錫（Sn）是一種常見的低熔點(diǎn)金屬，害，延展性好，常溫下物理化學(xué)性質(zhì)都相當(dāng)穩(wěn)定，能抗有機(jī)酸腐蝕，與諸多金屬生成化合物。傳統(tǒng)焊錫多以錫鉛為主要成分，這種材料以其熔點(diǎn)低、焊接性能好、價(jià)格優(yōu)惠而成為一種經(jīng)典產(chǎn)品被使用至今。但鉛的大量使用會(huì)給人類和環(huán)境帶來極大的危害，日本、歐盟、美國(guó)、中國(guó)等國(guó)家和地區(qū)都積極立法限制鉛的使用。

國(guó)內(nèi)外對(duì)于焊錫粉的研究主要集中于顆粒粒度及其尺寸分布、抗氧化性、多元合金不同成分配比以及添加微量元素的作用等方面。對(duì)于助焊劑則主要集中于成分及其比例、擴(kuò)展率、粘性、腐蝕性等方面。

高溫?zé)o鉛焊錫膏

1） Sn-Ag（-Cu）系

Sn-Ag系共晶成分為Sn3.5Ag，共晶點(diǎn)為221℃。此系列發(fā)展成熟的是Sn-Ag-Cu （SAC）系，Sn3Ag0.5Cu（SAC305）是此系列的經(jīng)典產(chǎn)品。這種合金具有優(yōu)良的物理性能和高溫穩(wěn)定性，其焊接后的連接強(qiáng)度與傳統(tǒng)錫鉛共晶焊錫相同，甚至更高。在剛剛開始推行無鉛化時(shí)，大多數(shù)廠商都會(huì)選擇SAC305。由于Ag價(jià)格的不斷攀升，各機(jī)構(gòu)都在致力研究含Ag在1%以下的低銀焊錫膏。

2004年，含Ag為0%~8%，Cu為0%~5%的SAC焊錫，此焊料可以滿足回流溫度但無法消除立碑效應(yīng)。2006年，Ag為0.3% ~0.4%的Sn-Ag-Cu-P焊錫，其聲明具有和SAC305相同的可焊性、導(dǎo)電性、力學(xué)性能、并且可減少Ag與酸堿反應(yīng)帶來的毒性問題。2010年，一種Sn-Ag基焊料，Ag含量為0.2%~1.0%，并添加微 量的Sb、Cu或Ni、Co、Fe、Mn、Cr、Mo或P、Ga、Ge。添加這些元素可以提高其機(jī)械強(qiáng)度，但若添量過高則合金的液相溫度也會(huì)隨之升高。

Koki研制的低銀焊錫膏組分為Sn0.1Ag0.7Cu0.03Co，熔點(diǎn)為217~227 ℃。銀添加量的減少，使得產(chǎn)品市場(chǎng)波動(dòng)性降低。鈷可防止由熱循環(huán)導(dǎo)致的組織變化，可保持組織致密，抑制時(shí)效性金屬間化合物的偏析及凝聚，成本比SAC305減少10%~20%。Genma開發(fā)的低成本無銀焊錫其組分為Sn0.7Cu0.03Ni0.01Co0.005Ge，熔化溫度為226~228℃，添加鎳和鈷可以提高焊錫的強(qiáng)度和可靠性，其成本比SAC305減少54%。

Sn-Cu系

Sn-Cu的共晶成分為Sn0.7Cu，共晶溫度高達(dá)227 ℃。由于Cu和Sn合金是以兩種金屬間化合物Cu6Sn5（η）和Cu3Sn（ε）的形態(tài)分散在Sn中。 Cu6Sn5為良性合金層，呈球狀結(jié)晶，強(qiáng)度高，是焊點(diǎn)電接觸性能和強(qiáng)度的根本保證；而Cu3Sn是劣性合金層，它位于銅層與Cu6Sn5之間，呈骨針狀結(jié)晶，脆性，直接影響到焊點(diǎn)的電接觸和強(qiáng)度性能，并會(huì)造成不潤(rùn)濕現(xiàn)象。

目前對(duì)此合金系的改性主要表現(xiàn)在添加微量的Ni、Ag、Bi等，用于增加焊料的流動(dòng)性及其機(jī)械性能。此款焊料的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，且可以抑制焊料工作時(shí)對(duì)PCB焊盤Cu層的浸析。

可焊范圍

不是所有的材料都可以用錫焊實(shí)現(xiàn)連接的，只有一部分金屬有較好可焊性（嚴(yán)格的說應(yīng)該是可以錫焊的性質(zhì)），才能用錫焊連接。一般銅及其合金，金，銀，鋅，鎳等具有較好可焊性，而鋁，不銹鋼，鑄鐵等可焊性很差，一 般需采用特殊焊劑及方法才能錫焊。