最有可能替代Sn-Pb焊料的無鉛合金是Sn基合金。以Sn為主，通過添加Ag、Cu、Zn、Bi、In、Sb等金屬元素，構(gòu)成二元、三元或多元合金，來改善合金性能，M24C08WP提高可焊性、可靠性。主要Sn基合金有Sn-Ag共晶合金、Sn-Ag-Cu三元合金、Sn-Cu系焊料合金、Sn-Zn系焊料合金（僅日本開發(fā)應(yīng)用）、Sn-Bi系焊料合金、Sn．In和Sn-Sb系合金。

   Sn-Ag共晶合金

   Sn-3.5Ag共晶合金是早期開發(fā)的無鉛焊料，共晶點(diǎn)為221℃。

   在Sn-3.5Ag二元共晶合金中，Sn中幾乎不能固溶Ag，Sn-Ag所形成的合金組織是由不含銀酌純(3-Sn和微細(xì)的Ag3Sn相結(jié)成的二元共晶組織。添加Ag所形成的Ag3Sn，因?yàn)榫Я＜?xì)小，所以Ag3Sn是穩(wěn)定的化合物，改善了合金的機(jī)械性能，其優(yōu)、缺點(diǎn)如下。

   優(yōu)點(diǎn)：具有優(yōu)良的機(jī)械性能、拉伸強(qiáng)度、蠕變特性，耐熱老化比Sn-Pb共晶焊料優(yōu)越，延展性比Sn-Pb稍差。因此Sn-3.5Ag共晶合金很早以前就被應(yīng)用在軍工產(chǎn)品和lC的封裝中。

   缺點(diǎn)：熔點(diǎn)偏高，潤濕性差，成本高。

   圖3-3 (a)是Sn-Ag合金二元相圖。圖的右側(cè)，在Ag含量75%附近有一個(gè)縱長的Ag3Sn區(qū)域，此成分和溫度區(qū)域內(nèi)Ag3Sn能夠穩(wěn)定地存在。Ag3Sn左側(cè)低Ag成分處與圖3-3 (b) Sn-Pb共晶相圖相似。

   圖3-3 Sn-Ag合金二元相圖與Sn-Pb合金二元相圖比較

   雖然Sn-3.5Ag是共晶合金，但并不是一下子凝固的，而是先形成樹枝狀3-Sn初晶，然后在其問隙中發(fā)生共晶反應(yīng)，最終凝固，形成纖維狀A(yù)g3Sn。

   從圖3-4 (a)可以看到，63Sn-37Pb共晶組織比較均勻，這是由于Sn和Pb結(jié)晶彼此都能在某種程度上固溶對(duì)方元素。

   從圖3-4 (b)可以看到，63 Sn-3.5Ag共晶組織不均勻，這是由于Sn中幾乎不能固溶Ag。Sn-3.5Ag形成的合金是由不含Ag的p-sn和微細(xì)的Ag3Sn相組成的二元共晶組織。