【摘要】 材料失效分析检测方法

1、PCB/PCBA失效分析

PCB作为各种组件的媒体和电路信号传输枢纽，已经成为电子信息产品最重要、最关键的部分，其质量和可靠性水平决定了整机设备的质量和可靠性。

 

失效模式：

爆板、分层、短路、起泡、焊接不良、腐蚀转移等。

常见方式

无损检测：

外观检查，X射线透视检查，3DCT检查，C-红外热成像SAM检验

表面元素分析：

扫描镜子和能谱分析(SEM/EDS)

显微红外分析(FTIR)

分析俄歇电子能谱(AES)

X射线光电子能谱分析(XPS)

分析二次离子质谱(TOF-SIMS)

 

热分析：

差距扫描量热法(DSC)

热机械分析(TMA)

热重分析(TGA)

动态热机械分析(DMA)

传热系数(稳态热流法、激光散射法)

电力性能检测：

击穿场强，耐电压，介电常数，电转移。

破坏性功能测试：

染色和渗透性检测

 

2、分析电子元件故障

随着电子元器件技术的快速发展和可靠性的提高，现代电子设备已经奠定了基础，元器件可靠性工作的基本任务是提高元器件的可靠性。

 

 

失效模式：

开路、短路、漏电、功能故障、电参数漂移、不稳定故障等。

常见方式

电气测试：连接检测电参数检测功能测试

无损检测：

开封技术(机械开封、化学开封、激光开封)

去钝化层技术(化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层)

微区分析技术(FIB、CP)

制样技术：

开封技术(机械开封、化学开封、激光开封)

去钝化层技术(化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层)

微区分析技术(FIB、CP)

显微形貌分析：

光微分析技术

扫描电子显微镜二次电子图像技术

表面元素分析：

扫描镜子和能谱分析(SEM/EDS)

分析俄歇电子能谱(AES)

X射线光电子能谱分析(XPS)

分析二次离子质谱(SIMS)

无损分析技术：

x光透视技术

三维透视技术

反光扫描声学显微技术(C-SAM)

 

3、分析金属材料的故障

伴随着社会的进步和科学技术的发展，金属制品在工业、农业、科学技术和我们生活的各个行业中的应用越来越广泛，因此金属材料的质量应该更加值得关注。

失效模式

设计不当，材料缺陷，铸造缺陷，焊接缺陷，热处理缺陷

常见方式

金属材料微组织分析：

金相分析

X射线结构分析

分析表面残余应力

金属材料的晶粒度

成分检测：直读光谱仪，X射线光电子能谱仪(XPS)、俄歇电子能谱仪(AES)等

物理分析：X射线衍射仪（XRD）

残余应力分析：x光应力检测仪

机械性能分析：拉伸试验机、冲击试验机、硬度试验机等

 

4、分析高分子材料的故障

聚合物材料技术的总体发展方向是高性能、高功能、复合、智能和绿色。由于技术的新要求和对商品的高要求，需要通过失效分析来找出其失效的主要原因和机制，从而提高产品质量、技术改进和责任仲裁。

失效模式：

破裂、开裂、分层、腐蚀、起泡、涂层脱落、变色、磨损失效

常见方式：

成分检测：

傅里叶红外光谱仪（FTIR）

显微共焦拉曼光谱仪(Raman)

扫描镜子和能谱分析(SEM/EDS)

X射线荧光谱分析(XRF)

气相色谱-质谱联用仪器(GC-MS)

裂化气相色谱-合用质谱(PGC-MS)

磁共振分析(NMR)

分析俄歇电子能谱(AES)

X射线光电子能谱分析(XPS)

X射线衍射仪(XRD)

第二次飞行时间离子质谱分析(TOF-SIMS)

热分析：

差距扫描量热法(DSC)

热机械分析(TMA)

热重分析(TGA)

动态热机械分析(DMA)

传热系数(稳态热流法、激光散射法)

裂化分析：

裂化气相色谱-质谱法

凝胶渗透色谱分析（GPC）

熔化指数测试（MFR）

断口分析：

扫描电子显微镜（SEM），X射线能谱仪（EDS）等

物理学性能分析：

硬度计、拉伸试验机、拉伸试验机等

 

5、复合材料失效分析

复合材料由两种或两种以上不同特性的材料组成。它具有比强度高、韧性好、环境抗力好等优点，因此在实际生产中得到了广泛的应用。

失效模式

断裂、变色失效、腐蚀、机械性能不足等。

常见方式

无损检测：

射线检测技术(X射线、γ辐射、中子辐射等。)，工业CT，康普顿背部散射（CST）技术、超声波检测技术(穿透、脉冲反射、串列)、红外热波检测、声发射检测、涡流检测、微波检测、激光全息检测等。