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失效分析

【一】為什么失效分析？

     失效分析工作不僅在提高可靠性方面具有很好的效果,而且有很高的經(jīng)濟(jì)效益。雖然失效分析工作不出產(chǎn)品,但是通過失效分析和采取糾正措施可以顯著提高元器件的成品率和可靠性,減少因元器件失效導(dǎo)致系統(tǒng)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)使用期間的電子裝備故障。系統(tǒng)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)使用期間電子裝備發(fā)生故障的經(jīng)濟(jì)損失巨大,排除故障的維修費(fèi)用頗高,并且這種費(fèi)用隨著可靠性等級(jí)的提高而呈指數(shù)上升。

      常見失效分析類型：PCB/PCBA失效分析，電子元器件失效分析，金屬零件失效分析，材料性能失效分析等。

【二】如何失效分析？

 失效分析是通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用失效樣品、可靠性試驗(yàn)失效樣品或選失效樣品的檢測(cè)與解剖分析，得出失效模式(形式)和失效機(jī)理并準(zhǔn)確判斷失效原因,為采取相應(yīng)的改進(jìn)措施迅速提高產(chǎn)品的可靠性提供科學(xué)依據(jù)。失效分析和失效物理立是于微觀世界,從物理,化學(xué)的微觀結(jié)構(gòu)上對(duì)元器件進(jìn)行仔細(xì)觀察和分析研究,從外部影響和內(nèi)部原因兩方面探究元器件不可靠的因素,分析其工作條件、環(huán)境應(yīng)力和時(shí)間等因素相互作用對(duì)器件發(fā)生失效所產(chǎn)生的影響。在分析過程中，可以獲得元器件與相關(guān)因素和條件相互作用的豐富信息。因此失效分析在可靠性設(shè)計(jì)、材料選擇,工藝制造和使用維護(hù)等方面都能為有關(guān)人員提供各種有用的科學(xué)依據(jù)。

       失效分析工作的基本內(nèi)容包括:失效情況調(diào)查、失效模式鑒別、失效特征描述、假設(shè)失效機(jī)理、證實(shí)失效機(jī)理、提出糾正措施和新失效因素的考慮等分析著重于查明失效模式,追查失效機(jī)理以及探討改進(jìn)方法,有時(shí)輔以有關(guān)的高應(yīng)力試驗(yàn)。

【三】失效分析工具/內(nèi)容有那些？

① 無損檢測(cè)

    3D X-ray、CT(斷層掃描)掃描觀察、C-SAM聲學(xué)掃描、密封性檢查、表面180°三維體式及金相觀察、

內(nèi)部氣氛分析儀-IVA、粒子碰撞噪聲檢測(cè)-PIND等。

② 精密制樣

     微切片結(jié)構(gòu)觀察、CP研磨、FIB切割、激光/化學(xué)開封等。

③ 電性能檢測(cè)

    四線低阻測(cè)試、高阻計(jì)絕緣阻值測(cè)試、I/V特性測(cè)試、耐壓/耐電流測(cè)試、探針臺(tái)，矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、TDR阻抗測(cè)試儀、示波器、LCR數(shù)字電橋測(cè)試儀、信號(hào)產(chǎn)生器、數(shù)字源表、EMC電磁兼容性測(cè)試、在線監(jiān)控設(shè)備等。

④ 形貌結(jié)構(gòu)觀察

     金相顯微鏡、SEM掃描電鏡、FE-SEM場(chǎng)發(fā)式掃描電鏡、TEM透視電鏡、FIB切割觀察等。

⑤ 材料性能/特性測(cè)試

    TG測(cè)試、CTE測(cè)試、T260/T288測(cè)試、TGA測(cè)試、邵氏硬度、維氏硬度、XRF鍍層厚度測(cè)試、鍍銅延展性測(cè)試、鉛筆硬度測(cè)試、百格刀測(cè)試、3M膠帶附著力測(cè)試、摩爾云紋測(cè)試、漏電起痕測(cè)試等。

⑥ 材料/污染物質(zhì)成分分析

    X射線能譜儀EDS、X射線衍射儀XRD、X射線光電子能譜儀XPS、俄歇電子能譜儀AES、氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用儀GCMS、飛行時(shí)間二次粒子質(zhì)譜儀TOF-SIMS、顯微紅外光譜儀FTIR、拉曼光譜儀Raman等。

⑦ 失效點(diǎn)定位工具

    紅外熱成像、掃描電子顯微鏡的電壓襯度像、電子束測(cè)試系統(tǒng)、Thermal EMMI、砷化鎵銦微光顯微鏡(InGaAs)、微光顯微鏡(EMMI)、激光束電阻異常偵測(cè) (OBIRCH)、短路分析儀等。

⑧ 環(huán)境試驗(yàn)驗(yàn)證

    高溫試驗(yàn)、低溫試驗(yàn)、溫度循環(huán)試驗(yàn)、冷熱沖擊試驗(yàn)、快速溫變?cè)囼?yàn)、uHAST、bHAST、PCT、熱油鍋試驗(yàn)、鹽霧試驗(yàn)、耐溶劑試驗(yàn)、IST測(cè)試、振動(dòng)測(cè)試、粉塵試驗(yàn)、淋雨試驗(yàn)、過載試驗(yàn)、跌落測(cè)試等。

⑨ 機(jī)械性能測(cè)試

   剝離強(qiáng)度測(cè)試、快速推球測(cè)試、抗彎曲測(cè)試、推力測(cè)試、拉力測(cè)試等。