印制板及其組件(PCB&PCBA)是電子產品的核心部件，PCB&PCBA的可靠性直接決定了電子產品的可靠性。為了保證和提高電子產品的質量和可靠性，對失效進行全面的理化分析，確認失效的內在機理，從而有針對性地提出改善措施。
電子元器件失效分析的目的是借助各種測試分析技術和分析程序確認電子元器件的失效現象，分辨其失效模式和失效機理，確認最終的失效原因，提出改進設計和制造工藝的建議，防止失效的重復出現，提高元器件可靠性。
集成電路復雜度與性能要求的持續攀升，疊加設計、制造、封裝及應用環節的潛在風險，導致短路、開路、漏電、燒毀、參數漂移等關鍵失效模式頻發。這不僅造成昂貴的器件報廢與系統宕機，更常引發設計方、代工廠、封測廠與終端用戶間的責任爭議，帶來重大經濟損失與信譽風險。
高分子材料性能要求持續提升，而客戶對高要求產品及工藝的理解差異，導致斷裂、開裂、腐蝕、變色等典型失效頻發，常引發供應商與用戶間的責任糾紛及重大經濟損失。
金屬構件服役環境日益苛刻，對材料性能和結構可靠性提出更高要求。然而，設計缺陷、材料瑕疵、制造偏差或不當使用等因素，極易引發疲勞斷裂、應力腐蝕開裂、氫脆、蠕變、磨損、過載變形等典型失效。
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FPC焊盤脫落全案剖析：顯微分析揭示的焊接強度陷阱
發布時間： 2025-05-09 00:00
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作為線路板與電子元器件焊接裝聯的必要媒介，焊盤的焊接質量是影響終端產品壽命與可靠性的重要因素，本文以FPC焊盤脫落為例，介紹焊盤脫落的失效分析方法。

某FPC組裝后返修過程中出現焊盤脫落問題，現針對2pcs 焊盤脫落樣品及同批次FPC成品進行測試分析，查找FPC焊盤脫落的原因。

1.外觀檢查

NG1、NG2樣品在QFN芯片相同角落位置發現焊盤脫落現象，其他三個角落位置焊盤未見明顯脫落現象，失效現象與委托方反饋信息一致。

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圖1.焊盤脫落FPC外觀檢查典型照片

2.模擬驗證

為了確認FPC成品解焊過程中確實存在焊盤脫落異常，從FPC成品中隨機選取2pcs進行解焊處理，結果發現樣品存在焊盤脫落異常（分別命名為樣品1#、樣品2#），結果如圖2所示。

樣品1#、2#在QFN芯片相同角落位置都發現焊盤脫落現象，焊盤脫落位置與失效樣品表現一致，故FPC成品解焊后確實存在焊盤脫落異常。


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圖2.樣品1#、2#脫落焊盤外觀檢查照片


3.表面分析

 進行形貌觀察與成分分析結果顯示，所有脫落焊盤脫開位置一致，斷口呈現受力變形特征。EDS測試結果顯示，斷口位置未發現明顯異常元素。

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圖3.樣品1#脫落焊盤位置形貌觀察照片及成分測試結果


4.剖面分析

 為了確認同批次FPC成品焊盤是否存在缺陷，從剩余的FPC成品中隨機選取2pcs樣品進行切片分析，結果發現2pcs樣品（分別命名為成品1、成品2）焊盤存在斷開異常，結果如下：

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圖4.成品FPC樣品切片位置示意圖


成品1：如圖5所示，切片后，一引腳焊盤（圖4黃框位置）明顯發現斷開異常，另一引腳焊點局部開裂，斷開界面吻合，呈現明顯的受力斷裂特征；斷開界面局部存在無潤濕現象，界面潤濕不良將導致該界面處焊接強度降低；焊盤斷口周圍銅箔完好，鎳層局部發現微裂紋現象。

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圖5.成品1樣品切片后引腳焊點截面金相觀察照片及SEM+EDS分析結果


成品2：如圖6所示，切片后，圖4黃框位置引腳同樣發現斷開異常，斷開界面吻合，呈現明顯的受力斷裂特征；斷開界面局部存在無潤濕現象，界面潤濕不良將導致該界面處焊接強度降低；焊盤斷口周圍銅箔及鎳層完好，說明焊盤斷開異常與焊盤鎳層微裂紋無直接相關性。 

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圖6.成品2樣品切片后引腳焊點截面金相觀察及SEM形貌觀察照片


 以上結果可知，焊盤斷開原因為焊點焊接成型后，QFN焊點受到外力影響，導致焊點沿焊接強度薄弱位置（斷口界面潤濕不良位置）斷開，最終導致焊盤被連帶拉斷。


5.分析與討論

 本案失效背景為：FPC組裝后返修過程中出現焊盤脫落問題。

對焊盤脫落樣品進行外觀檢查發現，焊盤脫落都發生在QFN芯片相同角落位置，其他三個角落位置焊盤未見明顯焊盤脫落現象。

為了確認QFN器件加熱解焊過程中，確實存在焊盤脫落異常，對同批次FPC成品借助加熱臺（設定250℃）進行解焊操作。結果顯示，個別FPC成品解焊過程中，確實存在焊盤脫落現象。

對解焊后焊盤脫落樣品進行形貌觀察及成分分析。結果顯示，所有脫落焊盤脫開位置一致，斷口呈現受力變形特征，斷開位置未發現明顯異常元素。

為了確認同批次FPC成品焊盤是否存在缺陷，對成品FPC上QFN引腳焊點進行切片分析，結果顯示：

 ①多個樣品QFN相同角落位置焊點都發現斷開異常，斷開界面吻合，斷開位置焊盤被拉斷，呈現明顯的受力斷裂特征；

②斷開界面局部位置存在無潤濕現象，界面潤濕不良將導致界面焊接強度降低；

③焊盤斷口周圍銅箔完好，個別脫落焊盤鎳層局部發現微裂紋現象，鎳層微裂紋與焊盤脫落無明顯相關性。

 綜上所述，FPC焊盤斷開過程如圖7所示，QFN器件回流焊接后，引腳焊點局部存在潤濕不良現象，導致界面焊接強度降低，在較大外力作用下，焊點沿界面焊接強度薄弱處開始開裂，最終導致焊盤被拉斷失效。

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圖7.QFN器件引腳焊點焊盤斷開過程示意圖

6.總結與建議

總結：FPC焊盤脫落的原因為回流焊接后，焊點受到較大外力影響導致焊點沿焊接強度薄弱位置開裂，最終導致焊盤被連帶拉斷。

建議：焊接完成后排查各個工站樣品受力情況，避免較大外力作用于產品表面。


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