各類材料失效分析方法

失效分析簡介

失效分析是一門發(fā)展中的新興學(xué)科，近年開始從軍工向普通企業(yè)普及，它一般根據(jù)失效模式和現(xiàn)象，通過分析和驗(yàn)證，模擬重現(xiàn)失效的現(xiàn)象，找出失效的原因，挖掘出失效的機(jī)理的活動。在提高產(chǎn)品質(zhì)量，技術(shù)開發(fā)、改進(jìn)，產(chǎn)品修復(fù)及仲裁失效事故等方面具有很強(qiáng)的實(shí)際意義。

失效分析流程

 各種材料失效分析檢測方法

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PCB/PCBA失效分析

PCB作為各種元器件的載體與電路信號傳輸?shù)臉屑~已經(jīng)成為電子信息產(chǎn)品的最為重要而關(guān)鍵的部分，其質(zhì)量的好壞與可靠性水平?jīng)Q定了整機(jī)設(shè)備的質(zhì)量與可靠性。

失效模爆板、分層、短路、起泡，焊接不良，腐蝕遷移等。

常用手段

• 無損檢測：

外觀檢查，X射線透視檢測，三維CT檢測，C-SAM檢測，紅外熱成像

• 表面元素分析：

掃描電鏡及能譜分析(SEM/EDS)

顯微紅外分析(FTIR)

俄歇電子能譜分析(AES)

X射線光電子能譜分析(XPS)

二次離子質(zhì)譜分析(TOF-SIMS)

• 熱分析：差示掃描量熱法(DSC)、熱機(jī)械分析(TMA)、熱重分析(TGA)、動態(tài)熱機(jī)械分析(DMA)、導(dǎo)熱系數(shù)(穩(wěn)態(tài)熱流法、激光散射法)

• 電性能測試：　擊穿電壓、耐電壓、介電常數(shù)、電遷移

• 破壞性能測試：染色及滲透檢測

 2

電子元器件失效分析

電子元器件技術(shù)的快速發(fā)展和可靠性的提高奠定了現(xiàn)代電子裝備的基礎(chǔ)，元器件可靠性工作的根本任務(wù)是提高元器件的可靠性。

失效模式

開路，短路，漏電，功能失效，電參數(shù)漂移，非穩(wěn)定失效等

常用手段

• 電測：連接性測試  電參數(shù)測試 功能測試 

• 無損檢測：

開封技術(shù)(機(jī)械開封、化學(xué)開封、激光開封)

去鈍化層技術(shù)(化學(xué)腐蝕去鈍化層、等離子腐蝕去鈍化層、機(jī)械研磨去鈍化層)

微區(qū)分析技術(shù)(FIB、CP)

• 制樣技術(shù)：

開封技術(shù)(機(jī)械開封、化學(xué)開封、激光開封)

去鈍化層技術(shù)(化學(xué)腐蝕去鈍化層、等離子腐蝕去鈍化層、機(jī)械研磨去鈍化層)

微區(qū)分析技術(shù)(FIB、CP)

• 顯微形貌分析：

光學(xué)顯微分析技術(shù)

掃描電子顯微鏡二次電子像技術(shù)

• 表面元素分析：

掃描電鏡及能譜分析(SEM/EDS)

俄歇電子能譜分析(AES)

X射線光電子能譜分析(XPS)

二次離子質(zhì)譜分析(SIMS)

• 無損分析技術(shù)：

X射線透視技術(shù)

三維透視技術(shù)

反射式掃描聲學(xué)顯微技術(shù)(C-SAM)

 3

金屬材料失效分析

隨著社會的進(jìn)步和科技的發(fā)展，金屬制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科技以及人們的生活各個領(lǐng)域的運(yùn)用越來越廣泛，因此金屬材料的質(zhì)量應(yīng)更加值得關(guān)注。

失效模式

設(shè)計(jì)不當(dāng)，材料缺陷，鑄造缺陷，焊接缺陷，熱處理缺陷

常用手段

• 金屬材料微觀組織分析：

 金相分析

 X射線相結(jié)構(gòu)分析

 表面殘余應(yīng)力分析

 金屬材料晶粒度

• 成分分析：直讀光譜儀、X射線光電子能譜儀(XPS)、俄歇電子能譜儀(AES)等 

• 物相分析：X射線衍射儀（XRD）

• 殘余應(yīng)力分析：x光應(yīng)力測定儀

• 機(jī)械性能分析：萬能試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)、硬度試驗(yàn)機(jī)等