失效分析

失效分析是一门系统性的工程技术，旨在通过科学方法识别产品或系统失效的根本原因，并制定有效的纠正措施。在电子、机械、航空航天等可靠性要求极高的领域，失效分析不仅是事后追溯的工具，更是预防性质量管理的关键环节。

失效分析的定义与重要性

根据国际电工委员会标准 IEC 60300-3-11《可靠性管理-第3-11部分：失效分析应用指南》，失效分析被定义为：“对失效产品进行的系统性调查，以确定失效机理和根本原因，并提出改进措施。” 其主要目标包括：

• 确定失效的物理机制

• 识别设计、制造或使用中的缺陷

• 为改进产品可靠性提供数据支持

• 支持责任界定和法律程序（如适用）

标准失效分析流程（参考国际通用规范）

1. 信息收集与初步诊断

• 记录失效现场状态：收集运行环境、负载条件、失效现象等原始数据

• 非破坏性检测：使用X射线、超声波、红外热成像等技术进行初步检查

2. 详细分析与实验室检测

依据 ISO/IEC 25010 系统与软件质量标准中关于失效分析的相关指导，分析阶段应包括：

• 电气测试：参数测量、信号追踪、短路/开路定位

• 物理分析：开封、剖面制备、显微结构观察

• 材料分析：能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)

• 失效模式验证：通过模拟测试复现失效现象

3. 根本原因判定与报告

• 根本原因分析(RCA)：使用鱼骨图、5Why分析法等工具

• 纠正措施建议：提供设计、工艺或操作流程的改进方案

• 报告编制：需符合标准格式，包含证据链和完整结论

关键规范要求

GJB/Z 299C《电子设备可靠性预计手册》中强调，失效分析报告必须具备：

1. 可追溯性：每个样品应有唯一标识

2. 数据完整性：所有测试结果需保留原始记录

3. 结论明确性：区分直接原因与根本原因

4. 建议可行性：纠正措施需考虑成本与技术可实现性

实施失效分析的意义

规范的失效分析不仅能解决具体失效问题，更能：

• 建立企业知识库，避免重复失效

• 优化产品设计，提升市场竞争力

• 满足行业监管要求（如汽车行业的IATF 16949）

• 减少保修成本和品牌声誉损失

结语

失效分析作为连接“失效现象”与“质量改进”的桥梁，其价值不仅在于技术层面的问题解决，更在于构建持续改进的质量文化。遵循国际标准框架，结合企业实际情况建立系统化的失效分析体系，是现代制造企业实现高质量发展的必由之路。