| 第１章 電子／電気製品の発火メカニズムの究明技術と安全対策
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★何故発火するのか！？事故再現による検証から導き出した
電気製品・電子機器の発火原因究明技術！
第１節 電気・電子機器の発火原因と原因究明技術
〜本質的な安全確保技術〜
１．電気・電子機器の発火原因
1-1．電気製品における事故の実態
1-2．主要な発火原因と再現試験による確認
1-2-1．配線
（１）ケーブル
（２）テーブルタップ
（３）コード
1-2-2．プラグ・コンセント
（１）トラッキング
（２）差込み不完全
1-2-3．ネジの緩み
1-2-4．はんだ付け部のクラック
1-2-5．バリスタ
1-2-6．コンデンサ
（１）アルミ電解コンデンサ
（２）タンタルコンデンサ
（３）積層セラミックコンデンサ
（４）フィルムコンデンサ
２．事故原因の究明手順
2-1．究明手順の重要性
2-2．事故原因究明手順
３．事故原因究明体制の整備
3-1．原因究明部門の組織化
3-2．解析機器の整備
3-3．解析技術者の育成
４．事故原因の究明技術
4-1．解析機器の準備
4-2．主な解析機器
（１）内部状態を非破壊で観察する
５．溶融痕の解析
６．今後の課題
☆なぜ発煙・焼損トラブルが発生するのか！？
安全規格の意義、基準内容と「本質的」な製品安全技術！
第２節 安全規格を基本とした電子機器の本質的な製品安全技術
１．電気・電子機器における安全規格の意義
1-1．安全規格の技術基準の意義
1-2．IEC60950-1 2nd 2005.12（以下、IEC60950）
1-2-1．ＩＥＣ60950の歴史的背景
1-2-2．電子機器の安全規格
２．ＩＥＣ60950で定める部品の発火および市場での部品の発火の原因
2-1．防火エンクロージャーを必要とする部品
2-2．電子機器の市場での部品の発火の主な原因
３. プラスチックの燃焼性
４．電気・電子機器の発火防止の基本思想
4-1．IEC60950の発火防止対策
4-2．発火対策の本質的な考え方
4-2-1．発火対策は、電気的方法と機械的方法の組み合わせ
4-2-2．電気的な対策
4-2-3．機械的対策
５．電気的対策の事例
5-1．難燃性の酸化亜鉛バリスタの実現
5-1-1．円板型バリスタ
5-1-2．バリスタの発火対策のコンセプト
5-1-3．難燃性のバリスタ
5-2．発火しないアルミ電解コンデンサの実現
5-2-1．アルミ電解コンデンサの構造
5-2-2．アルミ電解コンデンサの発火メカニズム
5-2-3．発火しないアルミ電解コンデンサ
★電気機器の使用環境と条件、使用期間など
様々な現場で発生した故障の対策！
第３節 電気機器の故障発生メカニズムと対策
１．マイグレーション
1-1．現象・メカニズム
1-1-1．発生条件
1-1-2．対策
1-1-3．その他
２．エレクトロマイグレーション
2-1．現象・メカニズム
2-2．発生条件
３．錫ウイスカ
3-1．現象・メカニズム
3-2．発生条件（ウイスカの発生に影響する要因）
3-3．対策
3-4．その他（錫ウイスカの特徴）
４．トラッキング
4-1．現象・メカニズム
4-2．発生条件
4-3．対 策
4-4．その他
５．その他の部品故障現象
5-1．クレージング
5-2．フレッティングコロージョン（fretting corrosion：微摺動磨耗腐食）
5-3．接点のブラウンパウダ＆ブラックパウダ
5-4．クリープ（creep）
☆電気製品の「経年劣化」メカニズムの解明と
安全性をどう確保するか！？
第４節 長期使用電気製品の経年劣化とその安全確保について
１．最近の製品安全における長期使用問題の動向
２．経済産業省の対応
2-1．電気用品
2-2．ガス・石油機器
３．製品評価技術基盤機構の事故情報の概要
４．長期劣化の原因
５．望ましい技術的な経年劣化対策
5-1．安全設計の基本：３ステップメソッド
5-2．望ましい技術的対策例
5-3．フェールセーフ設計
5-4．ライフエンド設計
★製品利用者の代表的な過失例から紐解く
発火事故の現状と傾向！
第５節 家庭用製品の発火と利用者対策の課題
１．利用者の過失例―電源ケーブルの事例
２．経年劣化あるいは利用者による過失事例―電子レンジの事例１
３．利用者の過失による発火―電子レンジの事例２・３
４．利用者の過失による発火―全自動洗濯機の事例
５．家庭における変圧器数の増加とタコ足配線の実態
６．危機感覚の無頓着化の蔓延
| 第２章 不良・発火事故を防ぐための電気／電子部品・製品の信頼性試験・解析
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☆複合型解析技法と新しい安全性解析技法とは！？
第１節 製品安全確保のための解析技法
１．複合型解析技法〜ＦＭＦＥＡ
1-1．ＦＭＦＥＡの開発と特長
1-2．ＦＭＦＥＡの実施手順と留意事項
1-3．デザイン・インへの活用
２．製品安全解析技法〜ＳＵ−Ｈ法
2-1．過酷使用と製品安全の確保
2-1-1．過酷使用とマン・マシン・インターフェイス
2-1-2．マン・マシン・インターフェイスと安全性設計
2-2．製品安全解析技法ＳＵ−Ｈ法の開発
2-3．ＳＵ-Ｈ法の実施手順と留意事項
★単一＆複数の環境ストレス因子を
同時に時系列的に与える試験が重要！
第２節 車載用電子・電気機器の
温度・湿度・振動による複合環境試験方法について
１．複合環境試験の環境条件
２．複合環境信頼性試験(CERT)の考え方
2-1．温度・湿度・振動の組合せによる評価方法
2-2．温度・湿度・振動の加えるストレス順序の考え方
３．故障と試験条件
3-1．車載コネクタの複合環境試験事例
3-2．車載用アッセンブリユニットの複合環境試験事例
3-3．車載用オーディオ機器の発火事例について
3-4．プリント配線基板の振動による影響の受け方について
４ 車載電子機器の評価試験手順
4-1．評価を必要とする試料の振動特性を計測
4-2．評価試料の温度変化に対する振動特性を計測。
4-3．プリント基板の温度変化による振動特性の変化
4-4．最近のプリント基板の温度による特性変化
4-5．アルミ板とプリント基板の２段重ねについて
4-6．車載機器の共振振動耐久複合環境試験について
５．これからの複合環境試験について
5-1．高度な複合環境試験
5-2．高度な複合環境試験の実環境への適用
第３節は著作権の都合上、掲載しておりません
第４節は著作権の都合上、掲載しておりません
☆安全性を高める為の信頼性評価技術とは！？
第５節 電子部品･モジュール類の
安全性を高める為の信頼性評価技術
１．発煙、発火とは
２．部品自身の信頼性評価
３．部品の品質管理
４．部品の選定基準
５．要注意な部品
６．設計的な考慮
７．寿命末期、及び使用環境による故障の想定
★製品信頼性確保のための寿命予測において重要な
「熱疲労特性」を把握！
第６節 鉛フリーはんだ接合部の評価･解析
〜熱疲労特性･衝撃強度特性〜
１．衝撃強度特性
1-1．接合界面の断面観察
1-2．破壊面の表面観察
1-3．金属間化合物の観察と評価・解析法
２．熱疲労特性
2-1．結晶組織解析法
2-2．断面試料作製法
2-3．鉛フリーはんだ損傷過程の特徴
2-4．寿命予測の数値化と評価概念
2-5．損傷部の破面解析
| 第３章 電気／電子部品・製品の不良故障・発火要因とその対策
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第１節 安全性を確保するための電気／電子部品構成材料
☆不良事故を防止するためには、これらにかかわる
基本的な物理現象をよく理解することが必要不可欠！
[１] 電子機器の不良を防止するための材料の基本的物理現象
１．不良事例から見た現象の羅列
1-1．錫ウィスカに付いて考えよう。
1-2．金属界面の剥離不良、カーケンダル現象を理解しよう
1-3．起こりやすい銀めっきのマイグレーションの仕組み
1-4．機械的信頼度で非常に重要な概念、軟らかい硬いの力学的俯瞰
1-5．金属間化合物による異常膨張破壊・応力破壊に注目しよう。
1-6．柔らかい金属の繰返し応力破壊を観察する
1-7．異物付着や界面剥離などで起こる水の露結と酸素濃淡電池を考える
1-8．プラスチックモールドパッケージのポップコーン現象をドリルしよう
1-9．ひずみ速度と破壊モードを理解しよう
２．不良現象に絡む本質的な物理現象
2-1．万物は寿命を持つ。なぜか？ の問いに答える
2-2．破壊しやすい界面の本質を概括しよう
2-3．初期界面エネルギと劣化後界面エネルギの本質を見る
2-4．結合形態と破壊の仕方
2-5．結合形態から見た熱的性質
３．基本的材料物理をうまく利用する方法
3-1．反応の概念
★絶縁破壊のメカニズムと高分子材料の絶縁破壊強度の把握！
[２] 高分子絶縁材料における絶縁破壊と種々の劣化
１．絶縁破壊
1-1．絶縁破壊電圧と絶縁破壊電界
1-2．絶縁破壊の基礎理論
1-2-1．概観
1-2-2．真性破壊
1-2-3．電子なだれ
1-2ｰ4．ツェナ−破壊
1-2-5．純熱的破壊
1-2-6．電気機械的破壊
1-3．絶縁破壊特性測定法
1-4．絶縁劣化
1-4-1．絶縁劣化の概観
1-4-2．部分放電劣化
1-4-3．トリーイング(電気トリーと水トリー)
1-4-4．トラッキング
1-4-5．イオンマイグレーション
２．絶縁材料に要求される他の機能とその劣化
2-1．機械的特性
2-2．耐熱性
2-3．耐放射線性
☆疲労破壊から高分子材料の
ミクロ的・複合材料の劣化と緩和技術！
[３] 実装材料の劣化の基礎と緩和技術
１．高分子材料の構造と劣化
1-1．ポリオレフィンの熱分解生成物
1-2．ポリエステルの熱分解
1-3．高分子材料の分子的な劣化と制御
２．高分子材料の疲労劣化と緩和技術
2-1．高分子材料の疲労による劣化と表面
2-2．超音波負荷による劣化
2-3．高分子疲労破壊のまとめ
３．複合材料の劣化と緩和
第２節 電線・ケーブル
★配線器具接続部における
赤熱現象の発生メカニズムから発火に至るプロセスまで！
[１] 電線・ケーブル等の干渉発熱による発火原因と対策
１．絶縁抵抗と絶縁破壊
２．絶縁電線およびケーブルの許容電流
３．許容電流の考え方および検討方法
3-1．許容電流と温度上昇
3-2．FEM解析による干渉発熱の推定
４．実験方法
５．実験結果
5-1．IV1.6mmφ
5-2．VVF1.6mmφ2C，3C
６．結束配線による干渉発熱に関する考察
７．干渉発熱による絶縁劣化防止対策
[２] 赤熱現象による発火現象と対策
１．金属導体の機械的加圧力による接触抵抗
２．接続部の電気伝導の劣化メカニズムと接続信頼性について
３．赤熱現象発生メカニズム
４．発生装置および検討方法
５．実験結果
６．赤熱現象発生時の波形解析
７．赤熱現象に関する考察
８．事故例と原因および対策
第３節 プラグ・コンセント
☆トラッキング現象に伴う火災を防止する技術とは！？
[１] コードプラグのトラッキング短絡検出技術
１．漏れ電流によるトラッキング検出
２．回路電流によるトラッキング検出
2-1．回路電流の特徴を利用する方法
2-2．回路電流の演算処理によるトラッキング検出
３．高周波信号重畳によるトラッキング検出
４．蒸発した水分によるトラッキング検出
５．温度によるトラッキング検出
第４節 ネジの緩み
★ネジ接続端子部の緩みも発火要因の１つ！
[１] 製品安全のために知っておきたいネジの緩み防止技術
１．組立の視点・分解の視点
２．ねじの締め易さと緩め易さ
３．締結要素の分解技術
４．再生技術と機能設計
第５節 プリント配線板
☆電極間の短絡に至る
イオンマイグレーション現象のメカニズムとその防止技術とは！？
[１] 電子機器のイオンマイグレーションとその防止方法
１．イオンマグレーション現象の概要
1-1．マイグレーションと滲み出し現象
1-2．イオンマイグレーションの発生例
1-3．イオンマイグレーションに影響を与える種々の条件
1-3-1．電位差
1-3-2．温度
1-3-3．湿度
1-3-4．素材
1-3-5．形態
1-3-6．不純物
２．イオンマグレーションの発生メカニズム
2-1．金属の溶解
2-2．イオンの移動
2-3．析出
３．イオンマグレーションの防止方法
3-1．封止による方法
3-2．材料による方法
3-3．その他による方法
3-4．イオンマイグレーションの発生事例と防止方法
第６節 はんだ接続部
★はんだ接続部の接続不良における
短絡（ショート）と断線（オープン）とは！？
[１] 引け巣／クラック／はく離対策と接合信頼性評価
１．開発された鉛フリーはんだの課題
1-1．はんだ材料の課題
1-2．電気／電子部品の課題
1-3．電気／電子製品の課題
２．初期製造品質
2-1．ぬれ不良
2-2．引け巣
３．長期信頼性
3-1．金属間化合物
3-2．金属疲労
４．鉛フリーはんだ特有の課題
4-1．リフトオフ
4-2．再加熱によるはく離
☆ウィスカの成長メカニズムの解明と防止技術！
[２] 錫ウィスカの発生メカニズムと
試験・評価方法およびその低減策
１．信頼性試験
1-1．信頼性不良のメカニズム
1-2．信頼性不良の捉え方
1-2-1．信頼性不良の解決度合
1-2-2．信頼性不良の大きさ
1-2-3．信頼性不良の側面
1-2-4．信頼性不良の性格
２．技術の進歩
2-1．信頼性不良から技術向上へ
2-1-1．信頼性の仕様
2-1-2．故障改善に用いる技術
３．ウィスカについて
3-1．ウィスカの過去
3-1-1．技術の陰と陽
3-1-2．鉛は昔から有害物質
3-1-3．故障の改善
3-2．ウィスカの現在
3-2-1．ウィスカ出現・発見の歴史
3-2-2．錫ウィスカ成長現象の特異点
3-2-3．錫ウィスカ故障の改善
3-2-4．錫ウィスカ成長メカニズムモデル仮説の構築
3-2-5．錫ウィスカ成長評価方法確立のために
3-3．ウィスカの未来
3-3-1．ウィスカ発生成長防止法の確立のために今後追及すべき可能性
第７節 コンデンサ
★タンタル・ニオブコンデンサの焼損事故と
そのメカニズム、信頼性評価技術と故障解析事例を紹介！
[１] タンタル・ニオブコンデンサの
信頼性・安全性（発煙・発火）評価と故障解析事例
１．コンデンサによる焼損事故とリコール
２．コンデンサの種類と特徴
2-1．アルミ電解コンデンサ
2-2．タンタル電解コンデンサ
2-3．セラミックコンデンサ
2-4．その他のコンデンサ
３．タンタル・ニオブ電解コンデンサの焼損の要因とメカニズム
3-1．定格電圧の誤解
3-2．リーク電流の影響
3-3．焼損・発火のメカニズム
４．コンデンサの市場故障例と解析事例
4-1．コンデンサの市場故障例
4-2．導電性高分子コンデンサの赤熱問題
4-3．コンデンサの故障解析事例
５．電解コンデンサの逆付けとその防止策
６．タンタル・ニオブ電解コンデンサの信頼性試験
6-1．信頼性試験装置・回路
6-2．信頼性試験データと加速試験
７．発火事故を防止するために
☆高温領域におけるＭＬＣＣの絶縁破壊現象の解明！
[２] 高温領域における積層セラミックコンデンサの直流絶縁破壊
１．電気伝導と絶縁破壊
1-1．電気伝導の概説
1-2．絶縁破壊の概説
1-3．誘電体セラミックスの電気伝導と絶縁破壊
1-4．積層セラミックチップコンデンサの電気伝導と絶縁破壊
第８節 Ｌｉ二次電池
★リチウムイオン電池に使用される
有機電解液などの法規制と、新たな安全性試験（法規制と試験規格）！
[１] リチウムイオン二次電池に用いられる
化学物質の法規制と動向／安全性と試験規格
１．リチウムイオン化学物質の法的規制と動向
1-1．リチウムイオン電池に使用される有機化学物質
1-2．リチウムイオン電池材料の物理化学的特性
1-3．リチウムイオン電池の製造（原料＞加工・組立＞製品）
1-4．各段階での化学物質の安全と法規制（原料＞製造・組立＞電池）
1-5．ＥＵ指令とそれぞれの対象の段階
２．リチウムイオン電池の安全性の基礎
2-1．正極活物質のＬｉxと理論容量の関係
2-2．正常動作領域と異常域（リチウムイオン二次電池）
2-3．正極活物質の分解温度
2-4．リチウムイオン電池の安全と危険（１）時間的経過
2-5．リチウムイオン電池の安全と危険（２）充放電
３．安全性／危険性と試験規格
3-1．リチウムイオン電池 安全性試験と安全基準
3-2．リチウムイオン電池の安全性試験（１）機械的試験
3-3．リチウムイオン電池の安全性試験（２）電気的試験
４．電気用品安全法の改正と試験規格
4-1．電気用品安全法改正
4-2．電気用品安全法改正とＪＩＳ規格
☆自己消火型リチウムイオン二次電池への
実用化を成し遂げる基礎技術とは！？
[２] 不燃性イオン複合ポリマーを骨格とした
リチウムイオン二次電池への応用技術
１．不燃性イオン複合ポリマーを骨格としたリチウムイオン二次電池への応用技術
1-1．不燃性イオン複合高分子の基礎技術
1-1-1．リチウムポリマー二次電池の固体電解質開発の発想とIL複合電解質構成への開発経緯
1-1-2．IL―共役系高分子複合電解質の創製
1-1-3．イオン複合導電性高分子の構成材料
1-2．ICE電解質の開発
1-2-1．ICE電解質の応用処法
1-2ｰ2．ICE電解質の製膜化基礎技術
1-2-2-1．ホストポリマー、IL、支持塩の処方適合性
２．自己消火型リチウムイオン二次電池への応用
2-1．ICE電解質の特性評価
2-2．ICE電解質の導電性能
2-3．ICE電解質処方のLIBセル性能評価
2-4．SES-LIBの安全性
2-4-1．SES-LIBの安全性特性
2-4-2．SES-LIBの着火燃焼による可逆性試験と結果
2-4-3．釘刺し試験
★安全性が問題視されているリチウムイオン二次電池。
その安全性や信頼性を向上させる完全無機固体化！
[３] 安全性や信頼性を向上させる
全固体リチウム二次電池用無機固体電解質の開発
１．無機固体電解質の特徴と分類
1-1．酸化物系結晶固体電解質
1-2．酸化物系ガラス固体電解質
1-3．硫化物系結晶固体電解質
1-4．硫化物系ガラス固体電解質
1-5．硫化物系ガラスセラミック固体電解質
２．硫化物系固体電解質の全固体電池への応用
[４] アラミドセパレータを使用した
リチウムイオン電池の安全性と電気特性
１．アラミドセパレータの特徴
1-1．アラミド
1-2．アラミドセパレータ
２．リチウムイオン電池
2-1．リチウムイオン電池
2-2．リチウムイオン電池の構造
2-3．リチウムイオン電池の特徴
３．アラミドセパレータを使用したリチウムイオン電池
☆高耐熱セパレータをリチウムイオン電池に用いた場合の
熱暴走による発火・爆発防止、耐久性向上！
3-1．単層ラミネートセル
3-2．初期特性
3-2-1．充放電特性
3-2-2．レート特性
3-2-3．インピーダンス特性
3-3．耐久性
3-3-1．サイクル特性
3-3-2．保存特性
3-4．安全性
3-4-1．過充電試験
3-4-2．加熱試験
3-4-3．強制内部短絡試験
第９節 車載用デバイス
★車載用半導体デバイスの耐火性も含めた信頼性試験とは！？
[１] 車載用半導体デバイスの信頼性
１．信頼性の考え方
２．公的規格における信頼性要求内容
３．信頼性試験
４．半導体デバイスの発火対策と耐火性試験
５．品質・信頼性の維持と改善
☆高信頼性を有する車載電子機器の鉛フリー実装技術とは！？
[２] 車載用電子機器の鉛フリーはんだ実装と高信頼性化
１．現在の車載機器鉛フリー実装
1-1．SAC３０５使用車載機器鉛フリーはんだ実装
２．鉛フリー特殊はんだ合金
2-1．SAC３０５系の微量元素添加合金
2-2．高In系合金の信頼性
| 第５章 安全な電子／電気部品・製品設計のための法令・認証とそのポイント
|
☆製品欠陥による被害と、
製造者の損害賠償責任を定めた製造物責任法（ＰＬ法）とは！？
[１] 製造物責任法（ＰＬ法）の概要
〜欠陥の３類型・推定／開発危険の抗弁〜
１．製造物責任法（PL法）の概要
1-1．過失責任と厳格責任
1-2．PL法の対象
1-2-1．製造物
1-2-2．損害
1-2-3．責任主体
1-3．欠陥の3類型
1-3-1．製造上の欠陥
1-3-2．設計上の欠陥
1-3-3．表示・警告上の欠陥
1-4．欠陥の推定
1-5．開発危険の抗弁
1-6．部品・原材料製造業者の抗弁
1-7．期間制限
1-8．PL関連クレームおよびPL訴訟の件数
★電気製品を輸出する場合に必要な
電気製品安全認証制度有無と認証取得の要否とは！？
[２] 世界の電気製品安全認証と認証制度
１．電気製品安全に関する適合性評価と第三者認証制度
２．世界の電気製品安全認証
３．ULマークで見る認証機関の活動例
４．日本の電気安全認証
５．産業界と電気安全認証
６．電気安全国際相互承認
6-1．WTOとTBT
6-2．国際相互承認
6-2-1．CB制度
6-2-2．政府間の相互承認協定（MRA）
企画・編集担当：佐藤勇介
