焊点界面合金层的生长
我们分析了焊料和铜焊盘之间界面处的焊点。就像Sn-Pb共晶焊料那样，Sn-Ag-Cu无铅焊料焊点形成了一个Sn和Cu的合金层。使用EPMA方法，得到了图4所展示的合金层分析结果。我们发现了2种合金层：Cu,Sn；和 Cu，Sn，我们认为这是由于可靠性测试导致了合金层生长。
          
(a)Sn-3.5Ag-0.75Cu        (b)Sn-3.5Ag-0.75Cu           (c)Sn-3.5Ag-0.75Cu
初始态                    2000小时高温试验后        2000个高低温温度冲击试验后
 
   d)Sn-2Ag-0.75Cu-3Bi            (e)Sn-2Ag-0.75Cu-3Bi        (f)Srl-2Ag-0.75Cu-3Bi
初始态           2000小时高温试验后     2000个高低温温度冲击试验后
                           图3 Sn-Ag-Cu无铅焊料的微观结构变化
    合金层生长对焊点可靠性影响很大。正是这个原因，我们测量了合金层厚度，并研究了合金层在经过一段时间后的变化。研究发现，合金层厚度与时间之间并没有一定的生长规律。图5表明了这种不均允生长。液相凝结过程影响合金层生长，并导致生长的不均匀性。因此，我们采取了测量合金层图象过程厚度平均值，图6列出了测量结果。高低温温度冲击试验所用时间通过打点图表示，1小时1个循环。
对于镀Pd元件引脚来讲，合金层生长与时间平方根成粗略的线形比例关系，可以认为属于扩散控制。然而，Sn-2Ag-0.75Cu-3Bi焊料与镀Sn-Pb元件引脚的焊点合金层形成是很明显的，报道的这种生长是基于某一熔点的，该熔点接近于sn、Pb、和Bi三元成份的共晶点)。可是，Sn-3.5Ag-0.75Cu焊料也表现出相对加速生长的现象，对镀Sn-Pb元件引脚来讲，Sn-3.5Ag-0.75Cu焊料合金层生长的趋势更明显。
 
图4镀Sn-Pb元件引脚焊点合金层图象(Sn·2Ag-0.75Cu-3Bi在2000小时高温之后)
在高低温温度冲击试验过程中，焊点变形应力是引起焊点强度降低的因素之一。这种类型应力可以触发测试过程的断路，但是，既然整个高温试验过程没有机械应力，那么，这种测试过程中断路可能性是很小的，尽管有报道说机械应力是由于诸如振动因素造成的。
 
图5 Sn-2Ag-0.75Cu-3Bi焊料焊点合金层生长
 
图6焊接界面合金层生长速度