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蓝宝石具有优异的高频特性与光学性能,且电子元器件的线膨胀系数非常相近,因此是如今应用最广泛的封装衬底和基板材料。在电子封装领域出于对温度的要求主要使用低温软钎焊技术对蓝宝石进行连接,但因其化学性质稳定而很难和钎料润湿。本文拟采用添加活性元素Ti和Al的Sn基活性钎料并引入超声作用改善润湿性,在大气环境下实现蓝宝石的有效连接,并研究其连接机理。首先使用添加活性元素Ti的SnAg基活性钎料Sn3.5Ag4Ti超声钎焊蓝宝石,试验结果表明,该钎料对蓝宝石的润湿性很好,直接超声钎焊和超声热浸后超声钎焊均可在蓝宝石间形成良好连接,超声热浸时间10s达到稳定强度33MPa,继续延长超声时间不影响接头强度。界面连接机理为超声作用下钎料中高活性的Ti向界面富集并分别和蓝宝石表面的Al2O3与空气中的O发生置换反应和沉积反应在界面形成厚薄不同且不均匀的Ti2O3沉积层。其次使用添加活性元素Al的SnAg基活性钎料Sn3.5Ag4Al超声钎焊蓝宝石,该钎料的润湿性相对较差,直接超声钎焊不能连接蓝宝石,通过超声热浸改善润湿性后才能在蓝宝石间形成良好连接。剪切强度随超声热浸时间的延长而提高,超声热浸100s时最高强度达到36MPa。界面连接机理为超声作用下钎料中的Al及Al的化合物溶解后向界面扩散并与O反应生成Al2O3,TEM结果证明,界面处Al2O3非晶层和Ag的富集是其界面强化因素。但上述两种钎料中活性元素Ti和Al都以化合物的形式存在而不易溶解,且这两者钎料中含有成本高的贵金属Ag。因此本文提出用成本较低的Sn9Zn2Al钎料,该钎料有Sn Zn Al的低熔点三元共晶相而更易溶解。使用Sn9Zn2Al钎料超声钎焊蓝宝石,试验证明直接超声钎焊和超声热浸后超声钎焊均可以实现蓝宝石的良好连接。随超声时间的延长,接头剪切强度分20s50s快速上升和50s2000s缓慢上升两个阶段,其界面连接机制和Sn3.5Ag4Al相似,界面处Al2O3非晶层和Zn的富集是其界面强化因素。采用含Zn量不同的钎料SnxZn2Al（x=9,25,45）直接超声钎焊蓝宝石,均实现了蓝宝石的良好连接,且强度随含Zn量的增加而提高。使用Sn45Zn2Al时所得接头强度最高可达32MPa。通过增加钎料含Zn量实现了蓝宝石短时间较高强度的连接。