מדוע רכיבים נכשלים וכיצד לזהות אותם
מה צריך לדעת
- בדוק אם יש נזק, בדוק אם יש עשן או ריחות, הקשב לקולות כשל, וכן לבדוק רכיבים בודדים.
- הסיבות השכיחות לכשל ברכיבים אלקטרוניים כוללים התחממות יתר, קורוזיה, מתח חשמלי, פגמי ייצור.
- כדי להפחית את הסיכון לכשלים קטסטרופליים, בדוק באופן שגרתי חלקים הידועים כפגומים לאחר פרק זמן מסוים או שימוש.
מאמר זה מכסה כיצד לזהות תקלות ברכיבים אלקטרוניים, את הסיבות הנפוצות ביותר לכשל ברכיבים אלקטרוניים, וטיפים למניעת תקלות ברכיבים אלקטרוניים.
כיצד לזהות רכיב כושל
כאשר רכיב כשל, ישנם מספר אינדיקטורים שיכולים לזהות את הרכיב שנכשל ולסייע בפתרון תקלות האלקטרוניקה.
בדוק ויזואלית את הרכיב לאיתור נזק. אינדיקטור ברור לכך שרכיב נכשל הוא באמצעות בדיקה ויזואלית. לרכיבים שנכשלו יש לעתים קרובות אזורים שרופים או נמסים, או שהתנפחו והתרחבו. קבלים לעתים קרובות בולטים החוצה, במיוחד קבלים אלקטרוליטיים סביב צמרות המתכת. לאריזות מעגלים משולבים (IC) יש לעתים קרובות חור קטן שנשרף בו נקודה חמה על הרכיב אידתה את הפלסטיק לאורך כל חבילת ה-IC.
בדוק אם יש עשן או ריחות. כאשר רכיבים נכשלים, לעתים קרובות מתרחש עומס תרמי, הגורם לעשן כחול ועשן צבעוני אחר להשתחרר על ידי הרכיב הפוגע. לעשן יש ריח מובהק ומשתנה לפי סוג הרכיב. לרוב זהו הסימן הראשון לכשל ברכיב מעבר למכשיר שאינו פועל. לעתים קרובות הריח המובהק של רכיב כושל נשאר סביב הרכיב במשך ימים או שבועות, מה שיכול לעזור לזהות את הרכיב הפוגע במהלך פתרון בעיות.
האזן לקולות כישלון. לפעמים רכיב ישמיע צליל כשהוא נכשל. זה קורה לעתים קרובות יותר עם כשלים תרמיים מהירים, מתח יתר ואירועי זרם יתר. כאשר רכיב נכשל בצורה חמורה, לעיתים קרובות ריח מלווה את הכשל. שמיעת כשל ברכיב היא נדירה יותר. לעתים קרובות זה אומר שחלקים מהרכיב רופפים במוצר, כך שזיהוי הרכיב שנכשל עשוי להסתכם בגילוי איזה רכיב כבר לא נמצא ב-PCB או במערכת.
בדוק רכיבים בודדים. לפעמים הדרך היחידה לזהות רכיב כושל היא לבדוק אותו. תהליך זה יכול להיות מאתגר על PCB מכיוון שרכיבים אחרים יכולים להשפיע על המדידה. מכיוון שהמדידות כרוכות בהפעלת מתח או זרם קטן, המעגל יגיב לזה וקריאות עלולות להיסרק. אם מערכת משתמשת במספר תת-מכלולים, החלפתם היא לרוב דרך לצמצם היכן ממוקמת הבעיה במערכת.
מאמר זה מסביר.
גורמים לכשל ברכיבים
חלקים נכשלים, והאלקטרוניקה נשברת. שיטות עיצוב טובות יכולות למנוע חלק מהן כשלים ברכיבים, אבל רבים הם פשוט מחוץ לידיים שלך. זיהוי הרכיב הפוגע ומדוע הוא עלול להיכשל הוא השלב הראשון בחידוד התכנון והגברת האמינות של מערכת שחווה כשלים חוזרים ונשנים של רכיבים.
ישנן סיבות רבות לכך שרכיבים נכשלים. חלק מהכשלים הם איטיים וחינניים, ומציעים זמן לזהות את הרכיב ולהחליפו לפני שהוא נכשל לחלוטין. כשלים אחרים הם מהירים, חמורים ובלתי צפויים.
כמה סיבות נפוצות לכישלון רכיבים כוללות:
- הְזדַקְנוּת
- עיצוב מעגל גרוע
- כשל מדורג
- שינוי בסביבת ההפעלה
- מחובר בצורה לא נכונה
- כשלים בחיבור
- נְגִיעוּת
- קורוזיה
- מתח חשמלי
- פריקה אלקטרוסטטית
- פגם בייצור
- שוק מכני
- לחץ מכני
- זרם יתר
- טמפרטורת יתר
- מתח יתר
- חִמצוּן
- פגמים באריזה
- קְרִינָה
- מתח תרמי
כשלים ברכיבים בדרך כלל עוקבים אחר מגמה. בתחילת חייה של מערכת אלקטרונית, כשלים ברכיבים שכיחים יותר והסיכוי לכשל יורד עם השימוש ברכיבים. הסיבה לירידה בשיעורי הכשלים היא שהרכיבים שיש להם פגמי אריזה, הלחמה וייצור נכשלים לרוב תוך דקות או שעות מרגע השימוש הראשון במכשיר. זו הסיבה שיצרנים רבים כוללים תקופת צריבה של מספר שעות למוצרים שלהם. הבדיקה הפשוטה הזו מבטלת את הסיכון של החלקה של רכיב גרוע בתהליך הייצור, וכתוצאה מכך מכשיר שבור תוך שעות מרגע הרכישה.
לאחר תקופת הצריבה הראשונית, תקלות רכיבים בדרך כלל מתרחשות באופן אקראי. ככל שהרכיבים מתבגרים, תגובות כימיות טבעיות מפחיתות את איכות האריזה, החוטים והרכיב. גם רכיבה מכנית ותרמית גובות מחיר מעוצמת הרכיב. גורמים אלו גורמים לעלייה בשיעורי הכישלונות ככל שהמוצר מזדקן. זו הסיבה שכשלים מסווגים לעתים קרובות לפי גורם השורש או כאשר הם נכשלו במהלך חיי הרכיב.
אתה יכול להפחית את הסיכון לטעות קטסטרופלית על ידי בדיקה שגרתית של חלקים הידועים ככשלים לאחר פרק זמן מסוים או שימוש. לדוגמה, בתעשייה האווירית, רכיבי הליבה מוחלפים לאחר תפקוד של מספר שעות מסוים, ללא קשר לשאלה אם הרכיב מראה סימני לחץ או התפרקות.