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​电子模块外壳开裂失效分析

2025-01-20

文章来源:腾昕检测

案例背景

CASE BACKGROUND

样品在进行密封测试时,产品外壳出现开裂,本篇文章主要对产品外壳开裂的原因进行失效分析。

分析过程

ANALYSIS PROCESS

#01

SEM分析

#失效样品显微分析

  

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测试结果

样品外壳开裂纹路呈现锯齿状裂纹,且伴有撕拉状玻纤。

#失效品断口SEM分析①

  

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#失效品断口SEM分析②

  

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测试结果

断口未见明显塑性变形形貌,存在片状结构,断面整体沿玻纤方向开裂;断面存在光滑的玻纤表面,无聚合物沾附,玻纤断口为明显的脆性断口。

#02

EDS成分分析

   

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测试结果

未见异常元素。

#03

拉曼光谱分析

对失效品、同批次样品、不同批次样品分别进行拉曼光谱分析,查看3款样品成分组成是否一致。

#失效品拉曼分析谱图

  

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#同批次样品拉曼分析谱图

  

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#不同批次样品拉曼分析谱图

  

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测试结果

拉曼分析出峰位置一致,说明成分组成是一致的。

#04

FTIR成分分析

#失效品测试谱图

  

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#同批次样品测试谱图

  

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#不同批次样品测试谱图

   

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测试结果

FTIR分析结果一致,主要成分为PBT类物质。

#05

TG分析

▼ 失效品TG测试:

| TG1-TG2 | = | 183.9-186.0 | = 2.1 Cel<5 Cel

  

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▼ 不同批次样品TG测试:

| TG1-TG2 | = | 185.7-184.7 | = 1 Cel<5 Cel

   

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测试结果

失效件材料Tg为183.9℃,δTg=2.1,不同批次外壳2材料Tg为185.7℃,δTg=1.0,二者δTg均小于5,说明材料固化状态良好。

#06

切片断面分析

分别从垂直方向、平行方向对断口进行研磨分析,观察截面微观形态,下记为切片方向示意图:

  

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▼ 失效品切片断面分析

  

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平行方向:

玻纤多数呈现线型,沿裂纹扩展方向排布

  

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垂直方向:

玻纤多呈现圆点状

测试结果

失效品内部玻纤分布呈现方向性聚集,易导致产品在平行方向上抗应力强度降低。

▼ 同批次样品切片断面分析

# 同批次样品1:

   

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平行方向:

玻纤多呈现圆点状

   

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垂直方向:

玻纤多数呈现线型

# 同批次样品2:

  

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平行方向:

玻纤多呈现圆点状

  

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垂直方向:

玻纤多呈现圆点状

测试结果

同批次外壳1-1内部玻纤分布呈现方向性聚集;

同批次外壳1-2内部玻纤分布呈现不规则性。

▼ 不同批次样品切片断面分析

# 不同批次样品1:

   

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平行方向:

玻纤呈现点状与椭状

  

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垂直方向:

玻纤多呈现线型与椭状

# 不同批次样品2:

   

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平行方向:

玻纤呈现点状

  

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垂直方向:

玻纤多呈现线型与椭状

测试结果

不同批次外壳2-1内部玻纤分布呈现方向性聚集;

不同批次外壳2-2内部玻纤分布呈现不规则性。

分析结果

ANALYSIS RESULT

不良解析

1.裂纹呈现锯齿状,存在片状结构,玻纤断口为明显的脆性断口特征;

2.玻纤表面光滑,无聚合物沾附,说明玻纤、填料间的粘接性较差;

3.外壳内部玻纤分布随机、不规则。

  

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光滑的玻纤表面

  

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应力开裂界面特征

  

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平行于断口方向的

玻纤分布断面

  

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垂直于断口方向的

玻纤分布断面

失效原因

综合上记分析结果,判断外壳开裂失效的主要原因为:外壳受到外部应力作用导致脆性断裂,且外壳材料结构抗应力能力较差,促进了外壳开裂的发生。


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