【電路板零件掉落】似乎是很多制程及品管工程人員的夢(mèng)饜，深圳宏力捷之前也曾經(jīng)撰文分享過(guò)自己遇到的幾個(gè)零件掉落的案例，只是每個(gè)人所遇到的問(wèn)題都不盡相同，有鑒于許多新手碰到這類(lèi)問(wèn)題大多不知該從何下手開(kāi)始分析，所以這里就來(lái)分享一下自己的方法與步驟給大家參考。

（當(dāng)然，歡迎專(zhuān)業(yè)人士提出您的見(jiàn)解，畢竟有意見(jiàn)或火花才會(huì)有進(jìn)步，深圳宏力捷也不敢說(shuō)自己的方法或步驟就是最好，就只是經(jīng)驗(yàn)分享。）

一般如果是電路板上的零件掉落，其問(wèn)題大多與「焊接品質(zhì)」脫離不了關(guān)系， 而其最終答案似乎不外乎下列幾種之一，或是混合兩種以上結(jié)果：

1、電路板子的表面處理有問(wèn)題。

2、零件的焊腳表面處理有問(wèn)題。

3、板子或零件儲(chǔ)存條件不良造成氧化。

4、回焊(Reflow)溫度制程出問(wèn)題。

5、焊接強(qiáng)度無(wú)法承受實(shí)際使用的外力影響。

 

電路板零件掉落不良分析的幾個(gè)步驟：

以下就針對(duì)電路板零件掉落來(lái)分析步驟來(lái)陳述。

第一步，資訊取得

這點(diǎn)很重要，如果源頭錯(cuò)了，后面再怎么精彩都是白費(fèi)。

請(qǐng)先向問(wèn)題反應(yīng)者確認(rèn)不良現(xiàn)象的描述為何，并且先試著查詢(xún)了解下列的資訊：

1、發(fā)生什么問(wèn)題？請(qǐng)盡量將不良的現(xiàn)象描述清楚。零件是在什么情況下掉落？產(chǎn)品有沒(méi)有摔落過(guò)？在什么環(huán)境下發(fā)生的(加油站、室外、室內(nèi)、空調(diào))？有沒(méi)有經(jīng)過(guò)什么特殊的測(cè)試(高低溫)？

2、問(wèn)題發(fā)生在客戶(hù)端？還是生產(chǎn)制程中？問(wèn)題是在制程的那一個(gè)步驟發(fā)生或發(fā)現(xiàn)？

3、問(wèn)題是什么時(shí)候發(fā)生的？是生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)？或是成品測(cè)試時(shí)才發(fā)現(xiàn)？不良品有沒(méi)有集中在同一個(gè)Date-code？

4、板子的表面處理為何？ENIG？OSP？HASL？ ENIG會(huì)有黑鎳問(wèn)題，HASL會(huì)有第二面過(guò)爐吃錫不良問(wèn)題，OSP會(huì)有過(guò)期吃錫不良的問(wèn)題。

5、板子的厚度？ 0.8mm？1.0mm？1.2mm？1.6mm？ 板子越薄，變形彎曲的機(jī)會(huì)就越大，錫裂的問(wèn)題也就可能越多。

6、零件焊腳的表面處理為何？Matte Tin？鍍金？

錫膏的主要成份？SAC305(錫銀銅)？SCN(錫銅鎳)？ 不同錫膏的熔點(diǎn)會(huì)不一樣。

7、如果可以調(diào)出當(dāng)時(shí)的reflow量測(cè)曲線(xiàn)最好。
 

第二步，取得不良品，保留證據(jù)以利后續(xù)分析

請(qǐng)取得不良品的電路板實(shí)板，如果零件已經(jīng)完全掉落，最好也要取得掉落的零件，這樣才有對(duì)照組可以作完整的分析。不良品如果不只一件，衡量實(shí)際狀況，可以取得越多越好。
 

第三步，檢查電路板的焊性

拿到不良品后，要同時(shí)檢查電路板及零件腳的焊性，觀察其間的差異。

檢查焊性時(shí)，建議要在顯微鏡(microscope)下觀察，這樣比較可以看到一些細(xì)微的問(wèn)題。

要查看焊錫在電路板的焊墊(盤(pán))上有無(wú)拒焊或是縮錫(de-wetting)等不良現(xiàn)象，這類(lèi)問(wèn)題通常來(lái)自電路板的表面處理不良或是電路板的儲(chǔ)存環(huán)境不佳以致造成焊墊氧化而引起。

當(dāng)然有時(shí)候也會(huì)有回焊爐溫度不足造成焊不上去的問(wèn)題。這時(shí)候可以用烙鐵試看看焊墊能不能吃錫，如果連烙鐵都吃不了錫，就幾乎可以判定為PCB本身的問(wèn)題了。

請(qǐng)注意：有些噴錫板使用「錫銅鎳(SCN)」的成分，其熔點(diǎn)比SAC305高了10°C。SAC305熔點(diǎn)為217°C；SCN熔點(diǎn)為227°C。

如果也可以進(jìn)一步排除電路板儲(chǔ)存條件不良所造成的氧化，就可以請(qǐng)PCB供應(yīng)商過(guò)來(lái)直接看產(chǎn)品，或是把PCB退給供應(yīng)商分析處理了。

如果有爭(zhēng)議，可以先量測(cè)表面處理的厚度。一般ENIG要檢查金層及鎳層的厚度；而HASL要檢查噴錫的厚度，OSP就直接看有無(wú)氧化。

如果還有爭(zhēng)議，就要作切片作詳細(xì)的分析了。

 

第四步，檢查掉落零件腳的焊性

建議也要在顯微鏡下觀察零件腳的焊錫性，這樣比較可以看到一些細(xì)微的肉眼看不到的現(xiàn)象。

要查看零件腳上是否吃錫良好，建議檢查一下零件腳的鍍層組成成份，查看看其熔錫溫度是否符合迴焊爐的溫度。有些使用銀鍍層濺鍍處理的零件，其濺鍍銀只是附著在零件表面，其銀成份容易被SAC錫膏吃掉，造成焊接強(qiáng)度降低的問(wèn)題。

請(qǐng)注意，有些零件腳的切斷面會(huì)有露銅沒(méi)有電鍍的區(qū)域，這個(gè)地方通常不易吃錫，但一般都會(huì)設(shè)計(jì)在不需要吃錫或是不重要的地方。QFN側(cè)面就不一定要吃到錫。 

更多閱讀： 

QFN封裝的焊接品質(zhì) 

 

第五步，檢查掉落的零件腳是否連帶焊墊一起帶起

如果電路板及零件腳的焊性都沒(méi)有問(wèn)題，就要看看電路板上的焊墊/焊盤(pán)是否也脫離了或連在掉落的零件腳上，如果是，也可以進(jìn)一步確認(rèn)零件與PCB的焊接是良好的，更可以證明回焊(Reflow)沒(méi)有問(wèn)題。

如果焊墊沒(méi)有被掉落的零件一起帶走，這時(shí)候可以先檢查回焊的溫度曲線(xiàn)有無(wú)符合錫膏的要求，如果有多馀的不良品，最好可以用烙鐵試看看能否將掉落的零件焊接回電路板。如果可以焊得回去，表示溫度或是錫膏可以加強(qiáng)來(lái)克服這個(gè)問(wèn)題，不過(guò)建議要作一下零件的推力測(cè)試，拿確認(rèn)沒(méi)有問(wèn)題的板子，與現(xiàn)在重新調(diào)整錫膏與溫度曲線(xiàn)的板子，一起作推力比較有無(wú)差異，如果有差異，建議檢查一下PCB的表面處理，有時(shí)候表面處理不良，會(huì)造成局部焊墊氧化，ENIG的表面處理可能有黑墊問(wèn)題，HASL的第二面可能會(huì)有IMC已經(jīng)生成問(wèn)題。

 

第六步，檢查零件掉落的斷面

請(qǐng)?jiān)陲@微鏡下觀察電路板及零件腳的剝離面，看看其斷面是粗糙或是光滑面。粗糙面通常是受到一次性的外力造成零件剝離掉落；光滑面通常是長(zhǎng)期震動(dòng)下造成的斷裂，如果是ENIG的PCB也有可能是黑鎳造成剝落在鎳層。
 

第七步，切片檢查IMC打EDX

如果以上的步驟都沒(méi)有辦法判斷零件掉落的問(wèn)題，最后就要作破壞性的切片了，切片的時(shí)候建議電路板及掉落的零件都要作。

作切片的目的有二：

1、檢查有無(wú)IMC生成，IMC生成是否均勻，另外要打EDX看看是哪種IMC成份。不在乎IMC的厚度，IMC如果生長(zhǎng)不均勻或局部沒(méi)有生成就會(huì)降低焊錫的強(qiáng)度，零件的推力就會(huì)降低。IMC生長(zhǎng)不良原因可能是氧化或溫度不足。 
延伸閱讀：PCB焊接強(qiáng)度與IMC的關(guān)系

2、精淮的確認(rèn)斷裂的地方發(fā)生在哪一層。 

如果斷裂點(diǎn)在IMC層，通常表示焊錫性沒(méi)有問(wèn)題，但是焊錫強(qiáng)度不足以應(yīng)付外力對(duì)它的衝擊，這一般是社計(jì)上必須解決的問(wèn)題。只是有些RD會(huì)要求BGA或零件加Underfill或點(diǎn)膠來(lái)補(bǔ)強(qiáng)。 

如果斷裂面不在IMC層而在PCB端，那就比較偏PCB的問(wèn)提了。 

相反地，如果斷裂面在零件端，就比較偏向零件的問(wèn)題。