Một lúc nào đó mọi thứ đều hỏng hóc, và đồ điện tử cũng không ngoại lệ. Việc thiết kế các hệ thống dự đoán ba chế độ hỏng hóc của linh kiện điện tử chính giúp tăng cường độ tin cậy và khả năng sử dụng của các thành phần đó.
Chế độ Thất bại
Có rất nhiều lý do khiến các thành phần bị lỗi. Một số hỏng hóc diễn ra chậm chạp và duyên dáng, trong đó có thời gian để xác định thành phần và thay thế nó trước khi hỏng hóc và thiết bị bị hỏng. Các lỗi khác diễn ra nhanh chóng, bạo lực và không mong muốn, tất cả đều được kiểm tra trong quá trình kiểm tra chứng nhận sản phẩm.
Lỗi gói thành phần
Gói của một thành phần cung cấp hai chức năng cốt lõi: nó bảo vệ thành phần khỏi môi trường và cung cấp cách để thành phần kết nối với mạch. Nếu hàng rào bảo vệ thành phần khỏi môi trường bị phá vỡ, các yếu tố bên ngoài như độ ẩm và oxy sẽ đẩy nhanh quá trình lão hóa của thành phần và khiến nó nhanh hỏng hơn.
Lỗi cơ học của gói do một số yếu tố, bao gồm căng thẳng nhiệt, chất tẩy rửa hóa học và ánh sáng tia cực tím. Những nguyên nhân này có thể được ngăn chặn bằng cách lường trước những yếu tố phổ biến này và điều chỉnh thiết kế cho phù hợp.
Hỏng hóc cơ học chỉ là một nguyên nhân dẫn đến hư hỏng gói hàng. Bên trong bao bì, các khiếm khuyết trong quá trình sản xuất có thể dẫn đến chập, sự hiện diện của các chất hóa học gây lão hóa nhanh chóng của chất bán dẫn hoặc bao bì, hoặc các vết nứt trên niêm phong lan truyền khi bộ phận trải qua các chu kỳ nhiệt.
Hỏng hóc mối hàn và tiếp xúc
Các mối nối hàn cung cấp phương tiện tiếp xúc chính giữa linh kiện và mạch điện và có tỷ lệ hỏng hóc hợp lý. Sử dụng sai loại vật liệu hàn có thành phần hoặc PCB có thể dẫn đến sự di chuyển điện của các phần tử trong mối hàn. Kết quả là các lớp giòn được gọi là lớp liên kim loại. Những lớp này dẫn đến mối nối hàn bị hỏng và thường không phát hiện sớm.
Chu kỳ nhiệt cũng là nguyên nhân chính dẫn đến hỏng mối hàn, đặc biệt nếu tốc độ giãn nở nhiệt của chân thành phần vật liệu, vật hàn, lớp phủ vết PCB và vết PCB khác nhau. Khi các vật liệu này nóng lên và nguội đi, ứng suất cơ học lớn hình thành giữa chúng, có thể phá vỡ kết nối vật hàn, làm hỏng linh kiện hoặc phân tách dấu vết PCB.
Râu thiếc trên vật hàn không chì cũng có thể là một vấn đề. Râu thiếc mọc ra từ các mối nối hàn không chì có thể làm cầu nối các tiếp điểm hoặc đứt ra và gây ra hiện tượng ngắn.
Lỗi PCB
Bảng mạch in bị một số nguyên nhân hư hỏng phổ biến, một số nguyên nhân xuất phát từ quá trình sản xuất và một số nguyên nhân do môi trường vận hành. Trong quá trình sản xuất, các lớp trong bảng mạch PCB có thể bị lệch, dẫn đến đoản mạch, hở mạch và các đường tín hiệu bị cắt chéo. Ngoài ra, các hóa chất được sử dụng trong quá trình ăn mòn bảng mạch PCB có thể không được loại bỏ hoàn toàn và tạo ra các vết lõm do các dấu vết bị ăn mất.
Sử dụng sai trọng lượng đồng hoặc các vấn đề về mạ có thể dẫn đến tăng ứng suất nhiệt làm giảm tuổi thọ của PCB. Bất chấp các chế độ lỗi trong quá trình sản xuất PCB, hầu hết các lỗi không xảy ra trong quá trình sản xuất PCB mà là trong quá trình sử dụng sau này.
Môi trường hàn và hoạt động của PCB thường dẫn đến nhiều lỗi PCB theo thời gian. Dòng hàn được sử dụng để gắn các thành phần vào PCB có thể vẫn còn trên bề mặt của PCB, sẽ ăn mòn và ăn mòn mọi tiếp xúc kim loại.
Chất hàn không phải là vật liệu ăn mòn duy nhất thường tìm đến PCB vì một số thành phần có thể bị rò rỉ chất lỏng có thể bị ăn mòn theo thời gian. Một số chất làm sạch có thể có tác dụng tương tự hoặc để lại cặn dẫn điện, gây ra hiện tượng chập trên bảng.
Chu kỳ nhiệt là một nguyên nhân khác gây ra lỗi PCB, có thể dẫn đến phân tách PCB và đóng một vai trò trong việc cho phép các sợi kim loại phát triển giữa các lớp của PCB.
