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现代产品可靠性提升的设计手段(二):失效分析

2019-11-01

失效分析是对已失效器件进行的一种事后检查,根据需要,使用电测试以及许多先进的物理、金相和化学的分析技术,以验证所报告的失效,确定其失效模式,找出失效机理,在生产工艺、器件设计、试验或应用方面采取纠正措施,以便消除失效机理产生的原因,防止重新出现。失效分析工作在提高产品质量,技术开发、改进,产品修复及仲裁失效事故等方面发挥着很重要的作用。

失效分析基本原则如下:

 

失效分析流程

一个完整的失效分析流程包含故障模式信息调查、故障模式确认、故障定位、失效分析(非破坏性和破坏性)、失效机理确认、提出改善建议、提炼设计规则等。每阶段的具体内容如下:

 

失效分析手段

为确认失效品的失效机理,需要定位失效点并对失效点进行分析,找到失效点的形貌和化学元素组成等,作为判定失效原因的依据。按照不同的分类手段,失效分析方法可分为非破坏分析、半破坏分析、破坏分析或者金相分析、物理分析、化学分析。下面列举了几种常见的失效分析手段:

 

典型失效案例

失效分析服务对象涉及PCB、元器件、金属材料、非金属材料等。PCB板常见的失效现象有通孔缺陷、材料分层、走线断裂、对地短路、异物掺杂等。器件类常见的失效现象有本体开裂、烧毁、焊接异常、内部气泡、腐蚀、枝晶等。材料类常见的失效现象有材料断裂、变形、腐蚀、气泡、空洞、磨损、杂质缺陷等。