无铅符合RoHS的装配可靠性与成本已经“实现”了吗?

大家好，

过去的这个星期我参加了圣地亚哥的APEX 2013。 圣地亚哥是举办展览的好地方, 但我总是忘记每年的这个时候天气多么寒冷(55-65°F)。 iConnect 007的老兄在展览会上采访了我； 话题是无铅的可靠性以及消费电子品的成本如何被演示。你们可以在这里阅读本次采访。

这些话题我经常 想到，所以让我们讨论一番。 首先，让我们考虑一下可靠性。RoHS 在2006年7月1日实施,已经超过6½年。每年电子品的生产超过$1万亿的价值,因此，在这个时期,生产的消费电子品已经超过了$3万亿的价值。这个时代可靠性的问题并没有“天蹋下来了”。我怎能这么说呢?阿呀,我在达特茅斯的Thayer工程学校的办公室正如穿过IT(信息技术)部的大厅。他们购买了总共几百万美元价值的PCs机、印刷机和显示器等。几年前(大约早在2011年)，我遇到大多数的部门都提出他们购买的设备的可靠性是否会因为使用无铅装配而下降。他们齐声问我：“什么是无铅装配。”在我解释了什么是无铅装配之后,他们明确自己没有看到可靠性有什么变化。自从RoHS颁布以来,我家里已经购买了大约100种以上的电子设备,就过去而言，只有少数存在可靠性的问题。大多属于硬件驱动器故障。在我朋友和同事的圈子里，没有人说过他们曾经注意到电子品故障的增加。所以，我得出结论，如果我的家庭和其它许多朋友没有注意到，并不能说明消费产品的可靠性“实际上”更加糟糕了。

我对论文里发表的锡-铅焊料和锡-铅焊料的可靠性数据作过正式的研究。Rockwell Collin’s JCAA/JGF-PP 无铅焊接项目: -55C-125C 热循环试验最后报告的说明总结了我的综述结论:

“用无铅材料装配的试验介质(主要是锡-银-铜)有某些试验条件下显示较低的可靠性。”Nay sayers可能很快建议说这说明无铅并不理想。但可以这样认为:“在超过一半多的试验条件下,用无铅材料装配的试验介质可靠性更高。”Rockwell Collins论文的比较显示无铅更好占51例，锡-铅更好占31例,一例持平。但令人烦恼的是用无铅装配的试验介质在可靠性方面比小比铅-锡试验介质。后面的信息使我相信无铅不能用于关键使命的，高可靠性的和寿命期长的产品。必须懂得小量可靠性更差的装配并加以纠正，无铅适合关键使命的使用。今天消费电子品更短的生命周期也可能掩盖这个问题。

成本如何？我完全不想降低成本，许多人已经努力使无铅符合RoHS了。大约在2007年,我们的一个同事估计电子产业要符合RoHS需要$200亿美元。我认为这个数字是低的，但从消费者的观点看,不存在成本的困难。在执行RoHS之前和之后，PC的价格继续下降，见下图。在进行非科学性地调研我们的同事，家庭和朋友关于可靠性时，我也问过成本的问题。大家都认为电子品比以前更加便宜了。

挑战依然存在，即使在消费电子品里也存在枕头现象,接枝,非湿开口（non wet opens）和其它缺陷。但是,我们都能够以合理的价格，可靠地购买无铅的、符合RoHS的产品。

欢呼,

Dr. Ron

图像的来源:http://thomaslah.wordpress.com/2010/02/03/apple-and-intel-defying-gravity/

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