कुछ बिंदु पर सब कुछ विफल हो जाता है, और इलेक्ट्रॉनिक्स कोई अपवाद नहीं हैं। डिजाइनिंग सिस्टम जो तीन प्राथमिक इलेक्ट्रॉनिक घटक विफलता मोड का अनुमान लगाते हैं, उन घटकों की विश्वसनीयता और सेवाक्षमता को मजबूत करने में मदद करते हैं।
विफलता मोड
घटकों के विफल होने के कई कारण हैं। कुछ विफलताएं धीमी और सुंदर होती हैं, जहां घटक की पहचान करने और विफल होने से पहले इसे बदलने का समय होता है, और उपकरण नीचे होता है। अन्य विफलताएं तीव्र, हिंसक और अप्रत्याशित हैं, जिनमें से सभी का परीक्षण उत्पाद प्रमाणन परीक्षण के दौरान किया जाता है।
घटक पैकेज विफलता
एक घटक का पैकेज दो मुख्य कार्य प्रदान करता है: यह घटक को पर्यावरण से बचाता है और घटक को सर्किट से जुड़ने का एक तरीका प्रदान करता है। यदि पर्यावरण से घटक की रक्षा करने वाला अवरोध टूट जाता है, तो नमी और ऑक्सीजन जैसे बाहरी कारक घटक की उम्र बढ़ने को तेज कर देते हैं और इसे तेजी से विफल कर देते हैं।
पैकेज की यांत्रिक विफलता थर्मल तनाव, रासायनिक क्लीनर और पराबैंगनी प्रकाश सहित कई कारकों के परिणामस्वरूप होती है। इन सामान्य कारकों का अनुमान लगाकर और तदनुसार डिजाइन को समायोजित करके इन कारणों को रोका जा सकता है।
यांत्रिक विफलताएं पैकेज विफलताओं का केवल एक कारण हैं। पैकेज के अंदर, निर्माण में दोषों से शॉर्ट्स हो सकते हैं, रसायनों की उपस्थिति जो अर्धचालक या पैकेज की तेजी से उम्र बढ़ने का कारण बनती है, या मुहरों में दरारें होती हैं जो थर्मल चक्रों के माध्यम से फैलती हैं।
सोल्डर जॉइंट और कॉन्टैक्ट फेल्योर
सोल्डर जोड़ एक घटक और एक सर्किट के बीच संपर्क का प्राथमिक साधन प्रदान करते हैं और उनकी विफलताओं का उचित हिस्सा होता है।एक घटक या पीसीबी के साथ गलत प्रकार के सोल्डर का उपयोग करने से वेल्ड में तत्वों का विद्युतीकरण हो सकता है। परिणाम भंगुर परतें हैं जिन्हें इंटरमेटेलिक परतें कहा जाता है। ये परतें टूटे हुए सोल्डर जोड़ों की ओर ले जाती हैं और अक्सर जल्दी पता लगाने से बच जाती हैं।
थर्मल चक्र भी मिलाप संयुक्त विफलता का एक प्रमुख कारण है, खासकर अगर सामग्री-घटक पिन, मिलाप, पीसीबी ट्रेस कोटिंग, और पीसीबी ट्रेस की थर्मल विस्तार दर अलग-अलग हैं। जैसे-जैसे ये सामग्रियां गर्म होती हैं और ठंडी होती हैं, इनके बीच बड़े पैमाने पर यांत्रिक तनाव बनता है, जो सोल्डर कनेक्शन को तोड़ सकता है, घटक को नुकसान पहुंचा सकता है, या पीसीबी ट्रेस को नष्ट कर सकता है।
सीसा रहित सेलर्स पर टिन व्हिस्कर्स भी एक समस्या हो सकती है। टिन व्हिस्कर्स सीसा रहित सोल्डर जोड़ों से निकलते हैं जो संपर्कों को पाट सकते हैं या टूट सकते हैं और शॉर्ट्स का कारण बन सकते हैं।
पीसीबी विफलता
मुद्रित सर्किट बोर्ड विफलता के कई सामान्य स्रोतों से ग्रस्त हैं, कुछ निर्माण प्रक्रिया से उपजी हैं और कुछ ऑपरेटिंग वातावरण से।निर्माण के दौरान, पीसीबी बोर्ड में परतों को गलत तरीके से संरेखित किया जा सकता है, जिससे शॉर्ट सर्किट, ओपन सर्किट और क्रॉस सिग्नल लाइनें हो सकती हैं। इसके अलावा, पीसीबी बोर्ड की नक़्क़ाशी में इस्तेमाल होने वाले रसायनों को पूरी तरह से हटाया नहीं जा सकता है और निशान दूर हो जाते हैं।
गलत तांबे के वजन या चढ़ाना मुद्दों का उपयोग करने से थर्मल तनाव बढ़ सकता है जो पीसीबी के जीवन को छोटा कर देता है। एक पीसीबी के निर्माण में विफलता मोड के बावजूद, अधिकांश विफलता पीसीबी के निर्माण के दौरान नहीं बल्कि बाद में उपयोग में होती है।
एक पीसीबी के सोल्डरिंग और परिचालन वातावरण में अक्सर समय के साथ कई तरह की पीसीबी विफलताएं होती हैं। पीसीबी से घटकों को जोड़ने में उपयोग किया जाने वाला सोल्डर फ्लक्स पीसीबी की सतह पर रह सकता है, जो किसी भी धातु के संपर्क को खा जाएगा और खराब कर देगा।
सोल्डर फ्लक्स एकमात्र संक्षारक सामग्री नहीं है जो अक्सर पीसीबी पर अपना रास्ता खोज लेती है क्योंकि कुछ घटक तरल पदार्थ का रिसाव कर सकते हैं जो समय के साथ संक्षारक बन सकते हैं। कई सफाई एजेंटों का एक ही प्रभाव हो सकता है या एक प्रवाहकीय अवशेष छोड़ सकता है, जो बोर्ड पर शॉर्ट्स का कारण बनता है।
थर्मल साइकिलिंग पीसीबी की विफलता का एक और कारण है, जिससे पीसीबी का प्रदूषण हो सकता है और पीसीबी की परतों के बीच धातु के रेशों को बढ़ने देने में भूमिका निभा सकता है।
