IMC形成的微组织结构主要是通过金属偏析、晶粒粗细成片、柯肯达尔（Kirkendall）空洞等途径对焊接结合部的可靠性造成影响的。接下来，佩特科技小编将详细讲解分析这三个方面。
1、金属偏析
金属合金中各部分化学成分的不均匀性，称为金属偏析，如Pb偏析。
有学者在研究界面显微组织在裂纹生长中的影响时，认为沿锡铅焊料焊接界面的疲劳裂纹的生长速率、释放的应力均与老化时间有关。在长时间的高温老化（例如在140℃，7~30天条件下），由于在界面附近焊料中的Sn与母材金属Cu进行冶金反应，形成的铜锡（CuSn）金属间化合物过程中消耗了Sn，因而在紧挨焊接界面IMC上，形成了一个连续的富Pb相区域，而形成Pb偏析。
在电子pcba组装焊接中，偏析是一种冶金过程中发生的缺陷。由于焊点各部分化学成分不一致，势必使其机械及物理性能不一致。从而提供了焊接界面疲劳裂纹易于扩展的途径。这样就会影响焊点的工作效果和使用寿命。因此，在pcba加工生产中必须防止合金在凝固过程中产生偏析。
2、晶粒粗细成片
以无铅焊接为例，当ASC387-BGA焊料球以较慢的速度（0.02℃/S）凝固时，大片状的Ag3Sn会贯穿整个焊料。在靠近Cu6Sn5的IMC层处可观察到有大片状的Ag3Sn颗粒，有人研究疲劳裂纹伸展的途径发现，裂纹正是沿着Ag3Sn相的界面扩展的。显然，大片状的Ag3Sn会对焊点延展性和抗疲劳造成不利影响。同时，组织中晶粒的粗细对焊点的机、电性能也会造成大的影响。
3、柯肯达尔空洞
1）柯肯达尔空洞的定义：在两种不同的材料之间，由于扩散速率的不同所产生的空洞就称为柯肯达尔空洞。
2）柯肯达尔空洞的形成：国外文献报道了在BGA的Cu和Sn63Pb37焊料界面，在125℃下，经历20天的老化后，由于在Cu3Sn相的形成过程中，Sn和Cu不同的扩散速度使其物质迁移不平衡，导致了空位或者微小的柯肯达尔空洞的形成。母材和焊接端面在电镀过程中带入的氢也会加速这种空位或者空洞的形成。
3）柯肯达尔空洞对焊点可靠性的影响：我们最关心的问题是通常在最初的机械应力试验中是无法将这类缺陷焊点发现的，但在使用过程中焊点却会逐渐劣化。例如：
Sn63Pb37焊料和近似共晶焊料SAC305与Cu或者Ni（P）/浸Au焊接连接后，在150℃下老化1000小时，进行冲击试验。老化试验进行到500小时，在SnPb或者SAC焊料和Cu基板的界面Cu3Sn相中观察到有大量空洞。且随着老化时间的继续增加，由于空洞带来的焊接断裂从焊料内部转化到IMC层内。
由近似共晶SAC焊料球BGA在Cu基板上焊接，在100℃、125℃、150℃和175℃下等温老化3天、10天、20天和40天后，进行跌落和剪切试验。在Cu和Cu3Sn界面观察到了柯肯达尔空洞。在125℃下老化3天后，空洞占整个焊盘/焊料界面的25%。空洞随老化时间和温度的增加而增加。125℃下老化10天后的跌落试验性能比未老化时降低。
广州佩特电子科技有限公司www.gzpeite.com，广州地区老牌电子加工厂，能够给你提供优质的SMT贴片加工服务，同时还有丰富的PCBA加工经验，PCBA包工包料为你解忧。佩特科技还可以承接DIP插件加工及PCB生产、电子线路板制造服务。