在失效分析中,通常將失效分類。從技術角度可按失效機制、失效零件類型、引起失效的工藝環節等分類。從質量管理和可靠性工程角度可按產品使用過程分類。圖1所示的失效率曲線通常稱浴盆曲線,它描述了失效率與使用時間的關系。早期失效率高的原因是產品中存在不合格的部件;晚期失效率高的原因是產品部件經*使用后進入失效期。機械產品中的磨合、電子元器件的老化篩選等就是根據這種失效規律而制定的保證可靠性的措施。失效按其工程含義分為暫失效和*失效、突然失效和漸變失效,按經濟觀點分為正常損耗失效、本質缺陷失效、誤用失效和超負荷失效。產品的種類和狀態繁多,失效的形式也千差萬別。因此對失效分析難以規定統一的模式。失效分析可分為整機失效分析和零部件殘骸失效分析,也可按產品發展階段、失效場合、分析目的進行失效分析。失效分析的工作程序通常分為明確要求,調查研究,分析失效機制和提出對策等階段。失效分析的核心是失效機制的分析和揭示。失效機制是導致零件、元器件和材料失效的物理或化學過程。此過程的誘發因素有內部的和外部的。在研究失效機制時,通常先從外部誘發因素和失效表現形式入手,進而再研究較隱蔽的內在因素。
在研究批量性失效規律時,常用數理統計方法,構成表示失效機制、失效方式或失效部位與失效頻度、失效百分比或失效經濟損失之間關系的排列圖或帕雷托圖,以找出必須首先解決的主要失效機制、方位和部位。任一產品或系統的構成都是有層次的,失效原因也具有層次性,如系統-單機-部件(組件)-零件(元件)-材料。上一層次的失效原因即是下一層次的失效現象。越是低層次的失效現象,就越是本質的失效原因。
故障樹分析法
是60年代以來迅速發展的系統可靠性分析方法,這種方法用樹狀圖對系統進行演繹分析,從所定義的“不希望事件”開始,在給定的邊界條件下,按系統失效的規律,分析到系統的硬件故障、人為差錯、環境影響等。通過故障樹可以把系統故障的有關因素起來進行分析,便于找出系統的薄弱環節和故障譜,還可定量地求出系統的失效概率及其他可靠性參量,為評估與改善系統可靠性提供定量數據。圖2為一航天器的多層次故障樹。故障樹分析法廣泛應用于系統可靠性評估、系統安全分析與事故分析、系統設計改進、風險評價、系統故障診斷等方面。
失效分析定義
失效分析包括失效分析測試和失效案件分析。一般做失效分析的設備主要有凝膠滲透色譜(GPC),紅外光譜,核磁,熱分析,氣相色譜-質譜(GC-MS),液相色譜-質譜(LC-MS),SEM/EDS,*試驗機,X-ray,超聲波掃描儀等等。對于檢測行業來說,企業客戶要求做其中的一種或多種測試,并不需要給出分析結論,稱為失效分析測試;而企業客戶將整個失效現象告之檢測機構,請其分析原因并給出建議方案的方式稱為失效案件分析。一般來說失效的表現形式有:
高分子失效:出現氣泡,發白,顆粒,不干,失光,刷痕,桔皮,開裂等問題
金屬失效:生銹,斷裂,疲勞損傷等
PCB/PCBA失效:焊接不良,有污染物,夾雜物,元器件引腳不良等
電子產品失效:阻容感失效,電池不良,零部件失效等等