針對(duì)不同類型材料 失效分析方法超全匯總
日期：2021-09-09 13:16:00 瀏覽量：2567 標(biāo)簽: 失效分析
失效分析基本概念
定義：對(duì)失效電子元器件進(jìn)行診斷過程。
1、進(jìn)行失效分析往往需要進(jìn)行電測量并采用先進(jìn)的物理、冶金及化學(xué)的分析手段。
2、失效分析的目的是確定失效模式和失效機(jī)理，提出糾正措施，防止這種失效模式和失效機(jī)理的重復(fù)出現(xiàn)。
3、失效模式是指觀察到的失效現(xiàn)象、失效形式，如開路、短路、參數(shù)漂移、功能失效等。
4、失效機(jī)理是指失效的物理化學(xué)過程，如疲勞、腐蝕和過應(yīng)力等。
品及項(xiàng)目_20210909143018_225.jpg "分析產(chǎn)品及項(xiàng)目.jpg")
不同類型材料失效分析檢測方法：
1、 PCB/PCBA失效分析
PCB作為各種元器件的載體與電路信號(hào)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。
失效模式
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(dòng)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）
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3 、金屬材料失效分析
隨著社會(huì)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(gè)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。
船用柴油機(jī)曲軸齒輪
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
拉伸試驗(yàn)材料斷裂面掃描電鏡圖像
4 、高分子材料失效分析
高分子材料技術(shù)總的發(fā)展趨勢(shì)是高性能化、高功能化、復(fù)合化、智能化和綠色化。因?yàn)榧夹g(shù)的全新要求和產(chǎn)品的高要求化，而需要通過失效分析手段查找其失效的根本原因及機(jī)理，來提高產(chǎn)品質(zhì)量、工藝改進(jìn)及責(zé)任仲裁等方面。
失效模式
斷裂，開裂，分層，腐蝕，起泡，涂層脫落，變色，磨損失效
常用手段
成分分析：
傅里葉紅外光譜儀（FTIR）
顯微共焦拉曼光譜儀（Raman）
掃描電鏡及能譜分析（SEM/EDS）
X射線熒光光譜分析（XRF）
氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）
裂解氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（PGC-MS）
核磁共振分析（NMR）
俄歇電子能譜分析（AES）
X射線光電子能譜分析（XPS）
X射線衍射儀（XRD）
飛行時(shí)間二次離子質(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(dòng)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）
裂解分析：
裂解氣相色譜-質(zhì)譜法
凝膠滲透色譜分析（GPC）
熔融指數(shù)測試（MFR）
斷口分析：
掃描電子顯微鏡（SEM），X射線能譜儀（EDS）等
物理性能分析：
硬度計(jì)，拉伸試驗(yàn)機(jī)， 萬能試驗(yàn)機(jī)等
5 、復(fù)合材料失效分析
復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料組合而成。具有比強(qiáng)度高，優(yōu)良的韌性，良好的環(huán)境抗力等優(yōu)點(diǎn)，因此在實(shí)際生產(chǎn)中得以廣泛應(yīng)用。
失效模式
斷裂，變色失效，腐蝕，機(jī)械性能不足等
常用手段
無損檢測：
射線檢測技術(shù)（ X 射線、γ 射線、中子射線等），工業(yè)CT,康普頓背散射成像（CST）技術(shù)，超聲檢測技術(shù)（穿透法、脈沖反射法、串列法），紅外熱波檢測技術(shù)，聲發(fā)射檢測技術(shù)，渦流檢測技術(shù)，微波檢測技術(shù)，激光全息檢驗(yàn)法等。
成分分析：
X射線熒光光譜分析（XRF）等，參見高分子材料失效分析中成分分析。
熱分析：
重分析法（TG）、差示掃描量熱法（DSC）、靜態(tài)熱機(jī)械分析法(TMA)、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析（DMTA）、動(dòng)態(tài)介電分析（DETA）
破壞性實(shí)驗(yàn)：
切片分析（金相切片、聚焦離子束（FIB）制樣、離子研磨（CP）制樣）
6 、涂層/鍍層失效分析
左IC分層失效 、右涂層樣品界面點(diǎn)腐蝕失效
失效模式
分層，開裂，腐蝕，起泡，涂/鍍層脫落，變色失效等
常用手段
成分分析：
參見高分子材料失效分析
熱分析：
參見高分子材料失效分析
斷口分析：
體式顯微鏡（OM）
掃描電鏡分析（SEM）
物理性能：
拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等
相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)
CI01 A013-2018檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)認(rèn)可準(zhǔn)則在壓力容器失效分析領(lǐng)域的應(yīng)用說明
GI003-2018壓力容器失效分析機(jī)構(gòu)認(rèn)可要求指南
GB/T 15174-2017可靠性增長大綱
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GB/T 15824-2008熱作模具鋼熱疲勞試驗(yàn)方法
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GB/T 27938-2011滑動(dòng)軸承 止推墊圈 失效損壞術(shù)語、外觀特征及原因
GB/T 32304-2015航天電子產(chǎn)品靜電防護(hù)要求
HB 7478-2014航空裝備失效分析人員的資格鑒定與認(rèn)證
HB 7739-2004航空金屬制件失效分析程序與要求。
