一、IMC
1、焊點的形成過程
焊點的形成過程可分為三個階段：焊料潤濕（鋪展）、基底金屬熔合/擴散和金屬間化合物（IMC）的形成，如下圖所示。
2、金屬間化合物
金屬間化合物，英文全稱為Intermetallic Compound，縮寫為IMC，它是界面反應的產物，也作為形成良好焊點的一個標志。
在各種焊料合金中，大量的Sn是主角，它是參與IMC形成的主要元素。其餘各元素僅起配角作用，主要是為瞭降低焊料的熔點以及壓制IMC的生長，少量的Cu和Ni也會影響IMC的結構。
在有鉛工藝條件下，錫鉛焊料與Cu、Ni界面形成的IMC典型形態如下圖所示。焊料中隻有Sn參與IMC的形成，IMC的成分固定。
在無鉛工藝條件下，由於使用的無鉛焊料種類比較多，IMC的成分與形態比較復雜。如在使用SAC305焊料時，焊料與Ni基界面形成的IMC為（Cu、Ni）6Sn5和（Cu、Ni）3Sn4雙層三元合金層，如下圖 所示，這點不同於有鉛焊接。
二、IMC的形成與發展
普遍認為，很厚的IMC是一種缺陷。因為IMC比較脆，與基材（封裝時的電極、零部件或基板）之間的熱膨脹系數差別很大，如果IMC長得很厚，就容易產生龜裂。因此，掌握界面反應層的形成和成長機理，對確保焊點的可靠性非常重要！
IMC的形成與發展，與焊料合金、基底金屬類型、焊接的溫度與時間以及焊料的流動狀態有關。一般而言，在焊料熔點以下溫度，IMC的形成以擴散方式進行，速度很慢，其厚度與時間開方成正比；在焊料熔點以上溫度，IMC的形成以反應方式進行，溫度越高、時間越長，其厚度越厚，如下圖所示。因此，過高的溫度、過長的液態時間，將會導致過厚的IMC。
在有鉛工藝條件下，由於有Pb的抑制作用，Cu與SnPb焊料形成的IMC一般不超過2.5μm。但在無鉛工藝條件下，由於Cu在熔融的SAC305中的熔解度比在Sn63/Pb37中的熔解度高8.6倍，因而在與SAC反應時會形成較厚的IMC層，這點不利於無鉛焊點的可靠性。
還有一個現象值得進一步研究，就是當Cu與SAC305首次再流焊接（包括BGA植球過程）形成的IMC較厚時（≥10μm），如果再次過爐焊接，有可能形成超寬的、不連續的塊狀IMC，如下圖所示。這是一種抗拉強度比較低的IMC組織，如果出現在BGA焊點上很可能帶來可靠性方面的隱患。
三、與界面擴散有關的斷裂失效
1、金脆失效
如果Au太厚（針對電鍍Ni/Au而言，一般應小於0.08μm），則在使用過程中，彌散在焊料中的Au會擴散到Ni/Sn界面附近，形成帶狀（Ni-Au）Sn4金屬間化合物。該IMC在界面上的富集常常導致金脆失效。
2、界面耦合現象
PCB焊盤界面上的反應不但與本界面有關，也與器件引腳材料及塗層有關。如焊盤為Ni/Au，而器件引線為Cu合金時，Cu常常會擴散到Ni/Sn界面從而導致界面形成（Cu、Ni）3Sn4—（Cu、Ni）6Sn5，它會導致焊點大規模失效。
3、kirkendall空洞
ENIG鍍層容易發生著名的kirkendall空洞，如下圖所示。
kirkendall空洞與高溫老化時間有關，時間越長，空洞越多。如果在125℃條件下，40天就會形成連續的斷裂縫。
四、黑盤
1、定義
因為焊點斷裂面呈灰色、黑色，所以被稱為黑盤，如下圖所示。
與黑盤有關的斷裂都發生在Sn—Ni界面的IMC下。焊盤顏色越深、IMC越薄，從黑色到黑灰色！
2、與黑盤有關的三個典型特征
1）斷裂面（IMC下）可以觀察到腐蝕裂紋（泥漿裂縫），如下圖所示。裂紋越多，焊點的連接強度越低（裂紋完全不潤濕），也越難形成IMC。由於無鉛焊點比較硬，受到應力後直接傳導到界面，因此，無鉛焊點因黑盤失效的情況更多見。
2）從磨光的橫截面可以觀察到“腐蝕”已經滲透，甚至穿透Ni層到Cu基體，俗稱“金刺”特征，如下圖所示。
3）Ni近表面P含量比較高（達到20%左右，為正常的兩倍），但需要指出的是富磷不是導致焊點失效的直接原因。