如今,電子組裝技術(shù)中，人們的環(huán)保意識越來越強(qiáng)，從環(huán)保、立法、市場競爭和產(chǎn)品可靠性等方面來看，無鉛化勢在必行。無鉛焊點是多元的共晶體，根據(jù)光的漫射原理，無鉛焊點不會反光亮而呈“橘皮形狀”。此外，焊料在凝固時還伴隨著體積的收縮，其收縮率大約為4%，體積的縮小大部分是出現(xiàn)在焊料最后凝固的地方。
無鉛焊點可靠性測試，主要是對電子組裝產(chǎn)品進(jìn)行熱負(fù)荷試驗（溫度沖擊或溫度循環(huán)試驗）；按照疲勞壽命試驗條件對電子器件結(jié)合部進(jìn)行機(jī)械應(yīng)力測試；使用模型進(jìn)行壽命評估。目前比較著名的模型有低循環(huán)疲勞的Coffin-Manson模型，一般在考慮平均溫度與頻率的影響時使用修正Coffin-Manson模型，而在考慮材料的溫度特性及蠕變關(guān)系時采用Coffin-Manson模型。
無鉛焊點可靠性測試方法主要有外觀檢查、X-ray檢查、金相切片分析、強(qiáng)度（抗拉、剪切）、疲勞壽命、高溫高濕、跌落實驗、隨機(jī)震動、可靠性檢測方法等。
外觀檢查：無鉛和有鉛焊接的焊點從外表看是有差別的，并影響AOI系統(tǒng)的正確性。無鉛焊點的條紋更明顯，并且比相應(yīng)的有鉛焊點粗糙，這是從液態(tài)到固態(tài)的相變造成的。因此這類焊點看起來顯得更粗糙、不平整。另外，由于無鉛焊料的表面張力較高，不像有鉛焊料那么容易流動，形成的圓角形狀也不盡相同。
因此檢測儀器必須做一些參數(shù)或程序調(diào)整，自動光學(xué)檢測儀（AOI）制造商已經(jīng)推出了相應(yīng)的解決方案，其中包括歐姆龍采用三色光源和不同的照射角度將焊點的三維形狀用二維圖像表示出來。
X-ray檢查：無鉛焊的球形焊點中虛焊增多。無鉛焊的焊接密度較高，可以檢測出焊接中出現(xiàn)的裂縫和虛焊。銅、錫和銀應(yīng)屬于“高密度”材料，為了進(jìn)行優(yōu)良焊接的特性表征、監(jiān)控組裝工藝，以及進(jìn)行最重要的焊點結(jié)構(gòu)完整性分析，有必要對X射線系統(tǒng)進(jìn)行重新校準(zhǔn)，對檢測設(shè)備有較高要求。
準(zhǔn)自動焊點可靠性檢測技術(shù)是利用光熱法逐點檢測電路板焊點質(zhì)量的一種先進(jìn)技術(shù)，具有檢測精度高、可靠性好、檢測時不須接觸或破壞被測焊點等特點。檢測時對印制電路板的焊點逐點注入確定的激光能量，同時用紅外探測器監(jiān)測焊點在受到激光照射后產(chǎn)生的熱輻射。由于熱輻射特性與焊點的質(zhì)量狀況有關(guān)，故可據(jù)此判定焊點的質(zhì)量好壞。激光與焊點的對準(zhǔn)和注入以及焊點質(zhì)量差別均由計算機(jī)及相應(yīng)的軟件完成。
測試裝置包括YJLG激光系統(tǒng)、紅外探測系統(tǒng)、X-Y掃描工作平臺以及由計算機(jī)控制的驅(qū)動系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、判讀軟件等五部分組成。此技術(shù)的焊點重缺陷檢出率為100％，，其他缺陷檢出率遠(yuǎn)高于人工檢測。檢測速度滿足小批量生產(chǎn)需要，特別適用于可靠性要求高、批量小的產(chǎn)品檢測。
在無鉛工藝焊點可靠性測試中，比較重要的是針對焊點與連接元器件熱膨脹系數(shù)不同進(jìn)行的溫度相關(guān)疲勞測試，包括等溫機(jī)械疲勞測試、熱疲勞測試及耐腐蝕測試等。其中根據(jù)測試結(jié)果可以確認(rèn)相同溫度下不同無鉛材料的抗機(jī)械應(yīng)力能力不同，同時有研究表明不同無鉛材料顯示出不同的失效機(jī)理，失效形態(tài)也各不相同。
對制造商來說，可靠性屬于比較高層次的考慮因素，但優(yōu)良的制造工藝方面還是最重要的，沒有先進(jìn)的制造工藝就沒有較高的可靠性。所以改進(jìn)材料和工藝是解決采用無鉛焊所出現(xiàn)的可靠性和失效缺陷的關(guān)鍵。
焊點在微電子封裝產(chǎn)業(yè)中起著舉足輕重的作用，相關(guān)設(shè)計、工藝均應(yīng)引起充分重視。積極優(yōu)化焊接工藝、找出失效模式、分析失效機(jī)理、提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性水平，對電子封裝產(chǎn)業(yè)均有重要的意義。無鉛焊點由于焊料的差異和焊接工藝參數(shù)的調(diào)整，必不可少地會給焊點可靠性帶來新的問題。我們從設(shè)計、材料及工藝角度分析了影響無鉛焊點可靠性的因素，如金屬間化合物厚度增加、材料的熱匹配問題、空洞問題、可靠性測試參數(shù)的改變等。
無鉛化技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，但是在無鉛化進(jìn)程中還存在一些懸而未決的問題，如焊點的剪切疲勞、蠕變問題、虛焊現(xiàn)象、焊點熱疲勞的主要變形機(jī)制、焊點的顯微結(jié)構(gòu)對焊點的疲勞行為的影響與作用機(jī)制等，都有待進(jìn)一步研究。
