www.xajspzx.com

這個(gè)問(wèn)題以前是探討過(guò)的，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所謂IMC(Intermetallic Compound)層的位置，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就是這IMC層，所以才會(huì)從IMC層的位置斷裂?？墒牵矌缀跛械奈恼露贾赋?/span>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這IMC層才算是有效焊接，其焊錫強(qiáng)度也才能被確保。

相信很多朋友讀到這裡都會(huì)開(kāi)始產(chǎn)生疑問(wèn)，不是說(shuō)IMC層生成才表示焊接強(qiáng)度是良好的，那為何焊接后如果發(fā)生斷裂，斷裂的位置又幾乎都發(fā)生在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，在這裡就試著列出大多數(shù)朋友會(huì)有的疑問(wèn)來(lái)加以解答好了，如果有不同意見(jiàn)的朋友歡迎舉手：

Q1、當(dāng)焊錫形成了IMC層，就表示焊接有效確認(rèn)，其焊接強(qiáng)度高的原因是因?yàn)?/span>IMC的強(qiáng)度高，那為何拿去做焊點(diǎn)的推拉測(cè)試時(shí)還是會(huì)從IMC層的地方斷裂？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)被焊接的兩端結(jié)構(gòu)。

還是用水泥與磚頭砌牆來(lái)表達(dá)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)?/span>IMC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受到外力而產(chǎn)生破裂時(shí)，最先破裂的地方通常是水泥層而不是磚頭吧，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)程中形成的IMC層品質(zhì)越好表示焊接強(qiáng)度越高，指的是有效焊接，IMC層可以承受較高的推拉力。

可是這與零件因外力而導(dǎo)致破裂時(shí)“怎么總是從IMC層破裂”又是另外一回事了，焊點(diǎn)破裂總是會(huì)尋找結(jié)構(gòu)中最脆弱的地方開(kāi)始，就像堤防潰堤也總是從最脆弱的地方潰堤一樣。

相知道零件焊點(diǎn)破裂在何處？就得分析在遭受外力時(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)?/span>IMC為金屬共化物，也就是兩種以上的金屬結(jié)合而成的化合生成物，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)幾乎都發(fā)生在IMC層的現(xiàn)象產(chǎn)生。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(lèi)似的道理。

Q2、我們?cè)谧龊稿a推拉力實(shí)驗(yàn)時(shí)，當(dāng)零件被推掉后，大多能看到斷裂面為一層白灰色，大家都說(shuō)這層白色或灰色物質(zhì)就是IMC層，那IMC層到底都產(chǎn)生在哪裡？

A2、另外焊錫內(nèi)也會(huì)有少許的IMC存在，只是因?yàn)楹稿a中絕大多數(shù)的成份是“錫”，所以既使有IMC形成混雜在其間也會(huì)被稀釋掉而不容易被察覺(jué)，不過(guò)如果仔細(xì)觀察還是可以看得到像AuSn4（圓點(diǎn)狀）與Ag3Sn（長(zhǎng)條狀）這類(lèi)會(huì)游走于焊錫中的IMC。

至于在A及B的地方則視其表面處理為何種材質(zhì)而會(huì)有不同的IMC層形成，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、一般正常焊錫推拉力實(shí)驗(yàn)，焊點(diǎn)一般都是在圖示中A、B的那一處IMC斷裂呢？

A3、這個(gè)問(wèn)題還是要回到整個(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層的地方一般是整個(gè)焊點(diǎn)中最脆弱的位置，不過(guò)焊點(diǎn)中的IMC層一般會(huì)有兩處，到底A、B兩處IMC層的那一端會(huì)比較容易斷裂？

先假設(shè)施力大小與施力點(diǎn)都固定，沒(méi)有其他的干擾因素下，這時(shí)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層來(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)該比較可能從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)該比較可能從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。

請(qǐng)注意：以上的說(shuō)明對(duì)BGA焊接不太適用，BGA焊接還得考慮其焊墊的設(shè)計(jì)為SMD或是NSMD，其所產(chǎn)生的焊錫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會(huì)不一樣。