, the amount of load, is obtained. Since it was determined how much load is applied to the electronic component, it is possible to estimate how much time will be spent when the electronic component is used in the market in step (13). The step of estimating the lifetime as the load application time of the electronic component corresponds to the fifth step.
[0117]
Next, another embodiment of a quality control method for predicting how long a lifetime will be exhausted when the electronic component in the second embodiment is used in the market will be described.
[0118]
In the next step of the above step (8), a plurality of specimens are prepared and a predetermined temperature T₉, Voltage V₉The failure rate test is performed under the following conditions. The cumulative failure rate as a result of the failure rate test is plotted on the Weibull probability paper as shown in FIG.₁₃Therefore, the amount of load is expressed by the above equation s = ζV^ηcalculated by exp (κT) t, and the amount of this load is s₁₂And The amount of this load s₁₂Based on the total load s received by the electronic component until the end of its life₁₂The actual usage conditions of the user are the maximum operating temperature Tmax and the load amount s per unit time based on the rated voltage Vmax, that is, Vmax.^ηBy dividing by exp (κTmax), the lifetime can be understood. In this case, the remaining life of an electronic component that is known to have been used for a predetermined time at a predetermined load is also known. In other words, the total load s that the electronic component receives until the end of its service life₁₂The load amount obtained by subtracting the integral amount of the predetermined load and the predetermined time from Vmax^ηThe remaining life can be determined by dividing by exp (κTmax).
[0119]
In addition, in FIG. 14, the flow of each process regarding Embodiment 2 is shown schematically as a flowchart. Steps S1 to S10 are steps common to the first embodiment as described above. Step S15 corresponds to the step (12) described above. Step S16 corresponds to the above-described step (13).
[0120]
The effects of the second embodiment are as follows.
[0121]
Conventionally, the estimation of the life of a porcelain capacitor requires repeated failure rate tests many times, which takes a very long time, but in the present invention, the reliability test need only be performed once, and the lifetime The time required for estimation can be greatly reduced.
[0122]
Further, in the present invention, it is only necessary to perform a reliability test in which many specimens must be used, and the number of specimens required other than the failure rate test is about several tens per load parameter. Compared to conventional methods, the number of subjects required for life estimation can be greatly reduced.
[0123]
For electronic parts whose cumulative failure rate in the wear-out failure area increases rapidly (electronic parts with small life variation), if it can be confirmed that the wear-out failure area has been entered without judging by the failure rate, this is regarded as the product life. Often enough. In such a case, in order to obtain the failure rate accurately, even if a failure rate test is performed with a small number of subjects, the purpose can be achieved if it is confirmed that the wear failure region has been entered. The number can be reduced.
[0124]
(Embodiment 3)
Next, Embodiment 3 will be described. Note that description of steps common to Embodiment 1 is omitted. In the third embodiment, the steps common to the first embodiment are (1) to (8). The steps after this step will be described.
[0125]
  The third embodiment is claimed in claim11And claims12This invention relates to the invention. In other words, it is a quality control method for knowing in advance under what operating conditions to use in order to achieve the required life for using insulating electronic components. .
[0126]
(14) Prepare a large number of subjects who want to know the use conditions for achieving the desired life, and at a certain temperature T₁₄, Voltage V₁₄The failure rate test as the fourth step is performed under the conditions. The failure rate as a result of the failure rate test draws a so-called bathtub curve (see FIG. 9, a graph common to the first embodiment). The region with a high failure rate immediately after the start of the test is the initial failure region S, and the failure rate thereafter is low. The part is an accidental failure region G, and the region where the failure rate becomes high thereafter is called the wear failure region M. Under this condition, subject is subject to ζV per second₁₄ ^ηexp (κT₁₄) Is required to accumulate.
[0127]
The life of a product is the usage time until the failure probability in the market exceeds a certain value (limit failure rate). In other words, a product with a very low failure rate will be in a state where 0.1 or more out of 1 million products will fail when used at the maximum operating temperature and rated voltage for one month, for example. . The failure rate at which the product life is determined is determined by the character and use of the product.
[0128]
Assuming that the maximum operating temperature Tmax and the rated voltage Vmax are used, the subject is subject to ζVmax per second when used at the maximum operating temperature and the rated voltage.^ηA load amount exp (κTmax) accumulates. Therefore, the time axis scale of the failure rate graph is V₁₄ ^ηexp (κT₁₄) / (ΖVmax^ηWhat is expressed as exp (κTmax) is a failure rate graph under the conditions.
[0129]
In this way, the failure rate test result can be converted into a failure rate test result at the maximum operating temperature and rated voltage set temporarily, that is, the failure rate in the market.
[0130]
(15) The time at which the failure rate in the market obtained by conversion as described above reaches the above-mentioned critical failure rate is expressed as t.₁₃Then, this t₁₃This is the expected life of this product.
[0131]
This predicted life t₁₃Is longer than the life required for the electronic component, the usage conditions can be used. If it is shorter, it is necessary to set a weaker use condition. Therefore, the condition may be reset and the above steps may be repeated. Of course, the expected life t₁₃Is sufficiently longer than the desired lifetime, there is a possibility that the electronic component can be used in a harsher environment. Therefore, the above steps may be repeated after resetting the conditions. The step of deriving this use condition corresponds to the fifth step.
[0132]
(16) If the amount of load applied to the product per unit time is equal, the life can be regarded as almost unchanged, so that a set of special use conditions can be set by repeating the step (15). That is, there are conditions that can be used at a high temperature but the voltage must be kept low, or conditions that can be used at a high voltage but have a lower upper limit of usable temperature. As a result, the specific use condition as the load condition can be set as appropriate in relation to the life of the electronic component, so that it is possible to meet the demand of the user who wants to use the product in a harsh special environment.
[0133]
(17) The obtained use conditions of the product are conditions determined from the viewpoint of the life of the product. If the electrical characteristics of the product under these conditions do not satisfy the standard (for example, the capacity changes due to the temperature characteristics), the process of (15) above is repeated within a condition range that satisfies this condition. good.
[0134]
Through the above-described steps (1) to (8) and (14), the amount of damage that can be received by the product before the end of the life of the electronic component, that is, the amount of load, is obtained. Since it was determined how much load is applied to the electronic component, the lifetime of the electronic component under the use condition that is the step (15) can be calculated, so that the lifetime of the electronic component satisfies a desired condition. Conditions can be determined.
[0135]
Furthermore, in the step (16), other conditions should be set so that a sufficient life can be expected even in a special situation where the specific condition is outside the normal use range and the electronic component is desired to be used. Is possible.
[0136]
Next, another embodiment of the quality control method capable of determining a use condition that satisfies the desired lifetime of the electronic component in the third embodiment will be described.
[0137]
In the next step of the above step (8), a plurality of specimens are prepared and a predetermined temperature T₉, Voltage V₉The failure rate test is performed under the following conditions. The cumulative failure rate as a result of the failure rate test is plotted on the Weibull probability paper as shown in FIG.₁₃Therefore, the amount of load is expressed by the above equation s = ζV^ηcalculated by exp (κT) t, and the amount of this load is s₁₂And The amount of this load s₁₂Based on the total load s received by the electronic component until the end of its life₁₂The actual usage conditions of the user are the maximum operating temperature Tmax and the load amount s per unit time based on the rated voltage Vmax, that is, Vmax.^ηBy dividing by exp (κTmax), the lifetime can be understood. Thereafter, the use conditions for the lifetime can be appropriately set by the steps (15) to (17).
[0138]
  FIG. 15 shows the embodiment.3The flow of each process is schematically shown as a flowchart. Steps S1 to S10 are steps common to the first embodiment as described above. Step S17 corresponds to step (14) described above. Step S18 corresponds to the above-described steps (15) and (16). Step S19 corresponds to the above-described steps (15) and (16).
[0139]
The effects of the third embodiment are as follows.
[0140]
Conventionally, it has been necessary to repeatedly perform failure rate tests many times to estimate the life of a magnetic capacitor, and in the case of the third embodiment, the reliability test is performed only once. Well, the time required for life estimation can be greatly shortened.
[0141]
Therefore, it is only necessary to perform a reliability test that must use many specimens once, and the number of specimens required other than the failure rate test is about several tens per load parameter. In comparison, the number of subjects required for life estimation can be greatly reduced.
[0142]
When the load condition is determined based on the time point when the cumulative failure rate is plotted on the Weibull probability paper and determined from the curve drawn from the accidental failure region, the following effects are obtained. That is, if it can be confirmed that only the wear failure area has been entered, this may be considered as the product life. In such a case, in order to obtain the failure rate accurately, even if a failure rate test is performed with a small number of subjects, the objective can be achieved if it can be confirmed that the wear failure region has been entered. The number can be reduced.
[0143]
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment will be described. Note that description of steps common to Embodiment 1 is omitted. In this fourth embodiment, the steps common to the first embodiment are (1) to (8). The steps after this step will be described.
[0144]
  The fourth embodiment is claimed in claim13Claims from16This invention relates to the invention. That is, this is a quality control method that makes it possible to perform an analysis for estimating the state in which an insulating electronic component mounted and used in a product has been used.
[0145]
(18) A number of samples to be subjected to such quality control are prepared, and a certain temperature T_{twenty one}, Voltage V₁₈The failure rate test is performed under the following conditions. The failure rate as a result of the failure rate test draws a so-called bathtub curve (see FIG. 9, common to the first embodiment), a region with a high failure rate immediately after the start of the test is an initial failure region S, and a portion with a low failure rate thereafter The accidental failure region G and the region where the failure rate subsequently increases are called the wear failure region M. Under this condition, ζV per second is applied to the sample.₁₈ ^ηexp (κT₁₈) Has accumulated.
[0146]
(19) Now, the temperature at which the failure rate is to be calculated is T₁₉, Voltage to V₁₉Then, the sample has ζV per second₁₉ ^ηexp (κT₁₉) Will accumulate. Therefore, the time axis scale of the failure rate graph is V₁₈ ^ηexp (κT₁₈) / V₁₉ ^ηexp (κT₁₉) Is a failure rate graph under the conditions. In this way, the result of the failure rate test can be converted into a failure rate under a necessary condition.
[0147]
  (20) Prepare a subject who wants to know the state of use. A failure of a laminated ceramic capacitor usually occurs in only one dielectric layer, and the dielectric layers except this layer are often normal. The charge characteristic is measured for the normal layer of the subject, and the charge characteristic i20 when all the dielectric layers are normal is obtained from the result (for example, only one layer of a laminated ceramic capacitor composed of n small capacitors) If is faulty, the measurement result may be multiplied by n / (n-1)). The process of finding this charging characteristic, Measurement of characteristics of electronic parts in unknown usage stateIt corresponds to a process.
[0148]
(21) From the normal charging characteristics of this subject, i₂₀Is the percentage (Δ_{twenty one}) Ask for changes. Since the relationship between the change rate Δ and the load amount s has been obtained up to step 8, Δ_{twenty one}Load received by the subject from_{twenty one}Can be requested.
[0149]
(22) Load is s_{twenty one}The combination of temperature, voltage, and time conditions such that s = ζV in step (8)^ηAny number of expressions can be obtained from the expression exp (κT) t.
[0150]
By the way, for example, it is clear that the usage time cannot be longer than the elapsed time since the subject was shipped, and thus the range of temperature and voltage that can be taken can be narrowed down by such known information.
[0151]
(23) If the possible values of temperature and voltage exceed the maximum operating temperature and rated voltage of the product, the failure is likely due to improper usage of the subject. I can judge.
[0152]
(24) Load s received by the subject_{twenty one}Is a failure rate test that can be applied to any condition obtained in step (25) to indicate which region of initial failure region S, accidental failure region G, and wear failure region M is on the Weibull plot of the failure rate of this product. Judging from the results. A properly screened product cannot be an early failure. If a failure occurs as a result of receiving a load in the wear failure area, this is the essential life of the product and is unavoidable. If a failure occurs despite receiving only a load in the accidental failure area, it can be determined that there is a high possibility that a special defect that cannot be removed by normal screening was inherent.
[0153]
In the above-described steps (1) to (8) and (18), the amount of damage received by the electronic component, that is, the relationship between the amount of load and the failure rate of the electronic component is obtained, and further, per unit time under arbitrary conditions. Since it was calculated | required how much load was given to an electronic component, the failure rate in arbitrary use conditions can be estimated in a process (19).
[0154]
In step (20), only the normal layer of the failed subject is measured, thereby measuring the electrical characteristics in a virtual case where the subject is not broken.
[0155]
In step (21), it is estimated how much fatigue the subject has accumulated from the change in electrical characteristics of the subject.
[0156]
In step (22), it is estimated in what usage state the subject has been used from the fatigue accumulated in the subject. Further, a more detailed usage state of the subject is estimated based on the foresight information. This estimation step corresponds to the fifth step of estimating the use condition as the load condition or load application time of the electronic component.
[0157]
In step (24), based on the estimated usage state, it is determined whether the cause of the failure of the subject is in the usage method or in the subject itself.
[0158]
In step (25), it is determined whether this failure is unavoidable due to the essential life of the product, or whether there is any defect in the subject.
[0159]
  Figure16In the embodiment4The flow of each process is schematically shown as a flowchart. Steps S1 to S10 are steps common to the first embodiment as described above. Step S20 corresponds to the above-described step (20). Step S21 corresponds to the above-described step (21). Step S22 corresponds to the above-described step (22).
[0160]
The effects achieved by the fourth embodiment will be described.
[0161]
It is possible to estimate (estimate) the state in which the failed laminated ceramic capacitor was being used.
[0162]
It can be determined whether the failure of the laminated ceramic capacitor was unavoidable due to the essential lifetime, or whether the sample was considered to have some defect inherent.
[0163]
With the above-described effect, it is possible to clarify whether the failure is attributable to the user when a device in which the laminated ceramic capacitor is mounted is defective due to the failure of the laminated ceramic capacitor.
[0164]
In addition, it is possible to determine whether or not this usage is appropriate before the laminated ceramic capacitor actually fails.
[0165]
In particular, when it is difficult to measure the temperature or the like in an actual operating state, it is possible to know under which environment the device has been used.
[0166]
In addition, the usage state can be estimated without performing a process of taking out the normal layer for the failed part. It is not uncommon for laminated ceramic capacitors to use the same product multiple times in one device. In such a case, if one fails, the usage status can be estimated from other samples that are used in the same way. It does not take time and effort. Further, the same effect can be obtained by using a sample used in the same type of equipment (different individuals) used under substantially the same conditions.
[0167]
(Embodiment 5)
Next, a fifth embodiment will be described. Note that description of steps common to Embodiment 1 is omitted. In the fifth embodiment, the steps common to the first embodiment are (1) to (8). The steps after this step will be described.
[0168]
  The fifth embodiment is claimed in claim17This invention relates to the invention. That is, this is a quality control method for performing an analysis to estimate the number of potential failures in the market or the possibility of failure in the future when an electronic component mounted on a product fails.
[0169]
(26) A large number of subjects are prepared, and a certain temperature T₂₆, Voltage V₂₆The failure rate test as the fourth step is performed under the conditions. The failure rate resulting from the failure rate test draws a so-called bathtub curve (see FIG. 9, common to the first embodiment). The region with a high failure rate immediately after the start of the test is the initial failure region S, and the region with a low failure rate thereafter. The accidental failure region G and the region where the failure rate subsequently increases are called the wear failure region M. Under this condition, subject is subject to ζV per second₂₆ ^ηexp (κT₂₆) Has accumulated.
[0170]
(27) Now, let T be the temperature at which the failure rate is to be determined.₂₇, Voltage to V₂₇Then, in that case, the subject has ζV per second.₂₇ ^ηexp (κT₂₇) Will accumulate. Therefore, the time axis scale of the failure rate graph is V₂₆ ^ηexp (κT₂₆) / V₂₇ ^ηexp (κT₂₇) Is a failure rate graph under the conditions. In this way, the result of the failure rate test can be converted into a failure rate under a necessary condition.
[0171]
(28) The estimated value of the failure rate of the product at an arbitrary time can be read from the failure rate graph obtained by conversion as described above.
[0172]
Through the steps (1) to (8) described above, the amount of damage received by the electronic component, that is, the relationship between the amount of load and the failure rate of the electronic component is obtained, and the electronic component is subjected to the electronic component per unit time under arbitrary conditions. Since it is determined how much load is applied, the failure rate under an arbitrary use condition can be estimated in step 18.
[0173]
Furthermore, it is possible to estimate the failure rate of the electronic component under the necessary conditions in the steps (27) and (28). This step of estimating the failure rate corresponds to the fifth step.
[0174]
The effect produced by Embodiment 5 is demonstrated.
[0175]
Conventionally, it has been necessary to repeat the failure rate test many times in order to estimate the failure rate of the porcelain capacitor, and it took a very long time. However, in the present invention, the failure rate test need only be performed once. The time required for failure rate estimation can be greatly reduced.
[0176]
In the present invention, it is only necessary to perform a failure rate test that requires the use of many subjects once, and the number of subjects required other than the failure rate test is about several tens per load parameter. Compared to this method, the number of subjects required for failure rate estimation can be greatly reduced.
[0177]
In the present invention, the time taken to estimate the failure rate can be made extremely short compared to the conventional case, so how many electronic components are potentially failed when the electronic components have failed in the market. Or the kind of analysis that estimates whether a failure will occur in the future. For this reason, there is a high possibility that countermeasures can be taken before an electronic component failure causes a serious problem.
[0178]
In each of the above embodiments, the charging characteristic is shown as the predetermined electric characteristic. However, the present invention is not limited to this charging characteristic, and in the case of a ceramic capacitor, for example, its capacity characteristic, loss factor, insulation resistance Such a characteristic may be measured, or a characteristic obtained by combining these may be measured.
[0179]
In each of the above embodiments, the applied voltage, temperature, and time with respect to the subject are shown as physical factors of the load condition. However, other physical factors such as humidity may be used as the load condition.
[0180]
【The invention's effect】
According to the present invention, since a physical factor that gives a load is used as a parameter to determine how much the load to be given is increased for each parameter, the number of preliminary experiments necessary for setting the load condition can be greatly reduced, and the time is extremely short. The load condition can be set with.
[0181]
Therefore, setting of load conditions for burn-in and acceleration tests, setting of load conditions for estimating the life of electronic components, or estimation of load conditions in the state of use of electronic components that have failed is performed in a short time. As a result, each work efficiency can be greatly improved and the cost required for it can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a measuring device for measuring charging characteristics.
FIG. 2 is a log-log graph showing the charge characteristic current and its component currents.
FIG. 3 is a log-log graph showing the charge characteristic current when the cumulative application time of a predetermined load is varied.
FIG. 4 is a semi-logarithmic graph showing the relationship between the cumulative application time and the rate of change of charge characteristic current.
FIG. 5 is a log-log graph showing the charge characteristic current when the applied voltage is varied.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between applied voltage and rate of change of charge characteristic current.
FIG. 7 is a log-log graph showing the charge characteristic current when the temperature conditions are changed.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the temperature condition and the rate of change of the charging characteristic current.
FIG. 9 is a semilogarithmic graph showing a failure rate per unit time as a bathtub curve.
FIG. 10 is a semi-logarithmic graph showing the cumulative failure rate plotted on Weibull probability paper.
FIG. 11 is a semilogarithmic graph showing a cumulative failure rate of a specific example plotted on Weibull probability paper.
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the defect rate and time
FIG. 13 is a flowchart showing the first embodiment.
FIG. 14 is a flowchart showing the second embodiment;
FIG. 15 is a flowchart showing the third embodiment.
FIG. 16 is a flowchart showing the fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
1 Subject (electronic parts)

Claims

A first step of measuring an initial characteristic of a predetermined electrical characteristic in an electronic component in advance;
A predetermined load is applied to the electronic component under the same load condition so as to be accumulated over time, and the electrical characteristics of the electronic component are measured for each required accumulation time. Based on the measurement results, the electrical characteristics are measured. A second step of determining the degree of temporal change of the initial characteristic of
A plurality of load conditions in which at least one physical factor is changed among the load conditions for the electronic component are set, and each load condition is given for a predetermined time, and then the electric component of the electronic component is changed for each case. A third step of measuring a characteristic and obtaining a degree of change of the electrical characteristic with respect to the initial characteristic when the physical factor is used as a parameter based on the measurement result;
A fourth step of performing at least one failure rate test on the electronic component and determining the failure rate of the electronic component when time is a parameter;
The amount of load accumulated in the electronic component under a predetermined load condition and load application time is formulated from the degree of change of the characteristic obtained in the second step and the third step, and the failure obtained in the fourth step A fifth step of obtaining a relationship between a rate and a load amount accumulated in the electronic component , and obtaining a load condition or a load application time or a failure rate based on the relationship;
An electronic component quality control method characterized by the above.

In the quality control method of the electronic component of Claim 1 ,
The quality control method of an electronic component, wherein the physical factor in the third step is any one of processing temperature, processing humidity, applied voltage, or a combination thereof.

In the quality control method of the electronic component of Claim 1 or 2 ,
The electronic component quality control method according to claim 1, wherein the electronic component is a ceramic capacitor.

In the quality control method of the electronic component of Claim 3 ,
The electronic component quality control method, wherein the predetermined electrical characteristic is any one of a capacity, a loss factor, an insulation resistance, a charging characteristic, or a combination thereof.

In the quality control method of the electronic component in any one of Claim 1 to 4 ,
In the fifth step, based on the degree of change in the characteristics obtained in the second step and the third step, a load condition in which an internal failure of the electronic component becomes obvious, and a necessary time required to give the load condition To calculate
A load is applied to an electronic component subject to quality control under the calculated load condition and required time, and at least one of the non-defective product is measured during the load application process and at least one after the load is applied. Having a sixth step of determining defective products;
An electronic component quality control method characterized by the above.

In the quality control method of the electronic component of Claim 5 ,
The “load condition under which an internal failure of an electronic component becomes obvious” in the fifth step is determined as “the initial failure has converged by Weibull analysis of the cumulative failure rate” from the failure rate obtained in the fourth step. A condition control method or a condition for determining that a failure rate expected to be less than a certain value when an electronic component is used under a predetermined condition is a quality control method for an electronic component.

In the quality control method of the electronic component of Claim 5 or 6 ,
In the fifth step, the quality measurement of the electronic component is characterized in that the measurement of the characteristic for determining the quality of the electronic component during at least one of the load application process and after the load application is an insulation resistance measurement. Method.

In the quality control method of the electronic component of Claim 7 ,
A method for quality control of an electronic component, characterized in that a direction in which a voltage is applied to the subject in the step of applying a load to the electronic component and a direction in which a voltage is applied to the subject when performing the insulation resistance measurement are matched .

In the quality control method of the electronic component in any one of Claim 1 to 4 ,
In the fifth step, based on the degree of change in the characteristics obtained in the second step and the third step, the lifetime of the electronic component under a load condition under a use environment is estimated.
An electronic component quality control method characterized by the above.

In the quality control method of the electronic component of Claim 9 ,
The “lifetime of the electronic component” in the fifth step refers to “the lifetime in which the accidental failure has converged by the Weibull analysis of the cumulative failure rate and has shifted to the wear failure region from the failure rate obtained in the fourth step. ”Or“ The expected failure rate when the subject is used under a certain condition is more than a certain value that gradually increases from the initial failure converged and low and stable in the accidental failure region. A method for quality control of electronic parts, characterized in that it has a “lifetime”.

In the quality control method of the electronic component in any one of Claim 1 to 4 ,
In the fifth step, based on the degree of change in the characteristics obtained in the second step and the third step, a use condition corresponding to a lifetime in which the electronic component can be normally used is derived.
An electronic component quality control method characterized by the above.

In the quality control method of the electronic component of Claim 11 ,
The “use condition corresponding to the life in which an electronic component can be used normally” in the fifth step is “the contingency failure converges by wearable analysis of the cumulative failure rate and wears out from the failure rate obtained in the fourth step. `` Conditions that are judged to have shifted to the failure area '' or `` The value of the expected failure rate when the subject is used under a certain condition has converged at the initial failure and is low and stable in the accidental failure area '' A method for quality control of electronic components, characterized in that the condition is “a condition that gradually increases to a certain value or more”.

In the quality control method of the electronic component in any one of Claim 1 to 4 ,
Having an electronic component characteristic measurement process in an unknown usage state that measures a predetermined electrical characteristic of an electronic component to be tested that has been used in an unknown usage state ;
In the fifth step, based on the measurement result in the electronic component characteristic measurement step in the unknown use state and the degree of change in the characteristic obtained in the second step and the third step, Estimating usage status,
An electronic component quality control method characterized by the above.

In the quality control method of the electronic component of Claim 13 ,
In the electronic component characteristic measurement process step in the unknown use state, the “electronic component that has been used in the unknown use state” is “an electronic component that has failed during use” or “failed during use”. The electronic component quality control method is characterized in that the electronic component is known to have been used under the same use conditions as the arrived electronic component.

In the quality control method of the electronic component of Claim 14 ,
In the fifth step, the electronic component that has failed is worn out based on the failure rate obtained in the fourth step and the degree of change in the characteristics measured in the second step and the third step. Or a quality control method for electronic parts, comprising the step of determining whether the failure is caused by an initial defect.

In the quality control method of the electronic component of Claim 14 or 15 ,
The electronic component is a laminated magnetic capacitor,
Measure the electrical characteristics of the normal layer of the failed laminated ceramic capacitor, estimate the electrical characteristics before the failure, and use the electrical characteristics of the electronic parts that have been used in an unknown usage state. Quality control method.

In the quality control method of the electronic component in any one of Claim 1 to 4 ,
Having an electronic component characteristic measurement process in an unknown usage state that measures a predetermined electrical characteristic of an electronic component to be tested that has been used in an unknown usage state ;
The fifth step is an electronic component used under desired conditions based on the degree of change in the characteristics obtained in the second step and the third step and the failure rate obtained in the fourth step. Including a step of estimating a failure rate at a certain point in time,
An electronic component quality control method characterized by the above.