Allt misslyckas vid någon tidpunkt och elektronik är inget undantag. Att känna till dessa tre stora fellägen kan hjälpa designers att skapa mer robusta konstruktioner och till och med planera för förväntade fel.
Felaktigheter
Det finns många anledningar till varför komponenter misslyckas. Några fel är långsamma och graciösa där det finns dags att identifiera komponenten och ersätta den innan den misslyckas helt och utrustningen är nere. Andra misslyckanden är snabba, våldsamma och oväntade, vilka alla testas för vid produktcertifieringstestning.
Komponentpaketfel
Paketet med en komponent ger två kärnfunktioner som skyddar komponenten från miljön och ger ett sätt att komponenten ansluts till kretsen. Om barriären som skyddar komponenten från miljön bryts kan yttre faktorer som fuktighet och syre accelerera åldrandet av komponenten och orsaka att den misslyckas mycket snabbare. Mekanisk fel i förpackningen kan orsakas av ett antal faktorer, inklusive termisk stress, kemiska rengöringsmedel och ultraviolett ljus. Alla dessa orsaker kan förebyggas genom att förutse dessa gemensamma faktorer och justera konstruktionen enligt. Mekaniska fel är bara en orsak till paketfel. Inne i förpackningen kan brister i tillverkningen leda till shorts, närvaron av kemikalier som orsakar snabb åldring av halvledaren eller förpackningen eller sprickor i förseglingar som förökas när delen sätts igenom termiska cykler.
Svetsfogar och kontaktfel
Lödfogar utgör de viktigaste kontakterna mellan en komponent och en krets och har en rättvis andel av fel. Att använda fel typ av lödd med en komponent eller PCB kan leda till elektromigration av elementen i löddet som bildar sköra lager som kallas intermetalliska lager. Dessa skikt leder till brutna lödförbindelser och eliminerar ofta tidig upptäckt. Termiska cykler är också en främsta orsak till lödsviktsfel, speciellt om materialets termiska expansionshastigheter (komponentstift, löd, PCB-spårbeläggning och PCB-spår) är olika. Eftersom alla dessa material värmer upp och svalnar kan massiv mekanisk stress bildas mellan dem som kan bryta den fysiska lödanslutning, skada komponenten eller delaminera PCB-spåret. Tin whiskers på blyfria soldrar kan också vara ett problem. Tin whiskers växer ut ur blyfritt lödförband som kan överbrygga kontakter eller bryta av och orsaka shorts.
PCB-fel
PCB-kort har flera vanliga felkällor, några som härrör från tillverkningsprocessen och vissa från driftsmiljön. Under tillverkningen kan skikten i en PCB-bräda vara feljusterade vilket leder till kortslutningar, öppna kretsar och korsade signallinjer. Även de kemikalier som används i PCB-kartongetsning kan inte helt tas bort och skapa shorts när spår äts bort. Att använda fel kopparvikt eller plätering kan leda till ökade termiska påkänningar som förkortar PCB: s livslängd. Med alla fellägen vid tillverkning av en PCB uppstår de flesta fel under tillverkningen av en PCB.
Lödnings- och driftsmiljön hos en PCB leder ofta till olika PCB-fel över tiden. Lödflödet som används för att fästa alla komponenterna i en PCB kan förbli på en PCB-yta som kommer att äta bort och korrodera vilken metall som kommer i kontakt med. Löddflöde är inte det enda frätande materialet som ofta leder till PCB eftersom vissa komponenter kan läcka vätskor som kan bli korrosiva över tiden och flera rengöringsmedel kan ha samma effekt eller lämna ledande rester som orsakar shorts på brädet. Termisk cykling är en annan orsak till PCB-fel som kan leda till delaminering av PCB och spela en roll för att låta metallfibrer växa mellan skikten i en PCB.
