各類材料失效分析方法

失效分析簡介

失效分析是一門發展中的學科，近年開始從向普通企業普及，它一般根據失效模式和現象，通過分析和驗證，模擬重現失效的現象，找出失效的原因，挖掘出失效的機理的活動。在提高產品質量，產品修復及仲裁失效事故等方面具有很強的實際意義。

失效分析流程

 各種材料失效分析檢測方法

 1

PCB/PCBA失效分析

PCB作為各種元器件的載體與電路信號傳輸的樞紐已經成為電子信息產品的為重要而關鍵的部分，其質量的好壞與可靠性水平決定了整機設備的質量與可靠性。

失效模爆板、分層、短路、起泡，焊接不良，腐蝕遷移等。

常用手段

• 無損檢測：

外觀檢查，X射線透視檢測，三維CT檢測，C-SAM檢測，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)

二次離子質譜分析(TOF-SIMS)

• 熱分析：差示掃描量熱法(DSC)、熱機械分析(TMA)、熱重分析(TGA)、動態熱機械分析(DMA)、導熱系數(穩態熱流法、激光散射法)

• 電性能測試：　擊穿電壓、耐電壓、介電常數、電遷移

• 破壞性能測試：染色及滲透檢測

 2

電子元器件失效分析

電子元器件技術的快速發展和可靠性的提高奠定了現代電子裝備的基礎，元器件可靠性工作的根本任務是提高元器件的可靠性。

失效模式

開路，短路，漏電，功能失效，電參數漂移，非穩定失效等

常用手段

• 電測：連接性測試  電參數測試 功能測試 

• 無損檢測：

開封技術(機械開封、化學開封、激光開封)

去鈍化層技術(化學腐蝕去鈍化層、等離子腐蝕去鈍化層、機械研磨去鈍化層)

微區分析技術(FIB、CP)

• 制樣技術：

開封技術(機械開封、化學開封、激光開封)

去鈍化層技術(化學腐蝕去鈍化層、等離子腐蝕去鈍化層、機械研磨去鈍化層)

微區分析技術(FIB、CP)

• 顯微形貌分析：

光學顯微分析技術

掃描電子顯微鏡二次電子像技術

• 表面元素分析：

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)

二次離子質譜分析(SIMS)

• 無損分析技術：

X射線透視技術

三維透視技術

反射式掃描聲學顯微技術(C-SAM)

 3

金屬材料失效分析

隨著社會的進步和科技的發展，金屬制品在工業、農業、科技以及人們的生活各個領域的運用越來越廣泛，因此金屬材料的質量應值得關注。

失效模式

設計不當，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射線相結構分析

 表面殘余應力分析

 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)、能譜儀(AES)等 

• 物相分析：X射線衍射儀（XRD）

• 殘余應力分析：x光應力測定儀

• 機械性能分析：試驗機、沖擊試驗機、硬度試驗機等