常见的情形是:工厂将同一批样品送到两个检测实验室,得到两个不同的结论。一个实验室说焊点良好,另一个实验室说空洞超过限值。在断定某一方有错之前,重要的是要了解这种差异主要来自方法,而不是能力。
本文回顾了六种常见的变异来源、如何识别它们以及如何同步两个实验室之间的结果。
1. 为什么同一样品结果不同?
切片分析是一种平面取样方法。结果取决于切面的位置、观察深度、测量方式以及解释方式。这四个因素在两个实验室之间都可能不同,而双方都没有做错。
2. 六种常见的差异来源
| 差异来源 | 对结果的影响 | 如何识别 |
|---|---|---|
| 切割位置 | 穿过焊球列中心的切割与偏心切割不同,会产生不同的形状和尺寸 | 对比报告中记录的切割位置图 |
| 切割方向 | 垂直切割与倾斜切割产生不同的尺寸和形状 | 将切割方向与组件布局进行比较 |
| 磨削深度 | 深磨削可以擦除金属间化合物层或到达另一层 | 比较两组图像之间观察到的细节 |
| 测量方法 | 照片上用尺子测量和用软件测量不一样,误差也不同 | 用报告中的标尺和测量工具核对 |
| 基准计算 | 相同的数据但基准不同,不同的百分比结果 | 检查方法部分中的基准定义 |
| 判据解释 | 同一张图像可能被判为合格或不合格 | 比较适用的标准和质量水平 |

3. 位置与切割方向
这是最大且最不被注意到的变异来源。对于BGA元件,穿过焊球列中心的切片将得到对称的焊球形状;偏心切面会产生扭曲的形状,任何测量的数字都会相应地倾斜。
对于通孔板,沿孔轴线切割显示出镀层的整个长度;以一定角度切割会把镀层切成椭圆形,导致测量的厚度不准确。
原则:报告必须清楚地说明切割位置和方向,并附有图表。如果没有这两条信息,就无法比较两个结果。
4. 研磨深度与薄层状态
通过研磨可以逐渐擦除金属间化合物层和薄镀层。两个实验室研磨到不同深度,会看到同一焊点的两张不同图像:一侧仍然显示金属间化合物带,另一侧则已消失。
如何检查:索取一份报告,清楚说明经过哪些研磨步骤以及研磨到何种深度,如可能,请附上每个研磨步骤的照片。如果一方报告金属间化合物层缺失,需核查是过磨所致,还是焊点本身未形成结合。
5. 测量方法与基准
| 因素 | 两个实验室可能不同 | 如何同步 |
|---|---|---|
| 测量工具 | 在照片上用尺子测量与用软件测量 | 统一工具并要求照片带标尺 |
| 测量点 | 在最厚点处测量与在代表性点处测量 | 以书面形式定义测量点 |
| 基准计算 | 以焊盘表面为基准与以焊锡厚度为基准 | 在方法部分清楚说明基准 |
| 测量次数 | 单次测量与重复测量和平均 | 指定最小测量次数 |
| 取整 | 四舍五入到两位小数与取整数 | 规定取整规则 |

6. 判据的理解
即使两个实验室的数据相同,如果应用的标准不同,结论也可能不同。常见原因:
- 对同一产品类型适用不同的标准。
- 采用相同的标准但不同的质量水平(产品类别)。
- 一方采用比参考标准更严格的内部标准。
- 一方根据客户的预期用途解释该标准。
这不是技术错误而是应用范围的差异。在争议中,这往往是首先需要澄清的一点。
7. 两个实验室如何保持一致性
- 书面统一:明确说明切割位置、切割方向、标准、质量等级、基准和量具。
- 使用分区图:把板件划分为对应两个实验室的区域,使双方在同一位置切割。
- 结束前交换照片:在比较结论之前先比较相同放大倍数的图像。
- 检查可疑痕迹:如果一方看到另一方没有看到的缺陷,要求以更轻的研磨步骤重新研磨。
- 定期做比对试验:与长期合作的实验室应定期比对结果,以减少方法差异。

8. 什么时候差异是真实问题的信号?
并非所有差异都是由于方法造成的。存在三个令人担忧的差异:
- 相同的切割位置,相同的深度,但结果不同:说明其中一方的样品制备过程存在问题。
- 许多样本之间的结果异常不同:表明样品质量不一致,可能是由于生产批次所致。
- 一方始终给出明显不同的结果:表明该方的标准或流程不适合评估的目的。
9. 常见问题
应该相信哪个实验室的结果?
不要凭感觉选择。您应该要求双方提供照片、基准和适用标准,然后直接进行比较。多数情况会发现遗漏或采用了不同判据。
如何从一开始就避免这种情况?
以书面形式同意以下要素:切割位置、切割方向、标准、质量水平、基准和测量工具。这一步耗时不多,却能显著减少争议。
如果某个实验室测出的空洞明显更大怎么办?
首先检查切割位置和观察深度。空洞随切面不同而显著变化,因此切割位置的差异可以解释大部分差异。
需要第三方裁定吗?
当两个实验室无法自行解决且争议金额较大时,应当这样做。第三方需要获得双方的全部样品和方法信息。
有没有被公认为参考的实验室?
没有适用于所有情况的通用标准。双方必须拥有可验证的流程并应用相同的商定标准,这一点至关重要。
10. 结论
当两个实验室给出两个不同的结果时,最常见的原因是方法不同——切割位置、研磨深度、数据或判据解释——而不是专业错误。
要做的四件事:要求一份报告,明确说明切割的位置和方向;先对比照片再对比结论;以书面形式商定基准和测量工具;只有当双方使用相同的方法但仍然得到不同的结果时,才可判定为能力问题。
参考资料
- IPC-TM-650 方法 2.1.1 — 显微切片。
- IPC-A-610 — 电子装配验收标准。
- 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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