最新焊锡问题之解决
焊錫問題之解決對策
T R O U B L E-S H O O T I N G T H E P R I N TE D C I R C U I T S
目錄TABLE OF CONTENTS
[第一篇]
簡介
( INTRODUCTION )
1問題解決之概論
( TROUBLE-SHOOTING OUTLINE )
2 潤焊不良
( NON-WETTING & POOR WETTING )
3潤焊不均勻
( DEWETTING )
4錫球-錫波焊接
( SOLDER BALLS FROM WAVE SOLDERING )
5. 泠焊
( COLD SOLDER JOINTS )
6焊點不完整﹐焊孔錫不足及貫穿孔壁潤焊不良( INCOMPLETE FILLETS, UNFILLED HOLES,& POOR SOLDER RISE )
7吃錫過剩(包錫)
( EXCESS SOLDER )
8. 冰柱
( ICICLING )
9. 架橋
( BRIDGING )
10錫和零件的短路
( SOLDER & COMPONENT SHORT CIRCUITS )
F O T O T E K L A B O R A T O R Y
簡介
INTRODUCTION
需要補焊的不良焊點是一個複雜的主題。首先須判斷「設計不良」﹑「焊接性問題」﹑「焊錫材料無效」或是「處理過程及設備的問題」。此外﹐技術及檢驗標準往往也會造成不必要的補焊。因爲每個電子工業所需要設立的焊錫作業及品質標準不盡相同﹐在此將不列入討論範圍之內。
很多被認爲不良的焊點﹐事實上是沒有問題的。只不過太多廣被認同的檢驗標準﹐錯誤的強調焊點的美觀而忽略了它的功能﹐如此一來﹐也造成了這項工業上一筆龐大而不合理的補焊費用。切記﹐「補焊並不一定能改善品質」。
在我們將假設PC板的設計﹑材料的選擇及焊接的前過程均沒有問題﹐而只針對焊錫過程技術上所出現的問題來做一番探討。
有關特殊的焊錫問題及建議性的解答﹑將會列舉於本課程中。雖然許多焊錫問題有重復的模式可循﹐但每家電子公司所面臨問題仍不完全相
同﹐因此﹐將沒有所謂“標準答案”。本公司在此提供多年來的經驗累積以供參考﹐但使用者還是必須針對個別的問題去做適當的處理。
FOTOTEK INC. 1.問題解決之概論TROUBLE-SHOOTING OUTLINE
當問題發生時﹐首先必須檢查的是製造過程的“基本條件”。我們將它歸類爲以下三大因素﹕
這些包括焊錫的化學材料如助焊劑﹑油﹑錫﹑清潔材料﹐還有PCB的包覆材料。如防氧化樹脂﹑暫時或永久性的防焊油墨及印刷油墨等。
這涉及所有的焊錫表面﹐像零件(包括表面粘著的零件/SMT零件)﹑PBC及電鍍貫穿孔﹐都必須被列入考慮。
包括機器設備和維修的偏差以及外來的因素﹑溫度﹑輸送帶的速度和角度﹐還有浸泡的深度等等﹐是和機器有直接關係的變數。除此之外﹐通風﹑氣壓之降低和電壓的孌化等等之外來因素也都必須被列入分析的範圍之內。
每個問題皆有它不同之處﹐不能一概而論。以下是一系列標準的檢查步驟。可以幫忙您找出問題的來源。
步驟一﹕焊錫流程中﹐變數最小的應屬於機器設備﹐因此第一個檢查它們﹐爲了達到檢查的正確性﹐可用獨立的電子議器輔助﹐比如用溫度計檢測各項溫度﹑用電錶精確的校正機器參數。從實際作業及記錄中﹐找出最適宜的操作條件。注意﹕在任何情況下﹐儘量不要想調整機器設備來克服一些短暫的焊錫問題﹐這樣的調整可能會尋致更大的問題發生﹗
步驟二﹕接下來檢查所有的焊錫材料。助焊劑的比重﹑透明度﹑顔色﹑離子含量等及錫鉛合金的純度﹐這是一項持續的工作﹐定期檢查加上不定期抽檢﹐都有助於其品質的確保。
步驟三﹕PBC及零件的焊錫性不良﹐是造成焊錫問題最大的因素。研究PBC之焊錫問題﹐必須先把其祂可能發生的變數固定或隔離﹐然後逐一探討。例如當零件腳發生焊錫不良時﹐可以先鎖定其祂變數﹐只針對這些焊錫不良的零件腳徹底〔比較〕與〔分析〕﹐這種方式
的追蹤﹐問題的來源很快就會明朗
步驟四﹕檢查貫穿孔(PTH)的品質﹐沖孔﹑鑽孔等缺點﹐可以放大這設備看出貫穿孔表面是否平整﹑乾淨或是有其祂雜質﹑斷列或電鍍的厚度標不標準。追查焊錫問題的過程中﹐原理和觀念正確外﹐步驟是非常重要的。如何以比較及分析的步驟有效的找出問題所在﹐是電子工程人員最大的課題。
2潤焊不良(潤濕不良)
NON-WETTING & POOR WETTING
焊錫性的良否﹐取決於被焊錫物是否能得到良好的潤焊(wetting)﹐所以焊點的品
也就決定於「潤焊」的好壞。基本上﹐焊錫能潤焊銅墊或其祂金屬﹐而這些金屬
的表面不能被氧化物所覆蓋或沾到其祂雜質(如灰塵﹑有機化合物等)﹐「潤焊」不
好﹐都是被焊物表面不乾淨所造成。
潤焊不良(non-wetting)和潤焊不均勻( dewetting )﹐兩者之間因爲發生時的過程不同﹐所以必須分別討論。「潤焊不良」的情況是當焊錫時﹐錫無當法全面的包覆被焊物表面﹐而讓焊接物表面金屬裸露﹐這情形特別容易在裸銅板發生(圖2-1)﹐圖中紅色圖形的裸銅佈滿整個焊錫面﹐其圖形的週邊主要是錫的內聚力所形成。
換個觀點看來﹐「潤焊不均勻」是焊錫時﹐錫有全面的覆蓋整個焊錫面﹐即有達到「潤焊」的程度(圖2-2)﹐此時被焊金屬與錫鉛合金有“金屬共熔反應”發生﹐但是當焊接表面冷卻的過程中﹐潤焊性開始減小﹐而錫的內聚性開始增加﹐原本平整的錫面﹐因爲二者張力不能平衡﹐所以會有一部分的液態錫被拉開﹐而以上反角度( dihedral angle )固化成球狀或珠狀。此時焊錫面只有小量的錫鉛合金真正的與被焊物表面達成金屬與金屬較厚的結合﹐至於那些較薄錫面﹐肉眼看來是包覆整個裸銅面﹐但是在高能量的顯微鏡底下﹐還是常會發現肉眼看不到的潤焊不良( non-wetting )現象。至
於有關潤焊不均勻( dewetting )的情形﹐第3節會有更詳細的說明。
潤焊不良(non-wetting)在焊錫作業中是不能被接受的﹐它們嚴重減低焊點
的「耐久
性」和「延伸性」﹐同時也降低了焊點的「導電性」及「導熱性」。到目前爲止﹐
還沒有數理上的程式可以精確的計算出潤焊不良可被接受的範圍﹐所以此點一旦
發生﹐必定不能被接受。
從另一個角度來看﹐「潤焊不良」大都是助焊劑在焊接前沒有徹底的做好清除焊接面氧化膜步驟﹐還有焊接時間的長短﹑溫度的高低也會促使潤焊不良的發生。
潤焊不良之原因﹕
PCB和零件都有可能被污染﹐污染物包含油﹑漆﹑蠟﹑脂等﹐這些污染物統稱爲
雜質(dirt)﹐可以使用適當的清潔方式清除。
★傳統溶劑蒸氣清洗( vapor degreasers )已成功的被廣泛使用﹐但必須
選擇不傷害PBC材料的電子級溶劑﹐避免有害物質殘留。
★可用水性清洗機清洗﹐但要確定這些雜質是否溶于水。
★有些外界污染是源於PBC表面防焊油墨﹐例如不良的綱板印刷程式﹑油墨烘乾過程時油墨溢出﹐烘乾後的防焊油墨很難去除﹐當它沾到焊接面
時﹐只能以磨擦或工具去除﹐這種機械力的去除法﹐普遍被使用﹐但也
較容易埋藏一些極小的粒子於PBC表面。以下將作進一步的說明。
外來物質埋藏於焊接物表面也會影響潤焊性。在軟質的金屬表面﹐使用磨石或研磨機﹐很容易將硬物嵌入金屬表面﹐這些非金屬物質﹐顯然不能與錫鉛合金焊接﹑也無法以助焊劑去除。某些合成材料做的刷子﹐也會造面類似的問題。
這種情況最好的處理方法是用化學藥品進行整面的蝕刻(etching)﹐除去非金屬雜質。這些蝕刻藥劑都是很強的化學物質﹐必須妥善管制﹐最好能詢
問PBC供應廠詳細的使用技術。
矽利康油雖然如上述一點所提到﹐是一種外界的污染﹐但因爲它獨特的性
質﹐所以在此另外討論。矽合物由於附著力強﹐被用來當作潤滑劑或粘著
劑。一旦被矽合成物污染﹐即使薄薄的一層﹐沒有任何溶劑可以有效的清
除﹐因此矽的合成物被認爲是焊錫潤焊的“毒藥”。
造成矽污染的原因很多﹐包裝塑膠袋由於使用矽來作爲生産脫模劑﹐而被
認爲是一大污染。近來有很多安全塑膠包裝已經改善此一問題﹐但是還是
要注意選擇。
另一來源則是過錫前所塗的散熱劑。廠內矽合成物的使用﹐雖然遠離焊錫
流程﹐但由於人員手接觸的“傳染”﹐很快會佈滿焊錫流程﹐所以要特別
注意。
目前爲止還沒有清除矽油的辦法﹐唯一的辦法就是儘量保持乾淨和嚴格的
控制。
Heavy Tarnish Layer
PCB焊錫表面的氧化膜不能被助焊劑徹底清除﹐也是造成潤焊不良的來源之一。金屬表面只要接觸空氣﹐氧化膜就會形成﹐但是適當且合理的氧化
膜可以輕易的被助焊劑清除﹐但因爲PCB儲存不當或製造流程不良﹐烘乾( burn in )的過程不當﹐都會造成相當嚴重氧化﹐讓助焊劑也莫可奈何。
以下列舉一此簡單的解決方法供參考﹕
通常活性較強助焊劑可以有較強的清潔能力﹐可以幫忙去除嚴嚴重氧化膜﹐但活性強的助焊劑只能針對某些特殊的狀況使用﹐並不能適合全部的PCB﹐合使用這類“超規格”的助焊劑焊接後﹐更要注意其殘留物對於PCB品質的影響﹐必須有嚴格的品保及追蹤﹐以確保産品壽命。
PCB可用較強的助焊劑先進行噴錫或滾錫( pretin )的作業﹐然後再以水或
溶劑清洗﹐即先藉由強活性助焊劑去除嚴嚴重氧化膜後﹐再以錫包覆﹐防
止氧化。
可用化學溶劑進行蝕刻﹐即用強酸類的溶液﹐適當稀釋後擦拭氧化線路﹐
適當清洗後馬上插件過錫。使用這類溶液於PCB表面﹐若不馬上過錫﹐會
造成PCB更嚴重的氧化﹐過金錫後的PCB也要列表追蹤。
助焊劑本身污染﹐活性不夠或操作方式不對﹐也不能有效的去除氧化膜﹐所以也要列入評古。
★過錫時間不夠或預熱溫度不夠﹐會使助焊劑不夠時間清除氧化膜﹐若能延長
過錫時間及加強預熱效果﹐絕對有助於氧化膜的去除。
( Solder Alloy )
檢查錫爐內的錫鉛合金成分(看表2-3 ﹑2-4 ﹑2-5)。
建立標準的焊錫流程及作業指導﹐讓作業人員有依規循﹐降低人爲疏失的變數。
- –
3潤焊不均勻
D E W E T T I NG
潤焊不均勻和潤焊不良( non-Wetting )(參考第二節)很類似﹐都是焊錫品質討論時﹐不能被接受的缺點。這種情況是當焊錫原本已經潤焊焊接物表面﹐但經過一段時間以後﹐部份的錫因爲不能附著而以液汰狀況堆積(圖2-2)﹐此時錫的內聚力會把這些堆積的液態錫形成“小滴”狀﹐使錫面不平整。
在潤焊的過程中有些金屬共熔的反應會發生﹐比如當銅﹑鐵﹑金﹑銀﹑或
其祂金屬與錫鉛合金焊接後﹐這些金屬與錫鉛合金的交界面會形成另一層
新的合金( Intermetallic Compound Layer ) (請參考焊錫原理)﹐這層新的合金成分與原來這些金屬成分不同﹐也與錫鉛合金原成分不同﹐這層新的合
金愈平整﹑愈均勻﹐表示焊接堅牢度愈強﹐潤焊性也愈好。
造成潤焊不均勻的原因很多﹐主要是焊接表面受污染(氧化)﹐使焊錫不能全面的附著來進行均勻的Intermetallic compound。
PCB潤焊不均勻﹐除了裸銅板焊錫面污染外﹐主要都來自鍍錫加工﹐問題不是在PCB鍍錫後的鍍錫層表面﹐而是在裸板與鍍錫之介面。這種情況可參閱(圖3–2)﹐其問題同樣發生在鍍錫板﹐因爲焊錫過程中﹐錫的內聚力負責把平整的拉回﹐若是焊接面受污染而造成不能均勻潤焊時﹐此時焊接面
的表面張力也會不均勻﹐部分錫的「流動力」會大於錫的「內聚力」而使
錫脫落﹐造成不均勻的表面。
當潤焊不均勻時﹐重新焊錫並無幫助﹐因爲大部分的污染面已被錫埋住﹐
助焊劑不能作「清潔」的工作(pre-cleaning)﹐所以無法達到潤焊的功能。
以下的建議可友幫忙解決。把焊錫從焊接面剝離( Strip Off )﹐在重新焊接
前更要清潔表面的氧化膜。
用化學溶劑剝離時﹐不可傷害到裸銅或PCB的其祂材質才可。
也可用高溫氣刀熔錫(即PCB浸在熔融錫拿出後以強力氣刀所把錫吹平)﹐再用活性強的助焊劑來進行焊接。
當此問題發生在零件腳時﹐多次浸錫或過錫則可改善。
4錫球
SOLDER BALLS
錫球和焊錫微短路( solder webbing )形成的地點不同﹐錫球大多數發生在
PCB的零件面(component side)(圖4-1)﹐而焊錫微短路則發生在焊錫面
( solder side )﹐因爲錫本身內聚力之因素﹐使這些錫顆粒之外觀呈現球狀。
它們通常隨著助焊劑固化的過程附著在PCB表面﹐有時也會埋藏在PCB
塑膠物表面如防焊油墨或印刷油墨﹐因爲這些油墨錫時會有一段軟化過程﹐也容易沾錫球。
把錫球推擠出PCB表面的“反應機構”與吹氣孔( blow holes )(參考第二
篇2節)的形成非常類似﹐只是兩者氣體形成的時間不一樣。以錫球的個案而言﹐焊孔內大量的氣體快速形成而急於揮發﹐此時焊孔頂端的熔錫還未
凝固﹐所以錫球較容易從頂端沖出﹐而不易從底端形成吹氣孔(blow holes)或錫洞( empities )。相反的以吹氣孔而言﹐孔內氣體産生較慢且較少﹐當
要往上揮發時﹐焊孔頂端的錫已凝固﹐所以只能從底部未幹的熔錫沖出。
而形成錫洞。至於孔內氣體如何産生﹐其來源爲何﹐本課程第二篇3節將
有更詳細的說明。
大部分錫球的産生都是PCB過錫時﹐未幹的助焊劑揮發或助焊劑含水量過高。當瞬間接觸高溫的熔融錫時﹐氣體體積大量膨脹﹐造成錫的爆發﹐爆
?很多助焊劑的配方中﹐多少都會滲入少量的水﹐但這微量的水還不致引
起錫球﹐當錫球突然發生時﹐可能是以是原因所造成的﹕
?PCB預熱不夠﹐導致表面的助焊劑未幹。
?助焊劑配方中含水量過高。
?不良的貫穿孔(PTH)
焊接過程中濕氣或水氣過多﹐可能來自以下幾項原因﹕
滿裝的助焊劑桶(200或201)﹐曝露在雨中時﹐水氣會聚集在開口周圍﹐當
溫度變化時﹐會把水氣從鬆動的開口處吸入桶內﹐所以有遮避的倉庫及隨時檢查助焊劑桶的開口是否緊閉﹐對助焊劑的儲存是很重要的。
在發泡過程﹐空氣壓縮機會夾帶大量的水氣及油污進入發泡槽內﹐所以加裝水篩檢程式( trap or filter )﹐隨時保養檢查是必要的工作。
製造流程中要注意是否有濕的零件或工具參與其中﹐要儘量避免。
使用氣刀( air knife )作業﹐除了幫忙預熱之不足外﹐更可預防夾具( finger )夾帶水分回來﹐而污染發泡槽。
錫球發生時﹐修補的程式和焊錫微短路( webbing )相同﹐只是零件面有很多零件阻擋﹐更難以刷子的方式去除。檢查時更需小心零件下面的錫球﹐因爲它們常隱藏起來不易發現( 參考第10節)。
錫球是焊錫過程中任何時間都可能發生的缺點﹐造成信賴度嚴重的傷害。
爲了避免它﹐預防是唯一可靠的方法。
5泠焊
COLD SOLDER JOINTS
冷焊的定義是焊點表面不平滑﹐如“破碎玻璃”的表面一般。泠焊是焊點凝固過程中﹐零件與PCB相互的移動所形成(圖5-1)﹐這種相互移動的動作﹐影響錫鉛合金該有的結晶過程﹐降低了整個合金的強度。當泠焊嚴重
會造成泠焊的原因﹐有下列幾種來源﹕
輸送軌道的皮帶振動。
機械軸承或馬達轉動不平衡。
抽風設備或電扇太強。
PCB已經流過輸送軌道出口﹐錫還未幹。
補焊人員的作業疏失。
PCB過錫後﹐保持輸送軌道的平穩﹐讓錫鉛合金固化的過程中﹐得到完美的結晶﹐即能解決泠焊的的困擾。當泠焊接發生時可用補焊的方式整修﹐若冷焊嚴重時﹐則可考慮重新過一次錫。
有關於零件的振動而影響焊點的固化﹐使焊點表面不平整或外形不完全的情況﹐廠內的品質單位﹐必須建立一套焊點外觀標準﹐讓參與焊錫的作業人員﹐有判斷的依據。
6焊點不完整
INCOMPLETE FILLETS
焊點不完整﹐在電子界流傳使用的名稱很多﹐如「吹氣孔」(blow holes) ﹑「針孔」(pin holes)﹑「錫落」( drop-outs )或「空洞」(empties)。
在往後的課程中(第二篇)﹐我們將分別的討論這些缺點﹐並依其不同的特性來整合我們的“術語”。所以「焊點不完整」可以分爲「焊孔錫不足」或
錫沒有完全潤焊到孔壁頂端。此情況只發生在雙重或多重板(PTH)(圖
6-2)。當新的PCB設計完成﹐第一過次錫時﹐此問題的追蹤將更加複雜。
若是設計完整﹐生産已經很穩定的PCB及焊錫流程﹐突然發現這些問題﹐可循以下的專案﹐逐一檢查﹑改善。但討論以下的專案以前﹐必須先完成
機器及材料的檢查﹐例如﹕高溫﹑速度﹑助焊劑﹑鉛錫合金等﹐確定問題
不是來自機器及材料時﹐則可循下列專案再做檢查。
焊孔錫不足﹐發生原因可歸類如下﹕
零件及PCB本身的焊錫性不良。
防焊油墨流入貫穿內或沾到銅墊表面(單層板)。
零件孔及零件腳的比率不正確。
錫波不穩定或輸送帶振動。
貫穿孔壁潤焊不良﹕
零件及PCB本身焊錫性不良。
貫穿孔壁有斷裂或有雜物殘留。
貫穿孔受到污染。
防焊油墨流入貫穿孔內。
助焊劑因過度受熱而沒有活性。
當以上這些問題發生在某幾批零件或PCB時可以查看並比較其祂批次的
零件或PCB﹐找出其差異性﹐或注意其上游廠商的製造流程是否有更動。
當問題重復發季生在某些特定的零件時﹐可能是當初的設計沒有考「慮熱
平衡問題」。即PCB焊點的溫度分佈不均衡所致。從這觀點中可以瞭解多
層板( multiplayer boards )更須要特別的預熱處理﹐熱量尤其要傳到貫穿孔頂端﹐因爲若有焊點不完整的情況時﹐以多層板而言﹐必將不能被接受。
至於貫穿孔的錫位高度﹐各廠視産品的要求﹐應該要有自己的標準。以雙
層板而言﹐IPC規定貫穿孔頂點的錫位高度可以允許25%的下落(以PCB
的厚度爲標準)﹐但雖然下落25%﹐其貫穿孔壁四周必須完全潤焊才算通
過。若以多層板而言﹐很多廠商則規定﹐貫穿孔必須完全補懣才可。
7吃錫過剩一包錫
EXCESS SOLDER
包錫的定義是焊點的四周被過多的錫包覆而不能斷定其是否爲標準焊點
(圖7-1)。過多的錫隱藏了焊點和PCB間潤焊(wetting)的曲度﹐它可能覆
蓋了零件腳該露出之部分﹐使肉眼看不到。而且包錫並不能加強焊接物的
堅牢度或導電度﹐只是浪費錫罷了。
每間電子公司必須有一套適合自己産品或焊錫流程的作業指南﹐其中必須
規定每一顆焊點最大的吃錫量。總焊點的表面﹑頂端及底部必須潤焊良好﹐
?過錫的深度不正確。
?預熱或錫溫不足。
?助焊劑活性與比重的選擇不當。
?PCB及零件焊錫性不良。
?不適合的油脂物夾混在焊錫流程。
?錫的成份不標準或已經嚴重污染。
當發現包錫時﹐必須把它排除﹐最有效率的方法是再一次錫﹐但必須讓PCB 靜置4~6小時﹐讓PCB的樹脂結構能灰複強度。若太快過兩次錫﹐則會
造成熱破壞( heat damage) 。
包錫的發生會嚴重影響産品的信賴度。它會掩蓋焊錫的缺點﹐不論在機構
強度﹑電器特性或標準外觀﹐都會造成令人頭疼的問題。所以沒有任何焊
錫標準能允許嚴重的包錫發生。
8冰柱
ICICLING
當用烙鐵手焊時﹐焊點及烙鐵尖端有“小旗”狀的發生﹐這情況是因爲溫度傳導不均﹐造成錫的急劇泠卻所致﹐也就是烙鐵的“熱量”不夠。
解決的方法並不是一味的加高烙鐵的溫度﹐應該採用相同的溫度﹐但熱供應更大的烙鐵﹐即熱含量較高﹐溫度穩定的烙鐵﹐或改用接觸面較大的烙鐵頭。烙鐵尖端保持乾淨﹐適當的焊條﹐正確的手焊技朮﹐也有助於解決「冰柱」的問題。
以自動錫爐焊錫所造成的冰柱﹐其原因相當複雜﹐除了「溫度傳導」問題外﹐其祂如「焊錫性」﹑「設計」及「機器設備」也會影響﹐以下讓我們逐一討論﹕
A. 溫度傳導
?機器設備或使用工具溫度輸出不均衡。
?PCB表面太大的焊接面設計﹐或密集焊接物﹐過錫時會局部吸熱造成
熱傳不均。
?太重的金屬零件吸熱。
?焊錫性
?PCB或零件本身的焊錫性不良。
?助焊劑的活性不夠﹐不足以潤焊。
?設計
?零件腳與零件孔的比率不正確。
?沒插零件的貫穿孔(PTH)太大。
?PCB表面焊接區域太大時﹐造成表面熔錫凝固慢﹑流動性大。
?機器設備
?PCB過錫太深。
?錫波流動不穩定。
?手動或自進動錫爐的錫面有錫渣或浮懸物。
B. 解決冰柱的方法首先須判斷其來源。溫度傳導及機器設備的問題可以用檢測的
方式調整。設計的問題則必須改善原始設計﹐或以手焊來克服。至於焊錫性不良﹐則必須用其祂方法解決( 參考第1節)。
9架橋
BRIDGING
架橋發生時會造成PCB短路﹐其原因可能不自吃錫過剩( excess
solder )(圖9-1)﹐但造成短路的原因不單純是架橋而已﹐問題可能發生在
PCB防焊油墨包覆下的金屬線路﹐或零件本身(本篇第十節將會提到)。當短路因PCB表面焊點與焊點的相連﹐才定義爲架橋。加橋主要起因於「PCB
※當發現架橋時﹐可用手焊分離。
10錫和零件短路
SOLDER AND COMPONENT SHORT CIRCUITS
短路( short circuit )通常簡稱“short”﹐有些短路是發生在PCB防焊油包覆下的線路﹐或發生在零件與零件相互接觸﹐這些現象所形成的短路不與架橋( birdging )混爲一談(參考本篇第九節)。發生短路時﹐PCB本身的電器功能是絕對不能動作的﹐此時﹐可以用各種自動測試儀器檢測﹐並加以矯正。但PCB若是因爲溫度的變化﹑振動或衝擊而有間歇性的短路發生時﹐就很難正確的檢測其位置﹐當碰到這類間歇性短路的情況時﹐可以根據以下不同的情況來進行分析與檢查。
10.1短路發生在防焊油墨包覆下的線路
此原因的發生主要是PCB底層線路作鍍錫或噴錫加工時﹐鍍錫過厚。因爲鍍錫板過錫時﹐有些鍍錫會再次被250℃的熔錫所熔化﹐而四處流動( reflow )﹐大部分是流到底部﹐當鍍錫被熔化的瞬間﹐PCB本身的材質及防焊油墨會産生很大的張力﹐導致熔融狀態的錫産生移動﹐這瞬間的強力推擠﹐常會把錫擠到鄰近金屬線路上﹐而造成短路﹐這以下有一些解決的辦法提供參考﹕
★PCB鍍錫或噴錫作業時﹐儘量減少錫的厚度﹐這種方法可以降低防焊油墨包覆下錫的含量。
★PCB線路設計時﹐儘量拉開線路。
★新包覆防焊油墨﹐這是標準的處理方法。
10.2短路發生零件與零件之間
這是設計題或加工程式不良所導致
A.設計問題
★露出的線路太靠近焊點頂端。
★金屬零件或腳線( lead wire )太靠近露出的線路。
★零件或腳線本身互相接觸。
B.加工程式
★.錫波振動太嚴重。
★焊錫時産生錫的氣爆( out gassing )。
★.錫膏作業( IR reflow )或錫波作業産生錫球。
短路若發生在零件本身時﹐非常不容易找出原因﹐目前只有Ⅹ光的技朮可以解決﹐但是速度慢且昂貴﹐不符經濟效益﹐發生時只有把零件更換或修理才能解決。