試験の種類と問題点

　上述したようにICの信頼度は，ICが生まれ使用されるまでの生涯管理に依存しており，試験だけではとうてい保証できない。例えは，メーカーは，デバイス設計，工程の審査，認定，部品材料の検査と管理，工程管理，品質認定，スクリーニング，出荷検査，ロット保証試験，信頼性試験などをする必要がある。これに対しユーザー側の認定，受け入れ検査，スクリーニング，さらにフィールド・データ解析，工程不良および故障解析などの有機的運用が不可欠となる1），2）。

　この中で信頼性から見て重要なのは，工程および完成品に対するスクリーニング(通常全数検査，破壊試検の場合は抜き取り検査)，ロットごと品質確認検査(主として外観，特性などを見る)，信頼性試験(環境試験と寿命試験から成る抜き取り検査)である(表2)1)，2)，7)，10)。信頼性試験という言葉はごく一般的に使うと，研究的な目的で行われる寿命実験などを指す場合もあるが，ここでいう試験は，業務的な試験仕様通りの検査である。通常，経済的な理由からロットごとでなく定期に実施される。特にユーザーの要求などでロット保証に使われる場合もある。

表2　信頼性保証試験の例
表2　信頼性保証試験の例
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　表2に示した信頼性試験の例2)，7)ではLTPD(Lot Tolerance Percent Defective=ロット許可不良率)，LTFR (Lot Tolerance Failure Rate=ロット許容故障)という指標が使われている（いずれも『言葉の説明』参照)。これらは，試験されたロットの不良率あるいは故障率がそれぞれLTPD(20%)，LTFR (20%/103時間)より少ないということを90%の確かさ(これを信頼性水準，Confidence Level 90%と呼ぶ。『言葉の説明』を参照)で保証するということを意味している。故障がランダムに起こると仮定すると，これを実証するには，n=23個のサンプルを500時間試験して無故障であれは，試験に合格である(JIS C 5003 「電子部品の故障率試験法」参照)。

　この表の高温動作寿命試験は，普通の使用条件から見れば，かなりの寿命加速になっており，もし主要な故障メカニズムに対し100倍の加速係数を仮定すれば，500時間×100=5万時間にわたり，故障率は(20%/103時間)/100=0.2%/103時間=2,000FIT以下であることを保証することになる。しかし，実際のメカニズムは多岐にわたり，同一加速係数を仮定できない。試験では，実際に起こりにくい故障も発生する。ともかく，このような1回限りの試験で実証できる故障率は，実際の故障率よりはるかに大きい。このような試験データを長期にわたって累積するか，フィールド・データによって平均的な故障率を実証せざるを得ない。