深圳宏力捷在本網(wǎng)站中已經(jīng)有多篇文章探討關(guān)于「電子零件掉落」的原因及分析了，文章中也一直都有提到說(shuō)大部分電子零件掉落時(shí)破裂的位置幾乎都落在IMC(Intermetallic Compound)的位置，這表示當(dāng)零件被焊接在電路板后其整體結(jié)構(gòu)包含零件與電路板最脆弱的地方是IMC，所以才會(huì)從IMC的位置斷裂，可是，也幾乎所有的文章都指出來(lái)必須要在錫膏與零件焊腳及錫膏與電路板的金屬之間形成IMC才算是有效焊接，其焊錫強(qiáng)度才能被確保。

相信很多朋友讀到這里都會(huì)開始產(chǎn)生疑問(wèn)，IMC生成不就表示PCBA焊接強(qiáng)度是良好的，那為何焊接后如果發(fā)生斷裂，位置又幾乎都發(fā)生上IMC層的地方呢？這不是互相矛盾了嗎？

 

其實(shí)這樣的理解一點(diǎn)也不矛盾，深圳宏力捷在這里就試著列出大多數(shù)朋友會(huì)有的疑問(wèn)來(lái)加以解答好了：

Q1、當(dāng)焊錫形成了IMC，就表示焊接有效確認(rèn)，其PCBA焊接強(qiáng)度高的原因是因?yàn)镮MC的強(qiáng)度高，那為何作焊點(diǎn)的推拉測(cè)試時(shí)還是從IMC的地方斷裂，而不是從圖片中「零件焊腳」或是「焊錫」的中間處斷裂呢？

A1、首先，在電子零件在焊接過(guò)程中形成IMC (Intermetallic Compound)絕對(duì)是確認(rèn)焊接良好與PCBA焊接強(qiáng)度的要件之一，不過(guò)可能許多人都誤解了，所謂的「有效焊接」是指焊接有無(wú)良好，但并不能保證其所能承受的破壞推拉力就一定強(qiáng)過(guò)原來(lái)被焊接的兩端之結(jié)構(gòu)。

還是用水泥與磚頭砌墻來(lái)表示說(shuō)明好了，用磚頭來(lái)代表電路板的焊墊與零件焊腳的金屬鍍層，而水泥就相當(dāng)于IMC，因?yàn)镮MC起到連接焊墊與焊腳的作用。

 

當(dāng)兩塊磚頭的中間用水泥連接完成后并接受外力而產(chǎn)生破裂時(shí)，最先破裂的地方通常是水泥面而不是磚頭吧，但這時(shí)你并不會(huì)因此就質(zhì)疑說(shuō)我明明磚塊中間已經(jīng)涂有水泥了，為何還是從水泥的地方破裂。

所以，在電路板的焊接過(guò)程中形成IMC越好表示PCBA焊接強(qiáng)度越高，指的是有效焊接，IMC可以承受較高的推拉力。

 

可是這與零件因外力而致破裂時(shí)怎么總是從IMC破裂？又是另外一回事了，焊點(diǎn)破裂總是尋找最脆弱的地方可以，就像堤防潰堤也總是從最脆弱的地方開始一樣。

零件焊點(diǎn)破裂在何處就得遭受外力時(shí)焊點(diǎn)上的每個(gè)地方所能承受的最大力來(lái)決定了。因?yàn)镮MC為金屬共化物，也就是兩種以上的金屬結(jié)合而成的生成物，其所能承受的剪應(yīng)力，一般會(huì)比純金屬來(lái)得脆弱，所以才會(huì)有焊點(diǎn)出現(xiàn)斷裂時(shí)幾乎都是在IMC層。這就像一個(gè)男生與一個(gè)女生中間拉著一個(gè)小孩，小孩總是最脆弱的一環(huán)類似的道理。

還是不懂，參考這篇【PCB焊接強(qiáng)度與IMC觀念】吧！

 

Q2、我們常常做推拉力實(shí)驗(yàn)，零件被推掉后，大多能看到斷裂面為一層白色??，大家都說(shuō)這層白色物質(zhì)就是IMC，那IMC都產(chǎn)生在哪里？

A2、請(qǐng)參考文章最上面的圖示，其實(shí)圖片中的A與B的地方都會(huì)形成IMC，另外焊錫內(nèi)也會(huì)有少許的IMC存在，只是因?yàn)楹稿a中絕大部分的成份是「錫」，所以既使有IMC形成混雜在其間也會(huì)被稀釋掉不容易察覺，不過(guò)如果仔細(xì)觀察還是可以看得到AuSn4（圓點(diǎn)狀）與Ag3Sn（長(zhǎng)條狀）這類會(huì)游走的IMC。

至于在A及B的地方則視表面處理為何種材質(zhì)而會(huì)有不同的IMC形成，如果是「銅」基地的表面處理PCB，如OSP(有機(jī)保焊膜)、I-Ag(浸鍍銀)、I-Sn(浸鍍錫)、HASL(噴錫)與錫膏的焊接后大體會(huì)形成Cu6Sn5的IMC，如果是「鎳」基地的表面處理PCB，如ENIG、ENXG與ENEPIG，則會(huì)生成Ni3Sn4的良性IMC。

其他不同的的金屬與錫結(jié)合后會(huì)各自生成不一樣的IMC。

 

Q3、一般正常推拉力實(shí)驗(yàn)，焊點(diǎn)一般都是在圖示中A、B的的那一處IMC斷裂呢？

A3、這個(gè)問(wèn)題還是回到整個(gè)焊點(diǎn)中的各部位所能承受的應(yīng)力來(lái)說(shuō)明。就如同A2中的回答，IMC的地方一般是整個(gè)焊點(diǎn)中最脆弱的地方，不過(guò)焊點(diǎn)中的IMC至少會(huì)有兩處以上，到底A、B兩處IMC的那一端比較容易斷？

先假設(shè)施力一定，沒有其他的干擾因素下，這個(gè)就要看所形成的是何種IMC來(lái)決定了，一般來(lái)說(shuō)「銅」基地所形成的IMC強(qiáng)度會(huì)比「鎳」基地所形成的IMC來(lái)得強(qiáng)。

 

所以，如果是一個(gè)銅底鍍鎳后再鍍錫的零件焊腳焊接在ENIG表面處理（「鎳」基地）的板子上，那么應(yīng)該會(huì)從B的位置斷裂。

如果是一個(gè)銅底鍍鎳的零件焊腳焊接在OSP表面處理（「銅」基地）的板子上，那么應(yīng)該會(huì)從A的位置斷裂。

如果是一個(gè)銅底鍍鎳后再鍍錫的零件焊腳焊接在OSP表面處理（「銅」基地）的板子上，那么雙方就半斤八兩，就要看那一邊所形成的IMC比較完整，或面積比較大了。

下圖是ENIG板子零件掉落的切片元素分析報(bào)告。