電子、機械產(chǎn)品的失效物理（或故障物理）分析

基于故障物理（Physics of Failure）的概念，我們原來的理解更多是主要針對電子產(chǎn)品而言。后來，機械產(chǎn)品也逐步開展了故障物理技術(shù)研究。所以，基于故障物理的可靠性分析，分為電子的故障物理分析和機械的故障物理分析。

（1）電子失效物理分析(EPoF）

電子失效物理（EPoF）可以幫助預(yù)測電路板或者組件的壽命。板或系統(tǒng)的熱分析用于確定工作環(huán)境下電路板、組件以及其外圍溫度。板或者系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或振動分析用于確定固有頻率、振型、應(yīng)變和電路板曲率。利用這些信息以及相關(guān)信息，可以識別電子產(chǎn)品的潛在故障。焊點疲勞分析可以評估故障時間。
典型的電子失效物理分析內(nèi)容包括：

• 系統(tǒng)級的熱分析

主要用于確定溫度剖面

• 電路板熱（過應(yīng)力）分析

主要用于確定組件的溫度以及與額定溫度進行比較

• 電路板模態(tài)分析

主要用于電路板固有頻率的確定

• 電路板隨機振動響應(yīng)分析

主要用于確定隨機振動輸入激勵下的電路板位移和曲率

• 電路板沖擊響應(yīng)分析

主要用于確定特定的沖擊脈沖下電路板的位移、曲率和形變量

• 電路板沖擊生存性評估

確定電路板和組件在特定的沖擊脈沖下，是否殘存

• 電路板振動疲勞壽命評估

根據(jù)振動分析確定的輸入，評估組件焊點和引線的疲勞壽命

• 電路板熱疲勞壽命評估

根據(jù)熱載荷評估焊點和引線的疲勞壽命

• 電路板綜合疲勞壽命評估

在振動和熱載荷下，評估焊點和引線的疲勞壽命

• 電路板通孔熱疲勞壽命評估

通過熱循環(huán)數(shù)據(jù)，評估通孔的疲勞壽命。

（2）機械失效物理分析(MPoF）

機械故障物理（Mechanical PoF，MPoF）分析的關(guān)注點在于使用建模和仿真手段，分析機械系統(tǒng)內(nèi)部的疲勞、斷裂、變形、磨損、腐蝕的根本原因。此時，往往需要建立系統(tǒng)級、多體動態(tài)模型來準確地表征機械系統(tǒng)，以及確定其承受的總載荷、特定區(qū)域承受的加速應(yīng)力載荷（例如車輛在巖石上行駛時）
系統(tǒng)試驗可以用于測定和驗證機械系統(tǒng)的動態(tài)模型，也可以為有限元、靜強度、變形或者疲勞模型提供信息。通過預(yù)測或者試驗測量，有限元模型（FEM）可以用于確定總載荷和形變量。使用這些信息，靜強度分析可以確定單一的載荷是否對于故障有影響（脆性或韌性斷裂），彎曲強度計算可以確定壓縮載荷是否達到使其發(fā)生彈性失穩(wěn)，疲勞分析可以通過重復(fù)性載荷確定故障時間。

典型的分析包括：

• 多體動態(tài)分析
• 疲勞分析
• 有限元建模
• 減少試驗樣本量方法
• 應(yīng)力歷史數(shù)據(jù)診斷算法和數(shù)據(jù)收集
• 概率模型
• 振動分析