失效分析是什么
一、失效分析简介
失效分析的过程一般是指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过程。
器件失效是指其功能完全或部分丧失、参数漂移，或间歇性出现以上情况。失效模式是产品失效的外在宏观表现，有开路、短路、时开时断、功能异常、参数漂移等。
如果按照失效机理来分类，那么失效主要分为：结构性失效、热失效、电失效、腐蚀失效等。
1、结构性失效
指产品的结构由于材料损伤或蜕变而造成的失效，如疲劳断裂、磨损、变形等。主要由结构材料特性及受到的机械应力造成，有时候也和热应力和电应力有关。
2、热失效
指产品由于过热或急剧温度变化而导致的烧毁、熔融、蒸发、迁移、断裂等失效。主要由热应力造成，往往也与产品的结构设计、材料选择有关。
3、电失效
产品由于过电或长期电应力作用而导致的烧毁、熔融、参数漂移或退化等失效。主要由电应力造成，但与材料缺陷、结构密切相关。
4、腐蚀性失效
指产品受到化学腐蚀、电化学腐蚀，或材料出现老化、变质而造成的失效。主要由腐蚀性物质（如酸、碱等）的侵入或残留造成，也与外部的温度、湿度、电压等因素有关。
说了这么多失效的类别，其实最终的目的还是希望通过确认失效模式来分析失效机理，明确失效原因，最终给出预防对策，以减少或避免失效的再次发生。
二、失效分析流程
失效分析的原则是先进行非破坏性分析，后进行破坏性分析；先外部分析，后内部（解剖）分析；先调查了解与失效有关的情况（应用条件、失效现象等），后分析失效器件。
材料失效分析的意义。
机械零件都具有一定的功能，如传力、承受某种载荷等。当机械零件丧失它应有的功能后，则称该零件失效。
造成失效的原因有很多，如断裂、变形、表面磨损等。正确的失效分析是解决零件失效、提高承载能力的基本环节。失效规律及机理是材料强度研究的基础，从材料角度研究失效原因，进而找到防止失效的有效途径。
1 、PCB/PCBA失效分析
PCB作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽已经成为电子信息产品的最为重要而关键的部分，其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。
失效模式：
爆板、分层、短路、起泡，焊接不良，腐蚀迁移等。
常用手段
无损检测：
外观检查，X射线透视检测，三维CT检测，C-SAM检测，红外热成像
表面元素分析：
扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS)
显微红外分析(FTIR)
俄歇电子能谱分析(AES)
X射线光电子能谱分析(XPS)
二次离子质谱分析(TOF-SIMS)
热分析：
差示扫描量热法(DSC)
热机械分析(TMA)
热重分析(TGA)
动态热机械分析(DMA)
导热系数(稳态热流法、激光散射法)
电性能测试：
击穿电压、耐电压、介电常数、电迁移
破坏性能测试：
染色及渗透检测
2、电子元器件失效分析
电子元器件技术的快速发展和可靠性的提高奠定了现代电子装备的基础，元器件可靠性工作的根本任务是提高元器件的可靠性。
电子元器件
失效模式：
开路，短路，漏电，功能失效，电参数漂移，非稳定失效等
常用手段
电测：连接性测试 电参数测试 功能测试
无损检测：
开封技术(机械开封、化学开封、激光开封)
去钝化层技术(化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层)
微区分析技术(FIB、CP)
制样技术：
开封技术(机械开封、化学开封、激光开封)
去钝化层技术(化学腐蚀去钝化层、等离子腐蚀去钝化层、机械研磨去钝化层)
微区分析技术(FIB、CP)
显微形貌分析：
光学显微分析技术
扫描电子显微镜二次电子像技术
表面元素分析：
扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS)
俄歇电子能谱分析(AES)
X射线光电子能谱分析(XPS)
二次离子质谱分析(SIMS)
无损分析技术：
X射线透视技术
三维透视技术
反射式扫描声学显微技术(C-SAM)
3、金属材料失效分析
随着社会的进步和科技的发展，金属制品在工业、农业、科技以及人们的生活各个领域的运用越来越广泛，因此金属材料的质量应更加值得关注。
失效模式
设计不当，材料缺陷，铸造缺陷，焊接缺陷，热处理缺陷
常用手段
金属材料微观组织分析：
金相分析
X射线相结构分析
表面残余应力分析
金属材料晶粒度
成分分析：直读光谱仪、X射线光电子能谱仪(XPS)、俄歇电子能谱仪(AES)等
物相分析：X射线衍射仪（XRD）
残余应力分析：x光应力测定仪
机械性能分析：万能试验机、冲击试验机、硬度试验机等
FA失效分析是什么？怎么去做失效分析？
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。
材料失效分析有什么无损检测方法
损伤程度大致从小到大排列
1）显微镜观察，这个绝对没有损伤。
2）CT扫描
3）Xray，X光照像，一般不是特别敏感X光的材料，不会有损伤。
4）超声扫描，要求材料是平整的才可以，对振动敏感的材料可能不适合。
5）IV曲线测试，要注意加的电压电流不能太大，否则可能引起电应力损伤。
材料失效分析的原因有哪些？
材料失效分析的原因：
材料都具有一定的功能，如传力、承受某种载荷等。当机械零件丧失它应有的功能后，则称该零件失效。
造成失效的原因有很多，如断裂、变形、表面磨损等。正确的失效分析是解决零件失效、提高承载能力的基本环节。失效规律及机理是材料强度研究的基础，从材料角度研究失效原因，进而找到防止失效的有效途径。
失效模式：
爆板、分层、短路、起泡，焊接不良，腐蚀迁移等。
常用手段
无损检测：
外观检查，X射线透视检测，三维CT检测，C-SAM检测，红外热成像
表面元素分析：
扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS)
显微红外分析(FTIR)
俄歇电子能谱分析(AES)
X射线光电子能谱分析(XPS)
二次离子质谱分析(TOF-SIMS)
热分析：
差示扫描量热法(DSC)
热机械分析(TMA)
热重分析(TGA)
动态热机械分析(DMA)
导热系数(稳态热流法、激光散射法)
电性能测试：
击穿电压、耐电压、介电常数、电迁移
破坏性能测试：
染色及渗透检测
失效分析的步骤有哪些
一、事故调查
1.现场调查
2.失效件的收集
3.走访当事人和目击者
二、资料搜集
1.设计资料：机械设计资料，零件图
2.材料资料：原材料检测记录
3.工艺资料：加工工艺流程卡、装配图
4.使用资料：维修记录，使用记录等
三、失效分析工作流程
1.失效机械的结构分析
失效件与相关件的相互关系，载荷形式、受力方向的初步确定
2.失效件的粗视分析
用眼睛或者放大镜观察失效零件，粗略判断失效类型（性质）。
3.失效件的微观分析
用金相显微镜、电子显微镜观察失效零件的微观形貌，分析失效类型（性质）和原因。
4.失效件材料的成分分析
用光谱仪、能谱仪等现代分析仪器，测定失效件材料的化学成分。
5.失效件材料的力学性能检测
用拉伸试验机、弯曲试验机、冲击试验机、硬度试验机等测定材料的抗拉强度、弯曲强度、冲击韧度、硬度等力学性能。
6.应力测试、测定：用x光应力测定仪测定应力
用x光应力测定仪测定应力
7.失效件材料的组成相分析
用x光结构分析仪分析失效件材料的组成相。
8.模拟试验（必要时）
在同样工况下进行试验，或者在模拟工况下进行试验。
四、分析结果提交
1.提出失效性质、失效原因
2.提出预防措施（建议）
3.提交失效分析报告
如何对材料失效分析？？？？？？？
如何对材料失效分析：对失效电子元器件进行诊断过程。
1、进行失效分析往往需要进行电测量并采用先进的物理、冶金及化学的分析手段。
2、失效分析的目的是确定失效模式和失效机理，提出纠正措施，防止这种失效模式和失效机理的重复出现。
3、失效模式是指观察到的失效现象、失效形式，如开路、短路、参数漂移、功能失效等。
4、失效机理是指失效的物理化学过程，如疲劳、腐蚀和过应力等。
不同类型材料失效分析检测方法：
1、 PCB/PCBA失效分析
PCB作为各种元器件的载体与电路信号传输的枢纽已经成为电子信息产品的最为重要而关键的部分，其质量的好坏与可靠性水平决定了整机设备的质量与可靠性。
失效模式
爆板、分层、短路、起泡，焊接不良，腐蚀迁移等。
常用手段
无损检测：
外观检查，X射线透视检测，三维CT检测，C-SAM检测，红外热成像
材料疲劳失效分析的实验方法有哪些
6.疲劳实验方法及疲劳曲线：
原理：用小试样模拟实际机件的应力情况，在疲劳试 验机上系统测量材料的疲劳曲线，从而建立疲劳极 限和疲劳应力判据。
试验设备：最常用的旋转弯曲疲劳试验机 将相同尺寸的疲劳试样，从0.67σ 范围内选择几个不同的最大循环应力σ 别对每个试样进行循环加载试验，测定它们从加载开始到试样断裂所经历的应力循环次数N ，然后将试验数据绘制成σmax －N曲线或 max-lgN曲线，即疲劳曲线。
二、疲劳试样 适用于旋转弯曲疲劳试验机上的光滑试样其尺寸形状如图所示，其直径d可为6mm、7.5mm、 9.5mm。
三、试验程序 将试样装入试验机，牢固夹紧并使其与试验机主轴保持良好同轴。 旋转时，试样自由端上测得的径向跳动量应不大于0.03mm。空载运转，在主轴筒加力部位测得 径向跳动量不应大于0.06mm。加力前必须检定 上述值。装样时切忌接触试验部分表面。 试验速度范围900～10000r/min。同一批试验的试验速度应相同。不得采用引起试样共振的试验 速度。
三、试验程序 试验一直进行到试样失效或达到规定循环次数时终止，试验原则上不得中断。 试样失效标准为肉眼所见疲劳裂纹或完全断裂。试样失效如发生在最大应力部位之外，或断口有 明显缺陷或中途停试发生异常数据，则试验结果 无效。
四、测定条件疲劳极限 应力增量一般为预计条件疲劳极限σ-1 的3％～5％。 试验应在3～5级的应力水平下进行，第一根试样的应力水平应略高于预计的条件疲劳极限。根据上根 试样的试验结果是破坏还是通过，即试样在未达到 指定寿命10 周次之前破坏或通过，决定下一根试样的应力降低或升高，直到完成全部试验。