零件掉落不是加錫就好：焊接強度看面積、結構與端點鍍層，從看斷面、看面積、查鍍層、找製程到驗證的 5 個階段

零件掉了，第一個反應常是「錫加多一點」，但錫多不一定比較牢。一份剪力試驗寫，焊點的剪力等於焊錫本身的強度乘上潤濕的接觸面積；試驗裡強度比較低的錫鉛焊點，剪力反而比無鉛高，作者推論是錫鉛的潤濕面積比較大；電容廠也寫，錫太多會給零件與焊點額外的應力，太少或不均會黏不牢、轉向或一端翹起。真正要看的是斷在哪裡、潤濕面積夠不夠、介金屬層是不是長太厚，以及零件端點有沒有鎳阻障層；沒有鎳層或鎳太薄的端點，高溫時會流失，曾有使用者因此在現場出現焊點失效。製程上的錫膏太多、鋼板太厚、焊墊設計不好，也會讓零件翹起。 本文談的是 SMT 零件焊好後掉落或一推就掉時，怎麼從焊點強度、端點鍍層與製程找原因；BGA 焊球斷裂、零件本體破裂的分析，不在範圍內。分成 5 個階段：

• 階段①｜先看斷在哪裡： 斷在焊錫、端點的銀層、焊墊下面，還是零件本體。
• 階段②｜強度看面積與結構： 剪力等於強度乘面積、錫太多太少都不好、介金屬層太厚會變脆。
• 階段③｜查端點的鍍層： 鎳阻障層、端點溶蝕、高溫時間。
• 階段④｜也可能是製程： 錫膏太多、鋼板太厚、焊墊設計、氮氣讓問題更明顯。
• 階段⑤｜怎麼驗證： 剪力試驗、切片、對照零件規格。

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：先看斷在哪裡

怎麼做：

• 先留下掉的零件與板子：不要急著補焊，先把掉下來的零件和板上的焊墊留著看（本文的整理）。
• 看斷面在哪一層：一份剪力試驗看到兩種失效：斷在焊點，或零件本身壞掉；大多數斷在焊點的介面（來源 3）。
• 斷在端點的銀層：同一份試驗用電子顯微鏡與能譜在斷面看到銀，作者解讀為一部分斷在零件端點的金屬化層（銀層），一部分在焊錫裡（來源 3）。
• 四種位置、四個方向：斷在焊錫裡，先看潤濕面積；斷在端點的金屬層，先查端點鍍層；焊墊被拉起，先查板子與受力；零件本體裂開，先查受力與零件（本文的整理）。

公開資料怎麼說： 一所美國州立大學與一家材料公司在 IPC 研討會的論文（頁面沒有標年份，約 2006 年）用剪力測試機推 1206、0805、0603、0402 四種尺寸的晶片電阻，寫到：剪力試驗只看到兩種失效模式，斷在焊點與零件本身失效，大多數樣品斷在焊點的介面；斷面用能譜看到銀，作者解讀為一部分在端點的金屬化層（銀層），一部分在焊錫本體裡（備註表 1）。

嘉鴻能幫的：

• 斷掉的零件與焊墊，可用 7 吋數位顯微鏡 拍照記錄（商品頁寫 1 到 1,200 倍連續變焦、鏡頭角度可調以避開反光，可拍照錄影）。

階段②：強度看面積與結構

怎麼做：

• 剪力＝強度×面積：焊點的剪力等於焊錫本身的剪切強度乘上接觸面積（潤濕面積）（來源 3）。
• 錫多不等於牢：那份試驗裡，錫鉛焊錫本身的強度比無鉛低，焊點的剪力反而比較高；該論文的作者推論，這是因為錫鉛潤濕比較好、接觸面積比較大（來源 3）。
• 錫太多也不好：錫太多會在零件上造成熱與拉伸的應力，可能讓零件或焊點本身裂開；錫太少或不均，會黏不牢、零件轉向或一端翹起（來源 1）。
• 錫量跟焊墊有關：錫量取決於製程與焊墊大小；兩端焊墊要一樣大，避免焊錫的表面張力不平衡把零件拉歪（來源 1）。
• 介金屬層太厚會變脆：一份老化試驗，介金屬層隨老化時間變厚，焊點因為變脆而強度下降；剛回焊完的焊點，剪力比老化後高（來源 4）。
• 回焊曲線的影響不一致：峰值溫度與液相以上時間對剪力的影響，在不同零件尺寸、不同錫膏之間並不一致（來源 3）。

公開資料怎麼說： 前面那篇大學與材料公司的論文寫：剪力等於焊點的剪切強度乘上接觸面積（潤濕面積）；依美國國家標準與技術研究院的焊料性質資料庫，錫鉛焊料本身的剪切強度比錫銀銅低，作者據此推論，錫鉛焊點剪力較高唯一可能的原因，是錫鉛的接觸面積比較大，並用光學檢查斷面的面積支持這個推論，和已知的潤濕差異一致；峰值溫度與液相以上時間的影響，在不同零件尺寸與兩種錫膏之間並不一致。一家電容廠的應用說明寫：錫量會影響元件的可靠度，錫太多會造成熱與拉伸應力，可能讓晶片或焊點破裂；錫太少或不均，會造成黏著弱、元件轉離位置或一端翹起；錫量取決於製程與焊墊大小，兩端焊墊要一樣大。一所英國大學的論文寫：介金屬層厚度隨老化時間增加，因為它的脆性，焊點強度下降；剛回焊的 1206 晶片電阻焊點剪力比老化後高（備註表 2）。

階段③：查端點的鍍層

怎麼做：

• 鎳阻障層：早期的零件端點是銀鈀漿料，焊接時會被錫溶掉；後來在銀層上鍍一層鎳當阻障，鎳溶得很慢，這個問題幾乎就消失了（來源 2）。
• 沒有鎳或鎳太薄：有些供應商沒有鍍鎳，或鍍得太薄，在高溫時端點會流失；近期也曾讓一位使用者在現場發生焊點失效（來源 2）。
• 電容廠的建議：凡是要焊錫的應用，都建議用鎳阻障的端點；銀鈀或金端點，是給導電膠或打線用的（來源 1）。
• 高溫時間不要太長：焊接時 230 °C 以上的時間要盡量短，避免阻障層變薄而接合失效；那家電容廠為長時間焊接或多次回焊的應用，另外提供加強型的端點（來源 1）。
• 焊料裡有銀：有些製程用含 2% 銀的錫鉛焊料，焊料裡已經有銀，可以減慢溶解（來源 2）。

公開資料怎麼說： 一位英國國家物理實驗室的專家在電子組裝雜誌的缺陷專欄（2014 年 11 月）寫：表面黏著剛推出時，零件端點被溶蝕是個問題，後來在銀鈀端點上鍍鎳當阻障層，鎳在焊接時的溶解速率低得多，溶蝕幾乎不再是問題，還延長了可焊性的壽命；但有些供應商沒有鍍鎳，或鍍得太薄，在高溫時出現端點流失，近期也讓一位使用者在現場發生焊點失效；過去表面黏著與混合電路的使用者指定過含 2% 銀的錫鉛焊料，現在仍有許多公司在用，焊料裡的銀可以減慢溶解。前面那家電容廠的應用說明寫：凡是涉及焊錫的應用，都建議鎳阻障端點；導電膠或打線的混合組裝才用銀鈀或金端點；焊接時 230 °C 以上的時間要盡量縮短，以減少阻障層變薄與接合失效（備註表 3）。

階段④：也可能是製程

怎麼做：

• 零件翹起的常見原因：錫膏印太多、鋼板太厚、焊墊設計不好；在氮氣或氣相焊接時，潤濕比較快，會讓翹起更容易發生，但氮氣本身不是原因（來源 5）。
• 錫膏印偏也會掉：焊墊上的錫膏不夠或偏了，零件一邊吃錫少，就容易被拉起或推掉（本文的整理）。
• 置件位置：零件放偏了，兩端吃錫不平均，回焊時容易轉向或翹起（本文的整理，依來源 1 的兩端焊墊要一樣大）。
• 分開來查：錫膏印刷、鋼板、回焊、PCB 設計、置件位置都可能是原因，一個一個排除（本文的整理）。

公開資料怎麼說： 一位製程工程顧問在電子組裝雜誌的缺陷專欄（2020 年 7 月）寫：關於回焊時零件翹起的原因，論文很多；依他們的經驗，常見的是錫膏太多、鋼板太厚，或焊墊設計不好；在氮氣或氣相焊接時潤濕比較快，會放大這些問題，但氮氣或氣相本身不是原因；舊型的 AOI 可能抓不到輕微的翹起。前面那家電容廠的應用說明寫：兩端焊墊要一樣大，避免不平均的焊錫與表面張力不平衡把元件拉歪（備註表 4）。

嘉鴻能幫的：

• 掉件或空焊的原因，可能出在錫膏印刷、鋼板設計、回焊爐、PCB 設計或置件位置；嘉鴻工程部可以從這幾處協助您找原因。
• 錫膏印刷：嘉鴻已上線的〈錫膏印刷不良怎麼排查？照印出來的樣子，倒推該換哪一個耗材〉寫到「壓片磨損或鬆脫，會造成刮板行程中 PCB 位移，直接導致印刷偏位、空焊等缺陷。」
• 鋼網清潔：嘉鴻已上線的〈鋼網清潔做對了嗎？70% 的 SMT 缺陷從這裡開始〉寫到「很多人對清潔的理解是『看起來乾淨就好』，但這個標準在細間距和超細間距產品上是不夠的。」
• 置件位置：嘉鴻已上線的〈SMT Mounter 程式學習心得分享〉寫到「機台用裝在頭上的 Mark 相機去看板上的 Fiducial Mark，拿實際位置和程式裡的座標比，再把所有置件位置一起修正。」

階段⑤：怎麼驗證

怎麼做：

• 剪力試驗：用剪力測試機推零件，記下峰值剪力與斷在哪裡（來源 3）；同一條件要測夠多顆（本文的整理）。
• 切片看介金屬層：切片可以量介金屬層的厚度，它可以用來推估焊點的剪力（來源 4）。
• 對照零件規格：查零件的端點結構有沒有鎳阻障層、建議的焊接條件與 230 °C 以上的時間（來源 1）。
• 對照製程紀錄：錫膏印刷量、鋼板厚度、回焊曲線、置件偏移，和掉件的位置一起看（本文的整理）。
• 不要只加錫：錫量要照焊墊與製程訂，加錫前先確認斷在哪裡（本文的整理，依來源 1、來源 3）。

公開資料怎麼說： 前面那篇大學與材料公司的論文寫：每種零件每片板測 6 顆、共 3 片板，記錄峰值剪力與失效模式；用掃描式電子顯微鏡與能譜看斷面。前面那篇英國大學的論文寫：用切片研究回焊與老化後的焊點，並用剪力測試機量剪力；介金屬層厚度可以用來預測零件與焊墊焊點的剪力（備註表 5）。

嘉鴻能幫的：

• 切片的斷面，可用 4K 3D 數位顯微鏡 觀察與拍照（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）。

常見問題

Q1：零件掉了，多加錫就會比較牢嗎？

不一定。一份剪力試驗寫，焊點的剪力等於焊錫本身的強度乘上潤濕的接觸面積；試驗裡強度較低的錫鉛焊點剪力反而比無鉛高，作者推論是錫鉛潤濕面積較大。電容廠也寫，錫太多會給零件與焊點額外的應力，太少或不均才會黏不牢、轉向或一端翹起。

Q2：怎麼判斷零件掉落的原因？

先看斷在哪一層：斷在焊錫裡，先看潤濕面積；斷在零件端點的金屬層，先查端點鍍層；焊墊被拉起，先查板子與受力；零件本體裂開，先查受力與零件。掉下來的零件與板上焊墊先留著，不要急著補焊。

Q3：零件端點的鎳阻障層為什麼重要？

早期的端點是銀鈀漿料，焊接時會被錫溶掉，後來在銀層上鍍鎳當阻障，問題幾乎就消失了。公開資料寫，有些供應商沒有鍍鎳或鍍得太薄，高溫時端點會流失，曾讓使用者在現場發生焊點失效；電容廠建議凡是要焊錫的應用都用鎳阻障端點，並讓 230 °C 以上的時間盡量短。

Q4：氮氣回焊會讓零件翹起嗎？

氮氣會放大問題，但不是原因。公開資料寫，零件翹起的常見原因是錫膏印太多、鋼板太厚、焊墊設計不好；在氮氣或氣相焊接時潤濕比較快，翹起更容易發生。錫膏印偏、置件放偏讓兩端吃錫不平均，也會讓零件轉向或翹起。

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、零件廠的規格與您自己的驗證，和本文不同時，以它們為準。

各階段的出處

表 1｜斷在哪裡

來源：見各列。

表 2｜強度看面積與結構

來源：見各列；來源 3 的結果是剛組裝完的剪力，沒有包含長期可靠度。

表 3｜端點鍍層

來源：見各列。

表 4｜製程

來源：見各列。

表 5｜驗證

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 5 份公開資料（一份電容廠的應用說明、一篇研究機構專家的雜誌專欄、一篇大學與材料公司的研討會論文、一篇大學期刊論文的摘要、一篇顧問的雜誌專欄）。來源 4 只讀到摘要，沒有讀全文。
• 來源的立場：來源 1 是電容廠，談的是多層陶瓷電容，加強型端點是那家廠的產品選項；來源 3 有材料公司參與，剪力試驗用的是晶片電阻；來源 2 是研究機構的專家；來源 5 是顧問，談的是零件一端翹起，不是整顆掉落。
• 數字是特定條件下的：來源 3 的剪力是剛組裝完的晶片電阻，沒有包含溫度循環後的強度；兩種焊料分兩天組裝，板面處理（錫鉛用噴錫、無鉛用 OSP）與峰值溫度範圍（錫鉛 195 到 215 °C、無鉛 230 到 250 °C）不同，只計入斷在焊點的樣品；來源 4 是 175 °C 老化的試驗；換了零件、錫膏或使用環境，以自己的驗證為準。
• 端點鍍層：來源 2 寫鍍鎳之後，端點溶蝕在業界幾乎不再是問題；但也寫仍有供應商沒鍍或鍍太薄，所以換料或換供應商時要查規格（後半句是本文的整理）。
• 本文的整理：階段①的「四種位置、四個方向」、階段④的錫膏印偏與置件位置的推論、階段④的「分開來查」、階段⑤的「同一條件要測夠多顆」「對照製程紀錄」「不要只加錫」、圖 2、圖 3，是本文的整理；其餘句子都能在來源或嘉鴻的頁面找到對應的敘述。
• 嘉鴻的協助範圍：「嘉鴻能幫的」只寫嘉鴻工程部的協助範圍與站上已發佈頁面的原句。

本文為一般情況的整理，不是標準條文的轉述，也不是對某一家零件廠、材料商或研究單位的背書，更不構成對您產品與製程的保證。請以您的產品規範、零件廠的規格，以及您自己的驗證為準；此為一般情況，仍需視個案而定。