Jak zawodzą komponenty?

Jak zawodzą komponenty?

Cenne byłyby ogólne zasady z odpowiedzią dla każdego typu komponentu.

Możemy pracować jako społeczność, aby stworzyć jedno pytanie, które zawiera cenne informacje na temat awarii komponentów.

Przełączniki i przyciski: brak kontaktu.

To, co wymieniłeś, wygląda jak część istotności FMEA (tryb awarii i analiza skutków), przynajmniej na poziomie komponentu. Chociaż nie jest to niemożliwe, rozliczenie każdej możliwej awarii komponentu jest cholernie trudne, jeśli twój projekt zawiera, powiedzmy, ponad sto komponentów. Jeden niesprawny komponent może spowodować lawinę innych niesprawnych komponentów. Większość niepowodzeń nie jest subtelna.
Przekonasz się, że dodanie komponentów, aby poradzić sobie z innymi komponentami, które zawiodły, tylko zwiększa złożoność; musisz również zrobić FMEA dla tych komponentów!

Alternatywnym podejściem, jeśli chodzi o FMEA, może być rozpoczęcie od zdarzeń. Co to jest MTTF (Mean Time To Failure)? Większość komponentów jest dość solidna; możliwe są dziesiątki tysięcy POH (godziny włączenia). (Znaczącym słabszym elementem jest Al elco, ale nawet istnieją rozwiązania). W każdym razie układ scalony zwykle nie jest tak krótki. Tak więc, podczas gdy awaria komponentu może być spowodowana starzeniem się, większość awarii jest spowodowana czynnikami zewnętrznymi , takimi jak przepięcie w sieci lub błąd użytkownika, taki jak nieprawidłowe połączenie. Spróbuj zmniejszyć to ryzyko. Skoki mocy mogą być obsługiwane przez diody zabezpieczające przed przepięciem. Błędnego połączenia można uniknąć, stosując różne złącza, aby nie można było ich przełączać. Oznacz kable kolorami i używaj pasujących kolorów na złączach.

Podsumowując: ważniejsze może być, aby wiedzieć, dlaczego komponenty zawodzą, niż w jaki sposób.

Płytki drukowane: pęknięcia w przelotkach

Historia:
mój brat miał jeden z pierwszych odtwarzaczy CD Philipsa. Pewnego razu przestał działać, ale kiedy go obejrzałem, zadziałał ponownie. Stało się to kilka razy. Próbując dowiedzieć się o okolicznościach, w których to się stało, mój brat powiedział, że ostatnim razem była burza. Uderzenie pioruna może źle wpłynąć na elektronikę, ale w takich przypadkach urządzenie samo nie zaczyna działać od nowa.
Pewnego dnia omawiałem problem z kolegą, gdy kierownik produktu podsłuchał rozmowę (wtedy pracowałem dla Philips Audio). PM powiedział, że dopiero po wielu poszukiwaniach znaleźli przyczynę tego problemu: płytka została wykonana z jakiegoś taniego materiału (nie pamiętam, który to mógł być FR-2), który miał tendencję do rozszerzania się, gdy było dużo wilgoci w powietrze, jak podczas burzy. W rezultacie kilka przelotek na płycie pękłoby. Kiedy powietrze znów stało się bardziej suche, grubość płytki drukowanej wróciła do normy, przywracając przelotki. To był jeden z powodów, dla których nic nie mogłem znaleźć. Innym było to, że dotknięcie płytki drukowanej sondą multimetru spowodowało wystarczający nacisk, aby zamknąć pęknięcia (są to mikropęknięcia!).
Rozwiązanie: lutowanie drutu w każdym za pomocą. Rozwiązanie projektowe:

Jak już powiedziałem w mojej drugiej odpowiedzi, ważne jest, aby wiedzieć, dlaczego pękają przelotki; nie jest dobrze wiedzieć, jak oni to robią.

MOSFETY: Zwarcie zwykle (z hukiem), ostatecznie prowadzące do otwartej awarii z powodu stopienia urządzenia

Rezystory: prawie zawsze obwód otwarty

Kondensatory (elektrolityczne): zmniejszenie pojemności, wyciek elektrolitu, co ostatecznie prowadzi do otwartego obwodu

Kondensatory (ceramiczne): Zmniejszenie pojemności - ostatecznie nie otwiera się, chociaż poważne przepięcie może doprowadzić do awarii zamknięcia (potrzebne odwołanie).

Diody LED: Stopniowe ściemnianie, a następnie awaria otwarcia

Zeners: Zawieszenie zwarło się w 90% przypadków, ale może się nie udać z powodu ekstremalnego przegrzania (urządzenie może się podzielić na dwie części).
Czasami Zener staje się mało oporny w odwrotnym regionie. Kiedy tak się dzieje, następuje przepływ prądu przed napięciem Zenera.

electr.CAP - krótki jest możliwy z powodu deformacji => wybucha.

Układy scalone: ​​wewnętrzne przewody nie otwierają się, zwarcia wewnętrznych diod bezpieczeństwa, zatrzaski bramek (mogą nie być śmiertelne), obniżona wydajność z powodu degradacji półprzewodników (podczas pracy w> 100 ° C), miękkie błędy z powodu promieniowania. Układy mocy mogą eksplodować (zostałem trafiony jednym), gdy zawodzą pod obciążeniem.

Rezystory

Tryby awaryjne

Uszkodzenia rezystora są uważane za elektryczne otwarcia, zwarcia lub radykalne odchylenie od specyfikacji rezystora. Występujące tryby awarii różnią się w zależności od rodzaju konstrukcji. Stały rezystor kompozycji zwykle zawodzi w konfiguracji otwartej po przegrzaniu lub nadmiernym obciążeniu z powodu uderzenia lub wibracji.

Nadmierna wilgotność może powodować wzrost oporu. Rezystor o zmiennym składzie może zużywać się po intensywnym użytkowaniu, a zużyte cząstki mogą powodować zwarcia o wysokiej rezystancji. Rezystory drutowe mogą mieć otwarte uzwojenia z powodu przegrzania lub naprężenia lub zwarcia zwojów z powodu gromadzenia się brudu, kurzu, uszkodzenia powłoki izolacyjnej lub wysokiej wilgotności. Rezystory filmowe zawodzą z tych samych powodów, co drut i kompozycja, ale zawiodły również ze względu na zmiany właściwości materiału rezystancyjnego powodujące zmniejszenie i wzrost wartości rezystancji.

Komponenty elektroniczne - rezystory. (1978). Przewodniki techniczne inspekcji FDA. Źródło: http://www.fda.gov/iceci/inspections/inspectionguides/inspectiontechnicalguides/ucm072904.htm

Niezawodność systemu elektronicznego jest brzydkim problemem, ale możesz dowiedzieć się, jak to się robi w branży lotniczej, czytając MIL-HDBK-217. Standardy mil można znaleźć na stronie internetowej DOD ASSIST . Wpis w Wikipedii: Inżynieria niezawodności ma dobry przegląd.

Ceramika może również zawieść zwarcie, co może być ekscytujące, jeśli odłącza zasilanie wysokoprądowe ...

Strona awarii kondensatora Kemet

Przypis Syfera o pękaniu kondensatorów

Notatka AVX na temat łamania

TVS : Zawieszenie zwarło się w 90% przypadków, ale może się nie udać z powodu ekstremalnego przegrzania (urządzenie może zostać podzielone na dwie części)