为什么PCBA加工中IMC已经形成有效焊接但零件掉落还是发生?

深圳宏力捷在本网站中已经有多篇文章探讨关于「电子零件掉落」的原因及分析了，文章中也一直都有提到说大部分电子零件掉落时破裂的位置几乎都落在IMC(Intermetallic Compound)的位置，这表示当零件被焊接在电路板后其整体结构包含零件与电路板最脆弱的地方是IMC，所以才会从IMC的位置断裂，可是，也几乎所有的文章都指出来必须要在锡膏与零件焊脚及锡膏与电路板的金属之间形成IMC才算是有效焊接，其焊锡强度才能被确保。

相信很多朋友读到这里都会开始产生疑问，IMC生成不就表示PCBA焊接强度是良好的，那为何焊接后如果发生断裂，位置又几乎都发生上IMC层的地方呢？这不是互相矛盾了吗？

其实这样的理解一点也不矛盾，深圳宏力捷在这里就试着列出大多数朋友会有的疑问来加以解答好了：

Q1、当焊锡形成了IMC，就表示焊接有效确认，其PCBA焊接强度高的原因是因为IMC的强度高，那为何作焊点的推拉测试时还是从IMC的地方断裂，而不是从图片中「零件焊脚」或是「焊锡」的中间处断裂呢？

A1、首先，在电子零件在焊接过程中形成IMC (Intermetallic Compound)绝对是确认焊接良好与PCBA焊接强度的要件之一，不过可能许多人都误解了，所谓的「有效焊接」是指焊接有无良好，但并不能保证其所能承受的破坏推拉力就一定强过原来被焊接的两端之结构。

还是用水泥与砖头砌墙来表示说明好了，用砖头来代表电路板的焊垫与零件焊脚的金属镀层，而水泥就相当于IMC，因为IMC起到连接焊垫与焊脚的作用。

当两块砖头的中间用水泥连接完成后并接受外力而产生破裂时，最先破裂的地方通常是水泥面而不是砖头吧，但这时你并不会因此就质疑说我明明砖块中间已经涂有水泥了，为何还是从水泥的地方破裂。

所以，在电路板的焊接过程中形成IMC越好表示PCBA焊接强度越高，指的是有效焊接，IMC可以承受较高的推拉力。

可是这与零件因外力而致破裂时怎么总是从IMC破裂？又是另外一回事了，焊点破裂总是寻找最脆弱的地方可以，就像堤防溃堤也总是从最脆弱的地方开始一样。

零件焊点破裂在何处就得遭受外力时焊点上的每个地方所能承受的最大力来决定了。因为IMC为金属共化物，也就是两种以上的金属结合而成的生成物，其所能承受的剪应力，一般会比纯金属来得脆弱，所以才会有焊点出现断裂时几乎都是在IMC层。这就像一个男生与一个女生中间拉着一个小孩，小孩总是最脆弱的一环类似的道理。

还是不懂，参考这篇【PCB焊接强度与IMC观念】吧！

Q2、我们常常做推拉力实验，零件被推掉后，大多能看到断裂面为一层白色 ，大家都说这层白色物质就是IMC，那IMC都产生在哪里？

A2、请参考文章最上面的图示，其实图片中的A与B的地方都会形成IMC，另外焊锡内也会有少许的IMC存在，只是因为焊锡中绝大部分的成份是「锡」，所以既使有IMC形成混杂在其间也会被稀释掉不容易察觉，不过如果仔细观察还是可以看得到AuSn4（圆点状）与Ag3Sn（长条状）这类会游走的IMC。

至于在A及B的地方则视表面处理为何种材质而会有不同的IMC形成，如果是「铜」基地的表面处理PCB，如OSP(有机保焊膜)、I-Ag(浸镀银)、I-Sn(浸镀锡)、HASL(喷锡)与锡膏的焊接后大体会形成Cu6Sn5的IMC，如果是「镍」基地的表面处理PCB，如ENIG、ENXG与ENEPIG，则会生成Ni3Sn4的良性IMC。

其他不同的的金属与锡结合后会各自生成不一样的IMC。

Q3、一般正常推拉力实验，焊点一般都是在图示中A、B的的那一处IMC断裂呢？

A3、这个问题还是回到整个焊点中的各部位所能承受的应力来说明。就如同A2中的回答，IMC的地方一般是整个焊点中最脆弱的地方，不过焊点中的IMC至少会有两处以上，到底A、B两处IMC的那一端比较容易断？

先假设施力一定，没有其他的干扰因素下，这个就要看所形成的是何种IMC来决定了，一般来说「铜」基地所形成的IMC强度会比「镍」基地所形成的IMC来得强。

所以，如果是一个铜底镀镍后再镀锡的零件焊脚焊接在ENIG表面处理（「镍」基地）的板子上，那么应该会从B的位置断裂。

如果是一个铜底镀镍的零件焊脚焊接在OSP表面处理（「铜」基地）的板子上，那么应该会从A的位置断裂。

如果是一个铜底镀镍后再镀锡的零件焊脚焊接在OSP表面处理（「铜」基地）的板子上，那么双方就半斤八两，就要看那一边所形成的IMC比较完整，或面积比较大了。

下图是ENIG板子零件掉落的切片元素分析报告。