أجزاء تفشل وتكسر الأشياء. إنها حقيقة الحياة والهندسة. يمكن تجنب بعض حالات فشل المكونات عن طريق ممارسات التصميم الجيدة ، ولكن العديد منها خارج أيدي المصممين. إن تحديد العنصر المسيء ولماذا كان من الممكن أن يكون قد فشل هو الخطوة الأولى في تحسين التصميم وزيادة موثوقية النظام الذي يعاني من حالات فشل المكونات.
كيف فشل المكونات
هناك العديد من الأسباب لماذا تفشل المكونات. بعض حالات الفشل بطيئة ورشيقة عندما يكون هناك وقت لتحديد المكون واستبداله قبل أن يفشل تمامًا وتكون المعدات منخفضة. حالات الفشل الأخرى سريعة وعنيفة وغير متوقعة ، ويتم اختبارها جميعًا أثناء اختبار شهادة المنتج. تتضمن بعض الأسباب الأكثر شيوعًا لفشل المكونات ما يلي:
- التيار الزائد
- الجهد الزائد
- على درجة الحرارة
- متصل بشكل غير صحيح
- التغيير في بيئة التشغيل
- عيب التصنيع
- الصدمات الميكانيكية
- الضغط الميكانيكى
- إشعاع
- تلوث اشعاعى
- التعبئة والتغليف
- روابط
- شيخوخة
- فشل متتالي
- تآكل
- الصدأ
- المؤكسدة
- هارب الحراري
- اتصالات فضفاضة
- التفريغ الالكتروستاتيكي (ESD)
- الإجهاد الكهربائي
- تصميم الدوائر سيئة
فشل المكونات تتبع الاتجاه. في بداية عمر النظام الإلكتروني ، تكون حالات فشل المكونات أكثر شيوعًا وتقل فرصة حدوث الفشل عند استخدامها. سبب الانخفاض في معدلات الفشل هو أن المكونات التي تحتوي على عيوب في التغليف والحاميات والتصنيع غالباً ما تفشل خلال دقائق أو ساعات من استخدام الجهاز لأول مرة. هذا هو السبب في العديد من الشركات المصنعة تشمل فترة حرق عدة ساعات لمنتجاتها. يزيل هذا الاختبار البسيط الفرصة التي يمكن أن يتخللها عنصر سيئ خلال عملية التصنيع وينتج عنه جهاز مكسور خلال ساعات من استخدام المستخدم لأول مرة.
بعد فترة الإحتراق الأولية ، فإن حالات فشل المكونات عادةً ما تبدأ وتحدث عشوائياً. كما يتم استخدام المكونات أو حتى مجرد الجلوس ، فإنها تقدم العمر. تعمل التفاعلات الكيميائية على تقليل جودة التغليف والأسلاك والمكون ، كما أن التدوير الميكانيكي والحراري يؤثران في القوة الميكانيكية للمكون. تؤدي هذه العوامل إلى زيادة معدلات الفشل باستمرار مع تقدم عمر المنتج. ولهذا السبب غالباً ما يتم تصنيف حالات الفشل إما عن طريق السبب الجذري أو من خلال فشلها في حياة المكون.
تحديد مكون فشل
عند فشل أحد المكونات ، هناك بعض المؤشرات التي يمكن أن تساعد في تحديد المكون الذي فشل ، والمساعدة في استكشاف الإلكترونيات وإصلاحها.
المؤشر الأكثر وضوحًا على فشل مكون معين هو من خلال الفحص البصري. غالبًا ما تحتوي المكونات الفاشلة على مناطق محترقة أو منصهرة ، أو قد انتشرت وتوسعت. غالباً ما يتم العثور على المكثفات خارج ، وخاصة المكثفات كهربائيا حول قممهم المعدنية. غالباً ما تحتوي الحزم IC على ثقب صغير محترق حيث تبخّر التوقف الساخن على المكوّن من البلاستيك حول البقعة الساخنة طوال الحزمة IC.
عندما تفشل المكونات ، يحدث الحمل الزائد الحراري في الغالب مما يؤدي إلى إطلاق الدخان السحري الأزرق وغيره من الدخان الملون عن طريق العنصر المسيء. يحتوي الدخان أيضًا على رائحة مميزة جدًا وتختلف حسب نوع المكون. هذا غالبا ما يكون أول علامة على فشل مكون خارج الجهاز لا يعمل. غالبًا ما تبقى الرائحة المميزة للمكوّن الفاشل حول المكوّن لأيام أو أسابيع والتي يمكن أن تساعد في تحديد العنصر المسيء أثناء تحرّي الخلل وإصلاحه.
في بعض الأحيان ، تصنع المكونات صوتًا عندما تفشل. يحدث هذا في كثير من الأحيان مع الإخفاقات الحرارية السريعة ، وفوق الجهد ، وأكثر من الأحداث الجارية. عندما يفشل هذا العنصر بعنف ، غالباً ما ترافق الرائحة الفشل. إن سماع فشل المكون هو أكثر ندرة ، وغالبًا ما يعني أنه سيتم العثور على أجزاء من المكوِّن غير مفككة في المنتج ، لذا فإن تحديد المكون الذي فشل قد يرجع إلى العثور على المكون الذي لم يعد موجودًا على ثنائي الفينيل متعدد الكلور أو في النظام.
في بعض الأحيان ، تكون الطريقة الوحيدة لتحديد المكون الذي فشل هو اختبار المكونات الفردية. يمكن أن يكون هذا تحديًا كبيرًا على ثنائي الفينيل متعدد الكلور نظرًا لأن المكونات الأخرى في كثير من الأحيان ستؤثر على القياس نظرًا لأن جميع القياسات تنطوي على تطبيق جهد أو تيار صغير ، فإن الدائرة ستستجيب له ويمكن قذف القراءات. إذا كان النظام يستخدم عدة مجموعات فرعية ، فعادةً ما يحل محل التجميعات الفرعية طريقة رائعة لتضييق المكان الذي توجد فيه المشكلة مع النظام.
