Sn-Ag合金是人們?cè)缙诰鸵咽煜?A title=NCP1378DR2 href=" http://www.hqwq.cn/stock_N/NCP1378DR2.html">NCP1378DR2的高溫焊料，它具有較好的焊接性能，早期就開始用在厚膜技術(shù)中，曾在20世紀(jì)80年代初用在雙面再流焊的第一面再流工藝上。但由于焊接溫度高，故未能廣泛應(yīng)用。隨著無鉛焊料的推廣，人們又重新認(rèn)識(shí)和研究SnAg合金，并對(duì)它進(jìn)行改進(jìn)，Sn-Ag合金的相圖如圖8.1所示。
    Sn-Ag相圖為包晶型相圖，Sn、Ag不能像Sn-Pb合金那樣以任意比例互溶，這與Sn、Ag的元素在元素周期表的位置相距太遠(yuǎn)有關(guān)。Ag是第47號(hào)元素，也是第V周期中的過渡元素，它們?nèi)埸c(diǎn)是961℃，密度大，原子半徑為144×1 0-6mm，而Sn是第Ⅳ主族元素，原子半徑為162×10-6111111，因此Sn-Ag的互融度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及Sn-Pb的互融度。若從電極電位來看，298K下的標(biāo)準(zhǔn)電極電位見表8.1。

    從表8.1中可以看出Sn、Ag的電極電位差最大，事實(shí)上，Sn、Ag互熔后兩個(gè)金屬會(huì)生成“Ag3Sn”的金屬間化合物(IMC)，因此說Sn-Ag的組織是“金屬化合物”，即以“Ag3Sn”的形式分散在母相Sn中。圖8.1中E點(diǎn)是Sn、Ag的共晶點(diǎn)，此點(diǎn)的成分是Sn為96.5%，Ag為3.5%，合金的熔化溫度為221℃，凡是成分在E點(diǎn)左側(cè)(Ag<3.5%)的合金稱為亞共晶合金，在E點(diǎn)右側(cè)(Ag>3.5%)的稱為過共晶合金，兩者的區(qū)別在于從液相到共晶轉(zhuǎn)變溫度之間，亞共晶合金要先結(jié)晶出Sn晶體；過共晶合金要先結(jié)晶出Ag3Sn晶體，因而它們的室溫組織分別為( Sn+Ag3Sn)和(Ag3Sn+Ag)，反之這些合金成分的熔化溫度均會(huì)高于221℃，顯然它們不能作為電子裝聯(lián)的焊料使用。

               
    通過對(duì)Sn-Ag合金的金相組織進(jìn)一步研究，“Ag3Sn”能均勻地分散在母相Sn中，并構(gòu)成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，它們的組織金相圖如圖8.2所示。
    圖8.2中的白色微粒為Ag3Sn，粒徑在1Um以下，這些白色微粒晶體構(gòu)成環(huán)狀，并均勻地分散在Sn母相中，若隨著Ag的含量增加，達(dá)到3.5%以上，則Ag3Sn的晶粒會(huì)出現(xiàn)化現(xiàn)象，以致出現(xiàn)針狀結(jié)構(gòu)，此時(shí)合金受外力作用時(shí)易出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象。常溫下，Sn-3.5Ag的抗拉伸強(qiáng)度接近Sn-37Pb合金，但Sn-3.5Ag焊料經(jīng)高低溫沖擊后就能顯示出它的抗疲勞特性，因?yàn)锳g3Sn晶粒均勻地分散在整個(gè)體系中，從而有效地阻擋疲勞裂紋的蔓延。近幾年來，通過對(duì)Sn-3.5Ag酌改進(jìn)性研究，發(fā)現(xiàn)通過添加少量或微量的Cu、Bi、In等元素，可以降低合金的熔點(diǎn)，并且潤(rùn)濕性和可靠性可以得到提高，特別是Cu的加入，焊料在波峰焊時(shí)可以有效地減少對(duì)PCB焊盤上Cu的溶蝕，這一發(fā)現(xiàn)為無鉛焊料走向?qū)嵱没鸬疥P(guān)鍵性突破作用。