Sn-Ag-Cu系统中Sn与次要元素Ag和Cu之间的冶金反应

   从Sn-Ag-Cu三元合金相图中分析，在Sn-Ag-Cu三个元素之间有三种可能的二元共晶反应。

   (1) Ag与Sn在221℃形成Sn系质相位的共晶结构和￡金属之间的化合相位(Ag3Sn)

   当Ag的成分在3.5%耐Sn-Ag合金是共晶合金， XP1044-QL-0N00共晶点为221℃。在共晶温度下，Sn-Ag所形成的合金组织是由不含银的纯(3-Sn和微细的Ag3Sn相结成的二元共晶组织。添加Ag所形成的Ag3Sn，因为晶粒细小，因此Ag3Sn是稳定的化合物，能够改善合金的机械性能。

   (2) Cu与Sn在227℃形成Sn系质相位的共晶结构和n金属间的化合相位(Cu6Sn5)

   当Cu的成分在0.75%时Sn-Cu合金是共晶合金，共晶点为227℃。在共晶温度下，Sn-Cu所形成的合金是p-Sn与Cll6SIl5相结成的二元共晶组织。

   (3) Ag与Cu在779℃形成富Ag a相和富CuⅨ相共晶合金

   从理论上讲，Ag与Cu在779aC应形成富Ag仅相和富CuⅨ相共晶合金，但在Sn-Ag-Cu的三种合金固化温度的测量研究中没有发现779℃相位转变。对这个现象，理论界认为，在温度动力学上解释为更适于Ag或Cu与Sn反应，生成Ag3Sn和Cr16Sn5。

   从以上分析中也可以看出，Sn-Ag-Cu系统中液态时的成分为p Sn+ Cu6Sn5+Ag3Sn，Sn-Ag-Cu与Cu焊接界面的钎缝组织还是CL16Sn5和CU3Sn，和Sn-37Pb与Cu焊接的畀面组织是基本相同的。Sn-Ag-Cu与Cu焊接的焊点中只是多了一个成分Ag3Sn，而Ag3Sn是稳定的化合物，能够改善合金的机械性能。因此，Sn-Ag-Cu与Cu焊接的连接可靠性应该是可以的。

   3．Sn-Ag-Cu合金凝固特性

   在Sn-Pb二元合金中，Sn和Pb结晶彼此都能在某种程度上固溶对方的元素。结晶的形状比较规则，因此外观比较光滑，如图18-18所示。

   Sn-Ag-Cu合金非平衡状态凝固的特性是：Sn先结晶，以枝晶状（树状）出现，中间夹CL16SI15和Ag3Sn，从图18-19可以看出其结晶粗糙、不规则。因此无铅焊点的外观比较粗糙、不光亮，这不是焊接缺陷，是由于Sn-Ag-Cu合金的非平衡状态凝固特性造成的。