ต้องรู้
- ตรวจสอบความเสียหาย ตรวจหาควันหรือกลิ่น ฟังเสียงที่ผิดพลาด และทดสอบส่วนประกอบแต่ละอย่าง
- สาเหตุทั่วไปของความล้มเหลวของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ได้แก่ ความร้อนสูงเกินไป การกัดกร่อน ความเครียดจากไฟฟ้า และข้อบกพร่องในการผลิต
- เพื่อลดความเสี่ยงของความล้มเหลวจากภัยพิบัติ ให้ตรวจสอบชิ้นส่วนที่ทราบว่าล้มเหลวหลังจากใช้งานไประยะหนึ่งหรือใช้งานเป็นระยะเวลาหนึ่งเป็นประจำ
บทความนี้ครอบคลุมถึงวิธีการระบุความล้มเหลวของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดที่ทำให้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ล้มเหลว และเคล็ดลับในการป้องกันความล้มเหลวของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์
วิธีระบุส่วนประกอบที่ล้มเหลว
เมื่อส่วนประกอบล้มเหลว มีตัวบ่งชี้สองสามตัวที่สามารถระบุส่วนประกอบที่ล้มเหลวและช่วยในการแก้ไขปัญหาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์
- ตรวจสอบความเสียหายของส่วนประกอบด้วยสายตา ตัวบ่งชี้ที่ชัดเจนว่าส่วนประกอบล้มเหลวคือการตรวจสอบด้วยภาพ ส่วนประกอบที่ล้มเหลวมักมีบริเวณที่ไหม้หรือหลอมเหลว หรือนูนและขยายออก ตัวเก็บประจุมักจะโป่งออก โดยเฉพาะตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าที่อยู่รอบๆ ส่วนบนของโลหะ แพ็คเกจวงจรรวม (IC) มักจะมีรูเล็กๆ ที่จุดร้อนบนส่วนประกอบทำให้พลาสติกระเหยไปตลอดทางผ่านแพ็คเกจ IC
- ตรวจควันหรือกลิ่น เมื่อส่วนประกอบล้มเหลว ความร้อนเกินมักจะเกิดขึ้น ทำให้ควันสีน้ำเงินและควันที่มีสีสันอื่นๆ ถูกปล่อยออกมาจากส่วนประกอบที่กระทำผิด ควันมีกลิ่นเฉพาะตัวและแตกต่างกันไปตามประเภทของส่วนประกอบซึ่งมักเป็นสัญญาณแรกของความล้มเหลวของส่วนประกอบที่อยู่นอกเหนืออุปกรณ์ที่ไม่ทำงาน บ่อยครั้งที่กลิ่นที่ชัดเจนของส่วนประกอบที่ล้มเหลวจะคงอยู่รอบๆ ส่วนประกอบเป็นเวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์ ซึ่งสามารถช่วยระบุส่วนประกอบที่ละเมิดระหว่างการแก้ไขปัญหาได้
-
ฟังเสียงความล้มเหลว บางครั้งส่วนประกอบจะส่งเสียงเมื่อทำงานล้มเหลว สิ่งนี้เกิดขึ้นบ่อยขึ้นกับความล้มเหลวจากความร้อนอย่างรวดเร็ว แรงดันไฟเกิน และเหตุการณ์กระแสเกิน เมื่อส่วนประกอบล้มเหลวอย่างรุนแรง กลิ่นมักจะมาพร้อมกับความล้มเหลว การได้ยินส่วนประกอบล้มเหลวนั้นหายากกว่า บ่อยครั้งที่หมายความว่าชิ้นส่วนของส่วนประกอบหลวมในผลิตภัณฑ์ ดังนั้นการระบุส่วนประกอบที่ล้มเหลวอาจลงมาเพื่อค้นหาส่วนประกอบที่ไม่ได้อยู่ใน PCB หรือในระบบอีกต่อไป
- ทดสอบแต่ละส่วนประกอบ บางครั้งวิธีเดียวที่จะระบุส่วนประกอบที่ล้มเหลวคือการทดสอบ กระบวนการนี้อาจท้าทายบน PCB เนื่องจากส่วนประกอบอื่นๆ สามารถส่งผลต่อการวัดได้เนื่องจากการวัดนั้นเกี่ยวข้องกับการใช้แรงดันไฟหรือกระแสเพียงเล็กน้อย วงจรจะตอบสนองต่อมันและการอ่านค่าอาจถูกละทิ้งไป หากระบบใช้ชุดประกอบย่อยหลายชุด การแทนที่ชุดดังกล่าวมักจะเป็นวิธีจำกัดตำแหน่งของปัญหาที่เกิดขึ้น
บทความนี้จะอธิบาย
สาเหตุของความล้มเหลวของส่วนประกอบ
อะไหล่พังและเครื่องใช้ไฟฟ้าพัง แนวปฏิบัติในการออกแบบที่ดีสามารถหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของส่วนประกอบบางอย่างได้ แต่หลายๆ อย่างก็อยู่เหนือการควบคุมของคุณ การระบุองค์ประกอบที่ละเมิดและสาเหตุที่อาจล้มเหลวเป็นขั้นตอนแรกในการปรับแต่งการออกแบบและเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบที่ประสบกับความล้มเหลวของส่วนประกอบซ้ำๆ
มีสาเหตุหลายประการที่ทำให้ส่วนประกอบล้มเหลว ความล้มเหลวบางอย่างช้าและสวยงาม โดยให้เวลาในการระบุส่วนประกอบและแทนที่ก่อนที่จะล้มเหลวทั้งหมด ความล้มเหลวอื่นๆ นั้นรวดเร็ว รุนแรง และไม่คาดคิด
สาเหตุทั่วไปบางประการที่ทำให้ส่วนประกอบล้มเหลว ได้แก่:
- สูงวัย
- ออกแบบวงจรไม่ดี
- การเรียงซ้อนล้มเหลว
- การเปลี่ยนแปลงในสภาพแวดล้อมการทำงาน
- เชื่อมต่อไม่ถูกต้อง
- การเชื่อมต่อล้มเหลว
- สิ่งปนเปื้อน
- การกัดกร่อน
- ความเครียดจากไฟฟ้า
- ปล่อยไฟฟ้าสถิต
- ข้อบกพร่องในการผลิต
- กลไกกระแทก
- ความเครียดทางกล
- กระแสเกิน
- อุณหภูมิเกิน
- แรงดันไฟเกิน
- ออกซิเดชัน
- ข้อบกพร่องของบรรจุภัณฑ์
- การแผ่รังสี
- ความเครียดจากความร้อน
ความล้มเหลวของส่วนประกอบมักจะเป็นไปตามแนวโน้ม ในช่วงเริ่มต้นของระบบอิเล็กทรอนิกส์ ความล้มเหลวของส่วนประกอบเป็นเรื่องปกติมากขึ้นและโอกาสที่ความล้มเหลวจะลดลงเมื่อใช้ส่วนประกอบ สาเหตุของอัตราความล้มเหลวที่ลดลงคือส่วนประกอบที่มีบรรจุภัณฑ์ การบัดกรี และข้อบกพร่องในการผลิตมักจะล้มเหลวภายในไม่กี่นาทีหรือหลายชั่วโมงหลังจากใช้อุปกรณ์ครั้งแรกนี่คือเหตุผลที่ผู้ผลิตหลายรายรวมระยะเวลาการเบิร์นอินเป็นเวลาหลายชั่วโมงสำหรับผลิตภัณฑ์ของตน การทดสอบง่ายๆ นี้ช่วยลดความเสี่ยงที่ส่วนประกอบที่ไม่ดีจะลื่นไถลในกระบวนการผลิต ส่งผลให้อุปกรณ์เสียหายภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมงที่ซื้อ
หลังจากช่วงเบิร์นอินเริ่มต้น ความล้มเหลวของส่วนประกอบมักจะผ่านจุดต่ำสุดและเกิดขึ้นแบบสุ่ม เมื่อส่วนประกอบมีอายุมากขึ้น ปฏิกิริยาเคมีตามธรรมชาติจะลดคุณภาพของบรรจุภัณฑ์ สายไฟ และส่วนประกอบ การปั่นจักรยานด้วยความร้อนและกลไกยังส่งผลต่อความแข็งแรงของส่วนประกอบด้วย ปัจจัยเหล่านี้ทำให้อัตราความล้มเหลวเพิ่มขึ้นตามอายุของผลิตภัณฑ์ นี่คือสาเหตุที่ความล้มเหลวมักถูกจำแนกตามสาเหตุที่แท้จริงหรือเมื่อล้มเหลวในชีวิตของส่วนประกอบ
คุณสามารถลดความเสี่ยงที่จะเกิดข้อผิดพลาดร้ายแรงโดยการตรวจสอบชิ้นส่วนที่ทราบว่าล้มเหลวเป็นประจำหลังจากเวลาหรือการใช้งานเป็นระยะเวลาหนึ่ง ตัวอย่างเช่น ในอุตสาหกรรมการบิน ส่วนประกอบหลักจะถูกแทนที่หลังจากทำงานตามจำนวนชั่วโมงที่กำหนด ไม่ว่าส่วนประกอบจะแสดงสัญญาณของความเครียดหรือการเสื่อมสภาพหรือไม่