国高材案例 | 电子产品固定装置开裂失效分析及成分分析

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案例背景

某电子产品的固定装置出现螺丝柱开裂，前期尝试通过调整螺丝尺寸、扭矩设定及组装工艺的条件参数仍会再现不良。据了解，失效件来自多个生产批次，但其原材料集中在同一批次中，考虑失效模式可能为配方工艺失效，所以进行失效位置的全成分定量分析及失效分析。

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案例分析

失效件原材料集中在同一批次，其他批次原材料未出现失效断裂，需进行该批次原材料的全成分定量分析，且该装置是装配后出现的失效，分析方案需要考虑装配件的影响，并对装置进行应力评价测试。

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结果分析

(1) 形貌分析

扫描电镜形貌结果显示，NG件断裂面孔洞缺陷处表面较为粗糙，呈现“颗粒状”（见图1）；并且NG件螺孔内表面有明显的弧形凹陷形貌（见图2）；靠近孔洞缺陷的一侧断面较为平整（见图2(a)区）；另一侧断面较粗糙、有弧形扩展纹、靠近外边缘有台阶状形貌（见图2(b)区、(c)区）。

图1. NG件断裂螺柱内部孔洞放大图

图2. NG件断裂螺柱内部形貌

(2) 成分分析

根据定性定量成分分析测试结果表明，NG件和OK件主要成分均为POM材质，助剂和填料成分存在差异。其中OK件中含有较多苯代三聚氰胺BGA，且含量高于NG件，其抗氧剂含量也高于NG件；NG件中含有硫酸钡和磷酸三苯酯，而OK件几乎没有。

图3 产品裂解图

(3) 应力评价

采用盐酸对样品进行应力评价，如图3所示，酸蚀后的OK件底端、侧端均出现横向裂纹；OK件侧端、OK件顶端出现由内向外的应力开裂。表明制件在这些位置存在较大的内应力，容易产生应力集中。

图4 OK件盐酸侵蚀后底部、侧端、顶端

综上所述，样品NG件的螺柱开裂是脆性断裂，断裂位置和方向具有类似规律；并且NG件配方中抗氧剂和苯代三聚氰胺含量较少，容易受外界因素影响产生氧化降解；因此推测断裂可能是由于NG制件本身配方问题，并且在装配和使用过程中受外力作用导致其在应力集中位置产生开裂。