一个好的切片只能回答“什么”的问题。召开工厂会议的真正问题是“为什么”——而两者之间的差距正是许多质量调查误入歧途的地方。
本文介绍了从切片图像到根本原因的五步过程，以及常见错误和一组判断结论何时足够有力的标准。
1. 为什么切片图像本身不是答案？
切片图像显示了缺陷的形状：裂纹在哪里，空洞是什么形状，哪一层被分离。但同一种形式可能由许多不同的原因引起。如果我们从表格上得出结论，很容易选择错误的纠正措施 — 而纠正错误的区域比不纠正的成本更高。
因此，调查过程必须分开两件事：描述现象和追查原因。步骤 1 是通过肉眼和显微镜完成的。步骤 2 是由数据组成。
2. 调查五步
| 步骤 | 中心问题 | 需要数据 | 输出产品 |
|---|---|---|---|
| 1. 描述现象 | 你实际上看到了什么？ | 多个放大倍数的切片图像，控制样本图像 | 描述客观，不带任何推论 |
| 2. 识别损伤的地板 | 缺陷是在基材、镀层、焊点还是元件中？ | 过渡区的高倍放大图像 | 潜在相关楼层列表 |
| 3. 建立假设和时间表 | 这种现象在什么阶段会形成呢？ | 流程图、步骤清单、参数数据 | 按优先顺序排列的假设列表 |
| 4. 比较过程数据 | 实际数据支持或排除哪种假设？ | 热日志、力日志、重焊历史、材料变化 | 主要假设仍然存在 |
| 5. 通过参考测试验证 | 这种现象可以重现吗？ | 具有受控变量的测试样本和控制样本 | 用证据总结根本原因 |
3. 各步骤详细说明
步骤 1——描述现象，而不是推断
- 记录每条观察到的痕迹的位置、大小和方向。
- 至少拍摄两种放大倍数：一种是为了查看整个图片，一种是为了查看细节。
- 始终以相同的放大倍数与对照样品拍照。
- 在此步骤中请勿使用描述原因的词语。
步骤 2 — 识别故障地板
电路板上的结构错误通常属于四个级别之一：基板材料、金属镀层、焊点或元件体。确定正确的楼层将使供应商和相关流程本地化。
步骤 3 — 建立假设并指定时间表
对于每个跟踪，列出产品生命周期中可能已创建的所有时刻：材料获取、焊接、镶板、组装、测试、运输、使用。然后根据痕迹的性质逐渐消除 — 例如，边缘氧化的裂纹在最后一步中很难形成。
步骤 4 — 比较过程数据
这是区分推测和结论的步骤。比较数据：焊接炉的加热日志、接触时间、重焊次数、材料供应商的变化、机器参数的变化、夹紧力和拧紧扭矩。
步骤 5 — 通过控制测试进行验证
结论只有具有可重复性才具有说服力：只改变一个变量，保持其余变量不变，然后看看现象是否如预测的那样出现。如果无法重现，就需要重新考虑假设，而不是凭感觉下结论。
4. 两个典型例子
| 现象 | 通常首先选择假设 | 正确的调查方式 |
|---|---|---|
| 焊点根部裂纹 | 直接的结论是少锡 | 在得出锡量结论之前，检查组件中的机械应力和热膨胀差异 |
| 球和焊膏之间的边界清晰 | 直接的结论是焊接错误 | 比较热分布和表面氧化状态以确定正确的原因 |
5. 常见错误
- 从照片跳转到结论：跳过数据整理步骤，因为结果看起来太明显了。
- 将多种原因综合为一个结论：它通常被写为“焊接错误”，因此没有人知道需要修复什么。
- 缺少对照样本：如果没有来自同一批次的样品，则所有比较都只是相对的。
- 从一个样本得出的整个批次的结论：样本仅代表其自身。
- 忽略由于样品制备而出现错误的可能性：假的划痕、毛刺和缝隙可以被解读为真正的缺陷。
- 根据请求者的结论：根据订购部门的预期而不是根据数据来选择原因。
6. 确定结论是否足够有力的标准
- 已经确定了具体的故障楼层，而不仅仅是一般楼层。
- 有相同条件下的对照样品。
- 该假设通过过程数据得到验证，而不仅仅是通过几何推理。
- 排除了由于样品制备而产生错误的可能性。
- 这种现象已通过受控测试重现。
- 结论可用于为指定步骤推荐具体操作。
7. 常见问题
走完这五个台阶需要多长时间？
取决于过程数据的复杂性和可用性。最耗时的步骤通常是步骤 4，因为过程数据并不总是完全保存。
如果没有过程数据怎么办？
仍然可以使用步骤 3 和步骤 5 来缩小范围：随着时间的推移构建一个假设，然后通过受控实验重现它。但结论会较弱，需要明确界限。
是否总是需要找到一个原因？
不会。许多错误都有多种原因和影响。有必要确定哪些原因是主要原因以及哪些原因可以进行干预。
哪一步最容易被忽视？
步骤 1。许多调查都是从结论开始，而不是从客观描述开始，导致数据收集按预定方向进行。
什么时候应该停止调查？
一旦得出结论，就会采取具体的纠正措施，并且纠正结果可以用后续数据进行验证。如果没有这样做，调查就尚未结束。
八、结论
切片图像是调查的起点，而不是结果。它的真正价值在于它定位了故障层并提供了足够具体的假设来用数据进行验证。
要做的四件事：将描述步骤与推理步骤分开；始终有一个对照样本；在得出结论之前比较过程数据；只有当该现象可以在受控条件下重现时才结束调查。
参考资料
- IPC-A-610 — 电子装配验收标准。
- IPC-TM-650 方法 2.1.1 — 显微切片。
- J-STD-001 — 电气焊接和电子组装的要求。
- IPC-6012 — 刚性印刷电路板的技术要求。
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