另外乙個問題，是從有鉛到無鉛的轉換，所有的**商不會有一致的步伐，所以所有的使用者都必須得面對同一加工組裝過程中有鉛和無鉛的混合情況。這其實比純無鉛還難搞。一來此時的使用者，本身的實際經驗屬於較不足的階段；二來此時的工藝視窗可能是最小的時候（比起純無鉛還可能更小）。
而同時出現有鉛和無鉛兩種材料，在技術文件、工藝規程、器件編碼、倉庫管理、返修處理和產品紀錄跟蹤等等各方面都造成大量和複雜的工作。
以上的各種問題，沒有一件是容易解決和處理的。
器件在高溫下的考慮：
由於無鉛技術在很多時候可能需要較高的焊接溫度和較長的時間。在以前有關焊料合金的文章中我解釋了較被推廣的sn37pb的替代品都含有較高的熔點溫度。以最被看好的sac類合金來說，熔點高達217℃左右（看成分而有些微不同），而nemi( 美國national electronics manufacturing initiative )的建議是焊接溫度不低於235℃。
不少業界的實際經驗是240℃到250℃之間為最理想。這比傳統的含鉛技術要高出20℃到30℃左右。傳統的器件材料是否還能夠承受這更高的熱能必須給於評估確認。
高溫的影響主要有四方面。首先是器件的封裝是否能夠承受得起高溫；第二是更高的溫度對器件封裝吸潮的影響是否較有鉛技術中更嚴重；第三個考慮則是焊端材料和鍍層厚度是否能夠阻止高溫處理中的過度氧化而造成可焊性不良的問題。最後是在高溫下器件和pcb的曲翹程度比較大，造成共面性不良引起的虛焊和開路等問題。
在確保**商提供的器件能夠滿足耐熱的需求方面。ipc/jedec推出了乙個標準建議j-std-020c（圖
一、表一和表二）。建議所有無鉛器件必須滿足這標準。
圖一表一和二：圖一中各個引數指標
所有無鉛的器件的耐熱性都應該按建議中的標準來衡量。意識到不同封裝有不同熱容量的差別，表二中容許較高熱容量的器件可以承受較低的溫度。不過這種做法由於在管理上較為複雜而不被所有使用者所接受。
使用者多喜歡統一的260℃指標。但統一的260℃對**商肯定有較高的要求。所以並不被所有**商認同。
在採購時必須清楚的溝通，或必要時進行實際測試認證。
第二個考慮是器件的吸潮問題。一般受影響的是塑膠封裝的半導體和積體電路類器件。由於無鉛焊接的熱能增加了，如果器件吸潮了，受熱造成的破壞性會更大。
業界試驗和使用經驗中發現有些器件的確在無鉛焊接溫度曲線下更容易出現封裝破裂和『爆公尺花效應』問題。由於蒸汽和溫度的比例並非線性，在無鉛的高溫焊接下，雖然溫度和含鉛焊接提公升了約10%到20%，但測量出的蒸汽壓力的增加卻高達63% 到86%。可以想象其破壞力的提高了。
試驗和經驗總結中，業界多認為無鉛的影響是使器件的原有吸潮敏感等級或敏感度必須提高1到2個等級。等級的劃分可以參考ipc/jedec標準（表三）。ipc/jedec也提供了認證器件防潮能力等級的做法，表三和四中也顯示了部分測試引數和測試前處理的條件。
因吸潮和高溫加熱造成的問題，一般常見的有『爆公尺花』、封裝裂開和內部分層三類。看部位和嚴重程度，並非所有的問題都能夠被目視檢查所發現。aoi不好處理這類的檢驗，非自動axi可以看出一些問題（但也非100%），但速度成本都不適合生產的條件使用。
所以避免這類問題必須從採購前的器件認證著手。以上ipc/jedec的標準可以作為乙個參考。需要更精確的使用者必須和**商之間商討和達到雙方在方法和成本上認同的結果。
另外該注意的，是雖然**商一般有提供組裝前對器件進行烘烤的做法，但在無鉛中應該通過更好的採購流程以及庫存條件以避免需要進行烘烤的工作。因為烘烤除了增加工作和成本外，對與原本潤濕能力較差，以及容易出現氣孔問題的無鉛技術也增加了質量控制難度。
表三：濕度敏感性等級和測試條件
表四：防潮能力的回流測試引數
至於第三個考慮因素，也就是關於器件焊端鍍層是否能夠承受較高的焊接熱能而保持良好的可焊性的問題。目前並沒有統一的標準存在，而只有**商或一些投入也就工作的使用者的經驗資料。由於牽涉的子因素很多，包括材料、電鍍工藝種類和引數、厚度、庫存條件和時間、以及焊接次數以及引數設定等等，這類標準並不容易制定和達成認同。
所以這方面的考慮，使用者最好能夠有本身的研究認證能力。或和**商有足夠的溝通。要強調的一點，評估**商報告時必須仔細的評估材料的配搭。
如我以前所說的，無鉛的材料種類很多，不同的配搭往往出現不同的表現，而這些表現的變化並非可以推算得出的。
共面性不良的問題，在含鉛技術中雖然有些國際標準和建議，但實際上並沒有很好的獲得解決和控制。如今無鉛帶來可能更嚴重的曲翹問題，又將進一步使問題嚴重化。尤其是一些原本共面性就不容易控制的器件，如聯結器和bga等。
器件焊端和封裝材料的選擇、dfm規範（焊盤和鋼網）、加熱的設定等等都成為必須要做得細的工作。在無鉛技術中，焊接時使用托盤、壓板和固定條等將會更加需要和使用較含鉛時代更頻繁。
器件焊端無鉛化的材料：
器件使用鉛的地方除了引腳或焊端外，在器件內部如晶元組裝等也用上。這部分屬於一級組裝技術，我們這裡只談直接影響smt使用者的二級組裝技術部分，也就是器件外露的焊端和引腳部分。器件**商在處理器件焊端無鉛化時基本有兩個大的方向。
一種是以錫sn為基材的做法。例如純sn，sncu，snbi等。另外一種則選擇不含sn的做法，例如ni/au，pdni，pd等。
技術上可行的材料很多，基本上曾在不同程度上被採用的有：
100%sn, sncu, ni/au, agpd, snag, snbi, ni/pd, pd, ag, snzn, ni/pd/au, au, agpt, snin, sac。
當然不是以上所有的材料都同樣受歡迎。從**量的角度來看，西方業界和日本有明顯的不同偏好。西方**商多使用100%sn（多為亞光錫），而日本較愛好snbi合金。
大約有80%的西方**商都提供100%sn為其主要**，而約有86%成的日本**商都提供snbi為主要鍍層材料。除此之外，其他較受歡迎的焊端鍍層材料是（按受歡迎程度排序）：
sncu, ni/pd, ni/pd/au, ni/au，snag, sac
圖二是2023年一項大規模的西方使用者調查結果，顯示了以上所說的現象。
圖二：歐美使用者偏好的器件焊端鍍層材料
在表現上100%sn是最接近snpb的，而且成本在無鉛材料中相對不高。所以被西方歡迎。其最大的問題在於產生金屬須（whisker）和imc增長快等風險。
到目前為止，人們對與金屬須的原理和控制方法還沒有完全掌握，雖然已經有了不少的經驗來處理它，但由於在原理上不清楚（只是有觀察到的現象經驗），所以還不是十分放心。表現其次的是sac，snbi和ni/pd/au，但後者的**很高（由於鈀和金的原因）和**少是個問題。snbi則遭受鉛汙染的風險較嚴重而不被西方接受。
ni/au在表現上只有潤濕性較差與ni/pd/au，而且有較多的實際使用經驗。但**成本是個廣大客戶不歡迎的因素。
在球形焊端（例如bga, csp等）器件上出現了乙個較特別的情況，就是業界大多採用sac作為材料（有不同的成分配搭）。全球約有超過70%的**都採用sac。這是因為採用這類焊端設計的封裝，一般都比較難加工的關係。
所以選擇使用和焊料相同（註一）或十分接近的材料以減少工藝變數。但該注意的是，不是所有使用者都會採用sac合金焊料，以及相同焊料也可能帶來某些工藝質量問題（例如氣孔等）等等。
各種較受歡迎鍍層的特性：
器件鍍層材料上的研究結果和資訊，遠不如焊料合金以及pcb焊盤鍍層。雖然選擇也多樣化，但一般的研究較集中於純sn、snbi以及snpdau上。下面讓我們來看看較受歡迎的一些鍍層材料的特性。
100%sn: 純錫的好處有很多，首先是其對多數合金的潤濕性在無鉛材料中都屬於較好的；工藝性也較近似snpb；焊點的可靠性比美snpb或可能更好；沒有鉛汙染的問題；純錫可以用電鍍工藝而且質量和經驗都較好（可以保證質量的穩定），無需進行加工時的合金成分控制；錫自然**充足，成本相對低（實際成本和snpb十分接近）；而且業界已經有很多的**商。
弱點是幾種質量問題的無法獲得滿意的解決。包括金屬須，錫瘟和imc快速增長的問題。
純錫鍍層的器件在焊點的可靠性分析上是被評為較好的。尤其是當他配合較被看好的sac焊料合金時，不少報告都指出其壽命較傳統的snpb鍍層來得長。而純錫的使用中最擔心的金屬須問題。
目前業界多認為可以通過使用亞光錫（註二）來控制。雖然不少商家有試驗報告採用亞光錫沒有像亮光錫那樣出現金屬須，但卻也有報告發現亞光錫存在金屬須問題。總之在目前對於金屬須還沒有完全了解和掌握的情況下，這並不是個萬全的方法。
近來也有出現另外一種處於亞光和亮光之間的鍛光錫鍍層的，據說其抗金屬須能力較亞光錫還強。所以在這課題上，人們還在不斷的研究和發展，希望解決金屬須的方法能早日出現，那將對純錫鍍層的應用大有幫助。
snbi：這是最受日本工業界歡迎的材料。其焊接工藝性好；有較久的實際使用和生產經驗；焊點壽命長（相當或稍高於snpb）；沒有或只有很低的金屬須風險；而且**商也多（多為日本產家），成本稍高於snpb（約20到40%）。
缺點是有較高的鉛汙染風險（質量不穩定）；電鍍工藝需要嚴格的控制（因此電鍍成本高）；材料**困難（符合weee的要求的成本高），而且在電鍍出問題時無法進行返修（純錫的返修重鍍很容易）；在波峰焊中，bi容易汙染錫槽，被汙染到一定程度的錫槽會增加焊盤或焊點剝離的故障。另外，由於存在低熔點imc的問題（高溫應用風險較大），目前這鍍層並不為汽車業界所接受。
從許多報告中，採用snbi鍍層的焊點有很好的疲勞壽命以及較snpb強的抗拉強度。其潤濕性較100%sn還好。不過有乙個問題，在含鉛相容性上，如果採用含鉛的錫合金，其潤濕性也許不能滿足波峰焊接的快速要求（波峰焊過錫時間短），在回流焊接工藝中則無問題，表現還優於純錫鍍層。
在多數研究報告指出snbi的可靠性偏好的同時，業界也有試驗研究發現其imc增長率較快的現象。研究結果其推動imc增長的能量q值（註三），比起純sn高出一倍，比起sncu高出25%。imc越厚對焊點的壽命就越不利，所以此發現和其他常見的不同研究報告一樣，在人們對無鉛技術的了解程度上又提出了質疑。
目前這imc增長較快的原理還不清楚，只估計是由於bi的出現改變了cu的滲透入sn的速度。
在比較sn，sncu和snbi鍍層可靠性的試驗中，也發現使用snbi的焊點明顯的出現較多的氣孔（圖三）。這現象也對可靠性不利，而這一因素是否出現在其他認為snbi可靠的試驗中就不得而知。也是另外的乙個需要更多分析的疑點。
圖三：snbi鍍層器件焊點斷層面的氣孔
sncu：常用的是sn0.7cu，成本低（高於snpb約20%）以及配合波峰焊合金是採用的主要原因。
由於sn的含量很高，所以純錫的問題和擔憂都也存在這材料技術中。包括金屬須、錫瘟和imc增長。由於cu的成分對熔點溫度的影響很敏感，所以加工時要很好的控制cu的成分避免造成工藝質量不穩定的現象。
如果使用的器件引腳基材是銅，鍍層厚度的測量可能十分困難，影響工藝和質量控制的能力。相對來說，在幾種鍍層材料工藝中，sncu工藝是屬於較難控制的。此外，庫存中的鍍層變色也是個關心的問題。
sncu鍍層器件的可靠性，雖然較純sn和snbi稍微差，但相當於傳統snpb，而且其老化程度較其他合金低。所以在可靠性上是被業界所接受的。
ni/pd和ni/pd/au：這類材料的好處是有很長的實際使用和製造經驗（自2023年起**市場）；很長的庫存壽命（試驗報告可達8年）；良好的潤濕性（ni/pd/au）和抗拉強度（優於snpb）；未有報告出現過金屬須問題。弱點是鈀的天然**少，成本很高；不適合使用於42合金的引腳上（腐蝕問題）；引腳成形後容易在彎處出現裂痕（據說有新的製造工藝可以避免這問題）。
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