無鉛符合RoHS的裝配可靠性與成本已經“實現”了嗎?
大家好，
過去的這個星期我參加了聖地牙哥的APEX 2013。 聖地牙哥是舉辦展覽的好地方, 但我總是忘記每年的這個時候天氣多麼寒冷(55-65°F)。 iConnect 007的老兄在展覽會上採訪了我； 話題是無鉛的可靠性以及消費電子品的成本如何被演示。你們可以在這裏閱讀本次採訪。
這些話題我經常 想到，所以讓我們討論一番。 首先，讓我們考慮一下可靠性。RoHS 在2006年7月1日實施,已經超過6½年。每年電子品的生產超過$1萬億的價值,因此，在這個時期,生產的消費電子品已經超過了$3萬億的價值。這個時代可靠性的問題並沒有“天蹋下來了”。我怎能這麼說呢?阿呀,我在達特茅斯的Thayer工程學校的辦公室正如穿過IT(資訊技術)部的大廳。他們購買了總共幾百萬美元價值的PCs機、印刷機和顯示器等。幾年前(大約早在2011年)，我遇到大多數的部門都提出他們購買的設備的可靠性是否會因為使用無鉛裝配而下降。他們齊聲問我：“什麼是無鉛裝配。”在我解釋了什麼是無鉛裝配之後,他們明確自己沒有看到可靠性有什麼變化。自從RoHS頒佈以來,我家裏已經購買了大約100種以上的電子設備,就過去而言，只有少數存在可靠性的問題。大多屬於硬體驅動器故障。在我朋友和同事的圈子裏，沒有人說過他們曾經注意到電子品故障的增加。所以，我得出結論，如果我的家庭和其他許多朋友沒有注意到，並不能說明消費產品的可靠性“實際上”更加糟糕了。
我對論文裏發表的錫-鉛焊料和錫-鉛焊料的可靠性資料作過正式的研究。Rockwell Collin’s JCAA/JGF-PP 無鉛焊接項目: -55C-125C 熱迴圈試驗最後報告的說明總結了我的綜述結論:
“用無鉛材料裝配的試驗介質(主要是錫-銀-銅)有某些試驗條件下顯示較低的可靠性。”Nay sayers可能很快建議說這說明無鉛並不理想。但可以這樣認為:“在超過一半多的試驗條件下,用無鉛材料裝配的試驗介質可靠性更高。”Rockwell Collins論文的比較顯示無鉛更好占51例，錫-鉛更好占31例,一例持平。但令人煩惱的是用無鉛裝配的試驗介質在可靠性方面比小比鉛-錫試驗介質。後面的資訊使我相信無鉛不能用於關鍵使命的，高可靠性的和壽命期長的產品。必須懂得小量可靠性更差的裝配並加以糾正，無鉛適合關鍵使命的使用。今天消費電子品更短的生命週期也可能掩蓋這個問題。
成本如何？我完全不想降低成本，許多人已經努力使無鉛符合RoHS了。大約在2007年,我們的一個同事估計電子產業要符合RoHS需要$200億美元。我認為這個數字是低的，但從消費者的觀點看,不存在成本的困難。在執行RoHS之前和之後，PC的價格繼續下降，見下圖。在進行非科學性地調研我們的同事，家庭和朋友關於可靠性時，我也問過成本的問題。大家都認為電子品比以前更加便宜了。
挑戰依然存在，即使在消費電子品裏也存在枕頭現象,接枝,非濕開口（non wet opens）和其他缺陷。但是,我們都能夠以合理的價格，可靠地購買無鉛的、符合RoHS的產品。
歡呼,
Dr. Ron
圖像的來源:http://thomaslah.wordpress.com/
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