Vad att veta
- Inspektera för skador, kontrollera om det finns rök eller lukt, lyssna efter felljud och testa enskilda komponenter.
- Vanliga orsaker till fel på elektroniska komponenter inkluderar överhettning, korrosion, elektrisk stress och tillverkningsfel.
- För att minska risken för katastrofala fel, inspektera rutinmässigt delar som är kända för att misslyckas efter en viss tid eller användning.
Den här artikeln tar upp hur man identifierar elektroniska komponentfel, de vanligaste orsakerna till att elektroniska komponenter går sönder och tips för att förhindra fel i elektroniska komponenter.
Hur man identifierar en misslyckad komponent
När en komponent går sönder finns det några indikatorer som kan identifiera komponenten som misslyckades och hjälpa till att felsöka elektroniken.
- Inspektera visuellt komponenten för skador. En uppenbar indikator på att en komponent har misslyckats är genom en visuell inspektion. Defekta komponenter har ofta brända eller smälta områden, eller har buktat ut och expanderat. Kondensatorer är ofta utbuktade, speciellt elektrolytiska kondensatorer runt metalltopparna. Integrerade kretsar (IC)-paket har ofta ett litet hål inbränt där en het punkt på komponenten förångade plasten hela vägen genom IC-paketet.
-
Kontrollera om det finns rök eller lukt. När komponenter misslyckas uppstår ofta en termisk överbelastning, vilket gör att blå rök och annan färgstark rök släpps ut av den felande komponenten. Röken har en distinkt lukt och varierar beroende på typ av komponent. Detta är ofta det första tecknet på ett komponentfel efter att enheten inte fungerar. Ofta stannar den distinkta lukten av en trasig komponent runt komponenten i dagar eller veckor, vilket kan hjälpa till att identifiera den felande komponenten under felsökning.
- Lyssna efter felljud. Ibland kommer en komponent att göra ett ljud när den misslyckas. Detta händer oftare med snabba termiska fel, överspänningar och överströmshändelser. När en komponent misslyckas med detta allvarligt, följer ofta en lukt felet. Det är mer sällsynt att höra en komponent fel. Det betyder ofta att delar av komponenten är lösa i produkten, så att identifiera komponenten som misslyckades kan handla om att hitta vilken komponent som inte längre finns på kretskortet eller i systemet.
- Testa enskilda komponenter. Ibland är det enda sättet att identifiera en misslyckad komponent att testa den. Denna process kan vara utmanande på ett PCB eftersom andra komponenter kan påverka mätningen. Eftersom mätningar involverar applicering av en liten spänning eller ström, kommer kretsen att reagera på det och avläsningar kan kastas av. Om ett system använder flera underenheter, är att ersätta dessa ofta ett sätt att begränsa var problemet med systemet finns.
Den här artikeln förklarar
Orsaker till komponentfel
Delar misslyckas och elektroniken går sönder. God designpraxis kan undvika vissa komponentfel, men många är helt enkelt ur dina händer. Att identifiera den felande komponenten och varför den kan ha misslyckats är det första steget i att förfina designen och öka tillförlitligheten hos ett system som upplever upprepade komponentfel.
Det finns många anledningar till att komponenter misslyckas. Vissa fel är långsamma och graciösa och ger tid att identifiera komponenten och byta ut den innan den misslyckas helt. Andra misslyckanden är snabba, allvarliga och oväntade.
Några vanliga orsaker till att komponenter misslyckas inkluderar:
- Åldrande
- Dålig kretsdesign
- Cascading failure
- Förändring i driftsmiljön
- Ansluten felaktigt
- Anslutningsfel
- Kontamination
- Korrosion
- Elektrisk stress
- Elektrostatisk urladdning
- Tillverkningsfel
- Mekanisk stöt
- Mekanisk stress
- Överström
- Övertemperatur
- Överspänning
- Oxidation
- Förpackningsdefekter
- Radiation
- Termisk stress
Komponentfel följer vanligtvis en trend. I det tidiga livet av ett elektroniskt system är komponentfel vanligare och risken för fel minskar när komponenterna används. Anledningen till minskningen av felfrekvensen är att de komponenter som har förpacknings-, lödnings- och tillverkningsdefekter ofta misslyckas inom några minuter eller timmar efter första användningen av enheten. Det är därför många tillverkare inkluderar en flera timmars inbränningsperiod för sina produkter. Detta enkla test eliminerar risken för att en dålig komponent glider genom tillverkningsprocessen, vilket resulterar i en trasig enhet inom några timmar efter köpet.
Efter den första inbränningsperioden bottnar komponentfel vanligtvis och inträffar slumpmässigt. När komponenter åldras minskar naturliga kemiska reaktioner kvaliteten på förpackningen, trådarna och komponenten. Mekanisk och termisk cykling tar också en vägtull på styrkan hos komponenten. Dessa faktorer gör att felfrekvensen ökar när produkten åldras. Det är därför fel ofta klassificeras antingen efter grundorsaken eller när de misslyckades under komponentens livslängd.
Du kan minska risken för katastrofala fel genom att rutinmässigt inspektera delar som är kända för att misslyckas efter en viss tid eller användning. Till exempel inom flygindustrin byts kärnkomponenter ut efter att ha fungerat under ett visst antal timmar, oavsett om komponenten visar tecken på stress eller nedbrytning.
