Ist die Zuverlässigkeit und die Kosten von bleifreien RoHS-konformen Montage schon "angekommen?"

Hallo Leute,

Ich war in der vergangenen Woche auf der APEX 2013 San Diego.  San Diego ist ein hervorragender Ort für diese Messe, aber ich vergesse immer, wie kalt es zu dieser Jahreszeit sein kann (12-18°C).  Die Leute von iConnect 007 haben mich auf der Messe interviewt; das Thema war die Zuverlässigkeit bleifreier Produkte und ob die Kosten in der Unterhaltungselektronik bereits nachgewiesen worden sind.  Sie können das Interview hier lesen.

Dies sind Themen, über die ich häufig nachdenke, also lassen Sie uns ein wenig darüber diskutieren. Lassen Sie uns zuerst die Zuverlässigkeit anschauen.  RoHS wurde am 1. Juli 2006 eingeführt, vor mehr als 6 ½ Jahren.  Jedes Jahr werden Elektroniken mit einem Wert von mehr als 1 Trillion $ hergestellt, wodurch in diesem Zeitraum Unterhaltungselektroniken in einem Wert von etwas über 3 Trillionen $ hergestellt wurden.  In dieser Zeit gab es keine "der Himmel fällt uns auf den Kopf"-artigen Zuverlässigkeitsprobleme.  Wie kann ich das behaupten?  Nun, mein Büro an der Thayer School of Engineering in Dartmouth  liegt gegenüber dem Gelände der IT (Informationstechnologie) Abteilung.  Sie kaufen all die teuren PCs, Drucker, Monitore usw., welche die Thayer verwendet.  Vor ein paar Jahren (sagen wir Anfang 2011) habe ich sie besucht, als der Großteil der Abteilung da war und habe scherzhaft gefragt, ob die Zuverlässigkeit der gekauften Geräte gesunken sei, seitdem die bleifreie Montage eingeführt wurde.  Einstimmig haben sie mich gefragt: “Was ist bleifreie Montage.”  Nachdem ich ihnen erklärt hatte, was bleifreie Montage ist, haben sie bestätigt, dass sie keine Veränderungen in der Zuverlässigkeit bemerkt haben.  Seit der RoHS hat meine Familie etwa 100+ elektronische Geräte gekauft, ein paar hatten Zuverlässigkeitsprobleme, etwa so viele wie in der Vergangenheit.  In den meisten Fällen lag es an Festplattenfehlern.  Keiner meiner Freunde oder Kollegen hat jemals kommentiert, dass sie eine Zunahme an Fehlern bei den Elektroniken bemerkt hätten. Meine Schlussfolgerung ist also, dass die Zuverlässigkeit von Verbraucherprodukten "praktisch" nicht schlechter ist, wenn meine Familie und diese vielen anderen Leute nichts bemerkt haben.

Ich habe in Magazinen eine informelle Studie über Zuverlässigkeitsdaten von bleifreien gegenüber Zinn-Blei-Loten veröffentlicht.  Eine Stellungnahme des Rockwell Collin’s JCAA/JGF-PP No Lead solder-Project: -55C-125C Thermal Cycle Testing Final Report  (Rockwell Collin’s JCAA/JGF-PP bleifreies Lot-Projekt: Temperaturwechselprüfung bei -55C-125C Abschlussbericht) fasst meine Schlussfolgerung schön zusammen: “Testfahrzeuge, die mit bleifreien Materialien (vor allem Zinn-Silber-Kupfer) montiert wurden, haben unter manchen Testbedingungen eine geringere Zuverlässigkeit gezeigt.”  Nein-Sager werden nun vermutlich schnell sagen, dass diese Stellungnahme aussagt, dass bleifreies Lot nicht gut ist.  Man kann die Stellungnahme jedoch auch umformulieren, und dann sagt sie: “In weit über der Hälfte der Testbedingungen, hatten die Testfahrzeuge, die mit bleifreien Materialien montiert wurden, eine höhere Zuverlässigkeit." Wenn man die Vergleiche im Rockwell Collins-Dokument zählt, zeigt sich, dass die bleifreie Montage in 51 Fällen besser war, dass Zinn-Blei in 31 Fällen besser war, und dass es ein Unentschieden gab.  Es ist jedoch beunruhigend, dass ein kleiner Prozentsatz der bleifrei montierten Testfahrzeuge eine wesentlich schlechtere Zuverlässigkeit, als die Zinn-Blei-Testfahrzeuge, zeigte.  Diese Information lässt mich glauben, dass die bleifreie Montage noch nicht für auftragsentscheidende, hoch-zuverlässige und langlebige Produkte bereit ist.  Diese kleine Anzahl an Montagen mit erheblich geringerer Zuverlässigkeit muss verstanden und korrigiert werden, bevor die bleifreie Montage für auftragsentscheidende Produkte bereit ist.  Die wesentlich kürzere Lebensdauer der heutigen Unterhaltungselektronik kann diese Bedenken vielleicht auch maskieren.

Was ist mit den Kosten?  Ich will auf gar keinen Fall die Kosten kleinreden, die viele hatten, um bleifrei und RoHS-konform zu werden.  Etwa 2007 hat einer unserer Kollegen geschätzt, dass es die Elektronikindustrie 20 Milliarden $ kosten würde, um RoHS-konform zu werden.  Ich denke, dass diese Zahl niedrig ist, aber aus der Perspektive eines Verbrauchers sind die Kosten nicht explodiert.  Der Preis für einen PC ist während und nach der RoHS-Einführung weiter gefallen, wie sich in der Abbildung unten zeigt.  Während ich meine nicht-wissenschaftliche Umfrage zu Zuverlässigkeit an Mitarbeitern, Familienmitgliedern und Freunden durchgeführt habe, habe ich auch nach den Kosten gefragt.  Alle waren sich einig, dass Elektroniken so günstig wie noch nie sind.

Selbst bei der Unterhaltungselektronik gibt es nach wie vor Herausforderungen mit Head-in-Pillow, Graping, nicht benetzten offenen Verbindungen, und andere Defekte.  Wir können jedoch alle bleifreie, RoHS-konforme Produkte zu angemessenen Preisen und einer angemessenen Zuverlässigkeit kaufen.

Bis bald!

Dr. Ron

Die Bildquelle ist: http://thomaslah.wordpress.com/2010/02/03/apple-and-intel-defying-gravity/

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