斷裂是指金屬或合金材料或機械產品在力的作用下分成若干部分的現象。它是個動態的變化過程,包括裂紋的萌生及擴展過程。斷裂失效是指機械構件由于斷裂而引起的機械設備產品不能完成原設計所的功能。 斷裂失效類型有如下幾種:
①解理斷裂失效;②韌窩破斷失效;③準解理斷裂失效;④疲勞斷裂失效;⑤蠕變斷裂失效;⑥應力腐蝕斷裂失效;⑦沿晶斷裂失效;⑧液態或固態金屬脆性斷裂失效;⑨氫脆斷裂失效;⑩滑移分離失效等。
檢測目的:查找斷裂原因進行斷裂失效分析時,首先要了解失效分析程序。因為機械構件多數是在運行過程中發生斷裂失效的,每當一個零部件斷裂損壞時,它和別的零部件、周圍環境和操作人員等均有著十分密切的關系。查找原因時要從設計水平、材料質量、加工狀態、維修情況、裝配精度、工作環境、服役條件和操作方法等因素中找出造成損壞的主要原因,并根據損壞的原因、機理、類型和階段,進行分析判斷,制定出改進措施。
斷裂過程是個動態過程,對斷裂直接進行觀察分析是比較難的;而斷口是斷裂的靜態反應,如果對斷口進行仔細觀察和分析就能找出斷裂的原因、機理等。因為斷口如實地反映了機械構件斷裂的全過程,及機械構件裂紋的萌生與擴展過程,斷口分析是機械構件斷裂失效分析的一個重要手段。為了取得更好的分析效果,對這一分析手段還必須輔以一系列其他的檢驗方法,如無損檢測、機械性能試驗、金相檢驗、化學分析、X射線分析、斷裂韌性試驗、電子能譜分析、模擬試驗等。最后將上述分析和試驗的結果與數據進行綜合分析,并提出改進措施,寫出失效分析報告。
SMT貼片元器件斷裂的原因:
1. 對于MLCC電容器,其結構由多層陶瓷電容器疊置而成,因此它們的結構較弱,強度低,具有極強的耐熱性和機械沖擊力,這在波峰焊中尤為明顯。
2. SMT貼片加工過程中,貼片機Z軸的吸放高度,特別是一些不具備Z軸軟著陸功能的貼片機,吸收高度取決于芯片元件的厚度,而不是通過壓力傳感器,因此部件厚度的公差會導致開裂。
3. 焊接后,如果PCB上存在翹曲應力,則很容易引起元器件開裂。
4. 拼接中的PCB應力也會損壞組件。
5. ICT測試期間的機械應力導致設備破裂。
6. 組裝過程中的應力會導致緊固螺釘周圍的MLCC損壞。
SMT貼片元器件解決方法:
1. 仔細調整焊接工藝曲線,特別是加熱速度不要太快。
2. 在放置期間,請確保適當的放置機器壓力,尤其是對于厚板和金屬基板,以及陶瓷基板安裝MLCC和其他脆性器件,要特別注意。
3. 注意切刀的放置方法和形狀。
4. PCB的翹曲度,尤其是焊接后的翹曲度,應進行專門校正,以免因大變形而引起的應力對器件的影響。
5. 在PCB設計期間,避免MLCC和其他設備的高應力區域。
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