Sn-Ag-Cu系統中Sn與次要元素Ag和Cu之間的冶金反應

   從Sn-Ag-Cu三元合金相圖中分析，在Sn-Ag-Cu三個元素之間有三種可能的二元共晶反應。

   (1) Ag與Sn在221℃形成Sn系質相位的共晶結構和￡金屬之間的化合相位(Ag3Sn)

   當Ag的成分在3.5%耐Sn-Ag合金是共晶合金， XP1044-QL-0N00共晶點為221℃。在共晶溫度下，Sn-Ag所形成的合金組織是由不含銀的純(3-Sn和微細的Ag3Sn相結成的二元共晶組織。添加Ag所形成的Ag3Sn，因為晶粒細小，因此Ag3Sn是穩定的化合物，能夠改善合金的機械性能。

   (2) Cu與Sn在227℃形成Sn系質相位的共晶結構和n金屬間的化合相位(Cu6Sn5)

   當Cu的成分在0.75%時Sn-Cu合金是共晶合金，共晶點為227℃。在共晶溫度下，Sn-Cu所形成的合金是p-Sn與Cll6SIl5相結成的二元共晶組織。

   (3) Ag與Cu在779℃形成富Ag a相和富CuⅨ相共晶合金

   從理論上講，Ag與Cu在779aC應形成富Ag僅相和富CuⅨ相共晶合金，但在Sn-Ag-Cu的三種合金固化溫度的測量研究中沒有發現779℃相位轉變。對這個現象，理論界認為，在溫度動力學上解釋為更適于Ag或Cu與Sn反應，生成Ag3Sn和Cr16Sn5。

   從以上分析中也可以看出，Sn-Ag-Cu系統中液態時的成分為p Sn+ Cu6Sn5+Ag3Sn，Sn-Ag-Cu與Cu焊接界面的釬縫組織還是CL16Sn5和CU3Sn，和Sn-37Pb與Cu焊接的畀面組織是基本相同的。Sn-Ag-Cu與Cu焊接的焊點中只是多了一個成分Ag3Sn，而Ag3Sn是穩定的化合物，能夠改善合金的機械性能。因此，Sn-Ag-Cu與Cu焊接的連接可靠性應該是可以的。

   3．Sn-Ag-Cu合金凝固特性

   在Sn-Pb二元合金中，Sn和Pb結晶彼此都能在某種程度上固溶對方的元素。結晶的形狀比較規則，因此外觀比較光滑，如圖18-18所示。

   Sn-Ag-Cu合金非平衡狀態凝固的特性是：Sn先結晶，以枝晶狀（樹狀）出現，中間夾CL16SI15和Ag3Sn，從圖18-19可以看出其結晶粗糙、不規則。因此無鉛焊點的外觀比較粗糙、不光亮，這不是焊接缺陷，是由于Sn-Ag-Cu合金的非平衡狀態凝固特性造成的。