NASA опубликовала технический бюллетень о двух случаях растрескивания толстоплёночных чип-резисторов на печатных платах. Повреждения обнаружили во время термоциклирования после вибрационных испытаний: резисторы временно размыкали цепь при высокой температуре, но восстанавливались при комнатной. Расследование не выявило дефектной партии или признаков усталостного разрушения, однако указало на ряд конструктивных и монтажных факторов риска.
Как произошло повреждение
Оба резистора были установлены в похожих местах — рядом с краем двух одинаковых плат. Трещины проходили поперёк корпуса, по его короткой оси, и располагались примерно посередине между выводами. Такой характер разрушения указывает на изгиб и растягивающие нагрузки, а не на скручивание.
Проверка не обнаружила предварительных дефектов. Резисторы относились к одной производственной партии, поэтому первоначально специалисты предположили, что причиной могла стать вибрация или скрытый дефект компонентов. Однако партия соответствовала требованиям спецификации MIL-PRF-55342, а дополнительные испытания и исследования с помощью оптической и сканирующей электронной микроскопии не выявили признаков повышенного риска.
Характер повреждений также оказался несовместим с циклической усталостью. Поэтому специалисты сочли маловероятными как дефект партии, так и усталостное разрушение, вызванное вибрацией. Однозначную первопричину установить не удалось.
Факторы риска и рекомендации
По оценке NASA, повреждению могли способствовать крупный типоразмер резисторов 2512 и их размещение у края платы длинной стороной параллельно кромке. Дополнительную нагрузку могли создавать изгиб или скручивание платы, жёсткое крепление к раме, неправильная последовательность затяжки крепежа и избыток припоя, доходивший до верхней части контактных площадок корпуса.
В бюллетене рекомендуется не располагать длинную ось крупных керамических компонентов параллельно близлежащему краю платы. Если такое размещение необходимо, следует заранее выполнять конечно-элементный анализ напряжений и перемещений. Высоту галтели припоя нужно ограничивать в соответствии с требованиями производителя и не допускать его выхода на верхнюю поверхность выводов: жёсткое паяное соединение может передавать изгиб платы непосредственно в керамический корпус.
NASA также советует проверять фактическое состояние паяных соединений или их фотоснимки, а до вибрационных испытаний проводить от одного до трёх циклов термоудара с функциональной проверкой на горячей выдержке. Это должно помочь выявить повреждения компонентов, возникшие при изготовлении или монтаже платы.
