近年來，因人們環保理念的增強和RoHS指令的全面實施，無鉛化變革在世界范圍內興起，使得目前的工業級電子元器件市場出現了無鉛元器件一統江山的局面。而由于對無鉛焊接的失效機理和長期可靠性缺少深入研究，導致在航空航天、醫療等高可靠性應用領域仍普遍采用傳統錫鉛焊料，同時由于高可靠性領域對工業級元器件的需求和無鉛元器件逆向有鉛處理標準的缺失，從而催生了無鉛元器件與有鉛焊料混合組裝這種后向兼容電子工藝的出現，由此帶來了一系列潛在的可靠性問題，主要體現在下列4個方面：
1、 混裝焊點在熱應力環境下的蠕變行為加劇
對于后向兼容混裝工藝，由于存在熔融溫度差，極易導致有鉛焊料中的鉛元素在焊點內產生不均勻富鉛相，使得焊點在溫變環境下的蠕變行為加劇，最終導致焊點沿富鉛區界面發生蠕變疲勞失效。
2、 混裝焊點在時效效應下的錫須生長問題
純錫鍍層元器件因其良好的焊接特性以及較低的生產成本稱為目前工業級電子元器件制造商的首選，但其在高可靠性應用領域的應力環境下極易發生錫須生長，較長的錫須以及錫須自身斷裂形成的導電細絲將帶來嚴重的安全隱患。研究表明，錫須生長主要是在時效環境下元器件管腳基體材料向外鍍層中的錫中擴散以及界面金屬間化合物的緩慢生長，使鍍層內部產生錫須生長的驅動力，從而導致錫須的生長。
3、 混裝工藝引起的界面剝離和界面空洞問題
日本、歐盟廣泛采用的Sn-Bi、Sn-Ag元器件與有鉛焊料混裝時，極易在鍍層一側焊接界面因鉛的偏析形成Sn-Pb-Bi、Sn-Pb-Ag三元低熔點共晶合金層，該類合金在凝固過程中體積收縮比例約為升溫過程中體積擴大比例的4倍，因此極易在凝固過程中因體積變化不一致而產生界面剝離和空洞問題。
4、 混裝焊點的剛度增加引起力學性能下降
混裝焊點內部顯微結構發生了根本性的變化，如焊點內形成的塊狀Ag3Sn合金、Sn2Au合金等脆性相，與周邊具有較大韌性的焊料相結合，極易在振動、沖擊等力學環境下沿脆性合金界面產生脆性斷裂。
綜上所述，無鉛化變革催生的高可靠性應用領域的混裝電子工藝在焊接質量、長期可靠性方面均存在潛在問題。為保證混裝焊點的可靠性，建議基于PoF方法，針對混裝焊點在熱、力學環境下的主要失效模式和失效機理，從設計、制造階段開始考慮評估并規避混裝焊點的使用風險。查詢進一步信息，請訪問http://www.ceprei.com/news/news_details.aspx?inew_id=1761。
