2.3 无铅焊料合金及相图

概述

在选择无铅焊料的时候，我们总是将锡铅共晶焊料作为基准，从影响焊接性能的因素与影响可靠性的因素两方面进行评价。表征焊料性能的重要特性如图2-14所示。

无铅焊料仍然采用Sn基合金（Sn≥60%Wt），能够用于制造具有实际应用价值的合金元素非常少，主要限制在Cu、Ag、Bi、In、Ga等元素范围。尽管提出的无铅焊料合金很多，但真正得到广泛使用的并不多，常用或讨论得比较多的几种无铅焊料合金见表2-1。

Sn-Ag-Cu系无铅焊料合金已经成为无铅焊料合金的主流。在Sn-Ag-Cu系无铅焊料合金中Sn与Ag、Cu元素之间形成的IMC和中间相显著地影响合金的强度与疲劳寿命。研究表明，无论Cu的含量变化（0.5%～3.0%）还是Ag的含量变化（3.0%～4.7%），对其合金的熔点温度影响并不明显，但Ag和Cu含量变化对其合金的机械性能有明显的影响。

Sn-Pb

Sn-Pb二元合金相图如图2-15所示。

Sn-Cu

Sn-Cu二元合金相图如图2-16所示。

Sn-Ag-Cu

Sn-Ag-Cu三元合金相图如图2-17所示。

Sn-Ag

Sn-Ag二元合金相图如图2-18所示。