Fatores que influenciam no processo de falha de componentes eletrônicos

Um componente eletrônico pode ser danificado caso seja exposto a altas temperaturas, mesmo que por pouco tempo. A sua robustez, que inclui características de construção, influencia na gravidade desse dano.

Em eletrônica, ocorre estresse quando um componente fica exposto a alta corrente, alta tensão ou alta potência. Assim, sua vida útil ou seu tempo de utilização no circuito ficam reduzidos.

Mesmo quando a temperatura de trabalho é adequada, isso pode acontecer. Em projetos, o estresse deve ser limitado, de forma a fazer com que falhas não apareçam de imediato. Isso dá ao dispositivo resistência, aumentando sua durabilidade.

Em documentos técnicos (como Application Notes e Datasheets) dos fabricantes é possível encontrar informações relativas ao tempo de vida útil de componentes.

Um outro problema é a ESD (descarga eletrostática), que pode deixar o componente exposto a altas tensões, podendo até destruí-lo.

Esse é um tema com implicação direta em dia-a-dia de todos envolvidos com a prática eletrônica, seja na teoria ou na prática. Então não deixe de compartilhar esse artigo com os seus conhecidos, através dos links abaixo:

Razões comuns de falhas em componente eletrônico e aparelhos

Quando pensamos em identificar uma falha, é comum aplicarmos técnicas que visam isolar uma etapa ou um bloco de circuito na placa.

Então, a partir desse ponto, buscamos aprofundar nos detalhes sobre esse bloco. Fazemos medições, verificações e comparações técnicas em documentos como: datasheets; esquemas eletrônicos (ou elétricos) ou diagramas.

Após várias análises, podemos saber exatamente qual componente está com defeito, isolando a falha para assim usar as características (como um gráfico) do componente eletrônico para solucionar o problema.

Isolar até um único ponto é importante especialmente quando estamos lidando com componentes de vários terminais, como circuitos integrados. Nesse caso, podemos chegar a limitar o ponto de falha a um único terminal, o que certamente facilita bastante o trabalho.

Algumas falhas podem ocorrer lentamente ou tal que conseguimos perceber, identificar o problema e substituir o componente, antes que algo pior ocorra com o equipamento – por exemplo, a sua total inutilização.

Em outros momentos, a falha é devastadora e até inesperada, tornado o reparo muito custoso e complicado. Em alguns momentos, o que resta é substituir o aparelho ou equipamento.

Cito, abaixo, três formas comuns de ocorrência de falhas em componente eletrônico:

Falhas em trilhas – PCB

Placa com componente eletrônico corroída
Crédito: Binarysequence (File:PCB corrosion.jpg – https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.en)
  • Na imagem acima, um exemplo de corrosão severa de PCB, causada pelo vazamento de uma bateria de Ni-Cd.

É muito comum a utilização de fluxo de solda para fixar terminais de componentes. Com o tempo, vestígios desse fluxo de solda podem danificar ou ajudar no processo de corrosão da trilha metálica (PCB).

Também podem causar efeitos semelhantes alguns produtos utilizados para limpeza e os pequenos vazamentos de fluidos contidos dentro de um componente eletrônico específico.

Mesmo que o resíduo seja mínimo, se ele tiver potencial condutivo ainda pode causar curto-circuito entre trilhas metálicas de condução de corrente elétrica.

Falhas no invólucro de um componente eletrônico

Invólucro de componente eletrônico danificado por causa de sobreaquecimento, causado por excesso de corrente elétrica
Imagem sob Domínio Público de acordo com https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Failed_SMPS_controller_IC_ISL6251.jpg
  • Na imagem acima, um invólucro derretido por aquecimento excessivo causado pela aplicação de polaridade errada de tensão.

O invólucro do circuito integrado precisa ser construído ou projetado para proteger o componente contra variações no ambiente (temperatura, humidade, pressão, sujeira etc).

Assim, impedimos que esses fatores externos reduzam o tempo de vida útil do elemento eletrônico. Com essa capa protetora, um problema em seu funcionamento tende a não ocorrer antes do planejado pelo fabricante, nas condições de projeto.

Agora até vale lembrar aquela citação lá do Ensino Médio, que muitas vezes é usada até em outras áreas, de tão famosa: “Nas condições normais de temperatura e pressão”. A famosa sigla CNTP, usada para indicar as condições ótimas em que algo deve ser realizado.

Mas não vamos criar essa proteção, então por que saber disso? Para ficarmos cientes da importância de conhecer as condições do ambiente de trabalho: boa ventilação; ar condicionado; luvas apropriadas para evitar sujeira nos componentes etc..

Nesse sentido, o contato do invólucro com determinados produtos (substâncias químicas) – em limpeza, por exemplo – pode contribuir nesse processo de degradação. A exposição a altas temperaturas também pode ter uma forte influência.

Falhas no contato da solda com o terminal

Crédito: Yoyomin (File:Failed transistor.jpg – https://creativecommons.org/licenses/by/3.0/deed.en)

Ao usar a solda errada, ela pode ter partes quebradiças, que podem ser difíceis de perceber ou detectar só com o nosso olhar, sem ajuda de um microscópio, por exemplo.

Que já teve alguma prática com conserto eletrônico, mesmo que simples, já deve ter percebido que quando mexemos levemente no terminal e olhamos bem de perto, a solda pode aparecer “rachada” e movendo-se.

Em algumas situações, basta refazer a solda para que o aparelho volte a funcionar, ou pelo menos ter um sintoma de mal contato solucionado, por exemplo.

Influência da temperatura:

Caso as taxas de expansão térmica dos materiais utilizados no circuito sejam diferentes, deve-se dar uma atenção especial aos ciclos térmicos (variações entre quente e frio).

Alguns materiais (ou elementos) podem sofrer mais com a sensibilidade térmica, o que por usa vez pode influenciar o funcionamento do aparelho. Exemplo: trilha metálica; a própria solda; o terminal do componente eletrônico.

São materiais que dilatam e contraem de acordo com a variação de temperatura. Isso pode soltar a trilha de cobre, causar danos à solda (exemplo: solda fria) e até mesmo ao causar dano ao próprio componente eletrônico.

Fica a dica!

Ao reparar um componente eletrônico, quais perguntas fazer para documentarQuando identificar e seguir os passos para corrigir uma falha ou problema técnico, registre e anote tudo o que você fez, se possível tirando fotos.

Com isso, você terá vários materiais para compor seu acervo técnico, que vai crescer continuamente com cada conserto ou documentação de projeto.

Além disso, esse conteúdo vai servir de referência para futuras verificações de defeitos e problemas semelhantes. Ou seja, a cada registro técnico, os próximos trabalhos tendem a ficar menos difíceis.

Recomendo pesquisar sobre o processo de criação e utilização de uma lista de verificação, uma das sete ferramentas fundamentais da qualidade.

Pesquise também informações através do nome checklist. É uma ferramenta que aumenta a produtividade, mas não existe a forma correta de fazer. Existe até livro focado nisso.
Checklist para monitorar falhas em componente eletrônico

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