金屬間化合物，即Intemetallic Compound,縮寫為IMC,我們通常把SMT加工廠的焊料與被焊金屬界面上反應生成的IMC作為良好焊點的一個標誌。
在各種SMT加工廠的焊料合金中，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，主要是為了降低焊料的熔點以及壓制IMC的生長，量很少的Cu和Ni也會參加IMC的結構。
SMT加工廠的界面金屬間化合物(IMC)的形貌與焊後老化時間有關。常見的界面反應與IMC形貌如下。
1)Sn與Cu界面反應
Sn-Pb、SAC、Sn-Cu焊料與OSP、Im-Ag、Im-Sn及HASL的界面反應一一樣，本質都是Sn與Cu的界面反應。
在200~ 350ºC範圍內,Sn與Cu界面反應總會形成Cu6Sn5 、Cu3Sn的雙層結構，如圖1-41所示。在240~ 330ºC範圍內，Cu6Sn5 和Cu3Sn同時生長，Cu6Sn5主要在Cu/Sn邊界形成，Cu3Sn一般在Cu6Sn5與金屬Cu邊界形成，且在富Sn相中Cu6Sn5要比Cu3Sn生長快得多。另外，在再SMT加工廠的流焊接過程中，Cu6Sn5以扇貝形態生長， 晶粒粗化過程和擴散過程也發生在Cu6Sn5中。Cu3Sn 一般非常薄，約為0.2 ~ 0.5um，如果放大倍數≤ 1000，-一般看不到。一般認為Cu3Sn屬於不好的組織，它使焊縫變得十分脆弱。
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通常看到SMT加工廠的Sn-Pb與Cu表面形成的IMC形貌如圖1-42所示。
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2）Sn與Ni的界面反應
SMT加工廠的Sn-Pb焊料與ENIG的界面反應屬於Sn與Ni的界面反應。由於Ni比較穩定，界面反應層與Cu相比一般薄得多。根據相圖推測的反應結構為Ni3Sn/Ni3Sn2/Ni3Sn4，然而在實際的釺焊界面卻看不到Ni3Sn，但在NiP合金鍍層中，很容易觀察到Ni3Sn4。
Sn與Ni形成的IMC為Ni3Sn4典型形貌如圖1-43所示。
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通常看到SMT加工廠的Sn-Pn與ENIG表面形成的IMC形貌如圖1-44所示。
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3) Sn-Cu-N的界面反應
SMT加工廠的SAC、SnCu焊料與ENIG的界面反應本質一樣， 屬於Sn、Cu與Ni的界面反應。
N與SAC反應，一次再流焊接，一般形成(Cu, Ni)3Sn4單層IMC，如圖1-45。如果經過多次再流焊接，就會形成(Ni，Cu）3sn4與(Ca，Ni）6sn5的雙層的IMC結構，這種結構的切片圖形貌具有顯著著特點，是薄的、連續的、灰白色的(Ni,Cu)3Sn4與獨立塊狀( (即不連續)、暗灰色的(Cu, Ni)6Sns,如圖1-58所示。許多案例表明，這種結構的焊點強度比較低，不耐衝擊。
形成過程為：Sn與Ni形成Ni3Sn4→基材Cu通過Ni晶界擴散到Ni3Sn4，形成(Ni, Cu)3Sn4→焊料中富集的Cu與Ni3Sn4反應形成(Cu, Ni)6Sns，隨著再流焊接次數的增加，不斷長大，同時，(Ni,Cu)3Sn4基本維持原有尺度。
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多次或長時間再流焊接條件下，SAC與ENIC表面形成的雙層形貌如圖1-46所示。
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3）不良界面IMC的切片圖
（1）塊狀化IMC，並不是一個專業術語，作者用它來描述（切片圖呈現的形貌）一種超厚、超寬且有斷續的IMC形態——扇貝形IMC組織粗大（W、h≥5μm）、連續層非常薄甚至個別地方斷開（切片圖，放大倍數≥1000），如圖1-47所示。
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圖1-48所示為高溫長時間再流焊接形成的焊點切片圖，呈典型的塊狀化IMC結構。其BGA為SAC焊球、OSP焊盤處理工藝，焊接採用的是SnPb焊膏（混裝工藝），焊接峰值溫度為235ºC，217ºC以上時間為70s。測試表明其剪切強度比正常焊點低20%以上。
正常的IMC形貌應有比較厚的連續層，且扇貝形IMC是長在連續層以上的，是焊料週中Cu擴散的結果，如圖1-49所示。
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在Ni/SAC界面，如果再流焊接時間比較長也會形成塊狀化的IMC。如圖1-50所示為電鍍鎳金工藝處理的BGA，在焊接峰值溫度243ºC、217ºC以上焊接時間95s條件下形成的(Ni,Cu)3Sn4塊狀IMC形貌。此切片圖來源於BGA掉落的樣品，因此看不到BGA載板焊盤。
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圖1-50中的IMC組織並不相大，但符合塊狀化的特徵。此類形貌的IMC不耐機械應力作用，如果SMT加工廠的PCBA在生產週轉、運輸過程中不規範，很容易導致BGA類應力敏感元器件焊點的開裂。
塊狀IMC的形成機理還不清楚，可能是IMC高溫熔解再結晶的結果，這可以解釋連續層比較薄、塊狀化的形貌。
(2) 含Ag鍍層QFN形成的富Pb焊縫，如圖1-51所示。此圖片來源於某早期失效單板上的QFN切片分析報告。由於焊縫中富Pb相組織的存在，降低了焊縫強度，導致早起失效。
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(3) SMT加工廠的焊點中的Ag3Sn顆粒尺寸一般在1μm，並均勻地分佈於Sn母相中，若隨著Ag含量的增加，達到3.5%以上，則Ag3Sn晶粒會出現粗化，以致出現針狀（切片圖中的表現，實為板狀，如圖1-52所示），此時如果合金受到外力作用容易出現龜裂。
當Ag的含量低於3.0%時，在焊縫中幾乎看不到Ag3Sn。只有當Ag的含量達到3.5%以上並在較長的焊接時間、緩慢冷卻條件下，才能形成明顯的Ag3Sn。
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(4) Cu對IMC的影響
隨著Cu含量的增加，界面IMC結構也發生變化，如圖1-53所示。
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