সবকিছুই কোনো না কোনো সময়ে ব্যর্থ হয়, এবং ইলেকট্রনিক্স কোনো ব্যতিক্রম নয়। তিনটি প্রাথমিক ইলেকট্রনিক কম্পোনেন্ট ব্যর্থতার মোডের পূর্বাভাস দেয় এমন সিস্টেম ডিজাইন করা সেই উপাদানগুলির নির্ভরযোগ্যতা এবং পরিষেবাযোগ্যতাকে শক্তিশালী করতে সাহায্য করে৷
ব্যর্থতার মোড
উপাদানগুলি ব্যর্থ হওয়ার অনেক কারণ রয়েছে৷ কিছু ব্যর্থতা ধীর এবং সুন্দর, যেখানে উপাদানটি সনাক্ত করার এবং এটি ব্যর্থ হওয়ার আগে এটি প্রতিস্থাপন করার সময় রয়েছে এবং সরঞ্জামগুলি নিচে রয়েছে। অন্যান্য ব্যর্থতা দ্রুত, হিংসাত্মক এবং অপ্রত্যাশিত, যার সবকটিই পণ্য সার্টিফিকেশন পরীক্ষার সময় পরীক্ষা করা হয়।
কম্পোনেন্ট প্যাকেজ ব্যর্থতা
একটি কম্পোনেন্টের প্যাকেজ দুটি মূল ফাংশন প্রদান করে: এটি কম্পোনেন্টকে পরিবেশ থেকে রক্ষা করে এবং কম্পোনেন্টটিকে সার্কিটের সাথে সংযোগ করার একটি উপায় প্রদান করে। পরিবেশ থেকে উপাদানটিকে রক্ষা করার বাধা ভেঙ্গে গেলে, আর্দ্রতা এবং অক্সিজেনের মতো বাইরের কারণগুলি উপাদানটির বার্ধক্যকে ত্বরান্বিত করে এবং এটিকে দ্রুত ব্যর্থ করে দেয়।
প্যাকেজের যান্ত্রিক ব্যর্থতা তাপীয় চাপ, রাসায়নিক ক্লিনার এবং অতিবেগুনী আলো সহ বেশ কয়েকটি কারণের ফলে। এই সাধারণ কারণগুলির পূর্বাভাস এবং সেই অনুযায়ী নকশা সামঞ্জস্য করে এই কারণগুলি প্রতিরোধ করা যেতে পারে৷
যান্ত্রিক ব্যর্থতা প্যাকেজ ব্যর্থতার একমাত্র কারণ। প্যাকেজের অভ্যন্তরে, ম্যানুফ্যাকচারিংয়ে ত্রুটির কারণে শর্টস হতে পারে, রাসায়নিকের উপস্থিতি যা সেমিকন্ডাক্টর বা প্যাকেজের দ্রুত বার্ধক্য সৃষ্টি করে, অথবা অংশটি তাপচক্রের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সাথে সাথে প্রচারিত সিলের ফাটল।
সোল্ডার জয়েন্ট এবং যোগাযোগের ব্যর্থতা
সোল্ডার জয়েন্টগুলি একটি উপাদান এবং একটি সার্কিটের মধ্যে যোগাযোগের প্রাথমিক উপায় সরবরাহ করে এবং তাদের ব্যর্থতার ন্যায্য অংশ রয়েছে।কম্পোনেন্ট বা PCB এর সাথে ভুল ধরনের সোল্ডার ব্যবহার করলে ওয়েল্ডের উপাদানগুলির ইলেক্ট্রোমাইগ্রেশন হতে পারে। ফলস্বরূপ ভঙ্গুর স্তরগুলিকে আন্তঃধাতু স্তর বলা হয়। এই স্তরগুলি ভাঙ্গা সোল্ডার জয়েন্টগুলির দিকে পরিচালিত করে এবং প্রায়শই প্রাথমিক সনাক্তকরণ এড়িয়ে যায়৷
তাপচক্রও সোল্ডার জয়েন্ট ব্যর্থতার একটি প্রধান কারণ, বিশেষ করে যদি উপকরণ-কম্পোনেন্ট পিন, সোল্ডার, পিসিবি ট্রেস লেপ এবং পিসিবি ট্রেস-এর তাপীয় প্রসারণের হার ভিন্ন হয়। এই উপাদানগুলি গরম ও ঠান্ডা হওয়ার সাথে সাথে তাদের মধ্যে ব্যাপক যান্ত্রিক চাপ তৈরি হয়, যা সোল্ডার সংযোগ ভেঙে দিতে পারে, উপাদানের ক্ষতি করতে পারে বা PCB ট্রেসকে বিচ্ছিন্ন করতে পারে।
সীসা-মুক্ত সোল্ডারে টিনের হুইস্কারও সমস্যা হতে পারে। টিনের কাঁটা সীসা-মুক্ত সোল্ডার জয়েন্টগুলি থেকে জন্মায় যা যোগাযোগগুলিকে সেতু করতে পারে বা ভেঙে যেতে পারে এবং হাফপ্যান্ট তৈরি করতে পারে৷
PCB ব্যর্থতা
মুদ্রিত সার্কিট বোর্ডগুলি ব্যর্থতার কয়েকটি সাধারণ উত্সের শিকার হয়, কিছু উত্পাদন প্রক্রিয়া থেকে এবং কিছু অপারেটিং পরিবেশ থেকে উদ্ভূত হয়।উত্পাদনের সময়, একটি PCB বোর্ডের স্তরগুলি ভুলভাবে সংযোজিত হতে পারে, যার ফলে শর্ট সার্কিট, ওপেন সার্কিট এবং ক্রসড সিগন্যাল লাইন হতে পারে। এছাড়াও, PCB বোর্ড এচিংয়ে ব্যবহৃত রাসায়নিকগুলি সম্পূর্ণরূপে অপসারণ নাও হতে পারে এবং চিহ্নগুলি খাওয়ার কারণে শর্টস তৈরি করতে পারে৷
ভুল তামার ওজন বা প্রলেপের সমস্যা ব্যবহার করলে তাপীয় চাপ বৃদ্ধি পেতে পারে যা PCB এর জীবনকে ছোট করে। একটি PCB তৈরিতে ব্যর্থতার মোড থাকা সত্ত্বেও, বেশিরভাগ ব্যর্থতা PCB তৈরির সময় ঘটে না বরং পরবর্তীতে ব্যবহারের সময় ঘটে।
একটি PCB-এর সোল্ডারিং এবং অপারেশনাল পরিবেশ প্রায়ই সময়ের সাথে সাথে বিভিন্ন PCB ব্যর্থতার দিকে নিয়ে যায়। PCB-তে উপাদান সংযুক্ত করার জন্য ব্যবহৃত সোল্ডার ফ্লাক্স PCB-এর পৃষ্ঠে থেকে যেতে পারে, যা ধাতুর কোনো যোগাযোগকে খেয়ে ফেলবে এবং ক্ষয় করবে।
সোল্ডার ফ্লাক্সই একমাত্র ক্ষয়কারী উপাদান নয় যা প্রায়শই PCB-তে প্রবেশ করে কারণ কিছু উপাদান তরল লিক করতে পারে যা সময়ের সাথে সাথে ক্ষয়কারী হয়ে উঠতে পারে। বেশ কয়েকটি ক্লিনিং এজেন্ট একই প্রভাব ফেলতে পারে বা পরিবাহী অবশিষ্টাংশ রেখে যেতে পারে, যা বোর্ডে শর্টস সৃষ্টি করে।
থার্মাল সাইক্লিং হল PCB ব্যর্থতার আরেকটি কারণ, যা PCB-এর বিচ্ছিন্নতা ঘটাতে পারে এবং PCB-এর স্তরগুলির মধ্যে ধাতব তন্তুগুলিকে বাড়তে দিতে ভূমিকা পালন করতে পারে৷
