共通技术 可靠性技术

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概要

  • 可靠性技术是指通过评估、分析和理解产品故障发生机制来增强产品可靠性的技术。
  • 村田的可靠性技术由三大技术领域构成:失效分析技术、可靠性测试技术及校准技术。通过持续推进这些技术,为产品特性保障与长期可靠性提供支持。
  • 村田可靠性技术的优势在于三大领域的协同作用——我们针对产品所需的故障分析、可靠性测试及校准技术进行了专项能力提高。依托精细测量与校准技术,我们实现了定量应力测量、故障再现及加速评估。结合多种故障分析技术阐明故障机理,从而有助于预防本公司各类产品的故障,并保障产品特性。
  • 村田的可靠性技术正向“预测故障并防患于未然的主动型可靠性技术”演进。

村田的可靠性技术

技术解析

村田的可靠性技术由三大技术领域构成:失效分析技术、可靠性测试技术及校准技术。

失效分析技术:该技术通过对失效状态进行细致分析并与正常产品对比,揭示真实失效机制。我们具备从多种分析技术中选择合适方法与条件的专业能力,可验证通过故障树分析(FTA)逻辑推导出的失效机制。例如,基于积累的故障案例知识,我们能针对故障现象选择适配的电子显微镜观察条件,从而对多类产品进行准确分析。此外,对于现有技术难以识别机制的故障,我们自主开发新型分析技术。通过整合这些先进方法,最终实现对真实失效机制的阐明。

可靠性测试技术:该技术通过施加温度、电压等复合应力进行测试,验证产品在预期市场使用周期内能否维持规格要求。我们通过制定并执行可靠性测试计划来确保产品可靠性,该计划基于市场应力与产品结构评估预期失效模式。例如,针对含金属部件产品的耐腐蚀气体性能评估,我们运用自主研发的气体腐蚀测试设备。根据金属种类管理腐蚀气体类型及设定浓度,并掌握在真实环境中测量气体腐蚀浓度的技术诀窍,从而计算测试加速系数。

校准技术:我们精选并组合标准件、连接器、电缆及测量仪器,建立专有的测量方法,确保严格遵循国家标准的溯源性。此外,我们的可靠性技术中心是经NITE(国立技术评估研究所)管理的JCSS(日本校准服务体系)注册机构,符合ISO/IEC 17025标准。为保障前所未有的产品特性,在外部机构无法提供校准服务时,我们会自主开发校准所用的标准器。

支撑村田品质的三大可靠性技术领域
支撑村田品质的三大可靠性技术领域

技术优势

村田在可靠性技术领域的优势在于失效分析、可靠性测试和校准技术三者一体,能够准确评估本公司产品的可靠性,并推动产品质量提升。

例如,在评估锡须方面,我们已在所有公司站点建立了标准化方法,以确保故障模式的可重复性和定量测量。

具体而言,我们通过设定并执行可靠性测试条件,在不受冷凝影响的情况下于短时间内再现实际生长模式;使用经标准仪器校准的扫描电子显微镜准确测量晶须长度;在考虑电子束诱导退化的同时,通过失效分析观察生长状态。为提高可重复性,我们还建立了测试前样品制备技术。虽然需对样品的锡电极部分施加温湿度应力,但在评估基板与产品焊接过程中过量的焊料可能覆盖锡电极区域,导致评估失效。由于回流焊接温度受相关标准规范,我们遵循标准完成组装后,会逐件确认焊料润湿状态。随后通过电子显微镜观察验证剩余锡电极部分,再进行锡须测试。通过对测试前的样品预处理方法进行标准化,进一步提升了结果的可重复性和定量性。

这项技术诀窍与严格流程已推广至其他公司站点,建立了即使使用不同设备也能获得等效结果的体系。

可靠性测试、校准与失效分析技术之间的无缝、全面协作构成了村田制作所可靠性评估的基础,为创造高质量产品提供了支持。

基于三重可靠性技术的产品质量保障体系
基于三重可靠性技术的产品质量保障体系

技术的发展

村田的可靠性技术通过将标准方法论应用于以多层陶瓷电容器(MLCC)为核心的产品而不断进步。近年来,产品多样化、微型化、高精度化趋势,加之市场应用环境日益复杂,使得故障机制预估难度倍增。为此,确保测量数据的定量化特性,并开发具备高故障模式可重复性的测试技术至关重要。针对这些变化,故障分析技术、可靠性测试技术及校准技术均实现了进化。

故障分析技术:该技术通过横截面抛光等方法,准确识别产品内部的失效状态。虽然主要针对多层陶瓷电容器积累了丰富技术知识,但存在一个挑战:结果因依赖人工判断和设备规格而存在差异。因此,我们推进了技术发展,能够定量评估破坏性分析过程中的抛光损伤,设计出能够揭示无损失效表面的适当条件,并确保分析结果不受人员或设备影响而保持一致。

可靠性试验技术:该技术通过对样品施加准确且受控的应力,确保可靠性测试的有效性。例如为降低测试箱内温湿度应力波动,我们依据公共标准与客户需求管理样品放置位置,确保应力值维持在可控范围内。针对结露测试,我们通过结露传感器进行预评估,并根据样品尺寸设定条件,从而实现稳定结露环境的再现。

校准技术:该技术通过建立最小化不确定度的校准方法,提高测量的准确性。传统采用JIS Z 8086干湿球湿度计进行湿度转换时,需依赖干湿球温差,存在不确定度高的难题。为此我们建立了温湿度传感器高精度校准方法,通过直接校准试验箱内温湿度参数,显著降低了不确定度。

通过持续追求各要素技术的定量性与再现性,推动可靠性技术向“预测故障并防患于未然的主动型可靠性技术”转型。这进一步巩固了村田的可靠性评估基础,并为未来产品质量提高奠定根基。

通过追求可量化性与可重复性实现的可靠性技术演进
通过追求可量化性与可重复性实现的可靠性技术演进

本技术的应用案例

该技术应用于村田的产品及其生产流程,涵盖从研发到量产的过程。

可靠性技术的实用案例 ~产品介绍~

村田的技术