失效分析的流程

1.确定失效问题
为了提高失效分析效率,最好在提出分析申请前,尽可能的把问题定位到具体的网络。故障定位过程中尽可能避免破坏故障现象,保持原始形貌,一般不允许对故障部位重新焊接,慎重使用加热、加压、加电冲击等手段,否则会影响后续的失效分析。

2.失效样品背景信息调查
这部分工作是失效分析的一个重点部分,信息调查要详细全面,尽可能获得第一手信息,必要的时候向生产人员进行适当的求证,确保信息的可靠。主要包括以下内容,失效样品失效发生的阶段:SMT阶段、测试阶段、组装阶段等;失效样品失效的具体测试工站等,具体信息如下可以根据失效样品实际情况适当删减:
1、单板失效的批次信息:条码信息、生产批次、发货合同号;
2、失效率,包括历史失效率,近期失效率(或批次失效率);
3、PCB相关信息(表面处理,生产厂家,批次等);
4、相关的器件信息(位号、器件编码、型号、厂家及批次、封装形式、焊端电极成分、镀层构成等),该器件在其他产品或单板上的使用失效率;
5、同类产品的失效情况(具有同类特征:相同的生产、测试和运行环境,相似的单板复杂度);
6、失效前的经历;
7、失效单板的加工工艺路线,受热过程,返修与维修次数;
8、单板的运输和储存环境、过程与相关信息;
9、单板的运行环境,如温度、湿度、灰尘、盐雾、气候、振动、常规操作等,也包括站点周边环境、重要污染源等;
10、功能测试结果;

3.故障复现和故障位置的定位
对于申请人描述的故障现象,尽可能用万用表等工具复现故障。对产线人员的定位结果要持适度怀疑的态度。故障位置定位优先采外观观察的方法,然后进行电测,故障复现和定位时尽量不要把故障位置作为直接测量点,避免对故障位置施加过大的机械应力和电应力,如果故障复现和定位过程可能会破坏外观形貌,应先进行外观观察和拍照。

4.无损分析
1.外观分析
采用目视或借助放大镜、金相显微镜、立体显微镜等工具,观察失效样品的外观特征,包括但不限于单板尺寸、变形情况、相关的元器件或结构件特点、故障分布、故障位置颜色变化、杂质残留情况、断口特征、焊点外观等等。提示:外观检查对于失效分析很重要,观察要仔细全面,不轻易放过任何疑点。
2.X-ray
主要针对失效位置不能直接观察的样品,用于金属材料及硅片、陶瓷体等的明显异常,对于BGA的连锡、少锡、冷焊、空洞、焊球形状异常和PCB的孔壁镀层薄、孔断、断线和短路等有很好的分析能力。提示:虽然X-RAY对于常见原因导致的BGA开焊捡出能力有限,但作为常规检查手段,X-RAY可能会提供有用的信息,不能轻易放弃不做。
3.C-SAM
主要分析材料分层、空洞等内部缺陷,常用于潮敏器件的爆米花失效、陶瓷元件和PCB的分层等。
4.3D测量仪
用于共面度和精密尺寸的测量,常用于获得PCB或元器件的翘曲信息及壳体的尺寸信息。

注意:损分析过程中,要注意保留图片证据,即使当时没有观察到异常,也要保留完整的图片,以备后面分析时重新审视。

5.对可能的失效原因假设
对收集到的数据进行分析,结合无损分析的结果,进行合理的逻辑推理,初步判定可能的失效机理和原因。推理时思路要开阔,可以根据已有的证据进行大胆假设,不放过所有可能,然后分析哪些证据支持假设,哪些相悖,为了支持假设成立还需要获得哪些证据,对可能的失效机理和原因分出主次。

6.分析和验证
这部分是失效分析工作的重要内容,经常是工作量最大的地方,此过程根据假设的失效机理,针对性的进行分析验证,经常要用到有损分析手段,根据需要进行成分分析和微观分析。一般原则是:
多个怀疑因素可以并行分析,如果不能做到,那么先分析重点怀疑的主要因素,后分析次要因素。

尽量保持失效样本信息的完好性。如果主要因素不容易验证,且验证过程中可能会破坏原有失效样本信息,而次要因素容易验证,且不会破坏原有失效样本信息,那么,可以先进行次要因素的验证,然后进行主要因素的验证。分析和验证的方法一般包括一下内容:

染色起拔:是一种快速判定失效位置的试验方法(用于失效位置不能直接观察的案例)。起拔之后一般可以进行断口形貌分析和成分分析。
切片分析:是一种最常用的显微分析方法。得到的失效信息很多,包括镀层结构,断面位置,焊点形态,金相组织结构以及其微观特征等等。
高倍数显微分析和成分分析。

分析和验证时要大胆假设,小心验证。验证过程务必小心谨慎,证据确凿。

7.给出失效原因和失效机理
据无损分析和有损分析得到的信息,进行综合分析,得出失效机理,并根据失效机理,明确失效原因,确认是物料、设计、制造或环境导致的问题。

8.复现试验
目的是验证失效分析结论的准确性,视具体情况可以省略。

9.改进措施
1、根据失效机理和失效原因给出具体改善措施。
2、改善措施要具体,可以操作;
3、对于生产问题建议要给出临时解决措施和根本解决措施(短期,长期);

10.后续跟踪
对实施改进措施后的产品情况进行跟踪,验证分析结论的正确性,一般可以设为半年。

posted @ 2022-03-29 14:01  小幽余生不加糖  阅读(30)  评论(0编辑  收藏  举报  来源