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1、焊锡的定义： 一般来说，焊锡是由锡（融点232度）和铅（熔点327度）组成的合金。其中由锡63和铅37组成的焊锡被称为共晶焊锡，这种焊锡的熔点是183度。 当锡的含量高于63%,溶化温度升高,强度降低.当锡的含量少于10%时,焊接强度差,接头发脆,焊料润滑能力变差.最理想的是共晶焊锡.在共晶温度下,焊锡由固体直接变成液体,无需经过半液体状态.共晶焊锡的熔化温度比非共晶焊锡的低,这样就减少了被焊接的元件受损坏的机会.同时由于共晶焊锡由液体直接变成固体,也减少了虚焊现象.所以共晶焊锡应用得非常的广泛.常用的焊锡是锡铅合金焊锡： 纯锡Sn(Stan-num)为银白色，有光泽，富有延展性，在空气中不易
2、氧化，它的熔点为232。锡能与大多数金属熔融而形成合金。但纯锡的材料呈脆性，为了增加焊料的柔韧性和降低焊料的熔点，必须用另一种金属与锡融合，以缓和锡的性能。纯铅Pb(Plum-bum)为青灰色，质软而重，有延展性，容易氧化，有毒性，纯铅的熔点为327。当锡和铅按比例融合后，构成锡铅合金焊料，此时，它的熔点变低，使用方便，并能与大多数金属结合。焊锡的熔点会随着锡铅比例的不同而变化，锡铅合金的熔点低于任何其它合金的熔点。优质的焊锡它的锡铅比例是按63%的锡和37%的铅配比的，这种比例的焊锡，其熔点为183。有些质量较差的焊锡熔点较高，而且凝固后焊点粗糙呈糠渣状，这是由于焊锡中铅含量过高所致。合金成
3、份熔点松香含量用途 Sn63/Pb371831.0-3.0熔点最低,抗拉强度与剪切强度高,润湿好,适用于高档电子产品或高要求的电子电气工业使用。 Sn60/Pb40183-190Sn55/Pb45183-203 一般电子电气玩具行业使用。Sn50/Pb50183-216Sn45/Pb55183-227 使用于制罐业汽车制造业保险丝及要求不高的焊接场所或作其它用途。Sn40/Pb60183-238Sn35/Pb65183-247Sn30/Pb70183-255无铅选择：锡/银/铜/铋系统 锡/银/铜/铋的最佳化学成分，从SMT制造的观点来看，是很有用的，特别是因为它提供较低的回流温度，这是需要的
4、关键所在。 最佳化学成分 在锡/银/铜/铋系统中的三个元素都会影响所得合金的熔点1,2。目标是要减少所要求的回流温度；找出在这个四元系统中每个元素的最佳配剂，同时将机械性能维持在所希望的水平上，这是难以致信的复杂追求，也是科学上吸引人的地方。 以下是在实际配剂范围内一些有趣的发现(所有配剂都以重量百分比表示)： 熔化温度随着铜的增加而下降，在0.5%时达到最小。超过0.5%的铜，熔化温度几乎保持不变。 类型地，当增加银时熔化温度下降，在大约3.0%时达到最小。当银从3.0%增加到4.7%时合金熔化温度的减少可以忽略。 铋对进一步减少熔化温度起主要作用。可是，可加入的铋的量是有限的，因为它对疲劳
5、寿命和塑性有非常大的破坏作用。适当的铋的量大约为33.5%。 美国专利 5,520,752 透露了一种从锡/银/铋/铜所选的无铅合金：在重量上，大约8697%的锡、大约0.34.5%的银、大约09.3%的铟、大约04.8%的铋和大约05%的铜。3 在3.03.1%的铋和3.03.4%的银、0.5%的铜时，最有效地增加疲劳寿命。再增加任何铜都不会影响疲劳寿命。 当铋保持在33.1%和铜在0.52%时，3.1%的银是达到最大疲劳寿命的最有效的配剂。 在系统化设计出来的化学成分之中，显示所希望性能的最好平衡，即，熔化温度、强度、塑性和疲劳寿命。 基本的特性与现象 基于Sn/Ag与Sn/Cu的二元相图
6、，银与锡之间的相互作用形成一种Ag3Sn的金属间化合物，而铜与锡反应形成Cu6Sn5的金属间化合物。对锡/铋相互作用，预料铋原子作为替代原子进入晶格位置达1.0%；超过1.0%之后，铋原子作为独立的第二相沉淀出来。 铋的角色是非常“有力的”2。人们认为，铋的沉淀 - 强化机制通常遵循Mott和Nabbaro应力场理论1,2，因为所测得的合金强度与铋的沉淀体积分数成比例关系。这说明铋沉淀物的强化作用主要来自长期内部应力。 93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu可能具有最细的微结构特征尺寸，这解释了它的高疲劳寿命和塑性。银含量高于大约3%预料会增加Ag3Sn颗粒的体积分数，结果强度更高但
7、塑性和疲劳寿命更低。所观察到的高含银量的较低疲劳寿命与较大的Ag3Sn颗粒有关，它使Ag3Sn颗粒体积分数更高。据推测，在含有33.4%的银和33.1%的铋的锡/银/铜/铋系统中，0.5%的铜最有效地产生适量的、具有最细的微结构尺寸的Cu6Sn5颗粒，因此得到高的疲劳寿命、强度和塑性。 与63Sn/37Pb的比较 最佳的化学成分(93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu)提供较高的强度，以及比Sn63/Pb37高出大约200%的疲劳寿命。 与96.5Sn/3.5Ag的比较 93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu具有209 212C的熔点温度，比共晶的96.5Sn/3.5Ag低
8、9C。比较它们基本的机械性能，最佳成分在强度和疲劳寿命上表现较好，如高出大约155%的疲劳寿命。它的塑性比96.5Sn/3.5Ag低，但足够。 与99.3Sn/0.7Cu的比较 93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu比99.3Sn/0.7Cu表现出好得多的强度与疲劳寿命，但塑性较低。其熔点温度比96.5Sn/3.5Ag低15C。 与Sn/Ag/Cu的比较 甚至是与锡/银/铜系统中的最佳性能的化学成分(95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu)相比较时，93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu表现出高得多的强度(屈服强度与抗拉强度)。其疲劳寿命较低，但还是优越于其它二元焊锡。 锡/
9、银/铜/铋系统超过锡/银/铜系统最重要的优点是较低的熔化温度。最佳成分提供比锡/银/铜共晶熔点(216 217C)低至少5C。这种锡/银/铜共晶合金熔化温度还太高，不能适应当今SMT结构下的各种电路板的应用(熔化温度低于215C更现实一点)。 推荐 熔化比锡/银/铜共晶合金低几度，锡/银/铜/铋化学成分在表面贴装制造中处于优势的位置。考虑到各种印刷电路板(PCB)装配与过程窗口的要求，具有低于215C熔点的合金对保持已建立的SMT结构的可制造性是必要的。 锡/银/铜/铋系统中最佳的无铅焊锡化学成分是93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu。它具有比63Sn/37Pb更高的强度和疲劳阻抗，而塑性方面也不逊色。其相对较低的熔化温度(209212C)、狭窄的粘滞范围(小于或等于3C)和熔湿(wetting)性能特别适合于作为表面贴装应用中的63Sn/37Pb的替代品。该合金也具有比任何二元合金(63Sn/37Pb或96.5Sn/3.5Ag或99.3Sn/0.7Cu)更高的强度。 93.3Sn/3.1Ag/3.1Bi/0.5Cu是值得考虑与评估的63Sn/37Pb替代候选合金。
