清华-伟创力SMT实验室《 无铅电子产品可靠性 》

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无铅电子产品可靠性
清华－伟创力SMT实验室王豫明勘利王天曦

电子产品的可靠性是指整个连接系统的，而不单指焊点，它还包括PCB、元器件。无铅焊接与Sn/Pb焊接相比，只有短短的十几年，而研究Sn/Pb的可靠性已经40－50年了，很清楚地知道有哪些问题。无铅我们还不知到有哪些问题。有些问题有答案，有些还没有答案，只是刚刚提出，对于无铅可靠性的问题是工业界面临最紧迫的问题。本文提出一些工业界面临的电子板级产品可靠性问题，供大家参考、讨论。

一、电子产品可靠性概念
1．可靠性定义
可靠性是指产品在规定的时间内，在规定的条件下，完成规定任务的概率和可能性。
电子产品和系统是在一定的应用条件下、一定使用时间内发挥作用。各种产品的应用条件各不相同，如空调主要是温湿度的影响，而冲击的变化不大；汽车电子，不仅温湿度变化很大，而且震动很大，机械冲击也很大。各种电子产品的使用寿命要求也不一样，如手机，寿命1－3年；而汽车电子、通讯设备的寿命要求很高。所以在特定条件下，在特定时间范围内，我们希望产品的失效不能超过某一个程度，完成产品所能完成任务的概率或可能性就是产品的可靠性。可靠性是和相应的载荷、使用环境、应用周期有关。
电子产品是由各部件互连组成，其中最重要的是PCB组装连接，连接的失效也是一个概率问题，它设涉及到焊点、PCB、元件失效的概率。除此之外，PCB的装配还涉及到电化学失效概率。PCB组装连接可靠性对产品的可靠性起着至关重要的作用，称为板级产品的可靠性。它涉及的问题主要是焊点、PCB、元件以及电化学可靠性。
2．载荷条件
可靠性是相对于一定载荷条件的概率。所以可靠性一定是指在某种载荷条件的可靠性。
载荷条件是指任何条件加入系统上，使系统的性能恶化或影响可靠性的条件，都是载荷条件。载荷是一个广义的载荷，不光只是热冲击、热循环。系统在很多情况下所受到的是机械载荷，但又并不完全是机械载荷，它还包括温度、湿度、电压、电流等条件，在这些条件下，也会造成产品的失效，也是一种载荷。所以载荷要广义的理解。
机械载荷是电子产品常受到的载荷，它又分为周期性载荷和冲击性机械载荷；周期性载荷也有低周期载荷和高周期载荷之分。

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