Felaktig hantering av komponenter kan ha långtgående konsekvenser, vilket ofta leder till komponentfel. Som en ledande leverantör av komponentfelanalys har jag bevittnat första hand de olika sätten på vilka felaktiga hanteringsmetoder kan få komponenter att fungera eller till och med bli helt inoperabla. I den här bloggen kommer jag att fördjupa de olika aspekterna av felaktig hantering och hur de bidrar till komponentfel.
Mekanisk stress och komponentfel
En av de vanligaste formerna av felaktig hantering är tillämpningen av överdriven mekanisk stress. Komponenter, särskilt de som är gjorda av känsliga material som halvledare eller mikroelektromekaniska system (MEMS), är mycket känsliga för fysiska krafter. Exempelvis kan du släppa ett tryckt kretskort (PCB) under montering eller transport orsaka lödfogar. Lödfogar är avgörande för elektrisk anslutning mellan komponenter på en PCB. En sprucken lödfog kan störa flödet av elektricitet, vilket kan leda till intermittent eller fullständig förlust av funktionalitet.
Även mindre effekter kan orsaka dolda skador. Till exempel kan en liten chock orsaka mikrofrakturer hos keramiska kondensatorer. Dessa frakturer kanske inte är synliga för det blotta ögat, men med tiden kan de växa på grund av termisk cykling eller elektrisk stress. Som ett resultat kan kondensatorns kapacitans förändras, vilket kan leda till instabilitet i den elektriska kretsen och potentiellt få hela komponenten att misslyckas.
En annan form av mekanisk stress är över - skärpning under monteringsprocessen. När komponenterna fästs för hårt kan det orsaka deformation av själva komponenten eller omgivande materialen. Till exempel kan skärmskruvar på en kylfläns varpa kylflänsen, vilket minskar dess förmåga att sprida värmen effektivt. Detta kan leda till överhettning av komponenten, vilket är en viktig orsak till fel i många elektroniska enheter.
Elektrostatisk urladdning (ESD)
Elektrostatisk urladdning är en annan viktig faktor i komponentfel orsakad av felaktig hantering. Komponenter, särskilt halvledarenheter som integrerade kretsar (ICS), är extremt känsliga för ESD. När en person med en statisk laddning vidrör en komponent kan den plötsliga utsläpp av el kan skada enhetens känsliga inre strukturer.
ESD kan förekomma i olika situationer. I en torr miljö kan till exempel bara gå över en matta generera en statisk laddning på en persons kropp. Om den här personen sedan hanterar en komponent utan korrekt jordning kan en ESD -händelse äga rum. Energin från ESD kan orsaka omedelbar skada på komponenten, såsom smältning av halvledarmaterialet eller nedbrytning av isolerande lager. I vissa fall kan skadan vara latenta, vilket innebär att komponenten fortfarande kan fungera initialt men kommer att misslyckas för tidigt på grund av de försvagade inre strukturerna.
För att förhindra ESD -relaterade fel måste korrekt hanteringsförfaranden följas. Detta inkluderar att använda anti -statiska arbetsbänkar, bära anti -statiska handledsband och förpackningskomponenter i anti -statiska påsar. Som en komponentfelanalysleverantör möter vi ofta fall där ESD har varit grundorsaken till komponentfel, och dessa misslyckanden kunde ha undvikits med bättre hanteringsmetoder.
Termisk stress
Felaktig termisk hantering under hantering kan också leda till komponentfel. Komponenter är utformade för att fungera inom ett specifikt temperaturområde. Om de utsätts för extrema temperaturer under hanteringen kan det orsaka termisk stress. Att till exempel flytta en komponent från en kall miljö till en varm kan för snabbt orsaka snabb expansion och sammandragning av materialen, vilket kan leda till inre spänningar och potentiell sprickbildning.
Dessutom kan överhettning under lödningsprocessen skada komponenter. Om lödningstemperaturen är för hög eller lödningstiden är för lång kan den få komponenten att överhettas. Detta kan skada halvledarkorsningarna i elektroniska anordningar, ändra materialsegenskaperna och i slutändan leda till komponentfel.
Termisk cykling, som är den upprepade uppvärmningen och kylningen av en komponent, kan också orsaka problem. Med tiden kan de olika expansions- och sammandragningshastigheterna för de olika materialen i en komponent orsaka trötthet och sprickbildning. I en kraftmodul kan till exempel den upprepade termiska cyklingen få bindningstrådarna att bryta, vilket kan leda till en förlust av elektrisk anslutning och fel i modulen. För att lära dig mer om åldrande av kraftmodul och påverkan av termisk stress kan du besökaPower Module åldrande och testverifiering.
Kemisk förorening
Felaktig hantering kan också införa kemiska föroreningar till komponenter, vilket kan orsaka korrosion och nedbrytning. Till exempel, om en komponent hanteras med smutsiga händer eller i en förorenad miljö, kan oljor, salter och andra ämnen från händerna eller miljön komma i kontakt med komponenten. Dessa föroreningar kan reagera med komponentens material och orsaka korrosion.
Korrosion kan påverka komponentens elektriska konduktivitet såväl som dess mekaniska integritet. Till exempel kan korrosion i en metallbaserad komponent försvaga strukturen, vilket gör den mer benägen att mekaniskt fel. I elektroniska komponenter kan korrosion orsaka korta kretsar eller öppna kretsar, vilket leder till fel.
Rengöringsmedel kan också vara en källa till förorening om de inte används korrekt. Att använda fel typ av rengöringsmedel eller inte skölja komponenten noggrant efter rengöring kan lämna rester som kan skada komponenten. Som leverantör av analys av komponentanalys använder vi avancerade tekniker somX - Ray NDT -testningför att upptäcka inre skador orsakade av kemisk förorening.
Otillräcklig lagring
Felaktig lagring av komponenter kan också bidra till deras misslyckande. Komponenter ska förvaras i en ren, torr och temperaturkontrollerad miljö. Om de lagras i en fuktig miljö kan fukt trängas in i komponenten och orsaka korrosion och elektriska shorts. Till exempel kan fukt i ett tryckt kretskort få kopparspåren att korrodera, vilket leder till en förlust av elektrisk anslutning.
Exponering för ljus kan också vara ett problem för vissa komponenter. Till exempel kan vissa typer av polymerer som används i komponenter försämras när de utsätts för ultraviolett ljus. Detta kan orsaka förändringar i komponentens mekaniska och elektriska egenskaper, vilket kan leda till fel.
Testning och verifiering
För att säkerställa tillförlitligheten hos komponenter är korrekt test- och verifieringsförfaranden väsentliga. Som en komponentfelanalysleverantör erbjuder vi ett brett utbud av testtjänster, inklusiveIGBT och halvledartestning. Genom dessa tester kan vi upptäcka potentiella problem tidigt och förhindra komponentfel.
Testning kan hjälpa till att identifiera komponenter som har skadats under hanteringen. Till exempel kan elektrisk testning upptäcka förändringar i de elektriska egenskaperna hos en komponent, vilket kan indikera skador på grund av ESD eller mekanisk stress. Termisk testning kan användas för att utvärdera en komponents termiska prestanda och se till att den kan fungera inom det angivna temperaturområdet.
Slutsats
Felaktig hantering av komponenter kan leda till olika fellägen, inklusive mekaniska, elektriska, termiska och kemiska fel. Som en komponentfelanalysleverantör förstår vi vikten av korrekt hanteringsmetoder för att säkerställa tillförlitligheten hos komponenter. Genom att följa korrekt hanteringsförfaranden, såsom att undvika överdriven mekanisk stress, förhindra ESD, hantera termisk stress, undvika kemisk förorening och tillhandahålla tillräcklig lagring, kan risken för komponentfel minskas avsevärt.
Om du står inför problem med komponentfel eller vill säkerställa kvaliteten och tillförlitligheten för dina komponenter, är vi här för att hjälpa. Vårt team av experter kan tillhandahålla omfattande analys av misslyckanden och erbjuda lösningar för att förhindra framtida misslyckanden. Kontakta oss för mer information om hur vi kan hjälpa dig i din komponentupphandling och kvalitetskontrollprocesser.
Referenser
- Smith, J. (2018). Elektronisk komponent tillförlitlighet och felanalys. New York: Wiley.
- Jones, A. (2020). Termisk hantering i elektroniska enheter. London: Elsevier.
- Brown, C. (2019). Elektrostatisk urladdning i halvledarenheter. Berlin: Springer.