(57)【要約】【課題】経時的に劣化する特性を有する複数の物品に対して、短時間で高精度にスクリーニングする方法を提供すること。【解決手段】複数の物品の優劣判定を、複数の物品の特性の劣化の観点から行う、スクリーニング方法であって、経時的に劣化する特性を有する複数の物品に対して、複数種類の負荷因子を同時に適用して行う複合負荷試験を行い（Ｓ３）、複合負荷試験を行う前に得られる特性に関する第１の特性情報と、複合負荷試験を行った結果として得られる特性に関する第２の特性情報とに基づいて、複数の物品のそれぞれについて機能余裕度ＳＮ比を算出し（Ｓ５）、機能余裕度ＳＮ比に基づいて、複数の物品のそれぞれについて優劣判定を行う（Ｓ６）。【選択図】図２
2016217942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の物品の優劣判定を、前記複数の物品の特性の劣化の観点から行う、スクリーニング方法であって、
経時的に劣化する特性を有する複数の物品に対して、複数種類の負荷因子を同時に適用して行う複合負荷試験を行い、
前記複合負荷試験を行う前に得られる前記特性に関する第１の特性情報と、前記複合負荷試験を行った結果として得られる前記特性に関する第２の特性情報とに基づいて、前記複数の物品のそれぞれについて機能余裕度ＳＮ比を算出し、
前記機能余裕度ＳＮ比に基づいて、前記複数の物品のそれぞれについて優劣判定を行う、
ことを特徴とするスクリーニング方法。
【請求項２】
前記特性を有する複数の物品は、同一の製品に適用される複数の電子部品を含むことを特徴とする請求項１記載のスクリーニング方法。
【請求項３】
前記複合負荷試験で使用される複数種類の負荷因子は、前記特性を有する複数の物品のうちの少なくとも１つに対して単一の負荷因子を適用して単一負荷試験を行った結果として得られる前記特性に関する第３の特性情報と、前記単一負荷試験を行う前に得られる前記特性に関する第４の特性情報と、に基づいて算出された単一負荷試験に関する機能余裕度ＳＮ比に基づき選定される請求項１または請求項２に記載のスクリーニング方法。
【請求項４】
前記適用される負荷因子は、前記複数の物品が有する物性上の限界点を超えないことを特徴とする請求項３記載のスクリーニング方法。
【請求項５】
前記複合負荷試験では、前記複数の物品の耐用年数を予測するための加速劣化試験のために、前記複数の物品に対して、複数の負荷因子を、前記耐用年数よりも短い時間、同時に適用する、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のスクリーニング方法。
【請求項６】
前記機能余裕度ＳＮ比を算出することは、前記複数の物品のそれぞれについて、品質工学における静特性のＳＮ比を算出することを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載のスクリーニング方法。
【請求項７】
前記機能余裕度ＳＮ比を算出することは、前記第１の特性情報に対する前記第２の特性情報の変動量を望小特性として算出することにより、品質工学における静特性のＳＮ比を算出することを含むことを特徴とする請求項１記載のスクリーニング方法。
【請求項８】
前記機能余裕度ＳＮ比を算出することは、前記第３の特性情報に対する前記第４の特性情報の変動量を望小特性として算出することを含むことにより、品質工学における静特性のＳＮ比を算出することを含むことを特徴とする請求項３記載のスクリーニング方法。
【請求項９】
前記優劣判定を行うことは、前記機能余裕度ＳＮ比が大きい物品の方が、優れていると判定することを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載のスクリーニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、経時的に劣化する特性を有する複数の物品に対して、短時間でスクリーニングを行うための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電解コンデンサ等の有寿命の電子部品に関して、静電容量等の諸特性が経時的に劣化することが知られている。そのため、例えば、このような電子部品に対して加速劣化試験等を行い、電子部品の信頼性を検証したうえで、電子部品を産業機器等に実装することが行われている。
【０００３】
このように、信頼性を検証するために、複数の物品の優劣判定を行うことは、スクリーニングとも呼ばれる。
【０００４】
この種のスクリーニングは、諸特性が経時的に劣化する物品に対してのみならず、摩耗故障部品ではない、すなわち経時的に劣化しないような半導体やセラミック素子を主な対象とする電子部品の初期故障部品に対しても行われる。（例えば、特許文献１および特許文献２を参照）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２２３２５３号公報
【特許文献２】特開２０１４−１１９３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、経時的に劣化する電子部品等の信頼性を検証し評価するために、一般的に、例えば電子部品等の保証期間や規格を参考にして、加速劣化試験を行う場合、電子部品等の実使用環境下における耐用年数等の予測を行う必要がある。
【０００７】
また、加速劣化試験にかかる時間は予測される耐用年数に応じて変わるため、近年の電子部品等の長寿命化に伴い耐用年数も長くなり、耐用年数に応じて数千時間から数万時間にもおよぶ加速劣化試験を行う必要がある。そのため、電子部品等の信頼性を評価するための評価時間も長くなるという問題がある。
【０００８】
したがって、このような電子部品等が実装される製品等の開発サイクルにこのような評価時間を適用させるために、評価時間等を削減することが求められている。
【０００９】
例えば、図９に、電子部品等の一例として２品種の電解コンデンサＡ，Ｂに関する従来の温度加速劣化試験の結果を、信頼性を検証するための信頼性試験の結果の一例として示す。電解コンデンサＡの静電容量の変化率を示すグラフ９２、および、電解コンデンサＢの静電容量の変化率を示すグラフ９４は、経時的に所定の範囲内（例えば、−１８％〜−８％）に収束する。また、収束したグラフ９４は収束したグラフ９２よりも静電容量変化率が大きいことが分かる。
【００１０】
一方、図９は、数千時間から数万時間におよぶ評価時間を必要とすることも意味している。そのため、２品種の電解コンデンサＡ，Ｂを評価するために、２品種の電解コンデンサＡ，Ｂの寿命に相当する耐用年数に応じた長時間の評価時間を必要とする。
【００１１】
また、加速劣化試験を行った場合でも、多品種の同スペックの電子部品等の中から高信頼性の電子部品等を高精度に選定することが困難であるという問題もある。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、経時的に劣化する特性を有する複数の物品に対して、短時間で高精度にスクリーニングすることができる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
複数の物品の優劣判定を、複数の物品の特性の劣化の観点から行う、スクリーニング方法であって、経時的に劣化する特性を有する複数の物品に対して、複数種類の負荷因子を同時に適用して行う複合負荷試験を行い、複合負荷試験を行う前に得られる特性に関する第１の特性情報と、複合負荷試験を行った結果として得られる特性に関する第２の特性情報とに基づいて、複数の物品のそれぞれについて機能余裕度ＳＮ比を算出し、機能余裕度ＳＮ比に基づいて、複数の物品のそれぞれについて優劣判定を行う。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態において適用される電解コンデンサの構成例を示す断面図である。
【図２】同実施形態において適用される電解コンデンサのスクリーニング処理手順の例を示すフローチャートである。
【図３】同実施形態における複合負荷試験に適用される負荷因子を選定するための処理手順の例を示すフローチャートである。
【図４】同実施形態において適用される電解コンデンサに対する各負荷因子に関する試験条件の例を示す図である。
【図５】同実施形態において適用される電解コンデンサの静電容量の特性への影響度と負荷因子との組み合わせについて説明するための図である。
【図６】同実施形態における単一負荷試験に適用される各負荷因子に対する機能余裕度ＳＮ比の算出結果の例を示す図である。
【図７】同実施形態における複合負荷試験の結果の例を示す図である。
【図８】同実施形態において適用される発光ダイオードに対する各負荷因子に関する試験条件の例を示す図である。
【図９】従来の温度加速劣化試験の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照してこの発明に係る実施形態を説明する。  
なお、図１乃至図７を参照して、スクリーニングの対象となる経時的に劣化する特性を有する物品の一例として、電解コンデンサ１０について説明する。経時的に劣化する特性は、例えば、電解コンデンサ１０の静電容量、ｔａｎδ、または漏れ電流を示す特性を含む。以下、経時的に劣化する特性が電解コンデンサ１０の静電容量である場合について説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態において適用される電解コンデンサ１０の構成例を示す断面図である。  
電解コンデンサ１０は、電源回路等の平滑用の電子部品として産業機器等に用いられる周知の有寿命の電子部品である。
【００１７】
電解コンデンサ１０は、スリーブ１１、アルミケース１２、素子部１３、封ロゴム１４、アルミリード１５、およびリード線１６を備えてなる。なお、図１は、リードタイプの電解コンデンサ１０の構造を示しているが、本実施形態において適用される電解コンデンサ１０は、リードタイプに限定されず、表面実装型でもよい。なお、表面実装型の電解コンデンサ１０は、リード線１６の形状がリードタイプの電解コンデンサ１０と異なる形状であるが、基本的な構造はリードタイプの電化コンデンサ１０と同じである。
【００１８】
素子部１３は、例えば、表面積を広げるために、アルミ箔（図示せず）の表面がエッチング処理されている。また、耐電圧が高く薄い酸化皮膜を化成処理で形成した陽極箔と、エッチング処理のみされた陰極箔と、の間に電解紙が挿入されている。そして、円筒形の素子によって巻き取られることによって製造される。
【００１９】
そして、電解液に含浸された素子部１３が、アルミケース１２に入れられ、封ロゴム１４でパッキングされ、アルミケース１２を絞ることによって封止される。そして、このようにして組み立てられた素子部１３は、静電容量等の定格値等の表示を記したスリーブ１１が被覆される。
【００２０】
このような構成の電解コンデンサ１０は、含浸された電解液が封口ゴム１４等から透過して外部へ拡散する場合がある。このような場合、電解コンデンサ１０の特性が劣化することがある。
【００２１】
次に、図２を参照して、電解コンデンサ１０のスクリーニング処理手順について説明する。  
図２に示すような処理手順によってなされるスクリーニング方法は、複数の電解コンデンサ１０の優劣判定を、複数の電解コンデンサ１０の特性の劣化の観点から実施する例を示すものである。また、このスクリーニング方法は、多品種の電解コンデンサ１０のうちから高信頼性の電解コンデンサ１０をスクリーニングするためにも実施されうる。
【００２２】
具体的には、まず、評価の対象である多品種の試料として複数の電解コンデンサ１０を準備する（ステップＳ１）。
【００２３】
なお、準備する電解コンデンサ１０は、例えば、型式や寸法を限定する必要はなく、例えば、電解コンデンサ１０が実装される産業機器等の製品が同じである場合を想定している。換言すると、多品種の電解コンデンサ１０は、製品実装時の使用条件が同一である。このように、上述したような特性を有する複数の物品は、例えば電解コンデンサ１０のように、同一の製品に適用される複数の電子部品を含む。
【００２４】
また、多品種の電解コンデンサ１０とは、実装される製品は同一であるが、例えば、電解コンデンサ１０を製造する製造者が異なるような電解コンデンサ１０を意味する。また、準備する電解コンデンサ１０の個数は、例えば、１つの品種に対して３〜５個程度とする。
【００２５】
次に、準備された複数の電解コンデンサ１０に対して、初期の諸特性（初期特性）を計測する（ステップＳ２）。初期特性は、例えば、後述する複合負荷試験を行う前の特性である。なお、電解コンデンサ１０の特性として、例えば静電容量が指定され得るが、計測される特性を静電容量に限定する必要はない。例えば、複数の特性がある場合、複数の特性のうちの少なくとも１つを指定して、指定された特性の初期特性を計測すればよい。また、計測環境は、例えば、常温常湿環境である。
【００２６】
次に、初期特性が計測された複数の電解コンデンサ１０に対して、複合負荷試験を行う（ステップＳ３）。複合負荷試験とは、試験対象とする物品に対して複数の負荷因子を同時に印加する加速試験である。したがって、本実施形態では、電解コンデンサ１０に対して、複数種類の負荷因子を同時に適用する。これによって、複合負荷試験では、複数の電解コンデンサ１０の耐用年数を予測するための加速劣化試験を、複数の電解コンデンサ１０の耐用年数よりも短い時間、例えば数十時間実施するだけで済むようになる。より詳細には、複合負荷試験を行う時間は、例えば、約５０時間よりも短い時間である。なお、複合負荷試験手順の詳細については、図３を参照して後述する。
【００２７】
そして、複合負荷試験の結果に基づいて、複合負荷試験後の電解コンデンサ１０の諸特性を計測する（ステップＳ４）。なお、計測環境は、ステップＳ２の場合と同様に、例えば、常温常湿環境である。
【００２８】
次に、ステップＳ２において得られたような複合負荷試験前の特性に関する情報（以下、「複合負荷試験初期特性情報」と称す。）と、ステップＳ４において得られたような複合負荷試験後の特性に関する情報（以下、「複合負荷試験後特性情報」と称す。）とに基づいて、複数の物品のそれぞれについて機能余裕度ＳＮ比を算出する（ステップＳ５）。
【００２９】
具体的には、複合負荷試験初期特性情報に含まれる特性を示す値に対する、複合負荷試験後特性情報に含まれる特性を示す値の変動量に基づき、機能余裕度ＳＮ比を計算する（ステップＳ５）。
【００３０】
機能余裕度ＳＮ比は、例えば、品質工学における静特性のＳＮ比である。したがって、機能余裕度ＳＮ比を算出することは、複数の物品のそれぞれについて、品質工学における静特性のＳＮ比を算出することを含む。このような静特性のＳＮ比は、例えば、式（１）を用いて求められることが知られている。
【００３１】
【数１】
2016217942.tif 000003
【００３２】
ここで、Δｙは特性変化率を示しており、ｎは試料数を示している。  
また、品質工学における静特性のＳＮ比を算出することは、複合負荷試験初期特性情報に対する複合負荷試験後特性情報の変動量を望小特性として算出することを含む。この場合、望小特性は、式（１）のΔｙに対応する。
【００３３】
次に、算出された機能余裕度ＳＮ比に基づいて、複数の電解コンデンサ１０のそれぞれについて優劣判定を行うことによって、スクリーニングを行う（ステップＳ６）。例えば、算出された機能余裕度ＳＮ比に基づいて、機能余裕度ＳＮ比が大きい電解コンデンサ１０を、高信頼性の電解コンデンサ１０であると判定することによって、複数の電解コンデンサ１０のスクリーニングを行う。
【００３４】
なお、優劣判定を行うことは、機能余裕度ＳＮ比を、複合負荷試験において適用される複数の負荷因子に対する影響度として評価し、評価結果に基づいて優劣判定を行うことを含む。なお、複数の負荷因子に対する影響度については、図５を参照して後述する。
【００３５】
次に、図３を参照して、ステップＳ３でなされる複合負荷試験に適用される負荷因子を選定するための処理手順の一例について、同様に試験対象を電解コンデンサ１０として説明する。なお、図２を参照して説明した内容と同様の内容については説明を省略する。
【００３６】
まず、ステップＳ１と同様に、試験対象である複数の電解コンデンサ１０を準備する（ステップＳ３１）。そして、ステップＳ２と同様に、複数の電解コンデンサ１０の初期特性を計測する（ステップＳ３２）。
【００３７】
次に、例えば図４を参照して後述するように、指定された特性に対して影響する負荷因子を列挙する。そして、列挙された負荷因子の各々に関して限界点や規格値に基づき単一負荷試験条件を策定する。策定された単一負荷試験条件において、例えば数十時間、各負荷因子に対応する負荷を電解コンデンサ１０に対して印加する単一負荷試験を行う（ステップＳ３３）。なお、単一負荷試験は、複数の電解コンデンサ１０に対して行ってもよいし、１つの電解コンデンサ１０に対して行ってもよい。
【００３８】
次に、単一負荷試験の結果として得られる静電容量の特性を計測する（ステップＳ３４）。複合負荷試験で使用される複数種類の負荷因子は、例えば、複数の電解コンデンサ１０のうちの少なくとも１つに対して単一の負荷因子を適用して単一負荷試験を行った結果として得られる特性に関する特性情報と、単一負荷試験を行う前に得られる特性に関する特性情報と、に基づいて算出された単一負荷試験に関する機能余裕度ＳＮ比に基づき選定される。
【００３９】
そして、ステップＳ３２において得られたような単一負荷試験前の特性に関する情報（以下、「単一負荷試験後特性情報」と称す。）と、ステップＳ３４において得られたような単一負荷試験後の特性に関する情報（以下、「単一負荷試験後特性情報」と称す。）とに基づいて、各負荷因子のそれぞれについて機能余裕度ＳＮ比を算出する（ステップＳ３５）。
【００４０】
具体的には、単一負荷試験初期特性情報に含まれる静電容量の特性を示す値に対する、単一負荷試験初期特性情報に含まれる静電容量の特性を示す値の変動量に基づき、各負荷要因のそれぞれについて機能余裕度ＳＮ比を算出する（ステップＳ３５）。また、式（１）に示すような品質工学における静特性のＳＮ比を算出することは、単一負荷試験初期特性情報に対する単一負荷試験初期特性情報の変動量を単一負荷試験に関する望小特性として算出することを含む。
【００４１】
次に、ステップＳ３５において算出された機能余裕度ＳＮ比に基づき、各負荷因子の電解コンデンサ１０に対する影響度を判定する（ステップＳ３６）。このように、影響度を判定することによって、ステップＳ３における複合負荷試験において同時に組み合わせて適用するのに妥当な負荷因子を選定する。例えば、算出された電解コンデンサ１０に対する影響度が大きく、かつ、同時に組み合わせて適用することが可能な２つの負荷因子を選定する。なお、機能余裕度ＳＮ比と影響度との関係性については図５を参照して後述する。
【００４２】
次に、図４を参照して、電解コンデンサ１０に対する各負荷因子に関する試験条件の一例について説明する。この試験条件は、ステップＳ３における複合負荷試験またはステップＳ３３における単一負荷試験において各負荷因子を使用するための条件である。
【００４３】
負荷因子試験条件表４０は、例えば、負荷因子項目４２、設定条件項目４４、および劣化モード項目４６を含む。
【００４４】
負荷因子項目４２は、電解コンデンサ１０に関して経時的に劣化する特性を示す指標として抽出され得る負荷因子を示している。また、負荷因子は、後述する劣化モード項目４６に示すような特性が経時的に劣化する原因となる因子でもある。
【００４５】
設定条件項目４４は、負荷因子項目４２に示される各負荷因子を、複合負荷試験または単一負荷試験において使用するための設定条件を示している。具体的には、設定条件項目４４は、各負荷因子を複合負荷試験または単一負荷試験において使用する際における、電解コンデンサ１０の環境的または物性上の限界点を示している。
【００４６】
例えば、負荷因子「温度」に対応する設定条件は、「溶媒の沸点」、「ゴムの耐熱温度」、「セパレータ紙の熱分解温度」等の条件である。より詳細には、例えば、「溶媒の沸点」は、素子部１３に含浸される電解液の沸点に関する条件を示している。なお、「溶媒の沸点」は、約１４０℃である。
【００４７】
劣化モード項目４６は、電解コンデンサ１０の静電容量が低下する原因となる故障メカニズムに関する内容を示している。例えば、負荷因子「温度」に対応する劣化モード「電解液ドライアップ」は、素子部１３に含浸される電解液がドライアップすることが静電容量の低下の原因となることを示している。一方、負荷因子「湿度」に対応する劣化モード「極箔の水和反応」は、電解コンデンサ１０の誘電体酸化被膜の化成および水和が静電容量の低下の原因となることを示している。
【００４８】
また、負荷因子試験条件表４０に示すように、条件Ｘ１の負荷因子項目４２は「温度」であり、条件Ｘ１の設定条件項目４４は「溶媒の沸点」、「ゴムの耐熱温度」、または「セパレータ紙の熱分解温度」であり、条件Ｘ１の劣化モード項目４６は「電解液ドライアップ」であり、それぞれ対応している。
【００４９】
同様に、条件Ｘ２の負荷因子項目４２は「湿度」であり、条件Ｘ２の設定条件項目４４は「ＪＩＳ試験規格値」であり、条件Ｘ２の劣化モード項目４６は「極箔の水和反応」であり、それぞれ対応している。また、条件Ｘ３の負荷因子項目４２は「ヒートサイクル」であり、条件Ｘ３の設定条件項目４４は「コンデンサの使用上下限値」であり、条件Ｘ３の劣化モード項目４６は「封口性能低下」であり、それぞれ対応している。
【００５０】
同様に、条件Ｘ４の負荷因子項目４２は「逆電圧」であり、条件Ｘ４の設定条件項目４４は「陰極箔（自然酸化膜Ａｌ２Ｏ３）の耐電圧」であり、条件Ｘ４の劣化モード項目４６は「陰極箔の化成反応」であり、それぞれ対応している。また、条件Ｘ５の負荷因子項目４２は「過電圧」であり、条件Ｘ５の設定条件項目４４は「製造時の化成電圧上限値」であり、条件Ｘ５の劣化モード項目４６は「陽極箔の化成反応」であり、それぞれ対応している。
【００５１】
また、条件Ｘ１および条件Ｘ２は、複合負荷試験または単一負荷試験における環境に関する環境的負荷因子である。一方、条件Ｘ３、条件Ｘ４、及び条件Ｘ５は、電気的な負荷に関する電気的負荷因子である。
【００５２】
これらの負荷因子に関して、環境的負荷因子または電気的負荷因子を複合負荷試験または単一負荷試験において適用するための条件は、電解コンデンサ１０が有する構成材料に関して選定された物性上の負荷因子の限界点、例えば設定条件項目４４の「溶媒の沸点」、を超えないという条件を含む。
【００５３】
また、複合負荷試験において負荷因子を適用するための条件は、環境的負荷因子および電気的負荷因子から特性を有する複数の物品毎に選定する条件を含む。例えば、特性を有する複数の物品が、電解コンデンサ１０と、図８を参照して後述するような発光ダイオード（ＬＥＤ）である場合、電解コンデンサ１０に対して選定される条件と、ＬＥＤに対して選定される条件とは異なりうる。
【００５４】
なお、複合負荷試験において図４に示すような試験条件を適用する場合、電解コンデンサ１０に対して同時に適用することが可能な複数の試験条件を選択する。例えば、条件Ｘ１と条件Ｘ４は、同時に電解コンデンサ１０に適用することが可能である。この場合、例えば、条件Ｘ１の３つの設定条件のうちの１つの設定条件と、条件Ｘ４の設定条件と、を組み合わせて複合負荷試験を行う。
【００５５】
次に、図５を参照して、静電容量の特性への影響度と負荷因子との組み合わせについて説明する。なお、図４と同様の内容については説明を省略する。
【００５６】
負荷因子影響度対応表５０は、例えば、負荷因子項目５２、影響度項目５４、および他負荷因子との組み合わせ項目５６を含む。
【００５７】
負荷因子項目５２は、負荷因子項目４２に対応している。  
影響度項目５４は、各負荷因子を電解コンデンサ１０に適用した場合における静電容量の特性への影響度を示している。影響度は、例えば、図３のステップＳ３５において算出された機能余裕度ＳＮ比を評価することによって得られる。
【００５８】
例えば、機能余裕度ＳＮ比は、式（１）によって求められる。また、機能余裕度ＳＮ比は、各負荷因子に対する耐性を示す指標値である。したがって、例えば、機能余裕度ＳＮ比が小さいほど、影響度が大きいことを意味する。なお、図５に示す、記号「◎」、記号「○」、記号「△」、および記号「×」は、記号「◎」、記号「○」、記号「△」、および記号「×」の順に影響度が大きいことを示している。
【００５９】
他負荷因子との組み合わせ項目５６は、他の負荷因子との組み合わせに適しているか否かを示している。
【００６０】
図５の例では、条件Ｘ１の負荷因子「温度」の影響度は、他の条件Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５の負荷因子の影響度よりも大きいことと、他負荷因子との組み合わせに適していることとが示されている。
【００６１】
一方、条件Ｘ５の負荷因子「過電圧」の影響度は、他の条件Ｘ１，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ５の負荷因子の影響度よりも小さいことと、他負荷因子との組み合わせには適していないこととが示されている。
【００６２】
そして、負荷因子影響度対応表５０に基づき、複合負荷試験における負荷因子の組み合わせを決定する。例えば、図５に示す負荷因子影響度対応表５０に基づいて決定される最適な負荷因子の組み合わせは、条件Ｘ１の負荷因子「温度」と条件Ｘ４の負荷因子「逆電圧」との組み合わせである。なお、３つ以上の負荷因子を組み合わせてもよい。
【００６３】
また、負荷因子影響度対応表５０は、図４に示すような設定条件４４において算出される機能余裕度ＳＮ比に基づいて生成され得る。そのため、単一負荷試験において適用される設定条件４４に応じて、複合負荷試験における最適な負荷因子の組み合わせは変更され得る。
【００６４】
次に、図６を参照して、各負荷因子に対する機能余裕度ＳＮ比の算出結果の一例について説明する。  
図６のグラフは、複数の電解コンデンサ１０のうちの電解コンデンサＡおよび電解コンデンサＢに対して、温度、湿度、および逆電圧のそれぞれの負荷因子を印加させて算出された機能余裕度ＳＮ比を示している。
【００６５】
温度を負荷因子として印加した場合、電解コンデンサＡの機能余裕度ＳＮ比は、約２３ｄｂであり、電解コンデンサＢの機能余裕度ＳＮ比は、約２０ｄｂである。
【００６６】
湿度を負荷因子として印加した場合、電解コンデンサＡの機能余裕度ＳＮ比は、約３３ｄｂであり、電解コンデンサＢの機能余裕度ＳＮ比は、約３０ｄｂである。
【００６７】
逆電圧を負荷因子として印加した場合、電解コンデンサＡの機能余裕度ＳＮ比は、約３０ｄｂであり、電解コンデンサＢの機能余裕度ＳＮ比は、約２５ｄｂである。
【００６８】
このように、印加する負荷因子によって異なる機能余裕度ＳＮ比が算出される。また、何れの負荷因子を印加した場合でも、電解コンデンサＡに対応する機能余裕度ＳＮ比は電解コンデンサＢに対応する機能余裕度ＳＮ比よりも大きいことが分かる。
【００６９】
図６に示す結果に基づき、複合負荷試験で適用される複数の負荷因子を選定する。例えば、選定される複数の負荷因子は、複合負荷試験において同時に適用されることが可能な環境負荷因子または電気的負荷因子のうちから選定される。
【００７０】
具体的には、電解コンデンサ１０に関して、温度を負荷因子として印加した場合に得られる機能余裕度ＳＮ比は、他の負荷因子である湿度および逆電圧を負荷因子とした場合に得られる機能余裕度ＳＮ比よりも小さい値である。したがって、温度を負荷因子とした場合、電解コンデンサ１０に対して最も影響度が高いことが分かる。また、図５を参照して上述したように、負荷因子として温度は、他の負荷因子との組み合せにも適している。
【００７１】
一方、逆電圧を負荷因子とした場合、湿度を負荷因子とした場合よりも電解コンデンサ１０に対して静電容量の低下に影響していることが分かる。また、例えば、逆電圧は温度との組み合わせに適しており、同時に印加することが可能である。そのため、複合負荷試験において適用する負荷因子を温度と逆電圧とするように選定する。
【００７２】
次に、図７を参照して、複合負荷試験の結果の一例について説明する。  
図７は、複数の電解コンデンサ１０のうちの電解コンデンサＡおよび電解コンデンサＢに対して、複合負荷試験における最適な組み合わせの負荷因子（以下、「複合負荷因子」と称す。）として温度および逆電圧を同時に印加させて算出された機能余裕度ＳＮ比を示している。また、従来の耐用年数を予測するための加速劣化試験等の信頼性試験に適用される定格条件において、複合負荷試験と同じ時間、従来の信頼性試験を行った場合に算出される機能余裕度ＳＮ比も示している。
【００７３】
温度および逆電圧を負荷因子として印加した場合、電解コンデンサＡの機能余裕度ＳＮ比は約１３ｄｂであり、電解コンデンサＢの機能余裕度ＳＮ比は、約８ｄｂである。
【００７４】
一方、定格条件の場合、電解コンデンサＡの機能余裕度ＳＮ比は、約２８ｄｂであり、電解コンデンサＢの機能余裕度ＳＮ比は、約２６ｄｂである。
【００７５】
このように、複合負荷因子を印加させた場合に算出される機能余裕度ＳＮ比は、定格条件において算出される機能余裕度ＳＮ比よりも小さい値を示す。
【００７６】
また、複合負荷因子を印加させた場合、電解コンデンサＡの機能余裕度ＳＮ比と電解コンデンサＢの機能余裕度ＳＮ比との差に相当する機能余裕度ＳＮ比の利得は、大きくなっていることが分かる。具体的には、定格条件における機能余裕度ＳＮ比の利得は、約２ｄｂであるが、複合負荷試験における機能余裕度ＳＮ比の利得は、約５ｄｂである。そのため、定格条件では電解コンデンサＡの方が優れていると示されているものの、電解コンデンサＡの機能余裕度ＳＮ比と電解コンデンサＢの機能余裕度ＳＮ比との差が２ｄｂしかなく、優劣の差がさほどなかった。しかしながら、複合負荷試験を行うと、電解コンデンサＡの機能余裕度ＳＮ比と電解コンデンサＢの機能余裕度ＳＮ比との差が５ｄｂになり、電解コンデンサＡの方が優れていることが顕著になったことが分かる。
【００７７】
次に、図８を参照して、ＬＥＤに対する各負荷因子に関する試験条件の一例について説明する。上述したように、電解コンデンサ１０に対して選定される条件と、ＬＥＤに対して選定される条件とは異なりうる。また、このＬＥＤに対する試験条件は、電解コンデンサ１０と同様に、ステップＳ３における複合負荷試験またはステップＳ３３における単一負荷試験において各負荷因子を使用するための条件である。なお、図４を参照して説明した内容と同様の内容については説明を省略する。
【００７８】
負荷因子試験条件表８０は、例えば、負荷因子項目８２、設定条件項目８４、および劣化モード項目８６を含む。
【００７９】
負荷因子項目８２は、ＬＥＤに関して経時的に劣化する特性を示す指標として抽出され得る負荷因子を示している。
【００８０】
設定条件項目８４は、負荷因子項目８２に示される各負荷因子を、複合負荷試験または単一負荷試験において使用するための設定条件を示している。例えば、負荷因子「過電流」および「逆電圧」に対応する設定条件は、「ＬＥＤ仕様の上限値」である。
【００８１】
劣化モード項目８６は、ＬＥＤの特性が低下する原因となる故障メカニズムに関する内容を示している。例えば、負荷因子「過電流」および「逆電圧」に対応する劣化モード「封止樹脂の劣化チップの結晶欠陥」は、ＬＥＤの封止樹脂の劣化チップの結晶の欠陥がＬＥＤの特性の低下の原因となることを示している。
【００８２】
また、負荷因子試験条件表８０に示すように、条件Ｘ１の負荷因子項目８２は「温度」であり、条件Ｘ１の設定条件項目８４は「樹脂・チップの耐熱温度」であり、条件Ｘ１の劣化モード項目８６は「封止樹脂の劣化チップの結晶欠陥」であり、それぞれ対応している。
【００８３】
同様に、条件Ｘ２の負荷因子項目８２は「過電流」であり、条件Ｘ２の設定条件項目８４は「ＬＥＤ仕様の上限値」であり、条件Ｘ２の劣化モード項目８６は「封止樹脂の劣化チップの結晶欠陥」であり、それぞれ対応している。また、条件Ｘ３の負荷因子項目８２は「逆電圧」であり、条件Ｘ３の設定条件項目８４は、条件Ｘ２の設定条件項目８４と同様に「ＬＥＤ仕様の上限値」であり、条件Ｘ３の劣化モード項目８６は、条件Ｘ２の設定条件項目８４と同様に「封止樹脂の劣化チップの結晶欠陥」であり、それぞれ対応している。
【００８４】
同様に、条件Ｘ４の負荷因子項目８２は「湿度」であり、条件Ｘ４の設定条件項目８４は「ＪＩＳ試験規格値」であり、条件Ｘ４の劣化モード項目８６は「電極酸化・樹脂劣化」であり、それぞれ対応している。また、条件Ｘ５の負荷因子項目８２は「腐食性ガス」であり、条件Ｘ５の設定条件項目８４は「ＪＩＳ試験規格値」であり、条件Ｘ５の劣化モード項目８６は「電極腐食」であり、それぞれ対応している。
【００８５】
同様に、条件Ｘ６の負荷因子項目８２は「光」であり、条件Ｘ６の設定条件項目８４は「ＪＩＳ試験規格値」であり、条件Ｘ６の劣化モード項目８６は「封止樹脂の劣化」であり、それぞれ対応している。また、条件Ｘ７の負荷因子項目８２は「ヒートサイクル」であり、条件Ｘ７の設定条件項目８４は「ＬＥＤ仕様の上下限値」であり、条件Ｘ７の劣化モード項目８６は「チップの結晶歪、はんだクラック」であり、それぞれ対応している。また、条件Ｘ８の負荷因子項目８２は「振動」であり、条件Ｘ８の設定条件項目８４は「ＪＩＳ試験規格値」であり、条件Ｘ８の劣化モード項目８６は「はんだクラック」であり、それぞれ対応している。
【００８６】
また、条件Ｘ１，Ｘ４，Ｘ５，Ｘ６に対応する負荷因子が環境的負荷因子に相当し、条件Ｘ２，Ｘ３，Ｘ７に対応する負荷因子が電気的負荷因子に相当する。なお、条件Ｘ８に対応する負荷因子は、例えば、複合負荷試験または単一負荷試験における機械的な影響に関する機械的負荷因子に相当する。
【００８７】
なお、複合負荷試験において図８に示すような試験条件を適用する場合、ＬＥＤに対して同時に適用することが可能な複数の試験条件を選択する。例えば、環境的負荷因子に関する条件Ｘ１と、機械的負荷因子に関する条件Ｘ８とは、同時に電解コンデンサ１０に適用することが可能である。この場合、例えば、条件Ｘ１の設定条件と条件Ｘ４の設定条件とを組み合わせて複合負荷試験を行う。
【００８８】
なお、ＬＥＤにおける経時的に劣化する特性は、例えば、ＬＥＤの光量である。
【００８９】
また、本実施形態において、経時的に劣化する特性を有する物品の一例として、電解コンデンサ１０およびＬＥＤについて説明したが、例えば、タービン、飛行機、自動車等を経時的に劣化する特性を有する物品として本実施形態において適用してもよい。
【００９０】
以上のように、本実施形態によれば、経時的に劣化する特性を有する複数の物品に対して、短時間で高精度にスクリーニングすることが可能となる。また、短時間で多品種の電解コンデンサ１０等の電子部品の優劣判定を行うことが可能となる。また、複合負荷試験を行うことにより、短時間で機能余裕度ＳＮ比の利得を明確に確認でき、簡易に高精度にスクリーニングを行うことが可能となる。また、高信頼性の経時的に劣化する特性を有する複数の物品を、短時間でスクリーニングすることが可能となる。例えば、寿命が長い物品を、短時間でスクリーニングすることが可能となる。
【００９１】
例えば、温度等の負荷因子に他の負荷因子を加えて複合的に印加し、複合負荷試験前と複合負荷試験後の諸特性値に基づき機能余裕度ＳＮ比を算出し、経時的に劣化する特性を有する複数の物品のうち高信頼性の物品をスクリーニングすることが可能となる。
【００９２】
より詳細には、定格条件よりも厳しい条件において負荷を複合的に連続的に印加し、複合負荷試験前と複合負荷試験後における諸特性値の変動量に基づき機能余裕度ＳＮ比を算出することによって、経時的に劣化する特性を有する複数の物品の優劣判定を短時間で行うことが可能となる。
【００９３】
また、従来の負荷試験よりも加速性が高くなり、経時的に劣化する特性を有する複数の物品の劣化傾向を高精度に短時間で検知することも可能となる。
【００９４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる
【符号の説明】
【００９５】
１０…電解コンデンサ、１１…スリーブ、１２…アルミケース、１３…素子部、１４…封口ゴム、１５…アルミリード、１６…リード線、４０…負荷因子試験条件表、４２…負荷因子項目、４４…設定条件項目、４６…劣化モード項目、５０…負荷因子影響度対応表、５２…負荷因子項目、５４…影響度項目、５６…他負荷因子との組み合わせ項目、８０…負荷因子試験条件表、８２…負荷因子項目、８４…設定条件項目、８６…劣化モード項目、９２…グラフ、９４…グラフ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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