3.1.3　63Sn-37Pb共晶合金的基本特性

1．密度

63Sn-37Pb共晶合金的密度为8.5g/cm3。

2．相变温度

图3-2是Sn-Pb二元合金相图。从Sn-Pb二元合金相图中可以看出，在所有的Sn-Pb合金配比中，只有63Sn-37Pb合金配比有共晶点，所以63Sn-37Pb配比的Sn-Pb合金称为共晶合金。对于Sn-Pb共晶合金的组分，国际上也有微量的差异，有的研究机构认为是62.7Sn-37.3Pb，有的研究机构（日本）认为是61.9Sn-38.1Pb，目前大家都把63Sn-37Pb称为共晶合金。

图3-2　 Sn-Pb二元合金相图

在应用中，液相线温度等于熔化终了温度，固相线温度等于开始溶化温度。对于给定的合金成分，在液相线和固相线之间的温度范围是液相和固相共存范围，被认为是熔程范围。液相线温度与固相线温度相等的合金组分，称为共晶合金。此温度称为共晶点或共晶线。共晶合金在升温时只要达到共晶点温度，立即从固相变成液相；反之，冷却凝固时只要降到共晶点温度，立即从液相变成固相。因此，共晶合金在熔化和凝固过程中没有熔程范围。

合金凝固温度范围对焊接的工艺性和焊点质量影响极大。熔程范围大的合金，在合金凝固、形成焊点时需要较长时间。如果在合金凝固期间PCB和元器件有任何振动，都会造成“焊点扰动”，有可能会使焊点开裂。因此，选择焊料合金时应尽量选择共晶或近共晶合金。大多数冶金专家建议将范围控制在10℃以内。为了保证焊点在最恶劣环境下的可靠性，建议焊料合金的液相线温度（熔点）应至少高于工作温度上限值的两倍。

3．电导率

电导率是物质传送电流的能力。焊料作为一种互连材料，一般要求电导率越高越好，63Sn-37Pb共晶合金的电导率较高。

4．热导率

热导率高，导热性好。焊料的热导率随温度的增加而减小。

5．热膨胀系数（CTE）

CTE是SMT业界关注和努力改进的问题。PCB、焊料、元器件焊端或引线的CTE不匹配将增加焊点上的应力和应变，缩短焊点的寿命，导致早期失效。

6．黏度与表面张力

黏度与表面张力是润湿性的重要性能。

7．冷凝收缩现象

63Sn-37Pb合金从室温升到183℃，体积会增大1.2%，而从183℃降到室温，体积的收缩却为4%，故锡铅焊料焊点冷却后有时有缩小现象。无铅焊料也有冷凝收缩现象。

63Sn-37Pb合金的物理性能见表3-4。

表3-4　63Sn-37Pb合金的物理性能