“能以较少的投入去完成的事情，若以较多的投入去做，便是徒劳。”
——William of Occam（14世纪的英国方济会修士、逻辑学家和哲学家）
许多科学家熟悉“Occam的剃刀原理”（有时也称为简约法则）。其基本理念假设，当试图解释任何观察到的给定现象时，最简单的解释比那些复杂的更可取。这一理念背后的理由是，简单的理论更容易检验和验证是否是巧合或是正确的。简约，是历史上最伟大的名人所采纳的原则。Thoreau催促：“简化，简化。”爱因斯坦建议：“一切都应该尽可能简单，而不是更简单。”这些伟大的老师既教学又启发灵感；尽管在整个人类历史上都有回响，但他们的话并不一定总是被遵循，因为讽刺和不幸的是，使事情变得更复杂比使事情变得更简单更容易。然而，这些宝贵的教诲几乎影响了我的一生。
考虑到这一点，我将假设长期阅读我的专栏的读者可能熟悉Occam工艺。2007年欧盟禁止电子焊料含铅之后，我首次提出了该工艺。Occam工艺旨在消除大多数（如果不是全部）电子制造中的焊料（根据一篇相对较新的学术论文[1]，焊料缺陷可能是70%故障的根本原因），以消除对焊料中铅的担忧。
受到行业基于普遍认为双列直插式封装（DIP）的引线间距为100mil的影响，标准网格的想法对我很有意义。因此，无焊料组装的想法伴随着新理念，即所有SMT IC封装行业（使引线间距和形式在转换为SMT的过程中爆炸式增长）在未来可以/应该尽量减少引线间距，最好是单一的标准基本网格间距，类似于早期100mil间距，以保持美观和简单。从单一的基础上，封装开发人员可以减少封装数量，以满足绝大多数IC封装需求。建议为0.5 mm，所有封装设计都在该网格上有端子，使设计布局更加简单。此外，有人建议，所有端子均为简单的铜（即无焊料、镍金等类似可焊涂层）。由于组装过程不使用焊料（所有连接都将通过镀铜实现），因此器件不会经历高温工艺——即首先在高温下连接焊料球，然后通过一个或多个热循环再将其安装到PCB上，这会累积降低器件和基板的可靠性。
图1：1995年使用乐高积木制作的模拟电子模块
几年前，我写了一本关于Occam工艺的简单小册子，书名为《电子产品的无焊焊料组装——SAFE方法》（Solderless Assembly for Electronics，简称SAFE）[2]。它没有进入《纽约时报》畅销书排行榜（我想这是因为可免费获取该书）。尽管如此，作为一本技术书籍，它的发行量还是相当可观。但我突然想到，我可以进一步简化信息，创建Occam工艺与传统PCB制造及组装流程的对比表，以便任何人直观了解该工艺。我提供了这个表（见表1）以及乐高“模块”的图片（见图1），这是我的老朋友兼同事Vern Solberg应我的要求用乐高积木制作的，还有以任何人都能理解的方式简单说明，其目的是帮助Tessera的客户。Tessera是一家开创性的芯片级封装公司，我们在20世纪90年代中期都曾在该公司工作过。Tessera的目的是帮助客户直观地看到并欣赏所有器件都用相同间距的巨大潜在价值。杰出的电子互连设计师及同事Darren Smith更进一步地展示了这种潜力，他将最初的设计工作量减少了约70%，同时在没有使用极细走线的前提下，将层数从原来的12层减少到6层。
其中，图1说明了使用所有端子具有标准网格间距的元件之显著优势，可使设计布局和布线变得更加简单。
因此，为了保持简单，表1中显示了目前的发展状况。我预计列表会越来越长，因为我（也许是你？）认识到无焊料组装的更明显好处。
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表1（上）：Occam/安全工艺与传统PCBA制过流程的对比
表1（下）：Occam/安全工艺与传统PCBA制过流程的对比
备注：上述价值判断是主观的。基于数十年来对行业技术文献的客观观察和分析，这些文献通常描述与制造过程相关的问题，这些问题可能会显现为PCB组件中的缺陷和故障。前提条件：先把正确的事情做对，好过错误的事情做得完美。
结论
焊接是复杂的工艺，其中可能经常出错，在良率和可靠性方面都远远不够完美。我在过去十年的演讲中经常提到，焊料在未来电子制造业中能够并将发挥重要作用。
但是，熟悉工艺并不能保证永远正确。我注意到越来越多有关焊料问题，以及关于下一代无铅焊料合金（上次统计为78种合金）、下一个最佳助焊剂、表征回流焊工艺的最佳方法、最近发现的问题以及确定该问题的最佳设备和修复工具的建议。在我的有关SAFE的书中，我以图形化的方式将焊接行业描述为现代Sisyphus；把焊料球推上一座小山，结果它又滚下来，明天再次把推到山顶。当然，工作是有保障的，但对灵魂来说，代价是什么呢？
改变不可避免，但令人恐惧。莱特兄弟第一次并没有从悬崖上起飞，而是在沙滩上起飞的。他们不是傻瓜，而是清楚飞行的潜在好处，因此直面恐惧。今天，40000英尺的高空比在地面更安全，航空旅行是最安全的出行方式。我相信未来的设计师最终会了解使用Occam、遵循8个世纪前的原则去设计产品的好处。再次强调，让事情变得简单。
这句关于设计简约主题的名言出自法国著名作家Antoine de Saint-Exupér自传体人生冒险书《风、沙和星星》（Wind，Sand and Stars）中的名言：“一个（优秀的）设计师知道，当其作品没有什么可以删除，而不是没有什么可以再添加时，就达到了完美”。
参考内容
1.“Reliability issues of lead-free solder joints in electronic devices,” Science and Technology of Advanced Materials, Volume 20, 2019, printed at Taylor and Francis Online.
2.Solderless Assembly for Electronics: The SAFE Approach, by Joe Fjelstad.
Joe Fjelstad是Verdant Electronics公司的创始人，任公司CEO，也是电子互连和封装技术领域的国际权威人士和创新者，拥有185多项已发布或正在申请的专利。
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