一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)良好的PCBA焊錫形成，其焊錫結(jié)合力最脆弱的地方為IMC(Inter-Metallic Compound)層，IMC層是一種金屬化合物，IMC更為形成良好焊接的必然物。深圳宏力捷之前將IMC層形容為男女結(jié)合后所延下的小孩，這里你可以將這層IMC想像成黏合磚塊與磚塊之間的水泥，它起到接合兩種不同磚塊的目的，IMC也是一樣，如果沒(méi)有這層IMC就無(wú)法在兩種不同的金屬間形成良好的焊接，但這層IMC卻也是整個(gè)焊接結(jié)構(gòu)中最脆弱的地方，想像磚墻受到撞擊時(shí)，大部分會(huì)從水泥處裂開(kāi)，IMC層也是一樣，所以才會(huì)說(shuō)如果焊錫受到應(yīng)力影響時(shí)，一般會(huì)最先從IMC層裂開(kāi)。

 

建議你先看看這篇文章以了解【何謂IMC (Intermetallic Compound)？IMC與PCB焊接強(qiáng)度有何關(guān)系】。

 

那如果水泥涂得不好或涂得不均勻，部份有涂到、部份未涂到或是IMC層長(zhǎng)得太厚或太薄，是不是會(huì)影響磚塊間的結(jié)合力呢？答案是肯定的，如果發(fā)現(xiàn)零件焊錫斷裂在IMC層，就得進(jìn)一步分析IMC層長(zhǎng)得好不好，一般判斷的標(biāo)淮就是看IMC層是否連續(xù)，是否均勻分布，通常會(huì)采用切片(cross-section)并利用高倍顯微鏡來(lái)加以觀察，并輔以EDX查看元素分析做進(jìn)一步判斷。

 

一般來(lái)說(shuō)，如果PCB的焊墊/焊盤(pán)或電子零件焊腳的表面處理(finished)有氧化發(fā)生時(shí)，就會(huì)造成IMC層長(zhǎng)不出來(lái)或部份地方長(zhǎng)不出IMC。另外，回焊爐溫如果加熱不足時(shí)也可能造成類(lèi)似現(xiàn)象。

 

至于IMC層長(zhǎng)得太厚或太薄，雖然也會(huì)影響到焊錫結(jié)合力，但這已經(jīng)與SMT的生產(chǎn)制程沒(méi)有不太關(guān)系了，SMT制程基本上只要確保IMC有長(zhǎng)出來(lái)且長(zhǎng)得均勻就算完成任務(wù)，因?yàn)镮MC層會(huì)隨著時(shí)間與熱量的累積而越長(zhǎng)越厚，當(dāng)IMC長(zhǎng)得太厚時(shí)強(qiáng)度反而會(huì)變差，變得容易脆裂，這就有點(diǎn)像磚塊與磚塊之間的水泥一樣，適量的水泥厚度可以將不同的磚塊緊密的結(jié)合在一起，但水泥如果太厚反而容易被從水泥處推倒，這也可以說(shuō)明，為何大部分產(chǎn)品使用一段長(zhǎng)時(shí)間后其信賴度會(huì)變差。

 

深圳宏力捷后來(lái)還是一直被追問(wèn)，到底IMC層應(yīng)該多厚才是理想的厚度？深圳宏力捷會(huì)以現(xiàn)在的銅錫或銅鎳化合物，其最佳厚度應(yīng)該在1~3u"，但一般厚度只要在1~5u"都是可以接受的。

 

另外一個(gè)SMT制程中可能出現(xiàn)且影響焊錫強(qiáng)度的因素是焊錫中殘留有氣泡孔洞(Void)，這些孔洞是因?yàn)楹稿a在熔融狀態(tài)時(shí)無(wú)法及時(shí)逃逸出焊錫的空氣或助焊劑揮發(fā)物，等到焊錫冷卻后被包覆于其中所形成，判斷是否為包風(fēng)孔洞有兩個(gè)非常明顯的特征：

1、其內(nèi)表面光滑。

2、在焊錫中呈現(xiàn)出圓形狀。

 

孔洞越大當(dāng)然越不利焊錫強(qiáng)度，中空的蓮藕怎么能耐折，但是孔洞又很難在焊接過(guò)程中完全避免，尤其是有大量焊錫的BGA或QFN、LGA等零件，那規(guī)定一定比率下的孔洞可以接受就得了，日后技術(shù)進(jìn)步了改規(guī)格就是了，依據(jù)IPC-7095B及IPC-A-610D之后版本的要求，BGA錫球的總孔洞直徑不可以超過(guò)錫球總直徑的25%，大部分電子廠也都以此來(lái)判定孔洞的可允收率。日后如有修改請(qǐng)以最新的規(guī)格為淮。

 

 

所以，只有當(dāng)發(fā)現(xiàn)IMC長(zhǎng)不出來(lái)或IMC與界面間有分布不均勻現(xiàn)象發(fā)生時(shí)才跟SMT的品質(zhì)或制程有正相關(guān)性。這個(gè)相關(guān)性可能跟回焊爐(reflow oven)的熱量不足有關(guān)，也可能跟PCB的表面處理不佳或儲(chǔ)存環(huán)境有關(guān)，也可能與電子零件的品質(zhì)相關(guān)，這個(gè)需要得到更多的切片與元素分析才能判斷。
 

現(xiàn)在你應(yīng)該也是專(zhuān)家了，下次要是再碰到有焊錫破裂的問(wèn)題，請(qǐng)不要馬上就跑來(lái)質(zhì)詢深圳宏力捷了，請(qǐng)自己先稍微做點(diǎn)功課。