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SnPb焊点开裂诱导2014年12月印尼飞机空难报告发布

发布时间:2016-01-11  来源:ITRI-IPC中国焊料技术理事会

        20141228日清晨,型号为空客A320-216亚航QZ8501客机在从印度尼西亚第二大城市泗水飞往新加坡的途中,在爪哇海坠毁,机上156乘客及6名机组人员全部罹难。

图一:印尼国家运输安全委员会(KNKT)发布报告


        2015121日印度尼西亚国家运输安全委员会在经过近1年时间的调查后,发布了QZ8501客机失事最终报告。此报告证实此前曾怀疑客机是遭遇恶劣天气导致引擎结冰而失速坠毁为不实,调查报告得出结论认为导致此次事故发生的主要原因如下:


  1. 飞机方向舵控制单元模块(RTLU)中AB通道电路板上的焊点开裂,导致仪器电气连接断开,进而导致整个控制单元失效

  2. 现有的飞机维护数据显示,原有未解决的重复性故障在短期持续出现,同样的问题在此次飞行中至少出现了4

  3. 机组人员按照飞机电子中央监控系统提示信息对前三次故障进行了操作;紧随着第四次故障出现,飞行数据记录器(黑匣子)记录的不同特征表明,飞行增稳计算机的断路器被重置,导致与飞行增稳计算机的电气连接中断

  4. 飞行增稳计算机的电气连接中断,导致自动驾驶系统断开,飞行控制逻辑系统从常态变为交替状态,飞机方向陀向左偏转2度,导致飞机向上偏向54

  5. 飞机驾驶员的后续系列操作已无法控制飞机,导致飞机偏离原来航线;此时,飞机无法控制和恢复正常,进入长时间失速和异常状态,直至失事


        2015616日,印尼国家运输安全委员会将从失事点找到的飞机方向陀控制单元模块(图二所示)运抵英国欧洲航空公司(BEA)进行专业检测,确实发现在AB通道处都有焊点开裂现象(图三所示),开裂的焊点导致电气连接中断,引起RTLU失效。这也与该架飞机的维修记录表明在飞机失事前的2014年RTLU曾出现高达23次故障相呼应,尤其是在近三个月出现了16次故障。



图二:飞机方向陀控制模块


图三:控制模块中的焊点开裂


    空客A320-216为法国2008年出产的飞机,所使用的焊接材料均为锡铅焊料,所使用的其它电子元器件还未能确认是什么类型。华南理工大学(广东省电子封装材料与可靠性工程技术研究中心)张新平教授表示:“焊点的可靠性也与电子设计、制程工艺、焊料与电子元器件材料及服役条件都密切相关,而焊点的失效机制主要有疲劳、蠕变、腐蚀、开裂和脆断等几种。由于飞机方向陀控制单元模块电路板中焊点服役的特点,在飞行时通电和不飞行时断电,起飞和降落时强振动或冲击,以及地面和高空不同环境温度交替作用等,焊点很容易出现疲劳问题,导致焊点开裂和断开,断裂的焊点会引起电气和功能模块电气互连的断路,严重则引起系统的功能失效。”

 

    自1990Ried法案提出以来,电子行业对无铅焊料、无铅电子元器件及无铅工艺制程研究有20多年的历程,并成功在行业实施多年。历经20多年的研究和应用,行业中已推出了不同系列的多种无铅合金焊料,其在抗热疲劳、抗振动、抗蠕变、抗跌落等多项力学性能指标方面已经接近或超过传统的锡铅焊料;但由于经济性和地方法规原因,无铅焊料还很难全面替代所有锡铅焊料的应用领域。近期,欧美军工及航天电子迫于元器件供应压力或对绿色电子的真正追求向往,正在紧锣密鼓进行此领域无铅化工作,我们一直保持高度关注。但另外一方面,近20年来,我们几乎很难再看到行业及研究机构关于锡铅基焊料的规模性研究与报道;我们可以预见,如果对传统锡铅焊料进行深入研究,也可以不断提高锡铅焊料在某些特殊领域(比如航天和军工等)的服役性能。


    最后,ITRI-IPC中国焊料技术理事会(CSTG)秘书处呼吁焊料产业链应该联合进行更多高可靠性无铅焊料或锡铅焊料的研究工作,避免出现类似由于SnPb焊点开裂而导致空难的情况发生。


更好的焊料,更好的电子联接方案!


王超

CSTG秘书处

ITRI中国锡技术中心