Tot falla en algun moment i l'electrònica no és una excepció. Conèixer aquests tres principals modes de fracàs poden ajudar els dissenyadors a crear dissenys més robustos i fins i tot planificar els errors esperats.
Modes de falla
Hi ha nombroses raons per què els components fallen . Alguns errors són lents i agraïts on hi ha temps per identificar el component i reemplaçar-lo abans que falli completament i l'equip no funcioni. Altres fallades són ràpides, violentes i inesperades, totes elles provades durant les proves de certificació del producte.
Fraccions del paquet de components
El paquet d'un component proporciona dues funcions bàsiques, protegint el component de l'entorn i proporcionant un camí perquè el component es connecti al circuit. Si la barrera que protegeix el component de l'entorn es trenca, els factors externs com la humitat i l'oxigen poden accelerar l'envelliment del component i provocar que falli molt més ràpidament. La falla mecànica del paquet pot ser causada per diversos factors, incloent l'estrès tèrmic, els productes químics i la llum ultraviolada. Totes aquestes causes es poden prevenir anticipant aquests factors comuns i ajustant el disseny segons. Les falles mecàniques només són una causa de fracassos de paquets. Dins del paquet, els defectes en la fabricació poden conduir a pantalons curts, la presència de productes químics que provoquen un envelliment ràpid del semiconductor o paquet, o esquerdes en segells que es propaguen com la part es posa a través dels cicles tèrmics.
Falles de conjunt i de contacte de soldadura
Les juntes de soldadura proporcionen els principals mitjans de contacte entre un component i un circuit i tenen la seva bona part d'errors. L'ús del tipus de soldadura incorrecte amb un component o PCB pot conduir a la electromigració dels elements de la soldadura que formen capes trencadores anomenades capes intermetàliques. Aquestes capes condueixen a juntes de soldadura trencades i sovint eviten la detecció precoç. Els cicles tèrmics també són una causa principal de falla d'unió de la soldadura, especialment si les taxes d'expansió tèrmica dels materials (component de pin, soldadura, recobriment de traça de PCB i traça de PCB) són diferents. Com que tots aquests materials s'escalfen i es refreden, es pot formar una tensió mecànica massiva entre ells que pot trencar la connexió de soldadura física, danyar el component o delaminar la traça de PCB. Els bigotis d'estany sobre soldadures sense plom també poden ser un problema. Les bigues d'estany creixen a partir de juntes de soldadura sense plom que poden fer contacte amb els ponts o trencar-se i produir pantalons curts.
Falles de PCB
Les plaques de PCB tenen diverses fonts de falles comuns, algunes derivades del procés de fabricació i algunes de l'entorn operatiu. Durant la fabricació, les capes en una placa de PCB poden estar desalineades i conduir a curtcircuits, circuits oberts i línies de senyals creuades. A més, els productes químics que s'utilitzen en el gravat de la placa de PCB no es poden treure completament i es poden crear curtmetratges a mesura que es manegen els rastres. L'ús del pes incorrecte del coure o problemes de col·locació pot provocar un augment de les tensions tèrmiques que reduiran la vida útil de la PCB. Amb tots els modes de falles en la fabricació d'un PCB, la majoria dels errors no es produeixen durant la fabricació d'un PCB.
L'entorn de soldadura i operativa d'un PCB sovint condueix a una varietat de fallades de PCB al llarg del temps. El flux de soldadura utilitzat per unir tots els components a una PCB pot romandre a la superfície d'una PCB que es mengi i corroi qualsevol metall amb el qual es posi en contacte. El flux de soldadura no és l'únic material corrosiu que sovint es troba en els PCB, ja que alguns components poden filtrar fluids que poden arribar a ser corrosius al llarg del temps i diversos agents de neteja poden tenir el mateix efecte o deixar un residu conductor que provoqui pantalons curts al tauler. El ciclisme tèrmic és una altra causa de fallades de PCB que poden provocar la delaminació de la PCB i exercir un paper important en el fet que les fibres de metall creixin entre les capes d'un PCB.