Ελαττώματα συνιστωσών

Εντοπισμός ανεπαρκών στοιχείων

Τα κομμάτια αποτυγχάνουν και τα πράγματα σπάνε Είναι γεγονός ζωής και μηχανικής. Ορισμένες αποτυχίες εξαρτημάτων μπορούν να αποφευχθούν με καλές πρακτικές σχεδιασμού, αλλά πολλοί είναι εκτός των χεριών των σχεδιαστών. Ο εντοπισμός του παραβατικού στοιχείου και η αποτυχία του είναι το πρώτο βήμα για την τελειοποίηση του σχεδιασμού και την αύξηση της αξιοπιστίας ενός συστήματος που έχει βλάβες εξαρτημάτων.

Πώς αποτυγχάνουν τα στοιχεία

Υπάρχουν πολλοί λόγοι για τους οποίους τα συστατικά αποτυγχάνουν. Ορισμένες αποτυχίες είναι αργές και χαριτωμένες όταν υπάρχει χρόνος για να αναγνωριστεί το εξάρτημα και να αντικατασταθεί πριν αποτύχει τελείως και ο εξοπλισμός παραμένει εκτός λειτουργίας. Άλλες αποτυχίες είναι γρήγορες, βίαιες και απροσδόκητες, όλες οι οποίες δοκιμάζονται κατά τη διάρκεια των δοκιμών πιστοποίησης προϊόντων. Μερικοί από τους συνηθέστερους λόγους για την αποτυχία των στοιχείων περιλαμβάνουν:

• Πάνω από το ρεύμα
• Υπέρβαση τάσης
• Πάνω από τη θερμοκρασία
• Συνδέθηκε λανθασμένα
• Αλλαγή λειτουργικού περιβάλλοντος
• Ελαττωμα κατασκευης
• Μηχανικό σοκ
• Μηχανικό άγχος
• Ακτινοβολία
• Μόλυνση
• Συσκευασία
• Συνδέσεις
• Γηράσκων
• Αποτυχία κατάρρευσης
• Διάβρωση
• Σκουριά
• Οξειδωτικό
• Θερμική διαφυγή
• Χαλαρές συνδέσεις
• Ηλεκτροστατική εκκένωση (ESD)
• Ηλεκτρικό άγχος
• Κακό σχεδιασμό κυκλώματος

Οι βλάβες των εξαρτημάτων ακολουθούν μια τάση. Στην πρώιμη ζωή ενός ηλεκτρονικού συστήματος, οι αστοχίες των εξαρτημάτων είναι πιο συνηθισμένες και η πιθανότητα αποτυχίας μειώνεται καθώς χρησιμοποιούνται. Ο λόγος για την πτώση των ποσοστών αποτυχίας είναι ότι τα εξαρτήματα που παρουσιάζουν ελαττώματα συσκευασίας, συγκόλλησης και κατασκευής συχνά αποτυγχάνουν μέσα σε λίγα λεπτά ή ώρες από την πρώτη χρήση της συσκευής. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο πολλοί κατασκευαστές περιλαμβάνουν αρκετές ώρες καύσης σε περίοδο για τα προϊόντα τους. Αυτή η απλή δοκιμή εξαλείφει την πιθανότητα μια κακή συνιστώσα να μπορεί να γλιστρήσει μέσω της διαδικασίας κατασκευής και να οδηγήσει σε μια σπασμένη συσκευή μέσα σε λίγες ώρες από την πρώτη χρήση του τελικού χρήστη .

Μετά την αρχική περίοδο εγκατάλειψης, τα ελαττώματα των εξαρτημάτων συνήθως φθάνουν έξω και συμβαίνουν τυχαία. Καθώς τα συστατικά χρησιμοποιούνται ή και μόνο κάθονται, γερνούν. Οι χημικές αντιδράσεις μειώνουν την ποιότητα της συσκευασίας, τα καλώδια και το εξάρτημα και η μηχανική και θερμική ποδηλασία επηρεάζουν τη μηχανική αντοχή του εξαρτήματος. Αυτοί οι παράγοντες προκαλούν συνεχή αύξηση των ποσοστών αποτυχίας καθώς το προϊόν αιώνεται. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι αποτυχίες συχνά ταξινομούνται είτε από τη βασική τους αιτία είτε από το πότε αποτυγχάνουν στη ζωή του συστατικού.

Αναγνώριση ενός αποτυχημένου στοιχείου

Όταν αποτυγχάνετε ένα στοιχείο, υπάρχουν μερικοί δείκτες που μπορούν να βοηθήσουν στην αναγνώριση του στοιχείου που αποτυγχάνει και βοηθούν στην αντιμετώπιση ηλεκτρονικών προβλημάτων . Οι δείκτες αυτοί είναι:

• Ορατός

  Ο πλέον εμφανής δείκτης που απέτυχε ένα συγκεκριμένο στοιχείο είναι μέσω οπτικής επιθεώρησης. Τα αποτυχημένα στοιχεία έχουν συχνά καμένα ή λιωμένα σημεία ή έχουν διογκωθεί και επεκταθεί. Οι πυκνωτές είναι συχνά βρεγμένοι, ειδικά ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές γύρω από τις μεταλλικές τους κορυφές. Τα πακέτα IC συχνά έχουν μια μικρή τρύπα καίγεται σε αυτά, όπου η θερμή στάση στο εξάρτημα εξατμίζει το πλαστικό γύρω από το καυτό σημείο σε όλη τη διαδρομή μέσα από το πακέτο IC.

• Μυρωδιά

  Όταν αποτυγχάνουν τα εξαρτήματα, συχνά εμφανίζεται μια θερμική υπερφόρτωση η οποία προκαλεί την απελευθέρωση του μαγικού μπλε καπνού και άλλου πολύχρωμου καπνού από το παραβατικό στοιχείο. Ο καπνός έχει επίσης μια πολύ ξεχωριστή οσμή και ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του συστατικού. Αυτό είναι συχνά το πρώτο σημάδι αποτυχίας ενός εξαρτήματος πέρα ​​από το γεγονός ότι η συσκευή δεν λειτουργεί. Συχνά η ξεχωριστή μυρωδιά μιας αποτυχημένης συνιστώσας θα παραμείνει γύρω από το εξάρτημα για ημέρες ή εβδομάδες που μπορεί να βοηθήσει στην αναγνώριση του παραβατικού στοιχείου κατά την αντιμετώπιση προβλημάτων.

• Ήχος

  Μερικές φορές, τα συστατικά κάνουν έναν ήχο όταν αποτυγχάνουν. Αυτό συμβαίνει συχνότερα με ταχείες θερμικές βλάβες, με τάσεις και με τα τρέχοντα γεγονότα. Όταν ένα συστατικό αποτύχει αυτό βίαια, μια μυρωδιά συχνά συνοδεύει την αποτυχία. Η ακοή ενός στοιχείου αποτυγχάνει είναι πιο σπάνια και συχνά σημαίνει ότι κομμάτια του εξαρτήματος θα βρεθούν χαλαρά στο προϊόν έτσι ώστε να εντοπιστεί το συστατικό που απέτυχε μπορεί να κατέβει στην εύρεση του εξαρτήματος που δεν υπάρχει πλέον στο PCB ή στο σύστημα.

• Δοκιμές

  Μερικές φορές, ο μόνος τρόπος να εντοπιστεί ένα συστατικό που απέτυχε είναι να δοκιμάσει μεμονωμένα στοιχεία. Αυτό μπορεί να είναι πολύ δύσκολο για ένα PCB δεδομένου ότι συχνά άλλα εξαρτήματα θα επηρεάσουν τη μέτρηση δεδομένου ότι όλες οι μετρήσεις περιλαμβάνουν την εφαρμογή μιας μικρής τάσης ή ρεύματος, το κύκλωμα θα ανταποκριθεί σε αυτό και οι μετρήσεις μπορούν να πεταχτούν. Εάν ένα σύστημα χρησιμοποιεί διάφορα υποσυγκροτήματα, συχνά αντικαθιστώντας τα υποσυγκροτήματα είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να περιορίσετε το σημείο όπου βρίσκεται το ζήτημα με το σύστημα.