چرا برخی از قطعات الکترونیکی زودتر خراب می شوند؟

به گزارش «خبرنامه دانشجویان ایران»؛  خرابی زودهنگام در قطعات الکترونیکی که پیش از رسیدن به عمر مفید طراحی شده رخ می‌دهد، اغلب نتیجه عوامل محیطی، مکانیکی و نقایص کیفی در مراحل طراحی یا ساخت است. این عوامل به‌جای فرسودگی طبیعی، به‌صورت ناگهانی یا تدریجی باعث تخریب ساختار قطعه می‌شوند. در ادامه با تحلیل دقیق این معضل، به طور جامع راهکاری عملی و موثر به شما ارائه خواهیم کرد تا بتوانید به‌طور قطعی، طول عمر و پایداری سیستم‌های الکترونیکی خود را حتی فراتر از انتظار، افزایش دهید.

دلایل خراب شدن قطعات الکترونیکی

عوامل مختلفی هستند که می‌توانند باعث خراب شدن قطعات الکترونیکی شوند. در ادامه از سری مهم‌ترین دلایل خرابی زودهنگام قطعات الکترونیکی را مورد بررسی قرار داده‌ایم تا با در نظر گرفتن شرایط محیطی مناسب و اقدامات پیشگیرانه، طول عمر تجهیزات را افزایش دهید و از ضررهای ناگهانی جلوگیری کنید.

• دما و حرارت بیش از حد: مهم‌ترین عامل خرابی تجهیزات الکترونیکی گرما است که بر اساس آمار به دست آمده گفته شده است که افزایش هر ۱۰ درجه سانتی گراد دمای کاری می‌تواند عمر قطعات را تقریبا نصف کند. همچنین نوسانات مکرر دما نیز باعث ایجاد تنش‌های مکانیکی در نقاط لحیم‌کاری می‌شوند و به مرور زمان منجر به ایجاد ترک‌های میکروسکوپی و در نهایت شکست اتصالات می‌شود.

• رطوبت و خوردگی: رطوبت بالا می‌تواند باعث کاهش مقاومت عایقی، ایجاد اتصال کوتاه در مدار‌های چاپی و جذب آب توسط بسته‌بندی قطعات شود. همچنین در حضور رطوبت و ناخالصی‌ها، فرایند خوردگی در مسیر‌های فلزی و پین‌های قطعات تسریع شده و منجر به افزایش مقاومت و قطعی می‌شود.

•  آلودگی و گرد و غبار: ذرات رسانا می‌توانند به صورت پل، بین مسیر‌های مدار ارتباط ایجاد کرده و موجب اتصال کوتاه می‌شوند. تجمع گرد و غبار روی فن‌ها و هیت‌سینک‌ها باعث انسداد جریان هوا و افزایش دمای داخلی سیستم می‌شود.

•  نوسانات ولتاژ و جریان: افزایش ناگهانی و شدید ولتاژ که ناشی از رعد و برق و القای بار الکترومغناطیسی است، می تواند از تحمل دی الکتریک قطعات فراتر رفته و فورا باعث سوختگی داخلی می‌شود. متقابلا  عبور جریان بیش از حد مجاز از قطعاتی مانند مقاومت‌ها یا سیم‌ها، منجر به تولید گرمای بیش از حد و سوختگی یا ذوب شدن آن‌ها می‌شود.

• نویز الکترومغناطیسی: نویزهای فرکانس بالا ناشی از موتورها، امواج رادیویی یا کابل‌های مجاور می‌توانند به مدارهای حساس وارد شده، یکپارچگی سیگنال را کاهش داده و باعث خطاهای پردازشی یا عملکرد نامنظم شوند.

•  نقص در طراحی مدار: حتما تمام قطعات و طراحی مدارات باید تحت نظارت مهندسین و تکنسین‌های فنی مربوطه انجام شود؛ استفاده از قطعاتی که فراتر از حد نیاز یا توان نامی سایر بخش‌ها کار می‌کنند، می‌تواند به سایر قسمت‌های مدار تنش بیش از حد وارد کند و منجر به خرابی آبشاری و از کار افتادن کل سیستم شود.

چگونه می توان از خرابی قطعات الکترونیکی جلوگیری کرد؟

برای جلوگیری از خرابی قطعات الکترونیکی و افزایش طول عمر و پایداری سیستم‌ها، باید رویکردی جامع و مفید برای مدیریت و حفاظت از قطعات الکترونیکی اتخاذ شود تا آمار خرابی‌ها کاهش پیدا کنند:

مدیریت حرارت و دمای عملیاتی

برای جلوگیری از افزایش دما محیط باید از هیت‌سینک و فن‌های خنک‌کننده با ظرفیت مناسب استفاده کنید تا حرارت از محیط خارج شود. همچنین طراحی محفظه باید به‌صورتی باشد که تهویه و گردش هوا به‌طور موثر انجام شود و از سیستم خارج گردد. نوسانات دما می‌توانند باعث ایجاد تنش مکانیکی و ایجاد ترک در اتصالات لحیم‌کاری شوند.

حفظ کیفیت توان ورودی

مدارها باید در برابر تهدیدات الکتریکی داخلی و خارجی محافظت شوند. استفاده از منبع تغذیه بدون وقفه و محافظت ولتاژ در ورودی سیستم، اولین خط دفاعی در برابر نوسانات شدید شبکه برق است. همچنین در داخل مدار نیز باید از قطعات حفاظتی مانند تریستورها و دیودهای زنر استفاده شود تا تمام پیک‌های ولتاژ ناخواسته جذب شوند.

ایزوله‌سازی محیطی و مکانیکی

قطعات و حتی وسایل الکترونیکی اصلا نباید در معرض رطوبت، آلودگی و تنش‌های فیزیکی قرار بگیرند. از این رو حتما باید تمامی قطعات با پوشش محافظ پوشیده شوند تا مانعی در برابر نفوذ رطوبت و خوردگی باشند. همچنین، برای محیط‌های صنعتی یا آلوده، استفاده از محفظه‌های ایزوله با استاندارد IP مناسب ضروری است تا از نفوذ گرد و غبار رسانا و رطوبت جلوگیری شود. علاوه بر این، رعایت اصول مدیریت کابل ها نیز برای جلوگیری از تنش‌های مکانیکی بر روی پورت‌ها و کاهش تداخل نویز، حیاتی است.

طراحی مدار با حاشیه تحمل و کیفیت مونتاز

بسیاری از خرابی‌های زودهنگام وسایل برقی، ریشه در تصمیمات طراحی و ساخت دارند؛ از این رو حتما وسایل الکترونیکی را از برند‌های معتبر خریداری کنید چرا که برند‌های مطرح برای جلوگیری از ایجاد خرابی، وسایل را از چندین فیلتر مهم می‌گذرانند تا تمامی مدارات و قسمت‌های مختلف دیگر به درستی پیاده‌سازی شوند.

نگهداری پیشگیرانه و مدیریت عمر قطعه

سیستم‌ها باید با استفاده از سنسورها به‌طور مداوم از نظر پارامترهایی مانند دما و ولتاژ پایش شوند تا نشانه‌های اولیه تنش یا عملکرد نامنظم شناسایی گردد. همچنین از سوی تولیدکننده باید یک برنامه تعویض دوره‌ای برای قطعاتی که عمر محدودی دارند تدوین شود تا پیش از رسیدن به نقطه شکست، قطعه تعویض شود.

سخن پایانی

خرابی زودهنگام قطعات و وسایل الکترونیکی اتفاقی نیست، بلکه تنها با مدیریت حرارت، حفاظت الکتریکی و سایر روش‌های نام برده می‌توان عمر قطعات را افزایش داد. در این راستا، فروشگاه الکتروکارن به‌منظور کاهش خرابی‌های وسایل الکترونیکی اقدام به تولید و پخش لوازم برق صنعتی نموده است تا بهترین تجهیزات را به کارخانجات و بازار ارائه دهد. جهت خرید لوازم برقی صنعتی می‌توانید با شماره 09124491004 تماس بگیرید تا کارشناسان مجموعه راهنمایی‌های لازم را در اختیارتان قرار دهند.