焊點內部微觀結構對可靠性的影響
內部焊點的微觀結構和焊料與PCB基礎之間的界面處的IMC（金屬間化合物）結構決定了焊點的機械性能。焊接技術和固相的隨后時效以及熱循環(huán)進一步確定了原始的微觀結構及其演變。期望在界面處產生最佳的IMC，以實現潤濕和冶金互連，從而可以實現令人滿意的焊點強度和可靠性。焊點的內部微觀結構證明了材料的微觀特性，可用的顯微鏡和技術可以用來獲取信息。?鉛焊點
當談到SnPb時，其微觀結構由富Sn相和富Pb相組成。
?無鉛焊點
在SAC合金中，錫與銀和銅的次要元素之間的冶金反應是決定其應用溫度，固化機理和機械性能的主要元素。根據二元相圖，以上三種類型的元素之間可以使用三種類型的二元共晶反應：
a) Ag和Sn之間的反應在221°C的溫度下發(fā)生，并在Sn基相和εIMC（Ag3Sn）相形成共晶結構。
b) Cu和Sn之間的反應在227℃的溫度下發(fā)生，在Sn基相上形成共晶結構，并形成ηIMC（Cu6Sn5）相。
C）Ag和Cu之間的反應也發(fā)生在779℃的溫度下，由富Ag的α相和富Cu的α相形成的低共熔合金。
材料成分決定了進一步確定失效模式的微觀結構。在產品應用過程中，微觀結構會促進微小沉淀物的產生。顆粒分散，均勻分布和造粒有利于提高抗疲勞性。但是，當aci-form和脆性階段和過多的空洞發(fā)生并且應力集中時，疲勞壽命將減少。通過微觀結構控制在較小范圍內均勻分布塑性變形改進是增加疲勞強度的有效措施。
焊點界面IMC微觀結構對可靠性的影響
?接口IMC的微觀結構
a) 外形圖η-Cu6Sn5層具有三種形狀和圖形：
1）粗糙的細胞層。它的特征是包含樹枝狀晶體的截面積，在樹枝狀晶體之間具有如此大的空間，從而實現了與焊料的粗糙接觸，這不是緊湊的結構。
2）扇形界面上的緊湊層。與樹突晶體顆粒相似，該層的形狀相似，但化合物緊密。與焊料接觸的界面呈扇形。
3）平面界面上的緊湊層。隨著Pb含量，溫度和反應時間的增加，η層的形狀和形狀開始從粗糙的蜂窩層轉變?yōu)樯刃谓缑嫔系闹旅軐印?/span>
b）影響因素
1）冷卻速率將導致生成平坦的η相層，而低冷卻速率將導致生成小腫瘤的η相層。
2）短的回流焊接時間導致平坦的η相層，而長的回流焊接時間導致小腫瘤或扇形η相層。
C）剝離
隨著回流焊接時間或回流焊接時間的增加，最初在焊盤和液體焊料之間生成的IMC有時會與界面分離。這種現象通常與鎳有關。例如，它傾向于更多地發(fā)生在ENIG的Ni鍍層上。
1）IMC在ENIG Ni鍍層的界面處以不同的磷含量進行剝離。剝落取決于磷含量的提高和回流焊接時間的延長。
2）在一些無鉛焊料（Sn3.5Ag，Sn3.5Ag3.0Bi和SAC387）和某些類型的鍍層基底[Cu，Ni（P）/ Au和Ni（P）Pd / Au]之后經過回流焊接20分鐘在低于250°C的溫度下，界面IMC和大多數由前兩種類型的焊料形成的IMC層將偏離界面或從界面上剝離，而僅在界面上留下薄的IMC。當談到基于[Ni（P）/ Au和Ni（P）/ Pd / Au]的SAC387時，（Cu，Ni）6Sn5的IMC可以很好地與接口連接。就鍍鎳基底而言，三種類型的無鉛焊料可以與Ni3Su4 IMC很好地連接。
d）Au對SAC焊料與Cu基之間IMC的影響
由Cu和SAC焊料形成的IMC表現為卵石。 將0.1％至5wt％的Au添加到SAC387中后，在204.5°C的溫度下生成的共晶相包含4種復合材料（AuSn4，Au3Sn，β-Sn和Cu6Sn5）。 隨著生成Au-Cu-Sn三元金屬化合物，焊料中的大多數Au將流出并向界面移動。 在界面反應中，Au的參與將從普通的扇貝形轉變?yōu)橛桑ˋu，Cu）6Sn5晶體顆粒和具有良好分布的島狀β-Sn組成的化合物類型。
