Sn-Cu的共晶成分为Sn0.7Cu,共晶温度高达227 ℃。由于Cu和Sn合金是以两种金属间化合物Cu6Sn5(η)和Cu3Sn(ε)的形态分散在Sn中。 Cu6Sn5为良性合金层,呈球状结晶,强度高,是焊点电接触性能和强度的根本;而Cu3Sn是劣性合金层,它位于铜层与Cu6Sn5之间,呈骨针状结晶,脆性,直接影响到焊点的电接触和强度性能,并会造成不润湿现象。
Sn-Bi-Ag合金的共晶成分为Sn58Bi0.3Ag。Hiroshi Ohtani等研究发现:其熔点接近Sn-Bi合金,当Bi含量接近50%时,其固液相区温度间隔小于10 ℃;当Ag的含量大于2%时,生成金属间化合物Ag3Sn。 Sebo等对Sn100-x Bi10Agx (x=3%-10%)焊料进行了研究,发现Cu3Sn层仅存在于Cu基界面处,Cu6Sn5存在于基质界面及焊料内部,Ag仅仅存在于Ag3Sn中。 Ag含量的改变不会显著改变其接头的微观结构,但Ag3Sn的尺寸会随Ag的增加而长大;Cu3Sn层的厚度会随Ag的增加而减小。由于Ag为贵金属,会添量的Cu来代替Ag。
Sn-Bi合金共晶(Sn58Bi)点为139 ℃,采用这种焊料的实装温度可降到200℃以下。Sn-Bi系无铅焊料具有熔点低、润湿性良好的优点,Sn58Bi共晶合金应用于主板封装已经超过20年。但由于其易偏析,焊接接头容易剥落等缺陷限制其应用范围。
助焊剂主要由活性剂(松香、有机卤化物等)、表面活性剂(以烷烃类或氟碳类等表面活性剂为主)和溶剂组成。除以上组分外,助焊剂往往根据具体的要求而添加不同的添加剂,如成膜剂、抗氧化剂、缓蚀剂、消光剂、阻燃剂、触变剂等。
熔焊用焊料的熔化温度通常不低于母材的固相线,其化学成分、力学、热学特性都和母材比较接近,如各种焊条、药芯焊丝等。焊缝强度常不低于母材本身;而钎料的熔化温度低于母材的固相线,其化学成分常与母材相去较远,钎缝纤细,尺寸精密,但钎缝强度多数不及母材本身,抗蚀性也较差。焊料在使用时如电弧焊,温度常超过母材和焊料本身许多,无软硬之分;而钎料中的硬钎料,如铜锌料(铜锌合金),银钎料(银铜合金)的钎焊接头强度较大,主要用于连接强度要求较高的金属构件,而软钎料如焊锡(锡铅为主的合金)焊成接头强度较小,主要用于连接不过分要求强度的小接头,如电子仪器、仪表、家电电子线路的接头。 [1]
碱性低氢型焊条在使用前烘干,以降低焊条的含氢量,防止气孔、裂纹等缺陷产生,一般烘干温度为350°C,时间为一小时。不可将焊条在高温炉中突然放入或突然冷却,以免要皮干裂。对含氢量有特殊要求的,烘干温度应提高到400-500°C,一至量个小时。经烘干的碱性焊条好放入另一个温度控制在50-100°C低温烘干箱中存放,并随用随取。烘干焊条时,每层焊条不能堆放太厚(一般1-3层)以免焊条烘干时受热不均和潮气不易排除。露天操作时,隔夜将银焊条妥善保管、不允许露天存放,应该在低温箱中恒温存放,否则次日使用前重新烘干。 [2]