Q: 寿命の設定はありますか？

寿命の設定はありますか？| よくある質問 | TDK プロダクトセンター English 中文 Deutsch --> ホーム お問い合わせ 寿命の設定はありますか？ Pankuz End --> Q. 寿命の設定はありますか？ EMC対策製品 > EMC対策製品 > 電源ライン用EMCフィルタ A. ノイズフィルタは電解コンデンサのような寿命部品を使用していない為、寿命の設定はございません。参考として信頼性試験データにMTBFを掲載しております。 c:faq cid:1432778896526 def:faq_detail_D locale:ja -->

Question 1

FIT値とMTTF/MTBF (1): MTBF（Mean Time Between Failures：平均故障間隔）とは何ですか。

Accepted Answer

A. MTBFは、所定のデバイスやシステムの計算上の平均故障間隔であり、時間単位で表されます。この統計値は、所定の部品の故障間隔を長期にわたって平均化した時間を表します。これはシステムにおける各種部品の既知の故障率から計算されるシステム全体の信頼性の指標です。

MTBFの計算は、特定サイトや小規模の部分集団の動作ではなく、全体の母集団の動作を予測するために使用します。したがって、MTBFの適用対象は多数の部品の累積分析であり、特定ユニットに適用するものではありません。図1はその概略を示したものです。

図1：MTBFの図解

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Question 2

FIT値とMTTF/MTBF (2): MTBFとMTTFの違いは何ですか。

Accepted Answer

A. MTBFは故障したシステムがすぐに修復されること（経過時間ゼロ）を前提とするモデルの要素として適用するのに対し、MTTFは修復不能なシステムの故障の平均間隔を表すものです。ただし実際には、MTBFは修復可能なシステムと修復不能なシステムのどちらにも広く使用されています。

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Question 3

FIT値とMTTF/MTBF (3): MTBFはどのような数値でメーカーから提供されていますか。

Accepted Answer

A. 基本的には理論値と運用値の2種類があります。メーカーが新製品を市場投入する場合、製品の動作に関する運用データはありません。通常、MTBFの理論値は同等の製品に基づいて計算します（積層セラミックコンデンサの場合、同等の材料とクラスに基づく数値となります）。この数値は主に信頼性のベンチマークとして使用されます。理論値はFIT値から計算します。そのほか、MTBFの数値は理論的モデルに基づいて推定されますので、ある前提のもとでの数値であると言うことに注意する必要があります。また、理論値は通常、製造時の一時的な品質問題などの異常な状態を考慮していません。

部品が一定期間使用された後は、運用値が提供されます。それによって実際の部品の故障分析とその後の予測が可能になります。運用値はフィールド情報の分析によって導き出され、通常は理論値より低くなります。それは理論値が人的要因等を考慮していないことによります。

*JEDEC Standard JESD85, "Methods for Calculating Failure Rates in Units of FITs", JEDEC Solid State Technology Association, Arlington, VA, July 2001.
*R. A. Dovich, "Reliability Statistics", ASQ Quality Press, Wisconsin, 1990.
*Zzyzx Peripherals, Inc., "Mean Time Between Failure （MTBF） and Availability – A Primer", Technical Paper, June 13, 2001 Revision A.

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Question 4

FIT値とMTTF/MTBF (4): FITとは何ですか。

Accepted Answer

A. FITの定義は、ある母集団の故障総数を、その母集団が所定の条件で特定の測定期間についやした時間単位総数で割った数値です。FITは一般にλで表します。大きさは時間の逆数であり、単位は10⁹/時間 = 1 FITです。つまり、1 FITとは1ꯠꯠꯠ時間に1回の故障を表します。

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Question 5

FIT値とMTTF/MTBF (5): 故障領域とは何ですか。

Accepted Answer

A. 一般にシステムの動作寿命には、故障率に3つの領域が見られます。図2は、3つの領域をもつ信頼性のバスタブ曲線を示しています。

図2：故障率曲線

最初の領域（期間）は初期故障期間といいます。次の領域は偶発故障期間です。これは製品を供給中の期間と想定されます。この期間の故障率は横ばいと考えられ、安定しています。最後の領域は磨耗故障期間です。この期間は電気的な要因よりも機械的要因（摩耗や疲労など）に顕著に見られます。

初期故障は通常、出荷前の検査で取り除けなかった不良などに起因します。TDKのセラミックコンデンサは、初期故障を最小限に抑えるため、お客様に出荷する前に徹底した検査と100%スクリーニングを設け、すべてのチップが仕様に適合することを確認しています。また種々の負荷試験により、すべてのチップコンデンサがお客様の仕様や期待を上回っていることも確認しています

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Question 6

FIT値とMTTF/MTBF (6): MLCC(積層セラミックチップコンデンサ)の推定される寿命・故障率には、どのような要素が影響しますか。

Accepted Answer

A. 推定される寿命・故障率は使用される温度と印加電圧の両方の影響を受けます。これらは誘電体にかかる負荷係数であり、まとめて加速係数と言います。加速係数はAV（Voltage Acceleration、電圧加速）にAT（Temperature Acceleration、温度加速）の積となり、以下の式で表します。

AVは、FITとMTBFの計算に使用する2つの加速要素の1つです。TDKではこの値を以下の式で計算します。

V = 試験電圧
V₀ = 動作電圧
α = 電圧加速係数

電圧加速係数（α）は、電圧負荷を計算するために使用する係数です。一般的に受け入れられている電圧加速係数の平均は3であり、TDKもこの値を採用しています。

ATは、FITとMTBFの計算に使用する2つの加速要素の1つです。TDKではこの値を以下の式で計算します。

T = 試験温度
T₀ = 動作温度

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Question 7

FIT値とMTTF/MTBF (7): TDKのMLCC(積層セラミックチップコンデンサ)は、FITをどのように計算していますか。

Accepted Answer

A. TDKは、工業規格JIS5003に基づき、高温負荷試験の結果よりFITを算出します。
この式によると、故障率が低下すると平均故障時間は増えることになります。前の例では、MTBFは4140.9年に相当します。

•r = 試験期間中の総故障数
•Σ t = 総試験時間×試験サンプル数
•k = 信頼度レベル係数
（r = 0の場合は、信頼度60%でk = 0.917のみを使います。r = 0以外の場合は、r x k を使います。例：故障数が2個の場合は、2X1.55）

故障数	k
故障数	信頼度60%	信頼度90%
0	0.917	2.30
1	2.02	3.89
2	1.55	2.66
3	1.39	2.23
4	1.31	2.00
5	1.26	1.85

表1: rに対応するkの値

動作条件での故障率（λ0）の計算には、以下の式を使います。

例：CGA2B3X7R1H104Kを例にとって、故障率の計算をしてみます。この製品の高温負荷試験は、125°C、定格電圧の1.5倍、試験サンプル数77個で1000時間行っており、故障数はゼロです。お客様が、動作温度が85°Cで動作電圧が25V（定格電圧の半分）で使用すると仮定し、信頼度を60%として計算してみます。

1FITは1 x 10^-9

MTBFはFITの逆数です。

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Question 8

FIT値とMTTF/MTBF (8): ユーザーは、MTBFとFITの値をどのように使用しますか。

Accepted Answer

A. これらの値は主にシステムが動作状態を保つ確率の計算に使用されますが、しばしば誤解されたり間違って使用されたりする場合があります。これらの値は、部品が一定の時間持つことを保証するものではありません。所定の条件では、MTBFが大きいほど部品の動作時間が長くなる確率が高くなることは明らかですが、MTBFは製品寿命を指すものではありません。

例えば、TDKのコンデンサのMTBF値を6918年（16.5 FIT）と想定したとしても、コンデンサがそれほど長く持つという意味ではありません（それほど長時間、部品を試験することは無論できません。） 1年は8760時間（365日 x 1日24時間）とすると、コンデンサが10年間故障せずに動作する確率を求めるには、以下のような計算をします。

6꽶年の時間： 60긹꺈時間
10年の時間： 87길時間
10年間故障せずに動作する確率： 87길時間 /60긹꺈時間 = 0.0014455 →e-0.0014455 = 0.99856

確率は％ですから、これは単純に、部品が10年間正常に機能する可能性が99.9%であるということになります。 6918年はコンデンサが故障するまでの時間としては明らかに桁外れな数値です。しかしコンデンサは単独では動作しないと言うことを考えなければなりません。コンデンサは回路の要素として、全体のシステムの一部の機能を担っています。回路の構成要素が壊れると、場合によっては回路全体が機能しなくなります。

システム全体のMTBFを計算するには、全てのFIT値の合計を逆数にします。FIT値とは何かを分かりやすくするために例を見てみましょう。ある回路に使用されるコンデンサが70個あるとします。それらのFIT値はすべて16.5（前の例と同じ）とします。MTBFを求めるには、以下のように計算します。

MTBF = 1/（16.5 x 70） = 0.0008658008658
0.0008658008658 x 10⁹ = 865꼀時間

この回路にコンデンサが70個ある場合、それらを合計した全体のMTBFは大幅に減少します。この回路が10年後も動作する可能性は、前の例で計算すると90.4%になります。MTBFも865꼀時間（およそ98年）と妥当な値となります。

一方、たとえば自動車で使用される場合、故障時間ははるかに伸びます。毎日4時間、1460時間運転すると仮定した場合、MTBF = 865꼀/1460、すなわち593年となります。自動車が10年間故障しない確率は、e-（10/593） = 0.983、すなわち98.3%となり、90.4%に比べてはるかに良い数値です。

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Question 9

FIT（Failure In Time、故障率）を教えて下さい。

Accepted Answer

A. 製品別に算出しています。
故障率の算出には下記の情報が必要となりますので、それらをお近くの窓口までお知らせください。

品番
使用用途　例：携帯電話、産業用カメラ、自動車のエンジンユニットなど
平均使用温度
一日の平均使用時間

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製品・販売、技術的なお問い合わせ
国内営業所一覧　
取扱い特約店一覧

Question 10

チップビーズのFIT（Failure In Time、故障率）を教えて下さい。

Accepted Answer

A. 製品別に算出しています。故障率の算出には下記の情報が必要となりますので、それらをお近くの営業所もしくは代理店、本サイトから問い合わせ下さい。

品番
使用用途　例：スマートフォン、産業用ロボット、自動車のエンジンユニットなど
平均使用温度
一日の平均使用時間

製品ポータルサイト

チップビーズの製品情報

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Question 11

チップビーズの故障モードを教えてください。

Accepted Answer

A. チップビーズの故障モードは大きく分けて、断線またはショートに分類されます。 TDKでは機械的応用力を緩和し、熱衝撃に対する高信頼性の樹脂電極製品もラインナップしています。
樹脂電極製品は特性値検索の「高度な検索」 - 「特徴」から絞り込むことができます。
>>樹脂電極製品の絞り込み結果

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特性値検索

チップビーズの特性値検索

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Question 12

コモンモードフィルタ/チョークのMTBF、FITを教えてください。

Accepted Answer

A. コモンモードフィルタ/チョークのMTBF(Mean Time Between Failure) 、FIT値(Failure In Time)につきましては、以下の4項目をご提示頂き、弊社担当営業もしくは代理店へお問い合わせ頂くか、当 Webサイトよりお問い合わせください

①製品品番
②用途（CAN通信など）
③1日の使用時間
④使用環境温度

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Question 13

コモンモードフィルタ/チョークの代表的な故障モードはなんですか。

Accepted Answer

A. コモンモードフィルタ/チョークの代表的なオープン(断線)やショート(短絡)及びコアの剥離、大きなカケによるインピーダンスやインダクタンスの変化によって正常にノイズ除去がされない事が考えられます。

製品ポータルサイト

コモンモードフィルタ/チョークの製品情報

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Question 14

寿命の設定はありますか？

Accepted Answer

A. ノイズフィルタは電解コンデンサのような寿命部品を使用していない為、寿命の設定はございません。参考として信頼性試験データにMTBFを掲載しております。

Question 15

FITとは何ですか。

Accepted Answer

A. FITの定義は、ある母集団の故障総数を、その母集団が所定の条件で特定の測定期間についやした時間単位総数で割った数値です。FITは一般にλで表します。大きさは時間の逆数であり、単位は10⁹/時間 = 1 FITです。つまり、1 FITとは1ꯠꯠꯠ時間に1回の故障を表します。

製品ポータルサイト

高周波製品およびモジュールの製品情報

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Question 16

湿度センサ CHS-UGSは経年変化はしますか。

Accepted Answer

A. 湿度センサCHS-UGSの温湿度環境での経年変化は、基本的には出力が低下する方向へ変動していきます。各温湿度環境での経年変化につきましては予測寿命データをお近くの営業所もしくは代理店、本サイトよりお問い合わせください。

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湿度センサの製品情報

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Question 17

電源の周囲温度の考え方について教えてください。

Accepted Answer

A. 強制空冷タイプの電源の場合、電源吸気温度を電源周囲温度と定義します。

強制空冷タイプの電源の場合

自然空冷タイプの電源の場合、電源の発熱の影響を受けない箇所を周囲温度と定義します。また、電源の輻射熱を受けないようご注意ください。

自然空冷タイプの電源の場合

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Question 18

MTBFとはどのようなものでしょうか。

Accepted Answer

A. MTBF（Mean Time Between Failures）とは日本語では平均故障間隔と呼ばれ、市場で稼働している製品の補修部品の準備数を決定する数値となります。

（例）1ꯠ台の製品が市場で稼働し、100時間たったらその内何台故障するかを推定し、準備しなければならない製品の数量を決めます。
この場合には1ꯠ台×100時間=100ꯠ時間・台となります。
MTBFが50ꯠ時間とすると100ꯠ÷50ꯠ=2台の故障が予測されます。
従って、1ꯠ台のこの装置を100時間使う場合には2台の不良代替品を手元に用意しておけば良いことになります。
また、MTBFの計算値はメーカーによって計算方法や計算条件の違いがあります。
計算方法は2通りあり、環境条件は組み合わせにより各種あります。
基本になる部品故障率は米国の軍用規格であるMIL STD 217やJEITAで作成された値があります。従って、計算結果は何通りかになります。
計算方法は、部品ストレス解析法、部品点数法で算出されます。
部品の基礎故障率は使用環境により分類されており、部品点数法では弊社の場合、
地上温和：地上に固定され人間の住める環境
地上固定：地上に固定される装置環境
を想定して算出しております。なお、故障率は地上温和＜地上固定となります。

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Question 19

製品寿命はどのように確認すればよいですか？

Accepted Answer

A. 製品の寿命は多くの場合、電解コンデンサの寿命によるものです。
使用している電解コンデンサはLo、定格温度など製品によって異なっており、それに伴い寿命も異なります。
詳細は、製品情報ウェブサイト（TDKプロダクトセンター）の各製品のテクニカルデータページ内、信頼性データの『電解コンデンサ推定寿命計算値』をご確認ください。
（ファン内蔵製品は『電解コンデンサ推定寿命計算値』および『ファン期待寿命』をご確認ください）

電解コンデンサの寿命は、一般的に電解液が封口部を介して外部に蒸散する現象が支配的であり、その蒸散スピードを決定する温度によって決まります。電解コンデンサの推定寿命計算式の代表例として、アレニウスの法則（10℃2倍則）をご紹介します。

信頼性データ内の『電解コンデンサ推定寿命計算値』は、アレニウスの法則（10℃2倍則）で算出した時間を1日24時間稼働した場合の年数で表していますので、実際のお客様装置の稼働状況により年数は変わります。仮に8時間稼働の場合は表示されている年数より長くなることが推測されます。
ただし、稼働時間の短縮・低い使用温度により長い寿命が推測される場合でも、実際には電解コンデンサの封口ゴムの劣化を考慮する必要がありますのでご注意ください。封口ゴムの劣化までの年数は現在一般的に15年と言われています。

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Question 20

故障時間について、MTBFで表している製品とMTTFで表している製品があるようですが、違いは何ですか？

Accepted Answer

A. MTBF（Mean Time Between Failure　平均故障間隔）とは、ある製品が使用を開始してから、もしくは故障から回復してから、次に故障するまでの平均時間のことです。
一方、MTTF（Mean Time To Failure　平均故障時間）とは、ある製品が使用を開始してから、故障するまでの時間のことです。
どちらも算出方法は同じですが、一般的には修理可能な製品はMTBF、修理できない製品はMTTFと呼ぶことが多いです。
弊社（TDKラムダ）では、電源製品の信頼性を表す場合、通常MTBFを用いておりますが、特に小型オンボード製品などの明らかに修理が困難な製品については、MTTFで表す場合もあります。

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Question 21

故障率としてFIT数を教えてください。

Accepted Answer

A. FIT(Failure In Time) とは、故障率を表す単位のことで、10⁹時間あたりに何件故障が発生するかを表しております。
例えば、10FITの場合は、10⁹時間当たりに10件故障が発生することになります。
FIT値は、信頼性データに記載されているMTBFまたはMTTFから以下の算出式を用いて算出することが可能です。

（式）

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Question 22

周囲温度とは、具体的にはどこの温度を測定すれば良いですか？

Accepted Answer

A. 周囲温度は、製品周囲の雰囲気温度であり、製品を実装される装置の内部温度を測定してください。
測定ポイントとしましては、製品の横方向に5cm程度離れた箇所としてください。製品の上部とした場合、自己発熱の煽りや自然対流の影響を受けてしまいます。また、余り近づき過ぎますと電源からの輻射の影響も受けてしまい正確な測定ができませんのでご注意ください。

図1

なお、強制空冷対応製品（実装基板が外部に露出している製品）につきましては、別途測定方法を規定しております。詳細は、各製品の取扱説明をご確認ください。

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Question 23

電源の推奨保管方法を教えてください。

Accepted Answer

A. １．梱包箱に入った状態で保管してください。
２．製品に直接過度な振動、衝撃、荷重がかからないようにしてください。
３．直射日光があたらないようにしてください。
４．保管温湿度は、以下条件を目安としてください。
温度範囲：5℃～30℃
湿度範囲：40%～60%RH
※温湿度変化の激しい場所での保管は、製品に結露が生じたり、劣化の原因になりますのでお避けください。
５．保管期限は、納入後2年以内のご使用をお奨め致します。

【オンボード型やパワーモジュール製品のような、基板にはんだ付け実装され、かつ、アルミ電解コンデンサ不使用の製品を保管の場合】
納入後1年を経過した場合は、リードの錆や酸化、はんだ付け性などをご確認の上、ご使用ください。
なお、SMDタイプの製品には、MSL（Moisture Sensitivity Level）の規定がある場合がございます。
取扱説明書、製品カタログに記載の『保管条件』または納入仕様書を必ずご確認ください。

　1年以上の長期保管をした場合、端子ピンが酸化することにより、はんだ付けできなくなるという懸念があります。
　長期保管される場合は、酸化の要因となる酸素や水気の対策として、例えば乾燥剤（シリカゲル）を同梱した脱気梱包を実施いただくなど、端子ピンが酸化
しないことに重点をおいて保管して頂くことをお奨め致します。

【ユニット型や基板型、一部オンボード型のように、電源内部にアルミ電解コンデンサを使用している製品を保管される場合】
　無通電のまま長期間放置しますとアルミ電解コンデンサの漏れ電流が増加する傾向にあります。
　この現象は、アルミ電解コンデンサに電圧を印加することで電解液の修復作用により増加した漏れ電流が減少し、改善致します。

　目安として1年以上長期保管された製品をご使用される場合は、ご使用前に30分以上の無負荷通電を実施後、ご使用ください。

＜通電条件の目安＞
（1）納入後1年以上経過した製品へ実施
（2）通電条件
入力電圧：定格
負荷：0A
周囲温度：常温
時間：30分以上

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Question 24

オンボード電源を搭載した基板をコーティング処理したいのですが、注意点を教えてください。

Accepted Answer

A. コーティング材が電源にかからないようにマスキングをしてください。
電源内部に浸透してしまうと、内部部品の隙間に入り込み、膨張・収縮することで破損する可能性があります。

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DC入力電源（DC-DCコンバータ）
電源のテックノート

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Question 25

無償保証（期間）とはどういう意味ですか？

Accepted Answer

A. 製品ごとに指定された期間内において、正常なご使用状態で発生した故障につきましては、無償で修理いたします、という意味です。各製品の無償保証期間は、取扱説明書からご確認いただけます。

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Question 26

ファンが故障した場合、自分で交換しても良いですか？

Accepted Answer

A. ファン交換は弊社にお申し付けください。有償にて対応いたします。
ファンの交換時期につきましては、信頼性データのFAN期待寿命を目安にしてください。
交換時期の半年から3ヶ月程度前までに、最寄りの弊社サービス拠点までご連絡ください。
お客様にてファンを交換なされた場合、製品の安全規格(UL,CE等)は適用外になります。
また、製品の保証に関しましても保証外となりますので、ご注意ください。
なお、生産中止の製品でサポートを終了した製品については、ファン交換不可とさせていただきます。

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Question 27

医療機器には対応していますか？

Accepted Answer

A. TDKは高機能化が進むメディカル/ヘルスケア分野においても、蓄積したコアテクノロジーと最先端の技術を駆使した高信頼性の各種製品を提供しています。

TDK製品の医療機器への対応状況は下記からご確認いただけます。
》「医療機器のクラス分類」とTDK製品の対応状況について。

また、アプリケーションガイドからは、医療用途にお使いいただける製品ラインアップをご案内しています。
》アプリケーションガイド　医療機器

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