針對(duì)不同類(lèi)型材料 失效分析方法超全匯總

日期:2021-09-09 13:16:00 瀏覽量:1939 標(biāo)簽: 失效分析

失效分析基本概念

定義:對(duì)失效電子元器件進(jìn)行診斷過(guò)程。

1、進(jìn)行失效分析往往需要進(jìn)行電測(cè)量并采用先進(jìn)的物理、冶金及化學(xué)的分析手段。

2、失效分析的目的是確定失效模式和失效機(jī)理,提出糾正措施,防止這種失效模式和失效機(jī)理的重復(fù)出現(xiàn)。

3、失效模式是指觀(guān)察到的失效現(xiàn)象、失效形式,如開(kāi)路、短路、參數(shù)漂移、功能失效等。

4、失效機(jī)理是指失效的物理化學(xué)過(guò)程,如疲勞、腐蝕和過(guò)應(yīng)力等。

分析產(chǎn)品及項(xiàng)目.jpg

不同類(lèi)型材料失效分析檢測(cè)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(hào)傳輸?shù)臉屑~已經(jīng)成為電子信息產(chǎn)品的最為重要而關(guān)鍵的部分,其質(zhì)量的好壞與可靠性水平?jīng)Q定了整機(jī)設(shè)備的質(zhì)量與可靠性。

失效模式

爆板、分層、短路、起泡,焊接不良,腐蝕遷移等。

常用手段

無(wú)損檢測(cè):

外觀(guān)檢查,X射線(xiàn)透視檢測(cè),三維CT檢測(cè),C-SAM檢測(cè),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(xiàn)光電子能譜分析(XPS)

二次離子質(zhì)譜分析(TOF-SIMS)

熱分析:

差示掃描量熱法(DSC)

熱機(jī)械分析(TMA)

熱重分析(TGA)

動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析(DMA)

導(dǎo)熱系數(shù)(穩(wěn)態(tài)熱流法、激光散射法)

電性能測(cè)試: 

擊穿電壓、耐電壓、介電常數(shù)、電遷移

破壞性能測(cè)試:

染色及滲透檢測(cè)

2、 電子元器件失效分析

電子元器件技術(shù)的快速發(fā)展和可靠性的提高奠定了現(xiàn)代電子裝備的基礎(chǔ),元器件可靠性工作的根本任務(wù)是提高元器件的可靠性。

失效模式

開(kāi)路,短路,漏電,功能失效,電參數(shù)漂移,非穩(wěn)定失效等

常用手段

電測(cè):連接性測(cè)試 電參數(shù)測(cè)試 功能測(cè)試

無(wú)損檢測(cè):

開(kāi)封技術(shù)(機(jī)械開(kāi)封、化學(xué)開(kāi)封、激光開(kāi)封)

去鈍化層技術(shù)(化學(xué)腐蝕去鈍化層、等離子腐蝕去鈍化層、機(jī)械研磨去鈍化層)

微區(qū)分析技術(shù)(FIB、CP)

制樣技術(shù):

開(kāi)封技術(shù)(機(jī)械開(kāi)封、化學(xué)開(kāi)封、激光開(kāi)封)

去鈍化層技術(shù)(化學(xué)腐蝕去鈍化層、等離子腐蝕去鈍化層、機(jī)械研磨去鈍化層)

微區(qū)分析技術(shù)(FIB、CP)

顯微形貌分析:

光學(xué)顯微分析技術(shù)

掃描電子顯微鏡二次電子像技術(shù)

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(xiàn)光電子能譜分析(XPS)

二次離子質(zhì)譜分析(SIMS)

無(wú)損分析技術(shù):

X射線(xiàn)透視技術(shù)

三維透視技術(shù)

反射式掃描聲學(xué)顯微技術(shù)(C-SAM)

針對(duì)不同類(lèi)型材料 失效分析方法超全匯總

3 、金屬材料失效分析

隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展,金屬制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科技以及人們的生活各個(gè)領(lǐng)域的運(yùn)用越來(lái)越廣泛,因此金屬材料的質(zhì)量應(yīng)更加值得關(guān)注。

船用柴油機(jī)曲軸齒輪

失效模式

設(shè)計(jì)不當(dāng),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(guān)組織分析:

金相分析

X射線(xiàn)相結(jié)構(gòu)分析

表面殘余應(yīng)力分析

金屬材料晶粒度

成分分析:直讀光譜儀、X射線(xiàn)光電子能譜儀(XPS)、俄歇電子能譜儀(AES)等

物相分析:X射線(xiàn)衍射儀(XRD)

殘余應(yīng)力分析:x光應(yīng)力測(cè)定儀

機(jī)械性能分析:萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、沖擊試驗(yàn)機(jī)、硬度試驗(yàn)機(jī)等

拉伸試驗(yàn)材料斷裂面掃描電鏡圖像

4 、高分子材料失效分析

高分子材料技術(shù)總的發(fā)展趨勢(shì)是高性能化、高功能化、復(fù)合化、智能化和綠色化。因?yàn)榧夹g(shù)的全新要求和產(chǎn)品的高要求化,而需要通過(guò)失效分析手段查找其失效的根本原因及機(jī)理,來(lái)提高產(chǎn)品質(zhì)量、工藝改進(jìn)及責(zé)任仲裁等方面。

失效模式

斷裂,開(kāi)裂,分層,腐蝕,起泡,涂層脫落,變色,磨損失效

常用手段

成分分析:

傅里葉紅外光譜儀(FTIR)

顯微共焦拉曼光譜儀(Raman)

掃描電鏡及能譜分析(SEM/EDS)

X射線(xiàn)熒光光譜分析(XRF)

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)

裂解氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(PGC-MS)

核磁共振分析(NMR)

俄歇電子能譜分析(AES)

X射線(xiàn)光電子能譜分析(XPS)

X射線(xiàn)衍射儀(XRD)

飛行時(shí)間二次離子質(zhì)譜分析(TOF-SIMS)

熱分析:

差示掃描量熱法(DSC)

熱機(jī)械分析(TMA)

熱重分析(TGA)

動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析(DMA)

導(dǎo)熱系數(shù)(穩(wěn)態(tài)熱流法、激光散射法)

裂解分析:

裂解氣相色譜-質(zhì)譜法

凝膠滲透色譜分析(GPC)

熔融指數(shù)測(cè)試(MFR)

斷口分析:

掃描電子顯微鏡(SEM),X射線(xiàn)能譜儀(EDS)等

物理性能分析:

硬度計(jì),拉伸試驗(yàn)機(jī), 萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等

5 、復(fù)合材料失效分析

復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料組合而成。具有比強(qiáng)度高,優(yōu)良的韌性,良好的環(huán)境抗力等優(yōu)點(diǎn),因此在實(shí)際生產(chǎn)中得以廣泛應(yīng)用。

失效模式

斷裂,變色失效,腐蝕,機(jī)械性能不足等

常用手段

無(wú)損檢測(cè):

射線(xiàn)檢測(cè)技術(shù)( X 射線(xiàn)、γ 射線(xiàn)、中子射線(xiàn)等),工業(yè)CT,康普頓背散射成像(CST)技術(shù),超聲檢測(cè)技術(shù)(穿透法、脈沖反射法、串列法),紅外熱波檢測(cè)技術(shù),聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù),渦流檢測(cè)技術(shù),微波檢測(cè)技術(shù),激光全息檢驗(yàn)法等。

成分分析:

X射線(xiàn)熒光光譜分析(XRF)等,參見(jiàn)高分子材料失效分析中成分分析。

熱分析:

重分析法(TG)、差示掃描量熱法(DSC)、靜態(tài)熱機(jī)械分析法(TMA)、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析(DMTA)、動(dòng)態(tài)介電分析(DETA)

破壞性實(shí)驗(yàn):

切片分析(金相切片、聚焦離子束(FIB)制樣、離子研磨(CP)制樣)

6 、涂層/鍍層失效分析

左IC分層失效 、右涂層樣品界面點(diǎn)腐蝕失效

失效模式

分層,開(kāi)裂,腐蝕,起泡,涂/鍍層脫落,變色失效等

常用手段

成分分析:

參見(jiàn)高分子材料失效分析

熱分析:

參見(jiàn)高分子材料失效分析

斷口分析:

體式顯微鏡(OM)

掃描電鏡分析(SEM)

物理性能:

拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等

相關(guān)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)

CI01 A013-2018檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)認(rèn)可準(zhǔn)則在壓力容器失效分析領(lǐng)域的應(yīng)用說(shuō)明

GI003-2018壓力容器失效分析機(jī)構(gòu)認(rèn)可要求指南

GB/T 15174-2017可靠性增長(zhǎng)大綱

GB/T 15248-2008金屬材料軸向等幅低循環(huán)疲勞試驗(yàn)方法

GB/T 15824-2008熱作模具鋼熱疲勞試驗(yàn)方法

GB/T 16778-2009纖維增強(qiáng)塑料結(jié)構(gòu)件失效分析一般程序

GB/T 27938-2011滑動(dòng)軸承 止推墊圈 失效損壞術(shù)語(yǔ)、外觀(guān)特征及原因

GB/T 32304-2015航天電子產(chǎn)品靜電防護(hù)要求

HB 7478-2014航空裝備失效分析人員的資格鑒定與認(rèn)證

HB 7739-2004航空金屬制件失效分析程序與要求。

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2021-04-26 16:29:00
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芯片常用失效分析手段和流程

一般來(lái)說(shuō),集成電路在研制、生產(chǎn)和使用過(guò)程中失效不可避免,隨著人們對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性要求的不斷提高,失效分析工作也顯得越來(lái)越重要,通過(guò)芯片失效分析,可以幫助集成電路設(shè)計(jì)人員找到設(shè)計(jì)上的缺陷、工藝參數(shù)的不匹配或設(shè)計(jì)與操作中的不當(dāng)?shù)葐?wèn)題。芯片失效分析的常用方法不外乎那幾個(gè)流程,最重要的還是要借助于各種先進(jìn)精確的電子儀器。以下內(nèi)容主要從這兩個(gè)方面闡述,希望對(duì)大家有所幫助。

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值得借鑒!PCB板可靠性測(cè)試方法分享

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