Les parts fallen i les coses es trenquen. És un fet de la vida i de l'enginyeria. Algunes fallides de components es poden evitar mitjançant bones pràctiques de disseny, però moltes de les empreses estan fora de les mans dels dissenyadors. Identificar el component infractor i per què podria haver fracassat és el primer pas per refinar el disseny i augmentar la fiabilitat d'un sistema que ha patit errors en els components.
Com fallen els components
Hi ha nombroses raons per què els components fallen. Alguns errors són lents i agraïts on hi ha temps per identificar el component i reemplaçar-lo abans que falli completament i l'equip no funcioni. Altres fallades són ràpides, violentes i inesperades, totes elles provades durant les proves de certificació del producte. Alguns dels motius més comuns dels components a fallar inclouen:
- Sobrecorriente
- Sobretensió
- Sobre la temperatura
- Connectat incorrectament
- Canvi en l'entorn operatiu
- Defecte de fabricació
- Xoc mecànic
- Estrès mecànic
- Radiació
- Contaminació
- Empaquetatge
- Connexions
- Envelliment
- Falla en cascada
- Corrosió
- Oxidació
- Oxidant
- Descarregat tèrmic
- Connexions soltes
- Alta electroestàtica (ESD)
- Tensió elèctrica
- Disseny de circuits incorrectes
Les falles dels components segueixen una tendència. En la vida primerenca d'un sistema electrònic, els errors de components són més freqüents i la probabilitat de fallida disminueix a mesura que s'utilitzen. El motiu de la caiguda de les taxes de fracàs és que els components que tenen defectes d'empaquetatge, soldadura i fabricació sovint fallen en qüestió d'hores o hores després d'utilitzar el dispositiu. És per això que molts fabricants inclouen un període d'enregistrament de diverses hores per als seus productes. Aquesta senzilla prova elimina la possibilitat que un component incorrecte es pugui desplaçar a través del procés de fabricació i produeixi un dispositiu trencat en qüestió d'hores després que l'usuari final la utilitzi.
Després del període inicial d'enregistrament, els errors dels components solen baixar i succeir aleatòriament. A mesura que s'utilitzen components o fins i tot seure, envelleixen. Les reaccions químiques redueixen la qualitat dels envasos, els cables i el component, i el ciclisme mecànic i tèrmic pren el seu pes en la força mecànica del component. Aquests factors fan que les taxes de fracàs augmentin contínuament a mesura que envelleix un producte. Per aquest motiu, els fracassos sovint es classifiquen per la seva causa principal o quan fallen en la vida del component.
Identificació d'un component fallit
Quan un component falla, hi ha uns quants indicadors que poden ajudar a identificar el component que ha fallat i ajudar a solucionar problemes d'electrònica.
L'indicador més obvi que un component específic ha fracassat és a través d'una inspecció visual. Els components fallits solen tenir zones cremades o foses, o s'han expandit i expandit. Els condensadors solen trobar-se abatuts, especialment els condensadors electrolítics al voltant dels seus topalls metàl·lics. Els paquets IC sovint tenen un petit forat cremat en ells, on la parada calenta del component vaporitza el plàstic al voltant del punt calent tot el camí a través del paquet IC.
Quan els components fallen, sovint es produeix una sobrecàrrega tèrmica que fa que el fumador blau màgic i un altre colorit fumen el component infractor. El fum també té una olor molt diferent i varia segons el tipus de component. Aquest és sovint el primer senyal d'un error de component més enllà del dispositiu que no funciona. Sovint, l'olor diferent d'un component fallit es mantindrà al voltant del component durant dies o setmanes, cosa que pot ajudar a identificar el component ofensiu durant la resolució de problemes.
De vegades els components fan un so quan fallen. Això passa amb més freqüència amb ràpids errors tèrmics, sobretensions i sobre esdeveniments actuals. Quan un component fracassa de manera violenta, l'olor sovint acompanya el fracàs. Escoltar un error del component és més rar, i sovint significa que les peces del component es trobaran solts al producte, de manera que identificar el component que ha fallat pot baixar per trobar quin component ja no està al PCB o al sistema.
De vegades, l'única manera d'identificar un component que ha fallat és provar components individuals. Això pot ser molt difícil en una PCB ja que sovint altres components influiran en la mesura, ja que totes les mesures impliquen l'aplicació d'una petita tensió o corrent, el circuit respondrà i es podran treure lectures. Si un sistema utilitza diversos subconjunts, sovint substituint subconjunts és una bona manera d'ajustar la ubicació del problema amb el sistema.
