Alt fejler på et tidspunkt og elektronik er ingen undtagelse. At kende disse tre hovedfejltilstande kan hjælpe designere med at skabe mere robuste design og endda planlægge forventede fejl.
Fejltilstande
Der er mange grunde til, hvorfor komponenterne fejler. Nogle fejl er langsomt og yndefuldt, hvor der er tid til at identificere komponenten og erstatte den, før den fejler fuldstændigt og udstyret er nede. Andre fejl er hurtige, voldelige og uventede, som alle testes for under produktcertificeringstesten.
Komponentpakkefejl
Pakken af en komponent giver to kernefunktioner, der beskytter komponenten mod miljøet og giver mulighed for at komponenten kan sluttes til kredsløbet. Hvis barrieren, der beskytter komponenten mod miljøet, kan udenfor faktorer som fugtighed og ilt accelerere komponentets aldring og forårsage, at den svigter meget hurtigere. Mekanisk fejl i pakken kan skyldes en række faktorer, herunder termisk stress, kemiske rengøringsmidler og ultraviolet lys. Alle disse årsager kan forhindres ved at foregribe disse fælles faktorer og justere designet i overensstemmelse hermed. Mekaniske fejl er kun én årsag til pakkefejl. Inden i pakken kan mangler i fremstillingen føre til shorts, tilstedeværelsen af kemikalier, der forårsager hurtig aldring af halvlederen eller pakken eller revner i sæler, der formerer sig, da delen gennemgår termiske cyklusser.
Loddemetal og kontaktfejl
Loddemetal er det vigtigste middel til kontakt mellem en komponent og et kredsløb og har deres retfærdige andel af fejl. Brug af forkert type lodde med en komponent eller PCB kan føre til elektromigration af elementerne i loddet, der danner sprøde lag kaldet intermetalliske lag. Disse lag fører til brudte loddefuger og undgår ofte tidlig påvisning. Termiske cyklusser er også en primær årsag til loddetrådssvigt, især hvis materialets termiske ekspansionshastigheder (komponentstift, loddemateriale, PCB-sporbelægning og PCB-spor) er forskellige. Da alle disse materialer opvarmer og køler ned, kan der danne massiv mekanisk belastning mellem dem, der kan bryde den fysiske loddetilslutning, beskadige komponenten eller delaminere PCB-sporet. Tin whiskers på blyfri soldater kan også være et problem. Tin whiskers vokser ud af blyfri loddetråd, der kan bro kontakter eller afbryde og forårsage shorts.
PCB fejl
PCB boards har flere fælles kilder til fejl, nogle stammer fra fremstillingsprocessen og nogle fra driftsmiljøet. Under fremstillingen kan lagene i et printkort være ukorrekt, hvilket fører til kortslutninger, åbne kredsløb og krydsede signallinjer. De kemikalier, der anvendes i PCB-kartonets ætsning, kan også ikke fjernes fuldstændigt, og der skabes shorts, da spor spises væk. Brug af forkert kobbervægt eller platingproblemer kan medføre forøget termiske belastninger, hvilket vil forkorte PCB's levetid. Med alle fejltilstande i fremstillingen af et printkort forekommer de fleste fejl ikke under fremstillingen af et printkort.
Loddnings- og driftsmiljøet for et printkort medfører ofte en række PCB-fejl i tiden. Loddemængden, der anvendes til at fastgøre alle komponenterne til et printkort, kan forblive på overfladen af et printkort, som vil spise væk og korrodere ethvert metal, som det kommer i kontakt med. Loddefluss er ikke det eneste ætsende materiale, der ofte finder vej til PCB'er, da nogle komponenter kan lække væsker, som kan blive ætsende over tid, og flere rengøringsmidler kan have den samme effekt, eller efterlade en ledende rest, der forårsager shorts på bordet. Termisk cykling er en anden årsag til PCB-fejl, der kan føre til delaminering af PCB'et og spille en rolle i at lade metalfibre vokse mellem lagene af et printkort.
