据报道，目前研究的无铅钎料合金系列中比较典型的有Sn-Cu、Sn-Ag、Sn-Ag-Cu、Sn-Zn、Sn-Bi、Sn-In等。下面就简单介绍一下这几种钎料的性能。

(1)Sn-Cu系钎料

Sn-Cu钎料共晶中Cu所占的比例为70%，其熔点为227℃，共晶组织由初晶Sn+Cu6Sn5颗粒/Sn共晶组织组成，钎料合金相图如图1-1所示。

图1-1 Sn-Cu合金相图

Sn-Cu钎料合金的主要优点包括价格低便宜，没有毒性，综合性能好等，其缺点主要有蠕变性能差，抗拉强度较低。研究发现，在Sn-Cu合金中添加微量的元素是一种行之有效的改善Sn-Cu钎料合金性能的方法,常用作微量的元素有Ni，Ag，Sb，Ge，P和稀土等元素。例如，在Sn-Cu钎料中添加微量的Ni后，Sn-Cu合金内的Cu6Sn5金属间化合物将得到细化，从而提高了钎料的塑性，并可以缓解Sn-Cu钎料对印制电路板上Cu的溶蚀[17]；添加微量的Ag有利于钎料在Cu基板上的的润湿，从而降低钎料合金的熔点[18]；添加微量的Sb还可以提高钎料的强度和高温耐疲劳性，并减少钎料中残渣的产生[19]；添加微量的稀土元素可以细化晶粒、抑制组织粗化和提高钎料的抗蠕变疲劳性能。86467

(2)Sn-Ag系钎料

Sn-Ag系钎料是一种已经进入实用阶段的高熔点无铅钎料，尤其是其优良的机械性能、固有的微细组织和使用的可靠性，目前成为了无铅钎料中选用最广泛的钎料之一。

图1-2 Sn-Ag合金相图[20]

分析图1-2 Sn-Ag合金相图，当温度达到221℃时，Sn-Ag形成共晶。在力学性能方面，Sn-Ag共晶有着优秀的力学性能和良好的可靠性；在润湿性能方面，由于Sn-Ag钎料合金熔点较高，在钎焊时会产生较大的热应力，使表面张力变大，从而润湿性变差。Sn-Ag钎料比较特殊的是由于Ag的抗氧化性强，使用时无需气体保护。但Sn-Ag钎料也存在一些问题，如熔点较高，润湿性较差，并有Cu的溶解与扩散[21]。研究发现，在Sn-Ag合金中添加微量的Bi可以提高钎料的润湿性；添加微量的In,有助于降低熔点，如日本松下公司在MD产品上和日立公司在VCR产品上，使用Sn-Ag-Bi-In系无铅钎料已进入量产化；添加微量的Zn，可以降低钎料的熔点，在得到钎料细化过后的组织、强度的提高、蠕变特性的同时，由于Zn非常活泼会使其表面产生强固的 氧化膜，从而使润湿性极端变差。 论文网

(3)Sn-Ag-Cu系钎料

Sn-Ag-Cu钎料共晶温度在217℃附近，相比Sn-Ag共晶温度（221℃）略低，可靠性和可焊性更好。因其强度高和延展性好，常被用于波峰焊和再流焊。综合考虑Sn-Cu-Ag钎料的性能包括其强度、润湿性以及与其他金属的兼容性等，毋庸置疑，Sn-Ag-Cu系钎料合金是目前替代Sn-Pb共晶钎料的首选合金。

表1-1常用Sn-Ag-Cu系无铅钎料性能的对比[22]

钎料 熔化温度（℃） 优点 缺点

Sn-3。8Ag-0。7Cu 217 润湿性好，剪切性能优良，对铅污染不敏感 熔点较高，成本较高

Sn-3。0Ag-0。5Cu 217~219 良好的物理和力学性能，良好的可靠性 熔点较高

Sn-2。0Ag-0。5Cu-7。5Bi 186~212 润湿性好、剪切强度较高 延伸率低，成本高，对铅敏感

Sn-0。3Ag-0。7Cu 221~223 成本低