焊點(diǎn)內(nèi)的BTS117疲勞是由循環(huán)塑性形變引起的，造成的原因則是電子元器件中斷續(xù)的電流而產(chǎn)生的溫度變化。這種疲勞的后果是會導(dǎo)致焊點(diǎn)的破裂和失效，或似斷非斷的接觸狀態(tài)造成電子產(chǎn)品可靠性減低。
    電子產(chǎn)品焊點(diǎn)的疲勞屬于低循環(huán)疲勞（通常循環(huán)時間長2～3h/周期），這種疲勞的數(shù)學(xué)模型可用Coffin-Manson芙系式來描述，即
        

式中，Ⅳ是循環(huán)次數(shù)，萬是塑性應(yīng)變振幅，常數(shù)可以從抗張試驗(yàn)的塑性應(yīng)變中得出，口為冪指數(shù)，通常為0.3～0.5。在對數(shù)坐標(biāo)上，應(yīng)變和循環(huán)次數(shù)仍是一條直線。
    在25℃環(huán)境下，對63Sn37Pb焊料做抗剪試驗(yàn)，并得到以下關(guān)系：
               

    ●若5=3%，而每分鐘循環(huán)15次，則Ⅳ=1900次；
    ●若萬仍為3%，而每分鐘循環(huán)5次，則N=16000次；
    ●若萬仍為3%，而每分鐘循環(huán)5次，但環(huán)境溫度為100℃，則N=3000次。
    這說明錫鉛焊料的疲勞壽命隨循環(huán)頻率增加以及環(huán)境溫度的升高而下降。這確實(shí)是電子產(chǎn)品中經(jīng)常出現(xiàn)的情況，即電子產(chǎn)品的焊點(diǎn)疲勞屬于低循環(huán)疲勞，而環(huán)境溫度卻會因焊點(diǎn)的電阻增大出現(xiàn)升溫。這些均會加劇焊點(diǎn)的疲勞。
    焊點(diǎn)的疲勞損壞除了與循環(huán)頻率有關(guān)以外，還與焊接質(zhì)量有密切關(guān)系。優(yōu)良的潤濕焊點(diǎn)比差的潤濕焊點(diǎn)耐疲勞。Cu6Sn5的IMC比CU3Sn的IMC耐疲勞。
    導(dǎo)致焊點(diǎn)疲勞損壞的微觀原因還在于焊料錫晶體具有正方晶格結(jié)構(gòu)，由于晶體的各向異性，造成沿晶體主軸的熱膨脹系數(shù)不相同，系數(shù)的最大值為30.5×10-6，而最小值為1.55×10-6，若AT=100 0C，則應(yīng)變可達(dá)0.-15%，已高于彈性應(yīng)變允許的范圍。此外，鉛晶體是面心立方晶格結(jié)構(gòu)，當(dāng)溫度變化時，錫鉛的不同CTE也會加劇焊點(diǎn)的疲勞損壞。
    疲勞損壞的表現(xiàn)在于原先光滑的焊料表面變得很粗糙，并且在極限情況下會出現(xiàn)裂紋。焊點(diǎn)疲勞損壞對于SMT產(chǎn)品有指導(dǎo)意義，SMC/SMD焊點(diǎn)，形狀小，結(jié)構(gòu)多為剛性，直接受PCB熱變形的影響以及焊點(diǎn)工作時升溫的影響，其蠕變及疲勞損壞是不言而喻的，某種意義上遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過通孔安裝元器件。
    7.2.9  高強(qiáng)度焊料合金
    對錫鉛焊點(diǎn)的可靠性研究一直受到人們的重視，特別是SMT向精細(xì)化方向過程中更加突出。國內(nèi)許多大學(xué)和研究所，如桂林工業(yè)大學(xué)、電子工程研究所均有人從事SMT焊點(diǎn)可靠性的研究，既有人從焊盤尺寸設(shè)計、工藝參數(shù)優(yōu)化等方面來提高焊點(diǎn)的可靠性，也有人從提高焊料合金的強(qiáng)度來達(dá)到上述目的。
    傳統(tǒng)的提高錫鉛焊料合金強(qiáng)度的方法是在錫鉛焊料中增加2%的銀，來提高焊點(diǎn)的抗剪強(qiáng)度；同樣增加1%N6%的銻，也會使錫鉛焊料的綜合機(jī)械性能，如抗剪、抗張、抗蠕性能增強(qiáng)。近年來有人采用微量的稀有金屬加入錫鉛焊料中來達(dá)到增強(qiáng)焊料合金機(jī)械性能的目的，其綜合性能優(yōu)于傳統(tǒng)的方法，如在Sn40Pb合金中加入微量的錸(Re)，可以使SnPb合金焊料的蠕變壽命提高一倍以上。這是因?yàn)镽e的加入可以使SnPb合金的組織形態(tài)發(fā)生改變，即SnPb合金的共晶結(jié)構(gòu)由原來的片層狀結(jié)構(gòu)變化為短棒狀和棒狀的混合，且SnPb0.05Re焊料合金中，富錫相與富鉛相的分布也比Sn40Pb中分布的均勻，從而有效地改交了錫晶體的各向異性。焊料在受外力作用時，從微觀來看，其斷裂方式發(fā)生改變，即由沿晶斷裂方式為主轉(zhuǎn)變化穿晶方式為主。可見混合稀土的加入使鉛料合金的斷裂方式發(fā)生改變，由沿晶斷裂方式為主轉(zhuǎn)變?yōu)榇┚Х绞綖橹鳎f明錸的加入改善焊料合金的塑性和蠕變，壽命得到提高。由于金屬錸的加入，使SnPb組織結(jié)構(gòu)上發(fā)生改變，對增強(qiáng)SnPb合金的抗蠕變性能是有積極意義的。