Un bulletin d’ingénierie de la NASA examine deux cas de fissuration de résistances à puce à couche épaisse lors d’essais environnementaux d’assemblages de cartes de circuits imprimés. Dans les deux cas, les défaillances sont apparues pendant des cycles thermiques après des essais de vibration, provoquant des circuits ouverts intermittents à chaud qui se rétablissaient lorsque les cartes revenaient à température ambiante.
Les fractures traversaient le petit axe de chaque résistance, ce qui correspond à une contrainte de flexion ou de traction. Les composants étaient montés à des emplacements similaires, près des bords de deux cartes identiques. Les analyses indépendantes n’ont révélé aucun défaut évident à l’origine des fissures, et les motifs de détérioration ne correspondaient pas à une fatigue causée par les vibrations. Les essais n’ont également fourni aucune preuve directe que les résistances, issues du même lot de production, étaient défectueuses.
Le bulletin ne désigne pas une cause première unique. Il énumère plusieurs facteurs contributifs possibles, notamment la proximité des résistances par rapport au bord de la carte et leur orientation, un excès de soudure atteignant le dessus de leurs terminaisons, ainsi que les contraintes dues à la courbure ou à la torsion de la carte. Un montage rigide et les séquences de serrage des fixations peuvent également concentrer les contraintes à l’emplacement des composants.
Pour réduire le risque de fissuration des composants céramiques, le bulletin recommande d’éviter les placements qui orientent le grand axe d’un composant de grande taille parallèlement à un bord proche de la carte. Lorsque le placement près du bord est nécessaire, il conseille d’utiliser l’analyse par éléments finis pour évaluer les contraintes et les déplacements. Il recommande également de ne pas laisser de soudure sur le dessus des terminaisons, de vérifier les congés de soudure conformément aux recommandations du fabricant et d’effectuer un à trois cycles thermiques avec un contrôle fonctionnel pendant le maintien à chaud, avant les essais de vibration.
Le bulletin s’intitule « TB 26-10 Printed Circuit Board Assembly Chip Resistor Body Cracking ». Pour obtenir davantage d’informations, il invite les lecteurs à contacter Joel W. Sills, au Langley Research Center de la NASA.
Sources: NASA Breaking News.