¿Desgaste electrónico de una placa de circuito impreso?

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Me dijeron que los componentes electrónicos y las placas de circuito impreso tienen una vida útil limitada. Esto está respaldado por varias preguntas y respuestas:

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Sin embargo, no me queda claro si esto se debe a un desgaste electrónico de los componentes o influencias ambientales que provocan la ruptura de las conexiones, el sobrecalentamiento de las piezas, etc.

Entonces, considerando una placa de circuito impreso promedio con varios circuitos integrados, un grupo de resistencias y algunos condensadores que están conectados y funcionando en circunstancias ideales (temperatura controlada, humedad, etc.). ¿Este PCB o sus componentes finalmente se romperán debido a los electrones que se mueven a través de él, o fallará por otras razones?

¿Ocurre el mismo fallo si la PCB se ejecuta en un entorno menos controlado como una oficina normal o es probable que sea algo diferente? ¿Y está en el mismo intervalo de tiempo, o significativamente antes?

    
pregunta Neograph734

2 respuestas

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Si el agua se condensa en su PCB, las sales que queden de los procesos de fabricación lo harán ligeramente conductor. Si se alimenta la PCB, el cobre de las almohadillas expuestas y la soldadura se corroerá por electrólisis. Esto es lo que mata a tu teléfono si se moja y dejas la batería. Va mucho más rápido de lo que crees.

Puedes reemplazar "agua" con sudor, jugo de insecto muerto, orina de roedor, lo que sea ...

En un día muy húmedo, es posible que escuche un fuerte estallido seguido de una bocanada de humo: que solía ser un cargador USB chino con una distancia de fuga de la red eléctrica de 0,5 mm.

Ahora, en circunstancias normales, todo tiene una vida útil limitada ...

Lo primero que falla es generalmente un condensador que se seca. El calor acelera el proceso. Si el condensador se sobrecalienta, bombea y pierde electrolito en todo el tablero, esto corroerá todo lo que toque.

Las juntas de soldadura (y los semiconductores) pueden romperse bajo fuertes vibraciones o debido a los ciclos térmicos (el famoso anillo de la muerte de XBOX).

Los golpes mecánicos (es decir, dejar caer las cosas en el piso) harán que los componentes pesados levanten sus almohadillas o simplemente rompan el tablero. El choque, o la flexión de la placa de un usuario demasiado entusiasta que pega un enorme refrigerador de CPU en su PC, resquebrajará cosas frágiles como MLCC o ferritas ... o bolas de soldadura BGA.

Los conectores que se manipulan a menudo se desgastan o se separan de la placa si son SMD puros.

La vibración aflojará los tornillos. La ley de Murphy asegura que se caerá en el peor lugar posible.

El cable que se flexiona con demasiada frecuencia se romperá.

Los contactos eléctricos que se aseguran con tornillos pueden aflojarse, luego sobrecalentarse y quemarse si hay alta corriente.

El cable de múltiples hilos se corroerá con el paso de los años si el aire está contaminado.

Los fans fallan. Los filtros de aire se obstruyen con el polvo.

El software está defectuoso.

Entonces ...

Los semiconductores bajo altas tensiones de calor / voltaje / corriente pueden fallar debido a ciclos térmicos o electromigración.

Eventualmente, las memorias flash olvidarán su contenido.

La soldadura sin plomo hace crecer bigotes que causarán cortocircuitos.

Sin embargo, a menos que estés diseñando una placa de guía para un misil Minuteman, ¡tus cosas probablemente estarán obsoletas antes de que falle! ...

Lo que quiero decir es que las causas más probables de la falla deben abordarse primero.

    
respondido por el peufeu
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De los buenos MIL-HDBK-217 obtenemos esta fórmula de tasa de falla, que cuentas para factores eléctricos y ambientales (y otros):

Encuentre aquí una descripción general breve pero completa sobre ingeniería de confiabilidad.

    
respondido por el Enric Blanco

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