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元器件材料失效分析方法汇总

时间:2024-12-03     作者:金鉴实验室【转载】   来自:金鉴实验室   阅读

材料故障诊断学:失效分析技术

失效分析技术,作为材料科学领域内的关键分支,致力于运用科学方法论来识别、分析并解决材料与产品在实际应用过程中出现的故障问题。该技术对于增强产品的可靠性、改进设计、优化制造流程、减少成本以及提升市场竞争力扮演着至关重要的角色。

一、失效分析的科学方法论


失效分析的科学方法论是一套系统化流程,它从识别失效模式着手,通过观察失效现象,逐步推导出失效原因,并最终揭露失效机制。在此过程中,运用了一系列先进的检测技术,以确保对失效本质有一个全面且深入的理解。

二、不同材料的失效方法


1. PCB/PCBA失效分析技术

金鉴实验室能够提供专业的无损检测技术,如外观检查、X射线透视、三维CT成像等,确保您在PCB/PCBA领域的每一个环节都能得到有效的监测和分析。

  • 失效模式:常见的问题包括爆板、分层、短路、起泡、焊接缺陷、腐蚀迁移等。

  • 无损检测技术:外观检查、X射线透视、三维CT成像、C-SAM检测、红外热成像等。

  • 表面元素分析技术:SEM/EDS、FTIR、AES、XPS、TOF-SIMS等。

  • 热分析技术:DSC、TMA、TGA、DMA及导热系数测试。

  • 电性能测试:击穿电压、耐电压、介电常数、电迁移测试。

  • 破坏性能测试:染色及渗透检测。

2. 电子元器件失效分析技术

  • 失效模式:如开路、短路、漏电、功能失效、电参数漂移、非稳定失效等。

  • 电测技术:连接性测试、电参数测试、功能测试。

  • 无损检测技术:开封技术、去钝化层技术、微区分析技术如FIB、CP。

  • 显微形貌分析技术:光学显微分析技术、扫描电子显微镜二次电子像技术。

  • 表面元素分析技术:SEM/EDS、AES、XPS、SIMS

  • 无损分析技术:X射线透视技术、三维透视技术、C-SAM。

3. 金属材料失效分析技术

  • 失效模式:包括设计缺陷、材料缺陷、铸造缺陷、焊接缺陷、热处理问题等。

  • 微观组织分析技术:金相分析、X射线相结构分析、表面残余应力分析。

  • 成分分析技术:直读光谱仪、XPS、AES。

  • 物相分析技术:XRD。

  • 残余应力分析技术:X光应力测定仪。

  • 机械性能分析技术:万能试验机、冲击试验机、硬度试验机。


4. 高分子材料失效分析技术

  • 失效模式:断裂、开裂、分层、腐蚀、起泡、涂层脱落、变色、磨损失效等。

  • 成分分析技术:FTIR、Raman、SEM/EDS、XRF、GC-MS、PGC-MS、NMR、AES、XPS、XRD、TOF-SIMS。

  • 热分析技术:DSC、TMA、TGA、DMA、导热系数测试。

  • 裂解分析技术:裂解气相色谱-质谱法、GPC、MFR。

  • 断口分析技术:SEM、EDS。

  • 物理性能分析技术:硬度计、拉伸试验机、万能试验机。


5. 复合材料失效分析技术

  • 失效模式:断裂、变色失效、腐蚀、机械性能不足等。

  • 无损检测技术:射线检测技术、工业CT、CST、超声检测技术、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。

  • 成分分析技术:XRF。

  • 热分析技术:TG、DSC、TMA、DMTA、DETA。

  • 破坏性实验技术:切片分析、FIB制样、CP制样。

6. 涂层/镀层失效分析技术

  • 失效模式:分层、开裂、腐蚀、起泡、涂/镀层脱落、变色失效等。

  • 成分分析技术:参考高分子材料失效分析。

  • 热分析技术:参考高分子材料失效分析。

  • 断口分析技术:OM、SEM。

  • 物理性能技术:拉伸强度、弯曲强度。

  • 模拟试验:在必要时进行。


三、分析结果的整合与应用


失效分析的结果应明确指出失效的性质和原因,并提出有效的预防措施。这些信息将被整合成一份详尽的失效分析报告,为后续的产品改进和质量控制提供科学依据。


四、总结与未来趋势


失效分析技术是材料科学领域内一个高度跨学科的领域,它融合了物理学、化学、机械工程和电子工程等多个学科的理论与技术。



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