目前电子业开发较为成功的几种合金体系如表1所示。
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表1中得出的这几种与传统锡铅焊料物理特性相近的合金体系详细介绍如下：
锡锌系(Sn91-Zn9)在日本无铅化使用面很广，锡锌系焊料是无铅焊料中唯一与锡铅系焊料的共晶熔点相接近的，可以用在耐热性不好的元器件焊接上，并且成本较低。但是在大气中使用表面会形成很厚的锌氧化膜，必须要在氮气下使用或添加能溶解锌氧化膜的强活性焊剂，才能确保焊接质量。而且润湿性差也不能忽视。用于波峰焊生产时会出现大量的浮渣。制成锡膏时由于锌的反应活性较强，为保证锡膏的存放稳定性和增加它的润湿性，会增添不少的麻烦。可以说此种焊料短期内不会得到推广。
锡铜系(Sn99.3-Cu0.7)焊料在焊点亮度、焊点成型和焊盘浸润等方面和传统锡铅焊料焊接后的外观没有什么区别。而且由于锡铜系焊料构成简单，供给性好且成本低，因此大量用于基板的波峰焊、浸渍焊，适合作松脂心软焊料。有比锡铅焊料好的强度和耐疲劳性，还有优于锡铅系焊料之处，那就是在细间距QFP的IC流动焊中无桥连现象，同时也没有无铅焊料专有的针状晶体和气孔，可得到有光泽的焊角。在260℃和245℃的温度下焊接实验都很成功。
锡银系(Sn96.5-Ag3.5)焊料作为锡铅替代品已在电子工业使用了多年。它能在长时间内提供良好的粘力。在过回流焊时无需氮气保护浸润性和扩散性与锡铅系焊料相近，并且锡银系的助焊剂残留外观比锡铅系的残留还要好，基本无色透明。而且还在合金的电导率、热导率和表面张力等方面与锡铅合金不相上下。 锡银铜系(Sn95.4-Ag3.1-Cu1.5)焊料可能将是锡铅焊料的最佳替代品，它有着良好的物理特性。锡与次要元素银和铜之间的冶金反应是决定应用温度、同化机制及机械性能的主要因素。在这三元素之间有三种可能的二元共晶反应。在温度动力学上锡更适合与银或铜反应，来形成Ag3Sn或Cu6Sn5金属间的化合物。较硬的Ag3Sn和Cu6Sn5粒子在锡基质的锡银铜三重合金中，可通过建立一个长期的内部应力，有效地强化合金。这些硬粒子也可有效地阻挡疲劳裂纹的蔓延。Ag3Sn和Cu6Sn5粒子的形成可分隔较细小的锡基质颗粒。Ag3Sn和Cu6Sn5粒子越细小，越可以有效地分隔锡基质颗粒，结果是得到整体更细小的微组织。这有助于颗粒边界的滑动机制，因此延长了提升温度下的疲劳寿命。其中Sn95.4-Ag3.1-Cul.5此种配制为最佳，它良好的性能是细小的微组织形成的结果，微组织给予高的疲劳寿命和塑性。对于0.5％～0.7％铜的焊锡合金，任何高于大约3％的含银量都将增加Ag3Sn的粒子体积分数，从而得到更高的强度，并且不会再增加疲劳性。反之含铜量较高时造成疲劳性降低。在此种三重系统中，1.5％的铜3％～3.1％的银最有效地产生适当数量的、最细小的微组织尺寸的Cu6Sn5粒子，从而达到最高的强度、可塑性和抗疲劳性。
锡银铜系(Sn95.4-Ag3.1-Cu1.5)与传统锡铅系(Sn63-Pb37)比较优势在于，配比为3.0%～4.7％Ag和0.5％～1.7％Cu的合金成分通常具有比Sn63-Pb37更好的抗拉强度。
锡银铜系(Sn95.4-Ag3.1-Cu1.5)与锡银系(Sn96.5-Ag3.5)比较优势在于，它的熔化温度为216℃～217℃，比共晶的Sn96.5-Ag3.5低大约4℃。当与Sn96.5-Ag3.5比较基本的机械性能时，研究中的特定合金成分在强度和疲劳寿命上表现更好。
锡银铜系(Sn95.4-Ag3.1-Cu1.5)与锡铜系(Sn99.3-Cu0.7)的比较，3.0％～4.7％Ag和0.5％～1.7％Cu的锡银铜成分合金具有较好的强度和疲劳特性，但是塑性没有Sn99.3-Cu0.7高。
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图1为锡银铜系焊料在部分元器件上测得的回流焊温度曲线。
从图1注意到，Sn95.4-Ag3.1-Cu1.5能够达到的最低熔化温度为216℃～217℃，这个温度还是太高，要适用于现阶段SMT的电路板生产应低于215℃的实际标准熔化温度。这个问题以后随着更深入的研究和实际应用会慢慢得到解决。
2.3 应用过程中面临的挑战
无铅焊料尽管具有非常光明的应用前景，但在实际应用过程中面临诸多问题，具体如下：
(1)生产成本方面。无铅焊料一般比较昂贵，其价格一般是有铅焊料的2倍以上，促使许多以成本为重点的工厂不愿意使用这门技术。除了焊料本身的材料成本外，无铅焊接技术所带来的其它材料方面(如元件和基板)因要求的不同(主要在耐高温方面)也将会提高这些材料的成本，且进一步提高总成本。不过这方面的问题不会像一般想象中的严重，因为在许多情况下，材料成本在整个生产成本中还只是一部分，这方面因采用无铅焊接技术而带来的成本增加，对整体生产成本的影响可能还是相当小的一个比重。
(2)元件和基板方面的开发问题。目前无铅焊料发展的成果主要还是在焊料和工艺上，元件和基板方面的开发有必要进行跟进，使得这门技术可以真正推广开来，比如在无铅焊接上，推广的焊料中都需要较高的焊接温度(在回流温度中约高出传统锡铅焊料40℃左右)，这就需要在许多常用元件上确保其所用材料以承受较高的回流温度。另外，如一些元件的端点材料，采用的银-钯镀层中的钯，在和无铅焊料中的铋合成后会缩短焊点寿命的问题也必须由元件供应商来配合解决，这些都还有待进一步的发展。
(3)回流炉的性能问题。采用无铅焊料将提高焊接温度，也使回流过程中产品上各点的温度要求高出许多。这意味着炉子的加热效率将会面临很大的挑战，除了以红外线加热为主的炉子可能要被淘汰外，对于许多加热效率设计不甚理想的炉子也会面临淘汰。这其实也意味着工厂中现有的某些炉子可能会不适合于使用在无铅焊接上，用户在推行此技术前应该对此方面的问题给予考虑和评估。
(4)生产线上的品质标准问题：采用无铅焊料，生产线上的品质标准也可能会有些影响。这是因为无铅焊料与元件端点及焊盘润湿时可能形成不了像传统锡铅焊料光滑的焊接表面，在焊点亮度、焊点成型和焊盘浸润等方面和传统锡铅焊料焊接后的外观有些差距，在目视检查标准中也许有进行更改的需要。
(5)无铅焊料的开发种类问题：无铅焊料的开发种类非常多，至少超过70种以上。比较后有约12种至15种被予以重视和推广的，在无铅焊料的同意和认同上工业界仍然需要努力。这将可能是用户等待观望的原因之一。
(6)无铅焊料对焊点的可靠性问题：某此焊料对产品焊点的可靠性(寿命)上的影响还缺乏足够的科学数据，以致用户未能对此得到足够的信心。一些小同机构的研究成果也不完全同意。目前一些国际大机构和电子公司的联合研究项目中，似乎都注重于Sn-Ag-Cu方面的研究验证，有关数据的出现，可能是将来工业界决定采用哪类焊料的重要因素。
3 结束语
到目前为止，满意的替代Sn-Pb体系焊料的无铅焊料还没有出现，已出现的无铅焊料都存住有这样或那样的问题。无铅焊料还需继续研究改进，逐步提高性能，以满足电子产品可靠性要求。但有一点可以肯定，随着研究的进一步深入以及对环保的要求，无铅焊料必将代替Sn-Pb焊料。