فشل كل شيء في مرحلة ما ، والإلكترونيات ليست استثناء. يساعد تصميم الأنظمة التي تتوقع أنماط فشل المكونات الإلكترونية الأساسية الثلاثة على تعزيز موثوقية هذه المكونات وقابليتها للخدمة.
أوضاع الفشل
هناك العديد من الأسباب لفشل المكونات. بعض حالات الفشل بطيئة ورشيقة ، حيث يوجد وقت لتحديد المكون واستبداله قبل أن يفشل ، وتكون المعدات معطلة. حالات الفشل الأخرى سريعة وعنيفة وغير متوقعة ، يتم اختبارها جميعًا أثناء اختبار شهادة المنتج.
فشل حزمة المكون
توفر حزمة المكون وظيفتين أساسيتين: فهي تحمي المكون من البيئة وتوفر طريقة للمكون للاتصال بالدائرة. إذا انكسر الحاجز الذي يحمي المكون من البيئة ، فإن العوامل الخارجية مثل الرطوبة والأكسجين تسرع من شيخوخة المكون وتتسبب في تعطله بشكل أسرع.
ينتج الفشل الميكانيكي للحزمة عن عدة عوامل ، بما في ذلك الإجهاد الحراري ، والمنظفات الكيميائية ، والأشعة فوق البنفسجية. يمكن منع هذه الأسباب من خلال توقع هذه العوامل المشتركة وتعديل التصميم وفقًا لذلك.
الأعطال الميكانيكية هي سبب واحد فقط لفشل الحزمة. داخل العبوة ، يمكن أن تؤدي العيوب في التصنيع إلى حدوث قصور ، أو وجود مواد كيميائية تسبب تقادمًا سريعًا لأشباه الموصلات أو العبوة ، أو تشققات في السدادات التي تنتشر أثناء مرور الجزء خلال دورات حرارية.
فشل مفصل اللحام والاتصال
توفر وصلات اللحام الوسيلة الأساسية للاتصال بين المكون والدائرة ولها نصيبها العادل من حالات الفشل.يمكن أن يؤدي استخدام النوع الخاطئ من اللحام مع مكون أو ثنائي الفينيل متعدد الكلور إلى الهجرة الكهربائية للعناصر الموجودة في اللحام. والنتيجة هي طبقات هشة تسمى الطبقات البينية. تؤدي هذه الطبقات إلى كسر مفاصل اللحام وغالبًا ما تستعصي على الكشف المبكر.
الدورات الحرارية هي أيضًا سبب رئيسي لفشل مفصل اللحام ، خاصةً إذا كانت معدلات التمدد الحراري لدبوس مكون المواد واللحام وطلاء تتبع ثنائي الفينيل متعدد الكلور وتتبع ثنائي الفينيل متعدد الكلور مختلفة. مع تسخين هذه المواد وتبريدها ، يتشكل ضغط ميكانيكي هائل فيما بينها ، والذي يمكن أن يقطع اتصال اللحام ، أو يتلف المكون ، أو يفصل أثر ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
يمكن أن تكون شعيرات القصدير على الجنود الخاليين من الرصاص مشكلة أيضًا. ينمو شعيرات القصدير من وصلات اللحام الخالية من الرصاص والتي يمكنها سد التلامس أو الانقطاع والتسبب في شورت.
فشل PCB
تعاني لوحات الدوائر المطبوعة من عدة مصادر شائعة للفشل ، بعضها ناجم عن عملية التصنيع والبعض الآخر من بيئة التشغيل.أثناء التصنيع ، قد تكون الطبقات الموجودة في لوحة PCB غير محاذية ، مما يؤدي إلى قصر الدوائر والدوائر المفتوحة وخطوط الإشارة المتقاطعة. أيضًا ، قد لا تتم إزالة المواد الكيميائية المستخدمة في نقش لوحة PCB تمامًا وإنشاء شورتات حيث يتم التخلص من الآثار.
يمكن أن يؤدي استخدام الوزن الخاطئ للنحاس أو مشكلات الطلاء إلى زيادة الضغوط الحرارية التي تقصر من عمر ثنائي الفينيل متعدد الكلور. على الرغم من حالات الفشل في تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، فإن معظم حالات الفشل لا تحدث أثناء تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور بل تحدث في وقت لاحق.
غالبًا ما تؤدي بيئة اللحام والتشغيل الخاصة بثنائي الفينيل متعدد الكلور إلى مجموعة متنوعة من حالات فشل ثنائي الفينيل متعدد الكلور بمرور الوقت. قد يظل تدفق اللحام المستخدم في توصيل المكونات بثنائي الفينيل متعدد الكلور على سطح ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، مما يؤدي إلى تآكل أي تلامس معادن وتآكله.
تدفق اللحام ليس المادة الوحيدة المسببة للتآكل التي غالبًا ما تجد طريقها إلى مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور لأن بعض المكونات قد تتسرب سوائل يمكن أن تصبح أكالة بمرور الوقت. يمكن أن يكون للعديد من عوامل التنظيف نفس التأثير أو تترك بقايا موصلة ، مما يتسبب في ظهور شورت على السبورة.
التدوير الحراري هو سبب آخر لفشل ثنائي الفينيل متعدد الكلور ، والذي يمكن أن يؤدي إلى تفريغ ثنائي الفينيل متعدد الكلور ويلعب دورًا في السماح للألياف المعدنية بالنمو بين طبقات ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
