组件如何失效?

电器工程 成分
2022-01-22 04:40:40

组件如何失效?

每个组件类型都有答案的一般规则会很有价值。

我们可以作为一个社区来建立一个问题,其中包含有关组件如何失败的有价值的信息。

4个回答

开关和按钮:无法接触。

您列出的内容看起来像是 FMEA(故障模式和影响分析)的严重性部分,至少在组件级别。虽然这不是不可能的,但如果您的设计有超过一百个组件,那么说明每个可能的组件故障是一项艰巨的工作。一个发生故障的组件可能会导致其他组件发生故障。大多数失败都不是微妙的。
您将体验到添加组件以应对其他失败的组件只会增加复杂性;您还必须对这些组件进行 FMEA!

FMEA 方面的另一种方法可能是从事件开始。什么是 MTTF(平均故障时间)?大多数组件都非常健壮;数万 POH(通电小时)是可行的。(一个明显较弱的组件是 Al elco,但即使有解决方案)。无论如何,IC通常不会像那样短路。因此,虽然组件故障可能是由老化引起的,但大多数故障是由外部因素引起的,如电网上的过电压,或用户错误(如误接)。尽量减少这些风险。过压保护二极管可以处理功率尖峰。可以通过使用不同的连接器来避免错误连接,使它们无法切换。颜色编码电线并在连接器上使用匹配的颜色。

底线:了解组件失败的原因可能比它们如何发生更重要。

PCB:通孔中的裂缝

故事:
我的兄弟拥有飞利浦的第一台 CD 播放器。有一次它停止工作,但当我查看它时,它又工作了。这发生了几次。试图了解事情发生时的情况,我的兄弟说上次有雷暴。雷击可能会对电子设备造成不利影响,但在这种情况下,设备本身并不会重新开始工作。
有一天,我和一位同事讨论这个问题时,一位产品经理无意中听到了谈话(当时我在飞利浦音频工作)。PM说,经过大量搜索,他们才找到了这个问题的原因:PCB是由一些便宜的材料制成的(我不记得是哪个,可能是FR-2),当里面有很多水分时,它往往会膨胀。空气,就像在雷雨中。结果,板上的几个过孔会裂开。当空气再次变得干燥时,PCB 的厚度恢复正常,从而恢复了通孔。这就是我找不到任何东西的原因之一。另一个是用万用表的探针接触 PCB 会产生足够的压力来闭合裂缝(这些是微裂缝!)。
补救措施:在每个通孔中焊接一根电线。设计方案:

就像我在其他答案中已经说过的,重要的是要知道通孔为什么会破裂;仅仅知道他们是怎么做的并不

MOSFET:通常会短路(砰的一声),最终由于器件熔化而导致开路故障

电阻器:几乎总是开路

电容器(电解): 电容减小,电解液泄漏,最终导致开路

电容器(陶瓷):电容减少 - 最终无法打开,但严重的过电压可能导致无法关闭(需要引用)。

LED:逐渐变暗然后失败打开

齐纳二极管:在 90% 的情况下会发生短路故障,但由于过热可能会导致故障断开(设备可以分成两部分)。
有时齐纳二极管在反向区域变得很小。当这种情况发生时,一些电流会在齐纳电压之前流动。

electr.CAP - 由于变形 => 爆炸可能导致短路。

IC:内部线路故障开路、内部安全二极管短路、栅极闩锁(可能不是致命的)、由于半导体退化导致的性能下降(在 >100C 下工作时)、由于辐射导致的软错误。在负载下发生故障时,电源 IC 可能会爆炸(我被一个击中)。