可能的失效原因和機理的假設及分析

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2.4可能的失效原因和機理的假設及分析<br/><br/>在作分析前，必須依據目前已掌握的資訊，已積累的經驗，對可能的<br/><br/>失效原因和機理進行假設及分析。這樣做是為了明確工作方向，縮小懷<br/><br/>疑範圍，以求制定切合實際的失效分析程式或方案，做到用時短、費用<br/><br/>低、結論正確。<br/><br/>一般地說，可能的失效原因存四大類，即失效件本質問題、誤篩問題、<br/><br/>誤用問題和意外損傷。每一大類問題可以得分為多個小類。每個小類也<br/><br/>許能假設出幾種失效機理。<br/><br/>在做失效分析時，首先要確認失效現象。調查失效背景後，根據失效<br/><br/>現象，假設發生失效的各種可能的部位。確認部位後，再假設各種可能<br/><br/>的失效機理，按照本質問題、誤篩問題、誤用問題、意外損傷問題四個<br/><br/>路徑設計驗證試驗。<br/><br/><br/><br/><br/><br/>2.4.1產品本質問題<br/><br/>在規定的條件下使用產品，由於產品本身固有的弱點或缺陷而引起的<br/><br/>失效問題被稱為本質問題。分析失效件本質問題，假設各種可能失效機<br/><br/>理的工作，需要對失效件設計、材料、工藝、檢驗等方面有全面相深入<br/><br/>的瞭解。當多種因素造成一種模式時，採用魚骨圖也許便於掌握因果關<divclass='Ios903'>http://www.KeKaoXing.com</div><br/><br/>係和主次關係。<br/><br/>例如下圖所示，<br/><br/><spanlang="EN-US"><imgstyle="WIDTH:416px;HEIGHT:306px"height="306"src="http://www.kekaoxing.com/dede/upimg/allimg/061221/1118500.jpg"width="553"alt=""/></span><br/><br/><br/><br/>圖：<br/><br/><br/>按照工程要求，僅僅給出失效件本質失效原因是不夠的，還要明確失<br/><br/>效的性質是個別性的(偶然的)還是批次性的(可以重現或再次發生的)。<br/><br/>1.與批有關的缺陷和具有批次性的失效件問題<br/><br/>由於設計或製造、試驗或檢驗過程所引起的缺陷如果是可以重現的，<br/><br/>這種缺陷被稱為與批有關的缺陷。如CAR-SQA02100，P/N5303-0154-02<br/><br/>在生產線衝壓成型時操作工壓反方向，成批共16800PCS全部有質量問<br/><br/>題而報廢。<br/><br/>當產品本身固有的缺陷是與批有關的缺陷時，就可以認為失效的性質<br/><br/>是批次性的。如果與批有關的缺陷是可以篩選剔除的，經篩選後的同批<br/><br/>器件可以繼續使用，如果沒有有效的篩選方法，同批器件不應該繼續使<br/><br/>用。當失效件的失效性質是批次件問題時，如果只是取下失效件，簡單<br/><br/>地換上一個同批器件，將導致相同的失效再次發生(雖然可能不是立即發<spanclass='Ios903'>http://KeKaoXing.com</span><br/><br/>生)。<br/><br/>2.失效件早期失效的判據和處理<br/><br/>失效分析人員對失效件屬於早期失效的判據是什麼？早期失效的性<br/><br/>質是個別性的、偶然的還是批次性的、可以重現或再次發生的？<br/><br/>早期失效的概念來源於浴盆曲線。<br/><br/>我們知道，僅管有很好的產品設計,並通過認可的成熟的工藝來製造,<br/><br/>產品也有可能失效。大多數早期失效主要有三種類型，即：有缺陷的零<br/><br/>部件、製造工藝錯誤和有工藝應力。如果這類因素存在，將帶來潛在的<br/><br/>缺陷，而此種缺陷通過常規的試驗不易出現，也不易鑒別，但是，隨著<br/><br/>使用時間的增長，可能使產品突然失效。根據產品累積失效的資料指<br/><br/>出：潛在缺陷通常引導產品早期失效，當產品經過早期失效階段，通常<br/><br/>就是可靠的。如下圖（1）所示的產品典型壽命週期曲線，通常表示為<br/><br/>一浴盆曲線.由圖可看出：產品壽命分為三段，即：早期，有效壽命期和<br/><br/>磨損期。<br/><br/><spanlang="EN-US"><imgstyle="WIDTH:449px;HEIGHT:272px"height="297"src="http://www.kekaoxing.com/dede/upimg/allimg/061221/1118501.jpg"width="466"alt=""/></span><br/><br/>期，產品使用期間，各種因素作用，此期間失效率較高，用T1代<pclass='Ios903'>欢迎访问中国可靠性网KeKaoxing.com</p><br/><br/>表。經過一段時間後，失效率很小，即偶發期用T2表示。隨著時間增加<br/><br/>故障率開始增加，即磨損故障區，用T3表示。<br/><br/>雖然，工業界對浴盆曲線有些不同觀點，例如失效率不斷下降、早期<br/><br/>失效期應由先升後降的初始期替代，偶然失效期應由畸變期和無失效期<br/><br/>替代，但早期失效的概念還在應用。以浴盆曲線的理論，處於浴盆曲線<br/><br/>失效率由高向低過程的失效件(拐點之前)屬於早期失效。通過試驗得到失<br/><br/>效產品母體的浴盆曲線拐點的時間和應力，可以得出早期失效的定量判<br/><br/>據。一般地說，處在早期失效階段的產品母體，還有出現相同失效現象<br/><br/>的可能，通過篩選，可以剔除。由於通過試驗獲取拐點的難度較大，在<br/><br/>得到失效件屬於早期失效結論時要推敲。<br/><br/>在一些情況下，可以採用通過足夠強應力(例如，滿足工程要求的時間<br/><br/>應力、電應力、溫度應力)，對失效產品的母體實施考核子試驗的方法，<br/><br/>取得在工程要求下產品失效的規律性用於處理失效問題。<br/><br/>這種方法的優點是針對性強。但必須注意，得到的規律性可能只適用<br/><br/>於特定的工程、某一批產品或某種範圍的產品，沒有普遍意義。所以，<spanclass='Ios903'>http://www.KeKaoXing.com</span><br/><br/>在做失效分析時，很多時候我們僅對庫存中與客投訴產品相同型號作有<br/><br/>針對性的應力處理，如IRScreen。<br/><br/><br/><br/><br/><br/>2.4.2誤篩問題<br/><br/>產品作為合格品出廠後，根據工程使用的要求，可能還要由用戶的或<br/><br/>者獨立的試驗室做補充篩選試驗，俗稱篩選試驗。這種試驗發生在廠家<br/><br/>的質量保證工作告—段落，產品作為元件正式裝機之前。補充篩選試驗<br/><br/>的目的可能是為了剔除早期失效，驗證產品在出廠前的篩選試驗或是為<br/><br/>剔除不適應特殊應用環境的個別產品，挑選性能符合特定要求的產品。<br/><br/>補充篩選試驗對正常的產品應是無損的，對有潛在缺陷的產品有加速<br/><br/>暴露的作用。但是，也有在補充試驗中將正常的產品損壞的問題，這類<br/><br/>問題被稱為誤篩問題。誤篩問題可以再分成許多小類。<br/><br/>例如：<br/><br/>(a)設備故障。如設備的電壓指示與實際值不符。<br/><br/>(b)操作失誤。如引線接反。<br/><br/><br/><br/><br/>(c)環境不良。電壓、溫度波動；靜電防護不良。<br/><br/>(e)標準有錯。如規定的試驗溫度過高。<br/><br/>在判斷一種失效問題是產品本質問題還是誤篩問題時，經常採用對比<pclass='Ios903'>http://KêKaoXing.com。</p><br/><br/>試驗的方法。找到差別，再從差別入手、繼續分析。例如：選取相同批<br/><br/>次已經補充篩選合格的產品，選取相同廠家的不同生產批次的產品，選<br/><br/>取由不同的設備補充篩選合格的不相同的廠家的相同產品型號的產品，<br/><br/>讓這3種狀態的產品同時經歷相同狀態(例如相同的設備、操作、環境、<br/><br/>試驗條件)後，如3種產品的失效模式相同，則需要重點分析誤篩問題（這<br/><br/>比較適用於分析供應商來料）。<br/><br/>曾經，Malaysia的客戶就投訴Bel的ICM產品在客正式批量生產前的<br/><br/>可靠性試驗中失效。對此，我們一定要詳細瞭解其試驗系統。<br/><br/><br/><br/><br/><br/>2.4.3誤用問題<br/><br/>誤用問題也就是不按規定條件使用產品而引起的誤用失效問題，需要<br/><br/>說明的是，使用問題不等於誤用問題。因為“使用問題”一詞含有在使<br/><br/>用過程中出現問題的意思，表示出現問題的場合，並未明確失效原因。<br/><br/>而使用過程中出現問題，既可能是因產品本質失效，也可能是因誤用失<br/><br/>效。在末做失效分析之前，不能定論。<br/><br/>誤用問題包括選擇和應用兩個方面。由於選擇和應用不適當造成產品<divclass='Ios903'>中国可靠性网</div><br/><br/>失效所佔有的比例較大，因此詳細地調查選擇和應用十分重要。<br/><br/><br/><br/><br/><br/>2.4.4意外損傷<br/><br/>意外損傷是指偶然出現的外界應力造成產品失效。例如在客戶有時會<br/><br/>投訴ICM產品接地腳斷，或是產品在搬運途中損傷。這種損傷容易判別，<br/><br/>不具有普遍性。<br/>

annie@jing

非常感谢

kong2009qi

很有深度！太有才！