图1 SnAg涂层、涂钯引线(Pd PPF)与传统的SnPb涂层的湿润性是相当的。　　设计问题
　　顺利转换至无铅制造需要一定时间，工业界最好现在就开始设计无铅产品。新产品的测试、鉴定、以及诸多供应链问题，牵涉到业界的很多部门，设计完成之后这些问题需要占用很多的时间。
　　无铅的定义 
　　迄今为止，无铅封装的定义还未被正式确定。对于引线涂层和BGA焊球，欧盟规定的无铅阈值为Pb＜1000ppm；JEIDA也定为Pb＜1000ppm。JEDEC最初建议使用pb＜2000ppm，但最近JEDEC决定将不为无铅设定一个ppm值。由于合同制造商和EMS分处全球各地，无铅定义的不确定，使得SMT物料和工艺的选择及其鉴定工作更为复杂。欧盟管理规则的正式推出，使全球使用一个无铅定义标准成为可能。
　　质量和可靠性标准
　　现有的IPC工艺标准适用于有铅产品。现在的SnPb合金己使用几十年，IPC标准为产品定义了最低的验收标准，客户和供应商使用此标准来作接收和拒收的决定。采用无铅合金时，为避免错误地解释产品的接收标准，需要建立一个新的标准。回流焊后各种无铅焊点的目视外观问题，就是一个能说明此问题的一个很好的例子。比如，纯锡焊点比SnBi焊点更光亮，这会是未接受培训的检验员产生疑惑。另外，待建立的质量标准，还应该易于SMT生产线上操作员和检验员的培训。缺乏可用以判断工艺问题的标准，可能会导致代价高昂的延期交货的发生。
　　锡须（whisker）引起很大关注的原因是非常明显的。虽然己有很多独立研究的报告，业界目前仍没有锡须试验的标准程序。最近IPC/JEDEC在台湾省召开的无铅国际会议上，就有几个公司发表了使用不同测试方法对锡须生长进行研究的报告。实验结果表明进行标准化非常重要（表一）。
　　无铅的可焊性测试和焊料可靠性测试也待标准化。如有全球接收的测试方法，无铅元件的鉴定时间将会缩短，重复测试可以减少，从而降低客户和供应商的成本。图一是Toshiba对SnPb和预涂覆钯Pd PPF（pre-plating-frame）试件的湿润性和焊点拉伸试验结果，可以看出，SnPb和SnAgCu焊料对SnAg涂层和Pd PPF引线涂层的湿润性，与这些焊料对SnPb涂层湿润性是相近的。

图 2 SnAg涂层的引线强度与传统SnPb涂层的引线拉强不相上下。
 
图3无论是使用SnPb焊料还是SnAgCu焊料，其焊点可靠性差别不大。　　Toshiba也对焊在PCB上的器件做了焊点拉伸强度试验。实验结果显示（图2、图3）这些无铅涂层的引线拉伸强度与传统SnPb涂层引线拉伸强度在同一水平上。SnAg和Pd PPF焊点的强度试验，显示它们的强度可靠性是满意的。
　　后向兼容性和前向兼容性
　　向无铅制造的过渡不可能在一夜间就完成，SMT组装线可能使用双模式制造线，即在生产中同时采用有铅和无铅的材料进行组装。这包括无铅工艺中使用有铅元件——有铅元件能否用于无铅工艺称为前向兼容性（forward compatible）,或在有铅工艺组装中使用无铅元件——这称为后向兼容性（backward compatible）。同时具有此双向兼容性最好，然而，这还要克服很多技术难点。大多数含铅产品的最高回流温度都控制在240℃，而根据JEDEC J－STD－020B，无铅焊回流的峰值为240℃－250℃。半导体供应商必须根据J－STD－020B重新界定其元器件的湿敏感度（MSL）。新的规范设定的峰值温度为大型封装（>350 mm3）240℃,和小型封装250℃。图4是Toshiba建议使用的用于有铅和无铅产品的温度曲线。
图 4 无铅焊料比有铅焊料需要较高工艺温度，由此引起“后向兼容性” 和“前向兼容性”问题必须得到解决。　　NEMI（National Electronics Manufacturing Initiative）也进行了多项研究，其中包括含铅元器件使用无铅焊料和工艺、无铅元器件使用含铅焊料合金、以及混合组装过程等。这些研究的结果显示，无铅焊料与含铅或无铅元器件的组合，具有与使用有铅焊料同等甚至更好的可靠性。 
　　大多数接受调查的客户在引进无铅产品时，都要求与前向/后向兼容性相关的数据。而目前还没有相关的工业标准来设定测试元器件前向/后向兼容性的准则。  
　　客户认定测试
　　由于使用无铅元器件，客户要求在大规模的生产之前进行鉴定测试。一些客户会进行无铅工艺认定，另一些会重新认定元器件的质量和可靠性，或者验证元器件与现有有铅工艺的兼容性。无论是什么目标，认定的过程都会花费大量的时间和很多样品，热循环或THB等可靠性测试还会要求更多的时间用在认定阶段。
　　设备和制造方面的兼容性
　　现有的多数SMT设备并不需要为无铅进行很多改变，但是回流炉需要重新设置，一些回流炉甚至需要进行升级，以适应更高的温度和在不同温区进行更精确的温度测量；板级返修也会因互混的使用不同的焊接而变得复杂，比如怎样在返工区防止“交叉污染”？现存的返修工具也需要重新进行评估；除了质量问题外，产品的长期可靠性也是关注的焦点；此外，操作工人的培训是成功推行无铅技术中至关重要的部分，同时使用多种焊料合金和多种无铅元器件对SMT工程师无疑是一种挑战。同时使用多种焊料合金和多种无铅元器件产生的影响，需要工业界共同分摊，并进行长时间的研究。
　　无铅组装的过渡需要考虑到诸多重要和复杂的因素，系统地进行无铅转换的工作，进行充足准备至关重要。Toshiba认为无铅问题需要在业界具有更高地透明度，缺乏清晰和流畅的过渡计划，在制造和管理中使用双模式生产将导致业界承担更多的风险。
　　虽然在技术和商业领域仍然存在很多挑战，缩短整个业界的无铅过渡期，可以减少与双模式生产相关的大量费用，这些费用可能包括双器件代码的管理、双料单、供货库存问题、以及潜在的错误使用有铅或无铅产品等。清楚的了解不同因素以及项目清单中各任务的重要性和风险，有可能有效地将过渡期时间表缩短到2004年。