Az elektronika három fő hibamódja
Minden elromlik valamikor, és ez alól az elektronika sem kivétel. Az olyan rendszerek tervezése, amelyek előre jelzik a három elsődleges elektronikai alkatrész meghibásodási módját, elősegíti ezen alkatrészek megbízhatóságának és szervizelhetőségének erősítését.
Hibamódok
Ennek számos oka van alkatrészek meghibásodnak. Egyes meghibásodások lassúak és kecsesek, ahol van idő az alkatrész azonosítására és cseréjére, mielőtt meghibásodik, és a berendezés leállna. Az egyéb hibák gyorsak, erőszakosak és váratlanok, és mindegyiket a terméktanúsítási tesztelés során tesztelik.
Alkatrészcsomag hibái
A komponens csomagja két alapvető funkciót lát el: megvédi az alkatrészt a környezettől, és lehetőséget biztosít az alkatrésznek az áramkörhöz való csatlakozására. Ha az alkatrészt a környezettől védő gát eltörik, külső tényezők, mint például a páratartalom és az oxigén felgyorsítják az alkatrész öregedését és gyorsabb meghibásodást okoznak.
A csomag mechanikai meghibásodását több tényező okozza, beleértve a hőterhelést, a vegyi tisztítószereket és az ultraibolya fényt. Ezek az okok megelőzhetők, ha előre látjuk ezeket a gyakori tényezőket, és ennek megfelelően módosítjuk a tervezést.
A mechanikai hibák csak az egyik oka a csomaghibáknak. A csomagoláson belül a gyártási hibák rövidzárlathoz, vegyszerek jelenlétéhez vezethetnek, amelyek gyorsulást okoznak a félvezető vagy a csomagolás elöregedése, vagy repedések a tömítésekben, amelyek továbbterjednek, amikor az alkatrész áthalad a hőn ciklusok.
Forrasztási csatlakozási és érintkezési hibák
A forrasztott kötések biztosítják az elsődleges érintkezési eszközt az alkatrész és az áramkör között, és a meghibásodások méltányos részét képezik. Nem megfelelő típusú forrasztóanyag használata komponenssel ill PCB a varratban lévő elemek elektromigrációjához vezethet. Az eredmény rideg rétegek, úgynevezett intermetallikus rétegek. Ezek a rétegek törött forrasztásokhoz vezetnek, és gyakran elkerülik a korai felismerést.
A hőciklusok a forrasztási kötések meghibásodásának is fő okai, különösen akkor, ha az anyagok hőtágulási sebessége – alkatrészcsap, forraszanyag, PCB nyomréteg és PCB nyomvonal – eltérő. Ahogy ezek az anyagok felmelegednek és lehűlnek, hatalmas mechanikai feszültség keletkezik közöttük, ami megszakíthatja a forrasztási kapcsolatot, károsíthatja az alkatrészt, vagy leválhatja a nyomtatott áramköri nyomokat.
Problémát jelenthet az ólommentes forraszanyagok ónos bajusza is. Ólommentes forrasztási kötésekből ónbajuszok nőnek ki, amelyek áthidalhatják az érintkezőket vagy eltörhetnek, és rövidzárlatot okozhatnak.
PCB hibák
A nyomtatott áramköri lapok számos gyakori meghibásodási forrást szenvednek, amelyek egy része a gyártási folyamatból, más részük pedig a működési környezetből ered. A gyártás során előfordulhat, hogy a NYÁK-kártya rétegei rosszul vannak beállítva, ami rövidzárlatokhoz, szakadásokhoz és keresztezett jelvezetékekhez vezethet. Ezenkívül előfordulhat, hogy a nyomtatott áramköri lapok maratásához használt vegyszerek nem távolíthatók el teljesen, és rövidzárlatot okoznak, mivel a nyomokat elfogyasztják.
A nem megfelelő rézsúly vagy bevonatolási problémák megnövekedett hőfeszültséghez vezethetnek, ami lerövidíti a PCB élettartamát. A PCB gyártás során előforduló hibamódok ellenére a legtöbb meghibásodás nem a NYÁK gyártása során, hanem a későbbi használat során következik be.
A nyomtatott áramköri lapok forrasztási és működési környezete gyakran sokféle PCB meghibásodásához vezet az idő múlásával. Az forrasztófolyasztószer Az alkatrészek NYÁK-hoz való rögzítéséhez használt alkatrészek a NYÁK felületén maradhatnak, ami felemészti és korrodálja a fémkontaktusokat.
A forrasztófolyasztószer nem az egyetlen korrozív anyag, amely gyakran rákerül a PCB-kre, mivel egyes alkatrészekből folyadékok szivároghatnak, amelyek idővel korrozívvá válhatnak. Több tisztítószer is ugyanolyan hatású lehet, vagy vezetőképes maradékot hagyhat maga után, ami rövidzárlatot okoz a táblán.
A hőciklus a PCB meghibásodásának egy másik oka, ami a PCB leválásához vezethet, és szerepet játszik abban, hogy a fémszálak benőjenek a PCB rétegei közé.