Три главна начина квара електронике

Све у једном тренутку закаже, а електроника није изузетак. Дизајнирање система који предвиђају три примарна начина квара електронских компоненти помаже у јачању поузданости и употребљивости тих компоненти.

Режими квара

Бројни су разлози зашто компоненте отказују. Неки кварови су спори и грациозни, где има времена да се идентификује компонента и замени је пре него што откаже, а опрема нестане. Остали кварови су брзи, насилни и неочекивани, а сви се тестирају током тестирања сертификације производа.

Грешке у пакету компоненти

Пакет компоненте пружа две основне функције: штити компоненту од околине и обезбеђује начин да се компонента повеже са колом. Ако се баријера која штити компоненту од околине пукне, спољни фактори као што су влажност и кисеоник убрзавају старење компоненте и узрокују брже њено кварење.

Механички квар пакета је резултат неколико фактора, укључујући термички стрес, хемијска средства за чишћење и ултраљубичасто светло. Ови узроци се могу спречити предвиђањем ових уобичајених фактора и прилагођавањем дизајна у складу са тим.

Механички кварови су само један од узрока кварова пакета. Унутар паковања, недостаци у производњи могу довести до шортса, присуства хемикалија које узрокују брзо старење полупроводника или паковања, или пукотине у заптивкама које се шире како део пролази кроз термичку циклуси.

Грешке лемних спојева и контаката

Лемљени спојеви обезбеђују примарни начин контакта између компоненте и кола и имају свој део кварова. Коришћење погрешног типа лемљења са компонентом или ПЦБ може довести до електромиграције елемената у завару. Резултат су крхки слојеви који се називају интерметални слојеви. Ови слојеви доводе до сломљених лемних спојева и често измичу раном откривању.

Топлотни циклуси су такође главни узрок квара лемног споја, посебно ако су стопе термичког ширења материјала—иглице компоненте, лема, премаза у траговима ПЦБ-а и трагова ПЦБ-а— различите. Како се ови материјали загревају и хладе, између њих се ствара масиван механички стрес, који може прекинути везу за лемљење, оштетити компоненту или раслојити траг ПЦБ-а.

Лимени бркови на безоловним лемовима такође могу бити проблем. Лимени бркови израстају из спојева за лемљење без олова који могу премостити контакте или се прекинути и изазвати кратке спојеве.

ПЦБ Фаилурес

Штампане плоче имају неколико уобичајених извора кварова, неки произилазе из процеса производње, а неки из радног окружења. Током производње, слојеви у ПЦБ плочи могу бити неусклађени, што доводи до кратких спојева, отворених кола и укрштених сигналних линија. Такође, хемикалије које се користе у гравирању ПЦБ плоча можда неће бити у потпуности уклоњене и створити шорцеве јер се трагови изгризу.

Коришћење погрешне тежине бакра или проблема са облагањем може довести до повећаног топлотног напрезања који скраћује век ПЦБ-а. Упркос начинима кварова у производњи ПЦБ-а, већина кварова се не дешава током производње ПЦБ-а, већ у каснијој употреби.

Лемљење и радно окружење ПЦБ-а често доводе до разних кварова ПЦБ-а током времена. Тхе флукс за лемљење који се користе за причвршћивање компоненти на ПЦБ могу остати на површини ПЦБ-а, што ће изједати и кородирати сваки метални контакт.

Флукс за лемљење није једини корозивни материјал који се често налази на ПЦБ-има јер неке компоненте могу пропуштати течности које временом могу постати корозивне. Неколико средстава за чишћење може имати исти ефекат или оставити проводне остатке, што узрокује кратке спојеве на плочи.

Термички циклуси су још један узрок кварова ПЦБ-а, који могу довести до раслојавања ПЦБ-а и играти улогу у омогућавању раста металних влакана између слојева ПЦБ-а.