Todo falla nalgún momento e a electrónica non é unha excepción. Coñecer estes tres modos de falla principais poden axudar aos deseñadores a crear deseños máis robustos e mesmo planificar os fallos esperados.
Modos de fallo
Existen numerosas razóns polas que os compoñentes fallan . Algúns fallos son lentos e graciosos cando hai tempo para identificar o compoñente e reemplazarlo antes de que falle completamente e que o equipo caia. Outros fallos son rápidos, violentos e inesperados, todos os cales son probados durante as probas de certificación do produto.
Fallos de paquetes de compoñentes
O paquete dun compoñente fornece dúas funcións principais, protexendo o compoñente do medio e proporcionando un xeito de conectar o compoñente ao circuíto. Se a barreira que protexe o compoñente do ambiente rompe, factores externos como a humidade eo osíxeno poden acelerar o envellecemento do compoñente e facer que falle moito máis rápido. A falla mecánica do paquete pode ser causada por unha serie de factores, incluíndo o estrés térmico, produtos químicos e luz ultravioleta. Todas estas causas pódense evitar previendo estes factores comúns e axustando o deseño segundo. Os fallos mecánicos son só unha causa de fallos nos paquetes. Dentro do paquete, os defectos na fabricación poden levar aos shorts, a presenza de produtos químicos que provocan o envellecemento rápido do semicondutor ou o paquete, ou as fisuras nos focos que se propagan cando a parte é sometida a ciclos térmicos.
Fallo de conxuntos e contactos de soldados
As xuntas de soldados proporcionan os principais medios de contacto entre un compoñente e un circuíto e teñen a súa cota xusta de fallos. Usar o tipo incorrecto de soldadura cun compoñente ou PCB pode levar á electromigración dos elementos da soldadura que forman capas fráxiles chamadas capas intermetálicas. Estas capas levan a xuntas de soldados rotos e moitas veces eluden a detección precoz. Os ciclos térmicos tamén son unha das principais causas da falla de soldadura, especialmente se as taxas de expansión térmica dos materiais (compoñente de pinos, soldaduras, recubrimento de seguimento de PCB e seguimento de PCB) son diferentes. Como todos estes materiais se quentan e arrefrian, pode formarse un estrés mecánico enorme entre eles que pode romper a conexión de soldadura física, danar o compoñente ou delaminar o rastro de PCB. Os bigotes de estaño en soldados sen chumbo tamén poden ser un problema. Os bigotes de lata crecen a partir de xuntas de soldadura libre de chumbo que poden pegar contactos ou romper e causar shorts.
Fallo de PCB
As placas PCB teñen varias fontes comúns de falla, algunhas derivadas do proceso de fabricación e algunhas do ambiente operativo. Durante a fabricación as capas nunha placa de PCB pódense desalinar levando a cortocircuitos, circuítos abertos e liñas de sinalización cruzadas. Tamén os produtos químicos utilizados no enxerto de placas de PCB poden non ser totalmente eliminados e crear cortometrajes a medida que se comecen os rastros. Usar un peso de cobre incorrecto ou problemas de chapeo pode levar a un aumento das tensións térmicas que acurtarán a vida útil do PCB. Con todos os modos de falla na fabricación dunha PCB, a maioría dos fallos non ocorren durante a fabricación dun PCB.
O ambiente de soldadura e funcionamento dun PCB a miúdo leva a unha variedade de fallos de PCB ao longo do tempo. O fluxo de soldadura usado para unir todos os compoñentes a un PCB pode permanecer na superficie dunha PCB que pode comer e corroer calquera metal que entre en contacto. O fluxo de soldadura non é o único material corrosivo que moitas veces atopa o seu camiño cara aos PCB xa que algúns compoñentes poden baleirar fluídos que poden converterse en corrosivos ao longo do tempo e varios axentes de limpeza poden ter o mesmo efecto ou deixar un residuo conductor que causa cortos no taboleiro. O ciclo térmico é outra causa de fallos de PCB que poden conducir á deslaminación do PCB e desempeñar un papel no desenvolvemento de fibras metálicas entre as capas dun PCB.