¿Cómo fallan los componentes?
Las reglas generales con una respuesta por tipo de componente serían valiosas.
Podemos trabajar como una comunidad para crear una sola pregunta que contenga información valiosa sobre cómo fallan los componentes.
¿Cómo fallan los componentes?
Las reglas generales con una respuesta por tipo de componente serían valiosas.
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Interruptores y pulsadores: error al hacer contacto.
Lo que has listado se parece a la parte de gravedad de un FMEA (Modo de falla y análisis de efectos), al menos a nivel de componente. Si bien no es imposible, es un trabajo fantástico dar cuenta de todas las fallas posibles de los componentes si su diseño tiene, por ejemplo, más de cien componentes. Un componente que falla puede causar una avalancha de fallas en otros componentes. La mayoría de los fracasos no son sutiles.
Experimentará que agregar componentes para hacer frente a otros componentes que fallan solo agrega complejidad; ¡También tendrás que hacer un FMEA para estos componentes!
Un enfoque alternativo, en cuanto a FMEA, puede ser comenzar a partir de las ocurrencias. ¿Cuál es el MTTF (Tiempo medio hasta el fracaso)? La mayoría de los componentes son bastante robustos; decenas de miles de POH (horas de encendido) son factibles. (Un componente notable más débil es el Al elco, pero incluso hay soluciones). De todos modos, un IC generalmente no es tan corto como eso. Entonces, si bien la falla de los componentes puede ser causada por el envejecimiento, la mayoría de las fallas son causadas por factores externos , como la sobretensión en la red, o el error del usuario, como la falta de conexión. Trate de reducir estos riesgos. Los picos de potencia pueden ser manejados por diodos de protección de sobretensión. Se puede evitar la mala conexión usando diferentes conectores para que no puedan cambiarse. Codifique los cables de colores y use colores coincidentes en los conectores.
Línea inferior: puede ser más importante saber por qué fallan los componentes que cómo lo hacen.
PCBs: grietas en vias
La historia:
mi hermano tenía uno de los primeros reproductores de CD de Philips. Una vez dejó de funcionar, pero cuando lo miré funcionó de nuevo. Esto sucedió unas cuantas veces. Tratando de descubrir las circunstancias cuando sucedió, mi hermano dijo que la última vez que hubo una tormenta eléctrica. Un rayo puede hacer cosas malas para la electrónica, aunque en esos casos el dispositivo no vuelve a funcionar por sí solo.
Un día estaba discutiendo el problema con un colega cuando un gerente de producto escuchó la conversación (en ese momento estaba trabajando para Philips Audio). El PM dijo que solo después de una gran búsqueda encontraron la causa de este problema: el PCB estaba hecho de un material barato (no recuerdo cuál, podría haber sido FR-2) que tendía a expandirse cuando había mucha humedad en El aire, como durante una tormenta. Como consecuencia, las pocas vías en el tablero se abrirían. Cuando el aire se volvió más seco, el grosor de la PCB volvió a la normalidad, restaurando las vías. Esa fue una de las razones por las que no pude encontrar nada. Otra fue que tocar la PCB con una sonda de multímetro causó suficiente presión para cerrar las grietas (¡son microcracks!).
El remedio: soldar un alambre en cada vía. Solución de diseño: usar FR-4 para PCBs.
Como ya dije en mi otra respuesta, es importante saber por qué el crack vias; no sirve de nada saber cómo hacen .
MOSFET: Por lo general, un cortocircuito (con una explosión), lo que finalmente conduce a un fallo de apertura debido a la fusión del dispositivo
Resistencias: Circuito casi siempre abierto
Condensadores (electrolíticos): Reducción de la capacitancia, fuga de electrolito, que eventualmente conduce a un circuito abierto
Condensadores (cerámica): Reducción de la capacitancia: al final no se abre, aunque una sobretensión grave puede provocar que se cierre la falla (cita requerida).
LED: atenuación gradual y falla al abrir
Zeners: fallan en el 90% de los casos, pero se pueden abrir debido a un sobrecalentamiento extremo (el dispositivo se puede dividir en dos partes).
A veces, Zener se vuelve poco resistente en la región inversa. Cuando esto sucede, algo de flujo de corriente antes del voltaje Zener.
electr.CAP: es posible un cortocircuito debido a la deformación = > explota.
Circuitos integrados: los cables internos no se abren, los diodos de seguridad internos se cortan en corto, los cierres de la puerta (podrían no ser fatales), el rendimiento degradado debido a la degradación del semiconductor (cuando se trabaja a > 100C), los errores debidos a la radiación. Los IC de poder pueden explotar (me ha golpeado uno) cuando falla bajo carga.
Modos de falla
Las fallas de la resistencia se consideran aberturas eléctricas, cortocircuitos o una variación radical de las especificaciones de la resistencia. Los modos de falla experimentados varían con el tipo de construcción. Una resistencia de composición fija normalmente falla en una configuración abierta cuando se sobrecalienta o se sobrecarga debido a golpes o vibraciones.
La humedad excesiva puede causar un aumento de la resistencia. Una resistencia de composición variable puede desgastarse después de un uso prolongado, y las partículas desgastadas pueden causar cortocircuitos de alta resistencia. Las resistencias bobinadas pueden experimentar devanados abiertos debido a sobrecalentamiento o tensión, o devanados cortocircuitados debido a la acumulación de suciedad, polvo, rotura del recubrimiento de aislamiento o alta humedad. Las resistencias de la película fallan por las mismas razones que las bobinas y la composición, pero también fallan debido a los cambios en las características del material resistivo que resultan en la reducción y el aumento del valor de la resistencia.
Componentes electrónicos - Resistencias. (1978). Guías técnicas de inspección de la FDA. Recuperado de enlace
La confiabilidad del sistema electrónico es un problema grave, pero puede hacerse una idea de cómo se hace en el negocio aeroespacial leyendo MIL-HDBK-217. Puede encontrar los estándares Mil en AYUDA del sitio web del DOD . La entrada de Wikipedia: Ingeniería de confiabilidad tiene una buena visión general.
Las cerámicas también pueden fallar en cortocircuito, lo que puede ser emocionante si están desacoplando un suministro de alta corriente ...
Página de fallos de condensador de Kemet
TVS : falla en corto en el 90% de los casos, pero puede fallar en su apertura debido a un sobrecalentamiento extremo (el dispositivo se puede dividir en dos partes)
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