[短篇小說]解密BGA的焊接之謎06：IMC是什麼

Posted by
11 月 29, 2023

「至於什麼是IMC層？它是【InterMetallic Compounds】的英文縮寫，中文為【介面金屬共化物】。聽名字大概可以知道它是用來連接在不同金屬間的黏合劑，它基本上是兩種或兩種以上金屬元素在其介面處互相發生"原子擴散"或"化學反應"後所產生的化合物。因為錫膏及BGA錫球的主要成分為"錫"，但是PCB焊墊上用來與焊錫連結的主要成分為"銅"或"鎳"，我們公司所使用的PCB表面處理幾乎都是ENIG化鎳浸金，雖然其表面看到的是"金"，但是金層其實非常地薄，薄到焊接時會完全溶解於融熔的焊錫當中，金層在這裡主要起到保護其底層金屬"鎳"免於氧化影響焊接品質的作用而已，所以ENIG的PCB焊接時只有比較厚的"鎳"層最終會與錫膏中的"錫"在其錫鎳的介面處形成Ni3Sn4的IMC。」

亞力士看著約翰，片刻後繼續說：「看你的表情應該還是不太了解什麼是IMC吧！」

約翰露出尷尬的笑容，亞力士：「有看過水泥匠怎麼砌牆蓋房子吧！至少電視上看過吧！」

約翰點點頭說道：「我怎麼感覺我的頭有點暈！聽懂了，但還不是很了解。」

亞力士說：「我們可以把IMC想像成是黏合兩塊磚頭之間的水泥。不同的磚塊代表著需要被焊接在一起的不同金屬，沒有水泥來黏合不同的磚塊，磚牆就無法被砌起來，但是水泥卻也是整片磚牆上最脆弱的地方，當它受到撞擊時大多時候都會從水泥的地方開始裂開，但是你會因此就直接斷定說是水泥有問題嗎？。」

亞力士：「IMC是兩種以上的不同金屬，在其接合介面處互相結合後所生成包含兩種或兩種以上不同金屬成分的化合物，正如我 之前提到的，在錫和鎳的接合介面處會形成Ni3Sn4的IMC；如果是錫和銅的接合介面則會形成Cu6Sn5的IMC。」

「我之所以特別點出Ni3Sn4及Cu6Sn5是為了讓你了解IMC是一種化學分子式，他通常是在焊接或類似的金屬連接處經由金屬間的原子擴散或化學反應形成的。」

約翰點點頭表示理解，但是追問道：「那還要怎樣才能證明這些焊錫破裂是否為SMT的問題呢？」

亞力士：「那些做紅墨水染色的樣品應該還在實驗室吧？」

約翰說：「我沒有要求對方寄回來，應該還在實驗室。」

亞力士：「那我們可以要求實驗室針對這三顆有焊錫破裂的錫球進一步做切片，看IMC的生長狀況。不過，我建議你多了解一下IMC在焊錫中所扮演的角色是什麼。」

亞力士想了一下說：「等一下我跟你一起給實驗室打個電話，溝通一下切片的注意事項。」

約翰心裡有點如釋重負的感覺，因為他到現在還是搞不太清楚焊錫切片與染色實驗的所有細項，約翰心想著自己在這家公司做了也快20年了，怎麼現在工作的挑戰難度越來越高，以前根本就沒有這些實驗的，或是根本不用自己處理，不自覺的萌生出了想要退休的想法。

接著兩人找了間會議室一起打電話給實驗室，先問了一下目前樣品的狀況，確認沒有問題後，要求對方針對那三顆焊錫破裂的錫球做切片，並要求要重點檢查IMC的生長情況。

開完會議後約翰仍然有點擔心的道：「做過紅墨水染色測試的樣品再拿去做切片，會不會有什麼影響啊？」

亞力士回答道：「以這個case(案件)的三顆錫球來說，應該不會有影響，因為在染色之前，焊錫就已經全部斷裂，染色也只是附著在斷裂面的表面，而且我們只是要檢查IMC的生長狀況，應該不會破壞到原來的證據，唯一需要注意的是，紅墨水染色後拔除翹起BGA本體時是否有傷害到證據，也就是有否其他操作破壞到焊錫的斷裂面，使得IMC的證據消失。所以，我剛剛才特別詢問對方樣品的狀況，是否還有做其他的動作，還跟對方說我們要觀察IMC的生長情況。」

亞力士見約翰點點頭後，接著道：「我必須提醒你得有心理準備，依照我的經驗，這三顆錫球的破裂應該與應力的關係比較大，等報告出來後看看IMC的生長是否連續就可以確定了，我剛剛也告訴過你，可以把IMC比喻成水泥，破裂在水泥並不表示水泥有問題。」

約翰聽了之後有點面露難色。

亞力士繼續對著約翰說：「其實，就算是應力造成的問題也不是你的責任吧！你幹嘛愁眉苦臉的？你的責任不就是找出產品失效的真正原因，然後把問題反饋給相關單位改善嘛！後面的改善動作應該也不用你操心吧？到時候把該有的證據拿出來，看是誰該負責就找誰。總不會要『媒人幫娶妻還幫生子吧！』」

約翰心裡那個苦啊，因為在過往處理不良品的經驗裡，他一般就只要分析到【焊錫破裂】後就可以交差，怎麼這次都已經告訴對方應該是焊錫破裂了，怎麼還要他負責做紅墨水染色檢測，檢測後已經證明是焊錫破裂，接下來還得再做切片，而最讓他感到茫然的是，如果最後驗證結果真的是應力造成的焊錫破裂，他又該找誰負責去。

約翰猶豫了一下，道：「我還真的不知道接下來該如何做？你有什麼建議嗎？」

亞力士嘆了口氣，道：「如果最後證實破裂在IMC處且IMC層生長連續沒有問題，基本上就可以斷定是應力造成的焊錫破裂。後續的處理方法，我這裡有兩個方向可以給你參考。」

系列文章：

SMT, Soldering(焊錫)
人氣(935)   迴響(0)

　
 　
訪客留言內容（Comments）

No comments yet.

訪客留言注意事項：
1.首次留言須通過審核後內容才會出現在版面上，請不要重覆留言。
2.留言時請在相關主題文章下留言，與主題不相關的留言將會被視為垃圾留言，請善加利用【搜尋框】尋找相關文章，找不到主題時請在「水平選單」的「留言板」留言。
3. 留言前請先用【搜尋框】尋找相關文章，自己做一點功課後再留言。沒有前因後果的內容，工作熊不一定會瞭解你在說什麼，就更無法回答你的問題。  
4. 工作熊並非某一方面的專家，所以回答的內容或許會有不正確的地方，服用前還請三思。如果您想詢問關於電路板方面的工程問題，請前先參考這篇文章【詢問工程問題，請提供足夠的資訊以利有效回答】 把自己的問題想清楚了再來詢問，並且請提供足夠的資訊，這樣才能有效回答問題。
5. 工作熊每則留言都會看，但不會每則留言都回答，尤其是只有問候之類的內容。  
6. 留言詢問時請注意您的態度，工作熊不是你的「細漢」，更沒有拿你的薪水，所以不接受吆喝工作熊的態度來回答你的問題。  
7. 原則上工作熊不接受私下電子郵件、電話、私訊、微信或任何即時通聯絡。  
8. 自2021年7月起Google將停止最新文章電子郵件通知，如果你想隨時接收部落格的最新文章可以參考這裡。

您有話要說（Leave a comment）

(required)

(required)