هسته اصلی تعیین تنش غالب با ترکیب تجزیه و تحلیل حالت شکست (FMEA) با مقایسه محیطی و تطبیق مواد در «شروع با پدیده شکست، استفاده از شرایط محیطی به عنوان پسزمینه، و استفاده از خواص مواد بهعنوان پل»، تأیید متقابل-این سه جنبه برای تعیین دقیق عوامل استرس کلیدی منجر به تخریب محصول نهفته است.
1. تحلیل حالت شکست: استنتاج «علل» از «نتایج»
حالت های شکست مستقیم ترین سرنخ ها برای تعیین استرس غالب هستند. حالت های مختلف شکست با انواع تنش های خاص مطابقت دارد.
ترک ها و شکستگی ها رخ می دهد:
شکستگی خستگی (خستگی روی سطح شکست) → اشاره به بارهای متناوب یا ارتعاش
ترک خوردگی تنشی (ترک های دندریتی) → تنش کششی + محیط خورنده با هم کار می کنند
ترک خوردگی تنش حرارتی (منشأ آن از منطقه ای با گرادیان دما زیاد) → چرخه حرارتی یا تغییر سریع دما
کاهش عملکرد بدون تغییر شکل قابل توجه:
کاهش مقاومت عایق، افزایش جریان نشتی → مهاجرت الکتروشیمیایی ناشی از گرمای مرطوب + بایاس الکتریکی (H3TRB)
شکست چسب، لایه لایه شدن → عدم تطابق در ضرایب انبساط حرارتی منجر به تنش سطحی
تخریب سطح:
پودر شدن، تغییر رنگ، شکنندگی → تحت تأثیر تابش اشعه ماوراء بنفش یا پیری حرارتی{0}}
زنگ زدگی، خوردگی حفره ای ← خوردگی الکتروشیمیایی در زیر پاشش نمک و محیط های مرطوب
اقدامات کلیدی: جمع آوری نمونه های شکست خورده واقعی، انجام تجزیه و تحلیل SEM سطح شکست و تشخیص محصول خوردگی برای تأیید ریزساختار و مکانیسم شکست.
2. مقایسه محیطی: شناسایی «نیروهای محرکه خارجی»
با مقایسه کمی عوامل استرس در محیط محصول، 1-2 عامل را با بیشترین شدت و طولانی ترین مدت شناسایی کنید.
|
نوع محیط |
استرس خارجی غالب |
تظاهرات معمولی |
|
گرمسیری/ساحلی |
دما و رطوبت بالا + نمک پاش |
هیدرولیز، خوردگی، مهاجرت الکتریکی |
|
کویر/فلات |
محدوده دمایی بزرگ روزانه (ΔT > 50 درجه) |
خستگی حرارتی، ترک خوردگی جوش |
|
منطقه صنعتی |
SO2، NOₓ، ازن |
خوردگی شیمیایی، ترک خوردگی لاستیک |
|
نوردهی در فضای باز |
تابش UV + چرخه دما |
تخریب پلیمر، گچ شدن پوشش |
|
فضای بسته |
دمای ثابت و تهویه کم + تجمع مواد فرار |
اکسیداسیون آهسته، بارش مواد |
منطق قضاوت: اگر محصول در محیط 85 درجه / 85% RH استفاده شود، تنش گرمایی مرطوب بسیار بیشتر از محیط خشک با دمای معمولی است. ابتدا باید تاثیر آن ارزیابی شود.
3. تطبیق مواد: تأیید "حساسیت ذاتی"
مواد مختلف به تنش های خاص بسیار حساس هستند. مکانیسم پاسخ آنها باید با در نظر گرفتن ویژگی های مواد تعیین شود. آلیاژهای آلومینیوم و فولاد ضد زنگ: مستعد ترک خوردگی تنشی تحت تنش کششی و محیط های یون کلرید هستند.
مواد محصور کننده رزین اپوکسی: دارای رطوبت بالا، مستعد انبساط در محیط های مرطوب و گرم است که منجر به لایه لایه شدن سطحی می شود.
کامپوزیت های فیبر کربن: در دمای بالا و نرخ کرنش بالا، ماتریس مستعد تجزیه است و نقاط ضعفی را در رابط فیبر/ماتریس ایجاد می کند.
مهر و موم های لاستیکی: مستعد ترک خوردن در محیط های ازن، به ویژه در شرایط کششی ایستا.
پارامترهای کلیدی: به ضریب انبساط حرارتی ماده (CTE)، نرخ جذب رطوبت، استحکام کششی، درجه مقاومت در برابر آب و هوا و غیره توجه کنید و با تنش محیطی مطابقت دهید.
4. ترکیب سه عامل: ایجاد یک قضاوت حلقه بسته-
تجزیه و تحلیل متقابل-سه جنبه اطلاعات فوق برای تشکیل یک تأیید حلقه بسته:
مشاهده پدیده شکست ← قضاوت اولیه در مورد انواع تنش احتمالی
تجزیه و تحلیل محیط استفاده ← محتمل ترین تنش های خارجی را در این محیط بررسی کنید
بررسی خواص مواد → بررسی کنید که آیا ماده به این نوع تنش حساس است یا خیر
قضاوت جامع ← اگر هر سه به یک استرس اشاره کنند، می توان آن را به عنوان عامل غالب تایید کرد.
مثال: یک اتصال کوتاه بر روی PCB یک واحد کنترل الکترونیکی پس از استفاده در هاینان رخ داد
حالت خرابی: رشد دندریت، جریان نشتی → نقطه به گرمای مرطوب + ولتاژ بایاس
Environment: High temperature and high humidity year-round (>35℃, >85% RH) → تنش گرمایی مرطوب قوی
جنس: بستر FR-4 به راحتی رطوبت پذیر است → به گرمای مرطوب حساس است
نتیجه گیری: تنش غالب تنش الکتریکی همراه با گرمای مرطوب است و باید از تست HAST (JESD22-A101) استفاده شود. تایید شبیه سازی
خلاصه: حالت شکست "نشانه" است، محیط "علت" است و ماده "قانون اساسی" است. تنها از طریق تجزیه و تحلیل مشترک از هر سه می توان از قضاوت های نادرست جلوگیری کرد و اطمینان حاصل کرد که آزمایش های پیری سریع واقعاً عملکرد قابل اطمینان محصول را در استفاده واقعی منعکس می کند.
