Tutto a un certo punto fallisce e l'elettronica non fa eccezione. Conoscere queste tre principali modalità di errore può aiutare i progettisti a creare progetti più robusti e persino a pianificare i guasti previsti.
Modalità di fallimento
Esistono numerose ragioni per le quali i componenti falliscono. Alcuni guasti sono lenti e aggraziati laddove c'è tempo per identificare il componente e sostituirlo prima che fallisca completamente e l'attrezzatura non sia in funzione. Altri guasti sono rapidi, violenti e inattesi, tutti testati durante i test di certificazione del prodotto.
Guasti del pacchetto di componenti
Il pacchetto di un componente fornisce due funzioni principali, proteggendo il componente dall'ambiente e fornendo un modo per il componente da collegare al circuito. Se la barriera che protegge il componente dall'ambiente si rompe, fattori esterni come l'umidità e l'ossigeno possono accelerare l'invecchiamento del componente e causarne il fallimento molto più rapidamente. Il guasto meccanico del pacco può essere causato da una serie di fattori, tra cui stress termico, detergenti chimici e luce ultravioletta. Tutte queste cause possono essere prevenute anticipando questi fattori comuni e regolando il progetto in base a. I guasti meccanici sono solo una delle cause dei guasti dei pacchetti. All'interno del pacchetto, i difetti di fabbricazione possono portare a cortocircuiti, la presenza di sostanze chimiche che causano un rapido invecchiamento del semiconduttore o del pacchetto, o crepe nelle guarnizioni che si propagano quando la parte viene sottoposta a cicli termici.
Guasto di saldatura e contatti difettosi
I giunti di saldatura forniscono i principali mezzi di contatto tra un componente e un circuito e hanno la loro giusta quota di guasti. L'uso del tipo sbagliato di saldatura con un componente o PCB può portare all'elettromigrazione degli elementi nella saldatura che formano strati fragili chiamati strati intermetallici. Questi strati portano a giunture di saldatura rotte e spesso sfuggono al rilevamento precoce. I cicli termici sono anche una causa primaria di cedimento delle giunzioni di saldatura, specialmente se le percentuali di dilatazione termica dei materiali (perno componente, saldatura, rivestimento traccia PCB e traccia PCB) sono diverse. Poiché tutti questi materiali si riscaldano e si raffreddano, tra di essi si possono creare massicce sollecitazioni meccaniche che possono interrompere la connessione di saldatura fisica, danneggiare il componente o delaminare la traccia PCB. Anche i baffi di latta su saldatura senza piombo possono essere un problema. I baffi di latta si sviluppano con giunture di saldatura prive di piombo che possono bloccare i contatti o rompere e provocare cortocircuiti.
Errori del PCB
Le schede PCB hanno diverse fonti di errore comuni, alcune derivanti dal processo di produzione e alcune dall'ambiente operativo. Durante la produzione, gli strati in una scheda PCB possono essere disallineati portando a cortocircuiti, circuiti aperti e linee di segnale incrociate. Inoltre, le sostanze chimiche utilizzate nell'incisione su scheda PCB potrebbero non essere rimosse completamente e creare cortocircuiti man mano che le tracce vengono mangiate. L'utilizzo di pesi di rame errati o problemi di placcatura può portare a maggiori sollecitazioni termiche che accorceranno la vita del PCB. Con tutte le modalità di guasto nella produzione di un PCB, la maggior parte dei guasti non si verificano durante la produzione di un PCB.
L'ambiente di saldatura e operativo di un PCB spesso porta a una serie di guasti del PCB nel tempo. Il flusso di saldatura utilizzato per collegare tutti i componenti a un PCB può rimanere sulla superficie di un PCB che mangerà lontano e corroderà qualsiasi metallo con cui entra in contatto. Il flusso di saldatura non è l'unico materiale corrosivo che spesso si deposita sui PCB poiché alcuni componenti possono perdere liquidi che possono diventare corrosivi nel tempo e diversi detergenti possono avere lo stesso effetto o lasciare residui conduttivi che causano cortocircuiti sulla scheda. Il ciclo termico è un'altra causa di guasti del PCB che possono portare alla delaminazione del PCB e svolgere un ruolo nel far crescere le fibre metalliche tra gli strati di un PCB.
