《裝備失效分析技術》系統(tǒng)介紹了裝備失效分析的理論和技術。第1章主要介紹失效分析的意義、基本要求及發(fā)展歷程。第2章介紹失效分析的基本程序、思路及基本方法，以及常用失效分析技術。第3、4、5、6章分別介紹斷裂失效、腐蝕失效、磨損失效和變形失效的原理和技術。第7、8章分別是再制造裝備、電子元器件的失效分析。第9章介紹了代表性的裝備失效分析案例，可以穿插在其他章節(jié)中進行學習和比較。
《裝備失效分析技術》可作為機械、電子裝備、安全工程等相關專業(yè)的本科和研究生專業(yè)學習教材；同時可供從事失效分析工作的科研人員、檢測人員以及處理失效事故的管理人員作為參考書。
第1章 概論
1.1 失效
1.2 失效分析
1.2.1 失效帶來的損失
1.2.2 失效分析的目的及意義
1.3 失效分析的發(fā)展
1.3.1 失效分析發(fā)展的3個階段
1.3.2 國內(nèi)外失效分析狀況
1.4 失效分析學科簡介
1.4.1 失效分析的基本類別
1.4.2 失效分析的主要分支學科
1.4.3 失效分析與相關學科的關系
1.4.4 現(xiàn)代失效分析的發(fā)展方向
1.5 失效的基本模式
1.6 引起失效的主要原因
1.7 失效分析的基本要求
第2章 失效分析原理和方法
2.1 失效分析的基本程序
2.1.1 明確失效分析的目的要求
2.1.2 調(diào)查現(xiàn)場及收集背景資料
2.1.3 失效件的保護
2.1.4 失效件的觀察、檢測和試驗
2.1.5 確定失效原因并提出改進措施
2.2 失效分析的思路及基本方法
2.2.1 失效分析思路的方向性及基本原則
2.2.2 失效分析思路簡介
2.2.3 失效分析常用的邏輯推理方法
2.3 失效分析常用技術
2.3.1 痕跡分析
2.3.2 斷口分析技術
2.3.3 裂紋分析技術
2.3.4 模擬試驗
第3章 斷裂失效
3.1 斷裂失效形式及其判斷
3.1.1 斷裂失效的分類
3.1.2 韌性斷裂
3.1.3 脆性斷裂
3.1.4 疲勞斷裂
3.2 線彈性斷裂力學
3.2.1 Griffith斷裂理論
3.2.2 修正的Griffith斷裂理論
3.2.3 應力強度理論
3.3 彈塑性斷裂力學
3.3.1 裂紋尖端塑性變形
3.3.2 裂紋張開位移理論
3.3.3 積分理論
第4章 腐蝕失效
4.1 腐蝕學基本知識
4.1.1 基本概念
4.1.2 金屬腐蝕的分類
4.1.3 金屬腐蝕程度的表示方法
4.2 電化學腐蝕熱力學
4.2.1 腐蝕電池
4.2.2 金屬電化學腐蝕傾向的判斷
4.2.3 電位-pH圖
4.3 電化學腐蝕反應動力學
4.3.1 極化現(xiàn)象與極化曲線
4.3.2 腐蝕速度與極化的關系
4.3.3 極化現(xiàn)象的分類
4.3.4 腐蝕電池的混合電位
4.3.5 活化極化控制下的腐蝕動力學方程式
……
第5章 磨損失效
第6章 變形失效
第7章 再制造裝備的失效用壽命預測
第8章 電子元器件的失效分析
第9章 裝備失效分析案例
半導體器件失效分析中，熱點檢測是有效手段。液晶是一種液體，但溫度低于相變溫度，則變?yōu)榫w。晶體會顯示出各向異性。當它受熱，溫度超過相變溫度時，就會變成各向同性的液體。利用這一特性，就可以在正交偏振光下觀察液晶的相變點，從而找到熱點。液晶熱點檢測設備由偏振光顯微鏡、可調(diào)溫度的樣品臺和樣品的電偏置控制電路組成。液晶熱點檢測技術可用來檢查針孔和熱點等缺陷。若氧化層存在針孔，它上面的金屬層和下面的半導體就可能短路，而造成電學特性退化甚至失效。把液晶涂在被測管芯表面上，再把樣品放在加熱臺上，若管芯氧化層有針孔，則會出現(xiàn)漏電流而發(fā)熱，使該點溫度升高，利用正交偏振光在光學顯微鏡下，觀察熱點與周圍顏色的不同，便可確定器件上熱點的位置。由于功耗小，此法靈敏度高，空間分辨率也高。
11.光輻射顯微分析技術
半導體材料在電場激發(fā)下，載流子會在能級間躍遷而發(fā)射光子。半導體器件和集成電路中的光輻射可以分成三大類：一是載流子注入p-n結的復合輻射，即非平衡少數(shù)載流子注入到勢壘，并與多數(shù)載流子復合而發(fā)出光子；二是電場加速載流子發(fā)光，即在強電場的作用下產(chǎn)生的高速運動載流子與晶格上的原子碰撞，使之電離而發(fā)光；三是介質(zhì)發(fā)光，在強電場下，有隧道電流流過二氧化硅和氮化硅等介質(zhì)薄膜時，就會有光子發(fā)射。光輻射顯微鏡用微光探測技術，將光子探測靈敏度提高6個數(shù)量級，與數(shù)字圖像技術相結合，以提高信噪比。增加了對探測到的光輻射進行光譜分析的功能后，能夠確定光輻射的類型和性質(zhì)。做光輻射顯微鏡探測，首先要在外部光源下對樣品局部進行實時圖像探測，然后對這一局部施加偏壓，在不透光的屏蔽箱中，探測樣品的光輻射。
半導體器件中，多種類型的缺陷和損傷在一定強度電場作用下會產(chǎn)生漏電，并伴隨載流子的躍進而產(chǎn)生光輻射，這樣對發(fā)光部位的定位就可能是對失效部位的定位。目前，光輻射顯微分析技術能探測到的缺陷和損傷類型有漏電結、接觸尖峰，氧化缺陷、柵針孔、靜電放電損傷、閂鎖效應、熱載流子、飽和態(tài)晶體管以及開關態(tài)晶體管等。
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