无铅焊料虽然从源头缓解了铅污染的问题，但是无铅焊料的熔点突变偏高，比锡铅钎料高了近四十多摄氏度，这就带来了钎焊工艺温度升高而导致焊料氧化及金属间化合物生长过快等问题。其次是无铅钎料的润湿性能不足，容易导致封装焊点的自校准能力、抗拉强度、剪切强度达不到要求。由于电子封装材料无铅化技术还没有发展成熟，无铅焊点可靠性方面仍然有着一些需要解决的问题，所以需要对该技术进行更深入研究。

1。1。2 无铅焊料的概述

目前，国际上公认的无铅钎料定义[7]是：以Sn为基体，添加了Ag,Cu, Sb, In,Zn以及Bi等等其他合金元素，而Pb的质量分数在0。1%以下的主要用于电子组装的软钎料合金。而对无铅钎料代替物的要求[8-14]有：

（1）全球储量足够。由于市场所需钎料的量十分巨大，所以一些储量较小的元素只能作为无铅钎料中添加的微量元素。

（2）无毒性。从某种角度来讲，一些替代元素仍然是有毒的，如Ge之类元素，然而其毒性比铅弱很多，而如果改变毒性标准，则还会有另外一些元素也被认为是有毒的。

（3）可加工性。替代钎料需具备可以被加工成所有形式的性能，包括焊丝，钎料粉，钎料棒等各种形式。

（4）相变温度与锡铅钎料相近。

（5）物理性能合适，尤其是电导率，热导率等。

（6）能在金属学上与现有元件基板材料兼容。

（7）良好的润湿性能。

（8）成本较低。

以下为常用的无铅焊料：

(1)Sn-Sb 系合金

Sn5Sb 是典型的固溶体焊料,由于熔化温度较高，约 234oC，因此极少用在PCB 集成电路中，仅在一些特殊场合使用。

(2)Sn-Cu 系合金 

Sn-Cu 合金的共晶点为 227 oC，这在无铅焊料中属于熔点比较高的合金类，因而在组装过程中焊接温度要超过250 oC，不适合进行再流焊。加入Bi，Ag，Ni元素可以改善其相关性能，但由于其价格比较低，多用在比较简单的 PCB 经济型产品的波峰焊中。Sn-Cu 系合金生成不稳定的金属间化合物 Cu6Sn5，其微细共晶组织在 100 oC 下只能保持的时间短，所以 Sn-Cu 系焊料的可靠性较差。

(3)Sn-In 系合金

Sn8In 是典型的固溶大量 Sn 的二元焊料，呈均匀单相合金，熔化温度在 210~217 oC，该焊料抗疲劳性能比 Sn37Pb 高，具有稳定的强度和塑性，能满足电子软钎焊的要求。因其价格昂贵，在实际生产中应用很少。

(4)Sn-Ag 系合金

当成分为 Sn3。5Ag 时形成共晶合金，熔化温度为 221 oC。熔点221~226℃，其特点是：免清洗，高可靠性，不过其熔点较高，主要用于汽车行业。密度 7。36 为g/cm3，相对于 Sn-Pb 的 8。36 g/cm3较小。由于其含有银，成本较高，且 Sn-Ag导热率小，散热性能差，不利于散热。论文网

(5)Sn-Bi 系合金

共晶成分为 Sn58Bi，温度为 139 oC，室温平衡相由 Bi及 Sn-Bi 固溶体(4 wt。% Bi)组成。主要用于消费品行业。

(6)Sn-Zn 系合金 

焊料Sn9Zn 的熔化温度为 198 oC，成本低，与 Sn-Pb 共晶的熔点十分接近，但是存在一些Zn的问题，如Zn的氧化问题，焊点表面腐蚀也是不容忽视的问题之一，其润湿性也不如SnAgCu。

1。1。3 复合焊料

现如今无铅化已经是电子产品的发展趋势，然而当前无铅焊料的专利虽说不断涌现，但是由于我国在电子封装方面起步较晚，无铅化技术的研究方面远不如欧美日本国家，许多专利也被这些国家所拥有，我国所拥有的寥寥无几。

于是我国把研究重点放在了复合焊料部分。复合焊料的最大特点便是可以让高温焊接在低温状态下实现焊接，并且无需改变焊接方法，工艺路线与参数这些都无需改变便可实现，只需要在焊接过程中保证低熔点合金成分能够完全融化即可，高熔点合金也无需考虑。复合焊料中不同成分是否融化不仅取决于焊料中不同成分本身的特性，还与不同成分之间的熔点差有关，以及不同组分所占的比例也能影响融化与否。