T R O U B L E-S H O O T I N G T H E P R I N T E D C I R C U I T S 目录TABLE OF CONTENTS
简介
( INTRODUCTION )
1问题解决之概论
( TROUBLE-SHOOTING OUTLINE )
2 润焊不良
( NON-WETTING & POOR WETTING )
滚轮片3润焊不均匀
( DEWETTING )
( SOLDER BALLS FROM WAVE SOLDERING )
5. 泠焊
( COLD SOLDER JOINTS )
6焊点不完整，焊孔锡不足及贯穿孔壁润焊不良( INCOMPLETE FILLETS, UNFILLED HOLES,& POOR SOLDER RISE )
7吃锡过剩(包锡)
( EXCESS SOLDER )
8. 冰柱
( ICICLING )
9. 架桥
( BRIDGING )
10锡和零件的短路
( SOLDER & COMPONENT SHORT CIRCUITS )
简介
INTRODUCTION
需要补焊的不良焊点是一个复杂的主题。首先须判断「设计不良」、「焊接性问题」、「焊锡材料无效」或是「处理过程及设备的问题」。此外，技术及检验标准往往也会造成不必要的补焊。因为每个电子工业所需要设立的焊锡作业及品质标准不尽相同，在此将不列入讨论范围之内。
很多被认为不良的焊点，事实上是没有问题的。只不过太多广被认同的检验标准，错误的强调焊点的美观而忽略了它的功能，如此一来，也造成了这项工业上一笔庞大而不合理的补焊费用。切记：补焊并不一定能改善品质。
在我们将假设PC板的设计、材料的选择及焊接的前过程均没有问题，而只针对焊锡过程技术上所出现的问题来做一番探讨。
有关特殊的焊锡问题及建议性的解答、将会列举于本课程中。虽然许多焊锡问题有重复的模式可循，但每家电子公司所面临问题仍不完全相同，因此，将没有所谓“标准答案”。本公司在此提供多年来的经验累积以供参考，但使用者还是必须针对个别的问题去做适当的处理。
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1. 问题解决之概论
当问题发生时，首先必须检查的是制造过程的基本条件。我们将它归类为以下三大因素﹕
1.1材料问题﹕
这些包括焊锡的化学材料如助焊剂、油、锡、清洁材料，还有PCB的包覆材料。如防氧化树脂、 暂时或永久性的防焊油墨及印刷油墨等。
1.2焊锡性的不良﹕
这涉及所有的焊锡表面，像零件(包括表面粘着的零件/SMT零件)、PBC及电镀贯穿孔，都必 须被列入考虑。
1.3生产设备的偏差﹕
包括机器设备和维修的偏差以及外来的因素、温度、输送带的速度和角度，还有浸泡的深度等等，是和机器有直接关系的变量。除此之外，通风、气压之降低和电压的娈化等等之外来因素也都必须被列入分析的范围之内。
每个问题皆有它不同之处，不能一概而论。以下是一系列标准的检查步骤。可以帮忙您出问题的来源。
步骤一﹕焊锡流程中，变量最小的应属于机器设备，因此第一个检查它们，为了达到检查的正确性，可用独立的电子议器辅助，比如用温度计检测各项温度、用电表精确的校正机器参数。从实际作业及记录中，出最适宜的操作条件。注意﹕在任何情况下，尽量不要想调整机器设备来克服一些短暂的焊锡问题，这样的调整可能会寻致更大的问题发生﹗
步骤二﹕接下来检查所有的焊锡材料。助焊剂的比重、透明度、颜、离子含量等及锡铅合金的纯度，这是一项持续的工作，定期检查加上不定期抽检，都有助于其品质的确保。
步骤三﹕PBC及零件的焊锡性不良，是造成焊锡问题最大的因素。研究PBC之焊锡问题，必须先把其祂可能发生的变量固定或隔离，然后逐一探讨。例如当零件脚发生焊锡不良时，可以先锁定其祂变量，只针对这些焊锡不良的零件脚彻底〔比较〕与〔分析〕，这种方式的追踪，问题的来源很快就会明朗
步骤四﹕检查贯穿孔(PTH)的品质，冲孔、钻孔等缺点，可以放大这设备看出贯穿孔表面是否平整、干净或是有其祂杂质、断列或电镀的厚度标不标准。追查焊锡问题的过程中，原理和观念正确外，步骤是非常重要的。如何以比较及分析的步骤有效的出问题所在，是电子工程人员最大的课题。
2润焊不良(润湿不良)
焊锡性的良否，取决于被焊锡物是否能得到良好的润焊(wetting)，所以焊点的品质也就决定于「润焊」的好坏。基本上，焊锡能润焊铜垫或其祂金属，而这些金属的表面不能被氧化物所覆盖或沾到其祂杂质(如灰尘、有机化合物等)，「润焊」不好，都是被焊物表面不干净所造成。
润焊不良(non-wetting)和润焊不均匀( dewetting )，两者之间因为发生时的过程不同，所以必须分别讨论。「润焊不良」的情况是当焊锡时，锡无当法全面的包覆被焊物表面，而让焊接物表面金属裸露，这情形特别容易在裸铜板发生(图2-1)，图中红图形的裸铜布满整个焊锡面，其图形的外围主要是锡的内聚力所形成。
换个观点看来，「润焊不均匀」是焊锡时，锡有全面的覆盖整个焊锡面，即有达到「润焊」的程度(图2-2)，此时被焊金属与锡铅合金有“金属共熔反应”发生，但是当焊接表面冷却的过程中，润焊性开始减小，而锡的内聚性开始增加，原本平整的锡面，因为二者张力不能平衡，所以会有一部分的液态锡被拉开，而以上反角度( dihedral angle )固化成球状或珠状。此时焊锡面只有小量的锡铅合金真正的与被焊物表面达成金属与金属较厚的结合，至于那些较薄锡面，肉眼看来是包覆整个裸铜面，但是在高能量的显微镜底下，还是常会发现肉眼看不到的润焊不良( non-wetting )现象。至于有关润焊不均匀( dewetting )的情形，第3节会有更详细的说明。
润焊不良(non-wetting)在焊锡作业中是不能被接受的，它们严重减低焊点的「耐久性」和「延伸性」，同时也降低了焊点的「导电性」及「导热性」。到目前为止，还没有数理上的程序可以精确的计算出润焊不良可被接受的范围，所以此点一旦发生，必定不能被接受。
从另一个角度来看，「润焊不良」大都是助焊剂在焊接前没有彻底的做好清除焊接面氧化膜步骤，还有焊接时间的长短、温度的高低也会促使润焊不良的发生。
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润焊不良之原因﹕
在本节中所提缺点都是以下一种或多种情况造成﹕
2.1外界的污染
PCB和零件都有可能被污染，污染物包含油、漆、蜡、脂等，这些污染物统称为杂质(dirt)，可以使用适当的清洁方式清除。
★传统溶剂蒸气清洗( vapor degreasers )已成功的被广泛使用，但必须选择不伤害PBC材料的电子级溶剂，避免有害物质残留。
★有些外界污染是源于PBC表面防焊油墨，例如不良的纲板印刷程序、油墨烘干过程时油墨溢出，烘干后的防焊油墨很难去除，当它沾到焊接面时，只能以磨擦或工具去除，这种机械力的去除法，普遍被使用，但也较容易埋藏一些极小的粒子于PBC表面。以下将作进一步的说明。
2.2埋藏粒子Embedded Particles
外来物质埋藏于焊接物表面也会影响润焊性。在软质的金属表面，使用磨石或研磨机，很容易将硬物嵌入金属表面，这些非金属物质，显然不能与锡铅合金焊接、也无法以助焊剂去除。某些合成材料做的刷子，也会造面类似的问题。
这种情况最好的处理方法是用化学药品进行整面的蚀刻(etching)，除去非金属杂质。这些蚀刻药剂都是很强的化学物质，必须妥善管制，最好能询问PBC供应厂详细的使用技术。钨杆
2.3硅利康油Silicone Oil
硅利康油虽然如上述一点所提到，是一种外界的污染，但因为它独特的性质，所以在此另外讨论。硅合物由于附着力强，被用来当作润滑剂或粘着剂。一旦被硅合成物污染，即使薄薄的一层，没有任何溶剂可以有效的清除，因此硅的合成物被认为是焊锡润焊的“毒药”。
造成硅污染的原因很多，包装塑料袋由于使用硅来作为生产脱模剂，而被认为是一大污染。近来有很多安全塑料包装已经改善此一问题，但是还是要注意选择。
另一来源则是过锡前所涂的散热剂。厂内硅合成物的使用，虽然远离焊锡流程，但由于人员手接触的“传染”，很快会布满焊锡流程，所以要特别注意。
目前为止还没有清除硅油的办法，唯一的办法就是尽量保持干净和严格的控制。
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2.4严重氧化膜 Heavy Tarnish Layer
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PCB焊锡表面的氧化膜不能被助焊剂彻底清除，也是造成润焊不良的来源之一。金属表面只要接触空气，氧化膜就会形成，但是适当且合理的氧化膜可以轻易的被助焊剂清除，但因为PCB 储存不当或制造流程不良，烘干( burn in )的过程不当，都会造成相当严重氧化，让助焊剂也无可奈何。
以下列举一此简单的解决方法供参考﹕
通常活性较强助焊剂可以有较强的清洁能力，可以帮忙去除严严重氧化膜，但活性强的助焊剂只能针对某些特殊的状况使用，并不能适合全部的PCB，合使用这类“超规格”的助焊剂焊接后，更要注意其残留物对于PCB品质的影响，必须有严格的品保及追踪，以确保产品寿命。
PCB可用较强的助焊剂先进行喷锡或滚锡( pretin )的作业，然后再以水或溶剂清洗，即先藉由强活性助焊剂去除严严重氧化膜后，再以锡包覆，防止氧化。
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