FA失效分析是什么?怎么去做失效分析?

FA失效分析是什么?怎么去做失效分析?,第1张

失效分析(FA)一般根据失效模式和现象,通过分析和验证,模拟重现失效的现象,找出失效的原因,挖掘出失效的机理的活动。失效分析具有很强的专业性,需要通过专业学习才懂怎么做失效分析。

失效分析是一门发展中的新兴学科,近年开始从军工向普通企业普及。它一般根据失效模式和现象,通过分析和验证,模拟重现失效的现象,找出失效的原因,挖掘出失效的机理的活动。在提高产品质量,技术开发、改进,产品修复及仲裁失效事故等方面具有很强的实际意义。其方法分为有损分析,无损分析,物理分析,化学分析等。早期失效率高的原因是产品中存在不合格的部件;晚期失效率高的原因是产品部件经长期使用后进入失效期。机械产品中的磨合、电子元器件的老化筛选等就是根据这种失效规律而制定的保证可靠性的措施。失效按其工程含义分为暂失效和永久失效、突然失效和渐变失效,按经济观点分为正常损耗失效、本质缺陷失效、误用失效和超负荷失效。产品的种类和状态繁多,失效的形式也千差万别。因此对失效分析难以规定统一的模式。失效分析可分为整机失效分析和零部件残骸失效分析,也可按产品发展阶段、失效场合、分析目的进行失效分析。失效分析的工作程序通常分为明确要求,调查研究,分析失效机制和提出对策等阶段。失效分析的核心是失效机制的分析和揭示。

失效机制是导致零件、元器件和材料失效的物理或化学过程。此过程的诱发因素有内部的和外部的。在研究失效机制时,通常先从外部诱发因素和失效表现形式入手,进而再研究较隐蔽的内在因素。在研究批量性失效规律时,常用数理统计方法,构成表示失效机制、失效方式或失效部位与失效频度、失效百分比或失效经济损失之间关系的排列图或帕雷托图,以找出必须首先解决的主要失效机制、方位和部位。任一产品或系统的构成都是有层次的,失效原因也具有层次性,如系统-单机-部件(组件)-零件(元件)-材料。上一层次的失效原因即是下一层次的失效现象。越是低层次的失效现象,就越是本质的失效原因。

破坏性物理分析(以下简称DPA)和失效分析(以下简称FA)是一项新兴工程,起源于二战后期。从20世纪50年代开始,国外已兴起了可靠性的技术研究,而国内则是从改革开放初期才开始发展。

1 、失效分析( FA

美国军方在20世纪60年代末,到70年代初采用了,以失效分析为中心的元器件质量保证计划,通过:制造、试验来暴露问题,经过失效分析找出原因,改进设计、工艺和管理,而后再制造,再试验,再分析,再改进,多次循环,在6~7年间使集成电路的失效率从7×10-5/h降到3×10-9/h,集成电路的失效率降低了4个数量级,成功的实现了“民兵Ⅱ”洲际导d计划、阿波罗飞船登月计划等。可见FA在各种重大工程中起到的作用是功不可没的。归结起来,FA的作用有主要以下5点:

1)通过FA得到改进设计、工艺或应用的理论和思想。

2)通过了解引起失效的物理现象得到预测可靠性模型公式。

3)为可靠性试验(加速寿命试验、筛选)条件提供理论依据和实际分析手段。

4)在处理工程遇到的元器件问题时,为是否要整批不用提供决策依据。

5)通过实施FA的纠正措施可以提高成品率和可靠性,减少系统试验和运行工作时的故障,得到明显的经济效益。

2 、破坏性物理分析( DPA

DPA是作为失效分析的一种补充手段,在进行产品的交付验收试验时,由具有一定权威的第三方或用户进行的一种试验。它的主要特点是对合格元器件做分析。

DPA的作用:如何减少缺陷是pcba加工厂可靠性工作的重要内容。即使是合格品,也可能存在缺陷。对合格品的分析就是采用与失效分析同样的技术方法,调查评估特性良好的电子元器件的缺陷。二次筛选试验中,采取对合格品抽样进行分析的措施,很容易早期发现电子元器件的的缺陷,以反馈给pcba生产厂商改进和提高自己的生产工艺等。DPA有利于发现异常批次性的产品,以保证提高装机产品的可靠性。

例如,航天某所在对进口的某批集成电路进行DPA试验时,发现所抽样品和追加样品均有不符合标准规范规定的裂纹。在对某国产云母电容进行的DPA抽样试验中,发现有不少器件端电极与云母片间有较大的空洞。这些都有利于拒用有批次性缺陷的电子元器件,从而更好的保证航天产品的可靠性。

总的来说,在二次筛选试验中开展DPA与FA工作,对重大工程产品的质量保障与可靠性提高都有着非常大的作用。

3 、其他人为因素造成的失效

在电子元器件的筛选检测过程中,主要还存在以下几种方面失效:

1)程序设置不当造成电子元器件的检测失效;

2)极性接反造成元器件失效;

3)错误信号造成元器件失效;

4)电应力过冲造成元器件失效;

5)适配器误用造成电子元器件失效;

6)插拔方式不当造成机械应力失效;

7)在存放过程中误将某些有极性的元器件放反等。

这些现象都是曾经有过案例,如某所在检测某一三极管时因程序设置不合理造成该器件烧毁;某厂使用的以钽电解电容在系统调试中发现失效,调查分析原因为该批器件在保存过程中误将其中靠近所使用器件的一只器件极性放反。

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