Her şey bir noktada başarısız olur ve elektronik de bir istisna değildir. Üç ana elektronik bileşen arıza modunu öngören sistemlerin tasarlanması, bu bileşenlerin güvenilirliğini ve servis verilebilirliğini güçlendirmeye yardımcı olur.
Arıza Modları
Bileşenlerin başarısız olmasının sayısız nedeni vardır. Bileşeni tanımlamak ve arızalanmadan ve ekipman arızalanmadan önce değiştirmek için zamanın olduğu bazı arızalar yavaş ve zariftir. Diğer arızalar hızlı, şiddetli ve beklenmedik olup, tümü ürün sertifikasyon testi sırasında test edilir.
Bileşen Paketi Hataları
Bir bileşenin paketi iki temel işlev sağlar: bileşeni çevreden korur ve bileşenin devreye bağlanması için bir yol sağlar. Bileşeni ortamdan koruyan bariyer kırılırsa nem ve oksijen gibi dış etkenler bileşenin yaşlanmasını hızlandırır ve daha hızlı bozulmasına neden olur.
Paketin mekanik arızası, termal stres, kimyasal temizleyiciler ve ultraviyole ışık gibi çeşitli faktörlerden kaynaklanır. Bu ortak faktörleri öngörerek ve tasarımı buna göre ayarlayarak bu nedenler önlenebilir.
Mekanik arızalar, paket arızalarının yalnızca bir nedenidir. Paketin içinde, üretimdeki kusurlar kısa devrelere, yarı iletkenin veya paketin hızlı yaşlanmasına neden olan kimyasalların varlığına veya parça termal döngülerden geçerken yayılan contalarda çatlaklara neden olabilir.
Lehim Bağlantısı ve Kontak Hataları
Lehim bağlantıları, bir bileşen ile devre arasındaki birincil temas yöntemini sağlar ve hata paylarına sahiptir. Bir bileşen veya PCB ile yanlış tipte lehim kullanılması, kaynaktaki elemanların elektromigrasyonuna yol açabilir. Sonuç, intermetalik katmanlar olarak adlandırılan kırılgan katmanlardır. Bu katmanlar lehim bağlantılarının kırılmasına neden olur ve genellikle erken tespitten kaçınır.
Termal döngüler ayrıca, özellikle malzemelerin (bileşen pimi, lehim, PCB izi kaplaması ve PCB izi) termal genleşme oranları farklıysa, lehim bağlantısı arızasının başlıca nedenidir. Bu malzemeler ısınıp soğudukça, aralarında lehim bağlantısını bozabilecek, bileşene zarar verebilecek veya PCB izini delebilecek büyük mekanik stres oluşur.
Kurşunsuz lehimlerdeki teneke bıyıklar da sorun olabilir. Teneke bıyıklar, kontakları köprüleyebilen veya koparak kısa devrelere neden olabilen kurşunsuz lehim bağlantılarından çıkar.
PCB Arızaları
Basılı devre kartları, bazıları üretim sürecinden ve bazıları çalışma ortamından kaynaklanan birkaç yaygın arıza kaynağına maruz kalır. Üretim sırasında, bir PCB kartındaki katmanlar yanlış hizalanabilir, bu da kısa devrelere, açık devrelere ve çapraz sinyal hatlarına neden olabilir. Ayrıca, PCB kartı aşındırma işleminde kullanılan kimyasallar tamamen çıkarılamayabilir ve izler yendiği için kısa devreler oluşturabilir.
Yanlış bakır ağırlığı veya kaplama sorunlarının kullanılması, PCB'nin ömrünü kıs altan artan termal streslere yol açabilir. Bir PCB üretimindeki arıza modlarına rağmen, çoğu arıza PCB üretimi sırasında değil, daha sonraki kullanımda meydana gelir.
Bir PCB'nin lehimleme ve çalışma ortamı genellikle zaman içinde çeşitli PCB arızalarına yol açar. Bileşenleri bir PCB'ye tutturmak için kullanılan lehim akısı, PCB yüzeyinde kalabilir ve bu da her türlü metal teması aşındırır ve aşındırır.
Lehim akısı, bazı bileşenler zamanla aşındırıcı olabilen sıvıları sızdırabileceğinden, genellikle PCB'lere giden tek aşındırıcı malzeme değildir. Birkaç temizlik maddesi aynı etkiye sahip olabilir veya tahtada kısa devrelere neden olan iletken bir kalıntı bırakabilir.
Termal döngü, PCB arızalarının başka bir nedenidir ve PCB'nin delaminasyonuna yol açabilir ve bir PCB'nin katmanları arasında metal liflerin büyümesine izin vermede rol oynayabilir.
