SAC合金演变趋势
SAC成分的演变
无铅合金开发的第一阶段是基于准共晶的SAC焊料。这来源于最初的行业机构的研究项目，例如国家制造中心（NCMS）的合金选择研究以及在此基础上iNEMI进行的 无铅可靠性研究。虽然真正的共晶焊料的成份尚不确定，但SAC405是公认的在热力学上最接近共晶成份的合金。起初在Sn-Cu合金中加入银的初衷是因为它使熔点降低了10℃；实际上，也增加了焊料的流变应力和热疲劳寿命。因为考虑银所带来的成本以及规避由美国爱荷华州立大学所持有的专利。日本电子工业协会以及IPC建议使用SAC305。然而许多公司，特别是在欧洲，仍然选择高银的SAC405焊料，原因是共晶合金相比非共晶合金而言，具有更低的缩孔风险，同时有更低的熔点和较小的糊状区范围。
在时间上，无铅焊料的切换恰好遇到了手持设备的高速增长期。例如手机，高银焊料在回流时的高流动应力的劣势也显现出来，同时使得焊点非常硬，导致手持设备在偶然发生跌落的过程中出现脆性断裂失效。这些失效发生在焊料和焊盘之间的金属间化合物（IMC）层或使PCB开裂（树脂裂纹）；这是由于高应力不像在柔软的Sn-Pb共晶焊料中那样被焊料本身吸收，而是传递到了IMC层或下面的基板上。该问题在本文后面做详细讨论。
SAC合金中的高流动应力至少部分可以归咎于板条型网状分布的金属间化合物（IMC）Ag3Sn（见图１）。这 些“板条”的数量主要是受Ag含量的控制，因此最直接地提高抗冲击载荷能力的方法是降低银的含量，这样做的结 果使焊料变得更柔软（见图2）。降低强度和增加柔性对抵抗机械冲击的好处也会在后面进行讨论。
