半導体の寿命は5年ぐらい？ ほこりはどうなのか

質問

カテゴリーがどこかわからないのですが、ここでしてみます。

コンデンサーなど、半導体の種類は多岐に渡りますが、
半導体は「永久に近い」とも聞いたことがあります。
実際に、私のPCも5年以上経っても正常です。
また、中もほこりがあることもありましたが大丈夫でした。

私としては、新品の製品として売るならば、部品も新品であるべきと考えますが、
部品も色々とあり、出荷前に1－２年以上経過してしまうものもあるかと思います。
この場合、部品は寿命の関係、品質の関係で、新品の部品であるべきでしょうか？

また、ほこり・汚れも多少ついてしまうこともあるでしょうが、その辺は大丈夫でしょうか？

CDも、永久のようなことを言われてきましたが、実際には、ちゃんと管理していなければ10-20年で使えなくなってしまうことが確認されています。
何事もないとは言い切れませんが、部品も完全に調達できるわけではないことが大きいと考えます。
そういうわけで、物理的にはどうなのかなどお願いします。

回答No.4

gootone · ベストアンサー

こんにちわ。以前電子機器メーカーで品質管理という仕事を
していました。

＞CDも、永久のようなことを言われてきましたが、

レコードに比べれば寿命が長いというだけで、単なる宣伝文句
だったと思います。

＞また、ほこり・汚れも多少ついてしまうこともあるでしょうが、その辺は大丈夫でしょうか？

部品単体の場合、外部の汚れは問題になることがあります。
ほこりというより、端子部分の酸化が進んで変色したり
していると、半田がうまく乗らず、半田不良になったり
接触不良の原因となります。
そこで、部品単体で長期間保存する可能性のあるＲＡＭなど
端子部分が酸化しない金メッキになっているわけです。

＞出荷前に1－２年以上経過してしまうものもあるかと思います。

本当に寿命がシビアに効いてくる製品作りをする場合、
半導体メーカーと相談します。
メーカーによっては、同じ型名で、特定の業界向け半導体と
言うのを作っている場合があります。
有名どこでいうと、航空宇宙産業向けというのが。

＞半導体は「永久に近い」とも聞いたことがあります。

半導体の寿命は、FIT(フィット）という単位で表されます。
半導体のカタログなんかに載っている場合もありますし、
製品設計に必要なんで、半導体メーカーに聞けば、必ず
教えてくれる公開データです。
これは、実験値を統計的に処理して出てくる数字で、
１ＦＩＴは、１０万個の半導体が特定の環境で、
１万時間（約１年）に１個壊れるというものですが、
１万個なら１０万時間（約１０年）で１個壊れると
いう統計的意味を持っています。

通常の半導体は、この数字が数ＦＩＴから１００ＦＩＴ（ＮＥＣ公開データ）
です。（最大１００年間２４時間連続稼動で、１０万個中１個壊れる
という割合です。）
最短で言うと２４時間連続稼動で、１０万個中、数年で最高１個壊れる可能性がある
という割合ですが、家庭で使うＰＣや家電製品のように
電源ＯＦＦの時間がる場合には、もっと寿命が延びるわけです。
１０万個中、１個ですから、その半導体にたまたまあたる確率は殆ど
ゼロでしょう。

１，２年なんて時間を気にする必要ばないわけです。普通はね。

＞実際に、私のPCも5年以上経っても正常です。

半導体に限らず、電子部品の寿命は温度に大きく依存します。
温度が高いほど寿命が短くなります。
だから、最近のちょっとお高い電子機器は、寿命が一番
短い電解コンデンサというのを使わないようにしています。
ＨＤＤのモーターなんかもそうんですが、半導体よりはるかに
寿命が短い電子部品が沢山あるんで、半導体の製造が
１、２年前だとかいうことは問題にする必要なんて普通ないわけです。

＞物理的にはどうなのかなどお願いします。

電子部品メーカでは、環境試験と言って、製造した
部品の何個かを加熱したり冷却したり、水蒸気の
中に入れたりしてどのくらいで壊れるか実験するんです。

半導体の場合、樹脂で密閉しているので、基板に乗せてしまえば、
ホコリなんかはあまり関係がありませんが、高温での連続使用により、
内部の回路の電気的接合が壊れる可能性があります。
こういった故障が起きる可能性が、先に書いた、
メーカーの公開するＦＩＴ数で表されていて、
１０万個を２４時間連続稼動で、最短で数年で１個壊れると
いう割合です。

ただこの数字は、通常ー２５℃から６０℃の範囲での
使用を想定していますから、製品全体の放熱設計が
悪いと、半導体自体の温度が上がり、それにより
寿命が短くなる場合があります。

実際にはＰＣ部品は大体数年で壊れるわけでして、
そのあたりの理由なんか・・・

書き始めるときりがなくなりそうなんで、やめますが
ご質問の半導体についてはそんなところです。

１０万個中の中のものすごく出来のいい一品なら
永遠にもつかもー・・・ということです。

回答No.5

noname#43438

半導体と言っても、一括りに出来ませんが。
ＣＰＵ、ＲＡＭならば、ＰＣ動作時間に応じて、電気的な負荷が掛かるので、寿命はあるでしょう。
発光ダイオードにも寿命がありますね。

ほこりは、基板、配線に影響があるような気がしますが、

半導体そのものは、ＰＣの場合なら、チップになってるだろうから、
関係ない気がしますが。

回答No.3

equinox2

一例ですが、10年は持つように設計されているようです。
http://www.necel.com/ja/faq/f_relia.html

ただ、使用温度が上がると極端に寿命が短くなることがあるようです。
＃樹脂モールドが多いので、湿度の影響もあり・・

ホコリや汚れは、それ自体より、その影響でデバイスの温度や湿度が上昇することの影響が大きいです。

既に回答されていますが、電解コンデンサは特に温度依存性が高く、一般的に寿命も短いので、半導体以上に使用環境に注意が必要です。

結局は、半導体の寿命より、コンデンサ等のそれ以外の部品をどの程度余裕を持たせて設計（使用）してあるか、また、どんな環境で使うかが影響が大きいのではないでしょうか。

回答No.2

daitei

コンデンサは普通半導体には分類しません。
半導体を使った回路に使われていすので、思い違いではないですか？
半導体の代表をトランジスタの応用製品と仮定した場合、保証された環境で性能の範囲で使った場合は、産業用の機器では１０年くらいは使っている実績があります。２０年以上使っている製品もあります。当たり外れも、もちろんあります。それは大量生産された製品の宿命で一定の確率で起きます。
民生用の製品はもっと寿命が短いかも知れません。一般に家庭電化製品は
製品の生産が終了してから数年で部品供給が無くなります。その辺が製品の寿命といえなくもないと思います。半導体の構造は、内部に消耗する要素がありませんので、数年から２０年くらいはある程度の確率で使用できます。
そこで、半導体ではないコンデンサですが、電解コンデンサの寿命は、半導体より確かに短いです。内部に消耗する物質が使われた種類があります。
「容量抜け」という現象で、使用温度に依存します。温度が高いと劣化します。性能は個々の製品によります。価格やグレードによりますが、
産業用の機器で、電解コンデンサは数年くらいが目処です。７年というところが交換時期ではないかと思います。もちろんそれ以上使っている現場もあります。最近は回路設計で、どのくらいを製品の寿命とするかが、部品選定の基準であり、部品は健全でも装置が陳腐化して先に廃棄になるケースがあります。最先端の機器では使われている半導体やコンデンサが数年前に生産されたものとは、製作ラインの管理からすれば返って難しいような気がします。数年在庫するのは製品単価からすれば、コストが高すぎます。
また現状の設計思想からすれば、日に日に進歩する業界で２年は大昔です。
そのような部品で作る製品は市場性がなく売れないのではないでしょうか。

回答No.1

reki4649

物理学はわかりませんので実務上の経験でお話します。

倉庫や工場に置いてあるPCやサーバは中はみんなホコリだらけですよ。
それでも平気で5年や10年動いています。
私が見たもので基盤の上1cmまで積もっていました。
コンデンサーなどがホコリに隠れた状態になっていたので空っぽかと思ったぐらいでした（笑
あれで湿気があったらショートを起して火事になっていたでしょうねぇ。
怖い怖い。