断裂是指金属或合金材料或机械产品在力的作用下分成若干部分的现象。它是个动态的变化过程,包括裂纹的萌生及扩展过程。断裂失效是指机械构件由于断裂而引起的机械设备产品不能完成原设计所的功能。 断裂失效类型有如下几种:
①解理断裂失效;②韧窝破断失效;③准解理断裂失效;④疲劳断裂失效;⑤蠕变断裂失效;⑥应力腐蚀断裂失效;⑦沿晶断裂失效;⑧液态或固态金属脆性断裂失效;⑨氢脆断裂失效;⑩滑移分离失效等。
检测目的:查找断裂原因进行断裂失效分析时,首先要了解失效分析程序。因为机械构件多数是在运行过程中发生断裂失效的,每当一个零部件断裂损坏时,它和别的零部件、周围环境和操作人员等均有着十分密切的关系。查找原因时要从设计水平、材料质量、加工状态、维修情况、装配精度、工作环境、服役条件和操作方法等因素中找出造成损坏的主要原因,并根据损坏的原因、机理、类型和阶段,进行分析判断,制定出改进措施。
断裂过程是个动态过程,对断裂直接进行观察分析是比较难的;而断口是断裂的静态反应,如果对断口进行仔细观察和分析就能找出断裂的原因、机理等。因为断口如实地反映了机械构件断裂的全过程,及机械构件裂纹的萌生与扩展过程,断口分析是机械构件断裂失效分析的一个重要手段。为了取得更好的分析效果,对这一分析手段还必须辅以一系列其他的检验方法,如无损检测、机械性能试验、金相检验、化学分析、X射线分析、断裂韧性试验、电子能谱分析、模拟试验等。最后将上述分析和试验的结果与数据进行综合分析,并提出改进措施,写出失效分析报告。
SMT贴片元器件断裂的原因:
1. 对于MLCC电容器,其结构由多层陶瓷电容器叠置而成,因此它们的结构较弱,强度低,具有极强的耐热性和机械冲击力,这在波峰焊中尤为明显。
2. SMT贴片加工过程中,贴片机Z轴的吸放高度,特别是一些不具备Z轴软着陆功能的贴片机,吸收高度取决于芯片元件的厚度,而不是通过压力传感器,因此部件厚度的公差会导致开裂。
3. 焊接后,如果PCB上存在翘曲应力,则很容易引起元器件开裂。
4. 拼接中的PCB应力也会损坏组件。
5. ICT测试期间的机械应力导致设备破裂。
6. 组装过程中的应力会导致紧固螺钉周围的MLCC损坏。
SMT贴片元器件解决方法:
1. 仔细调整焊接工艺曲线,特别是加热速度不要太快。
2. 在放置期间,请确保适当的放置机器压力,尤其是对于厚板和金属基板,以及陶瓷基板安装MLCC和其他脆性器件,要特别注意。
3. 注意切刀的放置方法和形状。
4. PCB的翘曲度,尤其是焊接后的翘曲度,应进行专门校正,以免因大变形而引起的应力对器件的影响。
5. 在PCB设计期间,避免MLCC和其他设备的高应力区域。
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