Kaikki epäonnistuu jossain vaiheessa ja elektroniikka eivät ole poikkeus. Näiden kolmen suuren vikamoodin tunteminen voi auttaa suunnittelijoita luomaan entistä kestävämpiä malleja ja jopa suunnittelemaan odotettavissa olevia vikoja.
Epäonnistustilat
On monia syitä, miksi komponentit epäonnistuvat. Jotkut epäonnistumiset ovat hidas ja siro, jossa on aikaa tunnistaa komponentti ja korvata se ennen kuin se epäonnistuu täysin ja laite on alas. Muut virheet ovat nopeita, väkivaltaisia ja odottamattomia, jotka kaikki testataan tuotteen sertifiointitestien aikana.
Komponenttipaketin virheet
Komponentin paketti tarjoaa kaksi ydintoimintoa, joka suojaa komponenttia ympäristöstä ja tarjoaa keinon, jolla komponentti liitetään piiriin. Jos komponentti suojaa ympäristöä rikkoutuu, ulkopuoliset tekijät, kuten kosteus ja happi, voivat nopeuttaa komponentin ikääntymistä ja aiheuttaa sen, että se epäonnistuu paljon nopeammin. Pakkauksen mekaaninen vika voi johtua useista tekijöistä, kuten lämpöjännityksestä, kemiallisista puhdistusaineista ja ultraviolettivalosta. Kaikki nämä syyt voidaan estää ennakoimalla näitä yhteisiä tekijöitä ja säätämällä mallia mukaan. Mekaaniset toimintahäiriöt ovat vain yksi syy pakettihäiriöihin. Pakkauksen sisäpuolella valmistusvirheet voivat johtaa shortseihin, kemikaalien läsnäolo, jotka aiheuttavat puolijohdevalmisteen tai -pakkauksen nopean ikääntymisen tai halkeamat tiivisteissä, jotka levittävät osana, siirretään lämpösykliin.
Juotosyhdistelmät ja yhteydenpuutteet
Juotosliitokset muodostavat tärkeimmän yhteydenpiirin osan komponentin ja piirin välillä ja niillä on kohtuullinen osuus virheistä. Vääräntyyppisen juotteen käyttäminen komponentin tai PCB: n kanssa voi johtaa juotteen elementtien sähkömigraatioon, jotka muodostavat hauraita kerroksia, joita kutsutaan intermetallikerroksiksi. Nämä kerrokset johtavat rikkoutuneisiin juotosliitoksiin ja usein estävät varhaisen havaitsemisen. Lämpösyklit ovat myös pääasiallinen juotosvikahäiriö, varsinkin jos materiaalien lämpölaajenemisnopeudet (komponentti-nasta, juotos, PCB-jäljityskerros ja PCB-jäljitys) ovat erilaisia. Koska kaikki nämä materiaalit lämpenevät ja jäähtyvät, niiden välillä voi muodostua massiivinen mekaaninen rasitus, joka voi rikkoa fyysisen juotosliitännän, vahingoittaa komponenttia tai poistaa PCB-jäljen. Myös tinapuikot lyijyttömillä juotteilla voivat olla ongelma. Tina-viikset kasvavat lyijyttömästä juotosliitoksesta, jotka voivat silittää yhteyksiä tai katkaista ja aiheuttaa lyhyitä.
PCB-häiriöt
PCB-levyillä on useita yhteisiä vikaantumislähteitä, joista osa johtuu valmistusprosessista ja osa toimintaympäristöstä. Valmistuksen aikana PCB-levyssä olevat kerrokset voivat olla epätasaisia, mikä johtaa oikosulkuihin, avoimiin piireihin ja ristikkäisiin signaalilinjoihin. Myös PCB-levyjen etsauksessa käytettyjä kemikaaleja ei välttämättä poisteta kokonaan ja ne tuottavat shortseja, kun jälkiä syötetään pois. Väärän kuparipainon tai pinnoituskysymysten käyttö voi johtaa lisääntyneeseen lämpöjännitykseen, joka lyhentää PCB: n käyttöikää. Kaikkien PCB-valmistuksen vikatilanteissa useimmat virheet eivät ole PCB: n valmistuksen aikana.
PCB: n juotos- ja käyttöympäristö johtaa usein erilaisiin PCB-vikoihin ajan mittaan. Juotosvirta, jota käytetään kiinnittämään kaikki komponentit PCB: hen, voi jäädä PCB: n pinnalle, joka syödä ja syövyttää metallia, johon se joutuu kosketuksiin. Juotosvuo ei ole ainoa syövyttävää materiaalia, joka usein päätyy PCB: eihin, koska jotkin komponentit voivat vuotaa nesteitä, jotka voivat ajan myötä syövyttää, ja useilla puhdistusaineilla voi olla sama vaikutus tai jättää johtava jäännös, joka aiheuttaa alushameita. Lämpösykli on toinen syy PCB-vikoihin, jotka voivat johtaa PCB: n delaminaatioon ja joilla on rooli metallikuitujen kasvamisessa PCB: n kerrosten välille.
