ความน่าเชื่อถือของสารบัดกรีไม่ใช่คุณสมบัติคงที่ แต่เป็นผลลัพธ์แบบไดนามิกที่เกิดจากพฤติกรรมทางโลหะวิทยาของโลหะผสมในระหว่างการพิมพ์ การรีโฟลว์ การเสื่อมสภาพ และความเครียดในการดำเนินงาน ดังนั้นการเลือก Sn63Pb37 เหนือ SAC305 ไม่เพียงแต่เปลี่ยนจุดหลอมเหลวจาก 183°C เป็น 217°C เท่านั้น แต่ยังเปลี่ยนแปลงจลนศาสตร์ของปฏิกิริยาการประสานพื้นผิวที่อินเทอร์เฟซ Cu –บัดกรี โดยที่ Pb ระงับการเติบโตของ Cu6Sn5 ในขณะที่ Ag และ Cu ในโลหะผสม SAC เร่งการก่อตัวของ IMC แบบสแกลลอปภายใต้การสำรวจความร้อนซ้ำแล้วซ้ำอีก
การทดสอบการหมุนเวียนด้วยความร้อนตลอดช่วง -40°C ถึง +125°C แสดงให้เห็นว่าข้อต่อ Sn63Pb37 โดยทั่วไปจะอยู่รอดเกิน 3,000 รอบก่อนที่จะเกิดรอยแตกขนาดเล็กที่ขอบของแผ่น ในขณะที่ข้อต่อ SAC305 มักจะล้มเหลวระหว่าง 1,200 ถึง 1,800 รอบ ขึ้นอยู่กับพื้นผิวของแผ่นทองแดง เนื่องจากความแข็งที่สูงขึ้นและความเหนียวที่ต่ำกว่าของเมทริกซ์ Sn–Ag–Cu จะเข้มข้นพลังงานความเครียดมากขึ้น รุนแรงที่ความไม่ต่อเนื่องทางเรขาคณิต เช่น ลูกมุม BGA หรือลีด QFN ระยะพิทช์ละเอียด
เมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิ 85°C/85% RH เป็นเวลา 1,000 ชั่วโมง ส่วนประกอบ SAC305 จะแสดงค่าความต้านทานการเคลื่อนตัวที่วัดได้ในเครือข่ายการส่งพลังงานเนื่องจากการเคลื่อนตัวของเคมีไฟฟ้าตามแนวขอบเขตของเกรน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคลอไรด์ตกค้างหลังจากการทำความสะอาดไม่เพียงพอ ในขณะที่ตัวอย่าง Sn63Pb37 ยังคงความต้านทานการสัมผัสที่เสถียรภายใต้สภาวะที่เหมือนกัน เนื่องจากความสามารถของ Pb ในการลดเส้นทางการแพร่กระจายของขอบเขตเกรนและลดการเคลื่อนที่ของไอออน
การมีอยู่ของ Ni ในการตกแต่งพื้นผิวของ ENIG ทำให้เกิดความซับซ้อนเพิ่มเติม เนื่องจากอินเทอร์เมทัลลิกของ Ni–Sn เติบโตได้เร็วกว่าภายใต้โลหะผสม SAC มากกว่าภายใต้ตะกั่วดีบุกยูเทคติก และการก่อตัวของ Ni3Sn4 ที่มากเกินไปหลังจากการรีโฟลว์หลายครั้งอาจทำให้ส่วนต่อประสานของแผ่นประสาน-แพดเปราะ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อการบิดเบี้ยวของบอร์ดเกิน 0.5 มม. ต่อ 100 มม. ในระหว่างการทำความเย็น ซึ่งบังคับให้ความเครียดจากแรงเฉือนที่เหลือกลายเป็นข้อจำกัดอยู่แล้ว ข้อต่อ
ตัวเลือกโลหะผสมยังโต้ตอบโดยตรงกับพารามิเตอร์การออกแบบสเตนซิล เนื่องจากความหนืดที่สูงขึ้นของ SAC305 และความต้านทานการตกต่ำที่ช้าลงนั้นต้องการอัตราส่วนพื้นที่รูรับแสงที่แคบลง โดยทั่วไป ≥0.65 สำหรับส่วนประกอบที่มีระยะพิทช์ 0.3 มม. ในขณะที่ Sn63Pb37 จะรักษาประสิทธิภาพการถ่ายโอนที่เสถียรไว้ที่ 0.55 ซึ่งหมายความว่าการเปลี่ยนโลหะผสมโดยไม่ปรับรูปทรงของสเตนซิลมักจะทำให้เกิดการสะสมของปริมาตรไม่เพียงพอและข้อบกพร่องของหมอนรองศีรษะที่ตามมา แม้ว่าจะมีการตั้งค่าเครื่องพิมพ์เหมือนกันก็ตาม
การปรับแต่งโปรไฟล์การเรียงตัวไม่สามารถต่อรองได้กับโลหะผสมที่มีจุดหลอมเหลวสูง เนื่องจาก SAC305 ต้องใช้อุณหภูมิสูงสุดระหว่าง 235°C ถึง 245°C เพื่อให้แน่ใจว่ามีการรวมตัวกันอย่างสมบูรณ์ แต่อุณหภูมิสูงเกิน 245°C ยังเสี่ยงต่อการย่อยสลายสารกันบูดในการบัดกรีแบบอินทรีย์บนผิวเคลือบ OSP หรือกระตุ้นให้เกิดการแยกชั้นในลามิเนต FR-4 ที่มีค่า Tg ต่ำ ในขณะที่ Sn63Pb37 จะทำให้เปียกได้อย่างสมบูรณ์ที่อุณหภูมิ 210°C ด้วย กรอบเวลากระบวนการที่กว้างขึ้นและลดความเสี่ยงต่อความเสียหายจากความร้อนของส่วนประกอบ
ประสิทธิภาพการทดสอบการตกเผยให้เห็นความแตกต่างอีกประการหนึ่ง: ข้อต่อ SAC305 ดูดซับพลังงานกระแทกก่อนการแตกหักน้อยกว่าเมื่อเทียบกับ Sn63Pb37 โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มือถือที่ต้องตกอย่างอิสระ 1.2 ม. ลงบนคอนกรีต ซึ่งการไม่มี Pb จะช่วยลดการเคลื่อนที่ของการเคลื่อนที่และจำกัดความสามารถในการเปลี่ยนรูปของพลาสติก ทำให้การจับกุมรอยแตกร้าวทำได้ยากขึ้นเมื่อการแพร่กระจายเริ่มต้นในบริเวณที่มีช่องว่างมากมายใกล้กับด้านส่วนประกอบของข้อต่อ
ความเสถียรในการจัดเก็บในระยะยาวก็มีความสำคัญเช่นกัน เนื่องจากเพสต์ที่ใช้ SAC เริ่มแสดงการเคลื่อนตัวของรีโอโลยีที่วัดได้หลังจากสี่สัปดาห์ที่อุณหภูมิ 25°C โดยมีความหนืดเพิ่มขึ้นเกิน 15% และลดการตอบสนองต่อแรงเฉือนที่บางลง ในขณะที่ Sn63Pb37 ยังคงลักษณะการพิมพ์ที่สม่ำเสมอนานถึงสิบสัปดาห์หากปิดผนึกอย่างเหมาะสม ซึ่งส่งผลกระทบต่อความถี่ในการเปลี่ยนสายการผลิตและอัตราการใช้วัสดุในสายการผลิตที่มีส่วนผสมสูง
ท้ายที่สุดแล้ว ความแตกต่างด้านความน่าเชื่อถือระหว่างโลหะผสมแบบบัดกรีไม่สามารถลดลงเหลือเพียงหน่วยเมตริกเดียวหรือผลการทดสอบแบบเร่งได้ เนื่องจากโหมดความล้มเหลวของสนามขึ้นอยู่กับการเชื่อมต่อของโครงสร้างจุลภาคของโลหะผสม ความแข็งแกร่งในการเรียงซ้อนของ PCB การกระจายมวลส่วนประกอบ และประวัติความร้อนโดยรอบ ดังนั้นการระบุ SAC305 สำหรับหน่วยควบคุมเครื่องยนต์ของยานยนต์โดยไม่ตรวจสอบกับภาวะชั่วคราวของอุณหภูมิใต้ฝากระโปรงในโลกแห่งความเป็นจริงจึงไม่ปลอดภัยไปกว่าการใช้ Sn63Pb37 ในอุปกรณ์ทางการแพทย์คลาส III โดยไม่ยืนยันความเข้ากันได้ทางชีวภาพของสารตกค้างของฟลักซ์
