車輛中心 技術服務處 吳明達

車用電子系統及相關產品已廣泛應用於車輛上，目前主要應用項目大致分為七大類，分別是﹕車身系統、引擎/傳動系統、電力電子系統、駕駛資訊系統、防盜保全系統、懸吊/底盤系統及安全系統，其衍生出的產品如防鎖死煞車系統(ABS)、胎壓偵測系統(TPMS)、抬頭顯示器(HUD)…等，如圖1所示。

雖然車用電子可大幅提高汽車的安全及舒適性，但潛在風險也隨之增加，因相關產品使用大量電子元件進行運算或控制，其元件與電路板之間如果有焊錫品質不佳、假銲或因週遭溫度變化過大導致錫球剝離的情形，可能會導致系統故障或誤動作，進而衍生無法預知的風險；車用電子有別於一般消費性電子產品，其安裝於車上使用之環境與應力條件相對較為嚴苛，因此必須進行各種可靠度試驗來確認產品品質，項目包含:溫度、濕度、振動、衝擊、電力、化學…等，以溫度衝擊之半田試驗為例，測試時將試驗樣品置於溫度衝擊試驗機內，經反覆升降溫循環加速產品老化後，再以金相設備執行電路板切片觀測錫球狀況。

圖1. 車用電子系統分佈圖[1]

執行切片試驗時，將可能受溫度衝擊影響之晶片部位裁切下來進行鑲埋，鑲埋結果如圖2所示。鑲埋後的試件經研磨、拋光至觀察面後，即可使用光學顯微鏡(OM)或掃描式電子顯微鏡(SEM)進行檢視，圖3~圖5即是透過光學顯微鏡檢視錫球的結果，從圖3可發現整顆錫球非常完整，無裂痕或孔洞，其對應的組件功能也正常;圖4則可發現錫球下半部已完全裂開，且與電子元件完全剝離，其對應的組件功能也會失效;而圖5的錫球下半部有相當大的裂痕，與電子元件僅剩約0.1 mm有連結；以圖5的狀況而言，很可能會造成系統偶發性異常，並衍生產品偵錯改良過程的困擾。

圖2.鑲埋照片          
 圖3. 完整錫球圖（左）  、  圖4. 錫球破裂（右）
圖5.錫球嚴重裂痕

汽車行駛時，如果車電系統異常，有可能發生電源短路、訊號中斷、觸控面板失效、影像顯示異常…等問題，甚至可能會因此導致駕駛人誤判而衍生交通事故，為了提升車電產品的可靠度，電路板切片金相顯微觀測是車電產品在開發中最能直接發現問題的檢測方法。

車輛中心具備金相顯微觀測能量，同時能提供SEM的分析服務，另搭配量測軟體進行裂痕、孔洞大小的測量，除了能提供客戶更精確的資訊外，也能替即將上市的車電產品做更周詳的檢驗，以持續為民眾用車安全做好第一線把關的工作，若您有相關檢測需求歡迎聯繫品質性能課吳明達工程師（047-811222分機3336）。

參考資料
[1]http://newjust.masterlink.com.tw/HotProduct/HTML/Basic.xdjhtm?A=PA278-1.HTML