Sve u nekom trenutku ne uspeva i elektronika nije izuzetak. Poznavanje ova tri glavna načina otkaza može pomoći dizajnerima da kreiraju robusniji dizajn i čak planiraju očekivane greške.
Režimi neuspjeha
Postoje brojni razlozi zašto komponente ne uspevaju . Neki kvarovi su spori i graciozni kada postoji vreme da se identificira komponenta i da se zameni pre nego što se potpuno ispuni i oprema se spusti. Ostali propusti su brzi, nasilni i neočekivani, a svi su testirani tokom testiranja sertifikacije proizvoda.
Neuspeh komponentnih paketa
Paket komponente obezbeđuje dve osnovne funkcije, štiti komponentu od okoline i obezbeđuje način da se komponenta priključi na krug. Ako barijera štiti komponentu od okruženja, vanjski faktori, kao što su vlažnost i kiseonik, mogu ubrzati starenje komponente i dovesti do toga da ne uspije mnogo brže. Mehanički kvar paketa može biti uzrokovan brojnim faktorima, uključujući toplotni napon, hemijska sredstva za čišćenje i ultraljubičasto svjetlo. Svi ovi uzroci mogu se sprečiti anticipiranjem ovih zajedničkih faktora i prilagođavanjem dizajna prema tome. Mehanički kvarovi su samo jedan uzrok otkaza paketa. Unutar pakovanja, kvarovi u proizvodnji mogu dovesti do šortsa, prisustvo hemikalija koje uzrokuju brzo starenje poluprovodnika ili pakovanja, ili pukotine u brtvama koje se propagiraju, dok se deo vrši kroz termičke cikluse.
Zglobne i kontaktne okvire soldera
Zglobovi za pričvršćivanje pružaju glavno sredstvo za kontakt između komponente i kola i imaju dobar udeo kvarova. Upotreba pogrešnog tipa lemila sa komponentom ili PCB-om može dovesti do elektromigracije elemenata u lemljenju koji formiraju krhke slojeve zvane intermetalni slojevi. Ovi slojevi dovode do prekida spojeva lemljenja i često izbjegavaju rano otkrivanje. Termalni ciklusi su takođe glavni uzrok otkaza zgloba spoja, posebno ako su temperature toplotne ekspanzije materijala (komponenta pin, lemljenje, PCB trace premaz i PCB trag) različiti. Kako se svi ovi materijali zagrevaju i hlade, može se formirati masivni mehanički napon između njih koji može da prekine fizičku vezu lemljenja, ošteti komponentu ili obruši trag PCB-a. Tin-bradavice na olovu bez olova takođe mogu biti problem. Kljunasti tinčići raste iz spojeva bez laka, koji mogu spojiti kontakte ili prekidati i uzrokovati kratke spojeve.
Otkazi PCB-a
PCB ploče imaju nekoliko zajedničkih izvora neuspjeha, neki koji proizlaze iz proizvodnog procesa, a neki iz operativnog okruženja. Tokom proizvodnje, slojevi na ploči PCB-a mogu biti neusaglašeni, što dovodi do kratkih spojeva, otvorenih kola i prekrivenih linija signala. Takođe, hemikalije koje se koriste u pletivanju PCB-a ne mogu se potpuno ukloniti i stvoriti kratke trake jer se tragovi odjednu. Korišćenje pogrešne težine bakra ili pločica može dovesti do povećanih termičkih naprezanja koji će skratiti vijek trajanja PCB-a. Kod svih načina otkaza u proizvodnji PCB-a, većina kvarova se ne pojavljuje tokom proizvodnje PCB-a.
Lamelno i radno okruženje PCB-a često dovodi do raznih propusta PCB-a tokom vremena. Flux leme koji se koristi prilikom priključivanja svih komponenti na PCB može ostati na površini PCB-a koji će jesti i korodirati bilo koji metal s kojim dolazi u kontakt. Fluks za lemljenje nije jedini korozivni materijal koji se često nalazi na PCB-u, jer neke komponente mogu propuštati tečnosti koji mogu postati korozivni tokom vremena, a nekoliko sredstava za čišćenje mogu imati isti efekat ili ostaviti provodni ostatak koji uzrokuje hlače na ploči. Termalni biciklizam je još jedan uzrok neuspjeha PCB-a što može dovesti do delaminacije PCB-a i odigrati ulogu u dopuštanju rasta metalnih vlakana između slojeva PCB-a.