Kažkada viskas sugenda, ir elektronika nėra išimtis. Sistemų, kurios numato tris pagrindinius elektroninių komponentų gedimo režimus, projektavimas padeda sustiprinti šių komponentų patikimumą ir tinkamumą naudoti.
Gedimų režimai
Yra daugybė priežasčių, kodėl komponentai sugenda. Kai kurie gedimai yra lėti ir grakštūs, kai yra laiko identifikuoti komponentą ir jį pakeisti, kol jis sugenda, o įranga neveikia. Kiti gedimai yra greiti, žiaurūs ir netikėti. Visi jie tikrinami gaminio sertifikavimo bandymų metu.
Komponentų paketo gedimai
Komponento paketas atlieka dvi pagrindines funkcijas: apsaugo komponentą nuo aplinkos poveikio ir suteikia galimybę komponentui prisijungti prie grandinės. Jei barjeras, apsaugantis komponentą nuo aplinkos, nutrūksta, išoriniai veiksniai, tokie kaip drėgmė ir deguonis, pagreitina komponento senėjimą ir sukelia greitesnį gedimą.
Mechaninis pakuotės gedimas atsiranda dėl kelių veiksnių, įskaitant terminį įtampą, cheminius valiklius ir ultravioletinę šviesą. Šių priežasčių galima išvengti numatant šiuos bendrus veiksnius ir atitinkamai pakoregavus dizainą.
Mechaniniai gedimai yra tik viena paketo gedimų priežastis. Pakuotės viduje dėl gamybos defektų gali atsirasti trumpų, cheminių medžiagų, kurios greitai sensta puslaidininkis ar paketas, arba tarpiklių įtrūkimai, kurie plinta, kai dalis praeina per terminius ciklus.
Litavimo jungčių ir kontaktų gedimai
Litavimo jungtys yra pagrindinė komponento ir grandinės sąlyčio priemonė, o jų gedimų dalis yra teisinga. Netinkamo tipo lydmetalio naudojimas su komponentu arba PCB gali sukelti suvirinimo elementų elektromigraciją. Rezultatas yra trapūs sluoksniai, vadinami intermetaliniais sluoksniais. Dėl šių sluoksnių nutrūksta litavimo jungtys ir dažnai nepavyksta anksti aptikti.
Šiluminiai ciklai taip pat yra pagrindinė litavimo jungties gedimo priežastis, ypač jei skiriasi medžiagų – komponento kaiščio, lydmetalio, PCB pėdsakų dangos ir PCB pėdsakų – šiluminio plėtimosi greitis. Šioms medžiagoms įšylant ir atvėstant, tarp jų susidaro didžiulis mechaninis įtempis, dėl kurio gali nutrūkti litavimo jungtis, sugadinti komponentą arba nuplėšti PCB pėdsakus.
Alavo ūsai ant bešvinio lydmetalio taip pat gali būti problema. Alavo ūsai išauga iš bešvinių litavimo jungčių, kurios gali sujungti kontaktus arba nutrūkti ir sukelti trumpumą.
PCB gedimai
Spausdintinės plokštės kenčia dėl kelių įprastų gedimų š altinių, kai kurie iš jų kyla dėl gamybos proceso, o kai kurie iš darbo aplinkos. Gamybos metu PCB plokštės sluoksniai gali būti neteisingai išlyginti, todėl gali atsirasti trumpųjų jungimų, atvirų grandinių ir sukryžiuotų signalų linijų. Be to, PCB plokščių ėsdinimo metu naudojamos cheminės medžiagos gali būti visiškai pašalintos ir gali atsirasti trumpų, nes jų pėdsakai pasišalina.
Naudojant netinkamą vario svorį arba dengimo problemas, gali padidėti šiluminis įtempis, dėl kurio sutrumpėja PCB tarnavimo laikas. Nepaisant gedimo režimų gaminant PCB, dauguma gedimų atsiranda ne gaminant PCB, o vėliau naudojant.
Dėl PCB litavimo ir veikimo aplinkos laikui bėgant dažnai atsiranda įvairių PCB gedimų. Litavimo srautas, naudojamas komponentams pritvirtinti prie PCB, gali likti ant PCB paviršiaus, o tai suvalgys ir korodijuos bet kokį metalinį kontaktą.
Litmedžio srautas nėra vienintelė ėsdinanti medžiaga, kuri dažnai patenka į PCB, nes iš kai kurių komponentų gali nutekėti skysčiai, kurie laikui bėgant gali tapti ėsdinantys. Keletas valymo priemonių gali turėti tokį patį poveikį arba palikti laidžių likučių, dėl kurių ant lentos atsiranda šortai.
Šiluminis ciklas yra dar viena PCB gedimų priežastis, dėl kurios gali išsisluoksniuoti PCB ir dėl to metalo pluoštai auga tarp PCB sluoksnių.
