Le parti falliscono e le cose si rompono. È un fatto di vita e ingegneria. Alcuni difetti dei componenti possono essere evitati con buone pratiche di progettazione, ma molti sono fuori mano ai progettisti. Identificare il componente offendente e perché potrebbe aver fallito è il primo passo per perfezionare la progettazione e aumentare l'affidabilità di un sistema che ha riscontrato guasti ai componenti.
Come i componenti falliscono
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. Alcuni dei motivi più comuni per cui i componenti falliscono includono:
- sovracorrente
- Sovratensione
- Temperatura eccessiva
- Connesso in modo errato
- Cambiamento nell'ambiente operativo
- Difetto di fabbricazione
- Shock meccanico
- Sollecitazioni meccaniche
- Radiazione
- Contaminazione
- Confezione
- Connessioni
- Invecchiamento
- Fallimento a cascata
- Corrosione
- Rusting
- ossidante
- Fuggiasco termico
- Connessioni lente
- Scariche elettrostatiche (ESD)
- Stress elettrico
- Cattiva progettazione del circuito
I guasti dei componenti seguono una tendenza. Nei primi anni di vita di un sistema elettronico, i guasti dei componenti sono più comuni e la possibilità di guasti diminuisce man mano che vengono utilizzati. Il motivo del calo dei tassi di errore è che i componenti che presentano difetti di imballaggio, saldatura e fabbricazione spesso falliscono entro pochi minuti o ore dal primo utilizzo del dispositivo. Questo è il motivo per cui molti produttori includono un periodo di burn-in di diverse ore per i loro prodotti. Questo semplice test elimina la possibilità che un componente difettoso scivoli attraverso il processo di produzione e produca un dispositivo rotto entro poche ore dall'utilizzo da parte dell'utente finale.
Dopo il periodo iniziale di burn-in, i guasti dei componenti in genere toccano il fondo e si verificano casualmente. Quando i componenti sono usati o anche solo seduti, invecchiano. Le reazioni chimiche riducono la qualità dell'imballaggio, dei fili e del componente, mentre il ciclo meccanico e termico incide sulla resistenza meccanica del componente. Questi fattori fanno sì che i tassi di guasto aumentino continuamente con l'invecchiamento del prodotto. Questo è il motivo per cui i guasti sono spesso classificati dalla loro causa principale o da quando hanno fallito nella vita del componente.
Identificazione di un componente guasto
Quando un componente si guasta ci sono alcuni indicatori che possono aiutare a identificare il componente che non ha funzionato e aiutare nella risoluzione dei problemi dell'elettronica.
L'indicatore più evidente che un componente specifico ha fallito è attraverso un'ispezione visiva. I componenti guasti hanno spesso aree bruciate o fuse o sono stati espansi e espansi. I condensatori si trovano spesso sporgenti, soprattutto i condensatori elettrolitici attorno alle loro cime metalliche. Le confezioni di circuiti integrati hanno spesso un piccolo foro bruciato in esse dove il punto caldo sul componente ha vaporizzato la plastica intorno al punto caldo completamente attraverso il pacchetto IC.
Quando i componenti si guastano, si verifica spesso un sovraccarico termico che causa il fumo magico blu e altri fumi colorati a essere rilasciati dal componente incriminato. Il fumo ha anche un odore molto diverso e varia in base al tipo di componente. Questo è spesso il primo segno di un guasto di un componente al di fuori del dispositivo che non funziona. Spesso l'odore distinto di un componente guasto rimane intorno al componente per giorni o settimane, il che può essere d'aiuto nell'individuare il componente incriminato durante la risoluzione dei problemi.
A volte i componenti emettono un suono quando falliscono. Ciò accade più spesso con guasti termici rapidi, sovratensioni e eventi sovracorrenti. Quando un componente si guasta violentemente, un odore spesso accompagna il fallimento. Ascoltare un guasto di un componente è più raro, e spesso significa che pezzi del componente si troveranno liberi nel prodotto in modo che l'identificazione del componente non riuscito possa arrivare a scoprire quale componente non è più presente sul PCB o nel sistema.
A volte l'unico modo per identificare un componente che ha fallito è testare i singoli componenti. Questo può essere molto impegnativo su un PCB poiché spesso altri componenti influenzano la misura poiché tutte le misurazioni implicano l'applicazione di una piccola tensione o corrente, il circuito risponderà ad esso e le letture possono essere eliminate. Se un sistema utilizza diversi sottoassiemi, spesso la sostituzione dei sottoassiemi è un ottimo modo per limitare il punto in cui si trova il problema con il sistema.
