72. Надежность полупроводниковых компонентов.

Достижение высокой надежности электронных систем требует использования специальных компонентов и методов проектирования, соответствующих конечным условиям эксплуатации оборудования. Несмотря на контроль качества изделий электроники, отказы отдельных компонентов или целых систем продолжаются. Выход из строя компонента подразумевает, что он не функционирует должным образом или его параметры больше не соответствуют изначальным техническим требованиям. Причины могут быть разные – перегрузки по току или напряжению, чрезмерное нагревание, воздействие агрессивных химических веществ или повышенной влажности и т. д., встречается и производственный брак. Ключом к достижению повышенной надежности даже в чрезвычайно жестких условиях эксплуатации является использование такого оборудования и программного обеспечения, в основе которых лежит специальная, защищенная от ошибок философия проектирования. На начальном этапе эксплуатации отказы являются результатом производственных дефектов, неправильного построения проекта или использования компонентов, а также использования дефектных компонентов, которые не были выявлены на этапе входного контроля. Длительность активного периода эксплуатации электронных компонентов сопоставима с таковым у механических деталей, и большинство проектов к концу этого периода устаревает и пересматривается. Большинство отказов в этот период происходит по причине воздействия высокой температуры и влажности, перегрузок по току и напряжению, вибрации, тепловых и механических воздействий. Дальнейшие отказы происходят в основном из-за старения компонентов. Примерами здесь могут служить проявление коррозии, электрическая утечка, пробой изоляции, перемещение металлических ионов в направлении тока под воздействием электрического поля, а также разрушение инкапсулированных материалов и проводников. Отказы механических компонентов, например, разъемов, включают износ контактов и увеличение их сопротивления. Количественно надежность связана с числом отказов, т. е. с числом нарушений работоспособности приборов в течение определенного промежутка времени. По характеру изменения параметров отказы полупроводниковых диодов, как и других приборов, могут быть двух видов: условные, или постепенные, возникающие в результате плавного изменения основных параметров прибора. Условность отказа определяется выбором критериев годности. Условно отказавший прибор может быть фактически работоспособным в радиоэлектронных схемах или частично утратившим свою работоспособность, чаще всего вызваны физическими и химическими процессами на поверхности и в объеме полупроводникового кристалла, сплавов и припоев. катастрофические, или внезапные, возникающие в результате скачкообразного изменения одного или нескольких параметров прибора, обусловлены недостатками конструкции или технологии, а также неправильной эксплуатацией.

73. Механизмы отказов различных типов компонентов

Все типы электронных систем используют активные и пассивные электронные компоненты, а также электромеханические детали, такие как реле, разъемы и кабели. Механизмы отказов различных типов компонентов отличаются друг от друга, поэтому во избежание неудач чрезвычайно полезно знать их общие причины. В число факторов, которые наиболее часто являются причиной выхода из строя электронного оборудования, входят: EOS (электрические перегрузки); ESD (электростатический разряд); EMI (электромагнитные помехи) и тепловой удар. Поупроводниковые риборы: разрушение корпуса, механические повреждения, разрушение выводов, деформация выводов, пустоты в устройстве, повреждение оксидных слоев, дефекты кристаллов и др. Резистороры: обрыв, потеря контакта с выводами, изменение значения сопротивления и др. Конденсаторы: высокий ток утечки, обрыв, короткое замыкание, разрушение корпуса и др. катушки: обрыв. Трансформаторы: обрыв, замыкание между обмотками, высокие оммические потери идр. Реле: разрушение контактов, оплавление контактов, разрушение корпуса и др. печатные платы: деформации, изменения цвета, вспучивание.