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鉛含有および鉛フリーはんだ接合部の電子機器故障解析

皆さん、

ワイブル分布は、鉛含有および鉛フリーはんだ接合部の故障解析において、おそらく最も重要な分布である。スルーホール実装や表面実装技術(SMT)実装に関連する熱サイクル、落下衝撃、その他の故障モードをモデル化しようとする者が真っ先に思い浮かべる分布である。

60回のコイン投げで表が出る確率は二項分布によって記述される

ワイブル分布 は1931年にワロディ・ワイブルによって 考案された。この発明の事実は、ロバート・アバーネシー博士が著したワイブル解析の著名な教科書『The New Weibull Handbookで述べられている。この 記述は一見普通に見えるかもしれないが、統計学における一般的な分布はすべて発見されたものであり、発明されたものではないと考えると異例である最も一般的な統計分布は正規分布ポアソン分布二項分布の三つである。 発見された統計分布の一例として、二項分布を考えてみよう。この分布は、とりわけコイン投げの確率を説明する。公正なコインを60回投げた場合、30回表(H)と30回裏(T)が出る可能性が最も高いが、29回表と31回裏、あるいは32回表と28回裏が出ても、決して珍しいことではない。 数学的解析により、下図の曲線が導かれる。コイン投げ実験を多数回実施すれば、この曲線が結果を忠実に予測する。この曲線は創作されたものではなく、二項分布の深い理論的基盤から発見されたものである。

ヴァロディ・ヴァイブル 1887-1979

ワイブル分布が考案された事実は、ワイブルが多くの種類の故障データに適合したためそれを選択したことを示唆している。彼は累積ワイブル分布を次のように定義した:

ここで、ηは特性寿命または尺度関数、βは傾きを表し、F(t)は累積故障率である。ワイブルがこの関数を提案したのは、βが1未満の場合、F(t)が「初期」故障を記述するためである。この状況では故障率は時間とともに減少する。 βが1より大きい場合、これは「摩耗」故障を表し、故障率は時間とともに増加する。電子機器では通常、「バーンイン」を用いて初期不良を排除しようとする。βが1の場合、故障率は一定である。これら3つのシナリオは下図に示す通りである。

電子機器の故障解析では通常、故障データを時間に対してプロットし、ベータとイータを決定します。これには一般的にMinitab®などのソフトウェアが使用されます。

次回の投稿では、いくつかの故障データを分析してエータとベータを決定し、それらの重要性について議論します。

ワイブル自身は風変わりな人物であり、彼に関する入手可能な情報の多くはアバーネシーによって記録されている。

確かにワイブルは精力的な人物だった。彼の二番目の妻は彼より50歳近く年下で、80歳前後で娘をもうけたのだ!

乾杯

ロン博士