常见组件失效模式介绍
功能安全之“元器件失效模式”
功能安全之“元器件失效模式”汽车电子硬件工程师，最近开始调研“功能安全”相关正文：继续王顾左右而言他。
因为功能安全是在是很大的一个概念。
如果说细了，篇幅很长，显得无趣；而且会显得虚，可操作性差。
因为，工程师往往要求的不是know what、know why，而是know how。
例如，知道热量传递的三种方式传导/对流/辐射，是不是知识？是！该不该掌握？该掌握。
有用吗？没用。
项目脚打后脑勺迫切需要的确认PCB上元器件的温度到底是149度or 151度，然后得马上送去加工。
1、电子元器件失效模式引自ISO26262-5附录中的例子。
电阻的失效率和失效模式即电阻的失效率为2Fit；失效模式中开路占90%，失效率2*90%=1.8Fit失效模式中短路占10%，失效率2*10%=0.2Fit电容的失效率和失效模式：MOSFET的失效率和失效模式：电磁阀的失效率和失效模式：MCU的失效率和失效模式：MCU的失效率很高，为100Fit。
ISO26262中失效模式两行填写的都是ALL，可能是笔误。
但在其文字描述部分提到，由于MCU内部过于复杂，其失效模式得具体ADC、Timer、I/O等展开，此处简化的失效模式正常50%、错误50%。
2、有用吗？没用吗。
有用吗？没用吗知道这个到底有什么用呢？既然主题是功能安全，失效率和失效模式在功能安全的评估中会用到。
功能安全评估中关于硬件的指标有4个。
以其中的1个指标举例，失效率在功能安全评估中的应用。
ASIL B C D对所有元器件失效率的累加之和要求如下：即某路涉及功能安全的回路中，所有元器件的失效率累加之和ASIL B要求<100FitASIL C要求<100FitASIL D要求<10Fit注：有的人也许有疑问，为什么ASIL B和C的要求是一样的，因为这只是指标之一。
那么，问题来了，前面提到MCU失效率是100Fit。
如果安全回路中涉及到MCU，那仅一个元器件就超标了，怎么办？又回到了之前博客文章提到的办法：1）检测和诊断2）如果还不行，那就增加一条回路做冗余备份3、你知道的太多了，呯！呯！呯！ISO26262-5对元器件失效率和失效模式的描述没有出现在正文中，而是出现在附录中，以示例的形式展示给阅读者。
失效模式及其后果分析课件
风险矩阵
一种评估潜在失效模式风险的工具，通过 将失效模式的影响程度与发生概率进行综 合评估，确定风险的优先级。
故障树分析
仿真与模拟技术
一种自上而下的分析方法，通过对系统最 不希望发生的故障进行分解，找出导致该 故障的各种可能因素。
通过建立数学模型或物理模型，对产品或 过程进行仿真和模拟，预测潜在失效模式 的影响。
建立有效的沟通机制
加强团队内部以及与其他部门的沟通，确保信息的及时传递和共享。
持续改进分析方法
不断优化和改进分析方法和技术，以提高分析的准确性和效率。
THANKS
感谢观看
根据失效影响评估结果， 制定相应的改进措施， 包括设计改进、工艺优 化、操作规程调整等。
对改进措施的实施情况 进行跟踪和监控，确保 措施的有效性和持久性， 并根据实际情况调整分 析计划。
后果分析的工具与技 术
FMEA（失效模式与影响分析）
一种系统化的分析方法，通过对产品或过 程的各个组成部分进行逐一分析，找出潜 在的失效模式及其影响。
失效模式
机械产品的失效模式主要包括疲劳断裂、磨损、腐蚀和弹性元件失稳等。
后果分析
疲劳断裂可能导致设备损坏或生产中断；磨损可能降低设备精度和使用寿命；腐 蚀会破坏设备结构并影响性能；弹性元件失稳可能导致设备功能异常。
案例三：汽车零部件失效模式及其后果分析
失效模式
汽车零部件的失效模式主要包括断裂、 变形、卡滞和漏油等。
在维护和维修中的应用
故障诊断
在产品使用过程中，通过分析故障现象和收集故障数据，诊断可能导致产品失效的原因。
制定维修计划
根据故障诊断结果，制定相应的维修计划，包括定期检查、更换易损件、修复损坏部分等， 以恢复产品的性能和可靠性。
电磁继电器常见失效模式失效原因及失效机理分析
5.电磁继电器常见失效原因及失效机理分析
5.3工艺结构不当引起的失效
继电器内部具有动作部分其腔体体积小需要安装的零件较多由于本身结构及工艺上的缺陷而引起的失效时有发生总结起来有如下几个方面：
5.电磁继电器常见失效原因及失效机理分析
5.3工艺结构不当引起的失效
a.推动杆形状调整不当而使触点工作不到位 继电器内部的推动杆均采用手工调整且继电器内部通常有多组触点因此各个推动杆与簧片之间的间隙调整就显得很重要在失效分析过程中经常发现由于各个推动杆与簧片之间间隙不一致致使继电器中的某组触点在工作过程中动作后常开点无法闭合这主要是由于该组触点推动杆与簧片间隙较大在其余各组触点均吸合到位后该组触点无法到位或接触压力很小而失效
5.电磁继电器常见失效原因及失效机理分析
5.1继电器内部多余物
结合失效分析的实际案例从以下几方面对电磁继电器常见失效原因及失效机理进行介绍：
5.2触点表面沾污
5.3工艺结构不当
5.4触点烧蚀、粘连
5.5银离子迁移
5.6外部应力导致簧片位移
5.电磁继电器常见失效原因及失效机理分析
5.1继电器内部多余物引起的失效
3.继电器失效分析统计
2004、2005年各类元器件失效分析比例
到2008年时继电器在所有失效分析电子元器件中的比例已经超过单片集成电路19％ 居于失效元器件分析比例的第一位22％
3.继电器失效分析统计
2008年各类元器件失效分析比例
4.电磁继电器常见失效模式
电磁继电器常见失效模式可以归纳为如下几种：
5.电磁继电器常见失效原因及失效机理分析
e.线圈开路
漆包线断裂形貌
5.电磁继电器常见失效原因及失效机理分析
e.线圈开路
光伏组件eva胶膜失效模式
光伏组件eva胶膜失效模式1.引言1.1 概述概述部分：光伏组件eva胶膜失效是影响光伏组件性能和寿命的重要因素之一。
eva胶膜作为光伏组件的重要组成部分，主要用于固定和保护光伏电池片，具有电气绝缘、粘结牢固等功能。
然而，由于环境因素、工艺不当以及质量问题等原因，eva胶膜会出现不同的失效模式，导致光伏组件的性能下降甚至失效。
本文旨在探讨光伏组件eva胶膜失效的各种模式，包括胶膜老化、胶膜脱层、渗透性失效和电气性能下降等方面。
在正文部分，将详细介绍每一种失效模式的成因、表现以及可能带来的影响。
同时，本文还将探讨eva 胶膜在光伏组件中的重要性，以及对于这些失效模式的预防和解决方案。
通过对光伏组件eva胶膜失效模式的深入研究和分析，可以提供给光伏组件制造商和使用者更全面的了解，以便提前预判和应对这些失效模式，降低光伏组件的失效风险，提高光伏组件的性能和寿命。
在结论部分，将总结本文所涉及的失效模式，并强调eva胶膜对于光伏组件的重要性。
同时，也将提出一些预防和解决失效模式的方案，以提供参考和指导。
希望本文的研究成果能够为光伏组件eva胶膜的质量控制和性能提升提供一定的理论和实践基础。
文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文将按照以下结构进行讨论光伏组件EVA胶膜的失效模式：2. 正文部分将详细介绍EVA胶膜的两种主要失效模式：2.1 失效模式1：2.1.1 胶膜老化：讨论胶膜老化的原因、表现以及可能的解决方案。
2.1.2 胶膜脱层：探讨胶膜脱层的机制、造成脱层的外界因素，以及可行的修复方法。
2.2 失效模式2：2.2.1 渗透性失效：分析渗透性失效的原因和影响，以及可能的控制措施。
2.2.2 电气性能下降：探究电气性能下降的原因、影响和解决方案。
3. 结论部分将对以上失效模式进行总结，并强调光伏组件EVA胶膜的重要性。
同时，提出针对失效模式的预防和解决方案，旨在为光伏行业提供技术支持和参考。
通过以上结构的安排，本文将全面系统地介绍光伏组件EVA胶膜失效模式，为读者深入了解该问题提供清晰的框架和逻辑。
太阳能光伏组件失效模式介绍
Electrons (-ve)
Holes (+ve)
如有机会,将来另开专题再详细讲解!
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玻璃破裂
失效原因 — 冲击（如石头、冰雹等物理） 导致玻璃碎裂，可以从碎裂的形状 判断 — 玻璃质量问题（如玻璃自爆） — 不当的安装方式 — 高温（如热斑、打弧等）
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不当的安装方式导致玻璃破裂
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过热导致玻璃破裂
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组件承载能力 — 风载/雪载
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热斑
当组件的Imp超过被遮挡的电池或是有缺陷的电池的Isc 时，容易导致热斑过热现象的产生
失效原因 — 电池表面有异物 — 电池之间不匹配 — 电池缺陷如右下图所示 — 二极管并联的电池片数量过多 — 部分遮挡 — 焊接不良 影响 — 焊接处融化 — 过高的温度导致封装材料和背板的老化 — 局部过热导致玻璃碎裂
Hot cell
Def. front contact Partial shadowing
Hot Spot
A: Bypass Diode B: Hot Cell C: Interconnect D: Hot-spot E: Broken Cell F: Hot Cell Array G: Front Contact H: Partial Shadow
3- DFMEA设计失效模式及影响分析
AIAG&VDA FMEA培训教材之DFMEA设计失效模式及影响分析七步法七步法关系图系统子系统单元子系统单元零件元素零件元素功能功能功能功能功能功能失效失效失效失效失效失效失效后果失效后果失效模式失效原因失效原因严重度（S）发生度（O）探测度（D）现行防范措施现行发现措施较低的O值较低的D值推荐防范措施推荐发现措施AP较低的AP系统系统系统系统分析失效分析和风险降低1.规划和准备3.功能分析4.失效分析5.风险分析6.优化2.结构分析7. 结果文件化风险沟通FMEA结果文件化七步法七步法第一步：规划和准备目的：是根据正在开发的分析类型（即系统）来定义FMEA 中包含和不包含的内容。
例如，系统、子系统或组件。
DFMEA 规划和准备的工具：框（边界）图•需要谁加入团队？FMEA 团队•什么时候？FMEA 时间•我们为什么在这里？FMEA 意图•我们该如何分析？FMEA 工具•需要完成哪些工作？FMEA 任务◆设计FMEA规划和准备的主要目标是：✓新开发的产品和过程；✓定义对设计的哪些方面进行分析；✓形成项目计划；✓确定应用于确定范围的相关经验教训和参考资料；✓定义团队职责。
设计FMEA步骤一：规划和准备▪分析范围应在项目开始时确定，以确保实施的方向和关注点一致；▪FMEA团队应关注导致风险项的根本原因和针对风险项采取措施的有效性；▪聚焦风险越高的问题越应深入讨论，关于低风险问题，最好避免冗长的讨论；▪风险矩阵是一个很好的识别风险高低的有效辅助工具范围定义的辅助方法：▪原理图▪物料清单（BOM ）▪以前类似产品的FMEA▪危害分析与风险评估（HARA ）▪威胁分析与风险评估（TARA ）▪可制造性和装配设计（DFM/A ）▪以往质量问题（场内故障，现场故障，类似产品的保修和保单索赔）▪QFD 质量功能展开▪法规要求▪技术要求▪客户需求/期望（外部和内部客户）▪要求规范▪功能模型▪风险矩阵▪框（边界）图▪参数（P ）图▪接口矩阵▪Focus矩阵FMEA实施之前，必须清晰理解并确定产品需求,通过VOC，QFD，法律法规，行业/企业标准，客户需求清单等整体识别产品需求。
失效模式分析表格
失效模式分析表格失效模式描述1. 组件故障组件损坏或失效导致整个系统无法正常工作2. 电源故障供电系统故障导致设备无法正常工作3. 连接故障连接线路或接口故障导致信号无法传输或丢失4. 软件错误系统软件或应用程序出现错误导致功能失效5. 网络故障网络连接中断或网络设备故障导致通信失败6. 传感器故障传感器无法正常检测或传输数据导致系统失效7. 数据错误数据输入或处理过程中出现错误导致结果不准确8. 停电故障电力供应中断或电力设备故障导致设备无法工作9. 控制逻辑错误控制逻辑程序出现错误导致系统无法按预期运作人员操作不当或误操作导致系统功能失效10. 人为操作错误1. 组件故障描述：组件故障是指系统中的重要组件出现损坏或失效的情况，导致整个系统无法正常工作。
常见的组件故障包括电子元器件损坏、机械部件失灵、电路板短路等。
解决方案： - 检查组件的工作状态，确保其在正常工作范围内； - 定期进行设备维护和检修，及时更换老化部件； - 使用高质量的组件，减少故障发生的可能性。
2. 电源故障描述：电源故障是指系统供电部分发生故障，导致设备无法正常工作。
常见的电源故障包括电源线路断路、电源适配器故障、电池电量不足等。
解决方案： - 检查电源线路和插头是否正常连接； - 检查电源适配器是否工作正常，如发现故障及时更换； - 定期检查设备电池电量，如发现不足及时充电或更换电池。
3. 连接故障描述：连接故障是指设备之间的连接线路或接口出现问题，导致信号无法正常传输或丢失。
常见的连接故障包括线路脱落、接口松动或损坏等。
解决方案： - 检查连接线路是否完好，确保连接稳固； - 检查接口是否松动或损坏，如有问题及时修复或更换； - 定期进行连接线路的检查和保养，防止连接故障发生。
4. 软件错误描述：软件错误是指系统的软件或应用程序出现错误，导致系统功能失效。
常见的软件错误包括程序崩溃、数据丢失、算法错误等。
解决方案： - 及时更新软件补丁或升级软件版本，修复已知的软件错误； - 定期进行软件测试和质量控制，确保软件的稳定性和可靠性； - 遵循良好的软件开发规范，减少软件错误的发生。
元器件及组件的失效模式及其频数比表
引线故障
3.9%
污染
2.0%
退化
54.8%
过电应力
5.9%
不能切换
27.5%
开路
5.9%
光电传感器
短路
50.0%
开路
50.0%
真空电子器件
普通电子管
破裂
5.1%
烧毁
5.1%
失控
25.6%
超出额定值
12.8%
性能退化
15.4%
电源故障
36%
微波电子管
阴极
31%
发射降低
灯丝断
16%
放电打火
11%
参数漂移
11.0%
短路
9.0%
变容、阶跃、隧道、PIN、体效应、崩越二极管
参数漂移
43.0%
开路
50.0%
短路
7.0%
电压基准二极管（齐纳）
参数漂移
69.0%
开路
18.0%
短路
13.0%
电压调整二极管（齐纳）
开路
45.0%
参数漂移
35.0%
短路
20.0%
晶体管
双极型晶体管
短路
36.0%
开路
44.0%
功能退化
2.2%
启动后不运行
60.0%
不启动
37.8%
元器件或部件名称
失效模式
比例
交流电动机
线圈故障
31.0%
轴承故障
28.0%
启动后运行失败
23.0%
启动失败
18.0%
发电机
性能退化
60.0%
无输出
22.0%
启动后运行失败
MLCC失效模式及分析手段知识分享
2.SMT之后生产阶段导致的破裂 失效
第三种是电路板切割﹑测试﹑背面组件和连接器安装﹑及 最后组装时，若焊锡组件受到扭曲或在焊锡过程后把电路 板拉直，都有可能造成‘扭曲破裂’这类的损坏。
2.SMT之后生产阶段导致的破裂 失效
在机械力作用下板材弯曲变形时，陶瓷的活动范围受端位 及焊点限制，破裂就会在陶瓷的端接界面处形成，这种破 裂会从形成的位置开始，从45°角向端接蔓延开来。
这些破裂现象一般为可见的表面裂缝，或2至3个电极间的内部破裂； 表面破裂一般会沿着最强的压力线及陶瓷位移的方向。（如图5）
1.SMT阶段导致的破裂失效
第二种是由真空检拾头导致的损坏或破裂﹐一般会在芯片 的表面形成一个圆形或半月形的压痕面积﹐并带有不圆滑 的边缘。此外﹐这个半月形或圆形的裂缝直经也和吸头相 吻合。
（１）热击失效模式：
第一种形如指甲狀或U-形的裂縫和第二种隐藏在内的 微小裂缝，两者的区别只是后者所受的张力较小，而 引致的裂缝也较轻微。第一种引起的破裂明显，一般 可以在金相中测出，第二种只有在发展到一定程度后 金相才可测。
（２）扭曲破裂失效
此种不良的可能性很多：按大类及表现可以分为两种： 1.SMT阶段导致的破裂失效 2.SMT之后生产阶段导致的破裂失效
（１）热击失效模式：
第一种是显而易见的形如指甲狀或U-形的裂縫（见图2）。
C A PA C ITO R
BO OY
端接
熱擎 裂縫
图2 热击破裂示意图
圖4 多層陶 瓷電容器所 出現的熱擎裂縫
（１）热击失效模式：
第二种是隐藏在内的微小裂缝（见图3）
在陶瓷端接介面形成的輕微破裂
電極
陶瓷
端接
图3 轻圖微5 輕热微击破 裂源自的纹位 置1.SMT阶段导致的破裂失效
sn29500 中集成电路失效模式
中集成电路失效模式随着集成电路技术的不断发展和广泛应用，集成电路的可靠性和稳定性显得尤为重要。
然而，集成电路在使用过程中往往会出现各种失效情况，这就需要对中集成电路的失效模式进行深入了解和研究，以确保其在各种工作环境下能够稳定可靠地工作。
1. 什么是中集成电路失效模式中集成电路失效模式是指集成电路在实际工作过程中由于各种外部因素或内部缺陷导致其功能或性能出现异常的情况。
这些失效模式可能是由于材料老化、电压过高过低、温度过高过低、电磁干扰、机械应力等外部因素导致的，也可能是由于设计缺陷、制造工艺缺陷、元器件损坏等内部因素导致的。
2. 中集成电路常见的失效模式中集成电路常见的失效模式包括但不限于以下几种：（1）电子元件损坏：例如晶体管击穿、导线断裂、电容老化等导致电路中某些元器件失效。
（2）连接线断开：由于机械应力、温度变化等原因，集成电路中的金属连接线可能会断裂，导致信号传输中断。
（3）硅衬底漏电：由于材料老化或外部环境影响，集成电路中的硅衬底可能出现漏电现象，影响电路正常工作。
（4）温度敏感性失效：集成电路在高温或低温环境中工作时，可能出现性能下降或功能异常。
（5）软故障：集成电路中的软件部分也可能出现失效，例如由于编程错误、存储器损坏等原因导致系统无法正常工作。
3. 中集成电路失效模式的分析方法为了有效地预防和排除中集成电路的失效，需要对其失效模式进行深入的分析和研究。
目前，常见的分析方法包括以下几种：（1）失效分析技术：通过对失效芯片的外观、结构、元器件特性等进行分析，找出失效的具体原因。
（2）故障模式分析：通过对集成电路的工作原理、电路结构、电气特性等进行分析，找出可能存在的故障模式。
（3）可靠性测试：通过对集成电路进行温度、电压、频率等方面的长时间应力测试，评估其在不同工作环境下的可靠性。
（4）加速老化实验：通过模拟集成电路在不同环境条件下的老化过程，评估其在长期使用中可能出现的失效情况。
光伏组件失效模式介绍
4
5 6 7
背板
接线盒 边框 焊带汇流条
保护组件免受外界环境损害，保证寿命 导出组件电能，减少热斑损坏 组件组件间连接 保护组件免受外界环境损害，保证寿命 降低组件重量
连接电池片收集电流
前言
光伏组件一般提供五年的产品质量保证和10-25年的产品功率保证，25年内产品最大功 率衰减不超过20%。 组件户外使用受到各种环境因素的侵蚀影响。
背板与EVA分层，EVA与玻璃分层，EVA与电池片间分层
脱层
脱 层
脱 层
脱 层
失效原因：
1.湿气，紫外等导致封装 材料间的粘粘力被破坏， 2.金属离子的污染 3.材料匹配性不好 4.层压参数不合理 5.背板层间分层 6.硅胶密封性不好
失效影响：
管控方向：
1.焊带、电池片腐蚀， 致使组件报废 2.影响组件外观 3.遮挡电池片，功率 输出下降
焊 带 腐 蚀
焊 带 变 色
光伏组件户外常见失效模式
电池片变色氧化
边 缘 氧 化 整 片 氧 化 主 栅 边 氧 化
失效原因：
失效影响： 1.焊接电池片存在氧化 2.背板,EVA封装材料透水率 1.栅线变色，影响外观 2.电阻变大，影响功率输出 高，导致进水氧化腐蚀 3.助焊剂残留腐蚀栅线 4.EVA分解残留的醋酸类腐 蚀栅线 5.员工使用含有硫的橡胶手 套 6.组件在系统中正电压偏置， 银浆发生电化学腐蚀
管控方向 电池质量管控 1.包括硅片/电池片EL缺陷检测 2.电池片光衰一致性 3.电性能水位一致性 制程管控 1.焊接质量（虚焊，过焊） 2.制程隐裂EL检测 3.组件异物 4.换片补片档位一致性 组件安装维护 1.安全的包装运输防护 2.合理的安装角度距离 3.定期清理，避免遮挡
电感零件常见失效模式及分析手法
（1）不良品外观检查确认(非破坏)
（2）不良品/良品电气特性比对确认(非破坏)
经过电气测试确认：2pcs 不良品电感值都小于规格要求的 33uH±20% 的范围，DCR 明显小于规格值 0.35(Ω)max.基本判断不良品为短路失 效。
3.不良品进一步 Wire 拆解分析(破坏)
4. Core 验证分析(破坏) Core 外观检查 OK,不良品与库存新品拆解进行对比分析将拆解后的库 存新品的 Wire 绕制上在不良品的 Core 上，感值恢复为 29.8uH；将拆 解后的不良品的 Wire 绕制上在库存新品的 Core 上，感值为 17.1uH， 同样出现感值偏低现象。因此初步排除 Core 不良的原因，不良的问题 点是出现在 Wire 方面。4
电子零件失效分析之电感
对于电子品质工程师来说电子元器件失效是非常麻烦的事情，比如 某个半导体器件外表完好但实际上已经半失效或者完全失效会在硬件 电路调试上面花费大把的时间，有时甚至炸机。所以掌握各类电子元器 件的实效机理与特性是工程师必不可少的知识。
电感是导线内通过交流电流时，在导线的内部及其周围产生交变磁 通，导线的磁通量与产生此磁通量的电流成之比。
1 .芯片电感机械/外力异常分析---本体 Crack 裂痕或破损：
电气异常分析---内电极熔化 Crack 裂痕开路：
总结:
1.熟知零件的组成结构，材料，制程和特性 2.FA 一般流程
例如：不良率，异常现象，零件 DateCode, 发生不良的流程，PCB 上发生异常的位置，终端产品及客户等
磨损/异物附着、产品底部平整度不佳/底部料片偏移等，对此改善和应 对的措施为原材料厂商提供电镀报告，可焊性测试验证。
(完整版)光伏组件失效模式介绍
2.制程隐裂EL检测
热 斑 正 面
热 斑 背 面
3.组件异物 4.换片补片档位一致性 组件安装维护 1.安全的包装运输防护 2.合理的安装角度距离 3.定期清理，避免遮挡
光伏组件户外常见失效模式
脱层
背板与EVA分层，EVA与玻璃分层，EVA与电池片间分层
脱 层
脱 层
脱 层
失效原因：
1.湿气，紫外等导致封装 材料间的粘粘力被破坏， 2.金属离子的污染 3.材料匹配性不好 4.层压参数不合理 5.背板层间分层 6.硅胶密封性不好
前言
光伏组件介绍-结构及物料
光伏组件可以分为晶体硅光伏组件及薄膜组件，本文主要进行晶体硅光伏组件常见的失效 模式分析。
光 伏 组 件 三 明 治 结 构
序号 1 2 3 4 5 6 7
物料名称 玻璃 EVA 电池片 背板 接线盒 边框
焊带汇流条
特性 高太阳能透过比、低吸收比、低反射比和高强度
耐紫外辐射、耐碱、抗老化、低透水汽率 高透明，柔软，坚韧度及黏连性 耐紫外辐射、抗老化，低透水汽率，低热阻 高光电转化效率，较高的弱光性 较高的耐候行 耐紫外辐射、抗老化，低透水汽率，低热阻 高耐候性，高阻燃，低电阻 高机械强度， 高机械强度，高耐候行 较低的密度 高抗拉强度，延伸率及可焊接性 低电阻率
失效原因：
1.硅片电池缺陷
2.电池表面有异物
3.电池之间不匹配：效率电流混档，
衰减不一致
4.二极管并联的电池片数目过多
5.阴影遮挡
6.焊接不良
失效影响：
1.焊接处融化， 2.过高的温度导致封装材料加速老化ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ3.局部过热导致玻璃破碎
热 斑
4.组件烧毁
起
常见组件失效模式介绍
3. 背板脱层是非常严重的失效，会导致组件绝缘性能失效而提前报废。一般造成背板
脱层的原因有背板与EVA粘接面处理工艺失效、污染，背板的结构设计缺陷等。
黄变
背 板， EVA 黄 变
1. EVA黄变：EVA受温度，UV等条件影响，发生老化黄变。EVA黄变对组件发电量有影
响，但是影响很小，天合收集了工作20年以上的组件，EVA黄变非常严重，但功率衰
非常明显的自爆点，没有外力撞击痕迹
2. 受外力撞击自爆现象在多石块的地面电站较为常见。
脱层
助 焊 剂 污 染 EV A 脱 层
背 板 脱 层
1. 过多的助焊剂残留会导致EVA与电池片发生脱层。 2. 使用低厚度EVA会导致焊带处EVA与玻璃脱层，目前天合使用的EVA是国内光伏组件企 业最厚的，克重标准≥430g/m2，其他厂家在370~410g/m2
1. 接线盒二极管失效是比较常见的情况，通常都是大规模发生，已有案例多是由于系 统接线错误，雷击等 2. 密封式接线盒偶有烧毁失效，改为灌胶接线盒后，热量可以快速散出，目前为止还 未发现失效案例。
玻璃破损
玻 璃 自 爆
受 外 力 撞 击
1. 玻璃自爆多数是由于玻璃内杂质（如硫化镍）晶向转化，体积膨胀自爆，外观看有
负电压偏置状态
PID(Potential induced degradation)。 1. 一般意义的PID定义较广，但是目前我们所指的是指组件在系统中工作在负偏压 状态下的功率衰减现象，最高可以造成功率输出衰减90%以上，而改善组件抗 PID性能主要有两个方向：
① 电池片：改进工艺主要有增加SiN厚度，或者利用O3制作一层SiO保护层。 ② 组件封装材料：阻止玻璃中钠离子迁徙到电池片表面，提高 EVA的厚度，绝缘性和阻隔性。
失效模式和效果分析
失效模式和效果分析失效模式和效果分析(Failure Mode and Effect Analysis, FMEA)是一种用来确定潜在失效模式及其原因的分析方法。
具体来说，通过实行FMEA，可在产品设计或生产工艺真正实现之前发现产品的弱点，可在原形样机阶段或在大批量生产之前确定产品缺陷。
FMEA最早是由美国国家宇航局(NASA)形成的一套分析模式，FMEA是一种实用的解决问题的方法，可适用于许多工程领域，目前世界许多汽车生产商和电子制造服务商(EMS)都已经采用这种模式进行设计和生产过程的管理和监控。
FMEA简介FMEA有三种类型，分别是系统FMEA、设计FMEA和工艺FMEA，本文中主要讨论工艺FMEA。
实施FMEA管理的具体步骤见图1。
确定产品需要涉及的技术、能够出现的问题，包括下述各个方面：需要设计的新系统、产品和工艺；对现有设计和工艺的改进；在新的应用中或新的环境下，对以前的设计和工艺的保留使用；形成FMEA团队。
理想的FMEA团队应包括设计、生产、组装、质量控制、可靠性、服务、采购、测试以及供货方等所有有关方面的代表。
记录FMEA的序号、日期和更改内容，保持FMEA始终是一个根据实际情况变化的实时现场记录，需要强调的是，FMEA文件必须包括创建和更新的日期。
创建工艺流程图。
工艺流程图应按照事件的顺序和技术流程的要求而制定，实施FMEA需要工艺流程图，一般情况下工艺流程图不要轻易变动。
列出所有可能的失效模式、效果和原因、以及对于每一项操作的工艺控制手段：1．对于工艺流程中的每一项工艺，应确定可能发生的失效模式，如就表面贴装工艺(SMT)而言，涉及的问题可能包括，基于工程经验的焊球控制、焊膏控制、使用的阻焊剂(soldermask)类型、元器件的焊盘图形设计等。
2．对于每一种失效模式，应列出一种或多种可能的失效影响，例如，焊球可能要影响到产品长期的可靠性，因此在可能的影响方面应该注明。
3．对于每一种失效模式，应列出一种或多种可能的失效原因，例如，影响焊球的可能因素包括焊盘图形设计、焊膏湿度过大以及焊膏量控制等。
电子元器件失效的敏感环境与失效模式总结
2.3混合集成电路
传统的混合集成电路，按基片表面的厚膜导带、薄膜导带工艺不同分为厚膜混合集成电路和薄膜混合集成电路两大类：某些小型的印制电路板（PCB）电路，由于印制电路是以膜的形式在平整板表面形成导电图形的，也归类为混合集成电路。随着多芯片组件这一先进混合集成电路的出现，其基板特有的多层布线结构和通孔工艺技术，已使组件成为混合集成电路中一种高密度互连结构的代名词，多芯片组件所采用的基板又包括：薄膜多层、厚膜多层、高温共烧、低温共烧、硅基、PCB多层基板等。
另一方面，电连接器在贮存、运输和工作时，会受到各种振动载荷和冲击力的作用，当外界振动载荷的激励频率和电连接器固有频率接近时，会使得电连接器产生共振现象，造成接触件的间隙变大，间隙增大到一定程度，接触压力会瞬时消失，从而导致电接触的“瞬断”。在振动、冲击载荷作用下，电连接器内部会产生应力，当应力超过材料的屈服强度时，会使得材料产生破坏和断裂；在这种长期应力的作用下，材料也会发生疲劳损伤，最后引发失效。
热致击穿、芯片焊接失效、内引线键合失效，冲击导致钝化层破裂。
高温、冲击、振动
5
阻容元件
磁芯基体破裂，电阻膜破裂，引线断裂。
冲击、高低温
6
板级电路
焊点开裂、孔铜断裂。
高温
电真空器
热丝疲劳断裂。
振动
2、典型元器件失效机理分析
电子元器件的故障模式并不单一，仅对有代表性的部分典型元器件敏感环境的耐受极限进行分析，以得到较为通适的结论。
失效模式与效果分析
汇报人：可编辑
2024-01-06
失效模式概述失效模式分析方法失效模式分析实践失效模式的控制与改进失效模式分析的未来发展
失效模式概述
01
失效模式是指产品或过程中潜在的问题或缺陷，可能导致产品或过程不能达到预期效果或失败。
根据失效的性质和影响程度，失效模式可以分为功能失效、性能失效、安全失效等类型。
经济学与管理学
运用经济学和管理学的理论，研究失效模式对经济效益的影响，优化产品设计和生产过程。
物理学与工程学
结合物理学和工程学的理论和方法，深入研究失效模式的物理机制，提高分析的深度和精度。系统在制动过程中出现刹车距离过长的问题，通过DOE实验设计发现是刹车片材料选择不当导致的，更换合适的刹车片材料后问题得到解决。
某机械产品在运行过程中出现异常振动和噪声，通过故障树分析发现是轴承损坏导致的，更换轴承后问题得到解决。
失效模式的控制与改进
04
通过分析产品、过程和系统的设计和使用条件，识别出可能的失效模式。
分类
定义
产品质量
失效模式可能导致产品质量下降，影响消费者使用体验和满意度。
生产成本
失效模式可能导致生产成本的增加，如维修、替换、退货等成本增加。
品牌形象
失效模式可能对企业的品牌形象造成负面影响，影响消费者对企业的信任和忠诚度。
03
02
01
数据分析
通过数据分析，发现产品或过程中潜在的失效模式，分析其产生的原因和影响程度。
试验与验证
通过试验和验证，发现产品或过程中的失效模式，并及时采取措施进行改进和优化。
预防措施
针对潜在的失效模式，制定预防措施，如加强质量控制、定期维护和检查等，以降低失效模式的发生概率。
射频同轴连接器与电缆组件的失效分析
射频同轴连接器与电缆组件的失效分析射频同轴连接器与电缆组件的失效分析摘要本文主要对射频同轴连接器、电缆组件的失效模式和机理进行了分析，并对如何提高射频同轴连接器、电缆组件的可靠性进行了较详细的讨论。
一.引言随着科学技术的迅猛发展，电子设备的应用范围也日益广泛，几乎渗透到国民经济的各个部门，其中包括军事、公安、通讯、医疗等各个领域，所以电子设备的可靠性越来越引起人们的关心和重视。
而接插件、继电器等电接触元件是电子设备中使用最多的元件之一。
据不完全统计，一台电子计算机、雷达或一架飞机，其接点数都数以万计，而电子设备的可靠性与所用元件的数量、质量有着极为密切的关系。
特别是在串联结构的电子设备中，任何一个元件、器件或节点的失效都有可能导致局部或各个系统的失效。
本文侧重对射频同轴连接器、电缆组件的失效模式和机理进行了分析，并对如何提高其可靠性进行了较详细的讨论。
二.射频同轴连接器、电缆组件的失效模式及机理目前国内、外使用的射频同轴连接器的品种虽很多，但从连接类型来分主要有以下三种：(1)螺纹连接型：如：APC-7、N、TNC、SMA、SMC、L27、L16、L12、L8、L6等射频同轴连接器。
这种连接形式的连接器具有可靠性高、屏蔽效果好等特点，所以应用也最为广泛。
(2)卡口连接型：如：BNC、C、Q9、Q6等射频同轴连接器。
这种连接器具有连接方便、快捷等特点，也是国际上应用最早的射频连接器连接形式。
(3)推入连接型：如：SMB、SSMB、MCX等，这种连接形式的连接器具有结构简单、紧凑、体积小、易于小型化等特点。
虽然连接器品种很多，但是从可靠性的角度来分析，许多问题是相同的。
本文侧重对目前应用最广泛、品种最多螺纹连接型的射频同轴连接器的失效模式和机理进行分析。
根据我们十余年的实践，常见的主要失效模式有以下几种。
2.1连接失效(1)连接螺母脱落在日常生活中，部分用户反映有时出现连接螺母脱落现象，致使影响正常工作，特别是小型连接器，如SMA、SMC、L6出现会更多些，经我们分析大致有下列原因造成：a.设计人员选材不当，为降低成本，误用非弹性的黄铜座卡环材料，使螺母易脱落。
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3. 背板脱层是非常严重的失效，会导致组件绝缘性能失效而提前报废。一般造成背板
脱层的原因有背板与EVA粘接面处理工艺失效、污染，背板的结构设计缺陷等。
黄变
背 板， EVA 黄 变
1. EVA黄变：EVA受温度，UV等条件影响，发生老化黄变。EVA黄变对组件发电量有影
响，但是影响很小，天合收集了工作20年以上的组件，EVA黄变非常严重，但功率衰
减在10%以内。 2. 背板黄变：背板黄变主要是UV破坏，目前天合所使用的背板都通过了UV 210KWH的 照射，相当于中国西部地区20年~25年的辐照量，其中最高黄变系数△YI在5左右。
EVA体积电阻 <2*1013Ω.cm
DHT100h出现大面 积BL
在上表中，EVA的VA含量也有降低，减少组件内部的醋酸释放和酸值，可能也 是抑制因素之一。 2. 降低背板水汽透过率。
电化学腐蚀与蜗牛纹
1. 正电压偏置与蜗牛纹之间的相关性或者失效机理是否相同还无法确定。 2. 目前各种技术资料和文献中对蜗牛纹的产生描述有各种各样的解释，怀疑 蜗牛纹的物质有AgCl，Ag2S，Ag2O，AgCNO等。 3. 电化学腐蚀在透水透气型组件中是普遍存在的现象，封装技术能解决的只 是延缓腐蚀的速度。 4. 隔离逆变器整个系统负极接地，可能会加速电化学腐蚀的现象。
电化学腐蚀
从材料端改善组件的电化学腐蚀： 1. 减小漏电流i，提高组件绝缘性从原理上可以抑制腐蚀的发生速度。
背板水汽透过率 3g*m2/day
BL产生速度
EVA体积电阻 >3*1014Ω.cm
DHT 100h没有任 何的变色和氧化 现象
EVA体积电阻 >1*1014Ω.cm
DHT100h栅线变 黄，但不明显
1. 接线盒二极管失效是比较常见的情况，通常都是大规模发生，已有案例多是由于系 统接线错误，雷击等 2. 密封式接线盒偶有烧毁失效，改为灌胶接线盒后，热量可以快速散出，目前为止还 未发现失效案例。
玻璃破损
玻 璃 自 爆
受 外 力 撞 击
1. 玻璃自爆多数是由于玻璃内杂质（如硫化镍）晶向转化，体积膨胀自爆，外观看有
组件常见失效模式
热斑
热 斑 烧 毁 背 板
热 斑 红 外 照 片
热 斑 红 外 照 片
热 斑
1. 热斑是非常常见的组件失效模式，严重的热斑可以导致背板烧毁，更有甚者导致钢 化玻璃爆裂。
2. 提升组件耐热斑的方法有减小电池片反向流电流，提高背板耐热性等。
接线盒
二 极 管 失 效 连 接 器 开 裂 接 线 盒 烧 毁 螺 母 未 安 装 到 位
负电压偏置状态
PID(Potential induced degradation)。 1. 一般意义的PID定义较广，但是目前我们所指的是指组件在系统中工作在负偏压 状态下的功率衰减现象，最高可以造成功率输出衰减90%以上，而改善组件抗 PID性能主要有两个方向：
① 电池片：改进工艺主要有增加SiN厚度，或者利用O3制作一层SiO保护层。 ② 组件封装材料：阻止玻璃中钠离子迁徙到电池片表面，提高 EVA的厚度，绝缘性和阻隔性。
非常明显的自爆点，没有外力撞击痕迹
2. 受外力撞击自爆现象在多石块的地面电站较为常见。
脱层
助 焊 剂 污 染 EV A 脱 层
背 板 脱 层
1. 过多的助焊剂残留会导致EVA与电池片发生脱层。 2. 使用低厚度EVA会导致焊带处EVA与玻璃脱层，目前天合使用的EVA是国内光伏组件企 业最厚的，克重标准≥430g/m2，其他厂家在370~410g/m2
子阵中的电压偏置状态
1. 在子阵中，同时存在正电压偏置和负电压偏置。（如果是隔离变压器，那 么子阵中仅存在正电压偏置） 2. 那么电压偏置会带来哪些影响和后果呢？
正电压偏置状态
1. 模拟光伏系统中的正电压偏置状态，将组件接线并放入环境试验箱。 2. 测试条件：IEC61215.10.13 Damp-heat test. 3. 在正电压偏置状态下，电池片表面的银浆发生了电化学腐蚀，变成了深褐 色的银的氧化物（Black line），并且随着测试时间的增加，氧化银的面积 也在逐步扩大。
常见组件失效模式介绍
光伏发电系统
并网逆变器
太阳能光伏组件系统连接导致的失效模式
子阵接线及系统电压
G 1. 每个子阵的组件数量在20块或20以上，实际电压低于1000V，这里按IEC标准 的1000V系统电压定义。 2. 因为组件整体接地，如果把地（G）看做0，那么正极端和负极端相对“地” 分别有500V的电压差。