Trys pagrindiniai elektronikos gedimų režimai
Viskas tam tikru momentu sugenda, ir elektronika nėra išimtis. Sistemų, kurios numato tris pagrindinius elektroninių komponentų gedimo režimus, projektavimas padeda sustiprinti šių komponentų patikimumą ir tinkamumą naudoti.
Gedimų režimai
Yra daug priežasčių, kodėl komponentai sugenda. Kai kurie gedimai yra lėti ir grakštūs, kai yra laiko identifikuoti komponentą ir jį pakeisti, kol jis sugenda, o įranga neveikia. Kiti gedimai yra greiti, žiaurūs ir netikėti – visi jie yra tikrinami gaminio sertifikavimo bandymų metu.
Komponentų paketo gedimai
Komponento paketas atlieka dvi pagrindines funkcijas: apsaugo komponentą nuo aplinkos poveikio ir suteikia galimybę komponentui prisijungti prie grandinės. Jei barjeras, saugantis komponentą nuo aplinkos, nutrūksta, išoriniai veiksniai, tokie kaip drėgmė ir deguonis, pagreitina komponento senėjimą ir greičiau sugenda.
Mechaninis pakuotės gedimas atsiranda dėl kelių veiksnių, įskaitant terminį įtampą, cheminius valiklius ir ultravioletinę šviesą. Šių priežasčių galima išvengti numatant šiuos bendrus veiksnius ir atitinkamai pakoregavus dizainą.
Mechaniniai gedimai yra tik viena paketo gedimų priežastis. Pakuotės viduje dėl gamybos defektų gali atsirasti šortai, gali atsirasti cheminių medžiagų, kurios sukelia greitą puslaidininkio ar paketo senėjimas arba sandariklių įtrūkimai, kurie plinta daliai einant per terminį ciklai.
Litavimo jungčių ir kontaktų gedimai
Litavimo jungtys yra pagrindinė komponento ir grandinės sąlyčio priemonė ir turi nemažą gedimų dalį. Netinkamo tipo litavimo naudojimas su komponentu arba PCB gali sukelti suvirinimo siūlės elementų elektromigraciją. Rezultatas yra trapūs sluoksniai, vadinami intermetaliniais sluoksniais. Dėl šių sluoksnių nutrūksta litavimo jungtys ir dažnai nepavyksta anksti aptikti.
Šiluminiai ciklai taip pat yra pagrindinė litavimo jungties gedimo priežastis, ypač jei medžiagų – komponento kaiščio, lydmetalio, PCB pėdsakų dangos ir PCB pėdsakų – šiluminio plėtimosi greitis skiriasi. Šioms medžiagoms įšylant ir atvėstant, tarp jų susidaro didžiulis mechaninis įtempis, dėl kurio gali nutrūkti litavimo jungtis, sugadinti komponentą arba išskaidyti PCB pėdsakus.
Alavo ūsai ant bešvinio lydmetalio taip pat gali būti problema. Skardiniai ūsai išauga iš bešvinių litavimo jungčių, kurios gali sujungti kontaktus arba nutrūkti ir sukelti trumpumą.
PCB gedimai
Spausdintinės plokštės kenčia dėl kelių įprastų gedimų šaltinių, kai kurie kyla dėl gamybos proceso, o kai kurie iš darbo aplinkos. Gamybos metu PCB plokštės sluoksniai gali būti neteisingai išlyginti, todėl gali atsirasti trumpųjų jungimų, atvirų grandinių ir sukryžiuotų signalų linijų. Be to, PCB plokščių ėsdinimo metu naudojamos cheminės medžiagos gali būti visiškai pašalintos ir sukelti šortus, nes jų pėdsakai pašalinami.
Naudojant netinkamą vario svorį arba dengimo problemas, gali padidėti šiluminis įtempis, dėl kurio sutrumpėja PCB tarnavimo laikas. Nepaisant gedimo režimų gaminant PCB, dauguma gedimų atsiranda ne gaminant PCB, o vėliau naudojant.
PCB litavimo ir veikimo aplinka dažnai sukelia įvairius PCB gedimus laikui bėgant. The litavimo srautas naudojami komponentams pritvirtinti prie PCB, gali likti ant PCB paviršiaus, o tai suvalgys ir korodijuos bet kokį metalinį kontaktą.
Lydmetalio srautas nėra vienintelė ėsdinanti medžiaga, kuri dažnai patenka į PCB, nes iš kai kurių komponentų gali nutekėti skysčiai, kurie laikui bėgant gali tapti ėsdinantys. Kelios valymo priemonės gali turėti tokį patį poveikį arba palikti laidžių likučių, dėl kurių ant lentos atsiranda šortai.
Šiluminis ciklas yra dar viena PCB gedimų priežastis, dėl kurios gali išsisluoksniuoti PCB ir atlikti tam tikrą vaidmenį leidžiant metalo pluoštams augti tarp PCB sluoksnių.