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信頼性試験のサンプル数・LTPD 計算ツール

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要点

故障ゼロで信頼度 R を信頼水準 CL で示すのに必要なサンプル数は n = ln(1−CL)/ln(R) で、信頼度99%・信頼水準90%なら230個、99.9%なら2,302個です。JEDEC の HTOL でよく使う「3ロット×77個＝231個・故障0」は、信頼水準90%で LTPD 約1%に相当します。

目標の信頼度を示すのに必要なサンプル数

必要なサンプル数 n230個
判定230個を試験して故障が0個以下なら、信頼水準90%で信頼度99%以上

試験結果から言える不良率の上限（LTPD）

不良率の上限（信頼水準 90%）0.992%
言える信頼度の下限99.008%

JEDEC JESD47 の HTOL などでよく使う「3ロット×77個＝231個・故障0」は、信頼水準90%で LTPD 約1% に相当します。

故障率（FIT）目標を示すのに必要な試験規模

必要なサンプル数591個
必要な等価デバイス時間 N·t·AF4.605×10⁷時間
χ²（90%, 自由度 2）4.605

故障が指数分布（故障率一定）に従うと仮定しています。加速係数は、試験条件（温度・電圧・湿度）と使用条件から加速係数の計算ツールで求めてください。

故障ゼロで示せる信頼度とサンプル数

信頼度 RCL 60%CL 90%CL 95%CL 90%・故障1個まで
90%9222938
95%18455977
99%92230299388
99.5%183460598777
99.9%9162,3022,9953,889

「故障ゼロ」でも信頼度100%とは言えない

抜き取り試験で故障が0個だったとしても、母集団の不良率が0であるとは言えません。言えるのは「不良率が p 以上なら、n 個すべてが良品になる確率は 1−CL 以下しかない」ということだけです。故障ゼロで信頼度99%を信頼水準90%で示すには230個、99.9%なら2,302個が必要で、要求する信頼度が1桁上がるとサンプル数もほぼ1桁増えます。

半導体の信頼性認定では、ロット間のばらつきを見るために3ロット以上から試料を取るのが原則です。故障率（FIT）の保証には、温度や電圧で加速した試験を行い、加速係数で使用条件に換算します。加速係数を大きくするほど少ない試料と短い時間で済みますが、使用条件では起きない故障モードを引き起こさないよう、試験条件には上限があります。

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