1。6。2。Sn-Ag 系列

无铅钎料的研究使用已经取得了很大的进展。无铅钎料的 IMC 层是由β-Sn 和细 Ag3Sn 相构成的二元共晶其熔点大约为 210℃。Ag3Sn 的形成是由于无铅钎 料中使用 Ag 从而获得了较小的晶粒并且间接提高了物体的综合性能。随着银含 量的增加，焊接体的力学性能也变好。从强度方面，添加超过 2 %的银和锡铅共 晶焊料能够相同或在它之上。添加 3%银，强度值明显高于锡铅晶状焊料的高， 但超过 3。5%，拉伸强度下降比较明显。这是由于除了细微的 Ag3Sn 结晶，而且 在 Ag3Sn 晶体开始最多几十微米板形成[25]。粗金属化合物的形成不仅降低强度， 但也有其他的不利影响，比如疲劳和冲击性能，因此在 Ag 含量和金属的金属化 合物界面进行细致的考量。

1。6。3 Sn-Ag-Cu 钎料

这是一种三元无铅焊料，是在 Sn-Ag 等二元无铅焊料的基础上，向其中加 入另外一些元素变成三元无铅焊料，世界上已经出现了很多种焊料，其中， Sn-Ag-Cu 钎料最有希望发挥代替锡铅的作用。

通过把 Cu 元素增加到 Sn-Ag 中，就会变成 Sn-Ag-Cu 钎料了。它的熔点为 能也不错，还有较好的抗疲劳强度。虽说这个无铅焊料已经广泛使用，但是还没 有全面普及开来，因为传统锡铅的一些优点它还没有达到。目前，Sn-Ag-Cu 已 经成为了很多学者的首要的研究目标，学者们相信稀土元素能够改变 Sn-Ag-Cu 的性能，世界很多专家正在热烈的研究中。

 Sn-Ag-Cu 合金三元相图（液相面投影图）

有实验数据显示焊料的可靠性能会变得很高，加入稀土元素，比如 Fe、Co 等元素，焊料的剪切强度会好于其它焊料的剪切强度。所以，Sn-Ag-Cu 的使用 还是受到很大的关注，世界科学家正在积极研究最佳性能的无铅焊料。Sn-Ag-Cu 的敏感程度比较低，对稳定性影响较低。所以，在很多的无铅焊料中 Sn-Ag-Cu 的使用是最多的，而且发展空间还有很大。已发现的无铅钎料中 Sn-Ag 合金表 现优越，但是使用铜基板时，容易被铜基板所扰乱变得不稳定，所以人们试着在 Sn-Ag 合金 中加入 铜， 在无 铅钎料 中 Sn-Ag-Cu 表现 相当突 出。 典 型成分 Sn3。0Ag0。5Cu，熔化点 216 ~ 217 度。铜与微量元素的冶金反应是由温度，吸 收机理和力学性质决定的。这三个元素之间有相互的作用，其中 ag3sn 和 Cu6Sn5 之间有相关物质的形成主要依赖于锡的物理温度。细 Ag3Sn 结晶有很长的纤维 状组织。银和铜几乎不溶于β-锡元素。在锡银铜合金中硬 Ag3Sn 和 Cu6Sn5 颗 粒、苏氨酸是物质内部应力形成的条件，其可以成功的改善合金性能。Ag3Sn 和 Cu6Sn5 的晶粒能够形成分离的小锡粒。ag3sn 和 Cu6Sn5 颗粒更细，更能有效 地分离锡矩阵，得到的结果是整体的更精细的结构。这有助于晶界滑动机制，因 此，可以增加高温度下的使用年限，SnAgCu 的界面化合物为 ag3sn 和 Cu6Sn5 中间物质。学者们认为银和铜达到一定比例时，无铅钎料合金的性能更加的优越。

1。6。4 Sn-Zn 系列

sn9zn 是 Sn-Zn 无铅合金的重要组成成分其融化温度大约为 200℃，因此其 通常被认为是含铅焊料的优越替代品。Sn、Zn 在合金材料中以固体方式存在， 这是由于 Sn 和 Zn 两种元素之间的扩散并没有什么障碍，并且两者之间能够互溶。 但是由于易被氧化和润湿性能不好等问题被人们弃之不用。近年来，Sn-Zn 合金 的研究取得了很大的进展润湿性的问题已经不再是阻碍，添加焊料是一种表面活文献综述

性元素，具有最广泛的无铅合金材料的研究，在熔融状态下，铋元素可以在表面 进行富集，产生在合金表面其张力降低。因此，增加了铋改善了合金的润湿性能。 结果表明：在改善合金的润湿性的同时，在锡元素中加入铋，合金的机械性能下 降，通过研究合金中不同含量 Sn 对合金的作用，来消除铋的加入对合金润湿性 能的提高所带来的不利影响，典型的 Sn-Zn 无铅焊料 sn8zn3bi 合金其具有匹配 良好的润湿性、热性能和机械力学性能。在焊料中加入微量金属，可以解决锡锌 抗氧化的问题，但仍有待进一步研究。