2012年の品質工学会研究発表大会で株式会社安川電機の平林和也さんが発表した「フォトカプラの機能性評価」の概要を掲載します。
1．はじめに
電子部品は年々小形化・多機能化が進み製造プロセスが複雑化しており、動作不良の原因となる弱さが内在する可能性が高くなつています。一方で、車載用・太陽光発電・風力発電システムなど厳しい環境で電子部品が使用されることが多くなってきています。
電子部品の選定にあたっては、種々の評価結果とコストを総合的に判断して決定していますが、耐久試験のため選定に時間を要しているにもかかわらず、想定外の問題が発生するという課題がありました。
2．フォトカプラとは
今回の対象製品は発光素子と受光素子が1つのパッケージに納められており、電気信号を光に変換して発光側から受光側へ伝送し、受光部でON/OFFの電気信号に変換してデジタル出力する素子です。
3．評価方法
今回はデジタル素子であるために、入出力のパルス信号ON時間の比例関係を基本機能と設定し、誤差因子としては温度とバイアスを同時に印加し、所定時間経過後に初期と同一の条件で、従来品と新規品の特性を測定しました。
4．評価結果
温度とバイアス電圧の付加印加を100、500、900時間と変化させてみると、時間経過とともにSN比の差が拡がるものの、100時間で10db以上の差が認められ、選定判断が可能であることが分かりました。
5．損失計算
入出力の傾きの初期値と機能するための限界値、初期値に対する個々の測定点のばらつき...
、さらに不具合発生時の損失金額を損失関数の式に代入することで、従来品の品質水準は43,178円/個、新規品は26,911円/個と計算され、製造コストは従来品が90円安かったものの新規品を採用することに決定しました。
6．結論
長時間の信頼性試験を行うことなく100時間の機能性評価によって、合理的に新規品の採用を判定することができました。