1、失效分析培训（讲稿）一开场白我不知道自己有没有资格来给大家作失效分析方法的培训。我是在失效分析方面作过一些工作，但要说就失效分析的方法来作培训，总觉得是一件比较困难的事情，因为一涉及到方法的问题就总有一种抽象的感觉，事实上方法也确实应该是一种抽象的东西，因为对方法的讨论往往象是讨论一种哲学。其实失效分析若要具体起来，可分为很多门类，有机械的、电子的、航空的等等方面的失效分析，更具体的比如有电视机的及空调器的维修之分，拿我们车间的情况来讲，所涉及的材料不下数十种，所涉及的工艺也不下数十种，而每种材料及每种工艺所可能涉及的失效问题又有很多，所以总体上而言，所涉及的知识面是很广的。若只是单纯就一些失
2、效分析的案例来讲述，当然就容易表达一些，但又觉得意思不大，因为太具体了，对别人又会失去可参考的意义，因为“授人以鱼，不如授人以渔” 。当然这并不等于说具体的知识就不重要。对于这个失效分析培训，如果说成是在于交流本人在失效分析方面的一些经验体会可能更合适一些；有人说对于失效分析，我的问题不是不会做，而是不想去做。那么你教我怎么去做失效分析有用吗？但大家都有体会，不会做与不想做相互间是有联系的，当你更多地知道怎么去做的方法，也趋向于使你更想去做。一句话，做事的愿望与做事的方法是互相影响的。所以说对有这样的问题的人或许也会发现有一点听头。另外，对于本人所讲的东西，也许有些人会不以为然，这很正常，一千
3、个人就有一千种思想，我的建议是你耐心往下听，他山之石，可以攻玉，至少也能够激发起在失效分析方面的一些思考。二实例介绍；斑马纸连接失效问题：A 失效定位，哪里失效，哪部分出问题， LCD 显示缺划时有时无PCB 板输出无问题LCD 本身无问题示波器显示 PCB 端信号无问题，而 LCD 端信号发生严重畸变测量斑马纸连接线的电阻（准备尖针状表笔）是斑马纸连接有问题，但是什么问题导致连接问题，是斑马纸中的导电颗粒失去导电性？还是斑马纸导电条的电阻加大？直接用针测量导电条的电阻，发现电阻并无异常因此排除此可能性在异常的斑马条上直接加压（用一尺寸合适的钝物）发现 PCB 端加压时电阻恢复正常而 LCD
4、端的则无此问题是由于导电胶中的导电颗粒与金手指接触不良造成。胶失效胶为何失效？环境（温、湿度、特殊气体）/电流/热压时的胶条污染/光的催化老化胶失效的外观特征（通过观察获得） 发黄（立体显微镜下用尖针帮助观察发黄部分的胶松软失去弹性，确定胶的发黄与失效之间存在之必然联系）发黄（有与金手指接触的地方胶就发黄，而没有与金手指接触的地方，胶就 OK）金手指的影响/胶洗去，观察金手指表面无异常 立体显微镜（40倍）无异常400 倍金相显微镜（很多腐蚀小孔） （至此，找到问题之关键，举一反三，之前的一些可能性不攻自破， ）造成了腐蚀必然有某种元素参与，根据一些书本知识，卤族元素尤其是氯是常见的造成腐蚀的
5、物质，而在斑马纸的胶中通常是含有氯的（这一点可从深圳图书馆关于粘结剂材料的书中可知，并且可知在腐蚀反应中氯可重复使用， ） ，推测很有可能是由于 PCB 的金手指上镀金层的质量不好（有小孔）或是含有某种杂质，导致胶直接与镍接触，而造成腐蚀如何证实这种推测？必须要掌握一些化学分析方面的知识，知识的来源自家的藏书、图书馆、书店、相关专业人士、INTERNET。EDXA 分析表明腐蚀孔中确实有大量的氯，而在胶中也有氯。三思维方法的总结A;多角度分析从多个角度对问题进行分析，类似数学题中的一题多解，1从多个侧面揭示问题的本质，确保把握问题的准确性（参见示意图） ；说明：a. 其中一个点表示产生问题的一
6、种可能性；b. 每个椭圆表示根据某种试验或观察所分析出的可能性范围；c. 各椭圆的交叉区域即是真正的原因所在。2提高分析问题的能力，加强（在失效分析方面的）思维的灵活性；3能够采取最为简便的办法，提高失效分析的效率；比如在作 SMT 白点分析时，当时有几种不同的意见，有人认为不是锡，而可能是镍或是其它金属或是其它物质，很容易想到的一种办法是将 PCB 板拿去五所作扫描电镜分析，但还有没有其它方法可以对该白点的成分作些了解呢？由于本人认为其为焊锡的可能性较大，那怎么来证明呢？想到可以利用焊锡易熔化的特性， （为什么用锡铅的合金来作为焊接用，为什么不用铁、铜、镍什么的，因为其中一个最为主要的原因是
7、一定比例的铅锡合金在金属当中是熔点最为合适的）放到立体显微镜下，一边用烙铁加热一边观察，可看到有熔化状，为拍出照片以证明其确能熔化，先用一细针在立体显微镜下将白点当中划出一道刮痕，拍出照片，再将其用烙铁加热，直到熔化的锡再次将划痕处覆盖，再拍出照片，说明白色斑点能被烙铁所熔化，而熔点低于 3、4 百度的金属有哪些呢，查询相关金属熔点资料，结合一些常识就很容易下结论这是焊锡。后来在作其它电镜分析时，顺便带去作了分析证实了是焊锡。所以多了一个思考角度就多了一条路。再比如： TI-86 LCD 若干扫描行（横线）显示不匀，尤其在驱动电压较高时为明显，表现为显示偏淡，且此不良现象不随显示画面的变化而变
8、化。原因分析：1. 通过更换 LCD 及更换 PCB 的试验，证明此现象只与 LCD 有关，而与 PCB 无关，因此是 LCD 的问题；2. 将不良 LCD 放在 IQC 测架上测，亦有同样的现象，这也表明是 LCD 的问题；3. 用示波器测异常扫描线上的信号，发现其信号峰值比正常扫描线要低 0.2 伏，但将LCD 去掉后，两个信号的大小是相等的，这也从另一方面证明是 LCD 的问题；4 进一步用 FLUK 万用表测正常扫描行与异常扫描行的行间电阻，发现正常扫描行电阻均在 15 兆欧以上，而异常扫描行的行间电阻仅有 1 兆欧。总结：由于 LCD 来料部分扫描线间绝缘电阻较小，导致此部分引线功耗
9、电流上升，使得实际加在电极上的有效电压值被拉低，进而导致显示偏淡。至于绝缘电阻低的原因通常与LCD 制造过程中的光刻工艺有关。B;认真之观察什么是观察，观察不是简单的看，观察是仔细地看，开动着脑筋去看，有目的地去看。C;坚持可知论爱迪生：任何问题都有解决的办法，如果你真搞到没有办法的地步，那只能怨自己是笨蛋、是懒汉。所有的问题都有解决的途径，亦能获得确定的结果，这在工程技术领域中比在其它领域中更是如此，失效分析的过程实际上就是个不断提出问题与不断解决问题的过程。比如手指套是否有硫的问题，首先想到一些昂贵的分析手段，但均不理想，后了解到有更为简单的方法，最终通过简单的实验作出判断。D 确定分析深
10、度即要分析到哪一步？分析的目的是什么？这个要在分析的开始就要理清楚，并且在分析进行的过程当中要不断地进行调整。确定分析深度考虑到现实的分析手段、允许的时间、任务要求等多方面。E; 要自信，不要侥幸分析问题的过程也是一个逻辑推理的过程，不能把推理的环节建立在臆断的成分上，在真理的高山上你永远不会攀登陡然，所分析的问题难度越高，环节越多，就越要坚持这一点，因为爬得越高摔下来就越疼。要坚持每一步都走得踏实，首先要能作出让自己信服的判断。必须要多读、多想，平时注意扩大知识面（当然是指与此相关的知识） ，更为重要的一点是，必须注重实验验证。当然所谓将推理建立在坚实的基础上，这是相对的，在实际工作当中，要
11、作到百分百的正确要耗费很多时间，而这是不允许的，因此，一般来说，错误是在所难免的，但是分析者良好的素质、正确的方法能够提高分析的正确概率、加深分析的深度。F;将知识结成网只有在头脑中结成了网的知识才能发挥其最大的效用，如果知识在头脑中只是一些零碎的片断，则难于检索（或称不便联想） 、容易遗忘、不能举一反三。要使知识在头脑中成网，必须要形成一个系统的知识体系，只有将研究推向深广（失效分析要深入） ，方能发现其内在的联系。 （中国的古代科学为什么后劲不足，因为只是停留于一些表象的揭示上，或只是获取了一些知识点，而没有对这些知识作深入探讨，没有建立起知识的逻辑体系。而西方的科学则走了一条构筑起一个知
12、识的逻辑体系的路子，两种路子所获得的成果相差何止巨万。 ）G； 获取信息的能力要具备这样的能力，知道从何种渠道去获取所需知识的能力，通常是自家的藏书、图书馆、书店、相关专业人士、INTERNET 几种渠道交替使用，F；以已为主自己应该是寻找知识的主体，随时将所获取的知识进行整理、分析，提出下一步的计划，不能片面地相信书籍上或是专家的意见，哪怕是对于自已是完全陌生的领域，在整个过程中始终要以我为主，自己的头脑中要形成一条清晰的思路。当你对一个问题进行了深思熟虑或作了相关的试验之后，那么哪怕是专家也不见得在这个问题上有你懂得多，道理很简单，他没有研究过你想的那些东西。举个例子，南太在 HEAT S
13、EAL 方面是专家，但是南太有没有人知道斑马纸的胶中有没有氯？恐怕在我们去做 EDXA 分析之前是无人能确定这一点的，在那个时候任何人只要去做半小时 的 EDXA，那他在这个知识点上就是很多专家都是不能敌得了。在发现腐蚀坑之前，曾向华南理工大学的一位专门做化学分析方面的教授请教有何方法可以分析出该问题的失效机理，他就提出了采用很多的价格昂贵的分析手段，但最后还是说不能保证能够分析出来；但当我在显微镜下观察到金手指被腐蚀的现象后，我对这个问题的分析在自己心里面就有谱了。再比如在与五所的一位从事失效分析多年的工程师进行讨论时，他说到扫描电镜像是物体表层以下 0.5 微米之下的像，因此不能反映更为表
14、层的图像，对此看法我表示了异议，因为之前我看了扫描电镜分析及 EDXA 分析的相关书籍，书上说，扫描电镜的电子束通常能打到 0.30.8 微米的深处，但 EDXA 是对电子束所激发出的 X 射线能谱进行分析，扫描电镜图像是对二次电子像进行分析，二次电子是从表面几十纳米的深度发射出来的。看到这部分时，我就思考这个问题，为什么电子能穿透的距离短而 X 射线能穿透较长的距离呢？这时我就联想到波长长的波比波长短的波的穿透性能更好这一常识，由此对这个概念映象就十分深刻，当讨论时就马上联想起来了。总之，按照本人的体会，在进行一项失效分析时，应该要以已为主，对其它方面来的信息采取拿来主义，切不可主次颠倒。当
15、然，要坚持以已为主，必须要具备相应的能力，而这个能力就与平时的不断积累有关。有问题向书籍寻求答案，向实验寻求答案是最常用的方法，这些方法往往使你受益匪浅。但向人请教很多时候却会让你失望。H；保持对自然的好奇平时对一些问题保持一种好奇心，一有机会就进行研究，将自己的经验理论化、系统化，一但发现实际情况与自己的理论不相吻合，就作为一个问题刻印在脑子里，有机会时进行研究，研究的结果将丰富你的认识，并修正你的理论体系。I.知识的积累与交流要尽可能地将一些失效分析中所积累下来的知识用文字记录下来，这样不易遗忘，且便于相互间的交流，如果说“书籍是人类成长的阶梯” ，那么对于一个公司而言，失效分析的水平的提
16、高也是以这些以文件方式存在的知识以及这方面的人才作为前进的阶梯的。四总结上面谈到的各点是互相联系、互为条件的，是来自于同一个整体，只是从各个不同的侧面对本人在失效分析方面的体会的描述；以上是本人的体会，虽然不可避免会失之偏颇，但对别人可能有一定的帮助，但最重要的经验来自每个人在失效分析亲身经历中的体会，只有切身的体会才是最有价值的。另外，发展任何一种能力，学习方法是一个方面，最重要的是要投入时间、精力去实践。要发展到很高的程度亦要付出相应的代价。出发点或者说动机是很重要的，动机要尽量的地纯，达到的境界就会更高一些。当然，动机纯不纯的问题亦非仅取决于个人，是与他所处的环境密不可分的，认识到失效分析工作的一些特点，给从事失效分析工作的人员创造一个良好的环境，使他能专心从事这方面的工作，这将能够帮助提高失效分析水平。
