Deler mislykkes og ting går i stykker. Det er et faktum i livet og engineering. Enkelte komponentfeil kan unngås ved god designpraksis, men mange er ut av hendene på designere. Identifisering av den fornærmende komponenten og hvorfor den kan ha mislyktes, er det første skrittet for å raffinere design og øke påliteligheten til et system som har opplevd komponentfeil.
Hvordan komponentene mislykkes
Det er mange grunner til hvorfor komponentene mislykkes. Noen feil er sakte og grasiøs der det er tid til å identifisere komponenten og erstatte den før den mislykkes fullstendig og utstyret er nede. Andre feil er raske, voldelige og uventede, som alle testes for under produktsertifiseringstesting. Noen av de vanligste årsakene til at komponentene skal mislykkes, er:
- Strøm
- overspenning
- Over temperatur
- Koblet feil
- Endring i driftsmiljø
- Produksjonsfeil
- Mekanisk sjokk
- Mekanisk stress
- Stråling
- Forurensning
- emballasje
- tilkoblinger
- aldring
- Kaskaderingsfeil
- Korrosjon
- rusting
- oksiderende
- Termisk runaway
- Løse tilkoblinger
- Elektrostatisk utladning (ESD)
- Elektrisk stress
- Dårlig kretsdesign
Komponentfeil følger en trend. I det tidlige livet til et elektronisk system, er komponentfeil mer vanlige, og sjansen for feil faller etter hvert som de blir brukt. Årsaken til nedgang i feilfrekvenser er at komponentene som har emballasje, lodding og produksjonsfeil ofte mislykkes i løpet av minutter eller timer med først å bruke enheten. Det er derfor mange produsenter inkluderer en innbruddstid på flere timer for sine produkter. Denne enkle testen eliminerer sjansen for at en dårlig komponent kan gå gjennom produksjonsprosessen og resultere i en ødelagt enhet innen timer etter at sluttbrukeren først bruker den.
Etter den innledende innbruddstiden, går komponentfeil vanligvis ned og skjer tilfeldig. Som komponenter brukes eller til og med bare sitte, eldes de. Kjemiske reaksjoner reduserer kvaliteten på emballasjen, ledningene og komponenten, og mekanisk og termisk sykling tar turtallet på komponentens mekaniske styrke. Disse faktorene fører til at feilfrekvensene øker kontinuerlig som produktalder. Dette er grunnen til at feil ofte klassifiseres av enten deres grunnårsak eller når de sviktet i komponentens liv.
Identifisere en mislykket komponent
Når en komponent feiler, er det noen få indikatorer som kan hjelpe til med å identifisere komponenten som feilet og hjelpemiddel i feilsøkingselektronikk.
Den mest åpenbare indikatoren for at en bestemt komponent har feilet, er gjennom en visuell inspeksjon. Mislykkede komponenter har ofte brente eller smeltede områder, eller har bøyd ut og utvidet seg. Kondensatorer oppdages ofte, spesielt elektrolytkondensatorer rundt metalltoppene. IC-pakker har ofte et lite hull brent i dem, hvor det varme stoppet på komponenten fordampet plasten rundt det varme stedet hele veien gjennom IC-pakken.
Når komponentene feiler, oppstår det ofte en termisk overbelastning som forårsaker at den magiske blå røyk og annen fargerik røyk frigjøres av den fornærmende komponenten. Røyken har også en veldig distinkt lukt og varierer etter komponenttype. Dette er ofte det første tegn på komponentsvikt utover enheten som ikke virker. Ofte vil den distinkte lukten av en mislykket komponent forbli komponenten i dager eller uker som kan hjelpe til med å identifisere den fornærmende komponenten under feilsøking.
Noen ganger komponerer en lyd når de feiler. Dette skjer oftere med hurtige termiske feil, overspenninger og over aktuelle hendelser. Når en komponent svikter dette voldsomt, følger en lukt ofte feilen. Hørsel av komponentfeil er sjeldnere, og det betyr ofte at deler av komponenten blir funnet løs i produktet, slik at komponenten som mislyktes, kan komme ned for å finne ut hvilken komponent som ikke lenger er på PCB eller i systemet.
Noen ganger er den eneste måten å identifisere en komponent som har mislyktes på, å teste individuelle komponenter. Dette kan være svært utfordrende på en PCB, siden andre komponenter vil påvirke måling da alle målinger innebærer å bruke en liten spenning eller strøm, kretsen vil reagere på det og lesinger kan kastes av. Hvis et system bruker flere underenheter, er det ofte å erstatte underenheter en fin måte å begrense hvor problemet med systemet ligger.
