كيف تؤدي التعامل غير السليم إلى فشل المكون؟

يمكن أن يكون للمعالجة غير السليمة للمكونات عواقب بعيدة ، مما يؤدي غالبًا إلى فشل المكون. بصفتي موردًا رئيسيًا لتحليل فشل المكون ، فقد شاهدت بشكل مباشر الطرق المختلفة التي يمكن أن تتسبب بها ممارسات المعالجة غير الصحيحة في خلل أو حتى غير صالحة للعمل تمامًا. في هذه المدونة ، سوف أتعمق في الجوانب المختلفة للتعامل غير السليم وكيفية المساهمة في فشل المكون.

الإجهاد الميكانيكي وفشل المكون

أحد أكثر أشكال المعالجة غير السليمة شيوعًا هو تطبيق الإجهاد الميكانيكي المفرط. المكونات ، وخاصة تلك المصنوعة من مواد حساسة مثل أشباه الموصلات أو النظم الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) ، هي حساسة للغاية للقوى المادية. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي إسقاط لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) أثناء التجميع أو النقل إلى كسر مفاصل لحام. تعتبر مفاصل اللحام حاسمة للاتصال الكهربائي بين المكونات على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يمكن أن يعطل مفصل اللحام المتشقق تدفق الكهرباء ، مما يؤدي إلى فقدان وظائف متقطع أو كامل.

حتى الآثار البسيطة يمكن أن تسبب أضرارًا خفية. على سبيل المثال ، يمكن أن تتسبب صدمة صغيرة في الكسور الدقيقة في المكثفات الخزفية. قد لا تكون هذه الكسور مرئية للعين المجردة ، ولكن مع مرور الوقت ، يمكن أن تنمو بسبب ركوب الدراجات الحرارية أو الإجهاد الكهربائي. نتيجة لذلك ، قد تتغير سعة المكثف ، مما يؤدي إلى عدم الاستقرار في الدائرة الكهربائية وربما يتسبب في فشل المكون بالكامل.

قد انتهى شكل آخر من أشكال الإجهاد الميكانيكي أثناء عملية التثبيت. عندما يتم تثبيت المكونات بإحكام شديد ، يمكن أن يسبب تشوه المكون نفسه أو المواد المحيطة. على سبيل المثال ، يمكن أن تشوه مسامير تشديد على بالوعة الحرارة بالوعة الحرارية ، مما يقلل من قدرته على تبديد الحرارة بفعالية. يمكن أن يؤدي ذلك إلى ارتفاع درجة حرارة المكون ، وهو سبب رئيسي للفشل في العديد من الأجهزة الإلكترونية.

التفريغ الإلكتروستاتيكي (ESD)

التفريغ الإلكتروستاتيكي هو عامل مهم آخر في فشل المكون الناجم عن التعامل غير لائق. المكونات ، وخاصة أجهزة أشباه الموصلات مثل الدوائر المتكاملة (ICS) ، حساسة للغاية لـ ESD. عندما يلمس الشخص الذي يتمتع بشحنة ثابتة مكونًا ، فإن التفريغ المفاجئ للكهرباء يمكن أن يضر بالهياكل الداخلية الحساسة للجهاز.

يمكن أن تحدث ESD في مواقف مختلفة. على سبيل المثال ، في بيئة جافة ، يمكن أن يؤدي المشي عبر السجاد إلى توليد رسوم ثابتة على جسم الشخص. إذا كان هذا الشخص يعالج مكونًا دون التأريض المناسب ، يمكن أن يحدث حدث ESD. يمكن أن تسبب الطاقة من ESD أضرارًا فورية للمكون ، مثل ذوبان مادة أشباه الموصلات أو انهيار الطبقات العازلة. في بعض الحالات ، قد يكون الضرر كامنًا ، مما يعني أن المكون قد لا يزال يعمل في البداية ولكنه سوف يفشل قبل الأوان بسبب الهياكل الداخلية الضعيفة.

لمنع الإخفاقات ذات الصلة بـ ESD ، يجب اتباع إجراءات التعامل المناسبة. ويشمل ذلك استخدام الجدش الثابتة الثابتة ، وارتداء أحزمة الرسغ الثابتة ، ومكونات التعبئة والتغليف في أكياس ثابتة. كمورد لتحليل فشل المكون ، غالبًا ما نواجه حالات يكون فيها ESD السبب الجذري لفشل المكون ، وكان من الممكن تجنب هذه الإخفاقات من خلال ممارسات التعامل بشكل أفضل.

الإجهاد الحراري

يمكن أن تؤدي الإدارة الحرارية غير السليمة أثناء المناولة أيضًا إلى فشل المكون. تم تصميم المكونات للعمل ضمن نطاق درجة حرارة محددة. إذا تعرضت لدرجات حرارة متطرفة أثناء المناولة ، فقد يتسبب ذلك في الإجهاد الحراري. على سبيل المثال ، يمكن أن يسبب نقل مكون من بيئة باردة إلى واحدة دافئة بسرعة التوسع السريع وتقلص المواد ، مما يؤدي إلى الضغوط الداخلية والتكسير المحتمل.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يؤدي ارتفاع درجة الحرارة أثناء عملية اللحام إلى تلف المكونات. إذا كانت درجة حرارة الحديد المرتفعة مرتفعة جدًا أو أن وقت اللحام طويل جدًا ، فقد يتسبب ذلك في ارتفاع درجة حرارة المكون. هذا يمكن أن يضر تقاطعات أشباه الموصلات في الأجهزة الإلكترونية ، وتغيير خصائص المواد ، وتؤدي في النهاية إلى فشل المكون.

ركوب الدراجات الحرارية ، وهو التدفئة المتكررة وتبريد المكون ، يمكن أن يسبب أيضًا مشاكل. بمرور الوقت ، يمكن أن تسبب معدلات التوسع والانكماش المختلفة للمواد المختلفة في المكون التعب والتكسير. على سبيل المثال ، في وحدة الطاقة ، يمكن أن يتسبب ركوب الدراجات الحرارية المتكررة في كسر أسلاك الرابطة ، مما يؤدي إلى فقدان الاتصال الكهربائي وفشل الوحدة. لمعرفة المزيد حول شيخوخة وحدة الطاقة وتأثير الإجهاد الحراري ، يمكنك الزيارةوحدة الطاقة شيخوخة والتحقق من الاختبار.

التلوث الكيميائي

يمكن للمعالجة غير السليمة أيضًا إدخال الملوثات الكيميائية للمكونات ، والتي يمكن أن تسبب التآكل والتدهور. على سبيل المثال ، إذا تم التعامل مع المكون بأيدي قذرة أو في بيئة ملوثة ، فإن الزيوت والأملاح والمواد الأخرى من اليدين أو البيئة يمكن أن تتلامس مع المكون. يمكن أن تتفاعل هذه الملوثات مع مواد المكون ، مما يسبب التآكل.

يمكن أن يؤثر التآكل على الموصلية الكهربائية للمكون ، وكذلك سلامته الميكانيكية. على سبيل المثال ، في المكون المعدني ، يمكن أن يضعف التآكل الهيكل ، مما يجعله أكثر عرضة للفشل الميكانيكي. في المكونات الإلكترونية ، يمكن أن يسبب التآكل دوائر قصيرة أو دوائر مفتوحة ، مما يؤدي إلى عطل.

يمكن أن تكون عوامل التنظيف أيضًا مصدرًا للتلوث إذا لم يتم استخدامها بشكل صحيح. باستخدام النوع الخطأ من عامل التنظيف أو عدم شطف المكون جيدًا بعد التنظيف ، يمكن أن يترك البقايا التي يمكن أن تلحق الضرر بالمكون. كمورد لتحليل فشل المكونات ، نستخدم تقنيات متقدمة مثلاختبار X - Ray NDTللكشف عن الأضرار الداخلية الناتجة عن التلوث الكيميائي.

تخزين غير كاف

يمكن أن يساهم تخزين المكونات غير السليم أيضًا في فشلها. يجب تخزين المكونات في بيئة نظيفة وجافة ودرجة الحرارة. إذا تم تخزينها في بيئة رطبة ، يمكن أن تخترق الرطوبة المكون ، مما يسبب التآكل والسراويل الكهربائية. على سبيل المثال ، في لوحة الدوائر المطبوعة ، يمكن أن تتسبب الرطوبة في تآكل آثار النحاس ، مما يؤدي إلى فقدان الاتصال الكهربائي.

يمكن أن يكون التعرض للضوء مشكلة أيضًا لبعض المكونات. على سبيل المثال ، يمكن أن تتحلل أنواع معينة من البوليمرات المستخدمة في المكونات عند تعرضها للضوء فوق البنفسجي. يمكن أن يسبب ذلك تغييرات في الخواص الميكانيكية والكهربائية للمكون ، مما يؤدي إلى الفشل.

الاختبار والتحقق

لضمان موثوقية المكونات ، تعد إجراءات الاختبار والتحقق المناسبة ضرورية. كمورد لتحليل فشل المكونات ، نقدم مجموعة واسعة من خدمات الاختبار ، بما في ذلكاختبار IGBT وشبكيات الموصلات. من خلال هذه الاختبارات ، يمكننا اكتشاف المشكلات المحتملة في وقت مبكر ومنع فشل المكون.

يمكن أن يساعد الاختبار في تحديد المكونات التي تضررت أثناء المناولة. على سبيل المثال ، يمكن للاختبار الكهربائي اكتشاف التغييرات في الخواص الكهربائية للمكون ، مما قد يشير إلى تلف بسبب ESD أو الإجهاد الميكانيكي. يمكن استخدام الاختبار الحراري لتقييم الأداء الحراري للمكون والتأكد من أنه يمكن أن يعمل ضمن نطاق درجة الحرارة المحدد.

خاتمة

يمكن أن يؤدي معالجة المكونات غير السليمة إلى مجموعة متنوعة من أوضاع الفشل ، بما في ذلك الفشل الميكانيكي والكهربائي والحراري والكيميائي. كمورد لتحليل فشل المكون ، نتفهم أهمية ممارسات المناولة المناسبة في ضمان موثوقية المكونات. من خلال اتباع إجراءات المناولة المناسبة ، مثل تجنب الإجهاد الميكانيكي المفرط ، ومنع ESD ، وإدارة الإجهاد الحراري ، وتجنب التلوث الكيميائي ، وتوفير التخزين الكافي ، يمكن تقليل خطر فشل المكون بشكل كبير.

إذا كنت تواجه مشكلات مع فشل المكون أو ترغب في التأكد من جودة وموثوقية مكوناتك ، فنحن هنا للمساعدة. يمكن لفريق الخبراء لدينا تقديم خدمات شاملة لتحليل الفشل وتقديم حلول لمنع حالات الفشل في المستقبل. اتصل بنا لمزيد من المعلومات حول كيفية مساعدتك في عمليات شراء المكونات ومراقبة الجودة.

مراجع

• سميث ، ج. (2018). موثوقية المكون الإلكتروني وتحليل الفشل. نيويورك: وايلي.
• جونز ، أ. (2020). الإدارة الحرارية في الأجهزة الإلكترونية. لندن: إلسفير.
• Brown ، C. (2019). التفريغ الإلكتروستاتيكي في أجهزة أشباه الموصلات. برلين: سبرينغر.