现代的电子产品越来越趋于微型化、高密度、高可靠性以及多功能性的特点,对应用于电子封装中的钎料性能提出了更为苛刻的要求。随着人们环保意识愈来愈强,传统Sn-Pb钎料却因为Pb对人体和环境有害而退出历史舞台。而今研究的在电子封装中使用的无铅钎料主要是Sn基钎料,包括Sn-Ag-Cu、Sn-Cu、Sn-Zn、Sn-Cu-Ni、Sn-Bi。其中Sn-Bi系钎料具有熔点低、润湿性优良、成本低等优点受到许多业内研究者的关注。本文研究的是Sn-Bi钎料的共晶成分Sn-58Bi钎料。对于电子封装来说,其封装温度越低,对于各个元件的热损伤就越低,对于提高元器件的寿命具有重要的影响,所以钎料的熔点在电子封装中占据重要的地位。Sn-58Bi钎料的共晶熔点是139℃,远低于其他钎料的熔点,因而低熔点的Sn-58Bi钎料具有良好的应用前景。但Sn-58Bi钎料同样也有不足,如力学性能较差,服役期间组织粗化严重,尤其是Bi相粗化异常,而且脆性较大,容易引起焊点的孔洞、剥离等问题的产生,这些因素制约了Sn-58Bi钎料的应用,因而改善Sn-58Bi钎料的性能和组织成为业界研究者的热点。本文研究在Sn-58Bi钎料中添加记忆合金CuZnAl颗粒,改善和提高Sn-58Bi钎料的性能,包括润湿性、熔点、力学性能、显微组织和界面组织,并且通过老化试验和高低温热循环试验来探讨添加CuZnAl颗粒后Sn-58Bi钎料的力学性能,以及显微组织和界面组织的影响和变化。采用铺展面积法研究CuZnAl颗粒的添加对Sn-58Bi钎料的润湿性能的影响。结果发现,适量的CuZnAl颗粒的添加可以明显改善Sn-58Bi钎料的润湿性能,当CuZnAl颗粒的含量为0.2%时,铺展面积最大,润湿性能达到最好。同时还研究不同温度下CuZn Al颗粒对Sn-58Bi钎料润湿性的影响,结果是温度高,钎料的润湿性能好,不同温度下,含0.2%CuZn Al颗粒的Sn-58Bi钎料润湿性仍然最好。采用DSC研究CuZnAl颗粒对Sn-58Bi钎料的熔化特性的影响,在Sn-58Bi钎料中添加CuZnAl颗粒后,其熔点以及过冷度都没有太大的变化,对Sn-58Bi钎料的熔化特性没有明显的影响。采用STR-1000型焊点剪切、拉伸测试仪,对含CuZnAl颗粒的Sn-58Bi钎料的力学性能进行测试,结果发现Sn-58Bi-0.2Cu ZnAl复合钎料的剪切力和拉伸力最好,相比较于Sn-58Bi钎料,分别提高了6.8%和6.1%。但添加过量,其力学性能又开始下降。观察钎料的显微组织和界面组织后,发现0.2%CuZnAl颗粒能够明显细化Sn-58Bi钎料的显微组织,将原先Sn-58Bi钎料中粗大Bi相的组织细化,并且均匀分布在β-Sn相中,界面组织形貌从扇贝状转变成层状组织,界面层的厚度也减小了36%,这对于提高焊点的力学性能和可靠性具有重要意义。研究在高低温热循环试验和老化试验中CuZnAl颗粒对Sn-58Bi钎料的力学性能和组织的影响,结果发现不论在高低温热循环还是老化试验中,0.2%CuZnAl颗粒的添加减缓了Sn-58Bi组织的粗化,降低了界面层的生长速率,主要就是因为CuZnAl颗粒添加降低了Sn与Cu之间的扩散系数。随着高低温热循环和老化试验时间的增长,焊点的剪切力和拉伸力都有下降,但Sn-58Bi-0.2CuZnAl复合钎料却仍然具有最大的力学性能。900h热循环后,Sn-58Bi-0.2Cu ZnAl和Sn-58Bi钎料的剪切力和拉伸力分别下降了31.9%、44.8%和28.9%、43.2%,900h老化试验后分别下降21.7%、30.2%和19.9%、28.1%。可以看出CuZnAl颗粒的添加减缓了Sn-58Bi钎料的剪切力和拉伸力的,同时也看出高低温热循环试验对钎料力学性能的影响大于老化试验。