Lahat ay nabigo sa isang punto, at ang electronics ay walang exception. Ang pagdidisenyo ng mga system na inaasahan ang tatlong pangunahing electronic component failure mode ay nakakatulong na palakasin ang pagiging maaasahan at ang serbisyo ng mga bahaging iyon.
Failure Modes
Maraming dahilan kung bakit nabigo ang mga bahagi. Ang ilang mga pagkabigo ay mabagal at maganda, kung saan may oras upang matukoy ang bahagi at palitan ito bago ito mabigo, at ang kagamitan ay naka-down. Ang iba pang mga pagkabigo ay mabilis, marahas, at hindi inaasahan, na lahat ay nasubok sa panahon ng pagsubok sa sertipikasyon ng produkto.
Mga Component Package Failures
Ang package ng isang component ay nagbibigay ng dalawang pangunahing function: pinoprotektahan nito ang component mula sa kapaligiran at nagbibigay ng paraan para makakonekta ang component sa circuit. Kung masisira ang harang na nagpoprotekta sa bahagi mula sa kapaligiran, ang mga panlabas na salik gaya ng halumigmig at oxygen ay nagpapabilis sa pagtanda ng sangkap at nagiging dahilan upang mas mabilis itong mabigo.
Ang mekanikal na pagkabigo ng package ay nagreresulta mula sa ilang salik, kabilang ang thermal stress, mga panlinis ng kemikal, at ultraviolet light. Ang mga dahilan na ito ay maiiwasan sa pamamagitan ng pag-asa sa mga karaniwang salik na ito at pagsasaayos ng disenyo nang naaayon.
Ang mga mekanikal na pagkabigo ay isa lamang sanhi ng mga pagkabigo ng package. Sa loob ng package, ang mga depekto sa pagmamanupaktura ay maaaring humantong sa shorts, ang pagkakaroon ng mga kemikal na nagdudulot ng mabilis na pagtanda ng semiconductor o package, o mga bitak sa mga seal na kumakalat habang dumadaan ang bahagi sa mga thermal cycle.
Solder Joint at Contact Failures
Ang mga solder joint ay nagbibigay ng pangunahing paraan ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng isang bahagi at isang circuit at may kanilang patas na bahagi ng mga pagkabigo. Ang paggamit ng maling uri ng solder na may bahagi o PCB ay maaaring humantong sa electromigration ng mga elemento sa weld. Ang resulta ay mga malutong na layer na tinatawag na intermetallic layers. Ang mga layer na ito ay humahantong sa mga sirang solder joint at kadalasang hindi natutukoy nang maaga.
Ang mga thermal cycle ay isa ring pangunahing dahilan ng pagkabigo ng solder joint, lalo na kung ang mga rate ng thermal expansion ng mga materyales-component pin, solder, PCB trace coating, at PCB trace-ay iba. Habang umiinit at lumalamig ang mga materyales na ito, nabubuo ang napakalaking mekanikal na stress sa pagitan ng mga ito, na maaaring masira ang koneksyon ng solder, makasira sa bahagi, o ma-delaminate ang bakas ng PCB.
Ang mga balbas ng lata sa mga panghinang na walang lead ay maaari ding maging problema. Lumalaki ang mga balbas ng lata mula sa mga solder joint na walang lead na maaaring magtulay sa mga contact o maputol at maging sanhi ng shorts.
Mga Pagkabigo sa PCB
Ang mga naka-print na circuit board ay dumaranas ng ilang karaniwang pinagmumulan ng pagkabigo, ang ilan ay nagmumula sa proseso ng pagmamanupaktura at ang ilan ay mula sa operating environment. Sa panahon ng pagmamanupaktura, ang mga layer sa isang PCB board ay maaaring hindi maayos, na humahantong sa mga short circuit, open circuit, at crossed signal lines. Gayundin, ang mga kemikal na ginagamit sa PCB board etching ay maaaring hindi ganap na maalis at lumikha ng mga shorts dahil ang mga bakas ay kinakain.
Ang paggamit ng maling tansong timbang o mga isyu sa plating ay maaaring humantong sa pagtaas ng mga thermal stress na nagpapaikli sa buhay ng PCB. Sa kabila ng mga failure mode sa paggawa ng isang PCB, karamihan sa mga pagkabigo ay hindi nangyayari sa panahon ng paggawa ng isang PCB ngunit sa halip sa paggamit sa ibang pagkakataon.
Ang paghihinang at pagpapatakbo na kapaligiran ng isang PCB ay kadalasang humahantong sa iba't ibang mga pagkabigo ng PCB sa paglipas ng panahon. Ang solder flux na ginagamit sa pag-attach ng mga bahagi sa isang PCB ay maaaring manatili sa ibabaw ng isang PCB, na makakakain at makakasira ng anumang metal contact.
Ang Solder flux ay hindi lamang ang kinakaing unti-unting materyal na kadalasang napupunta sa mga PCB dahil ang ilang bahagi ay maaaring tumagas ng mga likido na maaaring maging kinakaing unti-unti sa paglipas ng panahon. Maaaring magkaroon ng parehong epekto ang ilang ahente sa paglilinis o mag-iwan ng conductive residue, na nagiging sanhi ng shorts sa board.
Thermal cycling ay isa pang dahilan ng mga pagkabigo ng PCB, na maaaring humantong sa delamination ng PCB at gumaganap ng isang papel sa pagpapahintulot sa mga metal fiber na tumubo sa pagitan ng mga layer ng PCB.
