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金相切片与 IMC 测量

金相切片把样品按预定方向切开、镶嵌、抛光后做显微观察,能看到 X-ray 无法呈现的界面信息。这是判定焊点开裂根因的核心…

金相切片把样品按预定方向切开、镶嵌、抛光后做显微观察,能看到 X-ray 无法呈现的界面信息。这是判定焊点开裂根因的核心手段。

切片能看到什么

失效界面:裂纹是沿焊盘界面、沿焊料内部,还是沿 PCB 基材断裂。

金属间化合物(IMC)厚度:IMC 过薄导致界面结合力不足,过厚则因脆性开裂。

柯氏飞轮点:IMC 中的脆性相在热应力下萌生微裂纹,是开裂的常见起点。

电镀层厚度与致密度:铜镀层、镍镀层、金手指的厚度测量。

焊膏或助焊剂残留:影响润湿与界面结合。

IMC 与失效的关系

IMC 过薄(如 < 3 μm)→ 界面结合面积不足,机械应力下容易剥离。

IMC 过厚 → 脆性相比例增加,在应力下产生沿晶开裂。

IMC 呈锯齿状(柯氏飞轮点)→ 薄脆性相在应力作用下成为裂纹源。

一般而言,焊料成分、焊接温度与高温停留时间共同决定 IMC 厚度。

取样与制样要点

取样位置必须精准:X-ray 指示的失效位置与切割路径要对齐。

镶嵌要防止树脂应力影响软焊料,建议使用低硬度树脂。

抛光要避免机械力造成人为裂纹或材料拖尾,最后一步用侵蚀剂适度腐蚀以显现界面。

同一失效做多个截面观察,避免以点代面。

测量与报告

IMC 厚度:测量焊盘侧与焊料侧的 IMC 厚度,分别记录。

裂纹宽度与扩展路径:用显微标尺测量并记录。

空洞率:通过截面测量焊料面积占比,与 X-ray 结果交叉验证。

报告需明确取样位置、制样方法与测量工具,保证结果可复核。

金相切片与 IMC 测量测试场景
金相切片与 IMC 测量 — TMC LAB 实验室测试场景

常见问题

切片会破坏样品吗?

会,切片是不可逆的破坏性分析。所以流程上必须先做非破坏手段(X-ray、显微观察),确认位置后再切片。如果一开始就切片,可能切错位置导致分析失败且样品也没了。

IMC 厚度多少算合适?

没有绝对值,取决于焊料体系与应用场景。一般认为 3-8 μm 是较理想的范围,但要看焊料成分。含银量高的焊膏 IMC 生长更快,需要严格控制高温停留时间;无铅焊膏的脆性问题则更突出。评估时应结合焊料体系与实际失效表现判断。

服务说明

实验室具备 CMA 与 CNAS 双资质,约 10000 平方米、500 多台套设备,全部测试在自有实验室完成,不转包。支持到厂参观与现场见证测试。

检测排期按项目实际安排,提交样品时可一并说明期望交期,我们会结合当前排期与你确认可行方案,并按节点同步进度。报告出具后同步电子版,如需整改建议可另行约定。

Test Matrix

检测项目与典型条件

切片能看到 X-ray 呈现不了的界面信息,是判定焊点开裂根因的核心手段。

观察项目 判定内容 常见条件 关注点
失效界面 裂纹沿焊盘界面、焊料内部还是 PCB 基材断裂 按预定方向切开、镶嵌、抛光 界面位置决定整改方向
IMC 厚度 金属间化合物厚度是否在合理区间 过薄结合力不足,过厚脆性开裂 IPC-A-610
柯氏飞轮点 IMC 中脆性相是否萌生微裂纹 热应力下的常见开裂起点 —
放大倍数 50–500× 典型观察范围 按缺陷尺寸选择 IPC-TM-650

表中条件与限值为常用档位示例;具体试验等级、样品数量与判定准则,依据双方确认的测试方案及标准版本执行。数据来源:各依据标准条款。

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