隨著電子產(chǎn)品組裝密度越來(lái)越高，承擔(dān)機(jī)械與電氣連接功能的焊點(diǎn)尺寸越來(lái)越小，而任意一個(gè)焊點(diǎn)的失效就有可能造成器件甚至系統(tǒng)的整體失效。因此焊點(diǎn)的可靠性是電子產(chǎn)品可靠性的關(guān)鍵之一。在實(shí)際中，焊點(diǎn)的失效通常由各種復(fù)雜因素相互作用引發(fā)，不同的使用環(huán)境有不同的失效機(jī)理，焊點(diǎn)的主要失效機(jī)理包括熱致失效、機(jī)械失效和電化學(xué)失效等。

熱致失效主要是由熱循環(huán)和熱沖擊引起的疲勞失效，高溫導(dǎo)致的失效同樣包括在內(nèi)。由于表面貼裝元件、PCB和焊料之間的熱膨脹系數(shù)不匹配，當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)或元件本身功率發(fā)熱時(shí)，由于元器件與基板的熱膨脹系數(shù)不一致，焊點(diǎn)那就會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，應(yīng)力的周期性變化導(dǎo)致焊點(diǎn)的熱疲勞失效。熱疲勞失效的主要變形機(jī)理是蠕變，當(dāng)溫度超過(guò)爐點(diǎn)溫度的一半時(shí)，蠕變就成為重要的變形機(jī)理，對(duì)于錫鉛焊點(diǎn)而言，即使在室溫時(shí)已超過(guò)熔點(diǎn)溫度的一半，因此在熱循環(huán)過(guò)程中蠕變成為主要的熱變形疲勞失效機(jī)理。

相對(duì)于熱循環(huán)而言，熱沖擊造成的失效是由不同溫升速率和冷卻速率給組件帶來(lái)的較大附加應(yīng)力而產(chǎn)生的。在熱循環(huán)時(shí)，可以認(rèn)為組件各部分的溫度完全一致；而在熱沖擊條件下由于比熱、質(zhì)量、結(jié)構(gòu)和加熱方式等各種因素的影響，組件各部分溫度不相同從而產(chǎn)生附加的熱應(yīng)力。熱沖擊會(huì)導(dǎo)致許多可靠性問(wèn)題，如過(guò)載中的汗點(diǎn)疲勞、敷行涂覆處的裂紋導(dǎo)致腐蝕失效和組件故障。熱沖擊還有可能導(dǎo)致在緩慢的熱循環(huán)過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)的失效形式。

機(jī)械失效主要是指由機(jī)械沖擊引起的過(guò)載與沖擊時(shí)效以及由機(jī)械振動(dòng)引起的機(jī)械疲勞失效。當(dāng)印制電路組件受到彎曲，晃動(dòng)或其他的應(yīng)力作用時(shí)，將可能導(dǎo)致焊點(diǎn)失效。當(dāng)印制電路組件受到彎曲晃動(dòng)或其他的應(yīng)力作用時(shí)，將可能導(dǎo)致焊點(diǎn)失效。一般而言，越來(lái)越小的焊點(diǎn)是組件中最薄弱的環(huán)節(jié)。然而當(dāng)它連接柔性結(jié)構(gòu)如有引腳的元件到PCB上時(shí)，由于引腳可以吸收一部分應(yīng)力，故焊點(diǎn)不會(huì)承受很大的應(yīng)力。但是，當(dāng)組裝無(wú)引腳元件時(shí)特別是對(duì)于大面積的BGA器件，當(dāng)組件受到機(jī)械沖擊使，如跌落和PCB在后續(xù)的裝備和測(cè)試工序中受到了較大的沖擊和彎曲，而元件本身的剛性又比較強(qiáng)勢(shì)，焊點(diǎn)就會(huì)承受較大的應(yīng)力。特別對(duì)于無(wú)鉛焊接的便攜式電子產(chǎn)品，由于他的小體積、重量輕和易于滑落等特點(diǎn)是其在使用過(guò)程中更容易發(fā)生碰撞和跌落，而無(wú)鉛焊料相比傳統(tǒng)的鉛錫焊料較高的彈性模量和其它不同的物理、力學(xué)特征使得無(wú)鉛焊點(diǎn)抗機(jī)械沖擊能力下降。因此對(duì)于無(wú)鉛化后的便攜式電子產(chǎn)品，及跌落沖擊可靠性應(yīng)該受到重視，當(dāng)焊接部位受到由振動(dòng)產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力反復(fù)作用時(shí)會(huì)導(dǎo)致焊點(diǎn)疲勞失效。即使這種應(yīng)力遠(yuǎn)低于屈服應(yīng)力水平時(shí)，也可能引起金屬材料疲勞，經(jīng)過(guò)大量小幅值、高頻率振動(dòng)循環(huán)之后，振動(dòng)疲勞失效就會(huì)發(fā)生。盡管每次振動(dòng)循環(huán)對(duì)焊點(diǎn)的破壞很小，但經(jīng)過(guò)很多次循環(huán)將會(huì)在焊點(diǎn)處產(chǎn)生裂紋。隨著時(shí)間的推移，裂紋還會(huì)隨循環(huán)次數(shù)的增加而蔓延對(duì)于無(wú)引腳元件焊點(diǎn)來(lái)說(shuō)這種現(xiàn)象更為嚴(yán)重。

電化學(xué)失效是指在一定的溫度、濕度和偏壓條件下由于發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而引起的失效。電化學(xué)失效的主要形式有：導(dǎo)電離子污染物引起的橋連，枝晶生長(zhǎng)、導(dǎo)電陽(yáng)極絲生長(zhǎng)和錫須等。離子殘留物與水汽是電化學(xué)失效的核心要素，殘留在PCB上的導(dǎo)電離子污染物可能引起焊點(diǎn)間的橋連，特別是在潮濕的環(huán)境中，離子殘留物他們能跨過(guò)金屬和絕緣表面移動(dòng)而形成短路。離子污染物可以有多種途徑產(chǎn)生，包括印制電路板制造工藝焊膏和助焊劑殘留物、手工操作污染和大氣中的污染物。在水氣和低電流的直流偏壓的綜合影響下，由于電解引起金屬?gòu)囊粋€(gè)導(dǎo)體向另一個(gè)導(dǎo)體遷移，會(huì)發(fā)生外形像樹(shù)枝和蕨類(lèi)植物的金屬枝晶成長(zhǎng)。銀的遷徙是最常見(jiàn)的，銅、錫、鉛也容易受枝晶生長(zhǎng)的影響，只是他們慢于銀的枝晶生長(zhǎng)，同其他金屬生長(zhǎng)的情況一樣，這種失效機(jī)理能夠?qū)е露搪?、漏電和其它電故障。?dǎo)電陽(yáng)極絲生長(zhǎng)是枝晶生長(zhǎng)的特例。越過(guò)絕緣體和數(shù)個(gè)導(dǎo)體之間的離子運(yùn)輸造成金屬細(xì)絲在絕緣體表面的生長(zhǎng)，這種情形可引起鄰近導(dǎo)電線(xiàn)路的短路。錫須指器件在長(zhǎng)期存儲(chǔ)使用過(guò)程中，在機(jī)械、濕度、環(huán)境的作用下，會(huì)在錫鍍層的表面生長(zhǎng)出一些胡須狀的錫單晶體，其中主要成分是錫。由于錫須引起航天航空等幾起典型的重大性事故而得到廣泛關(guān)注。