NASA mühendisleri iki çip direncin ortadan çatladığını bildirdi: titreşim sonrası ısıl çevrim

Uzay aracı elektroniğinde en sıradan parçalardan biri olan çip direnç, NASA'nın yakın tarihli bir teknik bülteninin konusu oldu. NASA Mühendislik ve Güvenlik Merkezi (NESC), çevresel kabul testleri sırasında baskılı devre kartı montajlarındaki iki direncin gövdesinin çatladığını bildirdi. Belge, NESC Teknik Bülteni No. 26-10 olarak "Printed Circuit Board Assembly Chip Resistor Body Cracking" başlığıyla NASA'nın internet sayfasında 3 Kasım 2026'da yayımlandı.

Bülten, bir olayın ardından kök nedeni tek bir kusura bağlamıyor. Bunun yerine hangi koşulların bir araya geldiğini sıralıyor ve benzer tasarımlar için öneriler veriyor. NASA'ya göre çip dirençler proje ortamlarında her yerde bulunan parçalar; alümina alt tabakanın titreşim ve ısıl çevrim sırasında çatladığına dair daha önce raporlanmış vaka ise tarihsel olarak yok denecek kadar az. Bu yüzden iki olay nadir bir uyarı niteliği taşıyor.

Testte ne oldu?

Çevresel kabul testi, bir donanımın fırlatma titreşimine ve uzaydaki sıcaklık değişimlerine dayanıp dayanmadığını yer üstünde sınamak için yapılır. Bültene göre sorun, titreşim testinin ardından uygulanan ısıl çevrim sırasında ortaya çıktı: kartlar sıcak bekleme sıcaklıklarına ulaştığında devre aralıklı olarak açık devre veriyor, oda sıcaklığında ise düzeliyordu.

İki direnç, aynı tasarımın iki özdeş kartında, kart kenarına yakın benzer konumlara monte edilmişti ve ikisi de aynı üretim lotundandı. Parçalar, alümina bir alt tabaka üzerine kalın film tekniğiyle yapılan, 2512 kasa boyutlu, görece büyük dirençlerdi; bülten bunları MIL-PRF-55342 ve MIL-PRF-55342/9 şartnamelerinin uzay seviyesindeki RM2512 stiline bağlıyor. Üretici adı belgede geçmiyor. Titreşim seviyesi, ısıl çevrim sayısı ve sıcaklık aralığı gibi test parametreleri de bültende verilmiyor.

Çatlağın biçimi ne söylüyor?

Arıza analizlerinde çatlak, direncin orta açıklığında, terminasyonlara paralel uzanan tek ve düz bir hat olarak görüldü. Çatlak direncin kısa ekseni boyunca ilerliyor; yani uzun eksene dik. NESC bunu bükülme veya çekme kaynaklı bir kırılmanın işareti sayıyor, burulmaya işaret eden bir iz yok. Önceden var olan bir kusur belirtisi de görülmemiş; çatlağın büyük olasılıkla alt yüzeyde başladığı belirtiliyor.

Bağımsız optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobu incelemeleri döngüsel yorulmayla uyumlu bir başlangıç noktası göstermedi. Lot, MIL-PRF-55342 şartnamesini karşılıyor ve ek testler kusurlu lot kanıtı da vermedi. Bülten açıkça "doğrudan bir kök neden belirlenemedi" diyor.

Katkıda bulunan etkenler

NESC kök neden yerine, çatlak riskini artırmış olabilecek beş etken listeliyor:

• Büyük seramik direncin kart kenarına yakın durması ve uzun ekseninin kart kenarına paralel olması.
• Üst terminasyon pedlerine kadar çıkan fazla lehim; bu lehim kart eğilmesini doğrudan seramiğe aktaran sert bir bağlantı oluşturabiliyor.
• Kartın yayvanlaşması ya da burulması (bow/twist) gibi nedenlerle oluşan aşırı eğilme momenti.
• Kartın sert bir çerçeveye rijit biçimde monte edilmesi; bu durum bükülme gerilimini depolayıp büyütebiliyor.
• Gerilimi direnç konumlarında yoğunlaştırabilecek uygun olmayan cıvata sıkma sırası.

Tasarımcılara öneriler

Bülten, bu riski azaltmak için birkaç pratik adım öneriyor: büyük ayak izli seramik parçaların uzun eksenini kart kenarına paralel yerleştirmek; kart kenarına yerleştirmek şartsa sonlu elemanlar analiziyle gerilim ve yer değiştirme marjını göstermek; lehimi terminasyonların üst yüzeyinden uzak tutmak ve lehim bağlantılarını fiziksel olarak ya da fotoğrafla denetlemek. Bir diğer öneri de titreşim testinden önce, sıcak bekleme işlevsel testi dahil bir ila üç ısıl çevrim yapmak. Böylece bileşenin üretildiği haldeki bütünlüğü belgelenmiş oluyor ve sonradan çıkan bir arıza için karşılaştırma zemini kalıyor.

Bulgunun sınırı

Bülten yalnızca iki olaya dayanıyor ve istatistiksel bir oran vermiyor. Kesin neden de bulunamadığı için sonuçlar bir tasarım uyarısı olarak okunmalı; yaygın bir parça arızası olarak değil. Belgenin iletişim kişisi olarak NASA Langley Araştırma Merkezi'nden Joel W. Sills gösteriliyor. Bültende ayrıca kart eğilmesi için MIL-STD-202 Yöntem 218 gibi standartlara atıf yapılıyor.

Bu tür bültenlerin değeri, bir görevi kurtaran ya da geciktiren ayrıntının çoğu zaman büyük sistemde değil, bir kartın kenarındaki küçük bir parçada saklı olması. Açık kalan soru, aynı etkenlerin başka tasarımlarda da bir araya gelip gelmediği.