Semuanya gagal di beberapa titik dan elektronik tidak terkecuali. Mengetahui tiga mode kegagalan utama ini dapat membantu desainer menciptakan desain yang lebih kuat dan bahkan merencanakan untuk kegagalan yang diharapkan.
Mode Kegagalan
Ada banyak alasan mengapa komponen gagal . Beberapa kegagalan lambat dan anggun di mana ada waktu untuk mengidentifikasi komponen dan menggantinya sebelum gagal sepenuhnya dan peralatan turun. Kegagalan lainnya adalah cepat, kasar, dan tidak terduga, yang semuanya diuji selama pengujian sertifikasi produk.
Paket Paket Gagal
Paket komponen menyediakan dua fungsi inti, melindungi komponen dari lingkungan dan menyediakan cara bagi komponen untuk dihubungkan ke rangkaian. Jika penghalang melindungi komponen dari kerusakan lingkungan, faktor luar seperti kelembaban dan oksigen dapat mempercepat penuaan komponen dan menyebabkannya gagal lebih cepat. Kegagalan mekanis paket dapat disebabkan oleh sejumlah faktor termasuk stres termal, pembersih kimia, dan sinar ultraviolet. Semua penyebab ini dapat dicegah dengan mengantisipasi faktor-faktor umum dan menyesuaikan desain sesuai. Kegagalan mekanis hanyalah salah satu penyebab kegagalan paket. Di dalam paket, cacat di bidang manufaktur dapat menyebabkan celana pendek, kehadiran bahan kimia yang menyebabkan penuaan cepat dari semikonduktor atau paket, atau retakan pada segel yang merambat ketika bagian tersebut dimasukkan melalui siklus termal.
Solder Bersama dan Kegagalan Kontak
Solder sambungan menyediakan sarana kontak utama antara komponen dan sirkuit dan memiliki bagian kegagalan yang adil. Menggunakan jenis solder yang salah dengan komponen atau PCB dapat menyebabkan electromigration dari elemen di solder yang membentuk lapisan rapuh yang disebut lapisan intermetalik. Lapisan-lapisan ini menyebabkan sambungan solder rusak dan sering menghindari deteksi dini. Siklus termal juga merupakan penyebab utama kegagalan sambungan solder, terutama jika tingkat ekspansi termal dari bahan (pin komponen, solder, lapisan jejak PCB, dan jejak PCB) berbeda. Karena semua bahan ini memanas dan mendinginkan, tekanan mekanis yang besar dapat terbentuk di antara mereka yang dapat merusak koneksi solder fisik, merusak komponen, atau merusak jejak PCB. Kumis timah pada solder bebas timah juga bisa menjadi masalah. Kumis timah tumbuh dari sambungan solder bebas timbal yang dapat menjembatani kontak atau putus dan menyebabkan celana pendek.
Kegagalan PCB
Papan PCB memiliki beberapa sumber kegagalan yang umum, beberapa berasal dari proses manufaktur dan beberapa dari lingkungan operasi. Selama pembuatan lapisan dalam papan PCB mungkin tidak selaras yang mengarah ke sirkuit pendek, sirkuit terbuka, dan garis sinyal yang disilangkan. Juga bahan kimia yang digunakan dalam papan PCB etsa mungkin tidak sepenuhnya dihapus dan membuat celana pendek sebagai jejak dimakan. Menggunakan berat tembaga yang salah atau masalah pelapisan dapat menyebabkan peningkatan tekanan termal yang akan memperpendek umur PCB. Dengan semua mode kegagalan dalam pembuatan PCB, sebagian besar kegagalan tidak terjadi selama pembuatan PCB.
Lingkungan solder dan operasional dari PCB sering menyebabkan berbagai kegagalan PCB dari waktu ke waktu. Fluks solder yang digunakan dalam melampirkan semua komponen ke PCB dapat tetap berada di permukaan PCB yang akan menggerogoti dan menimbulkan korosi pada logam yang bersentuhan dengannya. Solder flux bukan satu-satunya bahan korosif yang sering ditemukan di PCB karena beberapa komponen dapat bocor cairan yang dapat menjadi korosif dari waktu ke waktu dan beberapa bahan pembersih dapat memiliki efek yang sama atau meninggalkan residu konduktif yang menyebabkan celana pendek di papan. Thermal cycling adalah penyebab lain kegagalan PCB yang dapat menyebabkan delaminasi PCB dan berperan dalam membiarkan serat logam tumbuh di antara lapisan PCB.