信頼性

信頼性ソリューション部 製品評価課の高木です。


パワーデバイスは、電源(電力)の制御や供給を行う半導体であり、車載関連、蓄電システムなど、私たちのまわりの色々な製品に使われており、今後もエネルギー、環境分野での応用が期待されています。反面、扱う電圧や電流が大きく、使用環境も厳しいことから、故障や事故につながる可能性がある為、高い信頼性が要求されています。
Power Device Reliability1_20170118.jpg

このような開発環境を考慮し、この度、大容量パワーデバイスの評価が可能な設備を導入しました。

また、1台あたりの定格電力は、8kWですが、最大5台並列して運転(40kW)することも可能です。


Power Device Reliability2_20170118.jpg

<試験サービス>

高温もしくは高温高湿環境下で高電圧(~850V)を印加して、絶縁劣化の故障モードを再現する試験です。 劣化状態は、リーク電流を常時測定することにより把握することができます。


Power Device Reliability3_20170118.jpg 併せて、『限られた期間内で信頼性試験をしたい』、『新製品の安全性を評価したい』といったお困りごとが ございましたら、お気軽にご相談ください。


▼その他の信頼性に関するお困りごとはこちら:

http://www2.panasonic.co.jp/aec/reliability/index.html

 信頼性ソリューション部、デバイス評価課の宇津木です。
今回は、接着剤に関するお話をしたいと思います。
 
 接着剤を使用した際、「うまくつかない」「時間がたったら剥がれていた」といった経験はありませんか?

近年、接着剤は接着の容易さ・低コストのため様々な工業製品に用いられていますが、その接着メカニズムや信頼性評価手法は世間に広まっていないのが実情です。


 接着剤に関するトラブルで代表的なものは「剥がれ」ですが、単に剥がれるといっても大きく分けて3つのモードがあります。


adhesive2.jpgのサムネイル画像


  この中で、「うまくつかない」「時間がたったら剥がれていた」といった現象が起こった際は、そのほとんどが①接着界面で剥がれるモードです。剥がれた面を見たら片方だけに接着剤が残っていたってこと、よくありますよね?

 接着剤が「被着体を接着する」という役割をきちんと果たしている場合、②および③のモードで剥がれますが、この接着条件を満たすことが意外と難しいのです。接着剤を被着体に塗布する前に接着面を適切に表面処理したり、適切な被着体・接着剤の組み合わせを選定する必要があります。それができていないと大抵は接着界面で剥がれてしまいます。


 私たちは、家電商品などで培ってきた接着技術のノウハウを駆使し、接着剤の信頼性評価・寿命予測を行っています。接着剤を使いたいけど強度は十分か?何年持つの?といったお困りごとがございましたらお気軽にご連絡ください。


▼その他の信頼性に関するお困りごとはこちら:
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信頼性ソリューション部、製品評価課の大田黒です。

皆さん、大型試験サンプルの振動試験、地震試験でお困りではありませんか?

当部では今月、電動フォークリフト(プロダクト解析センター号)を導入しました。


Forklift.JPG従来、大型サンプルの品質評価を実施する際、荷受け~試験室への搬入及び試験終了後の荷渡しには、お客様にパワーゲート車またはユニック車をご用意していただいておりました。


サンプルの形状や重心の位置、荷姿によっては安全上、その方法の方が望ましい場合もありますが、コンテナのような包装貨物であったり、パレットに設置された製品の場合は、電動フォークリフトを活用した方が安全で効率良く作業する事が可能になります。


また、いくつかの試験サンプルを順番に評価する場合においても、加振台へのサンプル設置、撤去、入れ替え、移動作業が小回りが利くため非常にスムーズです。
(ご参考までに、ホイストクレーンの使用には、玉かけ及びクレーン作業の資格が必要です。)


大型で取り扱いが容易でない試験サンプルであっても、安全第一で大切にお取り扱いさせていただきますので当サービスをご希望方は、お気軽にお問合せ下さい。


メンバー一同、みなさまからのお問い合わせを心よりお待ちしております。


振動試験機についてはこちら↓                                                                                http://www2.panasonic.co.jp/aec/reliability/vibration.html

地震試験機についてはこちら↓                                                                                     http://www2.panasonic.co.jp/aec/reliability/earth.html


信頼性ソリューション部 デバイス評価課の蕨野(わらびの)です。

 今回は積層セラミックコンデンサの故障部位特定の事例を紹介します。

 電子回路基板に使われるセラミックコンデンサの絶縁抵抗低下の原因には、以下のような様々なモードがあります。
 ・マイクロクラックによる絶縁破壊
 ・イオンマイグレーション
 ・はんだフラックスによる絶縁抵抗の低下
 ・導電性異物の付着 など

 これらの故障モードの多くは、はんだごてを使用した部品取り外しによって故障現象が消失するため、故障原因の究明が難しくなります。 発熱解析は部品を取り外さず、プリント配線板に実装した状態での観察が可能である為、故障モードの消失を気にせずに解析が行える利点があります。
 次に示す事例は、積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗低下により発生したリーク電流の発熱を捉えたものです。 この部位で発熱が発生した場合、マイクロクラックが原因であることが多く、下記の写真は断面研磨を行い、想定した故障現象を確認した事例です。


seraC2.jpg

 皆様の、トラブルの早期解決にぜひご活用下さい。
 次回はチップ抵抗の事例を紹介予定です。
 今後ともどうぞよろしくお願い申し上げます。

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信頼性ソリューション部デバイス評価課の蕨野です。

このたびは発熱画像解析装置について紹介します。 
 発熱解析は電子部品や回路基板の、絶縁破壊や電流リーク箇所から
 発生する熱を捉えることで、短時間で故障箇所を可視化する手法として
 現在注目されています。

 主な適用アプリケーションは①~④のような事例が挙げられます。
  ①コンデンサのリーク部位(例:チップ割れ起因よるもの)
  ②チップ抵抗の電流集中部位(例:マイグレーションによるもの)
  ③半導体デバイスのリーク部位
  ④プリント基板上回路の線間・層間リーク部位 など

 この装置は"熱"と呼ばれる波長3~5μmの遠赤外線を捉えるInSbカメラを搭載しており、微弱な"熱"発生部位を高感度に捉えることができます。発熱量は1mWあれば解析が可能であるため、微小なリーク電流でも捉えることが可能です。
 また、ロックイン計測法を応用したサーマルロックイン解析ツールを搭載している為、位相情報から熱の伝わりという時間的概念で発熱源を特定することができます。

   
■装置性能概略
  InSbカメラ
   有効画素:320x240
   画素寸法:30μm
   画素分解能:2μm
  最大視野:9x12mm(x0.8)
  8インチ径ステージ
  プローブ使用可能      

 

THEMOS1000.JPG

浜松ホトニクス製 THEMOS-1000

 次回より数回に分けて、具体的な解析事例の紹介をいたします。
 ご期待ください。
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信頼性解析チームの塚本です。
解析センターが新規サービスとして、ゴム・エラストマーの疲労試験を始めましたので、試験内容についてご紹介をさせて頂きます。
ゴムやエラストマーといった弾性体は、比較的大きな変形を加えても元の形に戻る特徴がありますが、破断応力や破断ひずみよりもはるかに小さな応力やひずみが繰り返し加えられることで疲労破壊する場合があります。
このような疲労に対する特性を評価する手法として、日本工業規格(JIS)には以下の規格があります。

 

・耐屈曲き裂性(JIS K6260)
 繰り返し屈曲を与え、き裂発生及びき裂成長に対する抵抗性を求める。

 図1.png

 

・引張疲労特性(JIS K6270)
 一定の引張変形を与え、疲労寿命及び関連する諸特性を求める。

図2.png 

 

解析センターでは、強度や伸び、硬さといったゴム・エラストマーの基本特性から、疲労試験等の長期信頼性まで試験を行っております。
何かお困りごとなどございましたら、お気軽にお問い合わせください。
今後ともどうぞよろしくお願い申し上げます。

 

▼その他の信頼性に関するお困りごとはこちら:
http://www2.panasonic.co.jp/aec/reliability/index.html

信頼性評価チームの田村です。
入れ替え作業中でした地震試験機がリニューアルされましたので

ご連絡します。


長期間使用することができず、お問い合わせ頂いたお客様には大変ご迷惑をおかけしました。

新しい試験機は、従来の試験機よりも変位が大きくなっており、兵庫県南部地震や東北地方太平洋沖地震等を再現した耐震試験が実施できるようになりました。

●新地震試験機 

earth_A.jpg●主な仕様
・加振波形 : 各地の地震再現波 
    (兵庫県南部地震(神戸市)、東北地方太平洋沖地震(仙台市))
                : サイン波(0.1~30 Hz)、ランダム波(0.1~30 Hz)
・テーブル   : 2000×3000mm
・最大搭載重量 : 1000kg
・最大加速度  : 水平:1G   上下:0.5G
・周波数範囲  : 0.1~30Hz
・最大変位   : 水平520mm p-p    上下270mm p-p

 

●代表的な再現波
・兵庫県南部地震(神戸市)の再現波

earth_C_1.jpg

earth_C_2.jpg・東北地方太平洋沖地震(仙台市)の再現波

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●実使用環境を想定した耐震試験
解析センターでは、実使用環境を模擬するために大型の木造治具を保有しています。(地震試験機に取り付け可能です。)
木造治具内の想定される取り付け位置に製品を設置し、地震が発生したときの転倒、落下、故障等の有無のご確認にお役立て頂けます。耐震試験をご検討のお客様はお気軽にご相談ください。 

 

earth_E.jpg         お問い合せ先:信頼性評価チーム 田村

信頼性サポートグループ 信頼性評価チーム 田中伸幸です。

オリンピックのメダルと言えば金、銀、銅ですがなぜこの順序なのでしょうか?
やはり金、銀、銅の順番で価値が高いと皆が認識しているからでしょう。この順番は耐腐食性の順序でもあります。

 

金はほぼ腐食しない。
銀はH2S等特殊な腐食ガス環境下で腐食する。
銅は一般的な腐食ガスでも腐食する。

 

代表的な金属の標準電極電位

 

corrosive-resistant2.png 

さらに金は電気特性も加工性も優れています。つまりすべての接触部品、導電材料を金にすれば全て解決、腐食トラブルはこの世からなくなります。めでたしめでたし・・・

といかないのが世の常、金はとてつもなく高いのです。

 

金と銀、金と銅の価格の差は現在ほぼ以下のとおり
  金 1g: 4400円
  銀 1g:  70円
  銅 1g:    0.7円

(金は、銀の63倍、銅の6300倍の価格)


銀及び銅の腐食 

corrosive-resistant3.png      試験条件
       ①ガス種類:H2S
       ②ガス濃度:1ppm
       ③温度:40℃
       ④湿度:80%
       ⑤試験時間:24時間
       ⑥試験機 :ファクトケイ社製KG200

kg200.png

ちなみに江戸時代の日本では金は銀の5倍の価格でした。当時国際的には約15倍程度でした。このため開国後金が国外に大量に流出しました。

金には貨幣の代用の意味もありますので、金とその他の金属との値段の差はますます開く可能性があります。ということで金から銀から銅というように耐腐食性に劣る材料を工夫して、使用する必要があります。そうなると腐食トラブルが心配です。


腐食試験(ガス及び塩水)のご依頼は
パナソニック㈱解析センターへ
http://www2.panasonic.co.jp/aec/reliability/


 

信頼性解析チームの田中です。
今回は、樹脂材料の耐薬品性試験について紹介させて頂きます。
樹脂成形品が突然割れてしまう経験などございませんか?
そのような樹脂の割れの原因としまして、「ソルベントクラック」であることが考えられます。
ソルベントクラックとは、薬品が樹脂中に浸透し、樹脂中の高分子鎖の絡み合いを解きほぐすことによって引き起こされる割れのことを言います。
分かりやすく、下にイメージ図を示しておりますが、薬品と外部応力などにより発生する歪が原因となり、非常に短時間でクラックが発生してしまいます。

 rel_20140210_01.jpg

ソルベントクラックを引き起こす薬品としまして、有機溶剤や可塑剤、潤滑油など工場で使用されるものから、洗剤、化粧品、接着剤、食用油など一般家庭で使用されるものなど、様々なものがあります。
樹脂成形品に発生する歪は、ねじ締結やインサート、爪によるはめ合いなどの組立により発生するものから、成形時の残留歪といった成形品内部に存在するものなどがあります。
樹脂の破断面を観察してみますと、鏡面状態を示しており、これはソルベントクラックに特徴的な破断面となっております。

 rel_20140210_02.jpg

解析センターでは、専用の治具を用いた耐薬品性試験(ソルベントクラック試験)、およびその結果を踏まえた割れの原因究明などのトラブル対応も行っております。
また、どのような樹脂と薬品の組み合わせが危険かなどといった、ご相談もお受けしておりますのでお気軽にお問い合わせください。

どうぞよろしくお願いいたします。

 

耐薬品性試験の関連HP:

http://www2.panasonic.co.jp/aec/reliability/chemical-resistant.html

▼その他の信頼性に関するお困りごとはこちら:

http://www2.panasonic.co.jp/aec/reliability/index.html

信頼性解析チームの高井です。
今回は、破断面解析事例についてご紹介させて頂きます。
金属部品において発生する破損不具合には下記のような発生要因が挙げられます。
①設計不良(丸み半径不足や軽量化の中ぐり等による応力不足)
②材料選択不良(磨耗、腐食、高温物性による疲労破壊や脆性破壊 )
③材料不良(欠陥鋳造品、欠陥鍛造品)
④加工不良(冷間加工不良、機械加工不良、熱処理不良、めっき不良)
⑤組立不良(ネジやナットの締付不良、歯車やカム等の芯合わせ不良)

 

下記は③材料不良(欠陥鋳造品)についての破断面解析事例です。

 rel_20140127.jpg

>ダイカスト部品は合金鋼の鋳型に溶湯を高速度で充てんし、高圧力下で凝固させることにより量産が可能となっています。

しかしながら、鋳型のキャビティ内での湯流れや急冷や凝固によって特徴的な組織が形成されることから通常の鋳物よりも組織の変化が大きく、内在する欠陥が発生しやすくなります。

このため発生した欠陥の分布状況によっては部品の強度が著しく低下する場合があります。
上記部品は、内部のガス欠陥が応力集中部近傍に多数分布していたことから、強度低下を招き破断に至ったことがわかりました。

 

解析センターでは、このような金属の破断面解析等により製品・部品材料の破損不具合の原因調査を行っております。
何か破損不具合に関するお困りごとなどございましたら、お気軽にお問い合わせください。
今後ともどうぞよろしくお願い申し上げます。

 

▼破断面・製品トラブルの関連HP:

http://www2.panasonic.co.jp/aec/reliability/trouble.html

▼その他の信頼性に関するお困りごとはこちら:

http://www2.panasonic.co.jp/aec/reliability/index.html

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