针对不同类型材料 失效分析方法超全汇总

日期:2021-09-09 13:16:00 浏览量:1897 标签: 失效分析

失效分析基本概念

定义:对失效电子元器件进行诊断过程。

1、进行失效分析往往需要进行电测量并采用先进的物理、冶金及化学的分析手段。

2、失效分析的目的是确定失效模式和失效机理,提出纠正措施,防止这种失效模式和失效机理的重复出现。

3、失效模式是指观察到的失效现象、失效形式,如开路、短路、参数漂移、功能失效等。

4、失效机理是指失效的物理化学过程,如疲劳、腐蚀和过应力等。

分析产品及项目.jpg

不同类型材料失效分析检测方法:

1、 PCB/PCBA失效分析

PCB作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽已经成为电子信息产品的最为重要而关键的部分,其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。

失效模式

爆板、分层、短路、起泡,焊接不良,腐蚀迁移等。

常用手段

无损检测:

外观检查,X射线透视检测,三维CT检测,C-SAM检测,红外热成像

表面元素分析:

扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS)

显微红外分析(FTIR)

俄歇电子能谱分析(AES)

X射线光电子能谱分析(XPS)

二次离子质谱分析(TOF-SIMS)

热分析:

差示扫描量热法(DSC)

热机械分析(TMA)

热重分析(TGA)

动态热机械分析(DMA)

导热系数(稳态热流法、激光散射法)

电性能测试: 

击穿电压、耐电压、介电常数、电迁移

破坏性能测试:

染色及渗透检测

2、 电子元器件失效分析

电子元器件技术的快速发展和可靠性的提高奠定了现代电子装备的基础,元器件可靠性工作的根本任务是提高元器件的可靠性。

失效模式

开路,短路,漏电,功能失效,电参数漂移,非稳定失效等

常用手段

电测:连接性测试 电参数测试 功能测试

无损检测:

开封技术(机械开封、化学开封、激光开封)

去钝化层技术(化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层)

微区分析技术(FIB、CP)

制样技术:

开封技术(机械开封、化学开封、激光开封)

去钝化层技术(化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层)

微区分析技术(FIB、CP)

显微形貌分析:

光学显微分析技术

扫描电子显微镜二次电子像技术

表面元素分析:

扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS)

俄歇电子能谱分析(AES)

X射线光电子能谱分析(XPS)

二次离子质谱分析(SIMS)

无损分析技术:

X射线透视技术

三维透视技术

反射式扫描声学显微技术(C-SAM)

针对不同类型材料 失效分析方法超全汇总

3 、金属材料失效分析

随着社会的进步和科技的发展,金属制品在工业、农业、科技以及人们的生活各个领域的运用越来越广泛,因此金属材料的质量应更加值得关注。

船用柴油机曲轴齿轮

失效模式

设计不当,材料缺陷,铸造缺陷,焊接缺陷,热处理缺陷

常用手段

金属材料微观组织分析:

金相分析

X射线相结构分析

表面残余应力分析

金属材料晶粒度

成分分析:直读光谱仪、X射线光电子能谱仪(XPS)、俄歇电子能谱仪(AES)等

物相分析:X射线衍射仪(XRD)

残余应力分析:x光应力测定仪

机械性能分析:万能试验机、冲击试验机、硬度试验机等

拉伸试验材料断裂面扫描电镜图像

4 、高分子材料失效分析

高分子材料技术总的发展趋势是高性能化、高功能化、复合化、智能化和绿色化。因为技术的全新要求和产品的高要求化,而需要通过失效分析手段查找其失效的根本原因及机理,来提高产品质量、工艺改进及责任仲裁等方面。

失效模式

断裂,开裂,分层,腐蚀,起泡,涂层脱落,变色,磨损失效

常用手段

成分分析:

傅里叶红外光谱仪(FTIR)

显微共焦拉曼光谱仪(Raman)

扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS)

X射线荧光光谱分析(XRF)

气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)

裂解气相色谱-质谱联用(PGC-MS)

核磁共振分析(NMR)

俄歇电子能谱分析(AES)

X射线光电子能谱分析(XPS)

X射线衍射仪(XRD)

飞行时间二次离子质谱分析(TOF-SIMS)

热分析:

差示扫描量热法(DSC)

热机械分析(TMA)

热重分析(TGA)

动态热机械分析(DMA)

导热系数(稳态热流法、激光散射法)

裂解分析:

裂解气相色谱-质谱法

凝胶渗透色谱分析(GPC)

熔融指数测试(MFR)

断口分析:

扫描电子显微镜(SEM),X射线能谱仪(EDS)等

物理性能分析:

硬度计,拉伸试验机, 万能试验机等

5 、复合材料失效分析

复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料组合而成。具有比强度高,优良的韧性,良好的环境抗力等优点,因此在实际生产中得以广泛应用。

失效模式

断裂,变色失效,腐蚀,机械性能不足等

常用手段

无损检测:

射线检测技术( X 射线、γ 射线、中子射线等),工业CT,康普顿背散射成像(CST)技术,超声检测技术(穿透法、脉冲反射法、串列法),红外热波检测技术,声发射检测技术,涡流检测技术,微波检测技术,激光全息检验法等。

成分分析:

X射线荧光光谱分析(XRF)等,参见高分子材料失效分析中成分分析。

热分析:

重分析法(TG)、差示扫描量热法(DSC)、静态热机械分析法(TMA)、动态热机械分析(DMTA)、动态介电分析(DETA)

破坏性实验:

切片分析(金相切片、聚焦离子束(FIB)制样、离子研磨(CP)制样)

6 、涂层/镀层失效分析

左IC分层失效 、右涂层样品界面点腐蚀失效

失效模式

分层,开裂,腐蚀,起泡,涂/镀层脱落,变色失效等

常用手段

成分分析:

参见高分子材料失效分析

热分析:

参见高分子材料失效分析

断口分析:

体式显微镜(OM)

扫描电镜分析(SEM)

物理性能:

拉伸强度、弯曲强度等

相关检测标准

CI01 A013-2018检验机构认可准则在压力容器失效分析领域的应用说明

GI003-2018压力容器失效分析机构认可要求指南

GB/T 15174-2017可靠性增长大纲

GB/T 15248-2008金属材料轴向等幅低循环疲劳试验方法

GB/T 15824-2008热作模具钢热疲劳试验方法

GB/T 16778-2009纤维增强塑料结构件失效分析一般程序

GB/T 27938-2011滑动轴承 止推垫圈 失效损坏术语、外观特征及原因

GB/T 32304-2015航天电子产品静电防护要求

HB 7478-2014航空装备失效分析人员的资格鉴定与认证

HB 7739-2004航空金属制件失效分析程序与要求。

微信扫码关注 CXOlab创芯在线检测实验室
相关阅读
五月芯资讯回顾:原厂涨价函不断,疫情影响供应链

刚刚过去的五月,全球多地疫情反弹,大宗商品涨价延续,IC产业链毫无意外,缺货涨价仍是主旋律。下面就来梳理一下过去的一个月,业内都有哪些值得关注的热点。

2021-06-04 11:16:00
查看详情
马来西亚管控延长,被动元件又悬了?

自五月以来,马来西亚疫情不断升温,每日新增确诊高峰曾突破9000例。严峻形势之下,马来西亚政府于6月1日开始执行为期半个月的全面行动管制。在这之后,每日新增病例呈现下降趋势。

2021-06-18 15:41:07
查看详情
内存市场翻转,涨价来袭!

据媒体近日报道,内存正在重回涨价模式,从去年12月到今年1月,涨幅最多的品种已达30%。据行情网站数据,各类内存条、内存颗粒在12月上旬起开始涨价,至今仍没有停止的意思。

2021-03-05 10:53:00
查看详情
被动元件涨价启动,MLCC和芯片打头阵

据台媒近日报道,MLCC两大原厂三星电机和TDK近期对一线组装厂客户发出通知,强调高容MLCC供货紧张,即将对其调涨报价。在芯片电阻市场,台厂国巨正式宣布从三月起涨价15-25%。紧接着,华新科也对代理商发出涨价通知,新订单将调涨10-15%。

2021-03-05 10:52:00
查看详情
深圳福田海关查获大批侵权电路板,共计超过39万个

据海关总署微信平台“海关发布”10日发布的消息,经品牌权利人确认,深圳海关所属福田海关此前在货运出口渠道查获的一批共计391500个印刷电路板,侵犯了UL公司的“RU”商标专用权。

2021-03-05 11:12:00
查看详情
可靠性测试:常规的可靠性项目及类型介绍

可靠性试验是对产品进行可靠性调查、分析和评价的一种手段。试验结果为故障分析、研究采取的纠正措施、判断产品是否达到指标要求提供依据。根据可靠性统计试验所采用的方法和目的,可靠性统计试验可以分为可靠性验证试验和可靠性测定试验。可靠性测定试验是为测定可靠性特性或其量值而做的试验,通常用来提供可靠性数据。可靠性验证试验是用来验证设备的可靠性特征值是否符合其规定的可靠性要求的试验,一般将可靠性鉴定和验收试验统称为可靠性验证试验。

2021-04-26 16:17:00
查看详情
产品进行可靠性测试的重要性及目的

产品在一定时间或条件下无故障地执行指定功能的能力或可能性。可通过可靠度、失效率还有平均无故障间隔等来评价产品的可靠性。而且这是一项重要的质量指标,只是定性描述就显得不够,必须使之数量化,这样才能进行精确的描述和比较。

2021-04-26 16:19:00
查看详情
汇总:半导体失效分析测试的详细步骤

失效分析是芯片测试重要环节,无论对于量产样品还是设计环节亦或是客退品,失效分析可以帮助降低成本,缩短周期。 常见的失效分析方法有Decap,X-RAY,IV,EMMI,FIB,SEM,EDX,Probe,OM,RIE等,因为失效分析设备昂贵,大部分需求单位配不了或配不齐需要的设备,因此借用外力,使用对外开放的资源,来完成自己的分析也是一种很好的选择。我们选择去外面测试时需要准备的信息有哪些呢?下面为大家整理一下:

2021-04-26 16:29:00
查看详情
芯片常用失效分析手段和流程

一般来说,集成电路在研制、生产和使用过程中失效不可避免,随着人们对产品质量和可靠性要求的不断提高,失效分析工作也显得越来越重要,通过芯片失效分析,可以帮助集成电路设计人员找到设计上的缺陷、工艺参数的不匹配或设计与操作中的不当等问题。芯片失效分析的常用方法不外乎那几个流程,最重要的还是要借助于各种先进精确的电子仪器。以下内容主要从这两个方面阐述,希望对大家有所帮助。

2021-04-26 16:41:00
查看详情
值得借鉴!PCB板可靠性测试方法分享

PCB电路板是电子元件的基础和高速公路,又称印刷电路板,是电子元器件电气连接的提供者。它的发展已有100多年的历史了;它的设计主要是版图设计;采用电路板的主要优点是大大减少布线和装配的差错,提高了自动化水平和生产劳动率。PCB的质量非常关键,要检查PCB的质量,必须进行多项可靠性测试。这篇文章就是对测试的介绍,一起来看看吧。

2021-04-26 16:47:42
查看详情