สามโหมดความล้มเหลวหลักของอิเล็กทรอนิกส์

ทุกอย่างล้มเหลวในบางจุดและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะไม่มีข้อยกเว้น การรู้ทั้งสามโหมดความล้มเหลวที่สำคัญสามารถช่วยนักออกแบบสร้างการออกแบบที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและแม้แต่วางแผนสำหรับความล้มเหลวที่คาดไว้

โหมดความล้มเหลว

มีหลายเหตุผล ว่าเหตุใดองค์ประกอบจึงล้มเหลว ความล้มเหลวบางอย่างช้าและสง่างามที่มีเวลาในการระบุชิ้นส่วนและแทนที่ก่อนที่จะล้มเหลวอย่างสิ้นเชิงและอุปกรณ์จะไม่ทำงาน ความล้มเหลวอื่น ๆ เป็นไปอย่างรวดเร็วรุนแรงและไม่คาดคิดซึ่งทั้งหมดได้รับการทดสอบในระหว่างการทดสอบการรับรองผลิตภัณฑ์

ความล้มเหลวของแพคเกจคอมโพเนนต์

แพคเกจของคอมโพเนนต์มีฟังก์ชันหลัก 2 ส่วนปกป้องส่วนประกอบจากสิ่งแวดล้อมและเป็นวิธีการเชื่อมต่อส่วนประกอบกับวงจร ถ้าอุปสรรคที่ปกป้องส่วนประกอบจากสิ่งแวดล้อมแตกตัวปัจจัยภายนอกเช่นความชื้นและออกซิเจนสามารถเร่งอายุของชิ้นส่วนและทำให้มันล้มเหลวเร็วขึ้น ความล้มเหลวทางกลของแพคเกจอาจเกิดจากหลายปัจจัยเช่นความเค้นความร้อน, สารเคมีทำความสะอาดและแสงอัลตราไวโอเลต สาเหตุเหล่านี้สามารถป้องกันได้โดยคาดการณ์ปัจจัยเหล่านี้และปรับการออกแบบตาม ความล้มเหลวของกลไกเป็นเพียงสาเหตุเดียวของความล้มเหลวของแพคเกจ ภายในบรรจุภัณฑ์ข้อบกพร่องในการผลิตอาจนำไปสู่กางเกงขาสั้นการปรากฏตัวของสารเคมีที่ก่อให้เกิดริ้วรอยอย่างรวดเร็วของเซมิคอนดักเตอร์หรือบรรจุภัณฑ์หรือรอยแตกในแมวน้ำที่แพร่กระจายในขณะที่ชิ้นส่วนถูกใส่ผ่านรอบการระบายความร้อน

ความล้มเหลวของ Joint and Contact Feldures

ข้อต่อแบบบัดกรีเป็นวิธีหลักในการติดต่อระหว่างส่วนประกอบและวงจรและมีส่วนแบ่งการทำงานที่ผิดพลาด การใช้โลหะบัดกรีที่ไม่ถูกต้องกับส่วนประกอบหรือ PCB สามารถนำไปสู่การอิเล็คโตรไลท์ของธาตุในบัดกรีที่สร้างชั้นเปราะซึ่งเรียกว่าชั้น intermetallic เลเยอร์เหล่านี้นำไปสู่ข้อต่อบัดกรีที่หักและมักหลีกเลี่ยงการตรวจจับวัตถุต้น วัฏจักรความร้อนยังเป็นสาเหตุสำคัญของความล้มเหลวในการเชื่อมประสานโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าอัตราการขยายตัวทางความร้อนของวัสดุ (ขาส่วนประกอบ, ประสาน, PCB ติดตามรอยและ PCB ติดตาม) จะแตกต่างกัน เมื่อวัสดุเหล่านี้ร้อนขึ้นและเย็นลงความเครียดทางกลอาจเกิดขึ้นระหว่างพวกเขาซึ่งอาจทำให้เกิดการเชื่อมต่อทางกายภาพได้ทำให้ส่วนประกอบเสียหายหรือทำให้เกิดรอยร่องรอยของ PCB หนวดดีบุกใน ตะกั่วที่ปราศจากสารตะกั่ว อาจเป็นปัญหา หนวดดีบุกเกิดขึ้นจากข้อต่อประสานอิสระที่สามารถเชื่อมต่อที่อยู่ติดต่อหรือแตกออกและทำให้เกิดกางเกงขาสั้นได้

ความล้มเหลวของ PCB

แผงวงจร PCB มีแหล่งความล้มเหลวหลายแห่งบางส่วนเกิดขึ้นจากกระบวนการผลิตและบางส่วนจากสภาพแวดล้อมการทำงาน ในระหว่างการผลิตเลเยอร์ในบอร์ด PCB อาจไม่ตรงแนวที่นำไปสู่วงจรลัดวงจรวงจรเปิดและสายสัญญาณที่ข้าม สารเคมีที่ใช้ในการแกะสลัก PCB board อาจไม่สามารถถอดออกได้อย่างสมบูรณ์และสร้างกางเกงขาสั้นเนื่องจากร่องรอยถูกกินไป การใช้น้ำหนักทองแดงที่ผิดหรือปัญหาการชุบสามารถทำให้เกิดความร้อนที่เพิ่มขึ้นซึ่งจะทำให้อายุการใช้งานของ PCB สั้นลง กับทุกโหมดความล้มเหลวในการผลิต PCB, ความล้มเหลวส่วนใหญ่ไม่ได้เกิดขึ้นในระหว่างการผลิต PCB

สภาพแวดล้อมการบัดกรีและการดำเนินงานของ PCB มักจะนำไปสู่ความหลากหลายของความล้มเหลวของ PCB เมื่อเวลาผ่านไป ฟลักซ์ของบัดกรีที่ ใช้ในการยึดส่วนประกอบทั้งหมดกับ PCB อาจอยู่บนพื้นผิวของ PCB ซึ่งจะกินอาหารและกัดกร่อนโลหะที่สัมผัสได้ ฟลักซ์ของบัดกรีไม่ใช่วัสดุกัดกร่อนเพียงอย่างเดียวที่มักพบทาง PCBs เนื่องจากส่วนประกอบบางอย่างอาจรั่วไหลของของเหลวซึ่งอาจกลายเป็นสารกัดกร่อนเมื่อเวลาผ่านไปและสารทำความสะอาดหลายชนิดอาจมีผลเหมือนกันหรือทิ้งคราบสกปรกซึ่งเป็นสาเหตุของกางเกงขาสั้นบนกระดาน การปั่นจักรยานด้วยความร้อนเป็นอีกสาเหตุหนึ่งของความล้มเหลวของ PCB ซึ่งอาจนำไปสู่การปนเปื้อน PCB และมีบทบาทในการปล่อยเส้นใยโลหะที่อยู่ระหว่างชั้นของ PCB