Les gens,
Vous trouverez ci-dessous les commentaires de Bob Landman sur mes messages concernant les moustaches en étain. Un dialogue amical comme celui-ci nous aide à apprendre davantage et est apprécié. Merci Bob, tu me gardes honnête !
Cependant, les commentaires de Bob ne modifient pas ma position, qui est la suivante :
1. Les moustaches d'étain existent et peuvent provoquer des défaillances.
2. Cependant, il n'y a pas encore de données qui suggèrent qu'il y a de nombreuses défaillances dues aux whiskers d'étain, ou qu'il existe un risque significatif de fiabilité dû aux whiskers d'étain dans les produits conformes à la directive RoHS. Le site web TW de la NASA ne signale que 26 défaillances.
3. Bien qu'elles ne soient pas complètement comprises, les moustaches d'étain peuvent être créées en laboratoire, et des techniques d' atténuation (et non d'élimination) et d'essai de fiabilité existent et ont été démontrées.
4. Avec plus de 1 000 milliards de dollars de produits électroniques conformes à la directive RoHS fabriqués depuis le début des années 2000, il n'y a pas eu de problèmes de fiabilité significatifs par rapport à la soudure à l'étain-plomb.
5. La fiabilité à long terme des produits sans plomb (> 5 ans) n'a pas été démontrée. Par conséquent, les produits critiques ne devraient pas utiliser d'électronique sans plomb à l'heure actuelle.
6. La soudure à l'étain et au plomb ne garantit pas une électronique exempte de défauts et d'une fiabilité parfaite.
Alors que je tape ce billet, je suis entouré de plus de 20 produits conformes à la directive RoHS, dont certains datent de 2005. À l'extérieur de mon bureau, à la Thayer School of Engineering de Dartmouth, se trouve notre centre informatique. Les milliers de produits conformes à la directive RoHS que le centre informatique achète chaque année (il me fournit mon ordinateur portable, etc.) sont presque tous conformes à la directive RoHS. Aucun problème de fiabilité inhabituel n'a été constaté.
Bob mentionne que le CALCE rapporte que 31% des ordinateurs portables tombent en panne au bout de 3 ans. Ce chiffre me semble bas. En lisant le document, on découvre que plus de 10% de ces 31% sont dus à des accidents.
Une étude portant sur 100 000 disques durs chez Google suggère que les défaillances des disques durs sont de l'ordre de 5 % par an, ce qui pourrait expliquer en grande partie les 20 % de défaillances en trois ans.
Le sans-plomb présente des défis en termes de processabilité et de fiabilité, tels que le graping, le head-in-pillow, le voiding, etc. Grâce à l'optimisation des processus guidée par les données à toutes les étapes de la fabrication des circuits intégrés, des composants et des assemblages, il est possible d'obtenir un bon rendement et une bonne fiabilité du sans-plomb.
C'est à nous qu'il incombe de réaliser les expériences et de mettre au point les techniques permettant de garantir que les produits conformes à la directive RoHS présentent une fiabilité acceptable.
Les commentaires de Bob suivent :
Ma source pour les véhicules morts qui arrivent chez les concessionnaires automobiles avec des problèmes de moustaches provient de mon ancien professeur de physique, le Dr Henning Leidecker, du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland. Le Dr Leidecker a déclaré qu'au cours des quatre dernières années, sept grands fournisseurs d'électronique automobile ont contacté son bureau pour s'enquérir des défaillances de leurs produits causées par les moustaches d'étain. Il a ajouté que son cabinet avait contacté Toyota pour lui proposer d'analyser son problème d'accélération, mais qu'il n'avait pas encore reçu de réponse. Pour un contexte complet, lisez le reste de l'article [http://wtop.com/?nid=108&sid=1898265].
Ron Lasky confirme que les pièces plaquées en étain pur développent des moustaches d'étain "avec un certain vieillissement". Selon la NASA, les moustaches peuvent se développer en quelques heures, jours, semaines, mois ou années. Cela dépend d'au moins six facteurs : la qualité de l'étamage, la contrainte résiduelle dans le revêtement, le fait que le revêtement ait été recuit ou non, l'uniformité du grain, la température, l'humidité et d'autres facteurs inconnus que nous ne comprenons pas encore. C'est pourquoi il est si difficile d'empêcher les moustaches de se développer et c'est pourquoi il y a tant d'articles publiés sur le sujet (comme vous pouvez le voir clairement sur le site web de John Barnes), mais nous ne comprenons toujours pas pourquoi et comment elles se développent.
Il est donc tout à fait possible que de "nouveaux" produits aient échoué à cause de moustaches d'étain ou peut-être d'une croissance dendritique.
La NASA ne peut pas nous dire qui sont les fabricants qui ont signalé ces événements en raison d'accords de confidentialité. Le Dr Leidecker dit qu'ils reçoivent ces appels d'autres industries également et que la plupart d'entre eux demandent un accord de non-divulgation. La NASA estime qu'il est préférable d'obtenir quelques informations plutôt que rien, n'êtes-vous pas d'accord ?
La semaine dernière, lors de la conférence CALCE à l'UMd, il a été signalé que 31 % des ordinateurs portables tombent en panne au bout de trois ans. Voici le lien vers le rapport http://www.squaretrade.com/pages/laptop-reliability-1109/ Aucune information n'est donnée quant à la nature de la défaillance. Est-ce dû aux moustaches ? Nous n'en savons rien.
Ce que nous savons, c'est que les lois de la physique n'ont pas été abrogées. L'étain produira très certainement des moustaches, de sorte que l'utilisation de soudures sans plomb et de composants étamés doit entraîner la formation de moustaches d'étain.
La NASA continue d'enregistrer les défaillances. Le centre Goddard de la NASA étudie actuellement les incidents liés à Toyota pour le compte de la NHTSA. Là encore, une déclaration de non-divulgation a été signée et la NASA ne peut donc pas faire de commentaires sur l'étude pour le moment.
David Gilbert, de la Southern Indiana University, a démontré qu'une faible résistance ou un court-circuit entre les fils reliant l'électronique de la pédale au module de commande électronique provoquait l'ouverture complète de l'accélérateur des Toyota. Peut-être le problème est-il dû à la fabrication sans plomb (que Toyota admet avoir commencé en 2002-2003) ? Peut-être s'agit-il d'un problème de logiciel ? Nous ne le savons pas encore, mais nous pouvons être raisonnablement certains que tous les accidents ne sont pas causés par les propriétaires des véhicules. Vous pouvez voir des photos des pièces de Toyota sur mon site web [www.hlinstruments.com//RoHS_articles/Toyota/]. La pédale a une disposition de carte électronique avec laquelle je me serais senti à l'aise. En particulier, la partie SOIC qui convertit les signaux des capteurs à effet Hall (qui détectent la position de la pédale) en signaux 1-5Vdc envoyés au module de contrôle électronique est très proche du bord de la carte. La carte a des bords dentelés, ce qui indique qu'elle a été détachée d'un grand panneau de ces cartes après que les pièces ont été soudées. Il est possible qu'une trace ou un fil se soit cassé ou que l'un des condensateurs ou des résistances se soit rompu. Nous savons que la soudure sans plomb est plus fragile que la soudure à l'étain-plomb. Peut-être que quelques cartes sont marginales et qu'avec le temps un fil s'ouvre ou devient intermittent ?
L'UE a été avertie que l'interdiction du plomb dans les assemblages électroniques entraînerait des moustaches d'étain et des joints fragiles, mais elle est allée de l'avant et a interdit le plomb dans les soudures à l'étain-plomb et les revêtements sur les pièces. Elle a reconnu la possibilité d'une réduction de la fiabilité sous la pression intense des industries à haute fiabilité et a exempté certains produits (militaires, aérospatiaux, etc.). Quelle différence cela a-t-il fait puisque la majorité des fabricants de composants ont refusé de continuer à proposer des fils étamés ? C'est pourquoi la NASA remplace ses composants par de l'étain-plomb chez Corfin Industries et n'utilise que des soudures à l'étain-plomb.
Bob Landman
Santé,
Dr. Ron
L'image est une carte de capteur de position de la pédale d'accélérateur de Toyota, provenant du Toyota Gilbert Report.
