電子產(chǎn)品失效模式分析

1、電子產(chǎn)品失效模式分析失效分析是一門發(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(dòng)。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。01、失效分析流程至相分防祎定大旗性質(zhì)制造伴和使 用件的蛇什 分析試蕤找出H體 的表達(dá)忒黑合設(shè)計(jì)定量斷口 宇葉新客部件應(yīng)力 先布測(cè)定及計(jì)算有關(guān)失散抗 力指標(biāo)的冽 定圖1失效分析流程02、各種材料失效分析檢測(cè)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

2、，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。圖 2 PCB/PCBA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(cè)：外觀檢查，X射線透視檢測(cè)，三維 CT檢測(cè)，C-SAM 檢測(cè)，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(cè)試：擊穿電壓、耐電壓、介電常數(shù)、電遷移破壞性能測(cè)試：染色及滲透檢測(cè)2、

3、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。圖3電子元器件失效模式開路，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(cè)：連接性測(cè)試電參數(shù)測(cè)試功能測(cè)試無損檢測(cè)：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)（F舊、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)（F舊、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

4、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）I 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。圖4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（A

5、ES）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(cè)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)等圖5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

6、-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(cè)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I 5、復(fù)合材料失效分析復(fù)合材料是由兩種或兩

7、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(cè)：射線檢測(cè)技術(shù)（X射線、Y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(cè)技術(shù)（穿透法、脈沖反射法、用列法），紅外熱波 檢測(cè)技術(shù)，聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)，渦流檢測(cè)技術(shù)，微波檢測(cè)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（F舊）制樣、離子研磨（CP）制樣）I 6、涂層/鍍層失效分析圖7左IC分層失效、右涂層樣