Un boletín de ingeniería de la NASA examina dos casos de resistencias chip de película gruesa que se agrietaron durante las pruebas ambientales de conjuntos de placas de circuito impreso. En ambos casos, las fallas aparecieron durante los ciclos térmicos posteriores a las pruebas de vibración y provocaron circuitos abiertos intermitentes a temperaturas elevadas, que se restablecieron cuando las placas volvieron a la temperatura ambiente.
Las fracturas atravesaban el eje corto de cada resistencia, lo que concuerda con tensiones de flexión o tracción. Los componentes estaban montados en posiciones similares, cerca de los bordes de dos placas idénticas. Los análisis independientes no encontraron defectos claros que iniciaran las grietas, y los patrones de daño no concordaban con la fatiga inducida por vibración. Las pruebas tampoco aportaron evidencia directa de que las resistencias, procedentes del mismo lote de producción, fueran defectuosas.
El boletín no identifica una única causa raíz. Enumera varios posibles factores contribuyentes, entre ellos la proximidad y la orientación de las resistencias respecto al borde de la placa, el exceso de soldadura que llega a la parte superior de sus terminaciones y las tensiones provocadas por la curvatura o torsión de la placa. Los patrones de montaje rígido y de apriete de los sujetadores también pueden concentrar la tensión en las zonas donde se encuentran los componentes.
Para reducir el riesgo de agrietamiento en componentes cerámicos, el boletín recomienda evitar colocar un componente grande de modo que su eje longitudinal quede paralelo a un borde cercano de la placa. Cuando sea necesario ubicarlo cerca del borde, aconseja utilizar análisis de elementos finitos para evaluar la tensión y el desplazamiento. También recomienda evitar que la soldadura llegue a la parte superior de las terminaciones, comprobar que los filetes de soldadura cumplan las indicaciones del fabricante y realizar de uno a tres ciclos térmicos con una comprobación funcional durante la fase de permanencia a temperatura elevada antes de las pruebas de vibración.
El boletín se titula “TB 26-10 Printed Circuit Board Assembly Chip Resistor Body Cracking”. Para obtener más información, indica a los lectores que se pongan en contacto con Joel W. Sills, del Centro de Investigación Langley de la NASA.
Fuentes: NASA Breaking News.