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传统锡铅焊料虽具有优异的性能和低廉的成本,但严重危害人体和环境,研发新型无铅焊料势在必行。Sn-Zn系无铅焊料具有低成本、低熔点和良好的机械性能,被认为是最具开发前景的无铅焊料。但Sn-Zn系焊料润湿性和抗氧化性较差,严重影响其广泛应用。本文以Sn-9Zn合金为基体合金,通过添加微量的RE、Al和Ag元素对其进行微合金化以改善性能,并与传统锡铅焊料进行比较。利用扫描电子显微镜、金相显微镜对焊料合金的微观组织形貌、钎焊界面形貌进行了观察分析,借助涡流导电仪、布氏硬度计和万能材料实验机等仪器对焊料的物理、力学等性能进行了研究。结果表明：微量RE和Al元素可以显著提高Sn-9Zn合金铺展率、细化显微组织、改善钎焊接头性能,且不劣化焊料合金的电导率、热导率和力学性能。RE和Al添加量分别为0.05wt%和0.1wt%时,焊料组织细小均匀,电导率为8.15×106／Ω·m2,热导率为58.50W/K-m,硬度为20.90HB,接头剪切强度为36.23Mpa,铺展率为61.98%,与Sn-9Zn相比,剪切强度及铺展率分别提高了34.58%、13.4%,所得焊料综合性能最佳。Sn-9Zn／Cu钎焊界面为锯齿状,厚度变化不太均匀,但较Sn-37Pb/Cu界面薄且平直。添加微量RE和Al可使焊料与Cu基板间界面层变得平整,焊料与基板结合更加紧密,同时可以明显延缓时效过程中Sn-9Zn焊料与Cu基板之间界面层的生长和粗化,150℃时效1000h时,界面层仍保持原有的较平整的锯齿状；添加微量Ag和RE元素,界面层、第二相粗化和晶粒长大并未改善,时效至500h时界面处的金属间化合物及焊料组织就已经严重粗化。添加微量RE和Al元素后,时效处理过程中Sn-9Zn焊料钎焊接头的剪切强度下降趋缓。150℃时效1000h剪切强度仅下降了44.52%,其值为20.10MPa,与Sn-37Pb焊料相近。接头剪切断裂时仍保持韧性断裂方式,断口仍为明显的韧窝型塑性断口。