焊点内部微观结构对可靠性的影响
内部焊点的微观结构和焊料与PCB基础之间的界面处的IMC（金属间化合物）结构决定了焊点的机械性能。焊接技术和固相的随后时效以及热循环进一步确定了原始的微观结构及其演变。期望在界面处产生最佳的IMC，以实现润湿和冶金互连，从而可以实现令人满意的焊点强度和可靠性。焊点的内部微观结构证明了材料的微观特性，可用的显微镜和技术可以用来获取信息。•铅焊点
当谈到SnPb时，其微观结构由富Sn相和富Pb相组成。
•无铅焊点
在SAC合金中，锡与银和铜的次要元素之间的冶金反应是决定其应用温度，固化机理和机械性能的主要元素。根据二元相图，以上三种类型的元素之间可以使用三种类型的二元共晶反应：
a) Ag和Sn之间的反应在221°C的温度下发生，并在Sn基相和εIMC（Ag3Sn）相形成共晶结构。
b) Cu和Sn之间的反应在227℃的温度下发生，在Sn基相上形成共晶结构，并形成ηIMC（Cu6Sn5）相。
C）Ag和Cu之间的反应也发生在779℃的温度下，由富Ag的α相和富Cu的α相形成的低共熔合金。
材料成分决定了进一步确定失效模式的微观结构。在产品应用过程中，微观结构会促进微小沉淀物的产生。颗粒分散，均匀分布和造粒有利于提高抗疲劳性。但是，当aci-form和脆性阶段和过多的空洞发生并且应力集中时，疲劳寿命将减少。通过微观结构控制在较小范围内均匀分布塑性变形改进是增加疲劳强度的有效措施。
焊点界面IMC微观结构对可靠性的影响
•接口IMC的微观结构
a) 外形图η-Cu6Sn5层具有三种形状和图形：
1）粗糙的细胞层。它的特征是包含树枝状晶体的截面积，在树枝状晶体之间具有如此大的空间，从而实现了与焊料的粗糙接触，这不是紧凑的结构。
2）扇形界面上的紧凑层。与树突晶体颗粒相似，该层的形状相似，但化合物紧密。与焊料接触的界面呈扇形。
3）平面界面上的紧凑层。随着Pb含量，温度和反应时间的增加，η层的形状和形状开始从粗糙的蜂窝层转变为扇形界面上的致密层。
b）影响因素
1）冷却速率将导致生成平坦的η相层，而低冷却速率将导致生成小肿瘤的η相层。
2）短的回流焊接时间导致平坦的η相层，而长的回流焊接时间导致小肿瘤或扇形η相层。
C）剥离
随着回流焊接时间或回流焊接时间的增加，最初在焊盘和液体焊料之间生成的IMC有时会与界面分离。这种现象通常与镍有关。例如，它倾向于更多地发生在ENIG的Ni镀层上。
1）IMC在ENIG Ni镀层的界面处以不同的磷含量进行剥离。剥落取决于磷含量的提高和回流焊接时间的延长。
2）在一些无铅焊料（Sn3.5Ag，Sn3.5Ag3.0Bi和SAC387）和某些类型的镀层基底[Cu，Ni（P）/ Au和Ni（P）Pd / Au]之后经过回流焊接20分钟在低于250°C的温度下，界面IMC和大多数由前两种类型的焊料形成的IMC层将偏离界面或从界面上剥离，而仅在界面上留下薄的IMC。当谈到基于[Ni（P）/ Au和Ni（P）/ Pd / Au]的SAC387时，（Cu，Ni）6Sn5的IMC可以很好地与接口连接。就镀镍基底而言，三种类型的无铅焊料可以与Ni3Su4 IMC很好地连接。
d）Au对SAC焊料与Cu基之间IMC的影响
由Cu和SAC焊料形成的IMC表现为卵石。 将0.1％至5wt％的Au添加到SAC387中后，在204.5°C的温度下生成的共晶相包含4种复合材料（AuSn4，Au3Sn，β-Sn和Cu6Sn5）。 随着生成Au-Cu-Sn三元金属化合物，焊料中的大多数Au将流出并向界面移动。 在界面反应中，Au的参与将从普通的扇贝形转变为由（Au，Cu）6Sn5晶体颗粒和具有良好分布的岛状β-Sn组成的化合物类型。
