Частите се провалят и нещата се развалят. Това е факт на живота и инженерството. Някои откази на компоненти могат да бъдат избегнати от добрите практики на проектиране, но много от тях са извън ръцете на дизайнерите. Идентифицирането на компонента, който е нарушил, и причината, поради която той може да е неуспешен, е първата стъпка към усъвършенстване на дизайна и повишаване на надеждността на система, която е изпитвала откази на компоненти.
Как компонентите се провалят
Има многобройни причини защо компонентите се провалят. Някои неуспехи са бавни и грациозни, когато има време да се идентифицира компонентът и да се замени, преди да не успее напълно и оборудването да е надолу. Други неуспехи са бързи, насилствени и неочаквани, като всички те са тествани по време на тестовете за сертифициране на продукти. Някои от най-честите причини компонентите да се провалят включват:
- Свръхток
- пренапрежение
- Над температурата
- Свързано е неправилно
- Промяна в работната среда
- Производствен дефект
- Механичен шок
- Механичен стрес
- радиация
- замърсяване
- Опаковка
- Връзки
- остаряване
- Каскаден неуспех
- корозия
- ръждясване
- окисляване
- Топлинно бягство
- Свободни връзки
- Електростатично разреждане (ESD)
- Електрически стрес
- Лоша схема на веригата
Неизправностите на компонентите следват тенденция. В ранния живот на електронната система компонентните повреди са по-често срещани и шансовете за отказ падат, докато се използват. Причината за спадане в процентите на повреди е, че компонентите, които имат опаковки, запояване и производствени дефекти, често се провалят в рамките на няколко минути или часове от първото използване на устройството. Ето защо много производители включват няколко часа изгаряне за техните продукти. Този прост тест премахва възможността лош компонент да се промъкне през производствения процес и да доведе до счупено устройство в рамките на няколко часа, след като потребителят го използва за пръв път.
След първоначалния период на изгаряне, отказите на компонентите обикновено са надолу и се случват произволно. Тъй като компонентите се използват или дори просто седят, те на възраст. Химическите реакции намаляват качеството на опаковките, проводниците и компонента, а механичното и термичното циклизиране оказват влияние върху механичната якост на компонента. Тези фактори водят до непрекъснато увеличаване на процента на неуспехи при възрастта на продукта. Ето защо провалите често се класифицират или от основната им причина, или от грешките в живота на компонента.
Идентифициране на неуспешен компонент
Когато даден компонент се провали, има няколко индикатора, които могат да помогнат за идентифицирането на неуспешния компонент и помощ при отстраняване на неизправности в електрониката.
Най-очевидният показател, че даден компонент е неуспешен, е чрез визуална проверка. Неуспешните компоненти често имат изгорели или разтопени участъци или са изпъкнали и разширени. Кондензаторите често се намират изпъкнали, особено електролитни кондензатори около техните метални върхове. IC пакетите често имат малка дупка, изгорена в тях, където горещата стоп на компонента изпари пластмасата около горещата точка докрай през IC пакета.
Когато компонентите се провалят, често се получава термично претоварване, което причинява магическия син дим и друг цветен дим, който трябва да бъде освободен от нарушителя. Димът също има много различна миризма и варира в зависимост от типа компонент. Това често е първият знак за неизправност на компонент извън устройството, което не работи. Често отличителната миризма на неуспешен компонент ще остане около компонента в продължение на дни или седмици, което може да помогне за идентифицирането на компонента, който нарушава, по време на отстраняване на неизправности.
Понякога компонентите правят звук, когато се провалят. Това се случва по-често с бързи топлинни повреди, свръхнапрежения и с текущите събития. Когато даден компонент се провали с това насилие, миризмата често придружава провала. Изслушването на неизправност на компонента е по-рядко и често означава, че части от компонента ще бъдат открити в продукта, така че идентифицирането на компонента, който е неуспешен, може да се сведе до намирането на кой компонент вече не е в печатни платки или в системата.
Понякога единственият начин да се идентифицира компонент, който е неуспешен, е да тества отделните компоненти. Това може да бъде много предизвикателство за печатни платки, тъй като често други компоненти ще повлияят на измерването, тъй като всички измервания включват прилагане на малко напрежение или ток, веригата ще отговори на него и показанията могат да бъдат изхвърлени. Ако дадена система използва няколко подгрупи, често подмяната на подгрупи е чудесен начин да стесните мястото, където се намира проблемът със системата.
