Kādā brīdī viss neizdodas, un elektronika nav izņēmums. Sistēmu projektēšana, kas paredz trīs primāro elektronisko komponentu atteices režīmus, palīdz stiprināt šo komponentu uzticamību un izmantojamību.
Kļūmes režīmi
Ir daudz iemeslu, kāpēc komponenti neizdodas. Dažas atteices ir lēnas un graciozas, jo ir laiks identificēt komponentu un to nomainīt, pirms tā sabojājas un iekārta nedarbojas. Citas kļūmes ir ātras, vardarbīgas un negaidītas, un tās visas tiek pārbaudītas produkta sertifikācijas testēšanas laikā.
Komponentu pakotnes kļūmes
Komponenta pakotne nodrošina divas pamatfunkcijas: tā aizsargā komponentu no vides ietekmes un nodrošina veidu, kā komponents var pievienoties ķēdei. Ja barjera, kas aizsargā komponentu no vides, saplīst, ārējie faktori, piemēram, mitrums un skābeklis, paātrina komponenta novecošanos un izraisa tā ātrāku atteici.
Iepakojuma mehānisku bojājumu izraisa vairāki faktori, tostarp termiskais stress, ķīmiskie tīrīšanas līdzekļi un ultravioletā gaisma. Šos cēloņus var novērst, paredzot šos kopīgos faktorus un attiecīgi pielāgojot dizainu.
Mehāniskas kļūmes ir tikai viens pakotnes kļūmju cēlonis. Iepakojuma iekšpusē ražošanas defekti var izraisīt īssavienojumus, ķīmisku vielu klātbūtni, kas izraisa ātru pusvadītāja vai iepakojuma novecošanu, vai plaisas blīvslēgumos, kas izplatās, daļai izejot cauri termiskiem cikliem.
Lodēšanas savienojumu un kontaktu kļūmes
Lodēšanas savienojumi nodrošina primāro kontakta līdzekli starp komponentu un ķēdi, un tiem ir taisnīga kļūmju daļa. Nepareiza veida lodēšanas izmantošana ar komponentu vai PCB var izraisīt elementu elektromigrāciju metinātajā šuvē. Rezultāts ir trausli slāņi, ko sauc par intermetāliskiem slāņiem. Šie slāņi izraisa lodēšanas savienojumu lūzumus, un bieži vien tos nevar agrīni atklāt.
Termes cikli ir arī galvenais lodēšanas savienojumu atteices cēlonis, it īpaši, ja materiālu - komponenta tapas, lodmetāla, PCB pēdas pārklājuma un PCB pēdas - termiskās izplešanās ātrums ir atšķirīgs. Šiem materiāliem uzkarstot un atdziestot, starp tiem veidojas liela mehāniska spriedze, kas var pārraut lodēšanas savienojumu, sabojāt komponentu vai atslāņot PCB pēdas.
Problēmas var radīt arī skārda ūsas uz bezsvina lodmetāla. Skārda ūsas izaug no bezsvina lodēšanas savienojumiem, kas var savienot kontaktus vai atrauties un izraisīt šortus.
PCB kļūmes
Iespiedshēmas plates cieš no vairākiem izplatītiem atteices avotiem, daži no tiem izriet no ražošanas procesa un daži no darbības vides. Ražošanas laikā PCB plates slāņi var būt nepareizi izlīdzināti, izraisot īssavienojumus, atvērtas ķēdes un šķērsotas signāla līnijas. Turklāt PCB plātņu kodināšanā izmantotās ķimikālijas var nebūt pilnībā noņemtas un radīt šortus, jo pēdas tiek apēstas.
Izmantojot nepareizu vara svaru vai apšuvuma problēmas, var palielināties termiskais spriegums, kas saīsina PCB kalpošanas laiku. Neskatoties uz atteices režīmiem PCB ražošanā, lielākā daļa kļūdu rodas nevis PCB ražošanas laikā, bet gan vēlākā lietošanā.
PCB lodēšanas un darbības vide laika gaitā bieži izraisa dažādas PCB kļūmes. Lodēšanas plūsma, ko izmanto komponentu pievienošanai PCB, var palikt uz PCB virsmas, kas sagraus un korodēs jebkuru metāla kontaktu.
Lodēšanas plūsma nav vienīgais kodīgais materiāls, kas bieži nonāk uz PCB, jo no dažām sastāvdaļām var izplūst šķidrumi, kas laika gaitā var kļūt kodīgi. Vairākiem tīrīšanas līdzekļiem var būt tāda pati iedarbība vai tie var atstāt vadošus atlikumus, kas rada īsus uz tāfeles.
Siltuma cikliskums ir vēl viens PCB atteices cēlonis, kas var izraisīt PCB atslāņošanos un ietekmēt metāla šķiedru augšanu starp PCB slāņiem.
