最新研究顯示，無鉛焊接可能是很脆弱的，特別是在沖擊負(fù)載下容易出現(xiàn)過早的界面破壞，或者往往由于適度的老化而變得脆弱。脆化機(jī)理當(dāng)然會(huì)因焊盤的表面處理而異，但是常用的焊盤鍍膜似乎都不能始終如一地免受脆化過程的影響，這對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間承受比較高的工作溫度和機(jī)械沖擊或劇烈振動(dòng)的產(chǎn)品來說，是非常值得關(guān)注的。
由于常用的可焊性表面敷層都伴隨著脆化的風(fēng)險(xiǎn)，所以電子工業(yè)當(dāng)前面臨一些非常困難的問題。然而，這些脆化機(jī)理的表現(xiàn)形式存在可變性，故為避免或控制一些問題帶來了希望。
在電子行業(yè)內(nèi)，雖然每家公司都必須追求各自的利益，但是在解決無鉛焊接的脆弱性及相關(guān)的可靠性問題上，他們無疑有著共同的利害關(guān)系，特別是考慮到過渡至無鉛焊接技術(shù)的時(shí)間表甚短。
脆變問題影響
微電子封裝工業(yè)依賴焊接點(diǎn)在各色各樣的組件之間形成穩(wěn)健的機(jī)械連接和電氣互聯(lián)，散熱問題、機(jī)械沖擊或振動(dòng)往往給焊接點(diǎn)帶來很大的負(fù)荷。在過去幾年里，業(yè)界針對(duì)無鉛技術(shù)進(jìn)行了大量的開發(fā)工作。
最新的報(bào)告提出了一些出乎意料的建議：脆變問題與Cu和Ni/Au電鍍的焊盤表面都有關(guān)系。事實(shí)上，沒有任何常用的可焊性表面敷層能夠一直免受脆變問題的影響。
隨著無鉛焊接技術(shù)的即將實(shí)施，這種境況可能在微電子工業(yè)引起嚴(yán)重的可靠性關(guān)注和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)問題。無論如何，脆變過程表現(xiàn)形式的可變性(至少是Cu焊盤系統(tǒng))，可以解釋某些脆變機(jī)理，并且有望加以控制。
簡(jiǎn)而言之，焊點(diǎn)上的機(jī)械應(yīng)力來源于插件板上施加的外力或焊接結(jié)構(gòu)內(nèi)部的不匹配熱膨脹。在足夠高的壓力下，焊料的蠕變特性有助于限制焊點(diǎn)內(nèi)的應(yīng)力。即使是一般的熱循環(huán)，通常也要求若干焊點(diǎn)能經(jīng)受得住在每次熱循環(huán)中引起蠕變的負(fù)荷，因此，焊盤上金屬間化合物的結(jié)構(gòu)必須經(jīng)受得住焊料蠕變帶來的負(fù)荷。在外加機(jī)械負(fù)荷的情況下，尤其是系統(tǒng)機(jī)械沖擊引起的負(fù)荷，焊料的蠕變應(yīng)力總是比較大，原因是這種負(fù)荷對(duì)焊點(diǎn)施加的變形速度比較大。因此，即使是足以承受熱循環(huán)的金屬間化合物結(jié)構(gòu)，也會(huì)在剪力或拉力測(cè)試期間最終成為最脆弱的連接點(diǎn)。
然而，這不一定是問題的直接決定性因素，因?yàn)橥饧訖C(jī)械負(fù)荷往往能夠在設(shè)計(jì)上加以限制，使之不會(huì)引起太大的焊料蠕變，或者至少不會(huì)在焊接界面引起斷裂。盡管如此，在這些測(cè)試中，從貫穿焊料的裂紋變成焊盤表面或金屬間化合物的斷裂，就是一種不斷脆化的跡象。通常，顯示脆性界面破裂而無明顯塑性變形的焊接是許多應(yīng)用的固有問題，這些應(yīng)用中的焊點(diǎn)沖擊負(fù)荷是可以預(yù)見的。在這些情況下，焊點(diǎn)內(nèi)的能量幾乎沒有多少能夠在斷裂過程中散逸出去，因此焊點(diǎn)的結(jié)構(gòu)自然容易出現(xiàn)沖擊強(qiáng)度問題。
