【国家标准】 航空电子过程管理 含无铅焊料航空航天及国防电子系统 第21部分：向无铅电子过渡指南

ICS49.025.01
CCSV25
中华人民共和国国家标准
GB/T41275.21—2022/IEC/TS62647-21:2013航空电子过程管理
含无铅焊料航空航天及国防电子系统第21部分：向无铅电子过渡指南Process management for avionicsAerospace and defence electronic systemscontaining lead-free solder-Part21:Guidelines for transition to lead-freeelectronics
(IEC/TS 62647-21:2013,Process management for avionicsAerospace anddefence electronic systems containing lead-free solder--Part 21:Programmanagement--Systems engineering guidelines for managing the transition tolead-freeelectronics,IDT
2022-03-09发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2022-10-01实施
1范围
2规范性引用文件
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
3.2缩略语
4项目管理/系统工程管理关注点综合讨论·4.1
IEC/TS62647-1的关注点
额外的项目管理/系统工程管理的其他关注点5
要求定义
顾客要求
额外的主承包商要求
变更控制
使用环境
6.1对使用环境的影响
6.2对储存和运输的影响
7决策标准
7.1关于无铅的项目决策
符合IEC/TS62647-1
7.3焊料合金的选择
7.4其他项目
供应商无铅控制计划
供应商采购和分包商控制
可生产性计划
生产变更
生产风险管理
供应商无铅实施计划·
再鉴定/测试计划
delta鉴定或再鉴定
通过分析/测试进行验收
GB/T41275.21—2022/IEC/TS62647-21:2013次
GB/T41275.21—2022/IEC/TS62647-21:20139.4通过相似性进行验收·
10返工/修复和维护。
供应商针对无铅产品的返工/修复给出的建议维护和培训文件
风险管理
项目风险等级识别
风险分析
风险减轻
向顾客介绍
符合IEC/TS62647-1
系统工程管理计划
其他给顾客的交付物
附录A（资料性）
附录B(资料性)
层级与相关风险的关系矩阵
欧盟指令及第13148号行政命令的链接附录C（资料性）
项目经理处理无铅问题的总检查表附录D（资料性）此内容来自标准下载网
附录E（资料性）
参考文献
评估供应商与IEC/TS62647-1符合性的制造过程评估总检查表建议的项目语言(按合同约定)
GB/T41275.21—2022/IEC/TS62647-21:2013前言
本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则起草。
本文件是GB/T41275《航空电子过程管理GB/T41275已经发布了以下部分：一第2部分：减少锡有害影响；
第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定含无铅焊料航空航天及国防电子系统》的第21部分。第3部分：含无铅焊料和无铅管脚的系统性能试验方法；第21部分：向无铅电子过渡指南。本文件等同采用IEC/TS62647-21：2013《航空电子过程管理含无铅焊料航空航天及国防电子系统第21部分：项目管理：无铅电子过渡管理系统工程指南》，文件类型由IEC的技术规范调整为我国的国家标准。
本文件做了下列最小限度的编辑性改动：为与现有标准协调，将标准名称改为《航空电子过程管理含无铅焊料航空航天及国防电子系统第21部分：向无铅电子过渡指南》。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国航空电子过程管理标准化技术委员会（SAC/TC427)提出并归口。本文件起草单位：中国航空综合技术研究所、中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所、广州兴森快捷电路科技有限公司、中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所。本文件主要起草人：邵文韬、许峰、靳婷、刘刚、乔书晓、胡梦海、吕冰、赵丙款、贺明忠、刘站平。用
GB/T41275.21—2022/IEC/TS62647-21:2013引言
GB/T41275规定了航空航天、国防和高性能电子系统实现无铅化的管理要求与技术要求，拟由3个部分构成。
一第2部分：减少锡有害影响。自的在于规定航空航关、国防和高性能电子系统为减少锡有害影响而采取的技术方法。
一第3部分：含无铅焊料和无铅管脚的系统性能试验方法。目的在于规定含无铅焊料和无铅管脚的航空航关、国防和高性能电子系统的性能试验方法与试验规程。-第21部分：向无铅电子过渡指南。目的在于规定航空航天、国防电子系统项目管理层或系统工程管理层管理向无铅电子过渡的工作指南。当采购方和供应商之间未细致协调时，航空航天、国防和高性能（ADHP）电子制造商可能会无意中引入无铅元素［包括零部件镀层、印制线路板（PWBs)或印制电路板（PCB)镀层，或组装件焊料]。比如，零部件制造商不一定会为了识别无铅镀层而改变部件编号，特别是原有的锡铅镀层零部件已经停产的情况下。零部件和文件的详细检查在接收检验时至关重要，但可能不足以识别出无铅零部件。无铅技术会影响任何项目，不管项目是获豁免或者受制于环境法规而采用无铅。无铅焊接技术的产业转型可能在以下一个或两个方面影响ADHP项目：a）如果项目需实施无铅技术（合同要求、环境法规等），那么项目经理/焊料系统工程师需要评估无铅的内部过渡对设计（使用无铅技术的产品性能）、过程（制造无铅产品的过程）的影响；b）如果项目中的产品/系统采购了货架产品（COTS)，那么这些采购产品中极有可能包含无铅焊料或含无铅镀层的部件、印制线路板（PWBs）、印制电路板（PCB)、或电路板组装件（CCA)。本文件中描述的基本原则可用于任何航空航天和高性能项目的项目管理或系统工程管理。本文件中的附录描述了可与本文件结合使用的工具。附录A为产品层级与无铅过渡相关风险之间的关系矩阵。附录B包含了文件中引用的欧盟指令链接，附录C包含项目经理处理无铅问题的通用检查单，内容来自本文件的总结。附录D包含评估供应商与IEC/TS62647-1符合性的生产过程评估总检查单。附录E为保证无铅产品的性能、可靠性、适航性、安全性及可认证性的建议项目语言。本文件依据IEC/TS62647-1制定，用于协助项目，保证产品的性能、可靠性、适航性、安全性和可认证性。需要注意的是，项目经理、系统工程师及各自组织、相应的企业机构需共同合作，确保能理解无铅技术引入的所有影响，减轻相应风险。在本文件中，“项目管理（或经理)或系统工程管理（或经理)或相应的企业机构”定义为“项目经理”。项目经理和系统工程经理（连同各自的组织一起），以及合适的企业机构应一起合作，确保引人无铅技术的所有影响能被理解，且风险得到相应缓解。IV
1范围
GB/T41275.21—2022/IEC/TS62647-21:2013航空电子过程管理
含无铅焊料航空航天及国防电子系统第21部分：向无铅电子过渡指南本文件规定了在项目管理层或系统工程管理层对含无铅焊料航空航天及国防电子系统过渡的管理要求，以保证产品的性能和可靠性。本文件适用于航空航天、国防电子系统行业，其他高性能、高可靠性行业可参照使用。2·规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
IEC/TS62647-1航空电子过程管理含无铅焊料航空航天及国防电子系统第1部分：无铅控制计划准备(Processmanagementforavionics—Aerospaceanddefenceelectronic systemscontaininglead-freesolderPartl：Preparationforalead-freecontrolplan)IEC/TS62647-2航空电子过程管理含无铅焊料航空航天及国防电子系统第2部分：减少锡的有害影响（ProcessmanagementforavionicsAerospaceanddefenceelectronicsystemscontaininglead-free solder—Part 2:Mitigation of deleterious effects of tin)注：GB/T41275.2一2022航空电子过程管理含无铅焊料航空航天及国防电子系统第2部分：减少锡的有害影响（IEC/TS62647-2：2012，MOD）3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
组装件assemblies
需要进行电气连接的电子产品，包括导线或元器件引出端的焊接。示例：电路板和连接线。
［来源：IEC/TS62647-1:2012，3.1]3.1.2
货架产品commercial-off-the-shelf；COTS设计和外形由制造商确定、用户无控制权利的产品。注：产品可能是部级、分组件、组件或系统。［来源：IEC/TS62647-12012，3.3］1
GB/T41275.21—2022/IEC/TS62647-21:20133.1.3
关键特性
critical
如有故障，可能危及人身安全、导致武器系统或完成所要求使命的主要系统失效的特性。［来源：IEC/TS62647-1：2012，3.2]3.1.4
顾客customer
包括以下三种实体或组织：
a）将零件、焊接组件、单元或系统集成到更高控制等级的系统的实体或组织；b）运行更高控制等级的系统的实体或组织；c）证明系统使用功能的实体或组织。示例：可包括最终产品用户、集成商、监管机构、经营商、原始设备制造商（OEMs)和分包商。［来源：IEC/TS62647-1:2012，3.5]3.1.5
高性能highperformance
在可能极其恶劣的最终使用环境中，故障时间是不能接受的，在需要的时候应用（产品、设备、电子产品、系统、程序)必须运行其持续性能或需求性能。示例：高性能应用包括生命维持或其他关键系统。［来源：IEC/TS62647-1:2012，3.7]3.1.6
无铅lead-free
电子产品中含铅量（重量计)低于0.1%的状态。［来源：IEC/TS62647-1:2012，3.8]3.1.7
Jlead-freecontrolplan;LFCP
无铅控制计划
航空航天或军事系统供应商文件，此文件定义了向计划所有者及其顾客以及所有其他收益者保证的过程，内容包括含无铅焊料、无铅部件和PWB镀层的航空航天、国防和高性能高可靠性电子系统将继续保持可靠性、安全性、可生产性、可支付性和可支持性。［来源：IEC/TS62647-1.2012，3.9]3.1.8
无铅锡Pb-freetin
纯锡或任何铅(Pb)含量（重量计)低于3%的锡合金。注：在本文件中，纯锡以外的某些无铅镀层，如锡和锡铜也视为“锡”，但尚未对这些合金进行锡须性能评估。［来源：IEC/TS62647-1:2012，3.11］3.1.9
无铅锡镀层
Pb-freetinfinish
器件、电路板或其他硬件（包括有涂层的、封装的或以任何方式未暴露的所有引线和表面)内外部无铅的最终镀层或底镀层。
注：可包括电气零件、机械零件和电路板上的镀层。不包括无铅散装焊料、组装件材料、焊球或无铅锡镀层被完全替换掉的器件（符合GEIA-STD-0006要求）。[来源IEC/TS62647-1：2012，3.123.1.10
印制电路板/印制线路板printedcircuitboard;PCB/printedwiringboard;PWB在覆铜层压板上蚀刻出导电通路、导线或信号走线，从而实现电子元件电气连接的电路板。2
部件piecepart
GB/T41275.21—2022/IEC/TS62647-21:2013在没有破坏的情况下，通常不拆卸的电子元器件，通常与印制电路板连接执行电气功能。［来源：IEC/TS62647-1：2012，3.14]3.1.12
repair
用一种符合适用图纸要求或技术规范的排除故障方法，排除故障，恢复有缺陷产品的功能的操作。［来源：IEC/TS62647-1.2012，3.17］3.1.13
返工rework
使单元（SRU/LRU/系统）恢复至满足所有工程图纸要求所采取的措施，包括通过修复功能性和物理配置。
注：通过使用原来的工艺或变更的等效工艺，保证不合格产品完全符合适用图纸要求或技术规范的操作。［来源：IEC/TS62647-1:2012，3.16]3.1.14
分包商sub-contractor
在指定高可靠些行业内，负责电子系统供应、维护、维修或支撑的组织，并非此类系统的顾客或用户的直接供应商。
［来源：IEC/TS62647-1:2012，3.223.1.15
供应商supplier
设计、制造、维修或维护零件、单元或系统的实体或组织。注：供应商包括原始设备制造商（OEMs)、修理厂、分包商和零件制造商。［来源：IEC/TS62647-1:2012，3.23］3.1.16
系统system
实现电气功能的一个或多个单元。［来源：IEC/TS62647-1:2012，3.24]］3.1.17
锡须tinwhisker
锡(Sn)表面自然生长的晶体，可能是圆柱形、扭结状或扭曲状。注：典型的锡须纵横比(长/宽)大于2，生长的较短的锡须称为结瘤或不规则状喷发。［来源：IEC/TS62647-1:2012，3.26］3.1.18
单元unit
在机箱或更高等级系统内实现电气功能的一个或多个组装件。［来源：IEC/TS62647-1：2012，3.27］3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
ADHP：航空航天、国防和高性能（aerospace，defenceandhighperformance）ATP：验收测试程序（acceptancetestprocedure）CCA：电路板组装件（circuitcardassembly）3
GB/T41275.21-2022/IEC/TS62647-21:2013COTS：货架产品（commercialoff-the-shelf)ENIG：化学镀镍/浸金（electrolessnickel/gold）EU：欧盟（EuropeanUnion）
FMECA：失效模式、影响及危害性分析（failuremodeeffectsandcriticalityanalysis）GEIA：政府电子与信息技术协会（GovernmentElectronicsandInformationTechnologyAssociation）IR：红外(infra-red)
LFCP：无铅控制计划（lead-freecontrolplan）OEM：原始设备制造商（originalequipmentmanufacturer）OSP：有机可焊性保护剂（organicsolderabilitypreservative）Pb-free：无铅（lead-free）
PMP：零部件、材料、流程（parts，materialsandprocesses）PWB：印制线路板（printedwiringboard）PCB：印制电路板（printedcircuitboard)SEMP：系统工程管理计划（systemengineeringmanagementplan）Sn-Pb：锡/铅（通常锡含量63%/铅含量37%)[Tin/lead（e.g.63%tin/37%lead)]4项目管理/系统工程管理关注点综合讨论4.1概述
不管项目层级或大小如何，从锡铅焊料到无铅焊料的变更会影响所有电子项目，项目经理应识别变化将会对项目产生怎样的影响，无论项目处于系统级、单元级、组装件级还是零部件级。项目经理还需要了解在项目中引入无铅的位置（组装件焊接、还是仅零部件镀层等）。附录A区分了各个层级和需要考虑的相关风险。为了顺利实现无铅过渡，需考虑4.2和4.3所涉及的关注点。4.2IEC/TS62647-1的关注点
4.2.1概述
依据IEC/TS62647-1，项目中的关注点包括可靠性、配置控制、风险管理、系统中锡的影响，以及返工/修复和维护。
4.2.2可靠性
项目经理宜理解无铅过渡过程如何影响项目的可靠性。如果单元或系统包含Sn-Pb和无铅组装件、部件等，项目经理或指定人员宜理解Sn-Pb和无铅焊料混装的影响、对封装类型/几何结构的影响和无铅焊料受项目使用环境的影响。此外，为了促进系统性能提升，项目经理宜考虑在项目整个阶段做好可靠性数据收集工作。
4.2.3配置控制
配置控制的需求对无铅过渡至关重要。研究表明，在高应力环境下（例如，国防、商业航空航天或太空环境)，锡铅和无铅焊料混装，或者不同合金的无铅焊料和零部件(不同合金的焊料或镀层)混装对产品长期可靠性有不利影响。项目经理应了解项目环境所必需的适当配置控制（例如，可追溯性）。需要注意的是，项目经理应决定不同层级（例如，零部件、组装件、单元、系统)应采用的配置控制措施。GB/T41275.21—2022/IEC/TS62647-21:2013端子（元件引线）的材料成分在保证成品的可靠性和性能方面起决定性作用。项目经理宜确保供应商处有适当的且经过验证的程序，这些程序能够准确鉴定焊接组装件中所用部件的材料成分，并确保材料成分与供应商的焊接工艺相匹配。项目经理可要求供应商处提供能反映相应质量控制程序的零部件、材料和流程计划。该计划宜包括影响最终产品可靠性的分包商制度。4.2.4风险管理
需要对特定的项目环境条件的无铅过渡进行风险识别和风险评估。需要及早识别风险并制定减轻策略。项目经理负责实施完整的风险管理计划。4.2.5锡的有害影响
航空电子设备或高性能系统中的无铅锡镀层可能会对系统功能造成有害影响，因为锡须可从表面自发生长。ADHP系统已经引人了无铅锡镀层零部件，但对其带来的影响却了解甚微。项目经理需要通过生命周期采购或对零部件重新镀层的方式，制定消除产品中无铅锡的计划，或者制定解决和减轻风险的计划，
为控制并减少与锡须密切相关的无铅锡镀层的使用，IEC/TS62647-2规定了使用无铅锡镀层零部件的标准方法，定义了3个基本等级以及其他子级。这些等级可概括如以下内容。a）1级：不限制无铅锡镀层的使用。b）2级：在某些情况下允许使用无铅锡镀层，具体为：1）2A级。在大多数情况下使用无铅锡镀层时未采用明确的控制措施是可接受的，但需要记录锡须生长可能性、锡须影响的估算方法以及减轻策略。合同文件中规定的一些特定情况下，可禁用无铅锡镀层。
2）2B级。仅限于顾客批准和指定控制措施的情况下，可使用无铅锡镀层。这种关于无铅锡镀层的批准可覆盖系统内部多种零部件及应用。合同文件中规定的一些特定情况下，可禁用无铅锡镀层。
3）2C级。限制使用无铅锡镀层。除非顾客批准，否则禁止使用无铅锡镀层。应提供无铅锡镀层使用的具体说明及必需的控制措施，并逐项审查。c）3级：禁止使用无铅锡镀层，应采取措施验证其合规性。这些等级设计用于需求建议书和控制文件中。顾客宜基于关键特性、产品对风险的承受能力以及产品项目的其他减轻特征（例如，穴余和可修复性），确定合适的产品控制等级。针对许多较大的项目，不同的子系统或单元可能需要不同的控制等级，控制等级可基于顾客和供应商之间，就应用和供应商减轻方案的相关内容，达成协议后确定。大多数情况下，原始设备制造商（OEMs)应具备有助于选择合适控制等级的策略。项目经理宜与其公司合作制定策略，协助实现项目范围内的一致性要求。镀层测定或减轻应用可能产生误差，项目经理需做好处理的准备。误差可能只是项目正常程序豁免过程中产生的变化，也可能需要更加深入的风险评估，这取决于项目的关键特性等级。4.2.6返工/修复和维护
如果在同一组装件上使用锡铅、无铅焊料或零部件，则需关注返工/维修和维护问题。研究表明，在高应力环境中，锡铅、无铅焊料混装的焊点/接头的可靠性可能会降低。项目经理宜使顾客意识到，当在无铅组装件或零部件上使用标准焊料（例如，含锡60%/铅40%或锡63%/铅37%）时，进行现场返工/维修和维护将有较大风险。
GB/T41275.21—2022/IEC/TS62647-21:20134.3额外的项目管理/系统工程管理的其他关注点4.3.1概述
从项目整体角度来看，项目经理还有其他的关注点，包括成本、零部件淘汰、货架产品（COTS）、质量、合同语言、其余现有的项目约束、项目系统工程管理计划（SEMP)的更新。除此以外的问题可根据特定项目需求解决。
4.3.2成本
项目经理需要量化无铅过渡的成本、决定成本承担方，并识别该状态可能发生的变化，新增成本可能来自额外的风险管理测定、配置控制、返工/维修及维护变更、图纸变更、重新设计、再鉴定/delta鉴定等。
4.3.3货架产品
4.3.3.1概述
未考虑项目要求的无铅COTS的替代品可能被允许使用，需项目经理重点关注。4.3.3.2COTS零部件
供应商可在项目中请求替换为无铅镀层零部件，这不仅因为零部件供应商淘汰了标准锡铅镀层，也由于替换的是COTS零部件。项目经理或指定人员宜准备好控制措施并理解IEC/TS62647-2，以减少无铅镀层零部件、无铅镀层COTS带来的相关风险。项目经理需确保项目所用的零部件、材料和流程（PMP）控制计划已更新，并解决无铅零部件的识别和道踪问题；如果PMP控制计划不适用于该项目，项目经理需确保PMP职能小组了解每个替代零部件的情况并充分解决无铅零部件的问题。4.3.3.3COTS组装件
COTS可能包括COTS组装件，含有无铅零部件或无铅焊接组件的COTS组装件会给项目带来潜在风险。项目经理需确保项目所用的零部件、材料和流程（PMP)控制计划已更新，并解决无铅组装件的识别和追踪问题。如果PMP控制计划不适用于该项目，项目经理宜确保PMP职能小组了解每个替代零部件的情况并充分解决无铅组装件的问题。4.3.4质量
质量是无铅过渡中的一个关键的关注点，项目经理需保证最终产品在所有层级满足特定的可靠性的技术和操作要求，包括来源于分包商以及向分包商传递的需求、执行情况和证明文件。4.3.5合同语言
新合同中需包括顾客关于无铅零部件要求的合同语言。合同语言的示例见附录E。4.3.6项目约束
项目经理需主动了解所有影响项目进度(包括所有完整的主计划项目)的因素，重点关注无铅零部件的再鉴定/delta鉴定和额外的可靠性测试导致的交货进度的变更。此外，如果风险减轻计划包含长引线锡铅镀层零部件的生命周期采购（由于淘汰），更新后的进度表需反映变更情况。4.3.7系统工程管理计划
若存在无铅过渡，项目经理宜重新评估项目的系统工程管理计划并更新，以保证计划中包含项目的6