Три основных режима отказа электроники

Все в какой-то момент терпит неудачу, и электроника не является исключением. Знание этих трех основных режимов отказов может помочь дизайнерам создать более надежные конструкции и даже планировать ожидаемые сбои.

Режимы сбоя

Есть множество причин, почему компоненты отказывают. Некоторые сбои происходят медленно и изящно, когда есть время для идентификации компонента и его замены, прежде чем он полностью выйдет из строя и оборудование выйдет из строя. Другие сбои бывают быстрыми, сильными и неожиданными, и все они проверяются в ходе сертификационных испытаний продукта.

Сбои пакета компонентов

Пакет компонента обеспечивает две основные функции, защищая компонент от окружающей среды и обеспечивая способ подключения компонента к схеме. Если барьер, защищающий компонент от окружающей среды, разрушается, внешние факторы, такие как влажность и кислород, могут ускорить старение компонента и привести к его более быстрому выходу из строя. Механическая поломка упаковки может быть вызвана рядом факторов, включая термический стресс, химические чистящие средства и ультрафиолетовое излучение. Все эти причины можно предотвратить, предвидя эти общие факторы и корректируя проект в соответствии с. Механические сбои являются только одной из причин сбоев пакетов. Внутри упаковки дефекты при изготовлении могут привести к коротким замыканиям, присутствию химических веществ, вызывающих быстрое старение полупроводника или упаковки, или к трещинам в уплотнениях, которые распространяются, когда деталь подвергается тепловым циклам.

Неисправность паяного соединения и контакта

Паяные соединения обеспечивают основное средство контакта между компонентом и цепью и имеют значительную долю отказов. Использование неправильного типа припоя с компонентом или печатной платой может привести к электромиграции элементов в припое, которые образуют хрупкие слои, называемые интерметаллическими слоями. Эти слои приводят к разрушению паяных соединений и часто не обнаруживаются на ранних этапах. Тепловые циклы также являются основной причиной разрушения паяного соединения, особенно если скорости теплового расширения материалов (штифт компонента, припой, покрытие PCB и PCB) различны. По мере того, как все эти материалы нагреваются и охлаждаются, между ними может возникнуть сильное механическое напряжение, которое может разорвать соединение физического припоя, повредить компонент или расслаивать след от печатной платы. Оловянные усы на бессвинцовых припоях также могут быть проблемой. Оловянные усы вырастают из бессвинцовых паяных соединений, которые могут защемить контакты или разорвать их и вызвать короткое замыкание.

Отказы печатной платы

Печатные платы имеют несколько общих источников неисправностей, некоторые из которых связаны с производственным процессом, а некоторые – с операционной средой. Во время изготовления слои на плате PCB могут быть смещены, что приведет к коротким замыканиям, разомкнутым цепям и пересеченным сигнальным линиям. Кроме того, химикаты, используемые при травлении печатных плат, могут быть удалены не полностью и создавать шорты, поскольку следы стираются. Использование неправильного веса меди или проблемы с гальваническим покрытием могут привести к увеличению тепловых напряжений, что сократит срок службы печатной платы. При всех режимах отказов при изготовлении печатной платы большинство отказов не возникает во время изготовления печатной платы.

Пайка и эксплуатационная среда платы часто приводят к различным сбоям платы с течением времени. Поток припоя, используемый для присоединения всех компонентов к печатной плате, может оставаться на поверхности печатной платы, которая разъедает и разъедает любой металл, с которым он контактирует. Поток припоя – не единственный коррозийный материал, который часто попадает на печатные платы, поскольку некоторые компоненты могут вытекать жидкости, которые со временем могут становиться коррозийными, а некоторые чистящие средства могут оказывать одинаковый эффект или оставлять проводящий остаток, который вызывает короткое замыкание на плате. Термоциклирование является еще одной причиной отказов печатной платы, которая может привести к расслоению печатной платы и играть роль в том, чтобы позволить металлическим волокнам расти между слоями печатной платы.

Оцените статью
Solutics.ru
Добавить комментарий