Dele fejler og ting går i stykker. Det er en kendsgerning i livet og engineering. Nogle komponentfejl kan undgås ved gode designpraksis, men mange er ude af hænderne på designere. At identificere den fornærmende komponent og hvorfor den kunne have mislykkedes, er det første skridt til at raffinere designet og øge pålideligheden af et system, der har oplevet komponentfejl.
Hvordan komponenter mislykkes
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. Nogle af de mest almindelige årsager til, at komponenterne mislykkes, er:
- Overstrøm
- Overspænding
- Over temperatur
- Forbindelse er forkert
- Ændring i driftsmiljø
- Produktionsfejl
- Mekanisk chok
- Mekanisk stress
- Stråling
- Forurening
- Emballage
- Tilslutninger
- Aging
- Kaskaderingsfejl
- Korrosion
- rust
- oxiderende
- Termisk bortskaffelse
- Løse forbindelser
- Elektrostatisk udladning (ESD)
- Elektrisk stress
- Dårlig kredsløbsdesign
Komponentfejl følger en tendens. I det elektroniske systems tidlige liv er komponentfejl mere almindelige, og chancen for fiasko falder, når de bruges. Årsagen til faldet i fejlfrekvenser er, at komponenterne, der har emballage, lodning og fremstillingsfejl, ofte fejler inden for minutter eller timer efter første brug af enheden. Det er derfor, mange producenter inkluderer en indbrudstid på flere timer for deres produkter. Denne enkle test eliminerer chancen for, at en dårlig komponent kan gå igennem fremstillingsprocessen og resultere i en brudt enhed inden for få timer efter, at slutbrugeren først bruger den.
Efter den indledende indbrændingsperiode falder komponentfejl typisk ud og sker tilfældigt. Som komponenter bruges eller endda bare sidde, de alder. Kemiske reaktioner mindsker kvaliteten af emballagen, ledningerne og komponenten, og mekanisk og termisk cykling tager deres vejafgift på den mekaniske styrke af komponenten. Disse faktorer medfører, at fejlfrekvenserne løbende stiger som produktalder. Det er derfor, at fejl ofte klassificeres af enten deres grundårsag eller ved, at de har svigtet i komponentets livstid.
Identifikation af en fejlet komponent
Når en komponent fejler, er der et par indikatorer, der kan hjælpe med at identificere komponenten, der fejler og hjælper med fejlfinding af elektronik.
Den mest oplagte indikator for, at en bestemt komponent har svigtet, er gennem en visuel inspektion. Mislykkede komponenter har ofte brændte eller smeltede områder, eller har bukket ud og udvidet. Kondensatorer findes ofte udbulet, især elektrolytkondensatorer omkring deres metalplader. IC-pakker har ofte et lille hul brændt i dem, hvor det varme stop på komponenten fordampede plastik rundt om hot spot hele vejen igennem IC-pakken.
Når komponenterne fejler, forekommer der ofte en termisk overbelastning, der forårsager den magiske blå røg og anden farvestof, der frigives af den overtrædende komponent. Røgen har også en meget forskellig lugt og varierer efter komponenttype. Dette er ofte det første tegn på en komponentfejl ud over enheden, der ikke virker. Ofte forbliver den tydelige lugt af en fejlbehæftet komponent omkring komponenten i dage eller uger, som kan hjælpe med at identificere den fornærmende komponent under fejlfinding.
Nogle gange får komponenter lyd, når de fejler. Dette sker oftere med hurtige termiske fejl, overspændinger og over aktuelle hændelser. Når en komponent fejler dette voldsomt, ledsager en lugt ofte fejlen. At høre en komponentfejl er sjældnere, og det betyder ofte, at dele af komponenten vil blive fundet løs i produktet, så identificeringen af den komponent, der fejler, kan komme ned for at finde ud af, hvilken komponent der ikke længere er på PCB eller i systemet.
Nogle gange er den eneste måde at identificere en komponent, der har mislykkedes på, at teste individuelle komponenter. Dette kan være meget udfordrende på et printkort, da andre komponenter ofte vil påvirke måling, da alle målinger indebærer at anvende en lille spænding eller strøm, kredsløbet vil reagere på det og aflæsninger kan smides væk. Hvis et system bruger flere underenheder, er det ofte en god måde at indskrænke på, hvor problemet med systemet er placeret, og det er ofte at erstatte underenheder.
