二元无铅钎料合金系之Sn-Zn 和 Sn-Sb 系

 （3）Sn-Zn 和 Sn-Sb 系

Sn-Zn  系无铅钎料熔点最接近于传统的 Sn-Pb  钎料，这将带来很多工艺条件上的便利。但是 Zn 是一种易氧化且腐蚀性强的合金元素，其在熔化时的氧化成为降低润湿性的重要因素，在电子组装领域一直被认为是应该避免使用的。S Vaynman  等就含 Zn  钎料焊剂的问题进行了研究，指出含 Sn  金属有机物的分解在 Cu 表面上能形成 Sn 镀层，从而提高 Sn-Zn 钎料在 Cu 基上的润湿性。合金钎料的表面张力和粘度对钎料合金在基体上的润湿性能有很大的影响，Zn  的表面张力为 0.81N/m，比 Pb  的表面张力 0.48N/m 大近一倍，是 Sn-Zn 系钎料的润湿性比 Sn-Pb 钎料差的另一原因。

Sn-Zn系钎料可添加一些合金元素，其所起的作用如下：Zn可降低Sn的熔点，但含锌量高于9%后，熔点重新提高；Ag可提高Sn-Zn钎料的抗腐蚀性，在含Ag量不高的情况下，对钎料的熔化特性影响不大；In可降低Sn-Zn合金的液相线和固相线，提高在Cu基上的铺展润湿性能；Bi也可降低Sn-Zn合金的液相线和固相线，改善湿润性能。当铋含量为5%左右时，可获得适宜的湿润性，但随着含Bi量的增多，合金的熔化间隔增大，合金的脆性也会增大；Sb量增多将会使合金的熔化温度升高。

为了减少钎料熔化时Zn 的氧化，在钎料中添加元素P，P在钎料熔化时于钎料表面形成薄膜，可以阻碍钎料中锌的氧化，从而达到提高润湿性的目的。松下电器公司根据此原理开发了Sn7-10Zn1-3.5 Ag0.1-3Cu0.5-6Bi0.5-3In0.001-1P钎料，见日本专利：特开平9-94687。为了改善Sn-Zn系钎料性能而加入Bi，如韩国三星电机股份公司开发了Sn5-9Zn1-10Bi无铅钎料，见专利CN1.139.607。为了细化晶粒，提高钎料性能，常加入一些稀土元素，为不同稀土含量对Sn8.9Zn组织的细化。