電路板零件掉落怎麼分析：先保住證據、確認故障，再由不破壞到破壞，從蒐集資料到寫報告的 5 個階段

電路板上的零件掉了、或客戶寄回不良板，不要一拿到就拆零件或切片：公開資料寫，失效分析要先問清楚背景（零件與批號、在哪個環節發現、使用條件、故障現象、拿到之前怎麼處理過），並附上同批的良品當對照；再用放大目視與電性量測確認故障真的存在、在哪裡；不破壞樣品的檢查（放大目視、X 光、超音波掃描）要先做完，才選切片、染色拉開、開封或成分分析這些會毀掉樣品的方法，並安排順序，讓有限的樣品回答更多的問題。 本文談的是分析的順序，以及每一步要留下什麼；斷面怎麼判讀、BGA 錫裂是製程還是設計問題、紅墨水與切片報告怎麼看，不在範圍內。分成 5 個階段：

• 階段①｜先蒐集資料、保住證據： 要回答什麼問題、零件與批號、在哪裡發現、怎麼處理過，加上同批良品。
• 階段②｜確認故障真的存在、在哪裡： 放大目視、拍照、電性量測、交換驗證。
• 階段③｜先做不破壞的檢查： X 光、超音波掃描，每一步都和良品比。
• 階段④｜再選破壞性分析： 先分層級，依要回答的問題選方法、排順序。
• 階段⑤｜下結論、寫報告、驗證對策： 失效模式、位置、機制與根本原因，各有證據。

BGA（球柵陣列）焊點本身用 X 光、紅墨水、切片怎麼檢查，見嘉鴻已上線的〈BGA 焊點怎麼檢查：X-ray、紅墨水、切片怎麼選，5 階段由淺入深〉；本文從「零件掉了、或客戶寄回不良品，要從哪裡開始」講，不限 BGA，被動元件、連接器與 IC 也照同樣的順序（本文的整理）。下面每個階段寫：怎麼做、公開資料怎麼說，有對應時再寫嘉鴻能幫的；來源、例外與整理放在文末的「備註」。此為一般情況，仍需視個案而定。

階段①：先蒐集資料、保住證據

怎麼做：

• 先把問題寫下來：這次分析要回答什麼（是不是零件本身壞、是哪一批、要不要停線），請提出的人確認，並寫成文字（來源 1）。
• 零件與批號：料號、零件上的標記、日期碼、批號與採購單號，標記與標籤拍清楚；寄回幾個、其中幾個是對照用的良品（來源 3）。
• 在哪個環節發現：進料檢驗、組裝、出貨測試，還是客戶端使用；用了多久、壞的時候是什麼電壓與溫度；不良率多少；同時有沒有別的零件壞；同一批或同一個日期碼還有沒有庫存（來源 3）。
• 拿到之前怎麼處理過：收到之前怎麼處理、拆下與處理時有沒有做防靜電與溫度的防護、已經做過哪些調查（來源 3）。
• 保住現場：掉下來的零件要找回來，和板子分開裝並標示；先拍整體與近照，再動手；分析之前不要先清洗、重焊或補件（本文的整理；拍整體與近照見來源 1）。
• 同批的良品一起拿：2 到 3 個已知良品當對照，標成「對照品」、和不良品分開放、不算進不良數（來源 3）；也要同時蒐集壞的與沒壞的樣品（來源 1）。
• 包裝：用防靜電的包裝，不要用一般塑膠袋；濕敏零件照濕敏等級的規定處理（來源 3）。

公開資料怎麼說： 一家半導體廠給客戶的退貨分析申請說明（2024 年 6 月，3.0 版）列了寄回不良品時要附的資料：料號、零件標記、日期碼、批號、寄回數量，在哪個環節發現、使用條件、用了多久、不良率，故障的樣子、收到之前的處理過程、已經做過的調查、照片與波形；並建議附 2 到 3 個已知良品當對照，標成對照品、和不良品分開放；寄送不要用一般塑膠袋，要用防靜電的包裝。一位分析實驗室的科學家在電子產品合規產業雜誌上的文章寫到：先確認並寫下提出單位的目標與問題，蒐集有代表性的失效與未失效樣品、零件材料與製程化學品，並了解製造歷程、失效的確切樣子、怎麼被發現，以及使用環境（備註表 1）。

嘉鴻能幫的：

• 收到樣品先拍照存檔，可用 7 吋數位顯微鏡（商品頁寫 1 到 1,200 倍連續變焦、鏡頭角度可調、可拍照錄影）。

階段②：確認故障真的存在、在哪裡

怎麼做：

• 放大目視：換不同的光線與倍率看，每一件先檢查並記錄識別編號；拍整體與近照；和沒壞的位置比（來源 1）。
• 零件掉下來的：板子上的焊墊和掉下來的零件，兩邊都要看、都要拍——錫留在哪一邊、焊墊有沒有跟著離開板子、看不看得到曾經焊上的痕跡；這一步只是記錄，斷面怎麼判讀另外處理（本文的整理）。
• 電性量測：分清楚是開路、低阻值短路還是高阻值短路，和良品在同樣的條件下比（來源 1）。
• 交換驗證：零件外觀沒有明顯的實體損傷時，把疑似壞的零件換到已知良好的板子上，看故障是不是跟著零件走；也在同樣的條件下，比較正常與異常的波形（來源 3；該說明寫的是客戶寄回零件廠之前，能做的話先自己做的初步確認）。交換要拆焊，焊點的證據就沒了；要查的是焊點，先做完階段③再拆（本文的整理）。
• 確認了再往下：先看外觀上有沒有看到故障；故障屬於電性的，再用電性量測確認，然後進下一步（來源 1）。

公開資料怎麼說： 前面那篇合規雜誌的文章寫到：初步目視要用不同的光線與倍率、檢查並記錄每件樣品的識別編號，拍整體與近照，並和沒壞的區域比，也要問外觀上有沒有看到故障；故障屬於電性時，下一步做電性檢查，可以分出開路、低阻值短路與高阻值短路，方法是比較壞的和沒壞的樣品，也要問電性上有沒有確認故障。前面那份半導體廠的說明寫到：客戶在寄件前能先自己做初步確認，對分析有幫助；封裝沒有明顯的實體損傷時，建議做交換驗證，確認是不是那顆零件壞（備註表 2）。

嘉鴻能幫的：

• 焊點、焊墊與零件側面的多角度觀察，可用 4K 3D 數位顯微鏡（商品頁寫內建測量系統、可多角度旋轉顯示，用在焊點檢查與缺陷辨識）。

階段③：先做不破壞的檢查

怎麼做：

• 能用的不破壞方法先用完：再做會毀掉樣品的；太早做破壞性的，可能把真正壞的位置毀掉（來源 1）。
• X 光：看內部結構，例如打線、零件有沒有對正（來源 1）。BGA 焊點 X 光看得到什麼、看不到什麼，見〈BGA 焊點怎麼檢查：X-ray、紅墨水、切片怎麼選，5 階段由淺入深〉。
• 超音波掃描（掃描式聲學顯微鏡）：找封裝內部的分層、空洞與裂縫（來源 1）。懷疑零件或電路板受潮、過爐時內部分層，原因與由外觀、超音波掃描到切片的排查順序，見嘉鴻已上線的〈爆米花效應（Popcorn Effect）是什麼：IC 與電路板受潮，過回焊爐為什麼會爆開〉。
• 每一步都和良品比、都拍照：同一個位置，壞的和好的放在一起看（本文的整理；來源 1 明寫的是目視與電性檢查要和沒壞的比，並拍照記錄）。
• 順序由破壞較小的開始：目視、電性、非破壞檢查，接著才是破壞性的（來源 2）。

公開資料怎麼說： 前面那篇合規雜誌的文章寫到：在動用破壞性方法之前，要先用盡手上所有的非破壞性方法，因為太早做破壞性試驗，可能毀掉真正的失效位置；它列的非破壞性方法依序是加強光線與放大的目視、X 光（看打線、零件對位等內部結構）、掃描式聲學顯微鏡（找內部分層、空洞與裂縫）與電性檢查。美國一所大學的電子產品可靠度研究中心的失效分析頁面（頁尾版權標示 2011 年，沒有發表或更新日）寫的建議順序是：目視檢查、電性測試、非破壞性評估、破壞性評估，從不破壞的方法開始，再往破壞性大的方法走（備註表 2、表 3）。

嘉鴻能幫的：

• 外觀比對與拍照，用上面的兩台數位顯微鏡。

階段④：再選破壞性分析

怎麼做：

• 先分層級：是板子本身的問題，還是組裝（焊點、零件）的問題，再依要回答的問題挑方法（來源 1）。
• 看斷面：要看焊點或板子的垂直斷面，用切片（來源 1）。
• 找開路的 BGA 焊點：要找出開路的焊點、看是哪個界面分開，用染色拉開（來源 1）。
• 看零件內部：要看晶片、打線、靜電損傷，或懷疑零件是仿冒的，用開封（來源 1）。
• 看成分：要知道污染物或腐蝕的成分，用掃描式電子顯微鏡加能譜分析；其他還有離子層析、紅外光譜與熱分析等（來源 1）。
• 排順序：讓一份樣品拿到更多資訊、對旁邊的傷害較小（來源 1）。
• 樣品省著用：樣品常常不多，剩下的留著做後續試驗（來源 1）。
• 破壞之前先講好：要做哪一種、做在哪個位置、做完樣品就沒了，先和提出的人講好（本文的整理）。

公開資料怎麼說： 前面那篇合規雜誌的文章寫到：先把失效分成板子層級或組裝層級，再選合適的試驗，並安排順序，以至少的周邊損傷拿到至多資訊；它列的破壞性方法有開封（看晶片、打線、靜電損傷與仿冒）、切片（看板子或焊點的垂直斷面，可以對照 IPC-A-600 或 IPC-A-610）、染色拉開（主要用在 BGA，找開路焊點、看哪個界面分開）、掃描式電子顯微鏡與能譜分析（高倍影像與污染物、腐蝕的元素分析），以及離子層析、紅外光譜、熱分析、可焊性分析等；樣品常常很少，要小心用，剩下的留著做後續試驗（備註表 2、表 3）。

嘉鴻能幫的：

• 懷疑污染或腐蝕和清洗有關時，清洗與清潔度的文件怎麼準備，見嘉鴻已上線的〈電路板洗乾淨，怎麼證明？讓客戶稽核一次過關的四份文件〉。

階段⑤：下結論、寫報告、驗證對策

怎麼做：

• 報告寫四件事：失效模式（開路、短路、掉件）、失效位置、失效機制、根本原因（來源 2）。
• 做了什麼都記下來：每一步的條件、看到的結果、照片，看起來不重要的結果也記（來源 1）。
• 結論和證據對起來：哪一個結論靠哪一張照片、哪一個量測，寫在一起（本文的整理）。
• 找不到零件的問題時：回頭查線路與使用條件；可能的原因包括資料不完整、客戶端的條件和分析的條件不同（來源 3）。
• 對策要驗證：改了之後，用同樣的檢查或試驗確認，和改之前比（本文的整理；來源 2 寫要提高可靠度，失效分析的資訊要和失效機制模型的結果搭配，也可以據以規劃加速試驗）。

公開資料怎麼說： 前面那個大學研究中心的頁面寫到：失效分析的目標是找出失效模式、失效位置、失效機制與根本原因；要提高可靠度，這些資訊要和失效機制模型的結果搭配，找出重要的失效機制與位置，也能據以規劃有針對性的加速試驗。前面那篇合規雜誌的文章寫到：做了什麼都要記錄、結果要拍照，看起來再不重要的結果也是結果。前面那份半導體廠的說明寫到：零件層級的分析找不到問題時，要由客戶的設計團隊查應用端；找不到問題可能的原因，包括資料不完整，以及客戶的條件和零件廠的條件不同等（備註表 3）。

嘉鴻能幫的：

• 報告用的照片，可用上面的數位顯微鏡拍（7 吋那台也可以錄影）。

常見問題

Q1：電路板失效分析的步驟是什麼？

先蒐集背景與保住證據，再確認故障真的存在、在哪裡，接著做不破壞樣品的檢查，再選會毀掉樣品的方法，並寫成報告。公開資料特別提醒：拿到不良板不要一開始就拆零件或切片。

Q2：客戶寄回不良品時，要先問哪些資料？

零件料號、標記、日期碼、批號與採購單號；在哪個環節發現（進料、組裝、出貨測試或客戶端）、用了多久、壞的時候是什麼電壓與溫度、不良率多少；收到之前怎麼處理過、有沒有做防靜電與溫度防護。同時附上同批的良品當對照。

Q3：非破壞與破壞性檢查要怎麼排順序？

能用的不破壞方法先用完：放大目視、X 光看內部結構、超音波掃描找分層與空洞。之後才依要回答的問題選切片（看斷面）、染色拉開（找開路的 BGA 焊點）、開封（看晶片與打線）或成分分析，並排好順序，讓有限的樣品回答更多問題。

Q4：失效分析報告要寫什麼？

四件事：失效模式（開路、短路、掉件）、失效位置、失效機制、根本原因。每一步的條件、結果與照片都要記下，哪一個結論靠哪一張照片或哪一個量測，寫在一起；改了之後用同樣的檢查確認，和改之前比。

備註：來源與例外

以下給需要核對的人看，不看也不影響上面的做法。您的產品規範、客戶的驗收標準與相關標準，和本文不同時，以它們為準。

各階段的出處

表 1｜交給分析的人之前，要準備的資料

來源：見各列。

表 2｜每一種檢查看什麼

來源：見各列。

表 3｜順序與原則

來源：見各列。

例外與限制

• 看到什麼、沒看到什麼：本文讀到的是 3 份公開資料（一篇合規雜誌上的實驗室文章、一個大學研究中心的頁面、一家半導體廠的退貨分析申請說明）。IPC-A-600、IPC-A-610 只在來源 1 裡被提到，本文沒有讀它們的內容；也沒有讀到其他失效分析程序的標準。
• 來源的立場與範圍：來源 3 是一家半導體廠寫給自己客戶的退貨說明，其他零件廠的要求可能不同，寄樣前以對方的說明為準。來源 2 的頁面只列了順序，沒有寫各方法的細節。
• 兩份來源的順序不完全一樣：來源 1 把電性檢查列在非破壞性方法的末尾，來源 2 把電性測試放在非破壞性評估之前；電性量測不會毀掉樣品，本文照來源 2 放在階段②，先確認故障（本文的整理）。
• 拆不拆零件：來源 3 寫寄給零件廠時理想從板子拆下來；但要查的是焊點，焊點要留在板子上，所以先決定要回答哪個問題再拆（本文的整理）。
• 本文的整理：「不限 BGA，其他零件也照同樣的順序」、階段①的保住現場、階段②的兩邊都要看與交換驗證前先做非破壞檢查、階段③的每一步都和良品比、階段④的破壞前先講好、階段⑤的結論和證據對起來與對策要驗證，是本文的整理；其餘句子都能在來源找到對應的敘述。
• 範圍：本文只談分析的順序與每一步要留下什麼；斷面怎麼判讀、BGA 錫裂的原因怎麼分、紅墨水與切片報告怎麼看，不在範圍內。
• 設備與商品：「嘉鴻能幫的」只寫站上商品頁與已上線文章的原文，規格以商品頁為準；連結文字用的是功能名稱，沒有寫商品頁的型號、系列代號與廠牌。

本文為一般情況的歸納，不是標準條文的轉述，也不是對某一家廠商、設備廠或服務商的背書，更不是對您產品與製程的擔保。請以您的產品規範、客戶的驗收標準與相關標準，以及您自己的驗證為準；此為一般情況，仍需視個案而定。