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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-Zn共晶(Sn9Zn)点199 ℃,比SAC的共晶温度(217℃)低20℃,比Sn-Pb的(183℃)高15℃,是熔点接近Sn-Pb熔点的合金。通常情况下,焊接部分的凸点下金属(UBM)使用铜,而使用Sn-Zn合金就会生成锌和铜的金属化合物,这种金属化合物在高温高湿环境下会变柔软,连接强度会变弱,但只要在凸点下金属上使用镍电镀或金电镀就可以解决此类问题。另外,由于Zn活性高,极易氧化,工艺条件难控制等缺点,目前在国内的应用并不广泛,未来应用前景非常广阔。
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]