铅元素对人体危害极大,钎料无铅化是必然的趋势。长期以来,Sn-0.7Cu钎料因低廉的成本、优异的物理性能和机械性能,被认为是电子封装材料中最有望取代Sn-Pb的钎料之一。然而Sn-0.7Cu钎料润湿性能不佳且焊点热可靠性差,限制了进一步的推广使用。鉴于此,本文以镍基金属有机骨架衍生物为强化相,添加到Sn-0.7Cu钎料中,制备新型无铅复合钎料,并对其组织、熔化特性、润湿性、硬度、剪切强度和耐腐蚀性等性能以及接头组织和热可靠性加以探究,分析Ni@C对新型复合钎料的强化机理。通过水热法制备了片状镍基金属有机骨架（Ni-MOF）,高温碳化后得到纳米Ni颗粒均匀镶嵌在片状碳骨架中的MOF衍生物（Ni@C）,将其作为强化相添加到Sn-0.7Cu中,成功制备Sn-0.7Cu-x Ni@C（x=0、0.01、0.04、0.08、0.12 Wt.%）复合钎料,Ni@C特殊的结构、组分和纳米级颗粒尺度,发挥了Ni颗粒与碳骨架的协同效应;Ni@C的添加细化了钎料中β-Sn和金属间化合物（IMC）,在添加量为0.08 Wt.%时,细化效果最佳,IMC由未添加时的Cu6Sn5转变成（Cu,Ni）6Sn5,其形貌由网状转变成细长的棒状和点状;DSC结果表明,Ni@C对复合钎料的熔点几乎没有影响,熔点变化范围为227.29～229.16℃;此外,Ni@C有效改善了复合钎料的润湿性,当添加量为0.08 Wt.%时,润湿性最佳,铺展面积最大,与Sn-0.7Cu钎料相比增加了13.9%;同时,钎料硬度和剪切强度随着Ni@C的添加而提高,均在添加量为0.08 Wt.%时达到最大值,硬度的最大值为12.76 HV,相比Sn-0.7Cu钎料提升了13.42%,剪切强度最大值为37.84 MPa,提升了29.50%。采用Tafel极化曲线法,测试了Sn-0.7Cu-x Ni@C钎料合金的耐腐蚀性能,结果表明,Ni@C提升了复合钎料的耐腐蚀性,腐蚀速率随着强化相含量增加而减小,当添加量为0.08 Wt.%时,腐蚀速率最小,为0.205 mm/a,降低了67.9%;在腐蚀过程中钎料表面生成钝化膜,Ni@C的添加提升了钝化效果,增加了Cl-击穿钝化膜的难度;此外,复合钎料最终腐蚀产物为Sn3O（OH）2Cl2,添加Ni@C后,腐蚀产物致密度提高,且其形貌由厚片状转变成薄片状和细针状,新形貌提高了复合钎料的耐腐蚀性。通过SEM、EDS和EPMA等表征手段,探究了Sn-0.7Cu-x Ni@C/Cu接头组织变化及热可靠性,结果表明,接头组织因Ni@C的添加而明显改善,界面IMC由添加前的Cu6Sn5转变成（Cu,Ni）6Sn5,其形貌由扇贝状转变为平面状,厚度及粒径随强化相添加量增加而减小,添加量为0.08 Wt.%时,厚度和粒径分别为5.28μm和2.81μm,均达到最小值;通过等温时效模拟接头界面IMC在高温下的生长行为,探究Ni@C对接头热可靠性的影响,结果表明,界面IMC厚度和粒径均随时效时间的延长而增加,Ni@C显著抑制Cu3Sn和（Cu,Ni）6Sn5的生长;生长动力学计算结果表明,IMC生长速率随时效时间的延长而减小,Ni@C中碳骨架阻碍Cu原子向钎料侧扩散,降低了IMC生长速率;由于（Cu,Ni）6Sn5在热力学和结构上稳定性更高,IMC/Cu界面处Cu原子扩散系数随强化相添加量增加而减小,添加量为0.08 Wt.%时达到最小值,在150℃和175℃时效条件下,Cu原子的扩散系数分别为0.018μm~2/h和0.022μm~2/h,降低了55.0%和56.8%。该论文有图40幅,表12个,参考文献128篇。