Comment les composants échouent-ils?

Comment les composants échouent-ils?

Des règles générales avec une réponse par type de composant seraient précieuses.

Nous pouvons travailler en tant que communauté pour créer une seule question contenant des informations précieuses sur la défaillance des composants.

Interrupteurs et boutons poussoirs: défaut de prise de contact.

Ce que vous avez répertorié ressemble à la partie gravité d'un AMDE (mode de défaillance et analyse des effets), au moins au niveau des composants. Bien que ce ne soit pas impossible, c'est un sacré travail de tenir compte de chaque défaillance possible d'un composant si votre conception compte, par exemple, plus d'une centaine de composants. Un composant défaillant peut provoquer une avalanche d'autres composants défaillants. La plupart des échecs ne sont pas subtils.
Vous constaterez que l'ajout de composants pour faire face à d'autres composants qui échouent ne fait qu'ajouter à la complexité; vous devrez également effectuer un AMDEC pour ces composants!

Une approche alternative, en ce qui concerne l'AMDE, peut être de partir des événements. Qu'est-ce que le MTTF (Mean Time To Failure)? La plupart des composants sont assez robustes; des dizaines de milliers de POH (heures de mise sous tension) sont réalisables. (Un composant plus faible notable est l'Al elco, mais même il existe des solutions). Quoi qu'il en soit, un circuit intégré ne court généralement pas comme ça. Ainsi, alors que la défaillance d'un composant peut être causée par le vieillissement, la plupart des défaillances sont causées par des facteurs externes , comme une surtension sur le réseau ou une erreur de l'utilisateur comme une mauvaise connexion. Essayez de réduire ces risques. Les pointes de puissance peuvent être gérées par des diodes de protection contre les surtensions. Une mauvaise connexion peut être évitée en utilisant différents connecteurs afin qu'ils ne puissent pas être commutés. Code couleur des fils et utiliser des couleurs assorties sur les connecteurs.

Conclusion: il peut être plus important de savoir pourquoi les composants échouent que comment ils le font.

PCB: fissures dans les vias

L'histoire:
mon frère avait l'un des premiers lecteurs CD de Philips. Une fois, il a cessé de fonctionner, mais quand je l'ai regardé, il a de nouveau fonctionné. Cela s'est produit plusieurs fois. En essayant de découvrir les circonstances quand cela s'est produit, mon frère a dit que la dernière fois qu'il y avait eu un orage. Un coup de foudre peut nuire à l'électronique, bien que dans ces cas, l'appareil ne recommence pas à fonctionner tout seul.
Un jour, je discutais du problème avec un collègue lorsque la conversation a été entendue par un chef de produit (je travaillais pour Philips Audio à l'époque). Le PM a déclaré qu'après de nombreuses recherches, ils avaient trouvé la cause de ce problème: le PCB était fabriqué à partir d'un matériau bon marché (je ne me souviens pas lequel, il s'agissait peut-être de FR-2) qui avait tendance à se dilater lorsqu'il y avait beaucoup d'humidité dans l'air, comme lors d'un orage. En conséquence, les quelques vias du tableau se fissureraient. Lorsque l'air est redevenu plus sec, l'épaisseur du PCB est revenue à la normale, rétablissant les vias. C'est une des raisons pour lesquelles je n'ai rien trouvé. Un autre était que le fait de toucher le PCB avec la sonde d'un multimètre provoquait une pression suffisante pour fermer les fissures (ce sont des microfissures!).
Le remède: souder un fil dans chaque via. Solution de conception:

Comme je l'ai déjà dit dans mon autre réponse, il est important de savoir pourquoi les vias se fissurent; ce n'est pas bon de simplement savoir comment ils font.

MOSFET: Court-circuit généralement (avec coup), conduisant finalement à une défaillance ouverte en raison de la fusion de l'appareil

Résistances: Circuit presque toujours ouvert

Condensateurs (électrolytiques): réduction de la capacité, fuite d'électrolyte, conduisant éventuellement à un circuit ouvert

Condensateurs (céramique): réduction de la capacité - éventuellement à l'ouverture, même si une surtension sévère peut entraîner une défaillance à la fermeture (citation nécessaire).

LED: gradation graduelle puis ouverture défaillante

Zeners: échoue en court-circuit dans 90% des cas mais peut échouer en raison d'une surchauffe extrême (l'appareil peut se diviser en deux parties).
Parfois, Zener devient peu résistif dans la région inverse. Lorsque cela se produit, un certain courant passe avant la tension zener.

électr.CAP - court-circuit possible en raison de la déformation => explose.

CI: les fils internes ne s'ouvrent pas, les courts-circuits internes des diodes de sécurité, les verrouillages de grille (peuvent ne pas être mortels), les performances dégradées en raison de la dégradation des semi-conducteurs (lorsque vous travaillez à> 100 ° C), les erreurs douces dues au rayonnement. Les circuits intégrés de puissance peuvent exploser (j'ai été touché par un) lors d'une défaillance sous charge.

Résistances

Modes de défaillance

Les défaillances de résistance sont considérées comme des ouvertures électriques, des courts-circuits ou une variation radicale des spécifications de la résistance. Les modes de défaillance rencontrés varient selon le type de construction. Une résistance de composition fixe échoue normalement dans une configuration ouverte lorsqu'elle est surchauffée ou trop sollicitée en raison d'un choc ou d'une vibration.

Une humidité excessive peut entraîner une augmentation de la résistance. Une résistance à composition variable peut s'user après une utilisation intensive et les particules usées peuvent provoquer des courts-circuits à haute résistance. Les résistances bobinées peuvent subir des enroulements ouverts en raison d'une surchauffe ou d'une contrainte, ou des enroulements court-circuités en raison de l'accumulation de saleté, de poussière, de la rupture du revêtement isolant ou d'une humidité élevée. Les résistances à film échouent pour les mêmes raisons que le bobinage et la composition, mais ont également échoué en raison de changements dans les caractéristiques des matériaux résistifs entraînant une réduction et une augmentation de la valeur de résistance.

Composants électroniques - Résistances. (1978). Guides techniques d'inspection de la FDA. Extrait de http://www.fda.gov/iceci/inspections/inspectionguides/inspectiontechnicalguides/ucm072904.htm

La fiabilité du système électronique est un vilain problème, mais vous pouvez vous faire une idée de la façon dont cela se fait dans le secteur aérospatial en lisant MIL-HDBK-217. Les normes Mil peuvent être trouvées sur le site Web du DOD ASSIST . L'entrée Wikipedia: Reliability Engineering a une bonne vue d'ensemble.

Les céramiques peuvent également échouer en court-circuit, ce qui peut être excitant si elles découplent une alimentation à courant élevé ...

Page des pannes de condensateur de Kemet

Note de Syfer sur la fissuration des condensateurs

Note d'AVX sur le craquage

TVS : échoue en court-circuit dans 90% des cas mais peut échouer en raison d'une surchauffe extrême (l'appareil peut se diviser en deux)