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抓到了!原來電子零件掉落與端點使用【銀】鍍層大有關係
工作熊的公司最近在做一個產品的滾筒(Tumble Test)信賴度測試時，發現有電源電感器(Power Inductors)零件掉落的問題，分析之後發現這顆inductor的焊接端點(termination)採用的是銀(Ag)鍍層，實際上是【銀-鈀-鉑-玻璃料(silver-palladium-platinum-glass frit)】的混合鍍層，但以【銀】為主。
因為我們公司的錫膏用的是SAC305，以【錫(Sn)】為主，所以經過回流焊(Reflow)後發現零件上的銀鍍層有溶解到了錫膏之中的情況發生，以致造成零件焊接強度不足，最後在滾筒測試時造成掉落的問題。
查詢之後，發現這家廠商的電源電感器總共有三種端點焊接的表面處理鍍層(finished)，一種是有鉛的，這裡就不列入考慮了。其他還有兩種無鉛鍍層，分別為出問題以銀為主的【銀-鈀-鉑-玻璃料(silver-palladium-platinum-glass frit)】的混合鍍層，以錫為主的【錫-銀-銅(tin-silver-copper)(95.5/4/0.5)】鍍層。
我們同時找來了這兩種不同鍍層的電源電感器且分別將它們貼上同一片電路板，然後拿去作單體的推力(Push Force)測試，結果顯示【銀(Ag)Base】鍍層的推力比【錫(Sn)Base】鍍層的推力足足少了4.5Kgf。
就理論上來說，銀(Ag)在SAC的錫膏中屬於極少數，所以零件端點上如果鍍銀的話，銀就容易被溶解在錫膏之中，也就是會被稀釋掉；如果零件的端點改成鍍錫的話，因為SAC的錫含量本來就很高，也就不太會再去搶零件端點上的錫鍍層了，也就可以形成比較好的焊接強度。
下面是零件使用銀與錫鍍層的推力實驗結果。
| 個別推力(Kgf) | 平均推力(Kgf) | |
| 銀(Ag)Base的推力 | 5.66, 8.2, 6.36, 6.57, 8.57, 6.59 | 6.3 |
| 錫(Sn)Base的推力 | 10.57, 10.80, 11.04, 10.71, 10.94, 10.74 | 10.8 |
這個銀鍍層溶解於SAC焊料的問題，一般只會出現在端點面是非金屬的情況，因為一般會使用蒸鍍或濺鍍方式將銀附著於非金屬表面，當焊點上面的銀被錫膏吃掉後就會露出非金屬表面，隨著非金屬表面露出越多，焊接的強度就會變得越弱。如果是金屬端點(通常是「銅」)則比較不會有這個問題，因為銅會跟銀生成優良Cu5Sn6的IMC，焊接強度沒有問題。
維基對蒸鍍的解釋：
https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%92%B8%E9%8D%8D
有人問既然鍍銀會有零件脫落的問題，那為何零件製造商要使用【Ag base】的表面處理(finished)呢？
只能這麼說，當初一定是有需求的，我們後來詢問代理商，他們也說不出個所以然來。個人推測（如果有錯歡迎訂正）它在有鉛錫膏(Sn63Pb37)的製程下應該沒有什麼太大的問題，因為當初有鉛製程時的確有看過鍍銀的零件，但是在無鉛錫膏(SAC)就會出問題，另外這種銀製程的零件引腳應該應該比較適合用在導電膠或是低溫無銀的回焊製程中。
▼下圖是使用錫(Sn)鍍層的電源電感器(Power Inductors)，經過推力測試後，其焊點還保留在零件的端點上，所以推力比較高。 
▼下圖是使用銀(Ag)鍍層的電源電感器(Power Inductors)，經過推力測試後，零件端點上已經看不到任何鍍層的痕跡了，所以其耐推力就比較小。 
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訪客留言內容（Comments）
熊大你好，
脫落事情最後如何解決？
我司最近進行滾筒測試也發生電源電感脫落，
電感電極組成是銀/鎳/錫,
電感供方已增加鎳層厚度及電極寬度，
水平推力出來有增加，但滾筒測試後仍然有脫落發生。
謝謝 Stanley
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以前在有鉛時代就有錫膏是有加銀(Ag) 就是防止銀鍍層溶解於SAC焊料的問題