印制板及其組件(PCB&PCBA)是電子產(chǎn)品的核心部件，PCB&PCBA的可靠性直接決定了電子產(chǎn)品的可靠性。為了保證和提高電子產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，對(duì)失效進(jìn)行全面的理化分析，確認(rèn)失效的內(nèi)在機(jī)理，從而有針對(duì)性地提出改善措施。
電子元器件失效分析的目的是借助各種測(cè)試分析技術(shù)和分析程序確認(rèn)電子元器件的失效現(xiàn)象，分辨其失效模式和失效機(jī)理，確認(rèn)最終的失效原因，提出改進(jìn)設(shè)計(jì)和制造工藝的建議，防止失效的重復(fù)出現(xiàn)，提高元器件可靠性。
集成電路復(fù)雜度與性能要求的持續(xù)攀升，疊加設(shè)計(jì)、制造、封裝及應(yīng)用環(huán)節(jié)的潛在風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致短路、開(kāi)路、漏電、燒毀、參數(shù)漂移等關(guān)鍵失效模式頻發(fā)。這不僅造成昂貴的器件報(bào)廢與系統(tǒng)宕機(jī)，更常引發(fā)設(shè)計(jì)方、代工廠、封測(cè)廠與終端用戶間的責(zé)任爭(zhēng)議，帶來(lái)重大經(jīng)濟(jì)損失與信譽(yù)風(fēng)險(xiǎn)。
高分子材料性能要求持續(xù)提升，而客戶對(duì)高要求產(chǎn)品及工藝的理解差異，導(dǎo)致斷裂、開(kāi)裂、腐蝕、變色等典型失效頻發(fā)，常引發(fā)供應(yīng)商與用戶間的責(zé)任糾紛及重大經(jīng)濟(jì)損失。
金屬構(gòu)件服役環(huán)境日益苛刻，對(duì)材料性能和結(jié)構(gòu)可靠性提出更高要求。然而，設(shè)計(jì)缺陷、材料瑕疵、制造偏差或不當(dāng)使用等因素，極易引發(fā)疲勞斷裂、應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、氫脆、蠕變、磨損、過(guò)載變形等典型失效。
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零件總是莫名斷裂？——從裂紋破解材料失效真相！
發(fā)布時(shí)間： 2025-05-16 00:00
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在材料失效分析中，斷裂往往是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，而找到斷裂的“起點(diǎn)”——起裂源區(qū)，就像偵探破案時(shí)鎖定第一現(xiàn)場(chǎng)一樣關(guān)鍵。它不僅揭示了斷裂的初始誘因，更能為預(yù)防同類事故、優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供重要線索。



1起裂源區(qū)：斷裂的“起點(diǎn)”為何如此重要？

斷裂并非一蹴而就，而是從某個(gè)薄弱點(diǎn)開(kāi)始逐漸擴(kuò)展的。起裂源區(qū)通常是材料內(nèi)部缺陷、外部應(yīng)力集中或環(huán)境因素共同作用的結(jié)果。精準(zhǔn)定位起裂源，能夠幫助工程師：

1、追溯失效根源：判斷是材料問(wèn)題、工藝缺陷還是使用不當(dāng)導(dǎo)致的斷裂；

2、改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)：針對(duì)薄弱環(huán)節(jié)優(yōu)化結(jié)構(gòu)或材料選擇；

3、預(yù)防事故重現(xiàn)：通過(guò)針對(duì)性措施避免同類斷裂再次發(fā)生。



2紋路“說(shuō)話”：典型斷口紋路的起裂源判斷

根據(jù)高分子材料斷口的特征紋路，我們可以像解讀密碼一樣找到起裂源的位置：


人字形

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斷口上的人字形紋路，其“頭部”方向直指起裂源。這一現(xiàn)象源于裂紋擴(kuò)展過(guò)程中能量的釋放方向。


拋物線

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拋物線頂點(diǎn)即為起裂源所在位置。此類紋路常見(jiàn)于材料受沖擊載荷時(shí)的斷裂。


河流方向

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紋路由細(xì)小裂紋匯聚成“河流”，其流動(dòng)方向指向較大的臺(tái)階或缺陷處。


點(diǎn)擴(kuò)展

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以起裂源為中心，裂紋呈放射狀向外擴(kuò)展，類似“太陽(yáng)光芒”，中心點(diǎn)即為源頭。


除此之外，分享一些我們之前遇到過(guò)的斷口存在氣泡或者化學(xué)試劑侵蝕痕跡的情況，看看與上述起裂源斷口特征之間究竟存在哪些差異。


未烘干料

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化學(xué)試劑浸泡開(kāi)裂紋路一

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化學(xué)試劑浸泡開(kāi)裂紋路二

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起裂源判斷的意義，不僅在于“找到問(wèn)題”，更在于“解決問(wèn)題”。它不僅是連接失效現(xiàn)象與工程實(shí)踐的橋梁，也是材料工程師的核心能力之一。


注：上述圖片中部分源于外部渠道，僅供學(xué)習(xí)交流與參考使用


互動(dòng)福利

分析圖片中的起裂源紋路，并說(shuō)明判斷依據(jù)？


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答案于2025年5月23日公布，

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