Kõik ebaõnnestub ühel hetkel ja elektroonika pole erand. Süsteemide kavandamine, mis näevad ette kolme peamise elektroonikakomponendi rikkerežiimi, aitab tugevdada nende komponentide töökindlust ja hooldatavust.
Rikkerežiimid
Osandite rikke põhjuseid on palju. Mõned tõrked on aeglased ja graatsilised, kus on aega komponenti tuvastada ja see välja vahetada, enne kui see ebaõnnestub ja seadmed on maas. Muud tõrked on kiired, vägivaldsed ja ootamatud ning neid kõiki testitakse toote sertifitseerimise testimise käigus.
Komponentide paketi tõrked
Komponenti paketil on kaks põhifunktsiooni: see kaitseb komponenti keskkonna eest ja annab võimaluse komponendil vooluringiga ühendada. Kui komponenti keskkonna eest kaitsev barjäär puruneb, kiirendavad välistegurid, nagu niiskus ja hapnik, komponendi vananemist ja põhjustavad selle kiirema rikke.
Paki mehaaniline rike tuleneb mitmest tegurist, sealhulgas termiline stress, keemilised puhastusvahendid ja ultraviolettvalgus. Neid põhjuseid saab ennetada, kui ennetada neid levinud tegureid ja kohandada vastav alt disaini.
Mehaanilised rikked on vaid üks paketitõrgete põhjus. Pakendi sees võivad tootmisdefektid põhjustada lühiseid, kemikaalide olemasolu, mis põhjustavad pooljuhi või pakendi kiiret vananemist, või tihendite pragusid, mis levivad osa soojustsüklite läbimisel.
Joodisühenduste ja kontaktide tõrked
Joodisühendused on komponendi ja vooluringi vaheline esmane kontakt ning neil on õiglane osa riketest. Vale tüüpi joote kasutamine komponendi või PCB-ga võib põhjustada keevisõmbluse elementide elektromigratsiooni. Tulemuseks on rabedad kihid, mida nimetatakse intermetallilisteks kihtideks. Need kihid toovad kaasa jooteühenduste purunemise ja jäävad sageli varajasest avastamisest kõrvale.
Soojustsüklid on ka jooteühenduse rikke peamiseks põhjuseks, eriti kui materjalide – komponendi tihvti, jootetihvti, PCB jäljekatet ja PCB jälge – soojuspaisumiskiirused on erinevad. Nende materjalide kuumenemisel ja jahtumisel tekib nende vahele tohutu mehaaniline pinge, mis võib jooteühenduse katkestada, komponenti kahjustada või PCB-jälje kihistada.
Probleemiks võivad olla ka pliivaba joodiste tinavurrud. Pliivabadest jooteühendustest kasvavad välja tinavurrud, mis võivad kontakte silda või katkeda ja põhjustada lühiseid.
PCB-rikked
Trükkplaatidel on mitu tavalist rikete allikat, millest mõned tulenevad tootmisprotsessist ja mõned töökeskkonnast. Tootmise ajal võivad PCB plaadi kihid olla valesti joondatud, põhjustades lühiseid, avatud vooluringe ja ristuvaid signaalijooni. Samuti ei pruugi PCB plaatide söövitamisel kasutatud kemikaalid täielikult eemaldada ja tekitada lühikesed püksid, kuna jäljed söövivad ära.
Vale vase kaalu kasutamine või plaadistuse probleemid võivad suurendada termilist pinget, mis lühendab PCB eluiga. Vaatamata trükkplaatide valmistamisel esinevatele tõrkerežiimidele ei teki enamik tõrkeid mitte trükkplaatide valmistamisel, vaid pigem hilisemal kasutamisel.
Trükkplaatide jootmis- ja töökeskkond põhjustab sageli aja jooksul mitmesuguseid trükkplaatide rikkeid. Komponentide trükkplaadile kinnitamiseks kasutatav jootevoog võib jääda PCB pinnale, mis sööb ära ja korrodeerib kõik metallikontaktid.
Joodisräbust ei ole ainus söövitav materjal, mis sageli PCB-dele satub, kuna mõned komponendid võivad lekkida vedelikke, mis võivad aja jooksul muutuda söövitavaks. Mitmel puhastusvahendil võib olla sama toime või see võib jätta elektrit juhtiva jäägi, mis põhjustab plaadile lühiseid.
Soojustsükkel on teine PCB rikete põhjus, mis võib viia PCB kihistumiseni ja mängida rolli metallikiudude kasvamisel PCB kihtide vahele.
