Ամեն ինչ ինչ-որ պահի ձախողվում է, և էլեկտրոնիկան բացառություն չէ: Համակարգերի նախագծումը, որոնք կանխատեսում են էլեկտրոնային բաղադրիչների խափանման երեք հիմնական ռեժիմները, օգնում են ամրապնդել այդ բաղադրիչների հուսալիությունը և սպասարկելիությունը:
Խափանման ռեժիմներ
Կան բազմաթիվ պատճառներ, թե ինչու են բաղադրիչները ձախողվում: Որոշ խափանումներ դանդաղ են և նրբագեղ, որտեղ ժամանակ կա բաղադրիչը նույնականացնելու և այն փոխարինելու համար, մինչև այն խափանվի, իսկ սարքավորումն աշխատում է: Այլ խափանումները արագ, բռնի և անսպասելի են, որոնք բոլորն էլ փորձարկվում են արտադրանքի սերտիֆիկացման փորձարկման ժամանակ:
Բաղադրիչների փաթեթի ձախողումներ
Բաղադրիչի փաթեթն ապահովում է երկու հիմնական գործառույթ. այն պաշտպանում է բաղադրիչը շրջակա միջավայրից և ապահովում է բաղադրիչի միացման ճանապարհը միացումին: Եթե բաղադրիչը շրջակա միջավայրից պաշտպանող պատնեշը կոտրվում է, արտաքին գործոնները, ինչպիսիք են խոնավությունը և թթվածինը, արագացնում են բաղադրիչի ծերացումը և ավելի արագ խափանում:
Փաթեթի մեխանիկական խափանումը պայմանավորված է մի քանի գործոններով, ներառյալ ջերմային սթրեսը, քիմիական մաքրող միջոցները և ուլտրամանուշակագույն լույսը: Այս պատճառները կարելի է կանխել՝ կանխատեսելով այս ընդհանուր գործոնները և համապատասխանաբար կարգավորելով դիզայնը:
Մեխանիկական խափանումները փաթեթի խափանումների միայն մեկն են: Փաթեթի ներսում արտադրության թերությունները կարող են հանգեցնել շորտերի, քիմիական նյութերի առկայության, որոնք առաջացնում են կիսահաղորդչի կամ փաթեթի արագ ծերացում, կամ կնիքների ճաքեր, որոնք տարածվում են, երբ մասը անցնում է ջերմային ցիկլերի միջով:
Զոդման հոդերի և կոնտակտային խափանումներ
Զոդման միացումներն ապահովում են բաղադրիչի և շղթայի միջև շփման հիմնական միջոցը և ունեն խափանումների իրենց բավականին մեծ բաժինը:Սխալ տեսակի զոդում բաղադրիչի կամ PCB-ի հետ օգտագործելը կարող է հանգեցնել եռակցման տարրերի էլեկտրամիգրացիայի: Արդյունքում ստացվում են փխրուն շերտեր, որոնք կոչվում են միջմետաղական շերտեր: Այս շերտերը հանգեցնում են զոդման հոդերի կոտրման և հաճախ խուսափում են վաղ հայտնաբերումից:
Ջերմային ցիկլերը նաև զոդման հոդերի ձախողման հիմնական պատճառն են, հատկապես, եթե նյութերի ջերմային ընդլայնման արագությունները՝ բաղադրիչի քորոց, զոդում, PCB հետքի ծածկույթ և PCB հետք, տարբեր են: Երբ այս նյութերը տաքանում և սառչում են, նրանց միջև առաջանում է զանգվածային մեխանիկական սթրես, որը կարող է կոտրել զոդման կապը, վնասել բաղադրիչը կամ շերտազատել PCB-ի հետքը:
Խնդիր կարող են լինել նաև թիթեղյա բեղերը առանց կապարի զոդերի: Թիթեղյա բեղեր աճում են առանց կապարի զոդման միացումներից, որոնք կարող են կամրջել կոնտակտները կամ կոտրվել և առաջացնել շորտեր:
PCB խափանումներ
Տպագիր տպատախտակները տուժում են խափանման մի քանի ընդհանուր աղբյուրներից, որոնցից ոմանք բխում են արտադրական գործընթացից, իսկ որոշները՝ գործառնական միջավայրից:Արտադրության ընթացքում PCB տախտակի շերտերը կարող են սխալ դասավորվել, ինչը հանգեցնում է կարճ միացման, բաց սխեմաների և ազդանշանային գծերի հատման: Բացի այդ, PCB տախտակի փորագրման մեջ օգտագործվող քիմիական նյութերը կարող են ամբողջությամբ չհեռացվել և ստեղծել շորտեր, քանի որ հետքերը կերվում են:
Պղնձի սխալ քաշի կամ ծածկույթի հետ կապված խնդիրների օգտագործումը կարող է հանգեցնել ջերմային լարումների ավելացման, որոնք կրճատում են PCB-ի կյանքը: Չնայած PCB-ի արտադրության ձախողման ռեժիմներին, խափանումների մեծ մասը տեղի է ունենում ոչ թե PCB-ի արտադրության ժամանակ, այլ ավելի ուշ օգտագործման ժամանակ:
PCB-ի զոդման և գործառնական միջավայրը ժամանակի ընթացքում հաճախ հանգեցնում է PCB-ի մի շարք խափանումների: Զոդման հոսքը, որն օգտագործվում է բաղադրիչները PCB-ին միացնելու համար, կարող է մնալ PCB-ի մակերեսին, որը կխժռի և կոռոզիայի ենթարկի ցանկացած մետաղական շփում:
Զոդման հոսքը միակ քայքայիչ նյութը չէ, որը հաճախ հայտնվում է PCB-ների վրա, քանի որ որոշ բաղադրիչներ կարող են արտահոսել հեղուկներ, որոնք ժամանակի ընթացքում կարող են քայքայիչ դառնալ: Մի քանի մաքրող միջոցներ կարող են ունենալ նույն ազդեցությունը կամ թողնել հաղորդիչ մնացորդ, ինչը շորտեր է առաջացնում տախտակի վրա:
Ջերմային ցիկլը PCB-ի խափանումների ևս մեկ պատճառ է, որը կարող է հանգեցնել PCB-ի շերտազատման և դեր խաղալ թույլ տալով, որ մետաղական մանրաթելերը աճեն PCB-ի շերտերի միջև:
